陳啟輝，朱士豪，劉巧玲，李占先，孫劍平

（1.山東建筑大學(xué) 土木工程學(xué)院，山東 濟(jì)南 250101；2.中鐵十四局集團(tuán)建筑工程有限公司，山東 濟(jì)南 250014）

0 引言

建筑物由于設(shè)計(jì)不當(dāng)、施工不佳、環(huán)境變化等因素，常常在使用過(guò)程中發(fā)生滲漏水現(xiàn)象。據(jù)調(diào)查顯示，所抽取的建筑屋面樣本滲漏率高達(dá)95.33%，地下建筑樣本滲漏率達(dá)57.51%[1]。目前，常見(jiàn)的封堵細(xì)微裂縫的防水堵漏材料大多為丙烯酰胺類(lèi)、丙烯酸鹽類(lèi)、聚氨酯類(lèi)、木質(zhì)素類(lèi)、脲醛樹(shù)脂類(lèi)等有機(jī)材料類(lèi)[2-6]。但丙烯酰胺單體具有毒性，目前在很多國(guó)家已不再使用[7]；丙烯酸鹽類(lèi)漿液凝膠強(qiáng)度較低，且造價(jià)較高[8]；聚氨酯類(lèi)漿液黏度大，可灌性差，且預(yù)聚體中殘留的多異氰酸酯為劇毒物質(zhì)[9]；木質(zhì)素類(lèi)注漿材料強(qiáng)度較低，對(duì)人體皮膚有害[10]；脲醛樹(shù)脂類(lèi)漿液固結(jié)體較脆，抗?jié)B性差，且污染環(huán)境[11]。無(wú)機(jī)材料類(lèi)防水堵漏材料以水泥類(lèi)為代表，水泥類(lèi)材料原材料簡(jiǎn)單、造價(jià)低、環(huán)保無(wú)毒、耐久性?xún)?yōu)良，但水泥類(lèi)漿液顆粒較大，難以注入細(xì)微裂縫。

為提高水泥漿液的可灌性，可將水泥再次磨細(xì)，獲得超細(xì)水泥。超細(xì)普通硅酸鹽水泥顆粒細(xì)小，具有極好的微裂縫可灌性[12]，且購(gòu)買(mǎi)方便，因此，可以選擇超細(xì)普通硅酸鹽水泥作為灌縫堵漏的基質(zhì)材料。但普通硅酸鹽水泥凝結(jié)時(shí)間過(guò)長(zhǎng)，不能滿(mǎn)足應(yīng)急堵漏、快速修補(bǔ)的要求。硫鋁酸鹽水泥具有快硬早強(qiáng)的特性[13]，與普通硅酸鹽水泥復(fù)配后可縮短水泥基防水堵漏材料的凝結(jié)時(shí)間。由于水泥類(lèi)材料是多孔、多相、非均質(zhì)的脆性材料，水性環(huán)氧樹(shù)脂可在水泥漿體中形成聚合物膜結(jié)構(gòu)，填充水泥水化產(chǎn)物間的孔隙，提高水泥漿體的韌性、變形協(xié)調(diào)性及抗?jié)B性能。

為縮短水性環(huán)氧樹(shù)脂改性超細(xì)水泥基防水堵漏材料的凝結(jié)時(shí)間，提高早期強(qiáng)度，滿(mǎn)足快速修補(bǔ)的要求，試驗(yàn)先將超細(xì)普通硅酸鹽水泥與自行磨細(xì)的具有快硬早強(qiáng)特性的硫鋁酸鹽水泥復(fù)配，測(cè)試硫鋁酸鹽水泥在不同摻量時(shí)對(duì)超細(xì)水泥基防水堵漏材料凝結(jié)時(shí)間、流動(dòng)度以及抗折、抗壓強(qiáng)度的影響，并獲得最優(yōu)配比，在此基礎(chǔ)上摻入水性環(huán)氧樹(shù)脂，研究水性環(huán)氧樹(shù)脂改性超細(xì)水泥基防水堵漏材料工作性能、基本力學(xué)性能、界面粘結(jié)性能、變形性能及微觀結(jié)構(gòu)的變化規(guī)律。

1 試驗(yàn)

1.1 原材料

水泥：P·O42.5 超細(xì)水泥（OPC），比表面積994 m2/kg，體積平均粒徑D[4，3]=25.9 μm，北京中德新亞建筑技術(shù)有限公司；硫鋁酸鹽水泥（SAC），42.5 級(jí)，中國(guó)聯(lián)合水泥集團(tuán)有限公司。采用長(zhǎng)沙天創(chuàng)粉末技術(shù)有限公司生產(chǎn)的行星球磨機(jī)進(jìn)行磨細(xì)，比表面積875 m2/kg，D[4，3]=28.9 μm。水泥的主要化學(xué)成分如表1 所示。

表1 水泥的主要化學(xué)成分 %

硅灰：比表面積1260 m2/kg，D[4，3]=28.8 μm，河南義翔新材料有限公司。粉煤灰：Ⅰ級(jí)，比表面積1200 m2/kg，D[4，3]=21.4 μm，市購(gòu)。混凝土膨脹劑：硫鋁酸鈣類(lèi)，自行磨細(xì)，比表面積928 m2/kg，D[4，3]=31.3 μm，江蘇蘇博特新材料股份有限公司。水性環(huán)氧樹(shù)脂：博力康-EP51，江蘇蘇博特新材料股份有限公司?；炷料輨河袡C(jī)硅類(lèi)，山東華迪科技有限公司。減水劑：聚羧酸減水劑，固含量50%，江蘇蘇博特新材料股份有限公司。

試驗(yàn)用粉體材料的級(jí)配曲線如圖1 所示。

圖1 粉體材料的級(jí)配曲線

1.2 試驗(yàn)方法

1.2.1 工作性能

凝結(jié)時(shí)間：依照GB/T 1346—2011《水泥標(biāo)準(zhǔn)稠度用水量、凝結(jié)時(shí)間、安定性檢驗(yàn)方法》進(jìn)行測(cè)試；流動(dòng)度：依照GB/T 8077—2012《混凝土外加劑均質(zhì)性試驗(yàn)方法》進(jìn)行測(cè)試。

1.2.2 基本力學(xué)性能

抗折、抗壓強(qiáng)度：依照GB/T 17671—1999《水泥膠砂強(qiáng)度檢驗(yàn)方法（ISO 法）》，成型40 mm×40 mm×160 mm 棱柱體試塊，養(yǎng)護(hù)至規(guī)定齡期后進(jìn)行測(cè)試。

1.2.3 界面粘結(jié)性能

彎拉粘結(jié)性能[14]：使用ISO 標(biāo)準(zhǔn)砂成型40 mm×40 mm×160 mm 的基材水泥膠砂試塊，中部折斷后將斷塊放入原試模，試模另一半澆筑水泥基防水堵漏材料，養(yǎng)護(hù)至規(guī)定齡期后進(jìn)行上述抗折強(qiáng)度試驗(yàn)，以此抗折強(qiáng)度為彎拉粘結(jié)強(qiáng)度，試驗(yàn)?zāi)Ｐ腿鐖D2 所示。

圖2 彎拉粘結(jié)強(qiáng)度的試驗(yàn)?zāi)Ｐ?/p>

正拉粘結(jié)性能：采用自行設(shè)計(jì)的方法，在基材混凝土上粘貼塑料板模板，并澆筑水泥基防水堵漏材料，成型50 mm×50 mm×5 mm 棱柱體試塊，養(yǎng)護(hù)至規(guī)定齡期后在試塊表面涂上高強(qiáng)膠，并粘結(jié)小鋼板，采用高精度錨桿拉拔儀進(jìn)行正拉粘結(jié)性能測(cè)試，試驗(yàn)?zāi)Ｐ腿鐖D3 所示。

圖3 拉伸粘結(jié)強(qiáng)度的試驗(yàn)?zāi)Ｐ?/p>

1.2.4 變形性能

變形性能依照J(rèn)CT 603—2004《水泥膠砂干縮實(shí)驗(yàn)方法》進(jìn)行測(cè)試，采用立式砂漿收縮儀（百分表）；試塊尺寸為40 mm×40 mm×160 mm。

1.2.5 微觀形貌

采用掃描電鏡對(duì)防水堵漏材料28 d 齡期水化產(chǎn)物進(jìn)行掃描電鏡（SEM）觀察分析。

2 超細(xì)水泥基防水堵漏材料基礎(chǔ)配比的優(yōu)化

2.1 配合比設(shè)計(jì)

選取凝結(jié)時(shí)間、流動(dòng)度和抗折、抗壓強(qiáng)度設(shè)計(jì)超細(xì)水泥基防水堵漏材料基礎(chǔ)配合比。經(jīng)過(guò)前期試驗(yàn)研究，當(dāng)SAC 摻量小于10%時(shí)，水泥基防水堵漏材料凝結(jié)時(shí)間過(guò)長(zhǎng)，不滿(mǎn)足快速修補(bǔ)的施工要求，因此本試驗(yàn)中SAC 初始摻量為10%。為改善超細(xì)水泥基防水堵漏材料密實(shí)性、流動(dòng)性及變形性能，在水泥基防水堵漏材料中摻入硅灰、粉煤灰及膨脹劑。超細(xì)水泥基防水堵漏材料基礎(chǔ)配比為：膠凝材料由65%OPC+10%SAC+5%硅灰+10%粉煤灰+10%膨脹劑組成，消泡劑、減水劑摻量分別固定為膠凝材料總質(zhì)量的0.2%、0.4%，水膠比為0.3，增加SAC 分別為13%、15%、18%、20%（OPC 用量同步減少），研究SAC 摻量對(duì)超細(xì)水泥基防水堵漏材料性能的影響。

2.2 試驗(yàn)結(jié)果與分析

2.2.1 SAC 摻量對(duì)超細(xì)水泥基防水堵漏材料凝結(jié)時(shí)間的影響（見(jiàn)圖4）

圖4 SAC 摻量對(duì)超細(xì)水泥基防水堵漏材料凝結(jié)時(shí)間的影響

由圖4 可見(jiàn)，隨著SAC 摻量的增加，超細(xì)水泥基防水堵漏材料的凝結(jié)時(shí)間逐漸縮短，SAC 可起到促凝的作用。當(dāng)SAC摻量從10%增加到15%，凝結(jié)時(shí)間急劇縮短，摻量為15%時(shí)初凝時(shí)間為86 min，比摻量為10%時(shí)縮短了59.2%左右。SAC 的快硬特性是由于SAC 中的無(wú)水硫鋁酸鈣可與石膏快速反應(yīng)生成針狀鈣礬石。當(dāng)SAC 摻量為15%～20%時(shí)，凝結(jié)時(shí)間縮短至90 min 以下，可滿(mǎn)足現(xiàn)場(chǎng)快速封堵施工要求。并且，其初終凝時(shí)間間隔較短，為5～15 min，有利于提高施工效率。

2.2.2 SAC 摻量對(duì)超細(xì)水泥基防水堵漏材料流動(dòng)度的影響（見(jiàn)圖5）

圖5 SAC 摻量對(duì)超細(xì)水泥基防水堵漏材料流動(dòng)度的影響

由圖5 可見(jiàn)，隨著SAC 摻量的增加超細(xì)水泥基防水堵漏材料的流動(dòng)度逐漸減小，當(dāng)摻量從10%增加20%時(shí)，水泥漿體的流動(dòng)度減小了約20 mm。這是由于SAC 的促凝效果加速了水泥基防水堵漏材料的凝結(jié)硬化，使?jié){體流動(dòng)度減小。當(dāng)SAC 摻量為20%時(shí)，水泥基防水堵漏材料的流動(dòng)度達(dá)276 mm，可滿(mǎn)足泵送灌縫施工要求。

2.2.3 SAC 摻量對(duì)超細(xì)水泥基防水堵漏材料強(qiáng)度的影響（見(jiàn)圖6）

圖6 SAC 摻量對(duì)超細(xì)水泥基防水堵漏材料強(qiáng)度的影響

由圖6 可見(jiàn)：（1）當(dāng)養(yǎng)護(hù)齡期為1 d 時(shí)，隨著SAC 摻量從10%增加到20%，超細(xì)水泥基防水堵漏材料的抗折、抗壓強(qiáng)度均明顯提高，抗折強(qiáng)度由2.8 MPa 提高到5.1 MPa，抗壓強(qiáng)度由8.7 MPa 提高到29.5 MPa，SAC 的促凝早強(qiáng)作用使得超細(xì)水泥基防水堵漏材料早期強(qiáng)度明顯提高。（2）但當(dāng)養(yǎng)護(hù)齡期為3、28 d時(shí)，超細(xì)水泥基防水堵漏材料的抗折、抗壓強(qiáng)度均隨著SAC 摻量的增加而逐漸降低。當(dāng)摻量為18%～20%時(shí)，其抗折、抗壓強(qiáng)度甚至?xí)陀? d 時(shí)的強(qiáng)度。這是由于鈣礬石的膨脹機(jī)理導(dǎo)致早期微裂紋的產(chǎn)生。隨著養(yǎng)護(hù)齡期的延長(zhǎng)，漿體中微裂紋會(huì)變寬延長(zhǎng)，水化產(chǎn)物間的粘結(jié)力降低，出現(xiàn)強(qiáng)度倒縮現(xiàn)象[15]，隨著SAC 摻量的增加，強(qiáng)度倒縮現(xiàn)象會(huì)愈發(fā)明顯。同時(shí)，隨著水泥水化反應(yīng)的進(jìn)行，水泥石強(qiáng)度的提高可稍微彌補(bǔ)強(qiáng)度倒縮。

2.3 最優(yōu)配比

通過(guò)對(duì)凝結(jié)時(shí)間、流動(dòng)度以及抗折、抗壓強(qiáng)度性能指標(biāo)對(duì)比分析，初步確定超細(xì)水泥基防水堵漏材料中SAC 的最佳摻量為15%。該摻量下配制的超細(xì)水泥基防水堵漏材料初凝時(shí)間為86 min，流動(dòng)度為282 mm，1 d 抗折、抗壓強(qiáng)度分別為3.7、16.4 MPa，28 d 抗折、抗壓強(qiáng)度分別為10.6、82.1 MPa。

3 水性環(huán)氧樹(shù)脂對(duì)超細(xì)水泥基防水堵漏材料的改性作用

在超細(xì)水泥基防水堵漏材料中SAC 的摻量為15%的情況下，分別摻入膠凝材料質(zhì)量3%、5%、7%的水性環(huán)氧樹(shù)脂進(jìn)行改性，研究其對(duì)超細(xì)水泥基防水堵漏材料工作性能、基本力學(xué)性能、界面粘結(jié)性能、變形性能及微觀結(jié)構(gòu)的影響規(guī)律。

3.1 水性環(huán)氧樹(shù)脂摻量對(duì)改性超細(xì)水泥基防水堵漏材料工作性能的影響

3.1.1 對(duì)凝結(jié)時(shí)間的影響（見(jiàn)圖7）

由圖7 可見(jiàn)，隨著水性環(huán)氧樹(shù)脂摻量的增加，改性超細(xì)水泥基防水堵漏材料的凝結(jié)時(shí)間逐漸延長(zhǎng)。當(dāng)水性環(huán)氧樹(shù)脂摻量為3%～5%時(shí)，凝結(jié)時(shí)間的延長(zhǎng)趨勢(shì)較為平緩。未摻水性環(huán)氧樹(shù)脂的基準(zhǔn)樣初凝時(shí)間為86 min，水性環(huán)氧樹(shù)脂摻量為5%時(shí)初凝時(shí)間較基準(zhǔn)樣延長(zhǎng)了22.1%。當(dāng)水性環(huán)氧樹(shù)脂摻量為7%時(shí)，改性超細(xì)水泥基防水堵漏材料的凝結(jié)時(shí)間增幅較大，其初凝時(shí)間為149 min，較基準(zhǔn)樣延長(zhǎng)了73.2%。改性超細(xì)水泥基防水堵漏材料凝結(jié)時(shí)間延長(zhǎng)的原因，主要是因?yàn)樗原h(huán)氧樹(shù)脂可以在水泥顆粒表面形成聚合物膜網(wǎng)格結(jié)構(gòu)，使水泥水化層變厚，阻礙了水泥與水的接觸，延緩水泥的水化反應(yīng)，從而延長(zhǎng)了凝結(jié)時(shí)間[16]。

圖7 水性環(huán)氧樹(shù)脂摻量對(duì)改性超細(xì)水泥基防水堵漏材料凝結(jié)時(shí)間的影響

3.1.2 對(duì)流動(dòng)度的影響（見(jiàn)圖8）

圖8 水性環(huán)氧樹(shù)脂摻量對(duì)改性超細(xì)水泥基防水堵漏材料流動(dòng)度的影響

由圖8 可見(jiàn)，隨著水性環(huán)氧樹(shù)脂摻量的增加，改性超細(xì)水泥基防水堵漏材料的流動(dòng)度先增大后減小?；鶞?zhǔn)樣的流動(dòng)度為282 mm，當(dāng)水性環(huán)氧樹(shù)脂摻量為3%時(shí)，改性超細(xì)水泥基防水堵漏材料的流動(dòng)度達(dá)到最大（為295 mm），較基準(zhǔn)樣增大了4.6%。當(dāng)水性環(huán)氧樹(shù)脂摻量為7%時(shí)，流動(dòng)度為277 mm，較基準(zhǔn)樣降低了1.8%。當(dāng)水性環(huán)氧樹(shù)脂摻量較少時(shí)，水性環(huán)氧樹(shù)脂顆粒均勻分散在水泥漿體中起到了滾珠效應(yīng)[17]，使改性超細(xì)水泥基防水堵漏材料的流動(dòng)性提高；但因?yàn)樗原h(huán)氧樹(shù)脂漿液具有較大的黏性，當(dāng)水性環(huán)氧樹(shù)脂摻量較多時(shí)，其漿液將自由水包裹，減少了水泥漿體中的自由水，使改性超細(xì)水泥基防水堵漏材料的流動(dòng)度減小。

3.2 水性環(huán)氧樹(shù)脂摻量對(duì)改性超細(xì)水泥基防水堵漏材料力學(xué)性能的影響

3.2.1 對(duì)抗折強(qiáng)度的影響（見(jiàn)圖9）

由圖9 可見(jiàn)，在養(yǎng)護(hù)齡期為1 d 時(shí)，水性環(huán)氧樹(shù)脂改性超細(xì)水泥基防水堵漏材料的抗折強(qiáng)度隨水性環(huán)氧樹(shù)脂摻量的增加而逐漸降低。當(dāng)水性環(huán)氧樹(shù)脂摻量為7%時(shí)，抗折強(qiáng)度為2.1 MPa，與基準(zhǔn)樣相比降低了43.2%。這是由于水性環(huán)氧樹(shù)脂的緩凝作用，延緩了水泥的水化反應(yīng)，使改性超細(xì)水泥基防水堵漏材料的早期強(qiáng)度發(fā)展延緩。摻入3%水性環(huán)氧樹(shù)脂可有效提高改性超細(xì)水泥基防水堵漏材料的3、28 d 抗折強(qiáng)度，較基準(zhǔn)樣分別提高了15.6%、23.6%。這是由于水性環(huán)氧樹(shù)脂在水泥顆粒表面相互交聯(lián)形成的聚合物膜網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，可以改善水泥漿體的韌性[18]，提高改性超細(xì)水泥基防水堵漏材料的抗折強(qiáng)度。當(dāng)水性環(huán)氧樹(shù)脂摻量較多時(shí)，改性超細(xì)水泥基防水堵漏材料水化程度較低，結(jié)構(gòu)發(fā)展不完全，并且會(huì)破壞水泥漿體的均勻性，導(dǎo)致抗折強(qiáng)度降低，水性環(huán)氧樹(shù)脂摻量為7%時(shí)，改性超細(xì)水泥基防水堵漏材料3、28 d 抗折強(qiáng)度分別較基準(zhǔn)樣降低了10.4%、11.3%。

圖9 水性環(huán)氧樹(shù)脂摻量對(duì)改性超細(xì)水泥基防水堵漏材料抗折強(qiáng)度的影響

3.2.2 對(duì)抗壓強(qiáng)度的影響（見(jiàn)圖10）

圖10 水性環(huán)氧樹(shù)脂摻量對(duì)改性超細(xì)水泥基防水堵漏材料抗壓強(qiáng)度的影響

由圖10 可見(jiàn)，隨著水性環(huán)氧樹(shù)脂摻量的增加，改性超細(xì)水泥基防水堵漏材料的1、3、28 d 抗壓強(qiáng)度逐漸降低。水性樹(shù)脂摻量為7%時(shí)，1 d 抗壓強(qiáng)度較基準(zhǔn)樣降低了57.3%。當(dāng)水性環(huán)氧樹(shù)脂摻量為3%時(shí)，其3、28 d 抗壓強(qiáng)度分別為37.2、68.9 MPa，較基準(zhǔn)樣降低了9.3%、16.1%；水性環(huán)氧樹(shù)脂摻量為5%時(shí)，其3、28 d 抗壓強(qiáng)度分別為31.3、66.4 MPa，較基準(zhǔn)樣分別降低了23.7%、19.1%。雖然在水性環(huán)氧樹(shù)脂摻量為3%、5%時(shí)，改性超細(xì)水泥基防水堵漏材料的抗壓強(qiáng)度要低于基準(zhǔn)樣，但依舊較高，可滿(mǎn)足強(qiáng)度要求。改性超細(xì)水泥基防水堵漏材料抗壓強(qiáng)度降低的原因：一方面，水性環(huán)氧樹(shù)脂的摻入延緩了水泥的水化反應(yīng)；另一方面，聚合物膜網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)的彈性模量較小，與水泥石共同承壓時(shí)，其支撐作用要遠(yuǎn)小于水泥石。因此改性超細(xì)水泥基防水堵漏材料的剛度要小于基準(zhǔn)樣，從而導(dǎo)致其抗壓強(qiáng)度低于基準(zhǔn)樣。

3.3 水性環(huán)氧樹(shù)脂摻量對(duì)改性超細(xì)水泥基防水堵漏材料界面粘結(jié)性能的影響

粘結(jié)強(qiáng)度直接影響原界面二次破壞是否發(fā)生，防水堵漏材料需與基體具有較高的的粘結(jié)力，確保材料在凝結(jié)硬化后不被水壓力擠出。改性超細(xì)水泥基防水堵漏材料的28 d 彎拉粘結(jié)強(qiáng)度與正拉粘結(jié)強(qiáng)度如表2 所示。

表2 水性環(huán)氧樹(shù)脂摻量對(duì)改性超細(xì)水泥基防水堵漏材料28 d 粘結(jié)強(qiáng)度的影響

由表2 可見(jiàn)：（1）水性環(huán)氧樹(shù)脂摻量為3%時(shí)，改性超細(xì)水泥基防水堵漏材料的彎拉粘結(jié)強(qiáng)度有所提高，其平均值為3.480 MPa，最大值為3.979 MPa，均高于基準(zhǔn)樣；（2）當(dāng)水性環(huán)氧樹(shù)脂摻量為7%時(shí)，彎拉粘結(jié)強(qiáng)度有所降低；（3）水性環(huán)氧樹(shù)脂各摻量下改性超細(xì)水泥基防水堵漏材料的正拉粘結(jié)強(qiáng)度明顯提高，在水性環(huán)氧樹(shù)脂摻量為5%時(shí)正拉粘結(jié)強(qiáng)度平均值達(dá)到最大，與基準(zhǔn)樣相比提高了72.6%；（4）水性環(huán)氧樹(shù)脂摻量為3%時(shí)正拉粘結(jié)強(qiáng)度最大值較基準(zhǔn)樣提高了49.7%。水性環(huán)氧樹(shù)脂在水泥基防水堵漏材料中交聯(lián)而成聚合物膜網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，增強(qiáng)了復(fù)合水泥體系與基材混凝土粘結(jié)作用，是水性環(huán)氧樹(shù)脂改性超細(xì)水泥基防水堵漏材料粘結(jié)強(qiáng)度高于基準(zhǔn)樣的主要原因。圖11 為彎拉粘結(jié)強(qiáng)度測(cè)試后改性超細(xì)水泥基防水堵漏材料與基材水泥砂漿的交界面。

圖11 改性超細(xì)水泥基防水堵漏材料與基材水泥砂漿的交界面

3.4 水性環(huán)氧樹(shù)脂摻量對(duì)改性超細(xì)水泥基防水堵漏材料變形性能的影響（見(jiàn)表3）

表3 水性環(huán)氧樹(shù)脂摻量對(duì)改性超細(xì)水泥基防水堵漏材料豎向膨脹的影響

由表3 可見(jiàn)，由于膨脹劑的作用機(jī)理及SAC 的微膨脹作用，摻入15%的SAC 會(huì)使超細(xì)水泥基復(fù)合材料產(chǎn)生較為明顯的膨脹。隨著水性環(huán)氧樹(shù)脂摻量的增加，水性環(huán)氧樹(shù)脂改性超細(xì)水泥基復(fù)合材料的初始膨脹量先減小后增大，在水性環(huán)氧樹(shù)脂摻量為3%時(shí)，其膨脹量?jī)H為基準(zhǔn)樣的33.8%，這主要是因?yàn)樗原h(huán)氧樹(shù)脂的網(wǎng)狀膜結(jié)構(gòu)會(huì)抑制復(fù)合材料的向外膨脹。另外復(fù)合材料膨脹量的發(fā)展主要發(fā)生在早期3 d 齡期左右。隨著齡期的延長(zhǎng)，由于水泥的干燥收縮特性，其膨脹量會(huì)有較小的衰減，在水性環(huán)氧樹(shù)脂摻量為3%、5%、7%時(shí)，其衰減量分別為3.4%、12.8%、16.0%。這是由于水性環(huán)氧樹(shù)脂的摻入充填了水泥漿體的孔隙，堵塞了水分蒸發(fā)的通道，減小了改性超細(xì)水泥基復(fù)合材料的干燥收縮[19]。但當(dāng)水性環(huán)氧樹(shù)脂摻量較多時(shí)，復(fù)合材料的孔隙率會(huì)略有增加，導(dǎo)致其阻礙復(fù)合材料干燥收縮的效果降低。

3.5 微觀結(jié)構(gòu)分析

水性環(huán)氧樹(shù)脂摻量分別為0、3%、5%、7%時(shí)，水化28 d 齡期水泥基防水堵漏材料的微觀結(jié)構(gòu)如圖12 所示。

圖12 不同水性環(huán)氧樹(shù)脂摻量改性超細(xì)水泥基防水堵漏材料的微觀結(jié)構(gòu)

由圖12 可以清晰地看到，水泥基防水堵漏材料水化產(chǎn)物中存在大量的針狀鈣礬石，鈣礬石晶體在水泥漿體中相互交錯(cuò)構(gòu)成晶體骨架。水性環(huán)氧樹(shù)脂可以充填水泥漿體中的孔隙，其聚合物膜網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)可使水泥漿體結(jié)構(gòu)致密，在水性環(huán)氧樹(shù)脂摻量為3%時(shí)效果最為明顯。正是這種聚合物網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)賦予了改性超細(xì)水泥基復(fù)合體系良好的抗折強(qiáng)度及粘結(jié)強(qiáng)度，并且阻礙了水分蒸發(fā)，減緩干燥收縮。當(dāng)水性環(huán)氧樹(shù)脂摻量為5%、7%時(shí)，其微觀結(jié)構(gòu)與摻量為3%時(shí)的相比略顯疏松。這是由于水性環(huán)氧樹(shù)脂漿液具有較大黏性，當(dāng)其摻量較多時(shí)，水泥漿體在攪拌及澆筑過(guò)程中會(huì)引入空氣，水泥漿體中存在較多的氣泡，使改性超細(xì)水泥基防水堵漏材料的孔隙率增大。

4 結(jié)論

（1）水性環(huán)氧樹(shù)脂的摻入會(huì)延緩水泥水化反應(yīng)，使改性超細(xì)水泥基防水堵漏材料的凝結(jié)時(shí)間延長(zhǎng)。

（2）當(dāng)水性環(huán)氧樹(shù)脂摻量為3%～5%時(shí)，水性環(huán)氧樹(shù)脂顆?？善鸬綕L珠效應(yīng)，提高水泥基防水堵漏材料的流動(dòng)度；當(dāng)水性環(huán)氧樹(shù)脂摻量為7%時(shí)，由于水性環(huán)氧樹(shù)脂漿液的黏性較大，改性超細(xì)水泥基防水堵漏材料的流動(dòng)度會(huì)有所降低。

（3）水性環(huán)氧樹(shù)脂形成的聚合物膜網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)可改善改性超細(xì)水泥基防水堵漏材料的韌性，摻入3%的水性環(huán)氧樹(shù)脂可提高改性超細(xì)水泥基防水堵漏材料的抗折強(qiáng)度；同時(shí)，由于聚合物膜網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)彈性模量較小，水性環(huán)氧樹(shù)脂的摻入會(huì)降低改性超細(xì)水泥基防水堵漏材料的抗壓強(qiáng)度，但在摻量為3%、5%時(shí)，改性超細(xì)水泥基防水堵漏材料的抗壓強(qiáng)度依舊較高。

（4）水性環(huán)氧樹(shù)脂的摻入可提高水泥基防水堵漏材料的粘結(jié)強(qiáng)度，水性環(huán)氧樹(shù)脂形成的聚合物膜網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，增強(qiáng)了改性超細(xì)水泥基防水堵漏材料與基材的粘結(jié)作用。在摻量為3%、5%時(shí)，水性環(huán)氧樹(shù)脂改性超細(xì)水泥基防水堵漏材料的彎拉粘結(jié)強(qiáng)度和正拉粘結(jié)強(qiáng)度均較高。

（5）水性環(huán)氧樹(shù)脂可充填水泥漿體孔隙，堵塞水分蒸發(fā)的通道，減小改性超細(xì)水泥基防水堵漏材料的干燥收縮，但當(dāng)水性環(huán)氧樹(shù)脂摻量較多時(shí)，其阻礙防水堵漏材料干燥收縮的效果會(huì)略有降低。