传统水泥砂浆保水性、黏聚性差,导致砂浆的收缩性大,抹面易开裂,施工性能差。加入一定量的橡胶粉,虽然在一定程度上降低水泥砂浆的强度,但是其抗裂性能得到大幅提升,同时有效利用了废旧橡胶。研究了橡胶粒径、掺量对水泥砂浆强度、抗裂性能的影响,结果表明,橡胶粒径对水泥砂浆的影响起伏较大;一定范围内,橡胶掺量越大,水泥砂浆的抗压、抗折强度下降越大,但抗裂性能越强。

将不同比例的碳纳米管掺入水泥砂浆,制备了六组水泥砂浆复合材料试件,分析了不同龄期下不同掺量的碳纳米管分散液对水泥砂浆力学性能的影响。研究结果表明:少量碳纳米管的掺入,会使水泥砂浆的力学性能提高,但是掺量过高时反而会有所下降。碳纳米管对水泥砂浆早期的力学性能提高较大,当水灰比为0.50时,碳纳米管的掺加量存在一个最优值。

针对目前因水泥细度过细而导致水泥基材料容易出现干缩裂缝问题,采用聚丙烯纤维与水泥熟料粒子复掺,并通过L9（34）正交试验研究熟料粒子水泥对聚丙烯纤维砂浆收缩性能的影响。结果表明,复掺熟料粒子和聚丙烯纤维的砂浆收缩率εt与收缩龄期t之间符合εt=α1·exp（-t/α2）＋β0的指数函数关系,且在显著性水平α=0.01下其相关性显著;纤维掺量对砂浆收缩影响最大,熟料粒子掺量次之,粒子粗细第三,纤维长度最小;熟料粒子粒径介于0.315~2.5mm之间且其掺量为20%,纤维掺量为0.3%,纤维长度为12mm时,砂浆的收缩最小,体积稳定性最优。

为研究麻布纤维对水泥砂浆裂缝扩展的控制效果及实用性,通过试验并结合ANSYS软件模拟,研究了麻布纤维对水泥砂浆裂纹扩展与强度的影响。结果表明:适量麻布纤维对提高水泥浆体的强度及控制裂缝的发展效果显著,具有实际应用价值;不同的麻布纤维掺量对水泥砂浆强度和裂缝的影响效果不同。

研究了不同粉煤灰和矿粉掺量下水泥砂浆试件的力学强度发展过程，并对标养28d后该砂浆在恒温变湿条件下的质量损失、线性收缩率等进行了研究。结果表明，本试验条件下，在RH（100％～80％）湿度变化区间，随着湿度降低各试件质量损失率由大到小为1〉2〉3—3〉3—2〉3—1〉0。各试件的线性收缩率基本呈现快速收缩RH（100％～50％）和相对平衡RH（50％～35％）两个阶段。RH（100％～50％）湿度变化区间随着湿度降低各试件线性收缩率与其质量损失率大小顺序一致。

选择工业废弃料钢屑和铁砂作为屏蔽介质,掺入到水泥材料中制得水泥基复合屏蔽材料,研究其屏蔽效能和导电性能。结果表明,钢屑水泥基复合材料的导电性能和电磁屏蔽效能会随着钢屑含量的增加而显著增加,在0.3~3GHz频率范围内屏蔽效能最大达到35.65dB,电阻率仅为34.43,另外,水泥基复合材料的厚度对其电磁屏蔽效能影响较大,随着厚度增加其屏蔽效能显著增加。

研究了掺入废旧橡胶颗粒及废旧聚氨酯颗粒的改性水泥砂浆的机械性能和导热系数。以体积比0,10%和30%的废旧橡胶颗粒及废旧聚氨酯颗粒代替石英砂配制出几种改性砂浆,通过试验检测了橡胶颗粒及聚氨酯颗粒掺合物对新拌砂浆的质量、抗压强度、抗弯强度和导热性能的影响,并通过掺加石灰石粉末作为填料得到最优化的改性砂浆配比。结果表明,掺入橡胶颗粒及聚氨酯颗粒降低了材料的单位重量和导热系数,同时增强了隔热性能。

利用羧甲基纤维素钠、对苯乙烯磺酸钠以及甲基丙烯酸丁酯在水介质中用过硫酸钾为引发剂,合成羧甲基纤维素钠接枝对苯乙烯磺酸钠/甲基丙烯酸丁酯(CMC-g-PSS/PBMA)乳液。将乳液提纯提取出共聚物,共聚物采用傅丽叶红外光谱进行表征;用扫描电镜对水泥砂浆进行微观形貌观察。结果表明,在减水20%的条件下,当CMC-g-PSS/PBMA的掺量为1.5%时,对水泥砂浆抗压性能的改性最为显著;当掺量为2.5%时,对水泥砂浆抗折性能的改性最为显著;为了取得抗压性能和抗折性能均提升的试样,可向聚合物掺量为1.5%的试样中添加木质素磺酸钠增加乳液分散性,并用消泡剂磷酸三丁酯控制水泥砂浆的引气量,取得了显著的效果。

在固定水灰比为0.4条件下,对比了玻璃纤维、聚乙烯醇乳液单掺与复掺时对水泥砂浆抗折、抗压强度的影响,同时研究了复掺情况下玻璃纤维的表面状况及其耐碱腐蚀能力。结果表明,玻璃纤维与聚合物乳液复掺时,水泥砂浆的抗压强度和抗折强度较聚合物单掺都有小幅度增加,在纤维掺量为水泥质量的1.0%、聚灰比为7.5%时,玻璃纤维聚合物水泥砂浆的柔性最大,纤维-聚合物复掺能够使其性能得到进一步改善,效果优于两者的单掺效果。通过耐碱性试验及扫描电镜分析探讨了玻璃纤维与聚合物乳液复掺时对纤维耐碱性能的影响,结果表明,两者复掺可有效填充水泥基材料内部的宏观与微观缺陷,提高界面过渡区的密实程度。

通过裂缝测宽仪分析讨论了Na Cl、Na_2CO_3和Na_2SO_4三种盐溶液环境对不同宽度的水泥砂浆裂缝自修复效果的影响,并研究了水泥砂浆试样在上述不同盐环境下的修复前后强度变化。结果表明,在Na Cl和Na_2SO_4溶液中,随着溶液浓度(0、0.5%、1.0%、2.0%)的升高,裂缝自修复能力呈现出先升高后降低的趋势,并且当溶液浓度为0.5%时,可以修复裂缝为0.02mm的宽度;在Na_2CO_3溶液中,随着溶液浓度的升高(0、0.5%、1.0%、2.0%),裂缝自修复效果有升高的趋势,并且当Na_2CO_3溶液浓度为2.0%时,可以修复裂缝为0.02mm的宽度;裂缝自修复的主要原因是未水化水泥颗粒的继续水化,同时溶液中不同离子与水泥水化产物反应的生成物也可以促进裂缝修复。