CN111363077A - 一种聚合物水泥基材料及其制备方法与应用 - Google Patents

一种聚合物水泥基材料及其制备方法与应用 Download PDF

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Abstract

本发明提供了一种聚合物水泥基材料及其制备方法与应用，属于建筑材料技术领域。其制备方法包括：将引发体系与丙烯酸盐单体的混合溶液与水泥基材料混合并使所述丙烯酸盐单体在所述水泥基材料中进行原位聚合，形成交织于水泥水化产物的另一网络，得到原位聚合的聚合物水泥基材料。此方法操作简单、方便，通过在水泥基体系中进行丙烯酸盐单体的原位聚合，从而保证聚合物基水泥两个网络之间的相容性，得到具有互贯交织网络特征的聚合物水泥基材料。上述聚合物水泥基材料在不影响抗压强度的同时具有较高的抗折强度，凝结时间可调节。上述聚合物水泥基材料可用于3D打印、大坝建设、墙体板材或混凝土路面板等的制作。

Description

一种聚合物水泥基材料及其制备方法与应用
技术领域
本发明涉及建筑材料技术领域，具体而言，涉及一种聚合物水泥基材料及其制备方法与应用。
背景技术
水泥/水泥基材料作为基础建设工程中不可或缺的胶凝材料而得到广泛的应用，但因其本身存在致命缺陷，水泥基体易开裂，造成耐久性下降，服役寿命缩短。近年来，如何提高水泥基材料抗折强度成为水泥/水泥基领域研究热点之一。
通过引入一些高韧性，高抗折的材料成为提高水泥基材料抗折强度的方法之一。其中用纤维增强水泥基材料性能成为学术界和工业界最常使用的方法之一，包括有天然纤维和人造纤维。例如，Shah,S.P.(Mater.Res.Soc.Symp.Proc.,211(1990)3-13)将聚丙烯纤维添加到水泥基材料中去提高水泥基韧性，从而可以控制开裂情况。工程水泥基复合材料(ECC)则是另一个基于水泥基纤维复合而研发的一种新型高抗折高韧性的防开裂材料。但在水泥基材料中添加纤维，纤维的分散则成为一个需要考虑和解决的问题，如若分散不好，则会削弱机械性能。
除添加纤维外，由于聚合物通常也具有高韧性，也常被用来作为添加材料来增强水泥基材料的抗折性能。宏观无缺陷水泥即是将聚合物加入到水泥基材料的新型水泥制品，其是在1979年由英国牛津大学与帝国大学合作研发出来的。但因制备过程较为复杂，其需要配合各种工艺并进行养护，没有得到大规模应用。除此之外，通过用环氧树脂直接取代水泥作为胶凝材料或将浇制并养护好的混凝土构件在聚合物液体中浸渍或直接添加聚合物搅拌的方法也是提高水泥基抗折强度较为常用的方法。但前两种方法成本过高再加上工艺复杂，很难大面积推广。J.J.Assaad(Construction and Building Materials,163(2018)139-148)报道的添加了丁苯橡胶和聚乙烯醇两种聚合物的预拌水泥属于第三种方法，其在抗折强度上取得了很大的提高，但却因此牺牲了抗压强度。
鉴于此，特提出本申请。
发明内容
本发明的第一目的包括提供一种聚合物水泥基材料的制备方法，该方法操作简单、方便，通过在水泥基体系中进行丙烯酸盐单体的原位聚合，从而保证聚合物基水泥两个网络之间的相容性，得到具有互贯交织网络特征的聚合物水泥基材料。
本发明的第二目的包括提供一种由上述制备方法制备而得的聚合物水泥基材料，该聚合物水泥基材料在不影响抗压强度的同时具有较高的抗折强度，凝结时间可调节。
本发明的第三目的包括提供一种上述聚合物水泥基材料的应用，例如可用于3D打印、大坝建设、墙体板材或混凝土路面板等的制作。
本发明解决其技术问题是采用以下技术方案来实现的：
本发明提出一种聚合物水泥基材料的制备方法，包括以下步骤：将引发体系与丙烯酸盐单体的混合溶液与水泥基材料混合并使丙烯酸盐单体在水泥基材料中进行原位聚合，形成交织于水泥水化产物的另一网络，得到原位聚合的聚合物水泥基材料。
在一些实施方式中，聚合物水泥基材料中丙烯酸盐聚合物的含量为水泥基材料的2-10wt％。
在一些实施方式中，引发体系包括引发剂。
在一些实施方式中，引发剂包括过硫酸盐，如包括过硫酸钾、过硫酸钠及过硫酸铵中的至少一种。
在一些实施方式中，引发剂的用量为丙烯酸盐单体的1-5wt％。
在一些实施方式中，引发体系还包括助引发剂。
在一些实施方式中，助引发剂包括亚硫酸盐和/或亚硫酸氢盐，如包括亚硫酸钠和亚硫酸氢钠中的至少一种。
在一些实施方式中，助引发剂的用量为丙烯酸盐单体的0.5-2.5wt％。
在一些实施方式中，引发体系还包括交联剂。
在一些实施方式中，交联剂包括分子结构具有至少两个不饱和双键的化合物，如包括二乙烯基苯和二异氰酸酯和N,N-亚甲基双丙烯酰胺中的至少一种。
在一些实施方式中，交联剂的用量为丙烯酸盐单体的0.01-0.1wt％。
在一些实施方式中，丙烯酸盐单体以丙烯酸盐单体溶液的形式与引发体系混合，丙烯酸盐单体溶液的制备包括：将丙烯酸单体与碱溶液混合。
在一些实施方式中，于10-35℃的碱溶液中加入丙烯酸单体。
在一些实施方式中，丙烯酸单体与碱溶液按摩尔质量为1:1混合。
在一些实施方式中，碱溶液包括氢氧化钠溶液。
在一些实施方式中，氢氧化钠溶液是将氢氧化钠固体或氢氧化钠粉末与水混合，水与水泥基材料的重量比为0.2-0.5:1。
在一些实施方式中，于0-5℃的条件下将丙烯酸盐单体溶液与引发体系混合。
在一些实施方式中，于冰水混合物中将丙烯酸盐单体溶液与引发体系混合，随后与水泥基材料混合以通过水泥水化使混合体系温度升高并发生原位聚合。
在一些实施方式中，于冰水混合物中依次加入丙烯酸盐单体溶液和引发体系。
在一些实施方式中，水泥基材料为干拌后所得的水泥基干拌料。
在一些实施方式中，水泥基材料含有50-100wt％的水泥和0-50wt％的其他火山灰材料。
在一些实施方式中，水泥的规格包括325、425或525。
在一些实施方式中，其他火山灰材料包括高炉矿渣粉、粉煤灰及硅灰中的至少一种。
此外，本发明还提出一种聚合物水泥基材料，其由上述制备方法制备而得。
在一些实施方式中，该聚合物水泥基材料具有聚丙烯酸盐与水泥基材料的互贯交织双网络。
上述互贯交织双网络以水泥基材料为基体材料，以聚丙烯酸盐网络为交织网络。
在一些实施方式中，上述聚合物水泥基材料的抗折强度为7-12MPa，聚合物水泥基材料的抗压强度>52.5MPa。
此外，本发明还提出了一种上述聚合物水泥基材料的应用，例如可用于3D打印、大坝建设、墙体板材或混凝土路面板等的制作。
本申请提供的聚合物水泥基材料及其制备方法与应用的有益效果包括：
通过在水泥基体系中进行丙烯酸盐单体的原位聚合，从而保证聚合物基水泥两个网络之间具有良好的相容性，得到具有互贯交织双网络(聚合物-水泥基)特征的聚合物水泥基材料，能够在不降低抗压强度的情况下，大幅度提高水泥基本身的抗折强度并大幅缩短凝结时间。
此外，本申请提出的原位聚合的聚合物水泥基材料中使用的聚合物材料单体原料广泛且生成的聚合物无毒无害。原位聚合的聚合物水泥基材料初凝时间较短且层间粘结性能好，可广泛应用于建筑3D打印技术中。原位聚合的聚合物水泥基材料因所生成的聚合物具有吸水性，因此在空气中养护也能获得较好的机械性能。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施方式的技术方案，下面将对实施方式中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。
图1为传统聚合物水泥基材料的结构网络图；
图2为本申请的原位聚合的聚合物水泥基材料的结构网络图；
图3为试验例1中净水泥基浆料的浸没性能结果图；
图4为试验例1中原位聚合聚合物水泥基材料的浸没性能结果图；
图5为试验例2中净水泥基浆料养护条件对抗压强度的影响图；
图6为试验例2中原位聚合聚合物水泥基材料养护条件对抗压强度的影响图；
图7为试验例3中净水泥基浆料与原位聚合聚合物水泥基材料的抗折性能对比图；
图8为试验例4中净水泥基浆料与原位聚合聚合物水泥基材料经28天养护后的红外对比图；
图9为试验例4中聚合物水泥基材料的扫描电镜图。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。实施例中未注明具体条件者，按照常规条件或制造商建议的条件进行。所用试剂或仪器未注明生产厂商者，均为可以通过市售购买获得的常规产品。
下面对本申请提供的聚合物水泥基材料及其制备方法与应用进行具体说明。
发明人发现现有的聚合物水泥基材料采用直接添加聚合物颗粒制备，使得二者相容性不好，不仅在韧性提高方面不明显，而且降低了水泥基材料的抗压强度。
鉴于此，本申请提出一种新的聚合物水泥基材料的制备方法，其包括以下步骤：将引发体系与丙烯酸盐单体的混合溶液与水泥基材料混合并使丙烯酸盐单体在水泥基材料中进行原位聚合，得到原位聚合的聚合物水泥基材料。
该方法创新性地利用特定的单体原位聚合的方法将丙烯酸盐聚合物添加到水泥基材料中去，保证了两者(丙烯酸盐聚合物与水泥基材料)网络的兼容性，在不降低抗压强度的情况下，使得水泥基本身的抗折强度大幅提高，并大幅缩短凝结时间。
作为可选范围，聚合物水泥基材料中丙烯酸盐聚合物的含量可以为水泥基材料的2-10wt％，如2wt％、3wt％、4wt％、5wt％、6wt％、7wt％、8wt％、9wt％或10wt％等，也可以为2-10wt％范围内的其它任一用量值。
本申请中引发体系可包括引发剂。引发剂用于引发单体进行聚合反应。作为可选地，其可包括过硫酸盐类物质，如过硫酸铵，此外，还可以包括过硫酸钾和/或过硫酸钠等。
可参考地，引发剂的用量可以为丙烯酸盐单体的1-5wt％，如1wt％、2wt％、3wt％、4wt％或5wt％，也可以为1-5wt％范围内的其它任一用量值。
进一步地，引发体系还可包括助引发剂。助引发剂用于帮助聚合反应过程顺利进行，并改善聚合反应速率。作为可选地，其可包括亚硫酸盐类，如亚硫酸钠，此外，还可包括亚硫酸氢盐类，如亚硫酸氢钠。若引发体系中不含助引发剂，反应进程变的相对难及速率可能降低。
可参考地，助引发剂的用量可以为丙烯酸盐单体的0.5-2.5wt％，如0.5wt％、1wt％、1.5wt％、2wt％或2.5wt％，也可以为0.5-2.5wt％范围内的其它任一用量值。
进一步地，引发体系还可包括交联剂。交联剂用于在聚合物分子链之间形成桥键，使得聚合物有更好的性能，如更耐热，机械强度更好等。作为可选地，其可包括分子结构具有至少两个不饱和双键的化合物，如N-N’-亚甲基双丙烯酰胺，此外，还可包括二乙烯基苯和二异氰酸酯等。可参考地，交联剂的用量可以为丙烯酸盐单体的0.01-0.1wt％，如0.01wt％、0.05wt％、0.08wt％或0.1wt％，也可以为0.01-0.1wt％范围内的其它任一用量值。
上述原位聚合过程涉及的化学反应对应的化学方程式包括：
Figure BDA0002444369510000091
本申请中，丙烯酸盐单体主要以丙烯酸盐单体溶液的形式与引发体系混合。丙烯酸盐单体溶液的制备可参照以下方式进行：将丙烯酸单体与碱溶液混合。
在一些实施方式中，于室温(10-35℃)的碱溶液中加入丙烯酸单体。因酸碱中和反应会放热，单体最终需保存在较低温度下，温度过高使得冷却时间较长，故优选在室温条件下将碱溶液加入至丙烯酸单体中。
在一些实施方式中，丙烯酸单体与碱溶液可以按摩尔质量为1:1(等摩尔质量)混合，从而使得酸碱完全中和。
作为可选地，上述碱溶液为氢氧化钠溶液。可参考地，氢氧化钠溶液是将氢氧化钠固体或氢氧化钠粉末与水混合，其中，水与水泥基材料的重量比(简称水灰比，下同)为0.2-0.5:1，如0.2:1、0.3:1、0.4:1或0.5:1等。将水与水泥基材料以该重量比配合，过低水灰比不能保证水泥水化有足够的水，过高水灰比使得凝结变的很慢。
具体地，上述操作可以是将一定质量的氢氧化钠固体或粉末逐步溶解在已计算好的用于拌制原位聚合物水泥基材料的水中，直至完全溶解并冷却至室温。随后在已经冷却的氢氧化钠溶液中加入等摩尔质量的丙烯酸，并搅拌直至反应完全进行，得到丙烯酸钠单体溶液。
进一步地，在一些实施方式中，于0-5℃的条件下(优选为冰水混合物中)将丙烯酸盐单体溶液与引发体系混合。例如，可以于冰水混合物中依次加入丙烯酸盐单体溶液和引发体系。具体的，可以是将丙烯酸盐单体溶液(如丙烯酸钠单体溶液)加入至0℃的冰水混合物中，随后加入引发剂、助引发剂以及交联剂，搅拌至完全溶解。
值得说明的是，本申请中之所以按上述顺序混合各物质，其原因在于：聚合反应速度和温度呈正关系，0℃的冰水混合物存在下，混合体系的温度较低，此时丙烯酸盐单体聚合反应速率极低，避免加入到水泥之前已经聚合。当其与水泥混合后，水泥水化放热，从而使混合体系的温度升高，当达到一定的温度条件后，丙烯酸盐单体即开始发生原位聚合。
可参照地，本申请所用的水泥基材料可以为干拌后所得的水泥基干拌料。也即是将待处理的水泥基材料(或含有砂或砂石)干拌直至混合均匀即得到水泥基干拌料。
其中，待处理的水泥基材料包括水泥以及以水泥浆体作为基体的复合材料，如净浆、砂浆或混凝土等。
在一些实施方式中，水泥基材料含有50-100wt％的水泥和0-50wt％的其他火山灰材料。其中，其他火山灰材料可包括高炉矿渣粉、粉煤灰及硅灰中的至少一种。水泥的规格可包括325、425或525。具体操作时，可以是将引发体系与丙烯酸盐单体溶液的混合溶液加入至上述水泥基干拌料中搅拌，直至均匀得到具有互贯交织双网络(丙烯酸盐聚合物-水泥基)特征的原位聚合的聚合物水泥基材料。
上述聚合物水泥基材料具有聚丙烯酸盐与水泥基材料的互贯交织双网络。该互贯交织双网络以水泥基材料为基体材料，以聚丙烯酸盐网络为交织网络。
该聚合物水泥基材料的抗折强度为7-12MPa，抗压强度>52.5MPa。在一些实施方式中，净水泥基材料的1.5-3倍。
承上，通过将丙烯酸钠单体和引发体系在零摄氏度配制成溶液后加入到水泥基材料(净浆、砂浆或混凝土等)中，制备得到具有互贯交织双网络特征的聚合物水泥基材料。可参照地，现有的传统聚合物水泥基材料结构网络如图1所示，本申请的原位聚合的聚合物水泥基材料结构网络如图2所示。其中，黑点代表水泥颗粒，曲线代表聚合物链。与现有的聚合物水泥基材料相比，本申请的原位聚合的聚合物水泥基材料的双网络结构具有互贯交织，相容性好等特性，使得聚合物水泥基材料韧性大幅度提高，在不影响抗压强度的情况下，提高抗折强度，且大幅缩短凝结时间。
此外，本申请提出的原位聚合的聚合物水泥基材料中使用的聚合物材料单体原料广泛且生成的聚合物无毒无害。原位聚合的聚合物水泥基材料初凝时间较短且层间粘结性能好，可广泛应用于建筑3D技术中。原位聚合的聚合物水泥基材料因所生成的聚合物具有吸水性，因此在空气中养护也能获得较好的机械性能。
故，上述聚合物水泥基材料可用于3D打印、大坝建设、墙体板材或混凝土路面板等的制作，具有良好的市场应用前景。
以下结合实施例对本发明的特征和性能作进一步的详细描述。
实施例1
本实施例提供一种原位聚合的聚合物水泥基材料制备：
(1)将氢氧化钠固体逐步溶解于水(用量为0.4的水灰比)中，直至完全溶解并冷却至室温。
(2)在上述冷却的氢氧化钠溶液中加入等摩尔质量的丙烯酸，并搅拌直至反应完全进行，得到丙烯酸钠单体溶液。
(3)将上述丙烯酸单体溶液置于0℃的冰水混合物中，并依次加入过硫酸铵(APS)、亚硫酸钠和N-N’-亚甲基双丙烯酰胺，并搅拌至完全溶解。其中，过硫酸铵的用量为丙烯酸单体的2.5wt％，亚硫酸钠的用量为丙烯酸单体的2.5wt％，N-N’-亚甲基双丙烯酰胺的用量为丙烯酸单体的0.1wt％。
(4)将水泥(525标号)、高炉矿渣粉以4:1质量比进行干拌直至混合均匀得到水泥基干拌料。
(5)将(3)制得引发体系与丙烯酸盐单体溶液的混合溶液加入到(4)对应的水泥基干拌料中并搅拌直至均匀，即得到具有互贯交织双网络(聚合物-水泥基)特征的原位聚合聚合物水泥基材料。
实施例2
本实施例提供一种原位聚合的聚合物水泥基材料制备：
(1)将氢氧化钠固体逐步溶解于水(用量为0.3的水灰比)中，直至完全溶解并冷却至室温。
(2)在上述冷却的氢氧化钠溶液中加入等摩尔质量的丙烯酸，并搅拌直至反应完全进行，得到丙烯酸钠单体溶液。
(3)将上述丙烯酸单体溶液置于0℃的冰水混合物中，并依次加入过硫酸钾、亚硫酸氢钠和N-N’-亚甲基双丙烯酰胺，并搅拌至完全溶解。其中，过硫酸钾的用量为丙烯酸单体的1wt％，亚硫酸钠的用量为丙烯酸单体的2wt％，N-N’-亚甲基双丙烯酰胺的用量为丙烯酸单体的0.05wt％。
(4)将(3)制得引发体系与丙烯酸盐单体溶液的混合溶液加入到对应的水泥干拌料中并搅拌直至均匀，即得到具有互贯交织双网络(聚合物-水泥基)特征的原位聚合聚合物水泥基材料。
试验例1
本试验例研究原位聚合的聚合物水泥基材料的浸没性能：
将水泥(525标号)和高炉矿渣粉以4:1质量比进行干拌直至混合均匀得到干拌料，并按照水胶比0.4加入水制备净水泥基浆料。待搅拌均匀后，分别从上述净水泥基浆料以及实施例1得到的原位聚合聚合物水泥基材料中取等量浆体(约15g)置于20毫米的立方体模具中，15分钟之后将其放入纯水中观察，其结果如图3和图4所示。
图3和图4显示：净水泥基材料在15分钟后完全溶解在水里；而聚合物水泥基材料仅部分溶解。说明聚合反应已发生。
试验例2
本试验例研究原位聚合的聚合物水泥基材料的养护条件：
将试验例1中净水泥基浆料和实施例1中原位聚合聚合物水泥基材料分别取等量浆料(约240g)，浇筑50*50*50毫米的立方体试件，再将试件置于空气中和水中分别进行养护，并测试其抗压性能，其结果如图5和图6所示。
图5和图6显示：净水泥基材料受养护环境影响较大；而聚合物水泥基材料几乎不受养护条件影响，因生成的聚合物具有一定的保水功能。
试验例3
本试验例研究原位聚合的聚合物水泥基材料的抗折性能：
将试验例1中净水泥基浆料和实施例1中原位聚合聚合物水泥基材料分别取等量浆料(约500g)，浇筑160*40*40毫米的长方体试件。拆模后置于水中养护28天之后，采用三点弯曲法比较两者抗折性能，其结果如图7所示。
图7显示：聚合物水泥基材料相比于净水泥基材料无论在抗折强度以及应变方面都有很大提高。
试验例4
本试验例研究原位聚合的聚合物水泥基材料的互贯交织双网络：
将试验例3中经过28天养护的试件破碎，并取几小块置于酒精中以停止水泥基材料的水化。3天后，取一小块于研钵中磨成粉，并用红外观察，其结果如图8所示。另取一小块，烘干，用扫描电子显微镜进行观察，SEM图见图9，其中右上角方框区域代表圆圈区域的放大图。
图8显示：聚合物水泥基材料相比于净水泥基材料有几个显著的波峰。证明聚合反应已经发生，但同时不完全；系统里既有单体，也有聚合物。
图9显示：聚合物水泥基材料形成了双网络结构，使得其在抗折强度以及应变方面都有很大提高。
综上所述，本申请提供的聚合物水泥基材料的制备方法操作简单、方便，通过在水泥基体系中进行丙烯酸盐单体的原位聚合，从而保证聚合物基水泥两个网络之间的相容性，得到具有互贯交织网络特征的聚合物水泥基材料。上述聚合物水泥基材料在不影响抗压强度的同时具有较高的抗折强度，凝结时间可调节。上述聚合物水泥基材料可用于3D打印、大坝建设、墙体板材或混凝土路面板等的制作。
以上所述仅为本发明的优选实施方式而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种聚合物水泥基材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
将引发体系与丙烯酸盐单体的混合溶液与水泥基材料混合并使丙烯酸盐单体在所述水泥基材料中进行原位聚合，得到原位聚合的聚合物水泥基材料。
2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述聚合物水泥基材料中丙烯酸盐聚合物的含量为所述水泥基材料的2-10wt％。
3.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述引发体系包括引发剂；
优选地，所述引发剂包括过硫酸盐；
优选地，所述引发剂包括过硫酸钾、过硫酸钠及过硫酸铵中的至少一种；
优选地，所述引发剂的用量为所述丙烯酸盐单体的1-5wt％。
4.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于，所述引发体系还包括助引发剂；
优选地，所述助引发剂包括亚硫酸盐和/或亚硫酸氢盐；
优选地，所述助引发剂包括亚硫酸钠和亚硫酸氢钠中的至少一种；
优选地，所述助引发剂的用量为所述丙烯酸盐单体的0.5-2.5wt％。
5.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于，所述引发体系还包括交联剂；
优选地，所述交联剂包括分子结构具有至少两个不饱和双键的化合物；
优选地，所述交联剂包括二乙烯基苯和二异氰酸酯和N,N-亚甲基双丙烯酰胺中的至少一种；
优选地，所述交联剂的用量为所述丙烯酸盐单体的0.01-0.1wt％。
6.根据权利要求1-5任一项所述的制备方法，其特征在于，所述丙烯酸盐单体以丙烯酸盐单体溶液的形式与所述引发体系混合，所述丙烯酸盐单体溶液的制备包括：
将丙烯酸单体与碱溶液混合；
优选地，于10-35℃的所述碱溶液中加入所述丙烯酸单体；
优选地，所述丙烯酸单体与所述碱溶液按摩尔质量为1:1混合；
优选地，所述碱溶液包括氢氧化钠溶液；
优选地，所述氢氧化钠溶液是将氢氧化钠固体或氢氧化钠粉末与水混合，水与所述水泥基材料的重量比为0.2-0.5:1。
7.根据权利要求6所述的制备方法，其特征在于，于0-5℃的条件下将所述丙烯酸盐单体溶液与所述引发体系混合；
优选地，于冰水混合物中将所述丙烯酸盐单体溶液与所述引发体系混合，随后与所述水泥基材料混合以通过水泥水化使混合体系温度升高并发生原位聚合；
优选地，于所述冰水混合物中依次加入所述丙烯酸盐单体溶液和所述引发体系。
8.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述水泥基材料为干拌后所得的水泥基干拌料；
优选地，所述水泥基材料含有50-100wt％的水泥和0-50wt％的其他火山灰材料；
优选地，所述水泥的规格包括325、425或525；
优选地，所述其他火山灰材料包括高炉矿渣粉、粉煤灰及硅灰中的至少一种。
9.一种聚合物水泥基材料，其特征在于，由如权利要求1-8任一项所述的制备方法制备而得；
优选地，所述聚合物水泥基材料具有聚丙烯酸盐与水泥基材料的互贯交织双网络；
优选地，所述互贯交织双网络以所述水泥基材料为基体材料，以聚丙烯酸盐网络为交织网络；
优选地，所述聚合物水泥基材料的抗折强度为7-12MPa，抗压强度>52.5MPa。
10.如权利要求9所述的聚合物水泥基材料的应用，其特征在于，所述聚合物水泥基材料用于3D打印、大坝建设、墙体板材或混凝土路面板的制作。
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