聚合物砂浆和混凝土在建材与水利工程施工中的应用

2023-11-07 理论教育版权反馈

【摘要】：聚合物混凝土通常分为聚合物胶结混凝土、聚合物水泥混凝土及聚合物浸渍混凝土等三类。聚合物水泥砂浆、混凝土的保水性优于普通砂浆、混凝土，且保水性随聚合物掺量增加而增强。此外，聚合物的掺入，对水泥砂浆或水泥混凝土的泌水性及离析现象也有明显的改善效果。

聚合物混凝土通常分为聚合物胶结混凝土、聚合物水泥混凝土及聚合物浸渍混凝土等三类。

（一）聚合物胶结混凝土（Polymer concrete，简称PC）

聚合物胶结混凝土也称塑料混凝土，是完全以聚合物为胶结材料粘结粗细集料构成的混凝土，常用的聚合物为各种树脂或单体，所以亦称“树脂混凝土”。如环氧砂浆、呋喃混凝土等。树脂混凝土或砂浆都固化速度较快，具有较大的抗拉、抗压强度以及抗冲耐磨特点，多用于抗冲磨部位及表层修补。

聚合物胶结混凝土的技术性能包括以下方面：

（1）表观密度小、强度高。由于聚合物的密度较水泥的密度小，所以聚合物混凝土的表观密度亦较小，通常为2000～2200kg/m3，如采用轻集料配制混凝土，更能减小结构断面和增大跨度，达到轻质高强的要求。

（2）与集料的黏附性强。由于聚合物与集料的黏附性强，可采用硬质石料做成混凝土路面抗滑层，提高路面抗滑性。

（3）结构密实。由于聚合物不仅可填充集料间的空隙，而且可浸填集料的孔隙，使混凝土的结构密度增大，提高了混凝土的抗渗性、抗冻性和耐久性。

（二）聚合物水泥混凝土（Polymer-cement concrete，简称PCC）

聚合物水泥混凝土是以聚合物和水泥共同起胶结作用的一种混凝土。它是在拌和混凝土时将聚合物掺入的。

1.掺加聚合物应满足的要求

聚合物水泥砂浆、混凝土所用的水泥、砂、石子同普通混凝土，但掺入的聚合物必须满足下列要求：

1）聚合物必须能在水泥的碱性环境条件下成膜，覆盖在水泥颗粒和集料上，并使水泥基体与集料形成强有力的粘结。

2）聚合物必须具有阻止微裂缝生长的能力。(www.chuimin.cn)

2.聚合物水泥砂浆、混凝土拌和物的性能

（1）减水性能。由于聚合物乳液在生产过程中一般都加入表面活性剂，当加入水泥拌和物后，其和易性得到极大改善，达到相同的流动性时，其用水量显著减少。

（2）凝结时间。聚合物对水泥的水化过程一般有滞后作用，一般随聚灰比增大，其聚合物砂浆的终凝时间也增加。

（3）保水性。砂浆、混凝土的保水性是指其保持水分的能力。聚合物水泥砂浆、混凝土的保水性优于普通砂浆、混凝土，且保水性随聚合物掺量增加而增强。

此外，聚合物的掺入，对水泥砂浆或水泥混凝土的泌水性及离析现象也有明显的改善效果。

3.聚合物水泥砂浆、混凝土的工程应用

聚合物水泥砂浆主要用于建筑物的防渗、抗冻及耐磨部位的表层。如钢筋混凝土建筑物防渗处理、碾压混凝土坝上游防渗层、混凝土溢流坝面、水电站尾水渠和调压塔、溢洪道等工程。

（三）聚合物浸渍混凝土（Polymer impregnated concrete，简称PIC）

聚合物浸渍混凝土是用单体或低分子树脂浸入已硬化的混凝土中，再用辐射法或加热法，或同时用两种方法，使单体或树脂在混凝土中聚合，从而制得的一种新型混凝土，简称浸渍混凝土。

由于聚合物浸渍充盈了混凝土的毛细管孔和微裂缝所组成孔隙系统，改变了混凝土的孔隙结构，硬化后使得混凝土具有较高的强度，其抗渗性、抗冻性、耐磨及耐腐蚀性能都有很好的改善。但聚合物浸渍混凝土的抗冲击强度和韧性小，易脆断。

浸渍用的聚合物是液态的，称为浸渍液，它是由有机单体和化学引发剂组成的。对液态聚合物浸渍液的要求是：黏度低、流动性好、毒性低、挥发性小、易渗入硬化体内，并在硬化体内聚合。