【摘 要】聚合物改性混凝土（PMC）具有制作简单、防水耐磨、耐冲击性好、较高的弯曲强度、粘结性好、耐化学介质腐蚀等优点。阐述了PMC混凝土的制备技术。
【关键词】聚合物改性水泥混凝土；机理；制备技术
由于聚合物改性水泥混凝土制作简单，采用现有的混凝土生产设备就能生产，成本较低，实际应用也较多，因此研究聚合物改性水泥混凝土具有不可忽视的实际意义。
一、聚合物乳液与颜料的预混装置及计量
由于聚合物改性水泥混凝土增加了聚合物乳液、纤维两材料，用水量也大大降低，要求混凝土拌和机搅拌程序与之配套。聚合物改性水泥混凝土的搅拌程序是先砂、石、水泥、纤维等干状材料干拌，再加水、乳液、色浆等湿拌。目前一般的混凝土搅拌站只能实现一次混合湿拌的程序，其计量设备、搅拌程序与混合料设计要求不配套。根据制备聚合物改性水泥混凝土要求，应在现有混凝土搅拌站设备上增加聚合物乳液和颜料的预混装置及聚合物乳液、颜料和混合乳液的计量秤，对水秤进行改造，使计量精度高的二次投料程序得以实现。
二、聚合物改性水泥混凝土的拌和
由于聚合物改性水泥混凝土增加了聚合物乳液、纤维等材料，用水量大大降低，拌和时间较普通水泥混凝土要长。为了更好地确定 PCC 合理的拌和时间，通过施工现场PCC 的拌和试验进行验证，以求生产出质量更优的聚合物改性水泥混凝土。
（一）聚合物改性水泥混凝土原材料
聚合物改性水泥混凝土主要由水泥、集料，聚合物乳液、颜料、有机纤维等组成，其主要要求如下：
1.水泥。符合国家标准技术要求的42.5、52.5普通硅酸盐水泥或硅酸盐水泥。该试验中选用了42.5普通硅酸盐水泥，其性能指标为：表观密度为3.127g/cm3，标准稠度27%，初凝时间2h，终凝时间4.25h，安定性合格。
2.集料。母岩抗压强度不应小于100MPa，且应洁净、坚硬、耐久。最大粒径不应超过13.2mm，集料规格宜按以下三档分别生产：1#料9.5-4.75mm、2#料4.75-2.36mm、3#料2.36～0mm。
3.聚合物乳液。不是所有聚合物乳液都可以用于聚合物改性水泥混凝土，本文选用一种共聚乳液丁苯 SD623，丁苯 SD623是一种特殊设计的改性羧基丁苯胶乳，用于配制聚合物改性水泥混凝土，固含量 50%±2%，玻璃化温度小于 13℃，其相关性能为：固含量为50-52%，PH在7.8-10，25℃粘度为40mPa.s，密度1.01g/cm3，平均粒径150nm，玻璃温度13℃，表面张力30-48mN/m。
4.颜料。选用巴斯夫中国有限公司（上海）生产的 Lubonyl* black 0060 型颜料，一种无机水溶性的颜料，主要成分为碳黑。
5.改性聚酯纤维。单丝直径5-50μm，长度6-12mm的改性聚酯纤维，抗拉强度应≥450MPa，初始模量≥5000MPa。选用的改性聚酯纤维应通过拌和试验论证，确保其在PCC聚合物改性水泥混凝土中分散均匀、不结团。
6.减水剂。减水剂用 DJ-4 标准型高效减水剂，按 GB8076-2008 标准进行检测。
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确定好试验原材料之后，结合现场情况（温度、运距、集料含水量等）进行试拌，确定最终施工配合比，且 PCC混合料应能满足摊铺所要求的施工性能（改进VC值控制在 5±2s）。聚合物改性水泥混凝土配合比如下：水泥360kg/m3，乳液90kg/m3，减水剂9.6kg/m3，颜料3.84kg/m3，纤维1.9kg/m3，水78kg/m3，集料（绝干状态）下，1#料735kg/m3，2#料315kg/m3，3#料1050kg/m3。
（二）聚合物改性水泥混凝土的拌和
聚合物改性水泥混凝土拌和前的准备工作：①聚丙烯纤维按一定质量分别装袋，须在混凝土拌和前运至拌和楼保存。②聚合物乳液及颜料须在混凝土拌和前运至拌和站保存。在混凝土拌和当天，需将聚合物乳液及颜料按照规定比例在预混装置（或筒）内进行复配，必须保证聚合物乳液与颜料混合均匀，整体颜色一致。聚合物乳液和颜料的混合乳液搅拌均匀后，方可进行聚合物改性水泥混凝土的拌和。③应严格测定粗、细集料的含水率，准确测定因天气变化引起的粗细集料含水量的变化，以便及时调整施工配合比。一般情况下，含水量每班抽测6次，雨天应随时抽测，并按测定结果及时调整施工配合比。④聚丙烯纤维可通过砂石提升斗或搅拌机的观察孔进行投料。⑤应确保计量精度，计量最大允许偏差应符合下列规定（按重量计）：水泥±1%；聚合物乳液与颜料的混合液体±1%；聚丙烯纤维及减水剂等添加剂±1%；粗、细集料±2%；拌和用水±1%。⑥聚合物改性水泥混凝土最佳的搅拌程序是先砂、石、水泥、纤维等干状材料干拌10s，再加水、乳液、色浆等湿拌。⑦搅拌过程中需有专人负责观察混合料稠度状况（主要为干湿状况和施工性），及时与前场人员沟通。聚合物改性水泥混凝土搅拌完成后须保证聚丙烯纤维分散均匀，不出现结团，拌好的拌和物均匀一致，无花白料，无离析和结块现象，控制好出机口VC值，不符合要求时应及时废弃。
（三）聚合物改性水泥混凝土性能检验结果
聚合物改性水泥混凝土的工作性采用维勃稠度仪检测，维勃稠度仪测定法适用于集料公称最大粒径不大于31.5mm的水泥混凝土及维勃时间在5s～30s之间的干稠性水泥混凝土的稠度测定。试验结果以两次测定的平均值作为混凝土拌和物稠度的维勃时间。结果显示，当搅拌时间在30s、60s、90s、120s、150s、180s的时候，VC值分别为13s、9s、7s、4s、6s、5s。由此可见，纯搅拌时间为 30s 时，聚合物改性水泥混凝土稠度的维勃时间最大，此时混凝土的工作性也最差，随着拌和时间的增加，混合乳液、减水剂和水与集料和纤维充分反应，聚合物改性水泥混凝土稠度的维勃时间越来越小，说明在这个过程中混凝土的流动性也变的越来越好。纯搅拌时间为 120s 时，混凝土的工作性达到最佳。但随着时间的增加，纯搅拌时间 150s 时，聚合物改性水泥混凝土稠度的维勃时间突然增大，聚合物改性水泥混凝土稠度的维勃时间随搅拌时间先变小而后变大，此时混凝土的流动性也由好变差，在纯搅拌时间 180s，聚合物改性水泥混凝土稠度的维勃时间又变小且为最小，此时混凝土的流动性也最好，但是由于纯搅拌时间 180s 时同纯搅拌时间 120s 时，聚合物改性水泥混凝土稠度的维勃时间相差甚小，混凝土的流动性也相当，为了提高搅拌站的生产效率，最终将搅拌时间定在 120s 左右。聚合物改性水泥混土的工作性能与强度性能如下：当VC值为4s的时候，7d下其抗折强度为4.55MPa，抗压强度为26.2MPa，28d下，其抗折强度为5.8MPa，抗压强度为37.1MPa。
随着科学技术的不断发展，对建筑材料性能的要求也在不断提高。聚合物改性混凝土PMC具有制作简单、防水耐磨、耐冲击性好、弯曲强度较高、粘结性好、耐化学介质腐蚀等优点已经广泛应用于建筑房屋、工厂、装饰、桥梁等多个领域。通过对聚合物改性水泥混凝土的机理以及制备进行简要论述，将会使PMC能够更好地满足实际需要，更好地发挥作用。
参考文献：
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[3]门国超.聚合物改性水泥混凝土面层施工技术探析[J].公路交通科技（应用技术版），2015，05
论文作者:王巍,张志伟
论文发表刊物:《低碳地产》2016年6月第11期
论文发表时间:2016/11/11
标签：聚合物论文; 混凝土论文; 水泥论文; 乳液论文; 稠度论文; 时间论文; 颜料论文; 《低碳地产》2016年6月第11期论文;