聚合物砂漿性能研究綜述

趙宇軒 劉海宏 蔚旭

摘 要：聚合物砂漿是一種在建筑行業(yè)中應用越來越廣泛的砂漿。聚合物砂漿是在制作普通砂漿的水泥、砂、水等組成材料中又加入有機物聚合物攪拌而成。聚合物為一種聚合物形成的均聚物，或兩種及以上聚合物形成的共聚物。目前國內(nèi)有較多關(guān)于聚合物摻量及不同聚合物對聚合物砂漿物理及力學性能的影響的研究，本文根據(jù)國內(nèi)現(xiàn)狀對不同聚合物及其摻量對砂漿的力學性能、耐久性、施工性能的影響等方面進行綜述。

關(guān)鍵詞：聚合物砂漿；力學性能；耐久性；施工性能

1 引言

隨著建筑行業(yè)的發(fā)展，大量建筑物的建造，對砂漿的性能有著越來越高的要求，因此聚合物砂漿應運而生。一方面是用于已有建筑的修補加固，因為已有建筑拆除費時費力且造成的經(jīng)濟損失較大，所以修補加固不失為一種更好的方式，如用于橋面、路面、涵洞、隧道混凝土修補的聚合物修補砂漿和用于混凝土建筑結(jié)構(gòu)加固的聚合物加固砂漿等。另一方面用于一些有特殊要求的環(huán)境，如用于港口、水庫大壩鋼結(jié)構(gòu)和鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)防水及工業(yè)民用建筑衛(wèi)生間、地下室、屋面防滲漏處理的聚合物防水砂漿，用于化工廠、化工槽、熱水池、垃圾填埋場等防化學品腐蝕建筑的聚合物抗腐蝕砂漿。

2 力學性能

相關(guān)研究表明，不同聚合物對聚合物砂漿的影響不同，有些聚合物可以提高砂漿強度，有些則對強度有不利影響。吳燕華[1]等人摻入聚氨酯材料，發(fā)現(xiàn)水泥砂漿抗折強度和抗壓強度均有所下降，粘結(jié)強度有所提高，壓折比有所降低，即改善了砂漿的韌性。張磊[2]等人的研究中當聚丙烯纖維的摻量為9%時，粘結(jié)強度約是普通砂漿的1.4倍。除摻加單一聚合物外，還有人研究了多種聚合物對砂漿力學性能的影響。謝新穎等人在環(huán)氧樹脂砂漿中加入PP纖維，試驗表明，砂漿抗折抗壓強度最高時的PP纖維摻量為0. 8%，抗折強度提高約24%，抗壓強度提高約4%。史鄧明等人分別研究了聚丙烯纖維、苯丙乳液和二者共同摻加時砂漿力學性能的變化規(guī)律。發(fā)現(xiàn)只摻聚丙烯纖維可提高砂漿的抗折強度，抗折強度隨著纖維摻量的增大而增大，當纖維摻量為0.6kg/m3～和0.8kg/m3時，其28d抗折強度分別增大了15.44%和18.65%。同時摻加適量的聚丙烯纖維和10%苯丙乳液對提高抗折強度更有幫助。同時摻加聚丙烯纖維和苯丙乳液使抗壓強度稍有降低。只摻加聚丙烯纖維可略微增加抗壓強度。可見不同聚合物對砂漿強度起著不同的作用，有同時降低抗折抗壓強度的，有提高抗折強度降低抗壓強度的，也有同時提高抗折抗壓強度的。但總體來說，可以提高強度的聚合物摻量處在一定范圍且存在最佳摻量。所加入的聚合物都可以使折壓比有所降低，提高砂漿的韌性，且可以提高砂漿的粘接強度（見表1）。

3 耐久性

很多人的研究結(jié)果表明摻加聚合物可以提高砂漿的耐久性。其中，史鄧明[4]等人的研究表明苯丙乳液可以提高水泥砂漿的抗?jié)B性能，同時摻加10%苯丙乳液和適量聚丙烯纖維更有利于提高砂漿的抗?jié)B性能，纖維最佳摻量是0.6kg/m3，抗?jié)B壓力可提高為原來的五倍。聚合物種類及其摻量都對砂漿的收縮率有影響，例如丙乳砂漿的收縮率大于丁苯砂漿。何波玲[5]發(fā)現(xiàn)摻加聚合物膠粉可以減小砂漿試樣的干縮率，且隨膠粉摻量增加干縮率降低。一起摻加適量的聚丙烯睛纖維和聚合物膠粉，更能減小砂漿試樣的干縮率。聚合物砂漿和纖維聚合物砂漿的干縮率分別降低了16.7%和 25.1%與普通砂漿相比。摻加聚合物可以提高砂漿抗凍性，研究結(jié)果顯示聚合物膠粉和聚丙烯睛纖維可以提高砂漿的抗凍性能，普通砂漿、單摻聚合物膠粉的砂漿和雙摻聚合物膠粉和聚丙烯腈纖維的砂漿在經(jīng)過30次凍融循環(huán)后，抗折強度分別損失了28.9%、12.8%和7.8%～10.1%。除此之外，聚合物還可以改善砂漿的抗腐蝕性能，且聚合物摻量越多的砂漿強度下降越慢，在耐酸性試驗中，強度雖然都呈下降的趨勢，但聚合物砂漿強度下降更小。丁苯砂漿受硫酸腐蝕影響比普通砂漿小很多。

4 施工性能

何波玲、史鄧明等人的研究中都發(fā)現(xiàn)所摻加的聚合物能夠明顯改善新拌砂漿施工性能，離析，泌水等情況得到改善，保水能力大大提高，且保水性與聚合物摻量成正比。當聚合物摻入到水泥中表面活性劑改善了砂漿的和易性，流動度和坍落度相同條件下，顯著降低了水灰比，且聚合物摻量越多，所達到的減水率就越大。聚合物還能減緩水泥水化的速度，且凝結(jié)時間與聚合物摻量正相關(guān)。除此之外加了聚合物的砂漿在稠度上比普通砂漿有很大程度的提高，粘聚性更好。

5 結(jié)論

（1）不同聚合物對砂漿強度起著不同的作用，有同時降低抗折抗壓強度的，有提高抗折強度降低抗壓強度的，也有同時提高抗折抗壓強度的但總體來說，可以提高強度的聚合物摻量處在一定范圍且存在最佳摻量。所加入的聚合物都可以使折壓比有所降低，提高砂漿的韌性，且可以提高砂漿的粘接強度。（2）多數(shù)聚合物可以提高砂漿的抗?jié)B性能、抗凍性、耐腐蝕性。（3）多數(shù)摻加的聚合物可以改善砂漿的和易性，提高保水性，降低水灰比。

參考文獻：

[1] 吳燕華. 聚氨酯水泥砂漿性能研究[D].河海大學，2006.

[2] 張磊，張小冬，黃瑩，趙東林.高性能聚合物修補砂漿的研究[J].硅酸鹽通報，2010（4）：988～991.

作者簡介：

趙宇軒（1997—）女，山西大同，漢，湖南科技大學土木工程學院，學歷湖南科技大學本科在讀。