1 前言
聚合物水泥基复合材料的研究可追溯到20 世纪20年代，随着高分子合成工业的发展，各种人工合成高分子聚合物，如丁苯橡胶、聚偏二氯乙烯、聚醋酸乙烯、EVA、苯丙乳液、聚丙烯酸酯等被用于制备这种复合材料。研究发现，根据聚合物与水泥的配比不同，这种材料表现出从刚性到柔性的特性，从而诞生了一种新型的防水涂料——聚合物水泥复合防水涂料。由于它在性能上弥补了传统的水泥基防水材料刚性有余，柔性不足以及高分子防水材料耐久性不良的缺陷，因此具有优良的物理力学性能和耐久性，被广泛应用于建筑、道路、桥梁、隧道等工程的防水施工。防水材料的拉伸性能是其重要的物理力学性能。本文系统研究了苯丙乳液-水泥体系拉伸性能的影响因素，以期为该类产品的生产和工程应用提供一些有价值的指导原则。
2 原材料、仪器与试验方法
2.1 原材料
水泥：重庆腾辉地维水泥有限公司生产的425级(2级白度)白水泥(WC)、32.5级粉煤灰水泥(PF)、32.5级和42.5级普通水泥(PO) ；苯丙乳液：市售；填料：方解石粉和滑石粉细度均为320目，市售；助剂：成膜助剂、增塑剂、调凝剂、消泡剂等均为市售。
2.2 涂料的配制
将成膜助剂等助剂依次加入乳液中搅拌均匀，水泥和滑石粉、方解石粉混合拌匀，然后将该混合粉料在搅拌状态下逐渐加入乳液中制成防水涂料。
2.3 主要试验仪器和试验方法
涂膜的制备及其性能测试按照《建筑防水材料试验方法》GB16777-1997和《聚合物水泥防水涂料》JC/T864-2001 进行。测试仪器采用XL-250A型拉力试验机。
3 试验结果与讨论
3.1 液粉比的影响
液粉比是指涂料中聚合物乳液的量与所用粉料量(水泥和填料的总量)的比值。在固定白水泥∶滑石粉=1.5∶1，成膜助剂掺量为乳液的3%，分散剂掺量为水泥用量的0.3% 的条件下，试验了不同液粉
比、养护龄期对涂膜拉伸性能的影响，其结果分别见图1 和图2。从图1、图2可以看出，随液粉比增加，涂膜各龄期的拉伸强度逐渐减小，断裂伸长率均不断提高，但随养护龄期延长，其变化规律正好相反。一般而言，材料中聚合物的含量越高，柔韧性越好，表现为拉伸强度较低，伸长率较高，所以，随液粉比增加，其拉伸性能呈上述变化规律。由于水泥吸收了乳液中的水发生水化反应，其水化产物的量随龄期延长而增加，这些水化产物填充于聚合物网络中，限制了聚合物分子链间的自由伸缩，从而增加了 材料的“刚性”，表现出拉伸强度提高，伸长率降低的规律。另从图1、图2 中可知，液粉比为1.2∶1 时涂膜的拉伸性能较优。
图1 涂膜拉伸强度随液粉比的变化
图2 涂膜断裂伸长率随液粉比的变化
3.2 灰聚比的影响
灰聚比是指涂料中水泥与聚合物的干基质量之比。在固定液粉比为1.2∶1，及其它组分掺量不变的条件下，试验了不同灰聚比和养护龄期对涂膜拉伸性能的影响，其结果分别见图3 和图4。
图3 灰聚比对涂膜拉伸强度的影响
图4 灰聚比对涂膜断裂伸长率的影响
根据图3 和图4 可知，随着灰聚比的增大和养护龄期的增加，涂膜拉伸强度呈增长趋势，断裂伸长率呈下降趋势。其原因在于，灰聚比增大，涂膜中水泥份额加大，以及养护龄期的增加均使水化产物数量增多，妨碍了聚合物高分子链的自由伸缩，导致强度增加，柔性降低。但灰聚比超过1 时，强度增长较为缓慢，这主要是由于只有部分水泥参与了水化反应，当水泥增加到一定程度后，水化产物的量就增长缓慢了，则强度增长亦缓慢。比较上述图中的数据，灰聚比为1 时较为适宜。
