近年来,改性砂浆广泛用于建筑工程。改性砂浆作为一种新型的有机—无机复合材料,其有机组分和无机组分具有不同的力学性能和温度敏感性。因此,不同掺量的改性砂浆,掺入不同玻璃化温度(Tg)乳液的改性砂浆,在不同环境温度时的改性砂浆,其力学性能和空白砂浆有显著差异。本文采用五种不同玻璃化温度(Tg)的聚合物乳液,系统地研究其在不同掺量下水泥砂浆力学性能的影响规律和机理。由于温度对聚合物乳液的力学性能影响显著,因此乳液Tg和环境温度是本文研究的两个重要参数。关注的力学性能包括非破坏力学性能如:静态弹性模量、动态弹性模量,以及破坏力学性能如:抗压强度和抗折强度等。基于实验结果,建立了改性砂浆静态弹性模量的模拟方法。常温下,掺入软乳液的改性砂浆静态弹性模量几乎不下降,掺入硬乳液的改性砂浆,其静态受压弹性模量略有下降。高温下,掺入软乳液的改性砂浆静态受压弹性模量下降十分明显,掺入硬乳液的改性砂浆静态受压弹性模量仅略有下降。动态力学测试结果表明:常温下,空白砂浆的单轴受压动态弹性模量大于改性砂浆;高温下,改性砂浆的单轴受压动态弹性模量反而大于空白砂浆;单悬臂受弯时,改性砂浆在Tg之前储存模量缓慢线性下降,在Tg附近储存模量急剧下降。对于改性砂浆的抗压抗折测试表明:常温下,掺入软乳液的改性砂浆三点抗弯强度显高于空白砂浆,掺入硬乳液改性砂浆的三点抗弯强度基本等于空白砂浆;高温下,空白砂浆三点抗弯强度有较大下降,改性砂浆三点抗弯强度较空白砂浆下降幅度更为显著;常温下,掺入软乳液的改性砂浆单轴抗压强度显著低于空白砂浆,掺入硬乳液改性砂浆的单轴抗压强度基本等于空白砂浆;高温下,空白砂浆和改性砂浆单轴抗压强度均有较大下降。通过计算抗折破坏断裂韧性和断裂能发现,环境温度为常温时,软乳液的改性砂浆,其断裂能和断裂韧性均显著大于空白砂浆,软乳液的掺入显著提高了断裂韧性;硬乳液的改性砂浆,其断裂能和断裂韧性略大于空白砂浆,硬乳液的掺入对砂浆韧性几乎没有改善。本文建立了一个四层次的弹性模量模拟方法。将水泥砂浆划分为孔隙率为0的硬化水泥浆体,孔隙率不为0的硬化水泥浆体,改性净浆和改性砂浆。通过经验公式、Mori-Tanaka夹杂理论和有限元模拟的方法传递各个层次之间的参数,最终得出的改性砂浆弹性模量模拟结果与实验结果吻合。