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1、高分子复合材料姓名：顾大伟学号：5091109012班级：F09110011. 简述聚合物复合混凝土材料。混凝土聚合物复合材料是利用水泥混凝土的制造方法和施工技术与高分子材料有效结 合而产生的一种新型材料。用于水泥混凝土改性的聚合物种类很多，对水泥混凝土进行改性 的具体工艺也多种多样，最终获得的改性水泥混凝土主要有三种：(1)聚合物混凝土或树脂混 凝土 (PC);(2)聚合物浸渍混凝土 (PIC);(3)聚合物改性水泥混凝土(PMC)。(1)聚合物混凝土或树脂混凝土 (PC)聚合物混凝土是指在集料中加入一种或几种树脂(或单体)作为粘合剂，在固化剂的作 用下经聚合反应即为聚合物混凝土。I. 聚合
2、物混凝土原材料：包括粘合剂、集料、填料和其他材料等。A. 粘合剂 聚合物混凝土制造中采用的粘合剂种类很多，参见表1。粘合剂中以不饱和聚酯 树脂的价格较低，对聚合物混凝土的固化控制较容易；采用曲入时，由于粘度低，聚合物混 凝土的工作度好，施工方便，其低温(-22C )固化性能较优。B. 集料 聚合物混凝土中采用的集料有河砂、碎石、河砾石和人造轻骨料等。日本通常要求 集料的含水率V 0.5%，美国的一些规范要求V1%，否则应进行电热强制干燥。C. 填料 用以改善聚合物混凝土的流动性，防止离析，并可提高其表面硬度。填料一般粒径 为130微米。常用填料有:重质碳酸钙(日本多采用，但耐酸工程中不能用、硅
3、灰、粉煤 灰和矿渣粉等。使用的填料要求干燥。D. 其他材料 聚合物混凝土中要掺入相应的固化剂或固化促进剂，以控制混凝土的固化时间 和施工时间。掺入偶联剂以提高粘合剂和集料界面间的粘结力，改善聚合物混凝土的耐久性 并提高强度；掺入某种颜料以获得特殊的色彩效果。为了提高聚合物混凝土的性能，也可在 聚合物混凝土中配备或掺入补强材料，如圆钢、预应力钢筋、玻璃纤维强化塑料棒材、钢纤 维、聚酰胺纤维等。收缩型 怜5苯_甲酸酯类-不饱和聚酯(UP)寸平一叶目气非收缩型异苯二甲酸酯类 哪性树脂4手树脂e糠醇乙烯基树脂(VE)聚氨酯(UPR)聚合物粘合剂苯酚(苯酚_甲醛树脂PF)焦油一改性树脂-焦油一环氧树脂一
4、 焦油一聚氨酯1.日本聚合物混凝申、砂浆用聚合物粘II聚合物混凝土性能： 聚合物混凝土的强度和其粘合剂、 聚合物混凝土强度的增长与龄期、 聚合物混凝土采用低含水率的集料合剂或液体树脂的分类1)理),凝土的强度显著下降(见图3)项目各混龊土神聚酣树脂 混凝土聚 含环氧树脂 混凝土物 混聚弑房混噤上喋 土沥青混椎土普通硅酸盐水泥混土酚醛树昵 混凝七丙烯酸混藤土单位体积重最（kg/渺）2200240022042400210023002000*2100220024。220。240021。240023002400抗压强度（MPa）70 8。8。6。80 12065 725060时1502151060抗拉
5、强度（*1魅）58914101189357100.21.016抗尊强度（MPa）20251435173120 23162015 222W2T弹性模H（GPa）20 3015 35】535102。10 2015 35162040吸水率（W；例）0.05S30.050.2打50.2031020.10.31.03.04工6.0热膨胀系数10】2（约10）（胶结料掺套特别多的除外）表1.聚合物混，凝土的般性能（大滨）5U抗压一于我养生t50%R.lL）-水申养生UK）关护lih图3.聚酯混凝土的强度与集料率的关系（大滨）此外聚合物混抗冻性能也彳丽；高56倍；但由于三气和其他气体的渗透性能优异， 角缘性
6、能很好，可达陶瓷的两倍；耐能良好，减震性能优异比铸铁 聚合物组分，耐火性较差；化学耐久性较优良但氧化剂作用下性能较O.I LO 2.( 3 0差；耐候性因成分不同会有差异，一般认为可保证使用20年。2)聚合物浸渍混凝土 (PIC)聚合物浸渍混凝土是一种有机材料和无机材料相结合的复合材料。液态有机单体或聚合 物渗入已硬化混凝土的空隙或裂缝中，并在其中聚合成坚硬的聚合物使混凝土和聚合物形成 一个统一的整体。由于混凝土的孔隙和裂缝被有机物填充和加固，提高了水泥石结构的致密 度，因而不但大幅度提高了混凝土的抗压、抗拉和抗弯强度，而且显著改善了混凝土的抗渗、 抗冻和耐腐蚀性能，其他性能也有很大改善。从而
7、扩大了混凝土的使用范围。I. 聚合物浸渍混凝土原材料：主要是基材和浸渍液两大部分。A. 基材一般采用水泥混凝土及其制品B. 浸渍液 要求有较好的耐腐蚀性能外，还要有适当的粘度和较小的挥发性；聚合后与基材 有较好的粘结力；毒性小；成本低，来源广。可采用S-P、S-E、MMA、S-P-MA等。II. 浸渍工艺：图4.浸渍工艺流程A. 干燥除去水泥混凝土中的游离水分，使浸渍液较易渗入。B. 真空抽气 将混凝土空隙中的空气抽出，以便提高单体的浸渍率。C. 浸渍为提高混凝土的耐腐蚀性、抗冻性和抗渗性采用表面浸渍；为提高混凝土的强度或 改善全面性能采用完全浸渍。D. 聚合将渗入到混凝土中的浸渍液由低分子单
8、体变成高分聚合物，方法有：采用高能辐射 聚合；掺加引发剂的加热聚合；掺加引发剂和促进剂的化学聚合。III. 聚合物浸渍混凝土性能：经过浸渍的混凝土在力学性能方面有很大提升，抗冲刷性能、耐冻融性、抗渗性和耐盐卤腐 蚀性都有增强，数据见表2表7序号集科种类试件尺寸(cm)单体种类聚填率),抗压强度(kg/cw2)抗拉强度 (kg/cm2抗折强度 (kg/cm2)1右灰%石4 x 4x 160500 t39912MMA5.G31350992583S-以4.S5,瑚6992514S-MMA4-37 :13801042795s3.861108601916花.,岗，岩,4 x 4 x lij0 50;，3
9、5787MMA, 5.38Lj . r s 16401232938S-MA4.72U301222559S-MMA5.38几F157012526510一绿者4其仆1605164410311S-MA4,82145813027512S-MMA5.611460135282表2.聚合物浸渍混凝土二的强度试件类型强kR-cin/cni2度试件种类 对比 %-重最损失(E)普通砂浆6.0100浸渍混凝土92浸渍砂浆13.5225普通混凝土226试件种类重量损失浸澳液种类聚填率(%)水压力(kg/cm2备注100次150次250次30。次700次试件种类1100 次虾普通混盛土29.60 普通混土012严重渗
10、漏MMA浸渍 混凝土0.050300.320.380.380.3浸渍混凝土MMA7.0050不渗S-P6-6750不膝S-MA浸渍混摄土1,071.302.603*033.204.4(浸溃混疑一浸渍抿凝土JS-P5.6750不渗表5.浸渍混凝土耐冻融性能浸溃混凝土 -表6吊渍混百凝土勺抗渗性任不卷试件种类浸波液原始强度 (kg/cm2)300次后500次后强度(kg/cm8)变化率%)强度(kg/cm2)变化率(%)普通水泥混凝土 174573-90浸溃普通水泥混觊土S-MA11121067-4828一 26矿渣水泥混凝土57573-85浸溃矿渣水泥混凝土MMA1570960-39869-44
11、矶土水泥混凝土469134-71浸渣矶士水泥混掇土MMA:表 7.1560浸渍混凝土1125炳寸盐卤腐蚀快,、劄 工速实验结果1244-20表3.聚合物浸渍砂浆的抗冲击强度表4.浸渍混凝土的抗冲刷性能(3)聚合物改性水泥混凝土 (PMC)普通水泥混凝土加入聚合物材料后，水泥基材料的诸多性能如强度、变形能力、粘结性 能、防水性能以及耐久性等都会有所改善。目前,聚合物水泥混凝土在国内是以聚合物改性 水泥砂浆的形式用于结构修补、粘合剂、防水材料、耐蚀防护材料为主，同时在钢结构保护、 水工建筑耐水层、高速公路路面等工程也得到了成功的应用。但很少用聚合物改性水泥混凝 土作为建筑材料,因为与PC和PIC材
12、料相比，聚合物改性水泥砂浆或聚合物改性水泥混凝土 的强度提高不明显,而与普通混凝土相比,PMC材料的成本较高,因此，除了某些特殊使用场 合,如隔振、抗冲击结构以外，还没有采用PMC材料作大体积的结构材料。聚灰比抗压强度 抗折强度 压折比/%7d 2 90d 7d 28d 90d 7d 28d 90 d00.43 65.69 73.39 87.38 4.92 4.85 5.04 1335 15.13 173415 。卫6表&羧基丁苯乳液改性水泥混凝土的强度2. 简述碳/碳复合材料。由碳纤维为增强体，以碳为基体的复合材料。碳/碳复合材料具有低密度、高强度、 高比模、低烧蚀率、高抗热震性、低热膨胀系
13、数、零湿膨胀、不放气、在2000r以内强度 和模量随温度升高二而增加、良好的抗疲劳性能、优异的摩擦磨损性能和生物相容性(组织 成分及力学性能上均相容)、对宇宙辐射不敏感及在核辐射下强度增加等性能，尤其是碳/碳复合材料强度随温度的升高不降反升的独特性能使其作为高性能发动机热端部件和使用 于高超声飞行器热防护系统具有其它材料难以比拟的优势。碳/碳复合材料的碳基体可以从很多碳源采用不同的方法获得，典型的基体有树脂碳和 热解碳，前者是合成树脂或沥青经碳化和石墨化而得，后者由烃类气体的气相沉积而成。碳 /碳复合材料胚体所用碳纤维、碳纤维织物或碳毡等的选择是根据复合材料所制成构件的使 用要求来确定，同时要考虑到胚体与基体碳的界面配合。碳/碳复合材料的胚体可分为单向、 二向和三向，甚至可以是多向方式，大多采用编织方法制备。在制备圆桶、圆锥或圆柱等胚 体时需要采用计算机控制来进行编织。碳/碳复合材料制备方法有气相氧化法；化学气相反应法；表面涂层法。I. 气相氧化法 空气中加入一定量的氧或臭氧进行氧化，一般在管式炉中进行，温度控制 在350600C之间，时间根据碳纤维种类和所需氧化程度而定。此法设备简单，反应时间 短
