聚合物砂浆性能研究综述

赵宇轩 刘海宏 蔚旭

摘 要：聚合物砂浆是一种在建筑行业中应用越来越广泛的砂浆。聚合物砂浆是在制作普通砂浆的水泥、砂、水等组成材料中又加入有机物聚合物搅拌而成。聚合物为一种聚合物形成的均聚物，或两种及以上聚合物形成的共聚物。目前国内有较多关于聚合物掺量及不同聚合物对聚合物砂浆物理及力学性能的影响的研究，本文根据国内现状对不同聚合物及其掺量对砂浆的力学性能、耐久性、施工性能的影响等方面进行综述。

关键词：聚合物砂浆；力学性能；耐久性；施工性能

1 引言

随着建筑行业的发展，大量建筑物的建造，对砂浆的性能有着越来越高的要求，因此聚合物砂浆应运而生。一方面是用于已有建筑的修补加固，因为已有建筑拆除费时费力且造成的经济损失较大，所以修补加固不失为一种更好的方式，如用于桥面、路面、涵洞、隧道混凝土修补的聚合物修补砂浆和用于混凝土建筑结构加固的聚合物加固砂浆等。另一方面用于一些有特殊要求的环境，如用于港口、水库大坝钢结构和钢筋混凝土结构防水及工业民用建筑卫生间、地下室、屋面防渗漏处理的聚合物防水砂浆，用于化工厂、化工槽、热水池、垃圾填埋场等防化学品腐蚀建筑的聚合物抗腐蚀砂浆。

2 力学性能

相关研究表明，不同聚合物对聚合物砂浆的影响不同，有些聚合物可以提高砂浆强度，有些则对强度有不利影响。吴燕华[1]等人掺入聚氨酯材料，发现水泥砂浆抗折强度和抗压强度均有所下降，粘结强度有所提高，压折比有所降低，即改善了砂浆的韧性。张磊[2]等人的研究中当聚丙烯纤维的掺量为9%时，粘结强度约是普通砂浆的1.4倍。除掺加单一聚合物外，还有人研究了多种聚合物对砂浆力学性能的影响。谢新颖等人在环氧树脂砂浆中加入PP纤维，试验表明，砂浆抗折抗压强度最高时的PP纤维掺量为0. 8%，抗折强度提高约24%，抗压强度提高约4%。史邓明等人分别研究了聚丙烯纤维、苯丙乳液和二者共同掺加时砂浆力学性能的变化规律。发现只掺聚丙烯纤维可提高砂浆的抗折强度，抗折强度随着纤维掺量的增大而增大，当纤维掺量为0.6kg/m3～和0.8kg/m3时，其28d抗折强度分别增大了15.44%和18.65%。同时掺加适量的聚丙烯纤维和10%苯丙乳液对提高抗折强度更有帮助。同时掺加聚丙烯纤维和苯丙乳液使抗压强度稍有降低。只掺加聚丙烯纤维可略微增加抗压强度。可见不同聚合物对砂浆强度起着不同的作用，有同时降低抗折抗压强度的，有提高抗折强度降低抗压强度的，也有同时提高抗折抗压强度的。但总体来说，可以提高强度的聚合物掺量处在一定范围且存在最佳掺量。所加入的聚合物都可以使折压比有所降低，提高砂浆的韧性，且可以提高砂浆的粘接强度（见表1）。

3 耐久性

很多人的研究结果表明掺加聚合物可以提高砂浆的耐久性。其中，史邓明[4]等人的研究表明苯丙乳液可以提高水泥砂浆的抗渗性能，同时掺加10%苯丙乳液和适量聚丙烯纤维更有利于提高砂浆的抗渗性能，纤维最佳掺量是0.6kg/m3，抗渗压力可提高为原来的五倍。聚合物种类及其掺量都对砂浆的收缩率有影响，例如丙乳砂浆的收缩率大于丁苯砂浆。何波玲[5]发现掺加聚合物胶粉可以减小砂浆试样的干缩率，且随胶粉掺量增加干缩率降低。一起掺加适量的聚丙烯睛纤维和聚合物胶粉，更能减小砂浆试样的干缩率。聚合物砂浆和纤维聚合物砂浆的干缩率分别降低了16.7%和 25.1%与普通砂浆相比。掺加聚合物可以提高砂浆抗冻性，研究结果显示聚合物胶粉和聚丙烯睛纤维可以提高砂浆的抗冻性能，普通砂浆、单掺聚合物胶粉的砂浆和双掺聚合物胶粉和聚丙烯腈纤维的砂漿在经过30次冻融循环后，抗折强度分别损失了28.9%、12.8%和7.8%～10.1%。除此之外，聚合物还可以改善砂浆的抗腐蚀性能，且聚合物掺量越多的砂浆强度下降越慢，在耐酸性试验中，强度虽然都呈下降的趋势，但聚合物砂浆强度下降更小。丁苯砂浆受硫酸腐蚀影响比普通砂浆小很多。

4 施工性能

何波玲、史邓明等人的研究中都发现所掺加的聚合物能够明显改善新拌砂浆施工性能，离析，泌水等情况得到改善，保水能力大大提高，且保水性与聚合物掺量成正比。当聚合物掺入到水泥中表面活性剂改善了砂浆的和易性，流动度和坍落度相同条件下，显著降低了水灰比，且聚合物掺量越多，所达到的减水率就越大。聚合物还能减缓水泥水化的速度，且凝结时间与聚合物掺量正相关。除此之外加了聚合物的砂浆在稠度上比普通砂浆有很大程度的提高，粘聚性更好。

5 结论

（1）不同聚合物对砂浆强度起着不同的作用，有同时降低抗折抗压强度的，有提高抗折强度降低抗压强度的，也有同时提高抗折抗压强度的但总体来说，可以提高强度的聚合物掺量处在一定范围且存在最佳掺量。所加入的聚合物都可以使折压比有所降低，提高砂浆的韧性，且可以提高砂浆的粘接强度。（2）多数聚合物可以提高砂浆的抗渗性能、抗冻性、耐腐蚀性。（3）多数掺加的聚合物可以改善砂浆的和易性，提高保水性，降低水灰比。

参考文献：

[1] 吴燕华. 聚氨酯水泥砂浆性能研究[D].河海大学，2006.

[2] 张磊，张小冬，黄莹，赵东林.高性能聚合物修补砂浆的研究[J].硅酸盐通报，2010（4）：988～991.

作者简介：

赵宇轩（1997—）女，山西大同，汉，湖南科技大学土木工程学院，学历湖南科技大学本科在读。