聚合物改性混凝土研究进展

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1、聚合物改性混凝土研宄进展摘要：介绍了聚合物改性混凝土的种类、改性机理和研究现状，并对其应用前景作了展望。和普通混凝土相比，聚合物改性混凝土有良好的性能：高的抗折、抗拉强度、好的柔韧性,高的密实度和抗渗性等，当前聚合物改性混凝土主要有3种，即：聚合物浸渍混凝土，聚合物混凝土，聚合物改性混凝土。聚合物改性混凝土学科的发展前景广阔。关键词：聚合物改性混凝土；种类；改性机理；研宄现状；前景0引言聚合物改性混凝土是指一类聚合物与混凝土复合的材料，是用有机高分子材料来代替或改善水泥胶凝材料所得到的高强、高质混凝土。聚合物改性混凝土的发展己有多年历史

2、，并得到了越來越广泛的应用。目前，聚合物改性混凝土的性能己经得到广泛认讨。普通混凝土虽然抗压强度商，但也存在着较多缺点，比如抗拉和抗折强度较低，干燥收缩大，脆性大。在水泥混凝土中加入少fi有机髙分子聚合物，可以使混凝土获得髙密实度，改变混凝土的脆性，拓宽了混凝土的使用领域，能带来较大的社会效益及经济效益［1］。1聚合物改性混凝土的分类聚合物改性混凝土按照制备方式，可分为聚合物浸渍水泥混凝土（PIC）,聚合物胶结混凝土（PC）和聚合物水泥混凝土（PCC）三种。1.1聚合物浸渍混凝土聚合物浸渍混凝土（PIC）是将已经水化的混凝土用聚合物单体

3、浸溃，随后单体在混凝土闪部进行聚合生成的复合材料。聚合物浸渍混凝土有良好的力学性能、耐久性及侵蚀能力。用于浸渍混凝土的聚合物单体主要有丙烯酸或甲基丙烯酸酯、苯乙烯、环氧树脂、不饱和聚酯树脂、丙烯腈等。这种混凝土适用于要求高强度、《耐久性的特殊构件，特别适用于输运液体的有筋管、无筋管、坑道等。聚合物浸渍混凝土因其实际操作和催化杂，目前多用于重要工程。国外己用于耐高压的容器，如原子反应堆、液化天然气贮罐等。1.2聚合物胶结混凝土聚合物胶结混凝土（PC）是以聚合物为唯一胶结材料的混凝土，又称之为树脂混凝土。大部分惜况下是把聚合物单体与骨料拌和

4、，把骨料结合在一起，形成整体。聚合物混凝土所用的聚合物主要有环氧树脂、甲基W烯酸酯树脂、不饱和聚酯树脂、呋喃树脂、沥青等，混凝土的胶结完全靠聚合物，聚合物的用量约占混凝土重量的8%左右，这种混凝土具有高强、耐腐蚀等优点，但目前成本较高，工艺复杂，经济适用性和工程实用性均很差［2j，只能用于特殊工程（如耐腐蚀工程）。1.3聚合物水泥混凝土聚合物水泥混凝土（PCC）是将水泥和骨料混合后，与分散在水中或者可以在水中分散的有机聚合物材料结合所生成的复合材料。制备的方式主要有两种：一是先将聚合物用水分散后，以乳液或聚合物水溶液的形式加入，聚合物胶

5、乳在混凝土水化过程中影响混凝土水化过程及混凝土的结构，从而对水泥砂浆或混凝土的性能起到改善作用。.另一种是先将聚合物与水泥或其他分散介质进行预分散，以干拌砂浆的形式使用。浞合料与水拌和时，聚合物遇水变为乳液，在混凝土凝结硬化过程中，乳液脱水，形成聚合物同体结构［3］。此外，聚合物还可以纤维或者纤维增强塑料的形式，或者起外加剂的作用在混凝土中获得了应用。聚合物水泥混凝土由于操作简单，改性效果明显，成本较低（相当其他两种聚合物混凝土成本的1/10），因而在实际应用中得到了广泛的应用。2聚合物对水泥混凝土的改性机理国闪外用于水泥混凝土改性的聚

6、合物品种繁多，但基本上是三种类型：即乳液（乳胶、分散体）、液体树脂和水溶性聚合物。其中乳胶是使用最广的，主要分为三类：1）橡胶乳液类。主要有天然乳胶（NR）、丁苯乳胶（SBR）和氯丁乳胶（CR）甲基丙烯酸甲脂-丁二烯胶乳(MBR)等；2)热塑性树脂乳液类。主要有聚W烯酸乳液(PAE)、聚醋酸乙烯脂乳液(PVAC)、苯丙乳液(SAE)、聚丙酸乙烯脂乳液(PVP)、氯乙烯-偏氯乙烯共聚乳液等；3)热固性树脂乳液类。主要有环氧树脂乳液(EP)、不饱和聚酯乳液(UP)等。聚合物乳液或可再分散乳胶粉对混凝土的改性首先都分散在混凝土中形成混合物，乳

7、液通过乳化聚合作用形成热塑性大分子分散在水屮，借助于保护胶质和表而张力的稳定作用，分散在水屮的微粒不会凝聚，脱水导致乳化或再分散的聚合物成膜，聚合物能在硬化水泥浆体中交织成M状胶膜，一方面起到增韧的作用，另一方Ifif起到提高耐久性能的作用：聚合物膜铰接的作川机理表现在聚合物形成的空间三维连续网状结构，相当于纤维状，从而增强了水泥浆体的基体，抵抗裂纹扩展，提高了抗折强度，增加抗拉强度：另外，聚合物乳液屮大量的活性物质增强了浞凝土拌合物料表而的湿润，降低了孔隙率，改善了其断裂性能，有效防止裂缝的产生。影响聚合物膜性能的一个重要因素是最低成

8、膜温度(MFT)，大于MFT温度所生成的膜层均匀、耐久并有较高的强度，若略低于MFT的温度则只能部分成膜，且膜易开裂、强度较低。理想的状况是水泥水化产物与聚合物相互穿透，聚合物相在砂浆中应呈网状结构，如果荷