摘要：

通过在CW环氧树脂灌浆材料浆液中加入2种不同结构的非离子表面活性剂炔属二醇，制备了2种改性环氧树脂灌浆材料，并开展了黏度、表面张力、接触角、渗透性和浆材固化物力学强度的研究。结果表明:加入表面活性剂对浆液的黏度、浆材固结体抗压强度、抗拉强度无明显影响，但可以提高浆材的粘接强度和抗剪强度，降低浆液的表面张力和接触角，提高浆液在黏土中渗透性。其中，加入表面活性剂S1对浆液的粘接强度、拉伸剪切强度和在黏土中的浸润渗透高度提升更为显著，分别提高了23.6%、37.5%和109.4%。基于以上试验，初步探讨了表面活性剂提高浆液渗透性的机理。

环氧树脂灌浆材料自20世纪50年代问世以来,因其具有力学强度高、耐久性好、可灌性(渗透性)好等优点，已成为水利工程混凝土裂缝修补和基础防渗补强中应用最多的化学灌浆材料[1]。在环氧树脂灌浆材料工程实践取得成功的同时,众多学者开展了浆液可灌性(渗透性)的研究,通常认为浆液黏度越小,可灌性(渗透性)就越好,因此黏度被认为是影响浆液可灌性(渗透性)的主要因素。而事实上除了黏度，浆液的表面张力和对被灌介质的接触角也是影响渗透性的主要因素，浆液对被灌介质的渗透性取决于浆液对被灌介质表面的浸润能力[2]。任克昌教授提出了测试环氧浆液亲和力的方法，通过研究环氧浆液在低渗性软弱不良地质体中的吸渗现象，建立了考虑吸渗机制的化学灌浆理论计算方法[3-4]。魏涛等[5-8]开展了环氧浆液的黏度、表面张力、接触角时变性试验研究，深入探讨了浆液亲和力随时间的变化规律，建立了环氧树脂浆液的黏度和亲和力随时间的变化数学模型;董建军等[9]在处理三峡工程低渗性地层的工程实践中，指出浆液的渗透性不仅与黏度有关还与浆液表面张力、浆液-被灌体界面张力和被灌体的表面张力的综合作用有关。虽然深夜视频在线观看不能轻易改变被灌体的表面性能,但浆液的表面张力和对被灌体的接触角可通过加入表面活性剂来改变。表面活性剂对提高浆液渗透性效果显著，是具有发展潜力的一种方法。

对于环氧树脂灌浆材料，加入表面活性剂对浆液的黏度、表面张力、接触角、固化物的力学性能及对被灌体的渗透性有何影响?目前这方面的的研究少见报道。而这些研究对环氧灌浆材料的开发以及灌浆施工都具有非常重要的意义。本文以长江科学院CW环氧灌浆材料为改性对象，加入非离子表面活性剂炔属二醇对其改性，研究表面活性剂对环氧浆液的黏度、表面张力、接触角、渗透性和浆液固结体力学性能的影响，在此基础上探讨了表面活性剂降低浆液表面张力、接触角以及提高浆液渗透性的机理。

1试验材料

•CW环氧灌浆材料(质量比mA:mB=6:1),长江科学院生产;

•炔属二醇表面活性剂(S1、S2),其临界胶束浓度(CMC)为0.1%,化学结构如图1所示,美国气体化学公司生产;

•黏土的物性指标如表1所示。

2试验方法与设备

2.1试验方法

浆液的黏度、接触角和浆液固结体力学性能测试按照《水电水利工程化学灌浆材料试验规程》(DL/T 5785-2019)的相应方法执行。浆液的表面张力测试采用白金板法，温度为23℃。实验过程中将白金板浸入浆液内，在浸入状态下由感应器感测平衡值，将感应到的平衡值转化为表面张力值并显示出来。

2.2试验设备

环氧灌浆材料浆液性能测试的主要设备有旋转黏度计、接触角测定仪、深夜黄色网站、万能试验机、电子天平。

2.3浆液浸润渗透方法的建立

浸润渗透试验模型如图2所示,主要由液槽、支撑三脚架和透明有机玻璃管组成。有机玻璃管直径5cm,高15cm,顶端敞开,底部封闭钻有直径0.5cm的进浆孔。试验时将黏土装入有机玻璃管中，振捣压实，底部开孔处垫有纱网，防止土体掉落。将有机玻璃管和支撑三脚架放入浆液槽内，有机玻璃管底部浸入浆液液面以下1.0cm,使浆液从底部渗入黏土中，通过观察浆液在不同时间的渗透高度来评价浆液的浸润渗透效果。

2.4表面活性剂改性浆液的制备方法

试验开始前,先将CW灌浆材料A、B组份及表面活性剂在标准试验条件下(23±2℃)放置24h。按质量比mA:mB=6:1将B组份缓慢加入到A组份中，边加入边搅拌，混合均匀后，再将浆液重量0.1%的表面活性剂(S1或S2)加入到浆液中，快速搅拌均匀。从而制备出含有表面活性剂(S1或S2)的改性环氧浆液。将未改性的浆液标记为C0,表面活性剂S1改性的浆液标记为C1,表面活性剂S2改性的浆液标记为C2。

3试验结果与讨论

3.1表面活性剂对浆液黏度时变性的影响研究

3种浆液在23℃条件下黏度随时间变化关系见表3。可以看出:3种浆液的黏度均随时间的增长而逐渐变大，表面活性剂对浆液的初始黏度以及不同时间的黏度影响很小(最大变化≤1.8mPa·s)。说明加入表面活性剂对浆液的黏度变化无影响。