環(huán)氧樹脂修復水泥基材料離散微裂縫的滲透動力學研究

王信剛，李玉潔，周 鎮(zhèn)

(南昌大學建筑工程學院，南昌 330031)

0 引 言

水泥基材料自修復技術是當前材料領域研究熱點之一，其原理是在水泥基質內嵌入包含修復劑的微膠囊或玻璃纖維管，當材料破壞時微膠囊或玻璃纖維管發(fā)生破裂并將修復劑釋放到固體基質中，修復劑在毛細作用下流向微裂縫區(qū)域修復損傷部位[1-3]。環(huán)氧樹脂因其優(yōu)異的化學穩(wěn)定性和高粘結強度常被用作水泥基材料微裂縫的修復劑[4-5]。因此，測量和預測環(huán)氧樹脂修復劑在水泥基材料微裂縫的動態(tài)毛細滲透過程，定量評估環(huán)氧樹脂修復劑在水泥基材料微裂縫內的毛細滲透能力，對未來設計更有效的裂縫自愈系統具有重要意義。

本文采用光學接觸角測量儀測量了FS/E-51環(huán)氧樹脂與水泥基材料裂縫表面的接觸角及表面張力，采用自動升溫旋轉流變儀測量了FS/E-51環(huán)氧樹脂動力粘度。考慮修復劑自身重力和粘性力影響，推導了FS/E-51環(huán)氧樹脂在水泥基材料微裂縫內動態(tài)滲透方程，并將其與經典L-W方程進行比較。探究了不同裂縫寬度對FS/E-51環(huán)氧樹脂動態(tài)滲透的影響，對FS/E-51環(huán)氧樹脂修復劑在水泥基材料微裂縫內毛細滲透過程進行了量化和模擬。

1 理論背景

水泥基材料內微裂縫分布一般呈現無規(guī)則狀態(tài)，其寬度及方向任意，稱之為離散型微裂縫[6,12]。為研究方便，本文對單一離散裂縫進行分析。當液體在毛細管或窄裂縫中滲透時，主要受慣性力、粘性力、液體自身重力和毛細作用力影響。……