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《低聚灰比聚合物水泥混凝土的研究》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。
1、西北水资源与水工程第七卷1996年第三期WaterResources&WaterEngineering低聚灰比聚合物水泥混凝土的研究任之忠刘顺发李学军(水利部西北水利科学研究所)提要本文概述了聚合物混凝土的基本情况。研究了低聚灰比的聚合物和掺硅粉与粉煤灰等材料的聚合物水泥混凝土的特性。经过大量试验资料的分析,得出了这种新型砂浆和混凝土具有和易性好、抗拉强度高、弹性模量低和极限拉伸大等优点,同时造价仅为环氧树脂等其他聚合物水泥砂浆和混凝土的30%左右,具有较大的适用价值。关键词:聚合物低聚灰比砂浆混凝土适用性1概述混凝土自1824年面世的一百多年来,已成
2、为用量最大、用途最广的建筑材料。由于它具有强度高、易成型、耐久性好和可与加筋材料复合等优点,因此在工业和民用建筑、水利、交通、海运、原子能和军事等工程中得到了最广泛应用。据估计到本世纪末全世界混凝土年用量可达120亿t,对人类经济和文明的发展将作出巨大的贡献。混凝土虽具有上述无可非议的优点,但它和经济建设对其性能提高的要求相比却相差甚远。急需改进的性能较多,其中以抗折与抗拉强度、体积稳定性和各种耐久性包括抗冻性、耐蚀性、抗冲性、抗磨性等最为迫切。此外高流动性、低渗透率和低热胀系数等问题也须及早解决。随着科学技术的发展特别是建筑材料科学技术的发展,特种混
3、凝土已产生了五十多种,聚合物混凝土就是其中之一。聚合物混凝土(砂浆)是用高分子聚合物与骨料配制而成的一种性能优良的特种混凝土的总称。按材料组份和工艺分,有聚合物浸渍混凝土(PIC)、聚合物水泥混凝土(PCC)和聚合物胶结混凝土(PC)三种。聚合物浸渍混凝土是用能起聚合反应的原始分子的液态单体,来浸渍干燥后的混凝土,使单体渗入孔隙中并聚合成一体的混凝土。单体的聚合方式有热聚合法和辐射聚合法两种。常用的单体有甲苯丙烯酸甲脂,苯乙烯等热塑性单体;苯乙烯——三甲苯丙烯酸三羟甲苯丙烷脂等热固性单体。由于浸渍混凝土具有强度高;不透水;抗冻、抗冲、耐腐蚀和耐磨损性好
4、;干缩和徐变小等优点,所以在美国、日本和西欧等一般用于高速公路、管道、桥面工程及其破损面的修补,也用于抗腐蚀和大坝溢洪道抗冲磨工程及破损面修补等。美国曾在德沃夏克坝用浸渍混凝土对三个泄水孔的气蚀破坏进行了修补,在水工建筑上开创了先例。我国2对葛洲坝二江泄水闸底板裂缝,用表面浸渍法处理的面积达3078m,是目前世界处理面积之最。聚合物水泥混凝土是用聚合物和水泥共同作胶结材料与骨料相结合而成的混凝土。使—14—用的聚合物有聚合物乳胶(水分散体)、水溶性聚合物和在水泥相中可溶且能聚合的单体。施工方法和外加剂一样,可与水泥、骨料和水一起拌和即可。由于聚合物水泥
5、混凝土具有抗拉强度和粘结强度高、变形能力大,不易裂缝、抗渗性、抗冻性、抗腐蚀和抗冲磨性好等优点,所以可作防水、防腐蚀、隔热、修补、装饰和内衬以及抗磨等材料。聚合物胶结混凝土是用树脂(全部代替水泥)与骨料相结合而成的复合混凝土。使用的最基本的树脂有环氧树脂等热固性树脂、聚氯乙烯等热塑性树脂、焦油改性和沥青改性树脂以及乙烯基系单体等。施工方法也基本与普通混凝土相同。聚合物胶结混凝土因具有高强(抗压可达80～160MPa,抗拉9～14MPa)、高抗渗和耐磨、耐腐蚀、绝缘以及抗冻性好等特性,普遍用作防腐蚀、防水、粘接、隔热和修补等材料,近年来又发展可作各种预制
6、构件,如板、柱、块和U形构件等,有的还可代替钢材。水工方面多用于输水管道和溢洪道的抗冲磨部位。我国在葛洲坝船闸上曾用作抗气蚀材料,效果良好。尽管聚合物混凝土的优点很多,但因其为近几十年才崛起的新材料,因此在基础研究和应用研究等方面还有很多问题尚待深入。如其特性和结构关系,特性机理,施工工艺和配合比设计理论以及造价昂贵等问题。2研究目的和原材料选择2.1目的我国自50年代以来修建了大量的水工混凝土建筑物,这些建筑物经多年运行后,在冻融循环、化学腐蚀、冲磨损、碳化及钢筋锈蚀与骨料有关的化学反应——碱和集料反应等综合作用下,产生了不同程度的病害,使工程效益受
7、到很大的损失。解决这些问题的对策,应该从材料、混凝土制作工艺、设计和施工等方面去考虑。研究聚合物混凝土并应用它去修补和修建工程即是内容之一。聚合物混凝土如前所述优点甚多,其中如聚合物水泥混凝土和聚合物胶结混凝土它的施工工艺与普通混凝土大体相同,而性能却优良得多。这种新型的聚合改性材料理应得到大量的发展,但实际情况并非如此。究其主要原因笔者认为是造价昂贵所致。许多研究指出,聚合物按固体成分计算最佳掺量一般占水泥重量的10～25%(即聚灰比,记作PöC)。现今我国聚合物的价格每吨约为2～3万元。每立方米混凝土按350kg水泥计,如聚合物掺量为15%时,每立
8、方米混凝土需聚合物52.5kg,这样仅聚合物一项使每立方米混凝土增加造价一千多元,这是难以承受
