发明领域

本发明涉及一种新型聚合物混凝土组合物，其特征是完全不使用作为粘合 剂或胶结组分的波特兰水泥并且完全不使用作为催化剂或硬化剂的水。产品使 用以百分比计可为6.0至35.0％的热稳定性聚合或缩聚树脂，94.0至65.0％的 填料重量或力阻组分，例如基础矿物或火成岩，如石英、所有类型或种类的长 石或正长石、微斜长石和斜长石；霞石、方钠石、白榴石、所有类型或种类的 云母或白云母、黑云母和金云母；斜辉石、锥辉石和紫苏辉石类型或种类的辉 石；所有角闪石、钠角闪石、钠闪石和橄榄石类型或种类的闪石，以及火成岩 的附生矿物，例如锆石、榍石、磁铁矿、钛铁矿、赤铁矿、磷灰石、黄铁矿、 ritulium、刚玉和石榴石。深成岩，例如不同种类的花岗岩-花岗闪长岩；不同 种类的正长岩-二长岩；不同种类的英闪岩-石英辉长岩；不同种类的闪长岩-辉 长岩；不同种类的橄榄岩(peridorite)；不同种类例如铋黝铜矿的火山岩；不 同种类的粗面岩；不同种类的响岩；不同种类的安粗岩和石英安粗岩；不同种 类的拉兹特岩(lacite)；不同种类的英安岩；不同种类的安山岩；不同种类的 玄武岩；不同种类的碎屑火成岩或火成碎屑岩、火山灰和火山凝灰岩或火山尘； 不同种类的伟晶岩；不同类型和种类的水成岩；所有类型的例如砾岩的机械成 因水成岩；所有类型的砂岩；所有种类的泥质板岩；所有种类和类型的例如石 灰岩的化学成因水成岩；所有种类和类型的石灰华；所有种类和类型的蒸发岩； 所有种类和类型的区域变质岩；所有种类和类型的接触变质岩；也使用例如层 状或粒状铅的化学组分；金属纤维、玻璃纤维；所有种类和类型的有机纤维、 矿物棉、铁或钢渣、玻璃珠光体、磨砂玻璃、海砂、沙漠砂、层状或粒状铝、 所有种类和类型钢筋耐受体；光滑或波纹钢条、铁、钢或铝屑；木屑、锯末。 还使用下述耐火材料及其不同的组合：菱镁矿、煅烧菱镁矿、白云石、煅烧白 云石、蓝晶石、红柱石、蓝线石、石墨、铝矾土、铬铁矿、锆石、石绒、滑石、 块滑石、高岭石和粘土。

本发明的组合物中使用的树脂为液态聚合或缩聚树脂，尽管优选聚合树脂。 可使用聚合树脂的类型包括：环氧树脂、不饱和聚脂树脂、丙烯酸树脂、聚氨 酯树脂、硅树脂。可使用的缩聚树脂可以为：呋喃树脂、酚醛树脂、脲醛树脂 和三聚氰胺-甲醛三羟甲基蜜胺氨基树脂。

发明描述

聚合物混凝土组合物

1.0背景

土木工程领域的持续发展和工业活动的增长对于建筑业用材料产生持久的 需求，这些材料越来越多地使其符合结构需要并满足更严格的工作环境与周围 环境要求。

依惯例，机械力是选择建筑材料时所使用的主要标准。当结构构件在较宽 的空间内使用，并随结构构件中横截面或节点的重量和尺寸减小而向上发展时， 建筑物较高。

建筑计算及设计的技术发展，以及新材料的发展，使得有可能提高桥梁和 建筑物的承载能力：常规运输方式目前使用的公路和铁路桥梁在某些情况下已 经作了调整以便提高它们的承载能力，承载能力的这种提高主要由于使用了钢 索(预张或后张钢缆)形式的具有较高承载能力的钢筋并且不改变原始结构， 并且对于新的大型桥梁，则在预制构件中使用高抗性波特兰水泥 (f′c＝350kg/cm2)以及前述的钢筋。

由于联邦区墨西哥城的建筑通则中实施了调整并将其应用于墨西哥的其它 地震带，1985年起公共或私人用的大型和小型建筑物(办公室和住宅)的结构 设计已经发生了显著的改变。

1986年对现存的大型建筑进行了调整和加固，调整和加固的范围从地基的 承载能力和梁、柱及板部分的增加到在每一层内外使用高强钢筋混凝土制成的 承重墙和加固结构(设计成对角的梁柱结点到结点部分，以增强结构抗切削的 能力)。

从1993年起新建建筑中显著地增加了结构构件中每米使用的钢筋，包括钢 筋的直径以及每米的公斤数，同时例如梁和柱的部分变得更厚，地板之间的板 由于在固定框架中使用了钢材(钢板)并且框架中钢网更紧密且直径更大而变 得更轻。在所有情况下，高抗性混凝土指定为f′c＝350kg/cm2。

在至多四层住宅结构中(Mexican Housing Fund，Infonavit)，结构构件 中钢筋的使用增加，同时多孔退火砖的使用也更加广泛以便在承重墙中使用中 间结构构件，并且在每三排中连同使用连接到每个结构构件上的接缝钢筋。地 板更厚并且也对所使用网的直径和大小进行了调整；混凝土的规格变为 f′c＝240kg/cm2，粘结砖所用的砂浆强度较高，使用比例为3∶1。

在所有包括现存的建筑物中，目标在于确定地基加固的机械基础研究是必 须的。

高抗性混凝土不仅意味着关于抗压强度的高抗拉强度，还意味着可抵抗受 存在的环境因素和使用的水和骨料以及工作条件和位置或所述工作位置的详细 情况。

结构劣化和缺陷不仅是因为所用材料的计算和/或设计问题或机械抗性缺 陷或基础力学误差，还因为所使用的建筑方法和材料的耐久性以及特别是对实 际材料和/或改性化学试剂(添加剂)的抗化学性。

2.0目的

对于涉及能够在尽可能短的时间内利用构件或预制构件的建筑领域的低成 本生产方法的需要产生了对具有短的凝结时间，同时无需高度专用的骨料、填 料、化学改性剂、对供料或材料或“增强剂”进行在先或在后再加工、并且允 许以尽可能小地改变对所使用的市场上的主要材料进行装配(installation) 的需求。

在高抗性波特混凝土的预制中使用水作为催化剂或硬化剂需要显著的额 外成本并且需要制备混凝土的水是可饮用的或净化的，同时也需要考虑其在工 地和生产中的可用性和在使用蒸汽“增强剂”的额外处理以及作为工业废物的 及时处理过的水的回收。

理想的材料可以描述为满足下述一种或多种、优选全部需要的材料：其具 有高机械抗性，并且在根据使用条件或在具有高化学抗性和耐严寒和污染性应 力要求宽范围工作条件下具有抗拉性和抗压性；可以根据其应用进行调整； 其提供对在工地或工厂所使用材料的质量保证；其不使用水作为催化剂；其具 有韧性；其不需要另外处理或再加工来促进其应用；其可以在任何气候或条件 下使用；其具有最少量的收缩面无需使用“冷接”以在不同时期进行强化，这 意味着全面的节约成本；其允许缩减厚度而不会导致结构危险；其允许使用较 少的钢筋并且不会使上述钢筋生锈，和/或其可再循环利用。

如权利要求1和从属权利要求所要求的所开发出的组合物满足一种或多 种、优选所有上述需要。

3.0方法

在实验室环境下获得不溶于水并且可以使用其自身的基础产物作为载体或 溶剂的胶凝材料作为研究和开发的起点。在该特定情况下，使用几种不同的单 体进行实验，所述单体为分子或化合物，倾向于含碳并具有低分子量和简单的 化学结构，并且通过与其自身分子或其它相似的分子化合物结合易于成为聚合 物、塑料、合成树脂或合成橡胶。

因此使用不同的二羧酸与二醇和干性油和烯基不饱和物的缩聚和/或聚合 产物进行各种实验；其中包括氯乙烯、甲基丙烯酸甲酯、己二酸、己二胺 (hexametilendiamine)、乙二醇、丙烯、二乙烯、二丙烯、苯二甲酸、己二酸、 糠醇、糠醛、三聚氰胺和甲醛氨基树脂、脲、苯酚、对甲苯磺酸、苯磺酸、三 羟甲基蜜胺、羟甲基蜜胺、羟基联苯苯并三唑、低聚磷酸氯烷基酯、二甲基磷 酸甲酯、邻苯二甲酸酯、癸二酸酯、己二酸、磷酸三甲苯酯、铝酸盐、硅油、 甲酚、二甲苯酚、间苯二酚、萘酚、羟基苯、酚酸(pehnolic acid)、石碳酸、 甲醛、蚁醛、正丁醇、环氧氯丙烷、二氯甲烷、苯乙烯单体、均苯四甲酸二酐、 苯均四酸、吡咯烷、戊二烯和环辛烯。

由实验室实验的结果确定上述每一种原料的可用性，并考虑原始或初始原 材料的可回收性。热固性塑料(包装物、打火机、一次性剃刀、垃圾袋、汽水 瓶、包装物等)和一些己二酸的衍生物成为大量的非工业废物并且不可生物降 解。

二羧酸与二醇制备的新烷基型缩聚树脂中清洗并磨碎的上述材料的用量为 30.0％，确定使用初始聚乙烯单体溶剂作为稀释剂并化学再处理直至获得在加 热和催化剂癸二酸酯、己二酸、二甘醇和磷酸三甲苯酯存在条件下化学反应的 高聚物。在过程中利用羟基联苯苯并三唑、低聚磷酸氯烷和二甲基膦酸甲酯对 该树脂进行改性。

所得产物可分类为烯基不饱和正邻苯二甲酸磷酸酯，其与不饱和间苯二甲 酸树脂相适应。

利用确定的树脂进行许多吸附实验，使用不同的非金属矿岩石集料、合成 和有机纤维、海砂、沙漠砂、硅藻土、钾长石和钠长石、玻璃碎片和相同物质 的珍珠岩，还有所有上述材料与包括黄铁矿的金属矿物的不同组合，以及不可 生物降解废弃物质或例如钢渣的可回收物质。

由于建立相应标准的需要，所得结果确定采用Instituto de Ingeniería de la Universidad Nacional Autónoma de México(墨西哥国立自治大学工程学 院)的服务以对结果提供科学验证。

委托Instituto Tecnológico y de Estudios Superiores de Monterrey， Campus Atizapán Estado de México(蒙特雷科技大学墨西哥州Atizapán校 区)使用不同实验的结果开发上述标准。

4.0实验设计

依照墨西哥国立自治大学工程学院，精心制作500个由聚合物混凝土制成 的15.0×30.0cm圆柱体样品，其中的50个含有未加工的石灰石碎石和灰砂， 并且不使用颗粒测量仪；50个样品含有相同材料，并且使用与在制备波特兰水 泥时所使用的颗粒测量仪相似的颗粒测量仪；50个样品含有未加工的玄武岩碎 石，并且不使用颗粒测量仪；50个样品含有相同材料，并且使用与在制备波特 兰水泥时所使用的颗粒测量仪相似的颗粒测量仪；50个样品含有未加工的安山 岩碎石和灰砂，并且不使用颗粒测量仪；50个样品含有相同材料，并且使用与 在制备波特兰水泥时所使用的颗粒测量仪相似的颗粒测量仪；50个样品含有未 加工的玄武岩碎石和玄武岩砂，并且不使用颗粒测量仪；50个样品含有相同材 料，并且使用与在制备波特兰水泥时所使用的颗粒测量仪相似的颗粒测量仪； 50个样品含有未加工的火山岩碎石和灰砂，并且不使用颗粒测量仪；50个样品 含有相同材料，并且使用与在制备波特兰水泥时所使用的颗粒测量仪相似的颗 粒测量仪。

使用上述样品测定抗压性、弹性模量、抗拉性(巴西实验)、塑性滴落或蠕 变结构、吸附性、化学抗性、电导率、介质电阻、抗火性，测定巴氏硬度、抗 磨损性、进行冻融实验、波纹或光滑铁粘附实验、测定抗后张和预张性以及在 刚架中的抗切削能力。

作为对上述实验的补充，制备50个15.0×16.0cm的梁，10个含有安山岩 碎石和未加工灰砂，不使用颗粒测量仪；10个含有相同的材料，使用与在制备 波特兰水泥时所使用的颗粒测量仪相似的颗粒测量仪；10个含有石灰岩碎石和 灰砂，不使用颗粒测量仪；10个含有相同的材料，使用与在制备波特兰水泥时 所使用的颗粒测量仪相似的颗粒测量仪；10个含有玄武岩碎石和灰砂，使用与 在制备波特兰水泥时所使用的颗粒测量仪相似的颗粒测量仪，以及10个含有火 山岩碎石和灰砂，使用与在制备波特兰水泥时所使用的颗粒测量仪相似的颗粒 测量仪。

使用上述样品进行拉力测试，梁长度三分之二处没有支撑。

根据上述结果，使用碳酸钙和硅酸钾作为填料或骨料制造一千块减轻型 7.0×14.0×28.0cm的砖和1厘米厚的墙。

在墨西哥国立自治大学工程学院的实验室中使用上述砖建造数个测试墙， 以及具有由波特兰水泥制成的隔断墙和具有1.0cm槽的连接部的2.92×2.54米 的墙。用波特兰水泥制成所使用的砂浆，并确定波特兰水泥、石灰和灰砂的比 例分别为1∶1/2∶4。

上述墙经受周期性的切削力，其结果证明砖具有强抗压性。

在进行上述实验的同时，测定聚合物混凝土对硬化波特兰混凝土的粘附性 以及硬化的波特兰混凝土在破裂、碎裂或浸出后的修复。

为进行上述实验，制作3个实际尺寸的梁柱连接节点，其中一个使用钢调 整焊板加工并与随后浇注的强度为f’c＝1800kg/cm2聚合物混凝土相连。在第二 个实施例中不调整焊板加工并且浇注具有相同抗压性的混合物混凝土。在第三 个实施例中，在安装钢连接件同时进行焊板加工以便浇注具有相同抗压性的聚 合物混凝土。

在上述墙中，三个前述实施例经受循环切削载荷，在聚合物混凝土和波特 兰混凝土连接处记录的发生破坏时的侧向载荷分别为84、87和96吨，最后一 个实施例发现许多破裂和碎裂，同时聚合物混凝土中发现了由钢的弯曲力导致 的裂缝。

上述实验中所使用的聚合物混凝土对应于于使用颗粒测量仪并具有玄武岩 碎石和灰砂的组成。上述实验由墨西哥国立自治大学工程学院的人员监控。

为了进行聚合物混凝土对波特兰混凝土以及波特兰混凝土对聚合物混凝土 上的粘附实验，制作六个15.0×30.0cm由聚合物混凝土和玄武岩碎石和灰砂 制成的圆柱体并且不使用颗粒测量仪，标称的抗压强度为f’c＝1200kg/cm2。圆 柱体在浇注15天之后以45°的角度切为两半，将12个半圆柱体置于15.0× 30.0cm的金属圆柱体模具中，标称抗压强度为f’c＝350kg/cm2的波特兰混凝土 浇注于其上，随后蒸汽硬化处理4个小时，然后送到墨西哥国立自治大学工程 学院进行评测。

为进行对比实验，将标称抗压强度为f’c＝350kg/cm2的波特兰混凝土浇注 成9个15.0×30.0cm的圆柱体。将这些圆柱体蒸汽硬化8个小时并在15天后 以45°的角度切为两半。将18个半圆柱体置于15.0×30.0cm的金属圆柱体 模具中，标称抗压强度为f’c＝1200kg/cm2的聚合物混凝土浇注于其上。这些圆 柱体不经受任何蒸汽硬化处理，随后送到墨西哥国立自治大学工程学院进行评 测。

在所有的情况下，典型的破坏存在于波特兰混凝土浇注的部分，并传递到 用聚合物混凝土浇注的区域，两种混凝土之间的结合点没有显示出由于缺少粘 附性所导致的位移。墨西哥国立自治大学工程学院提交的报告总结出典型的压 缩破坏首先在整个水硬性混凝土中发生，然后转移到聚合物混凝土中。

根据General Directorate of Federal Highways of the Ministry of Communications and Transport的要求，利用标称抗压强度为f’c＝1200kg/cm2 的聚合物混凝土制造带有1.15米支撑物的21.0米长的AASHTO IV。该结构构件 装上量表以测量在周期点荷载下的变形和复原，为此使用上述学院提供的三个 液压千斤顶，每一个的承载能力为500吨。

结构构件制造于1991年12月21日，模具或拱底面在浇注3小时后移除。 使用14根具有1/2”预张钢丝的钢甲绳，而不是政府标准规定中所示的36根。 1991年12月22日，在硬化14小时后，由置于构件三分之二长度处的千斤顶施 加第一100吨实验荷载4个小时，在这段时间中测量变形。当千斤顶上的荷载 撤除时，将150吨的点荷载施加到构件中心4个小时，测量弯曲变形和复原直 到在荷载撤除3分钟后恢复到初始位置。

还为上述政府部门制备了六个由聚合物混凝土制成的15.0×30.0cm圆柱 体，其中使用卵石和河砂作为石质集料。圆柱体送到上述部门的General Directorate of Technical Support Services(实验室)进行评测。尽管实验 机器的容量为500吨，该组成的抗压强度和其它性能到写作本文时为止还没有 测定出来。中心的初步分析估计抗压强度在4,000和4,500kg/cm2之间。

5.0结果

聚合物混凝土对于环境中大多数侵蚀剂的化学抗性优良并且如果需要可以 利用任意特定的工艺进行调整而不影响其原有性能。

聚合物混凝土与波特兰混凝土物理-化学-机械性能比较

性能                      单位               聚合物            波特兰

密度                      Kg/m3              1200-2000         2300-2400

硬化线性收缩              ％                 0.03-0.10         0.5-2.3

抗压强度                  Kg./cm2            1200-3800         140-400

抗弯强度*                 Kg./cm2            190-280           14-16

抗拉强度**                Kg./cm2            120-160           最大20

弹性模量                  F’c的平方根       10000-15000       7000-10000

最终压缩力                ％                 12                2-3.5

变形曲线线性部分          Kg./cm2            0.6-0.75          0.1-0.3

磨损(Boehme盘)            cm.                0.10-0.35         2.0-8.0

特定滴落(压力)            10Mpa.             35-180            45-300

对钢的粘附(切削)          Kg./cm.            80-180            15-17

热膨胀比例(线性)          10/K               6.0-9.5           10.5-12.5

最终工作温度              摄氏度             1280-1832         220-250

吸水率                    ％重量             0.01-0.014        16.0-26.0

耐腐蚀性                  ***                优异              差

耐酸性                    ***                优异              差

耐碱性                    ***                优异              中等

最大荷载下有效性          天                 0.75              14.0-28.0

中心迁移                  小时               3.0-4.5           96.0-336.0

1000次冻融循环实          ％重量损失         0.01              23.0-29.0

验(-40℃～+60 ℃)重量损失

*梁在其长度2/3处没有支撑

**“巴西”拉伸实验

实验在墨西哥国立自治大学工程学院进行

混合物由墨西哥城城区中的集料制成

使用的树脂为聚合物混凝土的15.0％

每立方米波特兰混凝土中使用520.0Kg.波特兰水泥

测定                           ％(体积)              ％(重量)

饱和磷酸钠                     0.63                  0.9

5.0％磷酸钠                    0.6                   0.39

10.0％磷酸钠                   0.6                   0.35

饱和硝酸铵                     0.25                  0.91

5.0％硝酸铵                    0.16                  0.34

饱和硝酸铜                     0.25                  0.39

饱和氯化铜                     0.28                  0.17

5.0％氯化铜                    0.04                  0.01

50.0％硫酸                     0.56                  1.2

5.0％硫酸                      0.18                  0.37

浓盐酸                         0.31                  0.79

5.0％盐酸                      0.12                  0.28

浓乙酸                         0.31                  0.4

20.0％氢氧化铵                 0.28                  0.54

饱和氢氧化钠                   0.16                  0.43

饱和乳酸                       0.1                   0.14

四氯化碳                       0.5                   0.93

苯                             0.41                  0.88

Nova汽油                       0                     0

乙醇                           0.43                  0.48

盐室72.0小时                   0                     0

吸水率                         0.13                  0

水柱渗透性                     0                     0

对于任何所开发的聚合物混凝土获得最佳可用状态的时间通常不大于8小 时，如果工作条件许可，这允许在3小时或更短的时间后移除模具或拱底板。

浇注3小时后，聚合物混凝土具有其标称工作强度的70％，同时在相同的 时间段内其塑性滴落(蠕变标记)为80.0％，剩余百分比在其整个工作寿命中 提供，根据墨西哥国立自治大学工程学院进行的实验，其工作寿命估计为平均 100年。浇注8小时后可施加最大设计荷载。

与波特兰混凝土不同，聚合物混凝土不使用水作为催化剂或脱水剂，并且 不需要蒸汽“硬化”。在其任意制备方法中不使用水意味着产品的可用年限不受 所使用水的比例和/或纯度影响。硬化后，聚合物混凝土具有最大0.012％的吸 水率。

聚合物混凝土最明显的优点是其应用范围广泛，另一个优点是能够利用其 自身的可控具体设计性能制备建筑材料。

了解聚合物混凝土的性质是合理制备以及使混合物的设计和特性更为有效 的最好的方式。这使得我们能了解材料及其工程以及与其他化合物特别是常规 波特兰混凝土相比时的主要问题。

常规波特兰水泥的物理-化学性质及其相对的低成本使其对于很多应用成 为理想的建筑材料，尽管其有许多局限，包括低抗腐蚀性、高渗透性、冻结产 生裂缝、碱集料反应、碳酸水存在时的浸出作用、热剥落、低抗拉强度、缺乏 介质电阻、缺乏隔离电阻、抗压强度大于400kg/cm2时的高生产成本、使用饮 用水(不含有机物、酸、鞣酸等)、使用不含有石灰、粉尘、有机材料、腐殖质、 云母、活性碱、pomitic、含硫矿物(黄铁矿)等的利用颗粒测量仪控制的岩石 集料。

聚合物混凝土是具有高抗压强度的材料，并且可以依据所使用的集料和颗 粒测量仪进行调整。使用未加工的安山岩碎石(不使用颗粒测量仪)和灰砂及 粉尘(过100目筛)最大比例为10.0％，该材料的抗压强度为1200kg/cm2，该 值被指定为材料的标准强度。

为制备砂浆，应用与在波特兰混凝土中所使用的颗粒测量仪相似的颗粒测 量仪以获得相同的材料(灰砂砂浆)，从而使粉尘含量减少至8.0％，平均抗压 强度达1100kg/cm2。所使用的集料可以为pomitic、安山岩、玄武岩、云母、 含硫砂、石英砂、钠或钾长石、硅藻土、海砂、沙漠砂、火山岩等。

聚合物混凝土的主要原料成分是由改性不饱和正领苯二甲酸引发的烯基不 饱和树脂，其用量百分比取决于材料总的吸附性能在集料重量的6.0-35.0％之 间变化。使用邻苯二甲酸酯、癸二酸酯、己二酸多元醇酯(poliol adipats)， 例如二甘醇和磷酸三甲苯酯促进硬化。其不需要水或波特兰水泥。

如所有上述优点，聚合物混凝土具有高抗拉强度和抗破坏能力，其弹性模 量可以根据每种情况的特定结构需要进行变化，包括在组成中加入具有高耐酸 性、耐碱性、耐芳香烃类和脂族类化合物性的聚合物。其最大耐火性为可以抵 受1800摄氏度2个小时，并且具有极好的抗冻融性而不产生裂缝或重量损失。 含有安山岩或玄武岩集料时其容重平均为2000kg/m3。

其化学特性也允许使用与在波特兰混凝土中使用的氧化铁基颜料相同的颜 料，其优点为随时间推移或长时间暴露于太阳下不改变颜料的颜色。

在硬化8.0小时后获得所需的最大的承载能力，该时间可以在3.0分钟(工 厂生产)与3.0小时之间变化。在现场制备混凝土时，可以根据每种情况的特 定需要减少或增加该时间。

6.0定义及分类

不同的聚合物混凝土复合物根据其用途或应用分类如下：

聚合物混凝土水泥(PCC)：通过将可溶于水的聚合物或单体加入到原料水 泥或在水泥混合过程中使其硬化来制备该材料。例如，大理石水泥、瓷砖水泥 等，参见1/3页图2，其为使用具有可溶于水的聚合物的波特兰混凝土水泥制成 的硬化粘合剂的孔隙结构图，其中用作粘结组分的聚合物的百分比含量为体积 重量的15-50％，产品的孔隙率为其体积的10-20％，其中聚合物相是分散的。

聚合物喷射混凝土(PIC)：通过利用真空或重力将催化的聚合物或单体注 射到或使其流入硬化的或预先硬化的波特兰混凝土的裂缝、孔或空隙中来制备 该材料。该材料最普通的用途是在结构修补(地基、柱、梁、节点等)中，通 过调整硬化混凝土的物理-化学-机械性质来修补墙或板。参见1/3页图3，其为 使用预硬化波特兰混凝土水泥并使用热稳定性聚合物作为粘结成分进行修补制 成的硬化粘合剂的孔隙结构图，其中聚合物百分比含量为体积重量的5-15％， 孔隙率为其体积的5-15％，其中聚合物相是半连续的。

聚合物混凝土(PC)：通过混合作为填料或集料粘合或胶结剂的稀释的单体 形式的聚合物来制备该材料，其硬化成聚合由能对时间和环境(海工浇注)完 全可控的化学方法引发。

聚合物混凝土复合物与聚合物被波特兰水泥替代的产品不同。改性聚合物 的作用及其形态和含固量并不相同，它们基本的区别是化学载体和催化剂以及 硬化放热温度不同，以及不同的化学反应，例如硬化时释放水的缩聚或硬化时 不产生任何副产物的聚合。参见1/3页图1和4，其分别表示波特兰混凝土水泥 硬化粘合剂的孔隙结构图，其中不含作为粘结组分的聚合物，产品的孔隙率为 其体积的18-26％，向体积重量中加入聚合物的聚合物混凝土的孔隙率为6-35 ％，作为唯一粘结剂的该聚合物的孔隙率为其体积的0-0.2％，其中聚合物相是 连续的。

7.0结论

以作为当前实践一部分的多种方式通过介绍整个水泥产品(当前为在波特 兰混凝土含有缩聚物)解释了聚合物混凝土复合物的一般概念。

其定义了源自使用单体或聚合物作为改性或粘合剂替代的三种混凝土产 品：PCC、PIC和PC。

机械性能得以改善，包括增加的抗压缩强度和抗拉强度以及两种强度的关 系；其中更好的耐水性、耐寒性和抗化学侵蚀性是在硬化波特兰混凝土的优点 中以及在极限工作条件下获得的主要效果。

已经证明PCC、PIC和PC与波特兰水泥或混凝土以及任何其它粘合剂例如 环氧树脂或酚醛树脂或呋喃或含硫水泥的性质不同。

PCC可以被描述为改性波特兰混凝土的，特别是其粘附到相同种类硬化混 凝土的，在一些墙中和液压装置或卫生装置中使用密封剂或填充物情况下的适 合的改性剂。

PIC被描述为重要的结构改性剂，其比波特兰混凝土突出的优点在于可以 对产品的物理-化学-机械性能进行线性外推。

PC可以被描述为新型的不同种类的混凝土材料，其特征为具有许多难于在 其它产品种发现的物理-化学-机械性能组合，以及在低成本下许多上述性能的 组合。

在消费市场上已经证明所有上述或其它混凝土是对波特兰混凝土的补充而 不能将其取代。聚合物替代物适于66％的选择并依赖波特兰混凝土显示其特性 (PCC和PIC)。聚合物混凝土(PC)是唯一一种能替代常规波特兰混凝土的选择， 并且在技术上和经济上都具有巨大的优势。参见3/3页图5。

附图说明

图1表示波特兰混凝土水泥硬化粘合剂的孔隙结构图，其中不含作 为粘结组分的聚合物，产品的孔隙率为其体积的18-26％；

图2表示使用具有可溶于水的聚合物的波特兰混凝土水泥制成的硬 化粘合剂制成的硬化粘合剂的孔隙结构图，其中用作粘结组分的聚合物 的百分比含量为体积重量的15-50％，产品的孔隙率为其体积的10-20％， 其中聚合物相是分散的；

图3表示使用预硬化波特兰水泥并使用热稳定性聚合物作为粘结成 分进行修补制成的硬化粘合剂的孔隙结构图，其中聚合物百分比含量为 体积重量的5-15％，孔隙率为其体积的5-15％，其中聚合物相是半连续的；

图4表示表示波特兰混凝土水泥硬化粘合剂的孔隙结构图，其中向 体积重量中加入聚合物的聚合物混凝土的孔隙率为6-35％，作为唯一粘 结剂的该聚合物的孔隙率为其体积的0-0.2％，其中聚合物相是连续的； 以及

图5表示以复合材料分类的混凝土复合物区域，其中

B＝粘合剂；F＝填充物或填料；P＝孔隙或空隙；PC＝聚合物混凝土；PIC＝ 聚合物修补波特兰混凝土；PCC＝含有溶于水的聚合物的波特兰混凝土； 和CC＝波特兰混凝土。

8.0参考文献

1.-Czarnecki，L.，“Concrete-Polymer Composites”Kunststoffe im bau(Frankfurt Am Main)，V.18，No.4，1983，pp 178-183(In German).

2.-Saucier，Kenneth L.，“High-Strength Concrete，past，present， future”Concrete International：Design and Construction，V.2，No.6， June 1980，pp.46-50.

3.-Proceedings，2nd International Congress on Polymers in Concrete， University of Texas at Austin，1978，640pp.

4.-Proceedings，3rd International Congress on Polymers in Concrete， Nihon University，Koriyama，1981，1465pp.

5.-Cady，Philip D.，Weyers，Richard E.，and Wilson，David T.， “Overlays and Bridge Deck Substrate Treatment”，Concrete International： Design and Construction，V.6，No.6.June 1984，pp.36-44.

6.-Scalon，John M.，“US USSR Scientific Exchange Program in Field of Polymer Concrete”Proceedings，2nd International Congress on Polymer in Concrete，University of Texas at Austin，1978，pp527-533.

7.-Bares，Richard A.，“Furane Resin Concrete and its Application to Large Diameter Sewer Pipes”，Polymers in Concrete：International Symposium，sp-58，American Concrete Institute，Detroit，1978，pp.41 -74.