谈聚合物混凝土

许 波

(太原高新技术产业开发区环境卫生管理中心，山西太原 030006)

0 引言

随着科学技术和生产的发展，混凝土技术不断进步;人们对混凝土性能的要求也越来越高。混凝土作为当代最主要的土木工程材料之一，用途非常广泛。20世纪60年代以来，高分子材料进入混凝土材料领域，出现了聚合物混凝土。它的出现，拓宽了混凝土的使用领域。它的性能已得到了认可，它的存在，具有日益重要的工程实用价值。

近十年来，聚合物混凝土受到了国内外普遍关注并进行了大量的研究工作。美国是世界上最先对聚合物混凝土进行研究的国家，在20世纪50年代就对其实际应用进行了尝试。我国对聚合物混凝土的研究开始于20世纪70年代，起步虽然较晚，但发展迅猛。20世纪80年代末90年代初期，我国在聚合物混凝土方面的研究和实践有了更大的发展，使得聚合物混凝土在建筑工程中被大量采用，而且获得了优异的效果。

聚合物混凝土是以聚合物(或单体)全部代替水泥，作为胶结材料与骨料拌和，浇筑后经养护和聚合而成的一种新型混凝土，它改变了水泥混凝土抗拉强度低、脆性大、耐腐蚀性差的缺点，通常应用于衬砌、桩、轨枕、路面和桥面等。

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种聚合物而制成。由于其制作简单，成本较低，近年来被广泛应用。

1.1 性能

将聚合物搅拌在混凝土中，聚合物在混凝土内形成薄膜，填充水泥水化物和骨料之间的孔隙，与水泥水化物结成一体，故其与普通混凝土相比具有较好的粘结性、耐久性、耐磨性，有较高的抗弯性能，减少收缩，提高不透水性、耐腐蚀性和耐冲击性。其性能的改善属中等程度，强度提高较少。

1.2 制作及施工方法

制作聚合物水泥混凝土可使用与普通水泥混凝土一样的设备。聚合物水泥混凝土应在拌和后1 h内进行施工与使用。养护时，应先湿养护，待水泥水化以后再实行干养护，以使聚合物成膜。打底混凝土或砂浆应按下列顺序施工:

1)边喷砂、边用钢丝刷刷去混凝土表面脆性的浮浆层或泥土等，用溶剂洗掉油或润滑油迹。

2)接打处的孔隙、裂缝等伤痕要进行V形开槽，用砂浆堵塞修补，对排水沟周围、管道贯通也进行同样的处理。

3)用水冲洗干净后，用棉纱擦去游离的水分。涂一层厚度为7 mm～10 mm左右的聚合物水泥砂浆。当所需要的厚度大于7 mm～10 mm时，可以涂2次～3次。聚合水泥砂浆不宜像普通水泥砂浆用抹子抹好几遍，只要抹2遍～3遍就可以了。此外，在抹平时，抹子往往会粘附一层聚合物薄膜，应边抹边用木片、棉纱等将其擦掉。当大面积涂抹时，每隔3 m～4 m要留宽15 mm的缝。必须注意，施工后，未硬化前不能洒水或淋雨，否则表面将形成一层白色脆性的聚合物膜，会降低其使用性能。

1.3 用途

聚合物水泥混凝土具有非常优良的性能。目前主要用于地面、路面、桥面和船舶的内外甲板面。尤其是对洒落化学物质的楼地面更为适宜。也可以用作衬砌材料、喷射混凝土和新、旧混凝土的接头。

2 聚合物浸渍混凝土

所谓聚合物浸渍混凝土就是将硬化后的普通混凝土通过聚合物单体浸渍而形成的混凝土。由于聚合物填充了混凝土内部的孔隙和微裂缝，使混凝土的密实度、粘结力增加，可以减少应力集中。因而具有高强、耐蚀、抗渗、抗冻、耐磨、抗冲击性能好等等优点。

2.1 性能

聚合物浸渍混凝土是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。因此，聚合物浸渍混凝土与普通混凝土在外观上有些相似，但内部却是有区别的。

聚合物浸渍混凝土改变了普通水泥混凝土的原有性能，提高了它的密实度。聚合物浸渍混凝土的抗压强度约为普通混凝土的3倍～4倍;抗拉强度约提高3倍，抗弯强度约提高2倍～3倍，抗冻性、耐硫酸性、耐酸性和耐碱性等性能都有很大的改善。缺点是，当温度到达比发生火灾还低的温度时，聚合物就会发生热分解、冒烟，并产生恶臭气体和燃烧，强度和刚度急剧下降，严重影响结构的安全。

2.2 生产工艺

聚合物浸渍混凝土的生产工艺过程为:混凝土制品→干燥→浸渍→聚合→成品。

2.3 用途

聚合物浸渍混凝土目前造价较高，实际应用尚不普遍。目前是利用其耐腐蚀、高强、耐久性好的特性制作一些构件，如管道内衬、隧道衬砌、桥板面、路基面、铁路轨枕等。将来，随着其制作工艺的简化和成本的降低，作为防腐蚀材料、耐压材料在水下海洋开发结构方面将扩大其应用范围。

3 聚合物混凝土

聚合物混凝土也称为树脂混凝土，是以合成树脂为胶结材料，以砂石为骨料的混凝土。为了减少树脂的用量，还加有填料粉砂等。

3.1 性能

聚合物混凝土耐水性和抗冻性好、易于粘结、电绝缘性好。聚合物混凝土亦可掺加增强材料，经增强的聚合物混凝土，其抗裂性能比普通混凝土高很多倍。

3.2 生产工艺

1)准确计量。

2)搅拌采用聚合物混凝土搅拌机，搅拌时，先用搅拌机将树脂和固化剂预先充分混合，然后再与混合过的骨料和填料进行强制搅拌。

3)聚合物混凝土的搅拌时间比普通混凝土长，约需3 min～4 min。

4)可以用分段制造法生产聚合物混凝土，即先将树脂与细砂进行拌和制成胶结料，然后再与粗砂、碎石进行拌合。

5)聚合物混凝土构件的养护，除自然养护外，还有加热养护。

3.3 用途

聚合物混凝土由于强度高、耐腐蚀性、耐热性好等，较广泛地用于耐腐蚀的化工结构和高强度的接头。还用于衬砌、堤坝面层、桩、轨枕修补等。有些绝缘性能好的树脂混凝土，也用作饰面构件，如窗台、地面砖、花坛、桌面等。综上可知，聚合物混凝土作为高性能材料，已得到了迅速发展，应用日益广泛，并取得了显著成就，是得到大量推广使用较成熟的混凝土新技术。聚合物混凝土具有优良的性能，能带来较大的经济效益和社会效益。

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