美國(guó)是世界上聚合物復(fù)合材料開發(fā)應(yīng)用先行國(guó)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?，F(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(guó)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?cè)诰酆衔锏慕M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(guò)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(duì)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(guò)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(guò)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(guò)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(guò)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(guò)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(lái)越多,水分進(jìn)一步減少,聚合物就會(huì)融合在一起聚合成膜。這時(shí)聚合物就會(huì)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(huì)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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