談聚合物混凝土

許 波

(太原高新技術產業開發區環境衛生管理中心，山西太原 030006)

0 引言

隨著科學技術和生產的發展，混凝土技術不斷進步;人們對混凝土性能的要求也越來越高。混凝土作為當代最主要的土木工程材料之一，用途非常廣泛。20世紀60年代以來，高分子材料進入混凝土材料領域，出現了聚合物混凝土。它的出現，拓寬了混凝土的使用領域。它的性能已得到了認可，它的存在，具有日益重要的工程實用價值。

近十年來，聚合物混凝土受到了國內外普遍關注并進行了大量的研究工作。美國是世界上最先對聚合物混凝土進行研究的國家，在20世紀50年代就對其實際應用進行了嘗試。我國對聚合物混凝土的研究開始于20世紀70年代，起步雖然較晚，但發展迅猛。20世紀80年代末90年代初期，我國在聚合物混凝土方面的研究和實踐有了更大的發展，使得聚合物混凝土在建筑工程中被大量采用，而且獲得了優異的效果。

聚合物混凝土是以聚合物(或單體)全部代替水泥，作為膠結材料與骨料拌和，澆筑后經養護和聚合而成的一種新型混凝土，它改變了水泥混凝土抗拉強度低、脆性大、耐腐蝕性差的缺點，通常應用于襯砌、樁、軌枕、路面和橋面等。

1 聚合物水泥混凝土

聚合物水泥混凝土是在普通混凝土的拌和物中再加入一種聚合物而制成。由于其制作簡單，成本較低，近年來被廣泛應用。

1.1 性能

將聚合物攪拌在混凝土中，聚合物在混凝土內形成薄膜，填充水泥水化物和骨料之間的孔隙，與水泥水化物結成一體，故其與普通混凝土相比具有較好的粘結性、耐久性、耐磨性，有較高的抗彎性能，減少收縮，提高不透水性、耐腐蝕性和耐沖擊性。其性能的改善屬中等程度，強度提高較少。

1.2 制作及施工方法

制作聚合物水泥混凝土可使用與普通水泥混凝土一樣的設備。聚合物水泥混凝土應在拌和后1 h內進行施工與使用。養護時，應先濕養護，待水泥水化以后再實行干養護，以使聚合物成膜。打底混凝土或砂漿應按下列順序施工:

1)邊噴砂、邊用鋼絲刷刷去混凝土表面脆性的浮漿層或泥土等，用溶劑洗掉油或潤滑油跡。

2)接打處的孔隙、裂縫等傷痕要進行V形開槽，用砂漿堵塞修補，對排水溝周圍、管道貫通也進行同樣的處理。

3)用水沖洗干凈后，用棉紗擦去游離的水分。涂一層厚度為7 mm～10 mm左右的聚合物水泥砂漿。當所需要的厚度大于7 mm～10 mm時，可以涂2次～3次。聚合水泥砂漿不宜像普通水泥砂漿用抹子抹好幾遍，只要抹2遍～3遍就可以了。此外，在抹平時，抹子往往會粘附一層聚合物薄膜，應邊抹邊用木片、棉紗等將其擦掉。當大面積涂抹時，每隔3 m～4 m要留寬15 mm的縫。必須注意，施工后，未硬化前不能灑水或淋雨，否則表面將形成一層白色脆性的聚合物膜，會降低其使用性能。

1.3 用途

聚合物水泥混凝土具有非常優良的性能。目前主要用于地面、路面、橋面和船舶的內外甲板面。尤其是對灑落化學物質的樓地面更為適宜。也可以用作襯砌材料、噴射混凝土和新、舊混凝土的接頭。

2 聚合物浸漬混凝土

所謂聚合物浸漬混凝土就是將硬化后的普通混凝土通過聚合物單體浸漬而形成的混凝土。由于聚合物填充了混凝土內部的孔隙和微裂縫，使混凝土的密實度、粘結力增加，可以減少應力集中。因而具有高強、耐蝕、抗滲、抗凍、耐磨、抗沖擊性能好等等優點。

2.1 性能

聚合物浸漬混凝土是以已硬化的水泥混凝土為基材，將聚合物填充其孔隙而成的一種混凝土—聚合物復合材料。因此，聚合物浸漬混凝土與普通混凝土在外觀上有些相似，但內部卻是有區別的。

聚合物浸漬混凝土改變了普通水泥混凝土的原有性能，提高了它的密實度。聚合物浸漬混凝土的抗壓強度約為普通混凝土的3倍～4倍;抗拉強度約提高3倍，抗彎強度約提高2倍～3倍，抗凍性、耐硫酸性、耐酸性和耐堿性等性能都有很大的改善。缺點是，當溫度到達比發生火災還低的溫度時，聚合物就會發生熱分解、冒煙，并產生惡臭氣體和燃燒，強度和剛度急劇下降，嚴重影響結構的安全。

2.2 生產工藝

聚合物浸漬混凝土的生產工藝過程為:混凝土制品→干燥→浸漬→聚合→成品。

2.3 用途

聚合物浸漬混凝土目前造價較高，實際應用尚不普遍。目前是利用其耐腐蝕、高強、耐久性好的特性制作一些構件，如管道內襯、隧道襯砌、橋板面、路基面、鐵路軌枕等。將來，隨著其制作工藝的簡化和成本的降低，作為防腐蝕材料、耐壓材料在水下海洋開發結構方面將擴大其應用范圍。

3 聚合物混凝土

聚合物混凝土也稱為樹脂混凝土，是以合成樹脂為膠結材料，以砂石為骨料的混凝土。為了減少樹脂的用量，還加有填料粉砂等。

3.1 性能

聚合物混凝土耐水性和抗凍性好、易于粘結、電絕緣性好。聚合物混凝土亦可摻加增強材料，經增強的聚合物混凝土，其抗裂性能比普通混凝土高很多倍。

3.2 生產工藝

1)準確計量。

2)攪拌采用聚合物混凝土攪拌機，攪拌時，先用攪拌機將樹脂和固化劑預先充分混合，然后再與混合過的骨料和填料進行強制攪拌。

3)聚合物混凝土的攪拌時間比普通混凝土長，約需3 min～4 min。

4)可以用分段制造法生產聚合物混凝土，即先將樹脂與細砂進行拌和制成膠結料，然后再與粗砂、碎石進行拌合。

5)聚合物混凝土構件的養護，除自然養護外，還有加熱養護。

3.3 用途

聚合物混凝土由于強度高、耐腐蝕性、耐熱性好等，較廣泛地用于耐腐蝕的化工結構和高強度的接頭。還用于襯砌、堤壩面層、樁、軌枕修補等。有些絕緣性能好的樹脂混凝土，也用作飾面構件，如窗臺、地面磚、花壇、桌面等。綜上可知，聚合物混凝土作為高性能材料，已得到了迅速發展，應用日益廣泛，并取得了顯著成就，是得到大量推廣使用較成熟的混凝土新技術。聚合物混凝土具有優良的性能，能帶來較大的經濟效益和社會效益。

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