一、 引言
水泥基材料由于具有原料丰富，价格低廉，用途广泛及适应性强等诸多优点，使其成为世界上应用最广、用量最大的一种建筑材料。但水泥基材料本质上是一种不均匀的多孔材料，这种多孔结构使得水泥基材料容易受到物理载荷或化学侵蚀而被破坏，出现脆性大，耐腐蚀性差及耐久度差等问题。针对出现的这些问题，科研工作者们提出在水泥基材料中加入水性环氧树脂提高其综合性能。本文将介绍水性环氧树脂改性水泥基材料的研究现状，分析其优点与不足。
二、水性环氧树脂的研究现状
水性环氧树脂是指利用物理或化学方法将环氧树脂以微粒或液滴的形式稳定均匀的分散在水中，形成以水为分散介质、环氧树脂为分散相的环氧树脂水分散体系。水性环氧树脂的制备方法有机械法、相反转法、化学改性法及固化剂乳化法等。机械法操作方法简单，生产成本低。该法制备的水性环氧树脂粒径较大（>10μm），形态不规则，稳定性不好，保存时间较短。相反转法制备水性环氧树脂工艺简单，生产成本较低，其制备成的水性环氧树脂粒径较小，粒子平均粒径在2-5μm以内，稳定性较高，成膜性能好。化学改性法又称自乳化法，制备过程复杂，生产成本大幅提高，其制备的乳液粒径小且粒度分布窄，稳定性高，成膜性好。固化剂乳化法制得的水性环氧树脂性能灵活性较大。
三、水性环氧树脂改性水泥基材料研究现状
科研工作者们发现向混凝土中掺入水性环氧树脂不仅可以提高混凝土基体的强度和韧性，而且有助于改善混凝土的其他物理性能。丁向群等将水性环氧树脂掺入到加气混凝土中研究对抗冻性能的影响。结果表明，掺入的水性环氧树脂量在3%-5%时，混凝土的抗冻性随水性环氧树脂的掺量提高而逐渐升高。当水性环氧树脂的掺量为5%时，对抗冻性的改善较为明显。梁会忠等用快冻法研究了低掺量水性环氧树脂乳液对高性能混凝土抗冻耐久性的影响。结果表明，当水性环氧树脂乳液掺量5%时，制备的高性能混凝土的抗冻效果最好，在经历300次冻融循环后，相对动弹性模量可达94.1%。Hawary等研究了环氧树脂对混凝土在高温海洋环境下耐腐蚀性和耐久性的影响。结果表明，混凝土中加入环氧树脂可以提高混凝土的耐蚀性、降低渗透性、减少氯离子的渗透、提高混凝土的强度。随着环氧树脂含量的增加，改性效果显著提高。Jung等研究了在室温（25℃）条件下，掺入环氧树脂的聚合物混凝土作为跑道修复材料的适用性。研究表明，环氧树脂含量为20%的聚合物混凝土试件抗压强度、抗弯强度最大，分别为55.71MPa和21.72MPa。且在6h内固化程度达到97.6%，有利于跑道修复。
1.水性环氧树脂改性水泥砂浆的研究现状
聚合物改性水泥砂浆逐渐被应用到建筑领域，其中水性环氧树脂改性水泥砂浆广泛应用。沈志明等研究了水性环氧树脂对水泥砂浆力学性能的影响。实验结果表明，改性水泥砂浆的抗压、抗折强度度随着水性环氧树脂加量的增加呈现先增大后减小的趋势，当加量为10%时，抗压、抗折强度达到最大值，龄期28d时分别为64.8MPa和13.5MPa。陈爱民等通过调整水泥与砂的配比、水性环氧树脂加量、减水剂用量等因素，考察了水性环氧树脂对水泥砂浆的综合性能的影响。结果表明，水性环氧树脂与减水剂结合使用可显著改善水泥砂浆的综合性能。Aggarwal等对比了环氧乳液和丙烯酸乳液对水泥砂浆综合性能的影响。结果表明，两种乳液均可提高水泥砂浆的和易性，增加抗折抗压强度，降低氯离子渗透性。在加量相同的情况下，环氧乳液的性能优于丙烯酸乳液。Arisya等研究了环氧树脂对水泥砂浆抗压强度的影响。结果表明，环氧树脂加量在0%-5%范围内，环氧树脂的加量在3%时抗压强度最高，7d和28d的最高抗压强度分别为23.4MPa和34.1MPa。Anagnostopoulos等将不同加量的水性环氧树脂加入到水泥砂浆中，探索了水性环氧树脂乳液对水泥砂浆性能的影响。实验结果表明，当养护时间从28d增加到90d时，加入水性环氧树脂的水泥砂浆抗压强度、抗劈裂强度、弹性模量分别提高了21%、84%和190%。
2.水性环氧树脂改性油井水泥的研究现状
为了提高水泥环性能，科研工作者们提出使用水性环氧树脂与油井水泥复合
使用，来增强水泥环的性能。岳蕾等研究了不同种类环氧树脂乳液对水泥石综合性能的影响。结果表明，环氧树脂乳液可以减小孔隙率，提高水泥石的抗腐蚀性；树脂加量在20%范围内时，环氧树脂水泥石的强度随加量的增加而略有提升，弹性模量随加量的增加而不断减小。刘昱亮等研究了水性环氧树脂和树脂固化剂的加入对油井水泥石力学性能的影响，实验结果表明，60%水性环氧树脂占比的树脂水泥石，其28d的抗压强度相较于油井水泥石提高了47%，28d抗拉强度提高了98%，弹性模量降低了76.5%。Tang等研究了水性环氧树脂乳液对油井水泥浆物理性能的影响。结果表明，与未改性的水泥浆相比，添加水性环氧树脂不会改变其流变行为。其中水性环氧树脂加量为10%的改性水泥浆，在24h时剪切强度提高了近52%。
四、结语与展望
1.水性环氧树脂改性水泥基材料成本较高，在工程应用时，结合实际情况，针对不同的应用场合，选出性价比高的树脂体系。
2.水性环氧树脂制备方法多，产品质量差别较大，建立统一标准的测试方法及产品标准具有重要意义。对于不同聚合物改性不同水泥基材料的作用机理还需要进一步的探索，对于建立理论模型，材料性能设计及工艺优化具有指导作用。
参考文献
[1]衡艳阳,赵文杰.聚合物改性水泥基材料的研究进展[J].硅酸盐通报,2014(02):141-147.
[2]黄展魏,陈伟,李秋,等.水性环氧树脂改性水泥砂浆力学性能及微观结构[J].硅酸盐通报,2017,36(08):2530-2535+2540.
