聚合物水泥砂浆的特点与应用

郑端端

摘 要：聚合物水泥砂漿是近30余年来诞生的新型材料，该种材料添加了少量的有机聚合物，有效改善了水泥砂浆的性能，与传统的材料相比，聚合物水泥砂浆耐腐蚀、耐酸碱性能好，抗拉强度高，并且有着优异的抗冻性能，特别适宜应用在由于气蚀、化学侵蚀以及碳化造成的混凝土剥落和开裂中，还可以应用在各类防渗与防腐工程之中。该文主要针对聚合物水泥砂浆的特点与应用进行分析。

关键词：聚合物水泥砂浆 特点 应用

中图分类号：TU57+8.12 文献标识码：A 文章编号：1672-3791（2016）12（c）-0112-02

聚合物水泥砂浆的应用已经有很长的一段历史了。大约为1923年左右，英国人就已经获得了把聚合物应用于路面材料的专利。在最近的几十年，在各国都出现了把聚合物应用于改性水泥砂浆和混凝土的研究，相关人士对该内容研究的兴趣也越来越浓。在聚合物用于改性水泥砂浆的研究中，有很多的国家，例如：日本、美国、德国等，都取得了不错的成就。虽然，我国在近十几年才开始对聚合物用于改性水泥砂浆和混凝土的研究，虽然起步晚，但是非常重视，尤其是一些和此有关的国际会议在我国召开，更是大大推进了我国在该方面研究的进程。

1 聚合物水泥砂浆的改性机理研究

由于聚合物改性砂浆通过改性后有很多的优点，使人们对此内容的研究更为重视，使得聚合物改性水泥砂浆的研究发展迅速。为了做好此方面的工作，了解聚合物水泥砂浆的改性机理显得尤为重要。

水泥砂浆是一种复合型的材料，骨料以及水泥基之间的界面过渡区由于水灰比例较高、孔隙多、晶体粒非常粗大等多方面原因造成的。如果我们要想成功改善水泥基材料的性能，使其更加耐用，就必须从改善骨料和水泥基界面过渡区的结构和性质入手。通过聚合物对水泥砂浆进行改性，有效地改善了该材料界面过渡区的性能。

通过运用聚合物对水泥砂浆进行改性，能够起到有效的减水效果，降低水灰比；能够打乱氢氧化钙的取向生长，缩小孔隙；同时，由于聚合物能够和水泥水化产物发生化学反应，增强机体的密实性，改善材料的性能。

聚合物水泥砂浆在国外有着长达30多年的应用历史，聚合物种类多样，已经实现了商品化生产，常用的聚合物包括3种类型，即水溶性聚合物、液体树脂、胶乳，目前已经在修补材料、抗冲耐磨材料、防水材料中得到了广泛的应用。我国对于聚合物水泥砂浆的应用最早可以追溯到1994年，三峡工程、高坝洲水利枢纽等各类工程中都有聚合物水泥砂浆的身影，有效提升了工程的耐久性，实现了成套应用，取得了理想的经济效益与技术效益。

2 聚合物水泥砂浆材料的组成

在聚合物水泥砂浆的组成材料之中，聚合物是不可或缺的材料，也是其中最为重要的材料之一。在实践中我们可以发现，在砂浆改性中所用到的聚合物，对其性能有较高的要求。在运用聚合物对砂浆进行改性时，发挥其优势作用的同时，防止负面影响对水泥砂浆的改性带来不利的影响。现阶段用于水泥砂浆改性的聚合物种类有限，通常情况下，会综合使用不同的乳液以发挥各自的优点，实现不同的要求，达到不同的用途。

水泥是聚合物水泥砂浆材料中的另一重要原料。用于聚合物改性砂浆的水泥一般为普通的硅酸盐水泥以及高氯酸盐水泥，近年来出现了专门使用聚合物干粉进行改性砂浆的氯酸钙水泥。在聚合物水泥砂浆的材料中，还需要矿物掺合料、消泡剂、稳定剂、砂等，通过这些材料的加入，能够更好地改善砂浆的性能，使材料更加符合需求。

3 聚合物改进水泥砂浆的性能

水泥基材料的一个显著缺点就是具有较大的脆性，因此，水泥基材料的抗拉强度较低，抗裂性也比较差。通过使用聚合物这种有机高分子进行改性，使其具有了更好的弹性和塑性。经过使用聚合物对水泥砂浆进行改进，使其性能有了很大程度的提高，能够适用于各种需求，用途越来越多。

3.1 聚合物水泥砂浆中新拌砂浆的性能

新拌砂浆具有流动性和保水性等特性。此种特点使水泥砂浆中砂浆的流动性有所增强，有利于水泥水化，防止砂浆的离析，防止水分的散失。

3.2 硬化聚合物砂浆的力学性能

硬化聚合物砂浆具有较高的抗压强度，其在抗拉强度以及抗折强度上也比普通的水泥砂浆要高，从而增加了其性能。粘结强度较高是硬化聚合物砂浆所具有的另一重要性能。当使用聚合物改性砂浆作为修补材料时，其粘结强度就得到了很好的表现。此外，弹性模量、耐久性也是聚合物砂浆具有的重要性能。为了进一步改善聚合物水泥砂浆的性能，可以在其中加入苯丙乳液，在水泥遇到水之后，会形成水化产物，强度也逐渐增加，在加入苯丙乳液之后，水泥中的水分量会逐步减少，在水泥—聚合物—水体系之中，聚合物可以凝结在其中，颗粒高分子膜会直接包裹水泥水化产物，增加混合物的强度，继而有效提升水泥砂浆的强度，改善其耐酸碱以及耐腐蚀性能。在酸溶液浓度不高的情况下，聚合物膜对砂浆粘结性与强度的影响更大，可以有效提升材料的综合性能。

4 聚合物水泥砂浆的应用研究

在当前阶段，由于聚合物水泥砂浆具有其优越性，被广泛应用于建设之中，在各种建设中发挥了重要的作用。

4.1 聚合物水泥砂浆被用做混凝土修补材料

聚合物水泥砂浆得到了广泛的应用，尤其是在修补中发挥出了重大的作用，有利于混凝土的加固。聚合物水泥砂浆具有多方面的优越性能，例如：较高的耐磨性、抗冲击能力等，使聚合物水泥砂浆在混凝土修补中发挥出了其优越性。

4.2 聚合物水泥砂浆被用于防水材料

由于聚合物水泥砂浆的特点，使其具有刚性和柔性双重的特征，因此，既可以用于刚性的防水材料，又可以用于柔性的防水材料，在多方面发挥出了其作用。在聚合物水泥砂浆的应用上，其也可以作为胶黏剂材料、防腐蚀材料等；同样可以作为表面装饰、保护的材料用于铺面和路面的铺设材料。

5 结语

在聚合物水泥砂浆的研究中，需要积极研发出新型的材料，使其性能得到更好的改进，从而发挥出其更大的优势作用。

参考文献

[1] Ohama Y，Demura K，Kin W.Properties of polymer modified mortars using redispersible polymer powder[C]// Proceedings of the First East Asia Symposium on Polymer in Concrete.2011.

[2] 蒋隆敏，尚守平，黄政宇.一种适用于钢丝（筋）网水泥加固RC结构的纤维增强复合砂浆和界面剂[J].土木工程学报，2005（5）：41-47.

[3] 谢业明，葛序尧，单远铭.聚合物改性高强修补水泥砂浆的研究[J].工程与建设，2009（2）：222-224.

[4] D.Heinz，U.Ludwing.Mechanism of secondary ettringite formation in mortars and Concretes subjected to heat treatment[J].Aci Special Publication，1987（1）：2059.