通常包括聚合物胶结混凝土、聚合物浸渍混凝土及聚合物改性水泥混凝土三种。
1)聚合物胶结混凝土
聚合物胶结混凝土是以液态的聚合物为胶凝材料和粉料及天然砂、石配制而成,我国也称树脂混凝土或塑料混凝土。常用的聚合物有丙烯酸酯、甲基丙烯酸酯和三羟甲基丙烷、三甲基丙烯酸酯单体合成的聚合物,及环氧树脂、呋喃树脂、不饱和聚酯和乙烯基酯树脂等。
2)聚合物浸渍混凝土
聚合物浸渍混凝土是指将已硬化的普通混凝土(基体),经干燥后浸入有机单体中,再用加热或辐射的方法使渗入混凝土孔隙内的单体进行聚合而得到的混凝土。浸渍混凝土具有高强、低渗、耐蚀及高的抗冻、抗冲击和耐磨等特性。混凝土的抗压强度要比浸渍前高2~4倍,一般可达100~150MPa;抗拉强度可达10~12MPa,最高可达24MPa以上;弹性模量明显增大,徐变则会明显减小。
浸渍时对基体最主要的要求是有能被单体渗入的连通孔隙和适当的孔隙率,这对浸渍混凝土的性能和成本有很大的影响。当基体中连通孔隙较多并且孔隙率较大时,则水分从基体中排出及单体渗入基体的速度加快,从而可缩短浸渍时间,同时单体浸渍程度较高时,混凝土的强度大。
浸渍混凝土生产工艺复杂,成本高,主要用于高强度、高耐久性的特殊结构,如高压输气管、高压输液管、高压容器、海洋构筑物等。
3)聚合物改性水泥混凝土
聚合物改性水泥混凝土是指用聚合物乳液和水泥为胶凝材料配制而成的一种混凝土。常用的聚合物有聚氯乙烯、聚醋酸乙烯和苯乙烯等。
由于聚合物的加入,使得混凝土的密实度有所提高,水泥石和骨料的黏结力有所增大。其强度提高虽不及浸渍混凝土那样显著,但对耐蚀性、耐磨性和耐久性等均有一定程度的改善。聚合物改性混凝土主要用于铺筑无缝地面、路面和修补工程中。
和普通混凝土相比,聚合物混凝土具有以下特点:
(1)抗渗性比普通混凝土好得多,具有优良的耐水性、耐冻性、耐腐蚀性等耐久性。这是因为聚合物最终会全部固化,聚合物混凝土中没有联通的孔隙。
(2)聚合物混凝土的强度发展速度比普通混凝土快,可以在常温和低温下固化。一般来说,聚合物混凝土24h的强度可达最终强度的80%。
(3)和普通混凝土相比,聚合物混凝土的韧性大大提高,脆性大大降低。未增韧的聚合物混凝土的抗弯强度达14~28MPa或更高,劈拉强度为10.3~17.2MPa。
(4)根据所用聚合物的弹性模量和数量的多少,聚合物混凝土弹性模量的变化范围很宽。比如柔性树脂的弹性模量可小到4GPa,而刚性树脂的弹性模量可高达40GPa。
(5)聚合物混凝土的徐变较大,是水泥混凝土的2~3倍,但比徐变(徐变与强度之比)几乎相同。
聚合物混凝土在大多数材料上有很好的黏附性,是一种很好的快速修补材料,可用于路面、桥面和机场跑道的修补。聚合物混凝土也可用于有耐腐蚀、防水要求的场合。由于聚合物混凝土具有优良的减震阻尼性能,因此还可用于铁路轨枕、机床的台座及机架。同时,聚合物混凝土具有很好的绝缘性,可用于电力工程。
复习思考题
1.普通混凝土的主要组成材料有哪些?这些材料在混凝土中有什么作用?(www.xing528.com)
2.什么叫骨料的级配?骨料级配良好的标准是什么?
3.骨料粒径大小和级配好坏对混凝土有什么样的技术经济意义?
4.什么是混凝土的和易性?它有哪些方面的意义?
5.简述混凝土坍落度试验的适用条件。
6.影响混凝土和易性的因素有哪些?
7.如何调整混凝土和易性?调整和易性时为什么要保持水灰比不变?
8.什么叫砂率和合理砂率?采用合理砂率配制混凝土有什么意义?
9.影响混凝土强度的因素有哪些?如何影响?
10.混凝土从拌制到使用可能会产生哪些变形?这些变形的原因是什么?
11.减水率减水的机理是什么?常用的减水剂有哪些?
12.混凝土用砂、石各有哪些质量要求?
13.常见混凝土耐久性问题有哪些?是什么原因引起这些耐久性问题?在使用混凝土时是如何考虑耐久性问题的?
14.某混凝土预制构件厂,生产钢筋混凝土大梁需用设计强度等级为C30的混凝土,现场拟用原材料情况如下:水泥:42.5级普通硅酸盐水泥,密度为3.10g/cm3,水泥强度富余系数为6%;中砂:级配合格,表观密度为2.65g/cm3,含水率为3%;碎石:公称粒级为5~20mm,级配合格,表观密度为2.7g/cm3,含水率为1%。已知混凝土要求的坍落度为10~30mm。试求:(1)每立方米混凝土各材料用量;(2)混凝土施工配合比;(3)每拌2包水泥时混凝土各材料的用量(一包水泥重50kg);(4)如在上述混凝土中掺入0.5%的高效减水剂,减水10%,减水泥5%,求这时每立方米混凝土中各材料的用量。
15.某实验室试拌混凝土,经调整后各材料用量为:普通水泥4.5kg,水2.7kg,砂9.9kg,碎石18.9kg,又测得拌和物的表观密度为2.38kg/L。试求:(1)每立方米混凝土中各材料的用量;(2)当施工现场砂子含水率为3.5%,石子含水率为1%时,求施工配合比;(3)如果把实验室配合比未经换算成施工配合比就直接用于现场施工,则现场混凝土的实际配合比是怎样的?对混凝土的强度将产生多大影响?
16.与普通混凝土相比较,轻混凝土在性能和配合比设计方面有什么特点?
17.如何实现混凝土的高强和高性能化?
18.纤维混凝土有什么样的特性?
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