1 前言
微膠囊法是环氧目前最有希望實現水泥基材料微裂縫自修複的方法,環氧樹脂因其穩定性好且不與水泥基體發生化學反應的树脂水泥特點而常被用作自修複微膠囊芯材,探明環氧樹脂修複水泥基材料微裂縫的修复滲透行為及機理具有重要意義。
研究表明不同流體在水泥基材料的基材滲透主要為毛細作用。研究表明裂縫寬度和連通性是料微裂缝理影響混凝土滲透性的主要因素。研究了混凝土微裂紋的透机滲透性與溫度和裂紋寬度有關,溫度升高,环氧滲透性增大。树脂水泥研究了環氧樹脂的修复潤濕與黏附作用,證明升高溫度、基材降低樹脂黏度可有效改善環氧樹脂的料微裂缝理浸潤特性,有利於環氧樹脂與材料的透机潤濕作用。研究了水分子在水泥基材料的环氧毛細運輸機製。目前許多學者對自修複微膠囊的树脂水泥製備及修複效果進行了大量研究,但對微膠囊芯材修複水泥基材料微裂縫的修复滲透行為及機理鮮見報道。
本文采用光學接觸角測量儀測量環氧樹脂接觸角及表麵張力,采用 ESEM 觀察環氧樹脂在水泥基材料裂縫表麵潤濕效果。利用潤濕行為和毛細作用揭示了環氧樹脂在水泥基材料微裂縫的滲透行為及機理,研究了溫度、裂縫寬度、環氧樹脂種類等因素對滲透能力的影響。
2 原材料與試驗方法
2.1 原材料及儀器
環氧樹脂 E-51(工業純),環氧當量 184~195g/mol,環氧樹脂 E-44(工業純),環氧當量 210~230g/mol,山東優索化工科技有限公司產。熒光素鈉(Fluorescein Sodium,FS),上海阿拉丁生化科技有限公司產。P·O 42.5 水泥,江西贛州海螺水泥有限公司產。 KRUSS DSA100 光學接觸角測量儀,德國 KRUSS 公司產。MCR302 旋轉流變儀,奧地利 Anton paar 公司產。LSM800 激光掃描共聚焦顯微鏡,Zeiss 光學儀器國際貿易有限公司產。Quanta200F 環境掃描電子顯微鏡(ESEM),美國 FEI 公司產。
2.2 試驗方法
熒光環氧樹脂修複劑的製備:將 0.2g 熒光素鈉溶於微量水中與 50g 環氧樹脂充分攪拌混合,靜置 3h 去除內部氣泡製得熒光環氧樹脂(Fluorescent Epoxy Resin)。圖 1 為熒光素鈉染料在環氧樹脂內部分散圖:
光學接觸角測量:將環氧樹脂試樣滴落至水泥基試塊表麵,采用 DSA100 光學接觸角測量儀測量二者接觸角。采用懸滴法測量不同溫度下環氧樹脂表麵張力大小,並重複懸滴 3 次,取其平均值。使用自動升溫旋轉流變儀分別測量不同溫度下環氧樹脂動力粘度,單位為 mPa·S。
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