聚合物混凝土
聚合物混凝土
二、性能
普通混凝土是一种非均质多孔材料，PIC中用聚 合物填充了混凝土内部的孔隙和微裂纹，特别是提 高了水泥石与骨料间的粘结强度，减少了应力集中， 使PIC具有高强、密实、防腐、耐磨、抗渗、抗冲 击等优良物理性能，与基准混凝土相比，抗压强度 可提高2-4倍，一般在150MPa以上，最高可达 285MPa，抗拉强度提高2-3倍，抗弯强度提高2-3 倍，徐变减小、弹性模量和抗冲击强度有所提高。
七、PCC的应用
PCC的应用主要有以下几个方面 ① 修补材料：聚合物对旧混凝土有很好的粘附效果，可用于 修补混凝土结构； ② 用作粘附剂：利用PCC良好的粘结性用于粘结瓷砖，新旧 混凝土等； ③ 用于防腐蚀涂层：由于PCC密实度高抗渗能力大、吸水率 低可有效阻止腐蚀介质的渗入，提高混凝土结构的耐腐蚀 性； ④ 用于表面装饰和保护； ⑤ 预应力聚合物改性水泥混凝土； ⑥ 水下不分散聚合物改性混凝土。
聚合物胶结混凝土
一、定义：聚合物胶结混凝土（polymer concrete）简称PC。又称聚合物混凝土或 树脂混凝土。它是由聚合物代替水泥作为 胶凝材料与集料拌合
二、PC的性能
与普通混凝土相比，PC具有强度高，耐化学腐 蚀、耐磨、抗冻性好等有点，但硬化时收缩大，耐 久性差。 其抗压强度一般在60-180MPa之间，最高可达 210MPa，抗弯强度为14-28MPa，抗拉强度为 10.3-17.2MPa，弹性模量范围较大：4-40GPa；抗 冲击韧性耐磨性由于普通混凝土6倍和2-3倍徐变较 大为普通混凝土的2-3倍，变形性能好。 早期强度高，1d强度可达28d强度的50%以上， 3d可达70%以上，粘结强度高不论对水泥制品还是 石材、金属等军有很高的粘结性。
三、聚合物对PCC的改性机理
聚合物乳液对水泥砂浆和混凝土的改性作用是通过聚合物在 水泥浆与集料间形成具有较高粘结力的膜，并堵塞砂浆内 的孔隙来实现的，水泥水化形成的水泥浆与聚合物颗粒聚 集形成聚合物相互交织在一起形成一个完整的相互穿透的 网状结构，集料被粘结在其中形成一个复合体。其中裂缝 被聚合物薄膜架桥连接起来，从而避免裂缝的扩展，同时 水泥水化物与集料间连接加强，随着聚灰比的增加这种架 桥作用更明显，导致拉伸强度和开裂韧度的增加，改善其 防水性、水密性、耐潮湿耐化学介质和冻融性等性能。这 个过程的简化图如下：
聚合物混凝土
聚合物混凝土是由混凝土和高分子聚合物材料有效结合而制成的有机无机复合材料。
聚合物混凝上可分为三大类，即聚合物浸渍混凝土、聚合物水泥混凝土以及树脂混凝土。
从微观的角度看，由于普通混凝土属于多孔结构物质，其内部分布着大量的毛细孔隙及细微裂缝，这些孔隙与裂缝是混凝土的薄弱环节，将导致混凝土拉伸、弯曲强度较低，而且混凝土的抗渗、抗冻融、耐腐蚀性能也与其密实度即孔隙状况密切相天。
而聚合物混凝土则可比较有效地克眼普通混凝土的上述缺陷。
聚合物浸渍混凝土是将已经成型、硬化的混凝土，经干燥和真空处理后，浸渍在高分子聚合物的液态单体中，然后用辐射、加热或化学方法，使渗入到混凝土内部孔隙中的单体聚合，生成坚硬的玻璃状聚合物，并与混凝土基体紧密结合。
形成低孔隙率、高密实度、高强度、高抗渗性、耐腐蚀、耐磨并抗冻融的复合材料。
聚合物浸渍混凝土性能优良，但价格较高，阻碍了其更为广泛的直用。
树脂混凝土是用液态聚合物代替水泥作为胶结材料．和普通混凝土用的粗、细集料混合而成的复合材料。
作为胶黏剂的聚合物通常用热固性树脂、(如不饱和聚酯树脂、环氧树脂、丙烯酸环氧、聚氮基甲酸酯及酚醛树脂等)、焦油改性树脂(如焦油环氧树脂、焦油尿醛树脂等)、沥青及其改性物(如沥青、环氧沥青、橡胶沥青等)以及乙烯单体等。
这些液态胶结料聚合物中还需加入一定量的外加剂，以使液态树脂转化为固态并改善施工性能。
树脂混凝土通常还加入水泥、石英粉、滑石粉、碳酸争与粉等作为填料以增加强度。
树脂混凝土具有优异的抗渗、抗冻、耐腐蚀性能，强度、抗冲击、耐磨性能也很好，可用于建筑物的地下、屋面防水层及预埋锚栓、修补混凝土裂缝等场合，树脂混凝土目前价格也较贵。
故也限制了其更广泛的应用。
聚合物水泥混凝土是在普通混凝土拌合物中加入聚合物，以聚合物与水泥共同作胶结材料，将粗、细骨料黏合为一体而成的复合材料。
聚合物水泥混凝土比普通混凝土有较高的密实度和强度，其抗渗、耐腐蚀及耐磨性能也有相应的提高。
什么是聚合物混凝土(参考)
什么是聚合物混凝土（参考）聚合物混凝土包括聚合物水泥混凝土、聚合物浸渍水泥混凝土和树脂混凝土：1、聚合物浸渍水泥混凝土，是将有机单体或树脂与有机单体的混合液浸透进已硬化水泥混凝土的内部，然后用热处理、辐射等各种方法处理，使有机单体或树脂与有机单体的混合液聚合为固体树脂，填充水泥混凝土内部的空隙，从而使水泥混凝土具有高强度、高抗折、高抗渗、耐腐蚀等性能。
2、聚合物水泥混凝土，是将聚合物以乳液形式与水泥、粗细骨料拌制而成。
在聚合物水泥混凝土硬化过程中，水泥和聚合物同时起胶凝作用，使混凝土具有较高的粘结强度、抗渗性和耐腐蚀性等，但其抗压强度有所下降。
1）在聚合物水泥混凝土中，可使用聚合物水乳液的品种很多，如氯丁胶乳、聚丙烯酸酯乳液、聚醋酸乙烯乳液、苯丙乳液等，还可使用环氧树脂乳液。
目前在建筑防腐蚀工程中，主要使用前两种乳液。
2）配制聚合物水泥混凝土，使用强度等级为42.5或52.5级的硅酸盐或普通硅酸盐水泥。
砂可用普通水泥用砂，但须注意耐腐蚀要求，砂的最大粒径，不能大于抹灰层厚度或砌筑块材灰缝宽的1/3，含水率和含泥量不应大于1%。
3）在配制聚合物水泥混凝土时，使用聚合物乳液中的固体物质含量控制为40%，高于40%的乳液可适当加水调稀。
一般乳液中还要加稳定剂和消泡剂。
当用氯丁胶乳时，还须再加pH调节剂。
将调配好的乳液，加入到混合均匀的水泥与砂石中拌合，混凝土的稠度按施工要求确定。
4）在拌合物中不能单独加水调整稠度。
5）聚合物水泥混凝土的施工方法与普通混凝土基本相同。
因聚合物混凝土中有乳液存在，混凝土的使用时间应不大于1h。
每次拌料量不宜过多，施工时要注意随时清洗工具，以免硬化后不好清洗。
）聚合物水泥混凝土施工后采用先湿养护、后自然养护的养护方法。
聚合物混凝土
聚合物混凝土
一、聚合物混凝土
由于普通水泥混凝土抗拉张力低、脆性大、易开 裂、耐化学腐蚀性差等缺点，将普通混凝土与聚 合物按一定的比例混合起来的材料克服了以上缺 点，具有强度高、耐腐蚀、耐磨、粘结力强等优 点。
（3）聚合物水泥混凝土PCC
定义：用聚合物乳液拌合水泥及粗、细骨 料而制得的一种有机无机复合的混凝土材 料。（其中聚合物的硬化和水泥的水化、 凝结硬化同时进行，最后二者相互胶合和 填充，并与骨料胶结成为整体。） 成分：胶结材料=水泥+聚合物 骨料：粗细骨料（卵石、碎石、河 沙、碎沙、硅砂等） 助剂 ；主要是稳定剂和消泡剂
性能：具有高强、低渗、耐腐蚀及高的抗、抗冲、 耐磨等特性，其抗压强度可提高2～4倍，一般为 100～150Mpa,最高可达到260Mpa以上，抗拉强 度可以提高到10～20Mpa，最高能达到240Mpa 以上。 用途：要求高强度，高耐久性的特殊结构工程， 如高压输气管、高压输液管、高压容器、海洋构 筑物、原子能反应堆等工程
性质：聚合物的加入，使得混凝土的密实 度有所提高，水泥石与骨料的粘结有所加 强，其强度远不及浸渍混凝土那样显著， 但与普通混凝土相比，在耐腐蚀性、耐磨 性、耐冲击性等方面均有一定程度的改善。 用途：铺筑无缝地面、路面以及修补工程
谢
谢
2、聚合物混凝土分类
聚合物混凝土
聚合物浸渍混凝土
聚合物胶结混凝土
聚合物改性混凝土
(1)聚合物浸渍混凝土（PIC）
定义：将硬化干燥后的混凝土浸渍在可聚合的低 分子单体或预聚体中，在单体或预聚体渗入混凝 土中的孔隙后引发聚合所得到的聚合物混凝土复 合材料。 原理：聚合物渗填于混凝土内部孔隙后，提高了 混凝土的密实度，也增加了水泥石与骨料之间的 粘结力。
聚合物混凝土特点及用途
聚合物混凝土特点及用途聚合物混凝土是一种由水泥、砂、骨料和聚合物改性剂等原料混合而成的混凝土材料。
它具有许多优点，因此在建筑、交通、水利等领域被广泛应用。
聚合物混凝土具有优异的耐久性。
由于聚合物改性剂的添加，聚合物混凝土具有较高的抗渗性和耐化学腐蚀性，能够有效地防止水分和化学物质的侵入，从而延长混凝土的使用寿命。
聚合物混凝土具有较高的抗裂性能。
聚合物改性剂能够改善混凝土的抗裂性能，减少开裂的可能性。
这对于一些需要承受较大变形或受到温度影响较大的结构来说尤为重要，如大型水利工程、高速公路等。
聚合物混凝土还具有较高的抗冻性。
在寒冷地区，由于冻融循环的影响，普通混凝土容易出现开裂和破损。
而聚合物混凝土通过添加聚合物改性剂，能够有效提高混凝土的抗冻性能，减少冻融损伤。
聚合物混凝土还具有较好的施工性能。
由于聚合物改性剂的添加，聚合物混凝土的流动性和可塑性得到了提高，便于施工操作。
与传统混凝土相比，聚合物混凝土的施工过程更加简便、高效。
除了以上特点，聚合物混凝土还具有良好的环保性能。
在生产过程中，聚合物改性剂能够减少对环境的污染。
而且，聚合物混凝土的使用寿命较长，减少了对资源的消耗。
根据聚合物混凝土的特点，它在各个领域都有广泛的应用。
在建筑领域，聚合物混凝土可以用于制作各种建筑构件，如楼板、梁柱、墙体等。
由于其耐久性好、抗裂性能强，能够提高建筑物的稳定性和安全性。
在交通领域，聚合物混凝土可用于修建各类道路、桥梁和隧道。
由于其抗冻性好、耐久性强，能够在恶劣的气候条件下保持良好的使用性能。
在水利领域，聚合物混凝土可用于修建水库、渠道、堤坝等水利工程。
由于其抗渗性好，能够有效防止水分渗透，提高水利工程的稳定性和安全性。
聚合物混凝土还可以应用于地下工程、海洋工程、电力工程等领域。
由于其特殊的性能，能够满足特殊工程的需求。
聚合物混凝土具有耐久性好、抗裂性能强、抗冻性好、施工性能好、环保性能好等特点，并且在建筑、交通、水利等领域有广泛的应用前景。
06聚合物混凝土
聚合物浸渍混凝土 （简称 PIC
– 是将已硬化的普通混凝土，经干燥和真空处理后，浸渍在液 态单体中，然后用加热或辐射（或加催化剂）的方法，使渗 入到混凝土孔隙内的单体产生聚合作用，使混凝土和聚合物 结合成一体的一种新型混凝土。
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6.1聚合物混凝土的定义与分类
6.2树脂混.2树脂混凝土
6.3聚合物水泥混凝土
聚合物水泥混凝土
– 是在水泥混凝土拌和物中再加入聚合物，以聚合物 和水泥共同作为胶凝材料粘结骨料配制而成。
与水泥混凝土相比
– 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。
主要用于
– 地面、路面、桥面和船舶的内外板面，尤其是更适 用于有洒落化学物质的楼地面，也可用做衬砌材料、 喷射混凝土和新旧混凝土的接头。 – 聚合物水泥砂浆和混凝土在旧混凝土结构的修补和 维护方面用量也较大。
– 是以合成树脂为胶凝材料、以砂石为骨料的混凝土。
优点
– 强度高、化学稳定性好、耐磨性高、抗冻性好、绝 缘性能好、几乎不吸水、易于黏结
应用于
– 耐腐蚀的化工结构和高强度接头。 – 由于早期强度高，较广泛用于建筑结构和道路的修 补。 – 另外，由于树脂混凝土外表美观，也可用做饰面构 件，如窗台等。
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土木工程材料
----土木工程 第6章 聚合物混凝土 2009年版
6.1聚合物混凝土的定义与分类
树脂混凝土（简称 PC）
– 也称塑料混凝土、聚合物基复合材料，它是以聚合物或单体 代替水泥作为唯一胶凝材料与骨料结合，浇筑后经养护和聚 合而成的一种混凝土。
聚合物水泥混凝土（简称 PCC）
– 也称聚合物改性混凝土（简称 PMC）它是在普通水泥混凝土 中，加入聚合物或单体，浇筑后经养护和聚合而成的一种混 凝土。
聚合物水泥混凝土
聚合物水泥混凝土聚合物水泥混凝土，亦称聚合物改性混凝土，是在普通混凝土的拌合物中加入聚合物而制成的性能明显改善的复合材料。
聚合物的使用方法与混凝土外加剂一样，可将它们与水泥、骨料、水一起进行搅拌。
采用现有普通混凝土的设备，即能生产聚合物水泥混凝土。
一，聚合物水泥混凝土的原材料：1.聚合物：1.1聚合物水泥混凝土所用的聚合物总体可分三类：1.1.1聚合物水分散体，即乳胶，是应用最广泛的一种。
1.1.2水溶性聚合物，如纤维素衍生物、聚丙烯酸盐、糠醇等。
1.1.3液体聚合物，如不饱和聚酯、环氧树脂等。
1.2在水泥中掺加的聚合物与水泥具有良好的适应性，应满足：1.2.1水泥的凝结硬化和胶结性能无不良影响；1.2.2在水泥的碱性介质中不被水解或破坏；1.2.3对钢筋无锈蚀作用。
2.助剂：2.1稳定剂：水泥溶出的多价离子（指Ca〃、AF+）等因素，往往使聚合物乳液产生破乳，出现凝聚现象，使聚合物乳液不能在水泥中均匀分散。
通常需加入适量稳定剂，如0P型乳化剂、均染剂102、农乳600等。
2.2消泡剂：聚合物乳液和水泥拌合时，由于乳液中的乳化剂和稳定剂等表面活性剂的影响，通常在搅拌过程中产生许多小泡，凝结后混凝土的孔隙率增加，强度明显下降。
因此，必须添加适量的消泡剂。
消泡剂的选择应注意：①化学稳定性良好；②表面张力较消泡介质低；③不溶于被消泡介质中。
此外，消泡剂还应具有良好的分散性、破泡性、抑泡性及碱性。
常用的消泡剂有：①醇类消泡剂，如异丁烯醇、3-辛醇等；②脂肪酸酯类消泡剂，如甘油（三）硬脂酸异戊酯等；③磷酸酯类消泡剂，如磷酸三丁酯等；④有机硅类消泡剂，如二烷基聚硅氧烷等。
消泡剂的针对性非常强，必须认真试验选择。
工程实践证明，通常多种消泡剂复合使用，可达到较好的效果。
2.3抗水剂：对于耐水性较差的聚合物，如乳胶树脂及其乳化剂、稳定剂，使用时尚需加抗水剂。
2.4促凝剂：乳胶树脂等聚合物掺量较大时，会延缓聚合物水泥混凝土的凝结，可加入促凝剂促进水泥的凝结。
聚合物混凝土
聚合物胶结混凝土--配合比 聚合物胶结混凝土 配合比
聚合物胶结混凝土 常用的配合比
聚 耐 腐 蚀 混 凝 土 发 展 展 望 聚 合 物 浸 渍 混 凝 土 聚 合 物 胶 结 混 凝 土 合 物 混 凝 土 的 定 义 和 分 类
聚 合 物 混 凝 土 的 发 展 历 史
聚合物混凝土-concrete-polymer material聚合物混凝土
聚合物混凝土-concrete-polymer material聚合物混凝土
聚合物混凝土De发展历史 聚合物混凝土 发展历史
最初应用于混凝土的聚合物是天然的聚合物，如岩石中的地沥青， 主要用来胶结砖、防水坝体等。 在波特兰水泥混凝土中最早使用聚合物乳液是1909年美国的专利 (L.H.Backland)。 1923年，英国人Cresson获得的专利中，天然胶乳被用作改性道路 材料， 其中水泥作为填料使用。 60年代以后，除将合成胶乳用于对水泥混凝土进行改性外，人们开 聚合物， 如聚 、聚 、聚 等用 于水泥 混凝土改性。 1971年美国混凝土 (ACI)成 548聚合物混凝土 。
聚合物胶结混凝土
聚合物混凝土亦称树脂混凝土，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。在美 国、日本和欧洲都获得了一定的商业应用。它一般以预制构件的形 式使用,因而施工方便、快速,与西方国家人工费用很贵的经济状况 应。 混凝土结构件, 有 了 方 的工 构件。 国 在 材 美国 件, 工构件等。
聚 合 物 混 凝 土 的 发 展 历 史
聚合物混凝土-concrete-polymer material聚合物混凝土
聚合物水泥混凝土--原材料 聚合物水泥混凝土 原材料
原材料--水泥、骨料、水以及聚合物和助剂。
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性能：具有高强、低渗、耐腐蚀及高的抗、 性能 抗冲、耐磨等特性，其抗压强度可提高2～ 4倍，一般为100～150Mpa,最高可达到 260Mpa以上，抗拉强度可以提高到10～ 20Mpa，最高能达到240Mpa以上。 用途：要求高强度，高耐久性的特殊结构 用途 工程，如高压输气管、高压输液管、高压 容器、海洋构筑物、原子能反应堆等工程
(1)聚合物浸渍混凝土 聚合物浸渍混凝土PIC 聚合物浸渍混凝土
定义：将已硬化的普通混凝土（基材），经干燥 定义 后浸入有机单体中，再用加热或辐射的方法使浸 入混凝土孔隙内的单体进行聚合而成。 组成： 组成：液态单体：粘度低、沸点高、触变性小、 聚合方便、价廉而且应用广泛。甲基丙烯酸甲酯 （MMA） 混凝土材料：任何类型混凝土不论其所用的 水泥品种、掺和料或集料都可以成功地浸渍。 原理：聚合物渗填于混凝土内部孔隙后，提高了 原理 混凝土的密实度，也增加了水泥石与骨料之间的 粘结力。
聚合物混凝土
早期混凝土建筑
糯米+黏土
一、混凝土概述
1、混凝土的定义：混凝土是由粗的颗粒状材料 （集料）镶嵌于坚硬的基质材料中所组成的复 合材料。 混凝土 波特兰水 泥混凝土 砂浆 水泥浆
= = = =
填料 集料 细集料 水泥
+ + + +
胶结料 波特兰水泥 浆 水泥浆 水
2、混凝土的性质
混凝土用于建筑的主要材料具有多方面的 适应性，可以直接与各种建筑材料——木 材，钢筋，沥青，石材等相竞争 。 优点：可浇筑，耐久，耐火，能效高，现 场制作，美学特性。 缺点：抗拉强度低，延性低，体积不稳定， 强度质量比值低
（3）聚合物水泥混凝土PCC ）
定义：用聚合物乳液拌合水泥及粗、细骨 定义 料而制得的一种有机无机复合的混凝土材 料。（其中聚合物的硬化和水泥的水化、 凝结硬化同时进行，最后二者相互胶合和 填充，并与骨料胶结成为整体。） 成分： 成分：胶结材料=水泥+聚合物 骨料：粗细骨料（卵石、碎石、河 沙、碎沙、硅砂等） 助剂 ；主要是稳定剂和消泡剂
二、聚合物混凝土
由于普通水泥混凝土抗拉张力低、脆性大、 易开裂、耐化学腐蚀性差等缺点，将普通 混凝土与聚合物按一定的比例混合起来的 材料克服了以上缺点，具有强度高、耐腐 蚀、耐磨、耐火、耐水、抗冻、绝缘等优 点，扩大了混凝克土使用范围也就， 1、定义：聚合物混凝土是由有机物、无机 胶凝料、骨料有效结合而成的一种新型混 凝土材料的总称 。
1993年亚洲地区成立亚洲聚合物混凝土国 际组织（ASPIC） 我国自20世纪70年代开始重视聚合物混凝 土研究，并在特种聚合物乳液在PC材料中 的应用、制备技术的进展、聚合物改性水 泥混凝土的性能及废材料在PC材料中再生 方面取得显著成效。
2、聚合物混凝土分类
聚合物混凝土
聚合物浸渍混凝土 聚合物（树酯）混凝土 聚合物水泥混凝土 Polymer impregnate concrete Polymer concrete Polymer4年Lefebure用配合比设计方法进行天 然胶乳改性水泥混凝土的配置，成为现代 意义的聚合物改性混凝土。 1930年塑料被首次用于普通水泥混凝土中， 但由于未能充分证明其优越性并未广泛使 用。
1950年起聚合物混凝土的潜在用途得到了 人们的重视，开始对其研究。 1971年美国混凝土协会成立了聚合物混凝 土委员会（Polymers in Concrete），美国 塑料工业协会（SPI）也成立了聚合物混凝 土委员会（Polymers Concrete Committee） 1975年5月英国伦敦召开了第一届国际聚 合物混凝土会议（ICPIC）
（2）聚合物混凝土 ）聚合物混凝土PC
定义： 定义：以聚合物（树脂或单体）代替水泥 作为胶结材料与骨料结合，浇筑后经养护 聚合而成的一种混凝土 成分：由合成树脂、粉料及天然砂、石配 成分 置而成。 原理：用树脂代替硅酸盐水泥，是谋求胶 原理 凝材料的强化及胶凝材料与骨料之间界面 粘结力的提高。
性能：与普通混凝土相比，树脂混凝土具 性能 有强度高，耐化学腐蚀、耐磨、抗冻性好 等有点，但硬化时收缩大，耐久性差。 用途：由于树脂成本高，目前仅用于特殊 用途 工程，如耐腐蚀性工程，修补混凝土构件 及堵漏材料等。此外树脂混凝土因其美观 的外表，又称人造大理石，可以制成桌面、 地面砖、浴缸等。
性质：聚合物的加入，使得混凝土的密实 度有所提高，水泥石与骨料的粘结有所加 强，其强度远不及浸渍混凝土那样显著， 但与普通混凝土相比，在耐腐蚀性、耐磨 性、耐冲击性等方面均有一定程度的改善。 用途：铺筑无缝地面、路面以及修补工程
谢
谢