水泥基材料是一種非均質、多孔、多相的無機脆性材料，具有抗折強度低、韌性差和耐久性差的特點，這些限制了其發展和應用。水性環氧樹脂則因其較大的相對分子質量、良好的可塑性和高彈性而備受關注，它能夠被應用于水泥基材料中。
自1920年起，人們開始探討聚合物改性水泥基材料的概念，這種材料由無機膠凝材料、集料和高分子聚合物結合而成[6]。1923年，Creson獲得了首個關于聚合物改性水泥基材料的專利，內容涉及水泥填充天然橡膠膠乳改性道路材料[7]。到了20世紀50年代，許多國家開始認識到聚合物改性水泥基材料的性能優勢，并開始積極研究各種類型的聚合物改性水泥基材料。
聚合物，作為一種高分子材料，根據分子鏈運動的不同狀態，可以分為熱固性和熱塑性聚合物[6]。熱固性聚合物具有高分子間交聯程度，能形成三維網絡結構，因此具有剛性強、脆性大的特點；而熱塑性聚合物分子間交聯程度較低，分子內旋容易，因此具有較好的柔性，是聚合物改性水泥基材料中常用的一種材料。
聚合物顆粒可以在水化和未水化的水泥顆粒表面形成一層口袋狀的膜。如果聚合物成膜溫度高于養護溫度，聚合物顆粒不能形成連續的膜，但可以形成分散的堆積膜。這種堆積膜可以提高混凝土和砂漿的強度和剛度，但由于其不連續性，不能提高水泥基材料的抗滲性和抗硫酸鹽侵蝕能力。在水泥水化反應早期，堆積膜可以部分延遲水泥顆粒的水化，在稍后的階段，水化反應繼續進行，毛細管中的堆積膜部分聯接，聚合物和水化產物交織纏繞在一起。
Ohama模型中提到，聚合物成膜發生在水化反應之后，存在水化產物之間和過渡區環氧樹脂聚合是雙分子反應，即環氧樹脂中的氫原子打開環氧乙烷環。環氧樹脂網絡結構通過前驅體的官能團之間的支化和交聯反應形成，例如雙官能團的環氧化物與三個官能團的環氧化物反應形成熱固性的環氧化物。通過微量熱法研究了環氧樹脂對水泥早期水化階段放熱的影響。研究表明，環氧樹脂改性水泥漿中水化產物的類型和數量與環氧樹脂摻量有關，TG和DSC曲線分析表明氫氧化鈣量與水泥漿中環氧樹脂摻量呈反比。
新拌混凝土的坍落度值隨著水性環氧樹脂摻量的增加而增大，水性環氧樹脂改善了新拌混凝土的工作性，有利于施工需求。采用快凍法研究水性環氧樹脂對高性能混凝土抗凍性的影響，水性環氧樹脂乳液顆粒可以填充在混凝土孔隙和毛細管中，阻礙水分進入混凝土，減少混凝土內可結冰的水，從而延緩混凝土的凍融破壞，提高混凝土的抗凍性。研究了不同環氧當量的水性環氧樹脂乳液對水泥砂漿的影響，發現水性環氧樹脂乳液具有引氣和減水的作用，并縮短凝結時間；乳液摻入水泥砂漿的攪拌方法和消泡劑的加入會影響乳液的引氣效果。摻入兩種水性環氧樹脂乳液的砂漿早期的力學強度要低于空白水泥砂漿，但后期強度增長較快；研究了三種養護制度對水性環氧樹脂改性砂漿強度的影響，并提出了最佳的養護制度。
研究了雙摻環氧樹脂乳液和粉煤灰對水泥砂漿性能的影響。結果表明，環氧樹脂乳液具有引氣和減水的雙重效果，環氧樹脂乳液改性砂漿的吸水率和收縮率低于空白水泥砂漿；隨著環氧樹脂摻量的增加，環氧樹脂改性水泥砂漿的抗壓強度單調遞減，抗折強度先增加后降低，在摻量為9%時，抗折強度達到最大值；并研究了養護制度對環氧樹脂乳液改性水泥砂漿力學性能的影響。通過粘結強度試驗，研究了環氧樹脂摻量和不同界面對環氧樹脂乳液改性水泥砂漿粘結強度的影響，環氧樹脂乳液可以改善水泥砂漿的粘結強度，網狀界面要明顯優于直接斷面。
通過自由基共聚的方法制備了水性環氧樹脂乳液，并將其加入混凝土中制備了水性環氧樹脂乳液改性混凝土，研究了低聚灰比時，養護條件和有無固化劑對水性環氧樹脂乳液改性混凝土的影響。結果表明，采用混合養護制度，有利于水性環氧樹脂改性混凝土的性能；當聚灰比較低時，水泥水化反應過程中會有氫氧根離子生成，氫氧根離子可以起到使水性環氧樹脂固化成膜的固化劑的作用；XRD衍射圖譜和DSC曲線表明水性環氧樹脂乳液可以延緩水泥水化；當聚灰比為0.02時，水性環氧樹脂乳液改性混凝土的力學性能最優且吸水率最低。
