聚合物改性混凝土

聚合物改性混凝土具有较好的黏结性、耐久性、耐磨性、抗弯性能，制品的收缩性小，使不透水性、耐腐蚀性及耐冲击性均有提高。综合性能的改善属中等程度，强度提高较少。主要适用于地面、路面、桥面和船舶的内外甲板面，尤其适合于洒落化学物质的楼面防腐，也可用作衬砌材料、喷射混凝土、新旧混凝土的接头、旧混凝土面的修补、瓷砖粘结剂、防水涂料及多孔排水混凝土等。

这是一种新型混凝土材料，主要成分包括水泥、砂子、石子、水及水溶性聚合物或单体。所使用的聚合物组分有两种类型，一种是非反应型的聚合物或单体。所使用的聚合物组分有两种类型，一种是非反应型苯胶乳、丙烯酸酯乳液、醋酸乙烯乳液以及乙烯-醋酸乙烯共聚物乳液等；另一种是反应型的聚合物或单体，如环氧树脂和不饱和聚酯树脂等。聚合物掺量为水泥用量的5%~25%。

聚合物在混凝土内部形成薄膜，填充水泥化合物和骨料之间的孔隙并与水泥水化物结成一体，使之具有较好的黏性和综合性能。由于聚合物的掺入，对水泥的水化及凝结硬化过程有影响，从而改变水泥混泥土性能，如，混凝土的孔结构改变，提高了水泥浆体与骨料的黏结性，减少了硬化水泥浆体中的微裂纹，改善水泥混凝土物理力学性能。聚合物的减水作用可降低水灰比，能够改善水泥砂浆或水泥混凝土的工作性能及其他物理学性能。

① 含磺酸和羧酸基团的聚合物。实例：苯乙烯磺酸/马来酸酐二元共聚物，该聚合物在有机酸等缓凝增强剂协同作用下，缓凝温度可高达302℃。

② 含膦酸和羧酸基团的聚合物。实例：由“-[CHCOOH-CH2-POOH-CH2-CHCOOH]-”重复结构单元组成的聚合物，分子量为4,000左右，使用温度范围为93-232℃。

③ 接枝聚合物。实例1：主链为糖类（包括其水解产物羟基羧酸），推荐山梨（糖）醇、葡糖酸、酒石酸等；侧链为乙烯系共聚物，共聚单体推荐AA、AMPS、乙烯基膦酸等，分子量为1,000-15,000，使用温度达121℃以上。实例2：主链为缩聚物，推荐丙酮/甲醛/亚硫酸钠缩聚物；侧链为羧酸/磺酸共聚物，羧酸单体推荐AA、IA、MA等，磺酸单体推荐AMPS；使用温度可达177℃。

聚合物分类

可以从不同的角度对聚合物进行分类，如从、加热行为、聚合物结构等。

⑴按分子主链的元素结构，可将聚合物分为碳链、杂链和元素有机三类。

碳链聚合物大分子主链完全由碳原子组成。绝大部分烯类和二烯类聚合物属于这一类，如聚乙烯、聚苯乙烯、聚氯乙烯等。

杂链聚合物大分子主链中除碳原子外，还有氧、氮、硫等杂原子。如聚醚、聚酯、聚酰胺、聚氨酯、聚硫橡胶等。工程塑料、合成纤维、耐热聚合物大多是杂链聚合物。

元素有机聚合物大分子主链中没有碳原子，主要由硅、硼、铝和氧、氮、硫、磷等原子组成，但侧基却由有机基团组成，如甲基、乙基、乙烯基等。有机硅橡胶就是典型的例子。

元素有机又称杂链的半有机高分子，如果主链和侧基均无碳原子，则成为无机高分子。

性质和用途分类

按材料的性质和用途分类，可将高聚物分为塑料、橡胶和纤维。

橡胶通常是一类线型柔顺高分子聚合物，分子间次价力小，具有典型的高弹性，在很小的作用力下，能产生很大的形变（500%～1000%），外力除去后，能恢复原状。因此，橡胶类用的聚合物要求完全无定型，玻璃化温度低，便于大分子的运动。经少量交联，可消除永久的残余形变。以天然橡胶为例，Tg低（—73℃），少量交联后，起始弹性模量小（<70N/cm²）。经拉伸后，诱导结晶，将使模量和强度增高。伸长率为400%，强度增至1 500N/cm；500%时为2 000N/cm。橡胶经适度交联（硫化）后形成的网络结构可防止大分子链相互滑移，增大弹性形变。交联度增大，弹性下降，弹性模量上升，高度交联可得到硬橡胶。天然橡胶、丁苯橡胶、顺丁橡胶和乙丙橡胶是常用的品种。

纤维通常是线性结晶聚合物，平均分子量较橡胶和塑料低，纤维不易形变，伸长率小（<10%～50%），弹性模量（>3 5000N/cm²）和抗张强度（>35 000N/cm²）都很高。纤维用聚合物带有某些极性基团，以增加次价力，并且要有高的结晶能力。拉伸可提高结晶度。纤维的熔点应在200℃以上，以利于热水洗涤和熨烫，但不宜高于300℃，以便熔融纺丝。该聚合物应能溶于适当的溶剂中，以便溶液纺丝，但不应溶于干洗溶剂中。工业中常用的合成纤维有聚酰胺（如尼龙—66、尼龙—6等）、聚对苯二甲酸乙二醇酯和聚丙烯腈等。

塑料是以合成或天然聚合物为主要成分，辅以填充剂、增塑剂和其他助剂在一定温度和压力下加工成型的材料或制品。其中的聚合物常称做树脂，可为晶态和非晶态。塑料的行为介于纤维和橡胶之间，有很广的范围，软塑料接近橡胶，硬塑料接近纤维。软塑料的结晶度由中到高，Tm、Tg有很宽的范围，弹性模量（15 000～350000N/cm²）、抗张强度（1 500～7 000N/cm²）、伸长率（20%～800%）都从中到高。聚乙烯、聚丙烯和结晶度中等的尼龙—66均属于软塑料。硬塑料的特点是刚性大、难变形。弹性模量（70 000～350 000N/cm²）和抗张强度（3 000～8 500N/cm²）都很高，而断裂伸长率很低（0．5%～3%）。这类塑料用的聚合物都具有刚性链，属无定型。塑料按其受热行为也可分为热塑性塑料和热固性塑料。依塑料的状态又可细分为模塑塑料、层压塑料、泡沫塑料、人造革、塑料薄膜等。

形状分类

按几何形状可分为两种，即线型大分子和体型大分子。图1（a）所示为直链线型结构大分子有许多链节联成一个长链，其分子直径与长度比达1:1000以上，这样长而细的结构，如果没有外力拉伸是是不可能成直线状的，所以它通常是卷曲成不规则的团状如聚丙烯等；图1（b）所示为线型支链大分子，其线型大分子主链带有一些支链，支链的数量和长短可以不同，甚至支链上还有支链，如高压聚乙烯等；图1（c）所示的是体型结构大分子，特点是：大分子链之间以强的化学键相互交联，形成立体的网状结构。