水泥基材料虽抗压强度较高,但柔韧性的不足,使其在某些领域上的应用受到限制。聚合物改性水泥基材料是指在拌合水泥的过程中加入聚合物材料,可掺加骨料或不掺骨料。由于聚合物的加入,使水泥基材料的工作性能、柔韧性、粘结强度得到较大提高,同时使水泥基材料具有较好的抗冻、抗渗性能。在我国,聚合物改性水泥基材料主要用于水工建筑、混凝土结构修补、胶黏剂和防腐材料等方面。普通聚合物乳液中由于含有小分子乳化剂对改性水泥基复合材料的各种性能产生不利影响并对环境产生一定的污染。无皂乳液聚合是一项优于传统乳液聚合的新技术,在建筑行业、涂料及粘结剂应用方面具有很大的发展前景。本文以丙烯酸酯类为主单体,采用无皂乳液聚合法,与反应性共聚单体聚合生成分散性较好的无皂丙烯酸酯乳液;并将其用于改性水泥砂浆或混凝土,探究其对水泥砂浆或混凝土各种性能的影响。1.以丙烯酸丁酯和甲基丙烯酸甲酯为软硬单体,甲基烯丙醇聚氧乙烯醚(VPEG)和甲基丙烯磺酸钠(SMAS)为反应性共聚单体,过硫酸钾为引发剂,以半连续无皂乳液聚合法,合成出无皂丙烯酸酯乳液。并采用5因素4水平的正交设计实验,探讨单体配比、VPEG用量、KPS用量、聚合温度及聚合时间5个因素对聚合的影响,通过极差分析确定无皂乳液的最佳聚合条件;单因素分析SMAS用量和消泡剂用量对无皂乳液的影响,并确定最佳用量;对无皂乳液的稳定性进行测试,结果均合格;通过FTIR对无皂乳液进行表征,得出聚合物的分子结构。2.将在最佳反应条件下合成的无皂丙烯酸酯乳液用于改性水泥砂浆或混凝土的研究。(1)探究无皂乳液对水泥标准稠度用水量以及凝结时间的影响,随着聚灰比的增加,水泥标准稠度用水量减少,水泥的凝结时间稍有增加;(2)探讨改性砂浆在固定水灰比和固定流动度两种条件下以及加入消泡剂的无皂乳液对水泥砂浆力学性能的影响,结果表明抗压强度均下降,但在固定流动度的条件下,改性砂浆在聚灰比为1%,抗折强度最高;含消泡剂的无皂乳液掺量在5%时,改性砂浆的抗折强度最高。并采用3种不同的养护制度,测试上述3种改性砂浆的力学性能,结果发现,将砂浆试件先标养7d后干养至28d的改性砂浆强度最高。(3)对固定流动度的改性水泥砂浆以及含消泡剂的无皂乳液改性砂浆或混凝土的耐久性进行测试,结果表明,改性砂浆或混凝土的抗氯离子渗透及抗冻性能均得到提高。3.通过FTIR及XRD对水泥净浆进行分析,探究无皂乳液与水泥之间的相互作用,并通过SEM观察无皂乳液改性水泥砂浆的微观结构。