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目前聚合物改性水泥砂浆的研究主要集中在聚丙烯酸、环氧树脂、丁苯乳液等方向上,但用水性聚氨酯改性水泥砂浆的研究在文献上还很少见到。本论文开展了水性聚氨酯的制备及性能研究；水性聚氨酯/水泥砂浆的制备与力学性能研究；水性聚氨酯水泥浆体水化反应与胶凝特性研究三方面的研究工作。设计制备出两种水溶型、水分散型水性聚氨酯,采用FTIR、1H-NMR对合成的两种不同类型聚氨酯结构进行表征,研究了反应温度、合成工艺对水溶性聚氨酯合成反应的影响,测定了水溶性聚氨酯的特性粘数和水分散性聚氨酯的固含量、表面张力等。考察了水性聚氨酯与水泥砂浆的相溶性,实验结果表明,水溶性聚氨酯能与水泥砂浆任意比例互溶,当水溶性聚氨酯掺量为30%时水泥砂浆停止水化,砂浆抗压抗折强度几乎为零；水分散性聚氨酯在砂浆中的最大掺量为8%,当掺量超过8%砂浆浆体出现絮凝状、球状等不均匀相。选取水性聚氨酯作为水泥砂浆改性剂,制得聚氨酯/水泥砂浆,选取L16(45)正交表研究影响聚氨酯/水泥砂浆力学性能的关键因素(以水泥砂浆弹性模量为评价点),通过优化分析得最优配比为A3B1CID3E1。通过对比试验研究了不同分子量水溶性聚氨酯/水泥砂浆和水分散性聚氨酯/水泥砂浆的力学性能,实验结果表明：水泥砂浆的抗压、抗折强度随着水性聚氨酯掺量的增加先增大后减小,当聚灰比为0.8%时水性聚氨酯/水泥砂浆的抗压、抗折强度达到最大值。相同配方制得的水分散性聚氨酯/水泥砂浆的抗压、抗折强度较水溶性聚氨酯/水泥砂浆大,水分散性聚氨酯/水泥砂浆的最大抗压、抗折强度分别为38.6MPa、7.5MPa。研究了水性聚氨酯对水泥水化反应过程水化热释放规律的影响；并通过SEM、XRD、氮吸附等分析方法分别对水泥水化产物的表面结构形貌、孔径结构、晶体结构进行研究。实验结果表明：水性聚氨酯对水泥水化反应有一定的缓凝作用,但是可以使水泥颗粒在浆体中均匀分散,促使水泥颗粒水化反应更完全,阻碍了水泥水化产物钙矾石的形成,促进了C-S-H凝胶和氢氧化钙的形成,使水化产物的晶体更完善规整。掺入适量的聚氨酯可以缩小水泥水化产物的孔径分布,提高水化产物的微孔面积,减小孔半径。当水性聚氨酯的掺量为0.025时,水泥水化产物的BET比表面积达到29.231m2/g,平均孔径为64.6[A0]。