美國是世界上聚合物復(fù)合材料開發(fā)應(yīng)用先行國家,聚合物改性水泥砂漿在建筑上應(yīng)用十分廣泛。世紀(jì)年代常采用的聚合物是丁苯和丙烯酸醋膠乳。現(xiàn)在,常用保水劑是纖維素醚,聚合物水泥改性砂漿也被用作新型墻體材料的粘結(jié)材料。粉狀可再分散膠乳和水溶性膠乳,以雙包裝的形式供貨已商品化,而砂漿也早以商品砂漿和干粉砂漿的形式供應(yīng)。
      在日本,聚合物砂漿和混凝土于世紀(jì)年代已成為主要結(jié)構(gòu)材料。原材料主要為環(huán)氧樹脂、不飽和聚酷材料、乙烯聚酷樹脂、丙烯酸樹脂以甲基丙稀酸為基礎(chǔ)的樹脂,聚合物砂漿廣泛作裝飾、修理用。日本聚合物砂漿研究發(fā)展較快,就其粘結(jié)材料而言,應(yīng)用了新的液體樹脂,如高分子量甲基丙烯酸,低聚合度丙烯酸單體和尿醛,甲基丙烯酸等,也有將不飽和樹脂和乙烯單體組成的粘結(jié)料用于復(fù)合材料或復(fù)合液體樹脂。在配料設(shè)計(jì)方面,隨樹脂不同而有不同的設(shè)計(jì)體系,如發(fā)展了不飽和樹脂砂漿的配比設(shè)計(jì)體系聚丙基丙烯酸甲醋砂漿的配合比設(shè)計(jì)體系摻輕集料不飽和樹脂砂漿的配比設(shè)計(jì)體系。為增加砂漿強(qiáng)度采用了鋼纖維、玻璃纖維、碳纖維或玻璃纖維等。
    我國在該領(lǐng)域起步較晚,但也取得了很大進(jìn)步,正向世界先進(jìn)水平邁進(jìn)。起初,人們在聚合物的組成、種類、摻量、共混以及聚合物改性水泥基材料的養(yǎng)護(hù)條件、攪拌方式等方面做過大量的研究,隨著科技進(jìn)步人們開始采用掃描電鏡、射線等方法對聚合物改性水泥基材料的微觀結(jié)構(gòu)進(jìn)行大量的研究,探索聚合物的改性機(jī)理。
      聚合物改性砂漿結(jié)構(gòu)模型的形成分為三個(gè)階段：
      第一階段當(dāng)聚合物在水泥混凝土攪拌過程中摻入混凝土后,聚合物顆粒均勻分布在水泥漿體中,形成聚合物水泥漿體。在這一體系中,隨著水泥的水化,水泥凝膠逐漸形成,并且液相中的達(dá)到飽和狀態(tài)。同時(shí),聚合物顆粒沉積在水泥凝膠凝膠內(nèi)可包含著未水化水泥顆粒的表面。這一過程類似于水相中的與礦料表面的硅酸鹽反應(yīng)形成一層硅酸鹽凝膠的過程。
      第二階段隨著水份的減少,水泥凝膠結(jié)構(gòu)在發(fā)展,聚合物逐漸被限制在毛細(xì)孔隙中,隨著水化的進(jìn)一步進(jìn)行,毛細(xì)孔隙中的水量在減少,聚合物顆粒絮凝在一起。水泥水化凝膠包括未水化水泥顆粒的表面形成聚合物密封層,聚合物密封層也粘結(jié)了骨料顆粒的表面及水泥水化凝膠與水泥顆?；旌衔锏谋砻妗Ｒ虼?混合物中的較大孔隙被有粘結(jié)性的聚合物所填充。由于水泥漿體中孔隙的尺寸在幾個(gè)埃到幾千個(gè)埃之間,而聚合物顆粒尺寸一般在人一人之間,所以這種認(rèn)為聚合物顆粒主要填充在水泥漿體孔隙中的理論是可以接受的。當(dāng)聚合物是聚酷類和環(huán)氧類等具有反應(yīng)活性的乳液時(shí),在這一階段在聚合物顆粒與礦物的硅酸鹽表面還可能發(fā)生化學(xué)反應(yīng)。
      第三階段由于水化過程的不斷進(jìn)行,凝聚在一起的聚合物顆粒之間的水分逐漸被全部吸收到水化過程的化學(xué)結(jié)合水中去,最終聚合物顆粒完全融化在一起形成連續(xù)的聚合物網(wǎng)結(jié)構(gòu)。聚合物網(wǎng)結(jié)構(gòu)把水泥水化物聯(lián)結(jié)在一起,即水泥水化物與聚合物交織纏繞在一起,因而改善了水泥石的結(jié)構(gòu)形態(tài)。
      但是發(fā)現(xiàn),并不是所有的聚合物都能在水泥混凝土體系中形成ohmaa的結(jié)構(gòu)。此結(jié)構(gòu)模型分為四個(gè)階段。第一階段是聚合物均勻分散在水泥混凝土體系中。隨著水泥顆粒的水化,體系中一部分水被水泥水化所結(jié)合。第二階段由于體系中水分減少,聚合物開始堆積在一起,水泥進(jìn)一步水化。第三階段為聚合物成膜階段,聚集在一起的聚合物越來越多,水分進(jìn)一步減少,聚合物就會融合在一起聚合成膜。這時(shí)聚合物就會產(chǎn)生一定的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度。第四階段為聚合物膜在水泥混凝土中形成空間連續(xù)的網(wǎng)狀結(jié)構(gòu),這時(shí)水泥硬化漿體也會在聚合物網(wǎng)中形成連續(xù)的網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)。最后這兩種結(jié)構(gòu)相互交織形成雙重網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)一起把混凝土中的骨料包裹在中間,這就是著名的雙重網(wǎng)結(jié)構(gòu)。

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