早在1923年，英國人Gresson就把聚合物應(yīng)用于路面材料而獲得專利。到1924出版了關(guān)于現(xiàn)代聚合物改性材料的正式的文獻(xiàn)。從那時起，近70年來世界各國出現(xiàn)了大量的關(guān)于聚合物用于改性水泥砂漿和混凝土的研究，而且對聚合物用于水泥基材料的興趣也越來越來大。在這一領(lǐng)域里研究開發(fā)走在世界前列的國家有日本、美國、前蘇聯(lián)、德國等。如日本對新型高性能聚合物混凝土復(fù)合材料的研究開發(fā)應(yīng)用已有40年的歷史，并已為此制定了部分標(biāo)準(zhǔn)(JlS6203)；德國交通部筑路局對用于橋面的混凝土修補而附加的技術(shù)協(xié)議和規(guī)范(zTVSIB90)特別制定了聚合物改性砂漿(混凝土)供貨的技術(shù)條件和檢驗規(guī)范(TLBEPCC，TPCC)，我國在這一方面的研究起步較晚，還是近十幾年發(fā)展起來的。1990年在上海舉行了第6屆國際聚合物混凝土?xí)h，大大地加速了我國在這一方面研究與應(yīng)用的進(jìn)步。 
　　 
　　2 聚合物水泥砂漿的改性機理 
　　 
　　聚合物改性砂漿的研究之所以如此大的進(jìn)展，就是因為這種材料通過改性具有許多優(yōu)異的性能。了解其改性機理對研究和開發(fā)這類材料尤其重要。 
　　眾所周知·水泥砂漿作為一種復(fù)合材料，骨料和水泥基之間的界面過渡區(qū)是材料的薄弱環(huán)節(jié)。在界面過渡區(qū)，水灰比高、孔隙率大、氫氧化鈣和鈣礬石多，晶粒粗大、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(qū)的結(jié)構(gòu)和性質(zhì)。聚合物對水泥砂漿的改性作用，其實質(zhì)也是改善材料的界面過渡區(qū)，從而使材料獲得別的材料所不具有的性能。 
　　(1)聚合物具有減水的效果。其表現(xiàn)在配制具有相同流動度的砂漿時，摻有聚合物的砂漿的水灰比要低于普通砂漿的水灰比。這是因為聚合物和礦物摻合料粉煤灰一樣的形態(tài)效應(yīng)，因為聚合物的固體粒徑很小，其直徑一般在0.05～5um之間。這樣的顆粒也可像粉煤灰的顆粒一樣，既可起到滾珠的作用，又具有較高的表面活性，從而能起到減水效應(yīng)。 
　　(2)在砂漿中摻加聚合物后，氫氧化鈣也會沿著聚合物固體顆粒生長，有利于打亂氫氧化鈣的取向生長。另外，由于聚合物的特殊性，它會在高于其最低成膜溫度下凝聚成膜，形成的膜能將水泥水化生成的氫氧化鈣包圍起來，連成一個整體，可以有效的降低氫氧化鈣對材料耐久性的不良影響。另一方面聚合物沙漿中的鈣礬石比普通砂漿中的鈣礬石要短和粗。進(jìn)一步觀察可發(fā)現(xiàn)聚合物的加入有效的改善了砂漿的孔結(jié)構(gòu)，由于聚合物的形態(tài)效應(yīng)及其自身的特殊性，起到了膠結(jié)、填充等作用，使砂漿的平均孔徑變小，大孔變成小孔隙，孔隙分布的均勻性下降了，微孔隙率提高了。 
　　(3)由于聚合物成膜的過程發(fā)生在水泥水化的過程中，水分用于水化以及被蒸發(fā)，聚合物就在整個基體中形成一個堅韌、致密的網(wǎng)絡(luò)薄膜狀網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，分布在水泥砂漿骨架之間，填充空隙，切斷了與外界的通道，進(jìn)一步改善了材料的性能。 
　　(4)聚合物還能和水泥水化產(chǎn)物發(fā)生化學(xué)作用。如丙烯酸甲脂能與水泥水化產(chǎn)物中的氫氧化鈣反應(yīng)。其原因是因為丙烯酸中脂基能在堿性的氫氧化鈣溶液中發(fā)生水解生成羧酸根離子能與鈣離子以離子鍵形式結(jié)合，形成以鈣離子橋連的離子鍵大分子體系的交織網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，增強了結(jié)構(gòu)的密實性。在上面的反應(yīng)中可以降低氫氧化鈣的含量，而SBR(聚苯乙烯一丁二烯)乳膠也能減少砂漿中氫氧化鈣的含量，但沒有含有脂基的E－VA(聚乙烯一醋酸乙烯脂)乳液那么明顯因此是不是所有的聚合物都能起化學(xué)改性作用，還有待研究。 
　　通過以上的物理與化學(xué)的作用，聚合物改善了砂漿的界面結(jié)構(gòu)形成了如圖(1)的界面層。 
　　其中的機械粘合層就是聚合物所成的薄膜，這一層不能過厚否則就會降低材料的強度。物理吸引層是聚合物如前面所講的物理改性作用得到的一層，起到了增強材料性能的作用?；瘜W(xué)鍵合層是聚合物與水泥中的物質(zhì)發(fā)生發(fā)應(yīng)的結(jié)果，進(jìn)一步增強了材料的性能。 
　　 
　　3　聚合物水泥砂漿的材料 
　　 
　　3．1　聚合物　對能用于砂漿改性的聚合物，其性能要求十分重要。聚合物在發(fā)揮其優(yōu)點的同時，不能對砂漿帶來負(fù)面的影響，如不能影響水泥的充分水化，對水泥石的基體沒有腐蝕作用，對環(huán)境沒有污染作用等?，F(xiàn)階段用于改性砂漿的聚合物的種類不是很多，主要有以下一些。 
　　其中最常用的就是圖中劃橫線的聚合物。有丁苯乳液(SBR)、聚丙烯酸脂(PAE)、聚乙烯醋酸脂(EVA)，丙苯乳液(SAE)等。但由于單一品種乳液用于改性砂漿時會有一些不足，因此現(xiàn)階段已經(jīng)出現(xiàn)通過聚合物乳液的共混，綜合不同乳液的優(yōu)點，設(shè)計出能實現(xiàn)不同性能要求、適應(yīng)不同用途需要的聚合物共混物用于改性砂漿。