探究聚合物改性混凝土的技术性能

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篇1：探究聚合物改性混凝土的技术性能

探究聚合物改性混凝土的技术性能

摘 要：从聚合物与水泥及水泥水化物之间的相互作用、聚合物水泥石结构、聚合物在水泥混凝土中的减水作用等方面，分析讨论了聚合物改性水泥及水泥混凝土的技术性能及应用。

关键词：聚合物 水泥 水泥混凝土

一、高聚物改性水泥混凝土

水泥混凝土作为一种优良的建筑材料广泛应用于高等级路面和大型桥梁。但是它最主要的缺点是抗弯拉压强度值较低，是一种典型的强而脆的材料。如能借助高聚物的特性，采用高聚物改性水泥混凝土，则可弥补上述缺点，使水泥混凝土成为强而韧的材料。

当前采用高聚物改性水泥混凝土主要有下列三种方法。

(一)聚合物浸渍混凝土

聚合物浸渍混凝土是已硬化的混凝土经干燥后浸入有机单体，用加热或辐射等方法使混凝土孔隙内的单体聚合而成的一种混凝土。

1、材料组成

聚合物掺加量一般为水泥重量的 5～20%。使用的聚合物一般为合成橡胶乳液，如氯丁胶乳、丁苯胶乳、丁腈胶乳;或热塑性树脂乳液，如聚丙烯酸酯类乳液 、聚乙酸乙烯乳液等。此外环氧树脂及不饱和聚酯一类树脂也可应用。

2、技术性能

聚合物浸渍混凝土由于聚合物浸渍充盈了混凝土的毛细管孔和微裂缝所组成孔隙系统，改变了混凝土的孔结构，因而使其物理力学性状得到明显地改善。一般情况下，聚合物浸渍混凝土的抗压强度为普通混凝土的3~4倍;抗拉强度约提高3倍;抗弯强度约提高2~3倍。此外，徐变大大减少，抗冻性、耐硫酸盐、耐酸和耐碱等性能也都有很大改善 。

(二)聚合物水泥混凝土

聚合物水泥混凝土是以聚合物和水泥共同起胶结作用的一种泥凝土。生产工艺与聚合物浸渍混凝土不同，它是在拌和混凝土混合料时将聚合物(或单体)掺入的。因此，生产工艺简单，与普通混凝土相似，便于现场使用。

1、材料组成

聚合物水泥混凝土的材料组成，基本上与普通水泥混凝土相同，只是增加了聚合物组分。常用的聚合物有橡胶乳液类、热塑性树脂类、热固性树脂类。此外，还要加入某些辅助外加剂如：稳定剂、抗水剂、促凝剂和消泡剂等。

2、技术性能

硬化后的聚合物混凝土与普通混凝土相比较，在技术性能上有下列特点:

(1)弯拉强度高渗加聚合物后，混凝土的抗压、抗拉和抗弯强皮均有提高，特别是作为路面混凝土强度指标的抗弯拉强度，提高更为明显。

(2)冲击韧性好由于掺加聚合物后，混凝土的脆性降低，柔韧性增加，因而抗冲击能力也有明显的提高。这对作为承受动荷载的路面和桥梁用混凝土是非常有利的。

(3)耐磨性好聚合物对扩质集料具有优良的'粘附性，因而可以采用硬质耐磨功岩石作为集料，这样可提尚路面混凝土的耐磨性和抗滑性。

(4)耐久性好聚合物在混凝土中能起到阻水和填隙的作用，因而可提高混凝土的抗水性、耐冻性和耐久性。

(三)聚合物胶结混凝上

聚合物胶结混凝土是完全以聚合物为胶结材的混凝土，常用的聚合物为各种树脂或单体，所以亦称“树脂混凝土”。

1、材料组成

聚合物胶结混凝土由用于拌制聚合物混凝土的胶结材料、高强度和耐磨岩石组成的集料和粒径为l~30mm的填料组成。其中填料常用的有碱性的碳酸钙系和酸性氧化硅系，需根据聚合物特性确定。

2、技术性能

聚合物混凝土是以聚合物为结合料的混凝土，由于聚合的特征，因而给混凝土带来新的技术性能：

(1)表观密度轻由于聚合物的密度较水泥的密度轻，所以聚合物混凝土的表观密度亦较轻，通常在~2200kg/m3之间。

(2)力学强度高聚合物混凝土与基准水泥混凝土相较，不论抗压、抗拉或抗折强度都有显著的提高，特别是抗拉和抗折强度尤为突出。

(3)与集料的粘附性强由于聚合物与集料的粘附性强，可采用硬质石料作成混凝土路面抗滑层，提高路面抗滑性。

3、聚合物混凝土应用

随着生产工艺的改进和聚合物混凝土这类材料性能的全面了解，这种材料的应用范围越来越广。其中包括混凝土管、隧道衬砌、矿井支柱和过梁、堤坝面层、溢洪道的保护层，及各种装饰性构件。

(1)瑞士规定所有铁路、电缆管道都必须采用聚合物混凝土。用作铁路轨枕，物理性能和使用寿命大大超过普通混凝土轨枕。

(2)日本最先把不饱和聚酯混凝土作为结构材料，还将聚合物混凝土用于各种公路工程预制构件。

(3)德国将聚合物混凝土广泛应用在铁路、桥染和隧道的修复工程中。

(4)美国分别用到公路路面、水坝坝面、电站消防池、工厂地面及屋面等处。

参考文献：

[1]肖力光，周建成.聚合物水泥混凝土复合材料结构形成机理及性能.吉林建筑工程学院学报，.

[2]陈华光，熊剑平三种乳液改性路用水泥修补砂浆力学性能研究.中国公路学会.第六届全国路面材料及新技术研讨会论文集.中国公路学会,.

[3]刘生海，魏兆龙.聚合物改性混凝土的应用研究.中国公路学报 ，2001.

篇2：聚合物透水混凝土抗压强度和透水性能的研究论文

聚合物透水混凝土是一种新型的建筑材料，这种材料是在混凝土的基础上加以完善与改进，利用聚合物的相关性质来使混凝土的抗压强度及透水性能得到显著的加强。在对聚合物透水混凝土相关性能的研究过程中要不仅要对材料进行合理的选择，还要对研究方法加以完善，使其能够更简便更有效的体现出所研究的相关性能。聚合物透水混凝土的应用较为广泛，其中最为主要的就是应用于建筑施工中，对其进行优化有利于提高我国未来建筑的质量及稳定性。

1 原材料及试验方法

1.1原材料

聚合透水混凝土所需要的原材料有两种，骨料以及高分子树脂胶黏剂。本研究中所选用的骨料为级配不同的卵石，分别为.2.54~4.32mm.4.32~9.45mm，9.45~13.65mm三种卵石。所有使用的卵石均符合建筑质量管理规定的相关要求，其压碎值数、泥沙含有量等指标也符合相关标准，适用于建筑混施工中凝土的原材料。高分子树脂粘合剂是近些年被研究出并逐渐广泛应用于建筑材料中的一种新型材料，其种类较多，与其他胶黏剂相比高分子树脂粘合剂具有较多的优点，其能够在建筑中提高结构的稳定性，同时使得建筑的使用寿命在原有的基础上进行增加，最为重要的是一些高分子树脂胶黏剂还有具有环保的特性，为国家生态环境的平衡发展起到积极的影响意义。目前普遍得到使用的包括聚氨酯、环氧树脂等。不同种类的树脂在性能上具有较大差别，其中环氧树脂在粘合效果以及稳定性与安全性上具有较显著的优势，所以现阶段对其具有较多的研究。环氧树脂包括水性环氧树脂、无溶剂型环氧树脂两大类。

在本研究中将对无溶剂型聚氨酯胶黏剂、无溶剂型环氧树脂胶黏剂以及水性环氧树脂胶黏剂进行功能稳定性分析。所有高分子树脂胶黏剂的配比以及制作方法具有统一明确的规定与流程，所以其质量均达到研究所需标准。

1.2试验方法

在对聚合物透水混凝土进行抗压强度和透水性能分析时，所采用的试验方法大致分为两步，首先为试样的制备，然后进行相关性能的测试。在对试样的制备过程中，以厂家所提供的配比比例进行胶黏剂的制备，同时将所选择的骨料卵石放入搅拌锅中进行搅拌，达到一定程度后向锅中加入配置好的胶黏剂，并进行均匀的搅拌。将搅拌好的材料取出进行进一步的成型测试，能够成型的材料可以进行后续的自然养护，一般情况下7天以后就可以进行各项性能的测试工作。聚合物透水混凝土具有多种性能，本研究将对其抗压强度以及透水性能进行分析。在抗压强度性能测试中要注意聚合物透水混凝土在完全固化以后其抗压强度就不会发生变化，所以本研究中的抗压强度即为聚合物透水混凝土完全固化时的抗压强度。根据抗压强度的相关试验方法，同时按照参考标准进行抗压强度的对比，得到抗压强度结果。透水性能测试也要按照相关的测试流程以及专业的设备进行，测试试件要进行提前采用一定的模型制备，这样才能较好的保证测试结果的相关性与准确度。将测试后得到的透水性能结果与参考标准进行对照，来确定高分子聚合物透水混凝土的透水参数。

2试验结果与讨论

2.1 胶黏剂类型对聚合物透水混凝土强度及性能的影响

选择不同种类的胶黏剂对于聚合物透水混凝土的抗压强度具有较大的影响，这是由于不同胶黏剂的胶黏能力与稳定性存在较大差异。本研究中所选取的三种胶黏剂分别为无溶剂型聚氨酯胶黏剂、无溶剂型环氧树脂胶黏剂以及水性环氧树脂胶黏剂，从所得到的结果中可以发现在抗压强度性能上，这说明环氧树脂胶黏剂能够较好的加强聚合物透水混凝土的抗压强度。进一步分析可以的得到在环氧树脂胶黏剂中，环氧树脂具有高活性的环氧基、羟基以及酯键等重要的化学键。使用水性环氧树脂胶黏剂中水为环氧树脂提供了丰富的极性溶剂，这使得环氧树脂能够发挥出更好的流动性，进而其在对骨料的粘合中发挥出更为灵活的作用，同保证了聚合物透水性混凝土的抗压强度。无溶剂型环氧树脂胶黏剂缺少水溶剂，所以环氧树脂能够更好地发挥粘合的稳定性，进而使高聚物透水混凝土的抗压强度有所降提高。但是环氧树脂粘合剂还有一些缺点，由于其所含有的大多数化学键都为不可逆性，所以造成环氧树脂粘合剂的脆性较大，韧性有待进一步的加强。而在无溶剂聚氨酯胶黏剂中，其所含有的化学键为氨酯键，使高分子聚合之间能够形成可逆性强的氢键，这一作用使其韧性与耐候性显著增强，但是同时由于氢键的可逆性造成多聚物透水混凝土的抗压强度较小。在透水性能中可以得到水性环氧树脂胶黏剂>无溶剂型聚氨酯胶黏剂>无溶剂型环氧树脂胶黏剂，水性环氧树脂胶黏剂的溶剂水使其加大程度上加强的透水性能，所以使得聚合透水混凝土的透水效果最好。在无溶剂型聚氨酯胶黏剂中含有丰富的氢键，也使其透水性达到较高的水平。无溶剂型环氧树脂胶黏剂的透水性最差，所以导致聚合物透水混凝土的透水效果较差。

2.2胶骨比对聚合物透水混凝土强度及性能的影响

在聚合物透水混凝土中的.胶骨比是一项十分重要的内容，对于聚合物土水混凝土的抗压强度产生直接的影响作用。所谓的胶骨比就是胶黏剂与骨料的比例，所以本研究中就是指所选取的三种胶黏剂与卵石的比例j从结果中可以得到，随着胶骨比数值的减小，聚合物透水混凝土的抗压强度所呈现的趋势为先快速后缓慢的下降。三种树脂胶黏剂在聚合物透水混凝土中发挥着重要的粘连作用，其含量的降低势必造成骨料卵石粘连效果的降低，从而使得高聚物透水混凝土的抗压强度逐渐降低。先快速后缓慢的降低说明在树脂胶黏剂低于一定量时对于聚合物透水混凝土抗压强度的影响较差，此时其抗压强度接近于卵石本身的抗压强度。聚合物透水性混凝土的透水性能与抗压性强度相反，表现出的趋势为先缓慢后快速的上升。树脂胶黏剂的在逐渐减少的过程初期还能对卵石起到粘合作用，所以其透水性能上升的较为缓慢，但后期树脂胶黏剂的含量以及不能有效的使卵石进行粘连，所以导致聚合物透水混凝土的透水性能快速上升。

2.3骨料类型及颗粒级配对聚合物透水混凝土强度及性能的影响

骨料卵石的级配数对于聚合物透水混凝土的抗压强度以及透水性能也有着重要的影响作用，本研究中所选用的卵石级配数为2.54~4.32mm，4.32~9.45mm，9.45—13.65mm。从结果中可以看出聚合物透水混凝土的抗压强度随着骨料卵石级配数的增加呈现出的趋势为先上升后下降，这表明骨料卵石在2.54—4.32mm之间的级配数时其体表面积较大，导致一定量的树脂胶黏剂不能有效的将所有卵石进行粘连，使得到的聚合物透水混凝土的抗压强度较差。随着级配数的增加，卵石的体表面积逐渐降低，这时树脂胶黏剂能够较好的发挥粘连作用，提高聚合物透水混凝土的抗压强度。级配数较大所需要的树脂胶黏剂量较少，所以其抗压强度又逐渐下降。透水性能与抗压性能表现出的趋势相反，其原因与抗压强度变化相同。

3结语

想要使聚合物通欧水混凝土的抗压强度与透水性能进行改善，就要对胶黏剂类型、胶骨比以及骨料类型及颗粒级配进行较好的控制。在我国未来的发展中，聚合物透水混凝土将被更广泛的应用于各项施工工程中，其质量与稳定性也会进行显著的加强。

参考文献

[1]徐周聪，王火明，李汝凯，陈飞.聚氨酯碎石混合料透水路面施工工艺与质量控制J].公路交通技术，(06):05-08.

[2]李汝凯，王火明，周刚.多孔聚氨酯碎石混合料强度及影响因素试验研究U]_中外公路，2015(01):244-247.

篇3：聚合物浸渍混凝土（PIC）是什么？

聚合物浸渍混凝土（PIC）是什么？

将已硬化的混凝土干燥后浸入有机单体中，用加热或辐射等方法使混凝土孔隙内的单体聚合，使混凝土与聚合物形成整体，称为聚合物浸渍混凝土，

由于聚合物填充了混凝土内部的孔隙和微裂缝，从而增加了混凝土的密实度，提高了水泥与骨料之间的粘结强度，减少了应力集中，因此具有高强、耐蚀、抗冲击等优良的物理力学性能，

与基材（混凝土）相比，抗压强度可提高2～4倍，一般可达150MPa。

浸渍所用的单体有：甲基丙烯酸甲酯（MMA）、苯乙烯（S）、丙烯腈（AN）、聚脂-苯乙烯等。对于完全浸渍的混凝土应选用粘度尽可能低的单体，如MMA、S等，对于局部浸渍的混凝土，可选用粘度较大的单体如聚脂-苯乙烯等。

聚合物浸渍混凝土适用于要求高强度、高耐久性的特殊构件，特别适用于输送液体的有筋管道、无筋管和坑道。

篇4：聚合物水泥混凝土（PCC）是什么？

聚合物水泥混凝土（PCC）是什么？

聚合物水泥混凝土是用聚合物乳液拌和水泥，并掺入砂或其他骨料而制成，生产工艺与普通混凝土相似，便于现场施工。

聚合物可用天然聚合物（如天然橡胶）和各种合成聚合物（如聚醋酸乙烯、苯乙烯、聚氯乙烯等），

矿物胶凝材料可用普通水泥和高铝水泥。

通常认为，在混凝土凝结硬化过程中，聚合物与水泥之间没有发生化学作用，只是水泥水化吸收乳液中水分，使乳液脱水而逐渐凝固，水泥水化产物与聚合物互相包裹填充形成致密的结构，从而改善了混凝土的物理力学性能，表现为粘结性能好，耐久性和耐磨性高，抗折强度明显提高，但不及聚合物浸渍混凝土显著，抗压强度有可能下降。

聚合物水泥混凝土多用于无缝地面，也常用于混凝土路面和机场跑道面层和构筑物的防水层。

篇5：聚合物污水处理技术

聚合物污水处理技术