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水泥基修补砂浆被广泛应用于修补工程中,但由于传统的水泥基修补砂浆自身存在脆性大、粘结强度低的缺点,限制了其在工程中的推广应用。本文选择硫铝酸盐水泥(CSA)和硅酸盐水泥-铝酸盐水泥-石膏复合的三元胶凝体系(TBS),分别用苯乙烯丙烯酸共聚物乳液(SA)和乙烯-醋酸乙烯共聚物乳液(EVA)对它们分别进行改性,研究复合体系强度发展规律和微观结构变化,旨在使聚合物改性水泥基材料能够运用于实际的快速修补工程。首先,将不同掺量的SA乳液和EVA乳液分别掺入CSA和TBS进行复合,组成SA-CSA、EVA-CSA、SA-TBS和EVA-TBS四种不同聚合物改性水泥基修补材料体系。研究聚合物掺量对CSA和TBS凝结时间、抗压强度、抗折强度、粘结强度和吸水率的影响,得到力学性能最优的改性砂浆体系。其次,研究养护制度对不同体系性能的影响,提出最优的养护制度。最后,研究聚合物改性水泥基材料的水化产物类型、水化速率、聚合物成膜情况以及微观形貌特征,分析聚合物对CSA和TBS的改性机理。研究表明:(1)SA乳液和EVA乳液会延缓CSA水化,延长CSA的凝结时间。当乳液掺量为3%12%时,SA-CSA初终凝时间分别是10.8 min28.3 min和15.1 min36.5min;EVA-CSA初终凝时间分别是11.5 min14.6 min和14.1 min22.5 min。与CSA体系不同,SA和EVA会加速TBS水化,缩短TBS的凝结时间,但在SA-TBS和EVA-TBS体系中,凝结时间又随乳液掺量增加而延长。(2)当SA掺量大于3%时,CSA和TBS体系的抗折强度得到提高,并随着掺量增加而不断增大,但抗压强度会逐渐降低。当养护龄期为28 d时,含12%SA的SA-CSA抗折强度提高了50%;含15%SA的SA-TBS抗折强度提高了133%。而EVA使CSA和TBS体系的抗压、抗折强度都降低。此外,SA和EVA都可以大幅度提高CSA和TBS的粘结强度,改善粘结性能。当养护龄期为28d,含12%SA的SA-CSA粘结强度提高了105%,含12%EVA的EVA-CSA粘结强度提高了272%;含15%SA的SA-TBS粘结强度提高了293%,含15%EVA的EVA-TBS粘结强度提高了89%。(3)对于聚合物改性水泥基修补材料体系,早期湿气养护加上后期干燥养护是最佳的养护制度。SA乳液和EVA乳液可以降低CSA和TBS吸水率,改善砂浆试件的孔结构,但EVA乳液的改善效果并不稳定,会受到外界环境的影响。(4)聚合物对水泥基修补材料的改性主要通过聚合物的吸附作用、填充作用、搭桥作用、成膜作用以及聚合物中的羧基对Ca2+的成键作用来影响水泥水化反应,改善聚合物-水泥复合基体的微观结构,影响力学性能。