聚合物混凝土

颗粒型有机－无机复合材料的统称

颗粒型有机－无机复合材料的统称。指由有机聚合物、无机胶凝材料和骨料结合而成的混凝土。按其组成和制作工艺可分为：聚合物浸渍混凝土；聚合物水泥混凝土，也称聚合物改性混凝土（polymer modified concrete，PMC）；聚合物胶结混凝土（polymer concrete， PC），又称树脂混凝土（resin concrete，RC）。

分类

1. 聚合物水泥混凝土

聚合物水泥混凝土是以有机高分子材料和水泥共同作为胶凝材料而制得的混凝土。通常是在搅拌混凝土的同时掺加一定量的有机高分子聚合物，水泥的水化和聚合物的固化同时进行，相互填充形成整体结构。但聚合物与水泥之间并不发生化学反应。

2.树脂混凝土

树脂混凝土指完全以液体树脂为胶凝材料的混凝土。所用的骨料与普通混凝土相同。常用的树脂有不饱和聚酯树脂、酚醛树脂和环氧树脂等。

3.聚合物浸渍混凝土

聚合物浸渍混凝土是将有机物单体渗入混凝土中，然后用加热或放射线照射的方法使其聚合，使混凝土与聚合物形成一个整体。有机单体可用甲基丙烯酸甲酯、苯乙烯、乙烯、丙烯晴、聚酯一苯乙烯等。此外，还要加入催化剂和交联剂等。该混凝土的制作工艺通常是在混凝土制品成型、养护完毕后，先干燥至恒重并在真空罐内抽真空，然后使单体浸入混凝土中，浸渍后需在80℃湿热条件下养护或用放射线照射使单体聚合。

特点及用途

聚合物水泥混凝土与普通混凝土相比，具有抗拉、抗折强度高，延性、粘结性和抗渗、抗冲击、耐磨性好等特点，但是耐热、耐火、耐候性较差。主要用于铺设无缝地面，也常用于修补混凝土路面和机场跑道面层、防水层等。

树脂混凝土具有硬化快，强度高，耐磨、耐腐蚀等优点，但成本较高。主要用于工程修补材料或制作耐酸储槽、铁路轨枕、核废料容器和人造大理石等。

聚合物浸渍混凝土具有高强度（抗压强度可达200MPa以上），高防水，以及高抗冻性，高抗冲击性，高耐腐蚀性，高耐磨性等特点。

经济效益

从经济效益讲，如按每单位体积材料作比较，聚合物混凝土的价格高于普通水泥混凝土，但如按单位强度和使用年限作比较，则前者常比后者的价格为低。

聚合物浸渍混凝土（PIC）以已硬化的水泥混凝土为基材，将聚合物填充其孔隙而成的一种混凝土-聚合物复合材料，其中聚合物含量为复合体重量的5～15%。其工艺为先将基材作不同程度的干燥处理，然后在不同压力下浸泡在以苯乙烯或甲基丙烯酸甲酯等有机单体为主的浸渍液中，使之渗入基材孔隙,最后用加热、辐射或化学等方法，使浸渍液在其中聚合固化。在浸渍过程中，浸渍液深入基材内部并遍及全体者，称完全浸渍工艺。一般应用于工厂预制构件，各道工序在专门设备中进行。浸渍液仅渗入基材表面层者，称表面浸渍工艺，一般应用于路面、桥面等现场施工。

由于聚合物填充了水泥混凝土中的孔隙和微裂缝，可提高它的密实度，增强水泥石与集料间的粘结力，并缓和裂缝尖端的应力集中，改变普通水泥混凝土的原有性能，使之具有高强度、抗渗、抗冻、抗冲、耐磨、耐化学腐蚀、抗射线等显著优点。可作为高效能结构材料应用于特种工程，例如腐蚀介质中的管、桩、柱、地面砖、海洋构筑物和路面、桥面板，以及水利工程中对抗冲、耐磨、抗冻要求高的部位。也可应用于现场修补构筑物的表面和缺陷，以提高其使用性能。

聚合物浸渍混凝土的制备技术，还可推广到不以水泥混凝土为基材和不以有机单体为浸渍液的材料，例如聚合物浸渍石膏和硫磺浸渍混凝土。

聚合物水泥混凝土（PCC）以聚合物（或单体）和水泥共同作为胶凝材料的聚合物混凝土。其制作工艺与普通混凝土相似，在加水搅拌时掺入一定量的有机物及其辅助剂，经成型、养护后，其中的水泥与聚合物同时固化而成。

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（CR）、丁苯胶乳（SBR）、丁腈胶乳（NBR）；或热塑性树脂乳液，如聚丙烯酸酯类乳液（PAE）、聚乙酸乙烯乳液（PVAC）等。此外环氧树脂及不饱和聚酯一类树脂也可应用。

由于聚合物的引入，聚合物水泥混凝土改进了普通混凝土的抗拉强度、耐磨、耐蚀、抗渗、抗冲击等性能，并改善混凝土的和易性，可应用于现场灌筑构筑物、路面及桥面修补，混凝土储罐的耐蚀面层，新老混凝土的粘结以及其他特殊用途的预制品。

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