新型梯度结构聚合物改性砂浆的力学性能：聚合物类型与掺量的影响

论文摘要：

通过添加聚合物乳液可有效提升混凝土路面耐磨与耐久性。然而，其所需的高掺量和高价格限制了其大规模应用。因此，本文设计了一种聚合物乳液在水泥基材料中梯度分布的新结构，并系统探究了不同聚合物类型和掺量对聚合物改性砂浆（PMM）力学性能的影响规律及机理。研究发现，与相同掺量下聚合物乳液均匀分布的PMM相比，聚合物梯度分布可大幅提高PMM抗压和粘结强度，同时抗折强度也略有提升。此外，本文对比了相同掺量下苯丙乳液（SA）、乙烯-醋酸乙烯酯乳液（EVA）及丁苯（SB）胶乳3种聚合物乳液在梯度分布时对PMM性能的影响，发现与SA和EVA相比，具有高电荷密度的SB在提升PMM力学性能方面能力最低，这可能是源于其高吸附量及所成聚合物膜的低延展性。进一步分析表明，与聚合物膜的拉伸强度相比，其延展性对PMM抗折强度的影响更为重要。为了证实实验结果，本文进一步建立了具有不同梯度结构的PMM有限元模型，模型结果与力学测量结果吻合良好。