聚合物改性混凝土研究進(jìn)展

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1、聚合物改性混凝土研宄進(jìn)展摘要：介紹了聚合物改性混凝土的種類、改性機(jī)理和研究現(xiàn)狀，并對(duì)其應(yīng)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、抗拉強(qiáng)度、好的柔韌性,高的密實(shí)度和抗?jié)B性等，當(dāng)前聚合物改性混凝土主要有3種，即：聚合物浸漬混凝土，聚合物混凝土，聚合物改性混凝土。聚合物改性混凝土學(xué)科的發(fā)展前景廣闊。關(guān)鍵詞：聚合物改性混凝土；種類；改性機(jī)理；研宄現(xiàn)狀；前景0引言聚合物改性混凝土是指一類聚合物與混凝土復(fù)合的材料，是用有機(jī)高分子材料來(lái)代替或改善水泥膠凝材料所得到的高強(qiáng)、高質(zhì)混凝土。聚合物改性混凝土的發(fā)展己有多年歷史

2、，并得到了越來(lái)越廣泛的應(yīng)用。目前，聚合物改性混凝土的性能己經(jīng)得到廣泛認(rèn)討。普通混凝土雖然抗壓強(qiáng)度商，但也存在著較多缺點(diǎn)，比如抗拉和抗折強(qiáng)度較低，干燥收縮大，脆性大。在水泥混凝土中加入少fi有機(jī)髙分子聚合物，可以使混凝土獲得髙密實(shí)度，改變混凝土的脆性，拓寬了混凝土的使用領(lǐng)域，能帶來(lái)較大的社會(huì)效益及經(jīng)濟(jì)效益［1］。1聚合物改性混凝土的分類聚合物改性混凝土按照制備方式，可分為聚合物浸漬水泥混凝土（PIC）,聚合物膠結(jié)混凝土（PC）和聚合物水泥混凝土（PCC）三種。1.1聚合物浸漬混凝土聚合物浸漬混凝土（PIC）是將已經(jīng)水化的混凝土用聚合物單體

3、浸潰，隨后單體在混凝土閃部進(jìn)行聚合生成的復(fù)合材料。聚合物浸漬混凝土有良好的力學(xué)性能、耐久性及侵蝕能力。用于浸漬混凝土的聚合物單體主要有丙烯酸或甲基丙烯酸酯、苯乙烯、環(huán)氧樹脂、不飽和聚酯樹脂、丙烯腈等。這種混凝土適用于要求高強(qiáng)度、《耐久性的特殊構(gòu)件，特別適用于輸運(yùn)液體的有筋管、無(wú)筋管、坑道等。聚合物浸漬混凝土因其實(shí)際操作和催化雜，目前多用于重要工程。國(guó)外己用于耐高壓的容器，如原子反應(yīng)堆、液化天然氣貯罐等。1.2聚合物膠結(jié)混凝土聚合物膠結(jié)混凝土（PC）是以聚合物為唯一膠結(jié)材料的混凝土，又稱之為樹脂混凝土。大部分惜況下是把聚合物單體與骨料拌和

4、，把骨料結(jié)合在一起，形成整體。聚合物混凝土所用的聚合物主要有環(huán)氧樹脂、甲基W烯酸酯樹脂、不飽和聚酯樹脂、呋喃樹脂、瀝青等，混凝土的膠結(jié)完全靠聚合物，聚合物的用量約占混凝土重量的8%左右，這種混凝土具有高強(qiáng)、耐腐蝕等優(yōu)點(diǎn)，但目前成本較高，工藝復(fù)雜，經(jīng)濟(jì)適用性和工程實(shí)用性均很差［2j，只能用于特殊工程（如耐腐蝕工程）。1.3聚合物水泥混凝土聚合物水泥混凝土（PCC）是將水泥和骨料混合后，與分散在水中或者可以在水中分散的有機(jī)聚合物材料結(jié)合所生成的復(fù)合材料。制備的方式主要有兩種：一是先將聚合物用水分散后，以乳液或聚合物水溶液的形式加入，聚合物膠

5、乳在混凝土水化過程中影響混凝土水化過程及混凝土的結(jié)構(gòu)，從而對(duì)水泥砂漿或混凝土的性能起到改善作用。.另一種是先將聚合物與水泥或其他分散介質(zhì)進(jìn)行預(yù)分散，以干拌砂漿的形式使用。浞合料與水拌和時(shí)，聚合物遇水變?yōu)槿橐海诨炷聊Y(jié)硬化過程中，乳液脫水，形成聚合物同體結(jié)構(gòu)［3］。此外，聚合物還可以纖維或者纖維增強(qiáng)塑料的形式，或者起外加劑的作用在混凝土中獲得了應(yīng)用。聚合物水泥混凝土由于操作簡(jiǎn)單，改性效果明顯，成本較低（相當(dāng)其他兩種聚合物混凝土成本的1/10），因而在實(shí)際應(yīng)用中得到了廣泛的應(yīng)用。2聚合物對(duì)水泥混凝土的改性機(jī)理國(guó)閃外用于水泥混凝土改性的聚

6、合物品種繁多，但基本上是三種類型：即乳液（乳膠、分散體）、液體樹脂和水溶性聚合物。其中乳膠是使用最廣的，主要分為三類：1）橡膠乳液類。主要有天然乳膠（NR）、丁苯乳膠（SBR）和氯丁乳膠（CR）甲基丙烯酸甲脂-丁二烯膠乳(MBR)等；2)熱塑性樹脂乳液類。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)熱固性樹脂乳液類。主要有環(huán)氧樹脂乳液(EP)、不飽和聚酯乳液(UP)等。聚合物乳液或可再分散乳膠粉對(duì)混凝土的改性首先都分散在混凝土中形成混合物，乳

7、液通過乳化聚合作用形成熱塑性大分子分散在水屮，借助于保護(hù)膠質(zhì)和表而張力的穩(wěn)定作用，分散在水屮的微粒不會(huì)凝聚，脫水導(dǎo)致乳化或再分散的聚合物成膜，聚合物能在硬化水泥漿體中交織成M狀膠膜，一方面起到增韌的作用，另一方Ifif起到提高耐久性能的作用：聚合物膜鉸接的作川機(jī)理表現(xiàn)在聚合物形成的空間三維連續(xù)網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，相當(dāng)于纖維狀，從而增強(qiáng)了水泥漿體的基體，抵抗裂紋擴(kuò)展，提高了抗折強(qiáng)度，增加抗拉強(qiáng)度：另外，聚合物乳液屮大量的活性物質(zhì)增強(qiáng)了浞凝土拌合物料表而的濕潤(rùn)，降低了孔隙率，改善了其斷裂性能，有效防止裂縫的產(chǎn)生。影響聚合物膜性能的一個(gè)重要因素是最低成

8、膜溫度(MFT)，大于MFT溫度所生成的膜層均勻、耐久并有較高的強(qiáng)度，若略低于MFT的溫度則只能部分成膜，且膜易開裂、強(qiáng)度較低。理想的狀況是水泥水化產(chǎn)物與聚合物相互穿透，聚合物相在砂漿中應(yīng)呈網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，如果荷