聚合物水泥防水涂料（聚合物水泥混凝土）

聚合物水泥混凝土是由水泥混凝土和高分子材料有机结合而成的一种性能比普通混凝土优越的复合材料。聚合物水泥混凝土配制比较简单，只要利用现有普通混凝土的生产设备，将聚合物同水泥、骨料、水一起搅拌即可。

将聚合物搅拌在混凝土中，聚合物在混凝土内形成膜状体，填充水泥水化产物和骨料之间的空隙，与水泥水化产物结成一体，起到增强同骨料粘结的作用，从而使聚合物水泥混凝土比普通混凝土具有优良的特性：如提高了普通混凝土的密实度和强度，而且显著地增加抗拉、抗弯强度，不同程度地改善了耐化学腐蚀性能和减少收缩变形等。

1 原材料选择

聚合物水泥混凝土主要由胶凝材料、骨料和水及助剂等组成。

1．胶凝材料

（1）水泥：对水泥的要求同普通水泥混凝土。除普通硅酸盐水泥外，尚可使用各种硅酸盐水泥、高铝水泥（矾土水泥）、快硬水泥等。

（2）聚合物：与水泥掺合使用的聚合物可分为以下三类：

1）水溶性聚合物分散体乳胶类，如橡胶乳胶、树脂乳液和混合分散体；

2）水溶性聚合物，如甲基纤维素（MC）、聚乙烯醇、聚丙烯酸盐-聚丙烯酸钙和糠醇；

3）液体聚合物，如不饱和聚醋和环氧树脂等。

必须选用与水泥水化适应性好的有机高分子材料。因此，聚合物必须具备下列要求：①对水泥凝结硬化和胶结性能无不良影响；②在水泥碱性介质中，不被水解或破坏；③对钢筋无锈蚀作用。

2．骨料

使用与普通水泥混凝土相同的粗骨料和细骨料，有时也可使用轻骨料。当用于防腐目的时，应使用硅质碎石和碎砂。

3．拌合水

与普通水泥混凝土用水相同。

4．主要助剂

稳定剂：由于水溶性聚合物分散体（乳胶类）树脂在生产过程中，大多数用阴离子型乳化剂进行乳液聚合，因此，当这些聚合物乳胶与水泥浆混合后，由于与水泥浆中溶出的大量多价钙离子作用，会引起乳液变质破乳，产生过早凝聚，使其不能在水泥中均匀分散，因此，必须加入阻止这种变质现象的稳定剂。稳定剂的加入，保证聚合物与水泥混合均匀，并能有效地结合起来。常用的稳定剂有OP型乳化剂、均染剂102、农乳600等。

消泡剂：将胶乳与水泥拌合时，由于乳液中的乳化剂和稳定剂等表面活性剂的影响，通常会产生许多小泡，如不把这些小泡消除，势必会增加混凝土的孔隙率，使强度明显下降。因此，必须添加适量的消泡剂。常用的消泡剂有：①醇类：有异丁烯醇、3-辛醇等。②磷酸酯类：有磷酸三丁酯等。③有机硅类：有二烷基聚硅氧烷等。

2 配合比设计与施工工艺

影响聚合物水泥混凝土的因素有聚合物种类、聚合物与水泥之比、水灰比、消泡剂及乳化剂的种类和掺量等。其中，水灰比的影响没有像对水泥混凝土那样大。因此，对聚合物水泥混凝土的水灰比，主要以和易性（坍落度或流动度）来表示。

1．配合比设计

聚合物的使用方法是与水泥、骨料、水一起搅拌即可。在一般情况下，其掺量为水泥重量的5％~25％，不宜过多。

（1）设计原则

聚合物水泥混凝土除应着重考虑其和易性和抗压强度外，还必须考虑抗拉强度、粘结性、水密性（防水性）、耐腐蚀性等其他一些性能。这些性质虽然和水灰比有关，但与聚灰比（聚合物与水泥在整个固体中的重量比）的关系更密切，所以，确定的配合比还必须符合使用要求。

聚合物水泥砂浆的参考配合比：聚合物水泥混凝土的配合比设计，除考虑聚灰比以外，其他可大致按水泥混凝土进行。通常，聚合物水泥砂浆的配合比为水泥：砂=1：2~1：3（重量比）。聚灰比在5％~20％范围内，水灰比可根据和易性要求适当选择，大致在0.3~0.6范围内。表-2和表-3为聚合物水泥砂浆和聚丙烯酸乙酯水泥混凝土参考配合比。

（2）配制方法

配制聚合物水泥混凝土时，可使用与普通混凝土一样的设备。聚合物水泥混凝土应在拌合后1h内浇筑完毕。配制方法有以下三种：

1）配制工艺与普通水泥混凝土相似，只是在加水搅拌混凝土时，掺入一定量的聚合物分散体及辅助材料；

2）可采用单体直接加入，然后聚合的办法制得；

3）采用聚合物粉末直接掺入水泥的方法来配制聚合物水泥混凝土。在混凝土成型和初始硬化后，加热混凝土，使聚合物溶化，这样，聚合物便浸入混凝土的孔隙中，待冷却和聚合物凝固后而成。这种聚合物水泥混凝土的抗水性能好。

2．施工工艺

聚合物水泥砂浆施工：

（1）基层处理

砂浆或混凝土的基层处理，应按下列工序处理：

1）边喷砂、边用钢丝刷刷去老砂浆或混凝土表面脆性的浮浆层或泥土等，用溶剂（汽油、酒精或丙酮）洗掉油污或润滑油迹；

2）遇有孔隙、裂缝等伤痕要进行V型开槽，用同配合比砂浆进行堵塞修补。管道贯通部位，也进行同样的处理；

3）用水冲洗干净后，用棉纱擦去游离的水分。

（2）施工要点（用于面层）

1）涂一层厚度为7~10mm的聚合物水泥砂浆。当所需的厚度大于10mm时，可以涂2~3次。涂抹聚合物水泥砂浆时应注意以下几点：

①聚合物水泥砂浆不宜像普通水泥砂浆那样反复抹，以抹2~3遍为宜；

②在抹平时，抹子上往往会粘附一层聚合物薄膜，应边抹边用木片、棉纱等将其拭掉；

③当大面积涂抹时，每隔3~4m要留15mm宽的缝。

2）施工后，必须注意养护。未硬化前，不能洒水，并应注意防雨。养护方法取决于聚合物种类，如耐水性很差的聚醋酸乙烯酯乳液，在水中养护强度将大大降低。

3．聚合物水泥混凝土的应用

聚合物水泥混凝土由于在其组织结构内具有耐化学侵蚀性的聚合物连续薄膜，一般比普通水泥混凝土抵抗各种化合物侵蚀的能力要强。但根据聚合物分散体的种类不同，对油类及有机溶剂的抵抗力要稍差一些。

聚合物水泥混凝土、砂浆及聚合物水泥色浆是近年来才发展起来的一种新材料，其中一些主要的结构特性（如徐变等）尚在研究之中。一般主要用于以下几方面：

（1）路桥面材料：用于地面、路面、桥面等，具有较好的耐腐蚀性能，强度高，不易产生弯曲变形；

（2）防腐蚀材料和内衬材料：接触化学物质的槽、罐、池等部位衬里或砌体，尤其是洒落化学物质的楼地面更为适宜；

（3）其他用途：用于建筑保温层的罩面抗裂材料；用于喷射混凝土和新旧混凝土接头等。

聚合物水泥混凝土的具体适用范围见下表。

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