淺談聚合物砂漿的優勢與發展

李林

【摘要】我國在聚合物水泥砂漿研究中較西方國家晚，但其優越性能得到越來越多研究者的共識，下面就聚合物砂漿的發展歷史、改性機理、優越性能、應用與分類、前景展望進行探討和介紹。

【關鍵詞】性能;分類;應用;前景

【DOI】10.12334/j.issn.1002-8536.2021.

18.

1、什么是聚合物水泥砂漿

聚合物水泥砂漿是由水泥、骨料和可以分散在 水中的有機聚合物攪拌而成的。聚合物可以是由一種單體聚合而成的均聚物，也可以由兩種或更多的單聚體聚合而成的共聚物。

2、聚合物水泥砂漿的發展歷史

1824年波特蘭發現了水泥，1830年前后出現了混凝土。在1900年的萬國博覽會上展示了鋼筋混凝土在許多方面的應用。但混凝土也有其自身難于克服的缺陷，如抗拉、抗折強度交底、脆性大、柔性低，凝結硬化較緩慢，干縮量大，抗化學腐蝕能力不高等。人們長期采用各種措施來改良混凝土的性能。當然摻加聚合物就是其中一種措施。

早在1923年英國人就使用天然膠乳改性道路材料獲得了第一個專利，美國在20世紀50年代開始了聚合物混凝土的商業應用。1990年在我國同濟大學舉行了第六屆國際聚合物混凝土會議，至此我國才逐漸大規模的在這方面有所研究和應用。

3、聚合物水泥砂漿的改性機理

水泥砂漿作為一種復合材料，骨料和水泥基之間的界面過渡區是材料的薄弱環節。在界面過渡區，水灰比高、孔隙率大、氫氧化鈣和鈣礬石多，晶體粗大、氫氧化鈣晶體取向生長。要改善水泥基材料的性能，就必須改善界面過渡區的結構和性質。聚合物對水泥砂漿的改性作用，其實質也是改善材料的界面過渡區，從而使材料獲得別的材料所不具有的性能。

4、聚合物水泥砂漿的優越性能

（1）具有優越耐候性、耐磨性及耐水性，無毒無害，可用于飲用水工程;

（2）對混凝土、砂漿、石材、木板、聚苯板、玻璃、金屬等基面粘結力強，且具有一定的柔性。可用于建筑的外墻以及室內外各種裝飾材料的粘貼。

（3）它可在混凝土表面上形成堅固的涂層，對混凝土表面起到加固保護和防水的作用。可用于廚房、衛生間、陽臺、庭院或溝槽等的防水、泳池或水庫的防水等。

（4）它能在潮濕基層和潮濕環境下施工，操作方便省時省工，在中強度氣體腐蝕環境下，可替代有機涂料，并較樹脂材料施工簡單、價格低廉。可用于有耐酸、耐堿、耐鹽腐蝕或有柔性要求的場合使用，且可作為混凝土面的防腐蝕、防鹽液的保護層。

（5）抗裂、抗變形能力強。經試驗丙乳砂漿抗裂性較普通砂漿提高10倍以上。20世紀80年代初不安全統計，美國就有184個橋面使用聚合物砂漿防護，同時使用聚合物水泥砂漿修補的船閘墻面，不但工期大大縮減，還經久耐用。

5、聚合物水泥砂漿的分類與應用

聚合物水泥砂漿根據分類方法不同，有不同種的分類。根據聚合物組成可分為聚乙烯醇、丙烯酸酯、苯乙烯-丙烯酸酯等。根據外加劑可分為憎水、保水、增稠、引氣、消泡、早凝、觸變、緩凝等。在這里，詳細介紹下根據使用功能進行分類。

（1）聚合物防水砂漿是一種專門調高防水性的材料。按聚合物改性材料的狀態可分為干粉類和乳液類。通常用在屋面、衛生間、廚房等需要做好防水補漏的場所。以聚合物膠乳防水砂漿為例，他有較高抗壓強度（40MPa）、較高抗折強度（8MPa）、較好抗裂性、較高抗滲性（S20）、較高粘結強度（4MPa）、較強耐腐蝕性、可在潮濕基面施工等諸多優點。

（2）聚合物保溫砂漿通常是使用在基層表面，能增強保溫抗凍性。分為抹面抗裂砂漿、粘結砂漿、聚苯顆粒膠漿，玻化微珠無機保溫砂漿等。有數據顯示，每年新增空調耗電量相當于三峽大壩一年發電總量。建筑節能已經迫在眉睫，他打破了一般保溫材料因其強度較差而限制使用范圍、或者為保證其安全，施工工藝復雜不利于推廣的傳統。

（3）聚合物地坪砂漿是用來地坪施工中的聚合物砂漿，特別是做自平流地坪時，必須使用它才能做好自流平的表層和基層。優異的粘結性能讓他不僅和老砂漿或混凝土有很高的粘結強度，而且它的彈性模量、熱膨脹系數與基底更接近，更是一種非常優異的新老混凝土粘結和修補材料。

（4）聚合物飾面砂漿比其他砂漿更加細膩，用他做飾面經久耐用，比普通水泥產品更優。目前有大量的學術課題在研究裝飾砂漿的彩色成膜以及泛堿處理問題。

（5）聚合物抗腐蝕砂漿具有抗堿、抗酸、抗鹽、抗高溫、抗紫外線燈優性能，所以它不宜老化，使用壽命很長，適合用在惡劣環境中。其在化工行業應用很多，越來越廣泛。以TK聚合物砂漿為例，它是一種新型的混凝土表面修補材料，是以少量水溶性聚合物改性劑，再摻入一定量的活性成分、膨脹成分而配制成的TK聚合物防滲、防碳化、防腐砂漿。其活性作用、橋鍵作用、充填作用改善了硬化水泥漿體的物理結構及內應力，降低了整體的彈性模量、減少用水量、改善了硬化水泥漿體內部毛細孔等有害孔，從而大大提高了砂漿的抗滲、防腐性能。

（6）聚合物加固砂漿（抗壓強度≥55MPa，劈裂抗拉強度≥12MPa）的抗壓強度和抗拉強度比普通水泥材料優很多，它的抗壓強度通常大于55MPa，而劈裂抗拉強度也超過12MPa。對于需要極強堅固度的場所非常適用。例如對廈門市風貌建筑-鄭成功紀念館承重磚墻和鋼筋混凝土梁板就采用了高強鋼絞線網聚合物砂漿進行了加固。

綜上所述，聚合物砂漿在防水、防腐、保溫、抗凍、加固、裝飾方面等都有較廣泛的應用，越來越多的科學家加入到了研究當中。

6、聚合物砂漿的前景和展望

隨著科學技術的發展，人們對水泥聚合物復合材料的要求越來越高。工業發達國家對水泥聚合物復合材料做了大量的研究工作，在新材料、新工藝中都確定了自己的研究方向，使其具有更優良的動力學性能、良好的阻尼性能等。目前研究主要體現在以下幾個方面。

（1）廢物的利用

把聚合物固體廢料用于砂漿的改性;廢橡膠粉末用作聚合物砂漿和混凝土的填充材料;將回收的聚酯瓶子裂解后重新制成不飽和聚酯，用于水泥砂漿和混凝土的改性等。

（2）多種方式復合改性

以多種聚合物復合，包括乳液共混、水溶性聚合物共混、乳液與水溶液聚合物復合改性、乳液與超細礦物粉末摻和料、水玻璃復合材料、聚合物纖維等各種復合材料共同改性等。

（3）節能和環境友好聚合物改性復合材料

如冷混合瀝青混凝土用于道路工程;聚合物改性砂漿用做鋼筋混凝土結構的永久模板，則可以更好的防止氯離子滲透和更好的抗碳化作用，從而提高鋼筋混凝土結構的耐久性。

（4）功能性聚合物改性復合材料

如具有自修復功能的環氧樹脂改性砂漿，產生裂縫的環氧樹脂改性砂漿經過一段時間后強度重新恢復;智能混凝土結構材料，利用碳纖維和聚合物改性混凝土，使其具備感應多鐘信號的能力，可以在智能建筑的多項目自動控制和監視方面獲得應用。

參考文獻：

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