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地质聚合物混凝土特性及应用
作者：王璐瑶 姚丝思
来源：《农业与技术》2019年第23期
摘要：地质聚合物是目前可以替代水泥的新型建筑材料之一，具有养护时间需求短、抗压强度高、渗透性低、耐火性高等优点，其抗压强度、劈裂抗拉强度、抗弯强度、弹性模量等多种力学特性与固液比、碱活化剂浓度、固化时间及温度等制备条件密切相关。本文从地质聚合物的发展展开，主要阐述了地质聚合物硬化特点、粘结力、界面过渡带和耐火性等特点，总结了地质聚合物与传统混凝土的优势所在，并从今后的发展趋势进行展望。
关键词：混凝土;地质聚合物;粘结力;耐火性
中图分类号：S-3
文献标识码：A
DOI：10.19754/j.nyyjs.20191215053
随着城市化进程加快及基础设施的增加，水泥的需求量不断增加，但由于石灰石储量有限，水泥生产技术提升缓慢造成的产能有限以及碳税的增加，混凝土行业开始面临着重要挑战。据报道，印度的水泥需求量到2020年可能达到5.5亿t，缺口为2.3亿t，约58%。因此，开发可以替代水泥的粘合剂是目前解决该问题的途径之一，如碱活化水泥、硫铝酸钙水泥、碳酸氧镁水泥（负碳水泥）、超硫酸盐水泥等。随着对碱活化水泥研究的深入，可根据水合产物的相组成将其分为3类，分别为：具有R-A-S-H（R=Na+或K+）的铝硅酸盐基体系，具有R-C-A-S-H的碱活化矿渣以及碱性硅酸盐水泥。近年来，地质聚合物因其养护时间需求短、抗压强度高、渗透性低、耐火性高等优势引起了广泛关注，成为普通波兰特水泥优秀的替代品，被用于制造建筑材料、混凝土、耐火涂料、纤维增强复合材料以及化学和工业废料资源化处置等诸多方面。地质聚合物也可以被称为无定形碱性铝硅酸盐或碱活化的水泥，可以通过使铝硅酸盐如粉煤灰（FA）、偏高岭土（MK）、矿渣（SG）、稻壳灰（RHA）和高钙木灰（HCWA）等，在碱性溶液中活化、聚合來生产地聚合物混凝土。因此，生产地质聚合物混凝土的效率高度依赖于活化剂以及铝硅酸盐资源的类型。与普通硅酸盐水泥（OPC）或火山灰水泥不同，地质聚合物利用SIO2和AL2O3的缩聚反应以及高碱含量来获得抗压强度，掺有OPC的地质聚合物会形成水合硅酸钙（C-S-H）以及SIO2和AL2O3和高碱含量的缩聚反应，从而获得抗压强度。
２０１４年第３期 第４０卷总第１７９期 ｌ・Ｊ迂材 Ｓｉｃｈｕａｎ Ｂｕｉｌｄｉｎｇ Ｍａｔｅｒｉａｌｓ ・３９・ ２０１４年６月
ＤＯＩ：１０．３９６９／ｊ．ｉｓｓｎ．１６７２－４０１１．２０１４．０３．０１８
聚合物混凝土的发展及应用
张二芹，黄志强
（沈阳工业大学建筑工程学院，辽宁沈阳１１０８７０）
摘要：聚合物混凝土具有高强、耐久性好、耐磨、
耐化学腐蚀、高抗渗性、高弹性模量等优点，在工程中的 应用越来越广。本文综合叙述了关于聚合物改性混凝土分 类、聚合物对混凝土的改性机理、发展应用情况、目前存
在的问题及对其发展前景的展望。 关键词：聚合物；聚合物混凝土；改性机理；发展与
应用 中图分类号：ＴＵ５２８．４１ 文献标志码：Ａ 文章编号：１６７２—４０１１（２０１４）０３—００３９—０３
Ｃｏｍｐｒｅｈｅｎｓｉｖｅ Ｏｖｅｒｖｉｅｗ ｏｆ Ｐｏｌｙｍｅｒ Ｃｏｎｃｒｅｔｅ
ＺＨＡＮＧＥｒｑｉｎ，ＨＵＡＮＧＺｈｉｑｉａｎｇ （Ｓｃ￣ｏｌ ｏｆＡｒｃｈｉｔｅｃｔｕｒｅ ａｎｄ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，Ｓｈｅｎｙａｎｇ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ ｏｆ
Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，Ｓｈｅｎｙａｎｇ １１０８７０，Ｃｈｉｎａ）
Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｐｏｌｙｍｅｒ ｃｏｎｃｒｅｔｅ ｈａｓ ｈｉｇｈ ｓｔｒｅｎｇｔｈ，ｄｕｒａｂｉｌｉｔｙ，
ａｂｒａｓｉｏｎ ｒｅｓｉｓｔａｎｃｅ，ｃｈｅｍｉｃａｌ ｒｅｓｉｓｔａｎｃｅ，ｈｉｇｈ ｉｍｐｅｒｍｅａｂｉｌｉｔｙ，
ｈｉｇｈ ｅｌａｓｔｉｃ ｍｏｄｕｌｕｓ，ｅｔｃ．Ｉｔｓ ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｓ ａｔｅ ｉｎｃｒｅａｓｉｎｇｌｙ ｗｉｄｅｓｐｒｅａｄ．Ｔｈｉｓ ｐａｐｅｒ ｐｒｏｖｉｄｅｓ ａ ｃｏｍｐｒｅｈｅｎｓｉｖｅ ｏｖｅｒｖｉｅｗ ｏｆ ｔｈｉｓ ｈｉ ｇｈ—ｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅ ｐｏｌｙｍｅｒ ｃｏｎｃｒｅｔｅ ｍａｔｅｒｉａｌ ｃｌａｓｓｉｆｉｃａｔｉｏｎ，
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。
文章编号：１００９—９４４１（２００８）１０—００１０—０２
甲基丙烯酸甲酯在聚合物混凝土中的应用
口口代 芳（沈阳建筑大学材料科学与工程学院，辽宁沈阳１１０１６８）
摘要：概述了甲基丙烯酸甲酯在聚合物混凝土的应用情况， 阐述了聚合物的使用条件，提出了聚合物改性方面的建议。 关键词：聚合物混凝土；甲基丙烯酸甲酯；聚合物改性；纳米； 交联剂 中图分类号：ＴＵ ５２８．０４２ 文献标识码：Ａ
引言
随着科学研究的不断深入，聚合物混凝土（ＰＣ）
的应用日趋扩大。目前，聚合物混凝土广泛应用于 水坝、桥梁、净水厂的混凝土构件、建筑物正面构件、
机器与泵的支座、电话电缆管道、路面用的人行板、 直接铺设公路地面和路面的修补、制作各种装饰材 料（如地砖、人造大理石、浴缸）等。 国外使用的单体多为丙烯酸改性环氧树脂、不
饱和聚酯树脂、甲基丙烯酸甲酯（ＭＭＡ）等，一般聚 合物可达７％～８％。ＭＭＡ是目前国内外广泛使
用的单体，其聚合物显著地改善了ＰＣ的耐磨性、弹 性模量、抗压、抗拉和抗冲击等性能，是一种很有潜
力的材料。 甲基丙烯酸甲酯聚合后具有三向交联结构，其
耐热性、耐水性、耐介质以及耐大气老化性能均较 好。甲基丙烯酸甲酯的黏度较其他的高分子材料 低，常与水泥复合成树脂混凝土对宽裂缝进行修补。
在不加任何外加剂的情况下，甲基丙烯酸甲酯 自身也能进行本体聚合，但聚合时间很长。因此，将
甲基丙烯酸甲酯应用于聚合物混凝土中时，需要加 入某些助剂来缩短聚合时间，并进一步改善其聚合
后的物理化学性能。
ｌ 用于ＰＭＭＡ混凝土的引发剂
ＭＭＡ常用于有机玻璃的制作，传统的聚合方法 是利用过氧化物或者偶氮类引发剂引发聚合，聚合
温度较高。而在聚合物混凝土中，尤其是在快速修 补及路面铺设时，要求ＭＭＡ聚合速度快，几个小时
内达到使用强度，因而要选择能够低温下聚合的引
发剂。最常用的是过氧化苯甲酰一Ｎ，Ｎ一二甲基苯 胺氧化还原引发体系。这种引发体系可使ＭＭＡ低
