聚合物改性水泥砂浆在彩色路面中的运用研究

刘玉珍

临沂市工程咨询院山东临沂276000

摘要：随着我国科技水平的不断提高，用于路面建设材料的性能也在不断增强。新型建材中出现的聚合物改性水泥砂浆，其可用于修补路基、路面，起到吸热抑温的作用。本文探讨聚合物改性水泥浆的几种性能，并以此分析其在彩色路面中的具体运用，以不断提高路面的承载力并延长其使用寿命。

关键词：聚合物；改性水泥砂浆；性能研究；彩色路面；运用

引言

城市建设对路基路面的要求越来越高，不仅要求其具有结实耐用的性能，还要求大方美观，符合城市环境建设的宗旨。近年来，出现了一种彩色路面，作为一种新型的路面结构，其拥有一般路面所不具备的独特优势，能够借助冷颜料的吸热特点，降低路面温度，还可作为划分城市道路、绿化区的标志，尤其适用于城市游乐园、广场等地。因此，对使用聚合物改性水泥砂浆的彩色路面进行分析和研究，以不断扩大其应用范围，具有十分重大的现实意义。

1彩色路面综述

目前，国内的彩色路面一般可分为两种，一种是陶粒型彩色路面，一种是沥青型的彩色路面[1]。陶粒型彩色路面具有重量轻、吸水性能好、便于维修的建筑特点，但陶粒型的彩色路面只能用胶黏剂粘结待铺设路面和骨料，而市面上目前只生产有水溶剂的胶粘剂，其耐温性差和耐碱性较差，不能满足路面建设需求。沥青型的彩色路面具有良好的弹性及柔性性能、色泽鲜艳持久、耐高温的建设特点，但也存在散温性差、保色性不强的问题，都不能很好地满足城市建设对彩色路面的要求。

采用聚合物改性水泥砂浆后的彩色路面，能克服这两种类型路面存在的缺点。改性后的聚合物水泥砂浆具有更高的韧性和粘结度，能够更好地作为路面铺设材料使用。由于聚合物的加入使原本的水泥砂浆的结构得到了改变，增强了砂浆的密实度、抗渗漏以及抗侵蚀的性能。这种聚合物水泥砂浆具有成本低、粘结度高、耐候性高的特点，提高了路面的物理性能和抗压性。此外，还可采用冷颜料对聚合物进行上色，利用冷颜料吸热的性能，增强路面抑温的效果，可极大地满足工程实际使用的要求。

2聚合物改性水泥砂浆在彩色路面的应用

本文主要分析苯乙烯-丙烯酸酯共聚物胶乳的应用。其制作如下：苯乙烯15wt%,丙烯酸丁酯33wt%，甲基丙烯酸0.7wt%,交联单体0.5wt%，功能单体0.75wt%,乳化剂和水及其他成分50wt%，聚合物玻璃化转变温度为-7.5℃。利用电液式抗压抗析试验机按照相关标准进行抗压强度、弯曲强度和粘结强度的测试。

2.1影响彩色路面所需水泥净浆凝结时间

水泥是砂浆的主要胶结物质，对砂浆的强度有较大的影响，其水化的时间通常要受到多种因素的限制。在水泥砂浆中加入一定量的聚合物胶乳之后，水泥净浆的凝结时间明显会延长，而随着胶乳量的不断增多，其水泥的水化会产生显著地缓凝作用，阻止其水化过程[2]。这是由于聚合物胶乳中在其乳化剂作用下，可在分解过程使其覆盖在水泥颗粒的表面，形成一层保护膜。而水泥中的高价离子和丙烯酸中的羧基会在成膜的过程中发生化学反应，形成不溶的、具有非渗透性的沉淀层。这两者的作用共同阻碍了水泥的水化作用。但在施工中，聚合物胶乳的用量不应过高，随着其用量的逐渐增加，水化的缓凝过程会不断变慢，不利于路面施工。

2.2改变砂浆抗压和抗弯曲强度的性能

由于聚合物胶乳的加入，会使水泥砂浆的抗弯曲和抗压强度减弱。随着聚合物胶乳的用量不断增加，其强度会下降得更快。这是由于聚合物胶乳中本身所含有的聚合物和非离子活性剂，能够在水泥颗粒表面形成一层覆盖膜。阻碍水和晶体的成长和连接，使水泥砂浆的抗压强度降低。其次，由于聚合物胶乳的弹性模量较小，并且呈分散状态散布于水泥砂浆的连续空间，其刚性支撑作用较小，无法使砂浆具有较强的抗压性能。此外，聚合物胶乳的加入也能够填补水泥空间网络的缝隙，在其中起到桥梁连接作用，可使砂浆的抗压和抗弯曲强度下降速度减缓，其韧性会因压折强度降低而得到加强。

2.3提高路面粘结拉伸强度

聚合物的加入使砂浆粘结强度发生变化，链段上的酰胺官能团可通过吸附作用使水泥颗粒更好地与水接触，增强了分散效应，并加速水化反应，在C3A-CaSO4体系中加速钙矾石的生成，使水泥的凝固作用得到增强[3]。聚合物中所带的羧基官能团会与水泥中的铝、钙等离子发生络合反应，提高水泥砂浆的拉伸粘结强度。同时也会加大水泥的凝絮作用，使其粘度降低，粘结层和路面不能完全胶合，从而影响正常的路面施工。聚合物胶乳用量加大时，其水化作用会降低，缓凝时间延长，减少砂浆的粘结强度。总之，水泥砂浆的粘结拉伸强度变化规律是随着聚合物胶乳用量的不断增加，出现先增强后减弱的趋势。

2.4纤维素醚对路面拉伸粘结强度的影响

除苯乙烯-丙烯酸酯共聚物胶乳能够对彩色路面的粘结强度、水泥净浆凝结时间和抗压强度产生影响外，加入了羧甲基丙基纤维素的水泥砂浆也会对彩色路面的粘结强度产生影响[4]。

纤维素醚中的羧甲基丙基纤维素具有良好的保水性，在链段上羧基的氢键可使砂浆内部维持足够的水分，使水泥能得到充分的水化，大大加强路面的韧性和可塑性。同时，纤维素醚还可适应基材所产生的内应力，增强砂浆的粘结强度。但要掌控好纤维素醚的用量，过大的剂量会导致砂浆的粘度过高，降低其与基材的粘合度，影响路面的正常施工。因此，在聚合物改性水泥砂浆中掺入0.4wt%的羧甲基丙基纤维素较为合适。

结语

在彩色路面中使用苯丙聚合物胶乳进行水泥砂浆的改性，以此增强砂浆的抗压、粘结强度、可塑性以及抑热性能，能够很好地满足彩色路面施工的要求同时，可采用冷颜料进行改性聚合物水泥砂浆着色，还能够起到抑制城市热岛效应，降低城市路面温度的作用。未来，随着路面砂浆材料研究的不断深入，这种新型路面的砂浆改性技术必将得到更广泛应用，推动我国城市建设事业不断向前发展。

参考文献

[1]王良艳,韩道均,陈仕周.彩色路面铺装技术及发展[J].交通科技与经济,2009,02:20-22.

[2]赵维,李东旭,李清海.聚合物改性砂浆综述[J].材料导报,2010,11:136-140.

[3]刘大智,储洪强,蒋林华.关于聚合物改性水泥砂浆研究的思考[J].材料导报,2008,S3:279-281+287.

[4]沈航.聚合物改性水泥砂浆在彩色路面中的运用[J].福建建材,2015,06:1-3+11.

作者简介

刘玉珍（1973--）女，山东临沂人，2009年毕业于青岛大学材料学专业，硕士研究生、工程师，从事新型化学建筑材料的研究以及相关可研报告及申请报告的编制。