环氧树脂修复水泥基材料微裂缝的渗透机理（一）

1 前言

微胶囊法是目前最有希望实现水泥基材料微裂缝自修复的方法，环氧树脂因其稳定性好且不与水泥基体发生化学反应的特点而常被用作自修复微胶囊芯材，探明环氧树脂修复水泥基材料微裂缝的渗透行为及机理具有重要意义。

研究表明不同流体在水泥基材料的渗透主要为毛细作用。研究表明裂缝宽度和连通性是影响混凝土渗透性的主要因素。研究了混凝土微裂纹的渗透性与温度和裂纹宽度有关，温度升高，渗透性增大。研究了环氧树脂的润湿与黏附作用，证明升高温度、降低树脂黏度可有效改善环氧树脂的浸润特性，有利于环氧树脂与材料的润湿作用。研究了水分子在水泥基材料的毛细运输机制。目前许多学者对自修复微胶囊的制备及修复效果进行了大量研究，但对微胶囊芯材修复水泥基材料微裂缝的渗透行为及机理鲜见报道。

本文采用光学接触角测量仪测量环氧树脂接触角及表面张力，采用 ESEM 观察环氧树脂在水泥基材料裂缝表面润湿效果。利用润湿行为和毛细作用揭示了环氧树脂在水泥基材料微裂缝的渗透行为及机理，研究了温度、裂缝宽度、环氧树脂种类等因素对渗透能力的影响。

2 原材料与试验方法 

2.1 原材料及仪器

 环氧树脂 E-51（工业纯），环氧当量 184～195g/mol，环氧树脂 E-44（工业纯），环氧当量 210～230g/mol，山东优索化工科技有限公司产。荧光素钠（Fluorescein Sodium，FS），上海阿拉丁生化科技有限公司产。P·O 42.5 水泥，江西赣州海螺水泥有限公司产。 KRUSS DSA100 光学接触角测量仪，德国 KRUSS 公司产。MCR302 旋转流变仪，奥地利 Anton paar 公司产。LSM800 激光扫描共聚焦显微镜，Zeiss 光学仪器国际贸易有限公司产。Quanta200F 环境扫描电子显微镜（ESEM），美国 FEI 公司产。

2.2 试验方法

 荧光环氧树脂修复剂的制备：将 0.2g 荧光素钠溶于微量水中与 50g 环氧树脂充分搅拌混合，静置 3h 去除内部气泡制得荧光环氧树脂（Fluorescent Epoxy Resin)。图 1 为荧光素钠染料在环氧树脂内部分散图：

光学接触角测量：将环氧树脂试样滴落至水泥基试块表面，采用 DSA100 光学接触角测量仪测量二者接触角。采用悬滴法测量不同温度下环氧树脂表面张力大小，并重复悬滴 3 次，取其平均值。使用自动升温旋转流变仪分别测量不同温度下环氧树脂动力粘度，单位为 mPa·S。

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