聚合物改性水泥基复合材料是在水泥拌合过程中掺入聚合物形成的水泥基复合材料，聚合物可赋予水泥基材料较好的工作性能、较高的抗折和拉伸粘结强度以及较好的抗冻、抗渗和抗碳化性能。聚合物改性水泥基材料主要用于现存混凝土结构的加固和修补、防腐蚀工程、路面的维修和铺面材料、防水材料和胶黏剂等。当前，用于水泥基材料改性的聚合物主要是聚合物乳液，以往所用的聚合物乳液是通过大量的非离子型、阴离子型和阳离子型表面活性剂以及保护胶体稳定，采用表面活性剂和保护胶体的稳定体系将对水泥基材料性能产生不利影响。本文为了克服表面活性剂和保护胶体的存在对水泥基材料性能产生不利影响，通过半连续无皂乳液聚合法，以甲基烯丙醇聚氧乙烯醚（VPEG）和甲基丙烯磺酸钠（SMAS）为表面活性共聚单体，过硫酸钾（KPS）为引发剂，制备了一种适于水泥基材料改性的无皂苯丙乳液，并将无皂苯丙乳液掺入水泥基材料中，考察无皂苯丙乳液对水泥基材料性能的影响。具体工作内容如下：（1）通过正交试验设计和单因素试验法研究反应单体配比、VPEG掺量、SMAS掺量、KPS掺量、聚合反应温度和聚合反应时间对无皂乳液性能的影响，确定无皂苯丙乳液的最佳聚合反应条件。研究聚合过程中消泡剂（磷酸三丁酯）掺量对无皂乳液起泡性能的影响，发现当消泡剂掺量为3%时无皂苯丙乳液起泡性能最弱。并对无皂苯丙乳液的稳定性进行研究，表明乳液稳定性合格。采用FTIR对合成无皂苯丙乳液的分子结构进行了分析，结果表明合成的聚合物为目标产物。（2）研究无皂苯丙乳液对水泥净浆标准稠度、凝结时间的影响，无皂苯丙乳液掺量增加标准稠度用水量降低，聚灰比为3%时减水率达到15.2%；聚灰比对净浆的初凝时间影响不大，但对水泥净浆的终凝时间影响不同，当聚灰比小于2%时对水泥净浆的终凝时间影响较小，聚灰比大于2%时影响较大。（3）固定水灰比为0.5、胶砂比为1:3，在不同养护制度和在无皂乳液合成过程中掺加消泡剂的情况下，研究了无皂苯丙乳液掺量对水泥基材料性能的影响。结果表明，随着无皂苯丙乳液掺量增加改性砂浆的工作性能得到改善；当无皂苯丙乳液掺量为1%时改性砂浆力学性能最佳，几乎不会对改性水泥基材料早期力学性能产生影响；采用7d标养，21d干养的养护制度改性砂浆力学性能较其他养护制度为最佳；聚合过程中消泡剂的掺入将显著改善无皂苯丙乳液改性水泥砂浆的力学性能、抗冻性能和改性混凝土的抗氯离子渗透性能，消泡剂对改性砂浆的抗冻性能改善较明显，对改性混凝土的抗氯离子渗透性能影响较小。（4）采用XRD分析无皂苯丙乳液对水泥水化的影响，发现无皂苯丙乳液的加入促进了水泥水化，并降低氢氧化钙的生成量。采用FTIR分析无皂苯丙乳液与水泥水化产物氢氧化钙之间相互作用，发现无皂苯丙乳液可能与水泥水化物中氢氧化钙发生相互作用。采用SEM研究改性水泥砂浆的微观结构，发现无皂苯丙乳液可显著改善水泥基材料中界面过渡区结构，并在水泥基体中形成了连续的三维网状结构。