聚合物水泥混凝土( Polymer cement concrete , PCC ),是在水泥混凝土攪拌過程中摻入聚合物,經(jīng)澆筑、養(yǎng)護和聚合而成的一種混凝土。這種由水泥混凝土和高分子材料有效結(jié)合的復(fù)合材料,其性能比普通混凝土要好的多。
聚合物的彈性模量一般小于水泥凈漿和混凝土,所以聚合物水泥混凝土的彈性模量比普通混凝土小,但其抗拉或抗壓破壞時的極限應(yīng)變量都增大。
由于摻加聚合物具有一定的減水效果,所以聚合物水泥混凝土的干縮一般比普通混凝土小,故其抗收縮裂縫的性能較好。
聚合物水泥混凝土的耐磨性比普通混凝土將有大幅度提高,聚灰比越大,耐磨性越好。
根據(jù)以上性能,聚合物水泥混凝土目前主要用于地面、路面、橋面和船舶的內(nèi)外甲板面,尤其是化工廠的地面更便宜,也可以用作襯砌材料、噴射混凝土和修補工程。
從微觀的角度看,普通混凝土屬于多孔結(jié)構(gòu)物質(zhì),其內(nèi)部分布著大量的毛細孔隙及細微裂縫。正是這些孔隙與裂縫成為混凝土的薄弱環(huán)節(jié),導(dǎo)致混凝土抗拉、抗彎強度較低,而混凝土的抗?jié)B、抗凍融、耐腐蝕性能也與其密實度即孔隙狀況密切相關(guān)。聚合物混凝土比較有效地克服了普通混凝土的上述缺陷,提高了混凝土的性能,擴大了混凝土的使用范圍,是國內(nèi)外混凝土研究和應(yīng)用的熱點之一。聚合物混凝土是由混凝土和高分子聚合物材料有效結(jié)合而制成的有機無機復(fù)合材料。
聚合物混凝土可分為三類:聚合物浸漬混凝土、聚合物水泥混凝土和樹脂混凝土。
聚合物浸漬混凝土是將已經(jīng)成型、硬化的混凝土,經(jīng)干燥和真空處理后,浸漬在高分子聚合物的液態(tài)單體中,然后用輻射、加熱或化學(xué)方法,使?jié)B入到混凝土內(nèi)部孔隙中的單體聚合,生成堅硬的玻璃狀聚合物,并與混凝土基體緊密結(jié)合,形成低孔隙率、高密實度、高強度、高抗?jié)B性、耐腐蝕、耐磨并抗凍融的復(fù)合材料。
聚合物水泥混凝土亦稱聚合物改性混凝土,是在普通混凝土拌合物中加入聚合物,以聚合物與水泥共同作膠結(jié)材料,將粗、細集料黏合為一體而成的復(fù)合材料。聚合物水泥混凝土比普通混凝土有較高的密實度和強度,其抗?jié)B、耐腐蝕及耐磨性能也有相應(yīng)提高。
樹脂混凝土亦稱純聚合物混凝土,是用液態(tài)聚合物代替水泥作為膠結(jié)材料,和普通混凝土用的粗、細集料混合而成的復(fù)合材料。作為膠結(jié)劑的聚合物通常用熱固性樹脂 ( 如不飽和聚酯樹脂、環(huán)氧樹脂、丙烯酸環(huán)氧、呋喃樹脂、聚氨基甲酸酯及酚醛樹脂等 ) 、焦油改性樹脂 ( 如焦油環(huán)氧樹脂、焦油尿醛樹脂等 ) 、瀝青及其改性物 ( 如瀝青、環(huán)氧瀝青、橡膠瀝青等 ) 及乙烯單體等。這些液態(tài)膠結(jié)料聚合物中還需加入一定量的外加劑,以使液態(tài)樹脂轉(zhuǎn)化為固態(tài)并改善施作性能。樹脂混凝土通常還加入水泥、石英粉、滑石粉及碳酸鈣粉等作填料以增加強度。樹脂混凝土具有優(yōu)異的抗?jié)B、抗凍、耐腐蝕性能,強度、抗沖擊、耐磨性能也很好,可用于化工廠地面、廢液槽、電解槽、工業(yè)機器基礎(chǔ),建筑物的地下、屋面防水層及預(yù)埋錨栓、修補混凝土裂縫等場合。樹脂混凝土目前價格較貴,限制了其更廣泛的應(yīng)用。
聚合物的彈性模量一般小于水泥凈漿和混凝土,所以聚合物水泥混凝土的彈性模量比普通混凝土小,但其抗拉或抗壓破壞時的極限應(yīng)變量都增大。
由于摻加聚合物具有一定的減水效果,所以聚合物水泥混凝土的干縮一般比普通混凝土小,故其抗收縮裂縫的性能較好。
聚合物水泥混凝土的耐磨性比普通混凝土將有大幅度提高,聚灰比越大,耐磨性越好。
根據(jù)以上性能,聚合物水泥混凝土目前主要用于地面、路面、橋面和船舶的內(nèi)外甲板面,尤其是化工廠的地面更便宜,也可以用作襯砌材料、噴射混凝土和修補工程。
從微觀的角度看,普通混凝土屬于多孔結(jié)構(gòu)物質(zhì),其內(nèi)部分布著大量的毛細孔隙及細微裂縫。正是這些孔隙與裂縫成為混凝土的薄弱環(huán)節(jié),導(dǎo)致混凝土抗拉、抗彎強度較低,而混凝土的抗?jié)B、抗凍融、耐腐蝕性能也與其密實度即孔隙狀況密切相關(guān)。聚合物混凝土比較有效地克服了普通混凝土的上述缺陷,提高了混凝土的性能,擴大了混凝土的使用范圍,是國內(nèi)外混凝土研究和應(yīng)用的熱點之一。聚合物混凝土是由混凝土和高分子聚合物材料有效結(jié)合而制成的有機無機復(fù)合材料。
聚合物混凝土可分為三類:聚合物浸漬混凝土、聚合物水泥混凝土和樹脂混凝土。
聚合物浸漬混凝土是將已經(jīng)成型、硬化的混凝土,經(jīng)干燥和真空處理后,浸漬在高分子聚合物的液態(tài)單體中,然后用輻射、加熱或化學(xué)方法,使?jié)B入到混凝土內(nèi)部孔隙中的單體聚合,生成堅硬的玻璃狀聚合物,并與混凝土基體緊密結(jié)合,形成低孔隙率、高密實度、高強度、高抗?jié)B性、耐腐蝕、耐磨并抗凍融的復(fù)合材料。
聚合物水泥混凝土亦稱聚合物改性混凝土,是在普通混凝土拌合物中加入聚合物,以聚合物與水泥共同作膠結(jié)材料,將粗、細集料黏合為一體而成的復(fù)合材料。聚合物水泥混凝土比普通混凝土有較高的密實度和強度,其抗?jié)B、耐腐蝕及耐磨性能也有相應(yīng)提高。
樹脂混凝土亦稱純聚合物混凝土,是用液態(tài)聚合物代替水泥作為膠結(jié)材料,和普通混凝土用的粗、細集料混合而成的復(fù)合材料。作為膠結(jié)劑的聚合物通常用熱固性樹脂 ( 如不飽和聚酯樹脂、環(huán)氧樹脂、丙烯酸環(huán)氧、呋喃樹脂、聚氨基甲酸酯及酚醛樹脂等 ) 、焦油改性樹脂 ( 如焦油環(huán)氧樹脂、焦油尿醛樹脂等 ) 、瀝青及其改性物 ( 如瀝青、環(huán)氧瀝青、橡膠瀝青等 ) 及乙烯單體等。這些液態(tài)膠結(jié)料聚合物中還需加入一定量的外加劑,以使液態(tài)樹脂轉(zhuǎn)化為固態(tài)并改善施作性能。樹脂混凝土通常還加入水泥、石英粉、滑石粉及碳酸鈣粉等作填料以增加強度。樹脂混凝土具有優(yōu)異的抗?jié)B、抗凍、耐腐蝕性能,強度、抗沖擊、耐磨性能也很好,可用于化工廠地面、廢液槽、電解槽、工業(yè)機器基礎(chǔ),建筑物的地下、屋面防水層及預(yù)埋錨栓、修補混凝土裂縫等場合。樹脂混凝土目前價格較貴,限制了其更廣泛的應(yīng)用。