岩爆是一种地质灾害，严重威胁着施工人员及施工设备的安全。目前用于防岩爆的材料多为普通的喷射砂浆或喷射混凝土，普通的砂浆或混凝土存在着脆性大、抗折强度低、孔隙率大、耐久性差等诸多缺点，用作防岩爆材料会出现脱落、开裂等不良现象，因此，研究一种高性能的防岩爆材料对于地铁、隧道、矿井等地下工程的顺利进行有着重要的意义。本文旨在研究一种抗折强度高、粘结强度高、柔韧性好的高性能砂浆材料以应用于防岩爆工程。本文主要利用聚合物乳液和聚合物纤维对水泥砂浆进行改性，在此基础上继续研究了砂粒级配、灰砂比、外加剂等因素对防岩爆砂浆材料性能的影响。首先研究了苯丙乳液和丙烯酸乳液的掺量对硫铝酸盐水泥砂浆凝结时间、抗折强度、抗压强度、粘结性、柔韧性和总孔隙率的影响。结果表明：两种乳液在水泥砂浆中最佳掺量均为12%；随着乳液掺量的增加，硫铝酸盐水泥砂浆的抗折强度出现先增加后减小的趋势，抗压强度出现下降的趋势；苯丙乳液和丙烯酸乳液的掺加均能增强砂浆的韧性，提高砂浆的粘结性，降低砂浆的总孔隙率；两种乳液的掺加均延长了硫铝酸盐水泥的凝结时间，通过XRD、SEM等微观分析表明，聚合物乳液的加入延缓了硫铝酸盐水泥的水化进程；丙烯酸乳液属于反应型乳液，对硫铝酸盐水泥的改性效果要优于苯丙乳液。研究了聚丙烯纤维和聚乙烯醇纤维对硫铝酸盐水泥砂浆抗折强度、抗压强度和韧性的影响。结果表明：纤维增强砂浆的抗折强度和抗压强度随纤维掺量的增加均出现先增加后减小的趋势，PP纤维和PVA纤维在水泥砂浆的最佳掺量均为1.6kg/m³；纤维的掺加可使硫铝酸盐水泥砂浆的抗折强度提高10²0%，两种纤维的掺加均能明显增强砂浆的韧性；由于两种纤维表面分子所带基团极性的差异，PVA纤维对砂浆的增强效果要好于PP纤维。研究了聚合物乳液改性砂浆的养护制度对砂浆强度的影响，并研究了纤维的掺加工艺对纤维增强砂浆强度的影响。结果表明：对于聚合物乳液改性砂浆而言，前期湿养后期干养的养护制度可进一步增强改性砂浆的力学性能。纤维的掺加工艺对增强砂浆的强度有明显的影响，在设定两种掺加工艺中，掺加工艺（Ⅰ）效果较好，即先将纤维与水泥和砂混合搅拌一段时间后再加水搅拌。在已得实验结论的基础上，研究了丙烯酸乳液与聚乙烯醇纤维复合掺加对改性砂浆强度的影响。结果表明：乳液与纤维复合掺加的效果要好于其各自单独掺加的效果，复合掺加的最佳配比为：ACE12%+PVA1.6kg/m³。纤维在水泥基体中具有搭接裂缝、分散应力的作用，而SEM照片显示乳液的掺加增强了纤维与水泥的粘结性能，通过乳液与纤维的共同作用，砂浆的力学性能得到进一步加强。在确定了乳液与纤维掺加的最佳种类及掺量的前提下，本文进一步研究了砂的级配、灰砂比、矿物掺合料、外加剂等因素对防岩爆材料强度及粘结性能的影响，结果表明：砂的级配、灰砂比、早强剂种类、减水剂、矿物掺合料、速凝剂等对防岩爆砂浆材料力学性能及耐久性能均有很大的影响。经过具体实验确定防岩爆材料中最佳的砂粒级配为：粗砂:细砂=1:0.8；最佳的灰砂比为：1:1；早强剂选择CaO，掺量为2%；速凝剂选择Li₂CO₃，掺量为0.04%，高效减水剂选用FDN减水剂（萘系），掺量为1.5%。硅灰和超细矿粉的掺加均能增加防岩爆砂浆的需水量，降低砂浆的强度及粘结抗折强度，与硅灰相比，超细矿粉对防岩爆砂浆的力学性能影响较小。最后，本文制备的防岩爆材料的最优配比为（占水泥质量分数）：丙烯酸乳液12%、聚乙烯醇纤维1.6kg/m³、FDN高效减水剂1.5%、碳酸锂0.04%、氧化钙2%、磷酸三丁酯0.5%、灰砂比1:1、水灰比0.25，水泥为硫铝酸盐水泥。通过已得实验结论及几个实验实例数据，制备的高抗折防岩爆喷射砂浆材料的抗折强度较普通砂浆提高了80⁹0%，粘结抗折强度提高了50%左右。