顆粒型有機-無機複合材料的統稱。這類材料在近30年來有顯著的發展。按其組成和製作工藝,可分為:聚合物浸漬混凝土(polymer impregnated concrete,PIC);聚合物水泥混凝土(polymer cement concrete,PCC),也稱聚合物改性混凝土(polymer modified concrete,PMC);聚合物膠結混凝土(polymer concrete,PC),又稱樹脂混凝土(resin concrete,RC)。以上所所稱混凝土也都包括砂漿在內。聚合物混凝土與普通水泥混凝土相比,具有高強、耐蝕、耐磨、粘結力強等優點。上述三種聚合物混凝土的主要物理力學性能見表。

聚合物混凝土和普通混凝土的物理力學性能比較表

  從經濟效益講,如按每單位體積材料作比較,聚合物混凝土的價格高於普通水泥混凝土,但如按單位強度和使用年限作比較,則前者常比後者的價格為低。

  聚合物浸漬混凝土(PIC) 以已硬化的水泥混凝土為基材,將聚合物填充其孔隙而成的一種混凝土-聚合物復合材料,其中聚合物含量為復合體重量的5~15%。其工藝為先將基材作不同程度的幹燥處理,然後在不同壓力下浸泡在以苯乙烯或甲基丙烯酸甲酯等有機單體為主的浸漬液中,使之滲入基材孔隙,最後用加熱、輻射或化學等方法,使浸漬液在其中聚合固化。在浸漬過程中,浸漬液深入基材內部並遍及全體者,稱完全浸漬工藝。一般應用於工廠預制構件,各道工序在專門設備中進行。浸漬液僅滲入基材表面層者,稱表面浸漬工藝,一般應用於路面、橋面等現場施工。

  由於聚合物填充瞭水泥混凝土中的孔隙和微裂縫,可提高它的密實度,增強水泥石與集料間的粘結力,並緩和裂縫尖端的應力集中,改變普通水泥混凝土的原有性能,使之具有高強度、抗滲、抗凍、抗沖、耐磨、耐化學腐蝕、抗 у射線等顯著優點。可作為高效能結構材料應用於特種工程,例如腐蝕介質中的管、樁、柱、地面磚、海洋構築物和路面、橋面板,以及水利工程中對抗沖、耐磨、抗凍要求高的部位。也可應用於現場修補構築物的表面和缺陷,以提高其使用性能。

  聚合物浸漬混凝土的制備技術,還可推廣到不以水泥混凝土為基材和不以有機單體為浸漬液的材料,例如聚合物浸漬石膏和硫磺浸漬混凝土。

  聚合物水泥混凝土(PCC) 以聚合物(或單體)和水泥共同作為膠凝材料的聚合物混凝土。其制作工藝與普通混凝土相似,在加水攪拌時摻入一定量的有機物及其輔助劑,經成型、養護後,其中的水泥與聚合物同時固化而成。

  聚合物摻加量一般為水泥重量的5~20%。使用的聚合物一般為合成橡膠乳液,如氯丁膠乳(CR)、丁苯膠乳(SBR)、丁腈膠乳(NBR);或熱塑性樹脂乳液,如聚丙烯酸酯類乳液(PAE)、聚乙酸乙烯乳液(PVAC)等。此外環氧樹脂及不飽和聚酯一類樹脂也可應用。

  由於聚合物的引入,聚合物水泥混凝土改進瞭普通混凝土的抗拉強度、耐磨、耐蝕、抗滲、抗沖擊等性能,並改善混凝土的和易性,可應用於現場灌築構築物、路面及橋面修補,混凝土儲罐的耐蝕面層,新老混凝土的粘結以及其他特殊用途的預制品。

  聚合物膠結混凝土(PC) 以聚合物(或單體)全部代替水泥,作為膠結材料的聚合物混凝土。常用一種或幾種有機物及其固化劑、天然或人工集料(石英粉、輝綠巖粉等)混合、成型、固化而成。常用的有機物有不飽和聚酯樹脂、環氧樹脂、呋喃樹脂、酚醛樹脂等,或用甲基丙烯酸甲酯、苯乙烯等單體。聚合物在此種混凝土中的含量為重量的8~25%。與水泥混凝土相比,它具有快硬、高強和顯著改善抗滲、耐蝕、耐磨、抗凍融以及粘結等性能,可現場應用於混凝土工程快速修補、地下管線工程快速修建、隧道襯裡等,也可在工廠預制。