本文是一篇建筑工程管理论文，本文研究了EAP 对水泥基材料基本力学性能、耐久性及微观结构的影响，并结合试验内容对相关作用机理进行了分析。在掌握 EAP 对水泥基材料性能作用规律的基础上，参考实际应用中水泥基防水砂浆配合比，制备了 EAPMCM 并与常用聚合物乳液改性水泥砂浆进行性能对比。文章得到的主要结论如下：（1）EAP 的加入在一定程度上降低了水泥砂浆的刚性、提高了水泥砂浆和混凝土的韧性，有利于提高材料自身的抗开裂能力。相较于普通水泥砂浆，当 EAP 掺量为 15wt%时水泥砂浆弹性模量和压折比分别降低了 24.6%和 35.2%；当 EAP 掺量在 4-6wt%时，轴心抗拉强度较普通水泥砂浆最多提高 44%。此外，EAP 对混凝土的抗冲击韧性具有明显的改善作用，初裂冲击功和断裂后吸收能量均随 EAP 的掺入而显著提高。虽然 EAP未对水泥砂浆的抗折强度产生明显影响，但会在一定程度上降低其抗压强度，在工程应用中应考虑 EAP 的这种特性所带来的负面影响。
第 1 章 绪论
1.1 课题研究背景
水泥具有水化硅酸钙凝胶、氢氧化钙晶体和钙矾石晶体等主要水化产物交织共生而形成的、非均匀分布的微观结构[1]。一方面，在制备水泥浆体拌合物时，为保证新拌浆体和易性满足施工要求，需要加入远超水泥水化反应所需要的水量。这部分无法在水泥水化进程中完全消耗的水会在水化过程中逐渐蒸发并同时在水泥石内部形成连通的、细密的毛细孔结构；另一方面，水泥的水化过程十分复杂多变。单个熟料矿物的水化产物形态、组成及不同水化产物之间的结构形成均存在不同程度的变化，从而在硬化水泥浆体内产生大量缺陷[2]；此外，不同生产批次的水泥的矿物组成随原材料及生产工艺的微小变化而存在一定波动，即便是同一批次水泥，其水化硬化后所呈现出的宏观、微观性能也不尽相同。上述三个因素将从细观、微观及宏观三个层面对水泥基材料的力学性能、耐久性及体积稳定性产生不可避免的负面影响。
已有研究表明当暴露于严酷的服役环境时，硬化水泥浆体结构易受到水分传输作用及与水分传输密切相关的有害气体、有害离子侵蚀作用的影响。这些侵蚀性物质会进一步对水泥砂浆或混凝土结构的体积稳定性产生不良影响、增加收缩和开裂现象的发生，如钢筋锈蚀作用、硫酸盐侵蚀作用和冻融循环作用等。同样，在工程实践中，由于结构基体开裂、耐久性不良等因素引起的建筑结构的渗漏问题频繁威胁着结构安全性、使用性与耐久性。因此，良好的防水、阻水性能和抗开裂能力是保证建筑结构长期使用性和耐久性的重要前提，也是高性能、超高性能混凝土技术迭代发展的必然需求。
近年来，我国道路交通建设及建筑工程领域高速发展，原有结构的修补及新建建筑的防水工程均对防水材料及防水技术提出更高要求。不同类型的防水材料得以深度发展以阻止水在水泥基材料中的传输和迁移过程，从而提高建筑结构耐久性[3-5]。根据应用方式不同，可将防水材料分为表面防水材料和内部改性防水材料两类，其中表面防水材料又主要包括防水卷材和表面处理材料两种。毫无疑问，沥青及改性沥青防水卷材仍是目前世界上绝大部分国家应用范围最广、用量最大的一类防水材料，并且仍将在未来建筑防水领域中发挥重要作用[6,7]。
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1.2 国内外研究现状
1.2.1 建筑防水材料及技术的发展历程
在过去几十年中，高性能混凝土理念处于不断发展变革的阶段，不论是化学外加剂、矿物掺合料等材料的成功开发和应用，还是化学合成、改性技术的逐步引进均对我国建筑工程防水领域的发展提供了开阔的思维理念和坚实的技术支撑。建筑防水领域经历了混凝土结构自防水、柔性外防水材料和以化学合成及改性技术主导的新型防水材料三个发展阶段[23]。在这一发展历程中，沥青的出现和应用为人类建筑防水领域材料和技术发展带来了重大变革。
建筑防水技术发展初期主要依靠改善水泥砂浆及混凝土基体性能来实现防水抗渗目的。有研究者[24]将我国混凝土结构自防水技术的发展历程划分为五个阶段，分别通过调节混凝土骨料级配实现空隙率最小化目的、通过提高混凝土中砂浆含量实现改善粗骨料界面过渡区目的、通过化学外加剂降低水胶比实现改善基体毛细孔结构目的、通过掺加膨胀剂或使用膨胀水泥实现补偿收缩和减少开裂目的以及通过复合多种技术手段制备高性能混凝土以实现多重改性效果的叠加作用。随着防水技术发展，聚合物类材料（如可再分散乳胶粉、聚合物乳液等）、沥青类材料（如沥青胶粉、改性乳化沥青）等新型防水改性材料逐渐作为内改性掺合料加入到水泥基体系当中，从而在宏观意义上实现了混凝土结构自防水技术的跨越式发展。
另一方面，柔性防水卷材在防水抗渗材料发展史中同样有着较为悠久的研究和应用史。防水卷材一般以纤维类材料作为胎体、通过浸渍沥青或高分子类材料制备而成，具有施工周期短、工艺简单、经济适用性强和防水效果好的特点。但同时常用的沥青类材料又存在着低温脆性大、高温稳定性差和高分子类材料共有的耐老化性差的缺陷。国外改性技术和化学合成技术在沥青与高分子防水基材领域的引入推动了我国柔性防水材料领域的技术革新[25]。针对传统沥青防水卷材存在的缺陷和问题，自上世纪中叶起通过SBS、APP、SBR 改性的方式将高分子聚合物类材料引入沥青基体系中，使得改性沥青防水卷材的高低温性能、抗老化特性及延伸能力得到一定程度的改善[26]。而高分子防水卷材则一般以聚酯作为胎体，以三元乙丙橡胶、聚氯乙烯、热塑性弹性聚烯烃类等合成橡胶、合成树脂类材料为基材，辅以少量填充材料及化学改性材料制备而成[27]。在绿色环保和可持续发展理念的贯彻执行下，这类材料得到了更为广阔的发展机会和应用市场[28]。
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第 2 章 原材料及配合比
2.1 引言
本章主要介绍了研究所选用的主要原材料的基本性能及关键材料的理化分析结果，并详细阐释了水泥净浆、水泥砂浆及混凝土配合比设计过程中所考虑的主要因素及采取的主要技术手段。本文以基准水泥、P.0.42.5 水泥、标准砂、花岗岩机制砂、EAP 等材料作为制备乳化沥青粉改性水泥基材料的主要原材料并选取了聚羧酸减水剂、消泡剂、膨胀剂以及羟丙基甲基纤维素等材料作为外加剂来改善新拌水泥浆体及硬化水泥石的相关性能。
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2.2 试验材料
2.2.1 基准水泥
为尽量减少原材料组分的波动及不必要因素对试验结果的影响，本文第三章、第四章和第五章中关于 EAP 对水泥基材料性能影响及机理研究部分的研究过程采用基准水泥进行。基准水泥选用山东鲁城水泥有限公司生产的 P·I 型硅酸盐水泥，其相关化学组成和基本性能参数如表 2-1 及表 2-2 所示。
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第 3 章 乳化沥青粉对水泥基材料力学性能影响研究 ............................ 18
3.1 引言 ........................... 18
3.2 测试方法 ..................... 18
第 4 章 乳化沥青粉对水泥基材料耐久性影响研究 ................................ 27
4.1 引言 ............................ 27
4.2 测试方法 ............................ 27
第 5 章 乳化沥青粉对水泥基材料水化进程和微观结构的影响及机理研究.................. 37
5.1 引言 ............................... 37
5.2 测试方法及配合比 .......................... 38
第 6 章 乳化沥青粉改性水泥砂浆的制备及性能研究
6.1 引言
以上研究分别从力学性能、耐久性及微观结构三个方面研究了 EAP 对水泥基材料性能的影响。研究结果表明：在实验掺量范围内，EAP 虽然在一定程度上降低了水泥砂浆的各试验龄期的抗压强度，但是基本能够满足水泥基防水材料对于抗压强度的需求。此外，EAP 降低了水泥砂浆的刚度、改善了水泥基材料的韧性。这一性质对于水泥基刚性防水材料而言具有十分重要的实际应用价值，有益于解决工程应用中出现的开裂问题及其引发的结构性能劣化现象；耐久性方面，EAP 能有效地阻碍水和侵蚀性物质在水泥砂浆中的迁移，降低水分的传输能力。降低效果主要归因于 EAP 的疏水性和对水泥砂浆孔隙结构的改善作用。研究结果证实了 EAP 具有良好的耐久性改性效果，具备一定的应用潜力。
本章在掌握 EAP 对水泥砂浆性能作用规律的基础上参考当前常用的水泥基防水砂浆配合比，制备了 EAPMCM 并选取苯丙乳液和 VAE 乳液作为对照组制备了聚合物改性水泥砂浆，参考 DL/T 5126-2001《聚合物改性水泥砂浆试验规程》、JGJ/T 70-2009《建筑砂浆基本性能试验方法》等相关规范对其物理力学性能及防水性进行测试；并参考JC/T 984-2011《聚合物水泥防水砂浆》和《预拌砂浆》对相关性能进行评价，以检验EAPMCM 的实际应用性能、对比其与聚合物改性水泥砂浆的性能优劣。
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结论
基于乳化沥青类材料在科学研究及实际工程中所展现出的优异性能和技术积淀，将EAP 作为水泥基材料的防水改性材料引入到建筑防水
