聚合物混凝土讲解
聚合物水泥混凝土介绍
聚合物水泥混凝土介绍导读：早在1920年，国外曾以天然橡胶胶乳配制水泥砂浆，后逐步又用合成橡胶、合成树脂的各种乳液作为外加剂，对水泥砂浆及混凝土进行改性。
1974年第六届国际水泥化学会…早在1920年，国外曾以天然橡胶胶乳配制水泥砂浆，后逐步又用合成橡胶、合成树脂的各种乳液作为外加剂，对水泥砂浆及混凝土进行改性。
1974年第六届国际水泥化学会议首次讨论了关于聚合物水泥的化学作用过程。
1981年在日本召开的第三届聚合物水泥的国际会议上将聚合物水泥列为独立研究方向。
我国采用聚合物研制化学注浆材料始于20世纪50年代，当时开发的品种有甲凝、丙凝、酚醛树脂、环氧树脂，以及不饱和聚酯等，并于60年代在水电、交通、煤炭、建筑等方面进行工程实践，取得了成功。
70年代我国开发聚合物水泥材料无论从品种上、还是数量上均有大幅度提高，相继有聚乙烯醇缩甲醛（107胶）、聚醋酸乙烯乳液（白乳胶）、氯丁橡胶、丙烯酸醋等问世。
随着我国高分子化学工业的发展，80年代末期至90年代初期，我国在聚合物水泥方面的研究和实践有更大发展，聚合物混凝土及聚合物水泥砂浆在建筑工程中被大量采用，并获得优异效果。
聚合物加入混凝土或砂浆中，其形成的弹性网膜将混凝土、砂浆中的孔隙结构填塞，并经化学作用加大了聚合物同水泥水化产物的粘结强度，从而有效地对混凝土和砂浆进行改性。
不仅增加了混凝土和砂浆的抗压强度，还使抗拉强度和抗弯强度获得较大提高，增强混凝土和砂浆的密实度，减少了裂缝，因而使抗渗性获显著提高，且增加了适应变形的能力，适用于地下建（构）筑物防水，以及游泳池、水泥库、化粪池等防水工程。
如直接接触饮用水，例如贮水池，应选用符合要求的聚合物。
从发展前景以及提高防水工程质量的角度来看，其潜能和作用不可低估。
1．材料要求（1）水泥按本章17-1-1-2节的要求选用水泥。
（2）聚合物用于水泥材料的聚合物分为三类：1）水溶性聚合物分散体，包括：橡胶胶乳——天然橡胶胶乳、合成橡胶胶乳；树脂乳液——热塑性及热固性树脂乳液、沥青质乳液；混合分散体——混合橡胶、混合乳胶。
聚合物混凝土
② 在抹平时抹子上往往会粘附一层聚合物薄膜，应边抹边将 其擦拭掉；
③ 如大面积涂抹时每隔3-4m要留设宽15渍液生成的玻璃状聚合物耐热温度应超过基材的使 用温度； （4）经加热处理后浸渍液能在基材内聚合，并与基材能较 好地粘结在一起。 （5）聚合物应具有较高的强度，较好的耐水、耐碱性能； （6）聚合物浸入混凝土孔隙后其收缩率小，聚合后不因水 分等作用而软化或膨润。
3、添加剂 PIC中常用的添加剂有阻聚剂（苯醌等）、引发剂（过氧化 物、偶氮化合物等）、促进剂（二甲基苯胺）、交联剂（苯 乙烯等）和稀释剂（同交联剂）。
1、辐射法 2、加热法 3、化学法
七、PIC的应用与限制
（1）因为 PIC 能非常显著地改善耐久性，但由于单 体化合物的成本高又需要浸渍工艺，故其造价较高， 常用于必须长期不需要维修的情况使用。 （2）全部浸渍只能用于预制产品，如混凝土污水管、 隧道预制衬片、铁路枕轨、码头防波堤的预制桩等。 （3）由于 PIC 暴露于高温环境中其力学性能降低， 从而限制PIC在高强度要求情况的使用。 （4）由于 PIC 生产工艺过程较复杂，费用高不宜大
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、PC的原材料
1、胶结材料，主要指树脂类，有五种类型（1）热固性树脂 （2）热塑性树脂（3）沥青类及树脂改性沥青（4）煤焦油 改性树脂（5）乙烯类单体 选择胶结材料是应考虑以下要求： （1）在满足使用要求的前提下尽可能选价格低的树脂； （2）粘度较低且可进行调整，便于同集料混合； （3）硬化时间可适当调节，固化收缩小； （4）固化过程受现场条件如温度、湿度等影响小; （5）与集料粘结性好，有良好耐水性和化学稳定性。 2、集料 PC所用粗细骨料与普通混凝土相同，粗骨料粒径为1020mm，细骨料粒径为2.5-5.0mm。要求骨料:（1）集料要干 燥，含水率小于0.1%；（2）有一定强度；（3）集料要有一 定级配和密实度，且表面吸附小，减少树脂用量。
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。
聚合物混凝土的配合比设计
聚合物混凝土的配合比设计1. 什么是聚合物混凝土？嘿，朋友们！今天我们聊聊聚合物混凝土，听起来像是高大上的科技，但其实它和咱们的日常生活息息相关。
聚合物混凝土，简单来说，就是在普通混凝土中加了一些聚合物，就像给一碗普通的泡面加上调料包，瞬间就变得鲜香四溢！这玩意儿可不是随便加点东西就能成的，得有讲究，得设计个合适的配合比，才能让它发挥最大的效果。
2. 为啥要设计配合比？2.1 提升性能说到配合比，先得知道它的重要性。
想想，咱们在做饭的时候，如果盐放多了，那可就毁了一锅好菜。
聚合物混凝土也是一样，配合比设计得好，强度、耐久性和抗裂性都能大大提升。
换句话说，咱们不希望一场雨就把路面搞得坑坑洼洼，对吧？2.2 节约成本另外，合理的配合比还可以节约成本。
谁都不想花冤枉钱，特别是在建筑行业，预算总是紧张得很。
通过合理的设计，咱们能在确保质量的前提下，降低原材料的使用，让钱花得更值。
3. 配合比的基本要素3.1 选择原材料那么，聚合物混凝土的配合比里，得包含哪些元素呢？首先，原材料的选择就像选队员，得选最合适的。
水泥、骨料、聚合物和水，这四样是必须的。
水泥就像是粘合剂，骨料就像是“块头”，而聚合物则是让整体更强壮的“保镖”。
当然，水也很重要，适量的水才能让这些材料充分结合。
3.2 配比设计原则接下来就是配比设计的原则。
一般来说，水泥和聚合物的比例要掌握得当，过多或过少都不好。
太多的聚合物可能让混凝土变得软绵绵的，失去了应有的强度；而如果聚合物太少，则无法充分发挥其优势。
这里，常用的经验法则是，聚合物的用量大约占水泥重量的10%到20%。
不过，具体比例得根据项目需求进行调整，不能一刀切。
4. 实际操作中的注意事项4.1 试验与调整在实际操作中，别忘了试验与调整。
就像烹饪时，尝尝味道，看看咸淡适不适合。
可以先做一些小样本，通过检测强度、韧性等指标，来评估配合比是否合适。
如果不行，赶紧调整，再来一次。
4.2 环境影响另外，环境因素也得考虑进去。
什么是聚合物混凝土(二)2024
什么是聚合物混凝土（二）引言概述：聚合物混凝土是一种以聚合物为添加剂的特殊混凝土，相比传统混凝土具有更好的性能和应用领域。
本文将从五个大点分别阐述聚合物混凝土的组成、制备方法、特点、应用领域和未来发展。
正文：1. 组成- 水泥基体：类似传统混凝土，聚合物混凝土的基础仍然是水泥。
- 添加剂：聚合物添加剂是聚合物混凝土的关键组成部分，通常包括引发剂、增塑剂和增强纤维等。
2. 制备方法- 控制水灰比：聚合物混凝土的制备要求较低的水灰比，以便保持较高的抗压强度和耐久性。
- 混合过程：混合聚合物添加剂和水泥基体的方法可以采用机械搅拌或手工搅拌，确保混合均匀。
3. 特点- 抗渗性：聚合物添加剂能提高混凝土的密实性和抗渗性，减少水分渗透和化学侵蚀。
- 抗裂性：聚合物混凝土具有较高的抗裂性能，能有效防止混凝土产生裂缝。
- 环保性：聚合物混凝土能降低水泥的用量，减少对环境的负面影响。
4. 应用领域- 土木工程：聚合物混凝土广泛应用于桥梁、隧道、码头等土木工程中，提高工程耐久性。
- 建筑装饰：聚合物混凝土可以制作各种形状、颜色和纹理的建筑装饰材料。
- 路面修复：聚合物混凝土可作为路面修复材料，提高路面的耐久性和抗磨损性。
5. 未来发展- 制备工艺改进：未来的研究和开发将探索更高效的制备方法，以提高聚合物混凝土的性能并减少生产成本。
- 新型聚合物添加剂：研究人员将继续开发新型聚合物添加剂，以进一步提升聚合物混凝土的性能和应用范围。
总结：聚合物混凝土是一种具有优异性能和广泛应用领域的特殊混凝土。
它的制备方法和组成使其具有较好的抗渗性、抗裂性和环保性，并可用于土木工程、建筑装饰和路面修复等领域。
未来的发展将着重于改进制备工艺和开发新型聚合物添加剂，以进一步提升聚合物混凝土的性能和应用范围。
聚合物混凝土要点_2023年学习资料
第二节聚合物浸渍混凝土-1.增强机理-▣-聚合物填充了混凝土内的孔隙及水泥石、骨料中的-微裂缝以及水泥石与 料界面处的裂缝。因此，浸-渍以后孔隙率大大下降、大孔显著减少。-口可提高它的密实度，增强水泥石与集料间的粘 力，-并缓和裂缝尖端的应力集中，改变普通水泥混凝土-的原有性能，使之具有高强度、抗渗、抗冻、抗冲、-耐磨、 化学腐蚀、抗射线等显著优点。
第一节概述-4.分类-■-聚合物浸渍混凝土：是将硬化了的普通水泥混凝土土，经干燥和真空处理-后浸渍在以树脂 原料的液态单体中，然后用加热或辐射的方法使渗入混-凝土孔隙内的单体产生聚合作用，把混凝土和聚合物结合成一体 一种新-型混凝土。-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。-聚合 水泥混凝土（也称聚合物改性混凝土）：以聚合物（或单体）和水泥-共同作为胶凝材料的聚合物混凝土。其制作工艺与 通混凝土相似，在加-水搅拌时掺入一定量的有机物及其辅助剂，经成型、养护后，其中的水泥-与聚合物同时固化而成
第二节聚合物浸渍混凝土-4.性能-▣-抗压强度、抗拉强度、抗弯拉强度、弹性模量、冲击强度均提-高-徐变减少 抗冻性、耐硫酸盐性、耐酸性、耐碱性等性能均提高-延性降低-P243图3-5-2-2。-对于温度较敏感，随着 度的升高，抗压强度、弹性模量等均-降低。
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。
9.3聚合物水泥混凝土讲解
❖ 聚合物胶结混凝土(PC) 以聚合物（或单体） 全部代替水泥，作为胶结材料的聚合物混凝 土。常用一种或几种有机物及其固化剂、天 然或人工集料（石英粉、辉绿岩粉等）混合、 成型、固化而成。聚合物在此种混凝土中的 含量为重量的8～25%。与水泥混凝土相比, 它具有快硬、高强和显著改善抗渗、耐蚀、 耐磨、抗冻融以及粘结等性能，可现场应用 于混凝土工程快速修补、地下管线工程快速 修建、隧道衬里等，也可在工厂预制。
Equle Load Carrying Capacity
❖ Weight of beams(kg/linear m)
120
467
530
Damage Comparison
普 通 混 凝 土
聚 合 物 混 凝 土
聚合物混凝土和普通混合物的物理力 学性能比较表
性质
抗压强度 （MPa) 抗拉强度 （MPa） 断裂强度 （MPa) 弹性模量
地震来袭，房屋倒塌
人类的生命财产损失严重。
项目简介
世 界 地 震 分 布 图
普通混凝土抗拉、抗弯曲强度低，导 致墙体桥梁的断裂和倒塌。
聚合物混凝土
聚合物混凝土是设法将聚合物掺入混凝土而形 成混杂复合材料。由于少量聚合物的掺入，填 充了混凝土内部的孔隙和微裂缝，大大的提高 了混凝土的性能。例如: ①抗折强度和柔韧性提高。 ②内部孔结构有所改善，趋向连续密实。 ③建筑物耐久度大大提高。
9.3聚合物混凝土
❖ 颗粒型有机－无机复合材料的统称。这类材 料在近30年来有显著的发展。按其组成和制 作工艺,可分为:聚合物浸渍混凝土；聚合物水 泥混凝土，也称聚合物改性混凝土（polymer modified concrete，PMC）；聚合物胶结混 凝土（polymer concrete， PC），又称树脂 混凝土(resin concrete，RC)。
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（1）聚合物水泥混凝土( PCC):是以聚合物(或单体) 与水泥作为胶结材料再加上骨料配 制而成的。聚合物的加入使混凝土的密实度有所提高，水泥石与骨料的粘结有所加强， 与普通混凝土相比，其耐磨性、耐腐蚀性、耐冲击性、绝缘性等方面均有所改善。聚合 物水泥混凝土操作简单，改性效果明显，成本较低，因而能在实际生产中得到广泛应用。 （2）聚合物浸渍混凝土(PIC):是将已硬化的普通混凝土经干燥、真空处理后，浸渍在液 态树脂中，通过加热或者催化使树脂渗入到混凝土孔隙中产生聚合作用，使两者成为一 体而形成的。聚合物填补了混凝土内部孔隙从而提高了混凝土的密实度，与此同时也增 加了水泥石与骨料之间的粘结力，但由于操作和催化不容易进行，目前这类混凝土应用 范围有局限性。 （3）聚合物胶结混凝土(PC):是以聚合物取代水泥，与骨料配置而成。优点在于强度高、 耐化学腐蚀、耐磨性、抗冻性好等优点，但硬化时收缩较大，耐久性差。聚合物用量约 占混凝土重量的8%左右，但是这种混凝土的价格较贵，一般只用于一些特殊工程。
PVA 增强水泥的抗折强度曲线如图1 所示。 图1 PVA 增强水泥的抗折强度由图1 看出，复合材料 的抗弯强度随着PVA 的增加而连续增长，并逐渐放缓。 当PVA 含量为2.5% 时，试体抗弯强度达到22.0 MPa， 增强幅度为115.5%。
对纯水泥及P V A 增强水泥基复合材料的 场发射扫描电镜照片( 4000 倍) 做显微结 构对比，如图3 PVA 增强试样微观形貌分 析，可见，添加了PVA 的试块，微观形貌 比纯水泥更致密，水化颗粒和凝胶结构周 围粘结有聚合物膜，微观形貌平整致密。
PART 2 几种高聚物对水泥基复合材料性能的影响
研究了几种不同的高聚物对普硅水泥基体性能的影响规律， 并对其增强规律作了比较。测试结果显示：聚乙烯醇、叔碳 酸乙烯酯共聚乳液对水泥基体有明显的增强效果；聚氨酯树 脂对水泥基体有一定的改性效果；单纯添加不饱和聚酯改性 水泥导致复合材料性能劣化。
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熊剑平等通过实验研究得出混凝土宏观性能提高的根本原因是聚合物对微观结构的改 善，当聚合物的量不断增加时，与水泥水化物结合越来越紧密，填充和密封了混凝土 内部空隙，改善了材料内部的孔结构；加上聚合物的“桥接”作用，使聚合物水泥混 凝土内部结构向连续密实转化，从而使得材料的抗折强度、耐久性、柔韧性等均有所 提高。
目录
CONTENT
01 聚合物混凝土简介 02 几种高聚物对水泥基复合材料性能的影响 03 高韧性水泥基复合材料研究进展 04 聚合物改性水泥混凝土力学性能试验研究
PART 1 聚物水泥基复合材料简介
传统的水泥混凝土因为原料易得、价格低、抗压强度高、用途广泛等优点得 到了广泛的使用。然而，由于它的抗拉抗弯能力差、自重大、变形能力差等缺点， 限制了它的进一步应用。因此，人们一直在寻求性能更优异的材料来替代它。聚 合物混凝土作为一种结合了聚合物与混凝土优点的复合材料，在近10 年来得到 了飞速的发展，在很多方面有望替代传统的混凝土。
Ｓｈａｋｅｒ Ｆ．等研究者把１５％丁苯橡胶乳液加入混凝土中来提高防水性、抗氯离 子渗透性、抗硫酸盐侵蚀与防止钢筋锈蚀能力。Ｂｕｒｅａｕ Ｌ．等研究者发现：Ｗ／ Ｃ＝０．４５保的砂浆的抗折强度随着丁苯聚合物乳液掺量的提高不断提高。但Ｐａｓｃ ａｌ Ｓ．等实验表明，在保持水灰比不变且丁苯橡胶乳液的掺量＞１０％时，混凝土的 抗压强度与抗折强度有相反的表现，不断降低。
聚氨酯树脂本身较为柔韧，当其变成连 续相，并且抗折强度迅速下降的同时， 其挠度得到较大的提高(见图7)。聚氨酯 树脂含量在12% 左右较为合适。
由图8 看出，不饱和聚酯加入水泥基材，导致复合材料抗折强度下降。不饱和聚酯对水泥 颗粒表面的吸附与阻隔，减少了水化水的量，严重影响了水泥在此养护条件下水化过程， 更多的水以蒸发的形式离开复合材料，因而在基体 中造成大量的缺陷，并且形成薄弱的界面，抗折性 能下降，导致含有不饱和聚酯的试样抗折强度比纯 水泥试样的抗折强度还低。
PART 3 高韧性水泥基复合材料研究进展
本文综述了国内外在该领域已有的研究成果，从聚合物改性、橡胶粉 颗粒改性、纤维增韧、ＰＶＡ纤维增韧４个方面介绍了高韧性水泥基 复合材料
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聚合物增韧混凝土 加入聚合物后，由于范德华力和氢键的作用，聚合物可以覆盖在水化产物表面，封闭空洞 与微裂纹。另外聚合物乳液的加入可以提高微中心质效应，增加界面过渡区的粘结性能， 从而改善混凝土的微观结构，提高抗拉性能。 采用聚合物改性增韧混凝土，操作简单，效果明显，被广泛的应用于防水材料、石材瓷砖 之间的粘结剂、防腐地面材料、混凝土结构修补材料、无宏观缺陷水泥（ＭＤＦ）
2017
聚合物水泥基复合材料
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叔碳酸乙烯酯共聚乳液增强 图4 未改性叔碳酸乙烯酯共聚乳液对水泥抗
折强度的影响，随着聚灰比的不断增加，体系的 抗折强度趋向于逐渐变大。当达到10%，抗折强 度达到最大值15.84 MPa，最大增强幅度55.14%。 之后随着聚灰比的增加，抗折强度逐渐变小。
加入硅烷偶联剂改性，并与纳米SiO2均匀混 合之后，乳液对水泥的增强效果明显提高。随着 聚灰比的不断增加，体系的抗折强度迅速变大。 聚灰比达到12%时，抗折强度达到最42.55MPa， 增强幅度316.75%。当聚灰比大于12% 时，体系 的抗折强度降低，在聚灰比为14% 时，降低到 17.26 MPa，增强幅度69.05%。