喷涂聚脲弹性体材料人工老化性能试验研究

通过人工热空气老化试验及湿热老化试验,研究了喷涂聚脲材料的热老化和湿热老化性能,并采用动力学经验公式回归方法和Arrhenius外推法,以拉伸强度为考察指标、老化系数为0.5作为寿命临近值,对聚脲材料在热和湿热两种条件下的工程使用寿命进行了预测研究。试验结果表明,喷涂聚脲材料具有很好的热老化和湿热老化性能,并从分子结构方面对此进行了说明。试验预测结果表明,喷涂聚脲材料可以满足通常水利工程湿热条件下对材料使用寿命的要求。     

单组份聚脲涂层材料耐紫外性能研究

在高海拔地区，普通高分子类水工混凝土表面防护涂层材料由于受到强烈紫外辐射，易出现变色、粉化、龟裂等现象，服役寿命明显缩短。选取一种综合性能较好的单组份聚脲材料，通过设计紫外辐射-冷凝加速老化室内模拟试验，开展了聚脲材料的拉伸性能、聚脲/砂浆体系的粘接性能测试，并利用扫描电镜SEM、红外光谱等手段分析了涂层的微观形貌和结构变化。结果表明：紫外辐射-冷凝老化过程中，聚脲材料中高分子发生分解导致涂层表面产生粉化，表面的N-H、C-H、-OH化学键发生变化，粘接强度、拉伸强度、断裂伸长率与老化时间呈指数相关。研究成果可为提高聚脲涂层耐紫外性能、更准确地预测聚脲类水工混凝土防护涂层的使用寿命提供一定的理论依据。     

土工格栅户外老化试验初步研究

作为一类特殊的高分子材料,土工合成材料越来越广泛地应用于水利、交通、环境工程等各个领域。在其服役期限内,能否保持一定的力学性能对整个工程的稳定性至关重要。研究高分子土工合成材料的老化性状,从而准确预测土工合成材料在各种环境条件下的使用寿命,已成为目前岩土工程的研究热点之一。在长江科学院土工合成材料户外老化试验基地开展了HDPE土工格栅的户外光氧老化试验。试验结果表明:在9个月内,土工格栅的拉伸强度基本保持不变甚至还有增高的趋势,这可能是由于高分子内部的二级反应补偿了紫外线的老化。紫外线提供了化学交联所需的能量,使得聚合物分子发生交联反应,轻微的收缩导致织物纤维被拉紧,使强度增大。这使得土工格栅强度在前期(9个月)得到一定程度的改善。9个月后,强度开始降低。本老化试验基地的远期研究成果可提供长时序土工合成材料老化性能物理力学指标的第一手资料。     

喷涂弹性体涂料在水闸基础桩工程上的应用

曹娥江大闸底板基础和分隔墩基础中的预应力高强混凝土(PHC)管桩的钢套箍必须采取防腐蚀措施以保证结构物的安全和延长结构物的使用寿命,但由于桩基施工对防腐蚀材料的固化速度要求在20min之内,以及人们对环境保护的要求,一般溶剂型或其它快固化防护材料不能满足该工程要求.研制成功的具有快速固化对环境友好的耐磨防腐蚀喷涂弹性体涂料是最适合该工程防腐蚀施工要求的.通过对施工工艺、施工质量的控制,喷涂弹性体涂料已经在该工程上成功应用,其涂装效果达到了预期目标.喷涂弹性体涂料技术可以广泛应用于水利水电工程等金属结构和混凝土结构的防腐蚀和防水工程上.     

NaOH激发无机聚合物的水热合成及其性能研究

以NaOH为碱性激发剂,粉煤灰与偏高岭土为前驱体材料进行研究,采用水热合成方法制备无机聚合物。通过单因素试验和正交试验,以强度为指标确定最佳水固比、 NaOH浓度、粉煤灰掺量、蒸养时间和温度。并研究了不同配比试样的抗压强度、流动性能,通过XRD分析其反应产物。结果表明,采用水热合成的方法可以显著提高无机聚合物的强度,同时在进行水热合成之前进行室温下的预养护有利于强度的提高。最优工艺参数为：粉煤灰掺量50%, NaOH溶液为10 mol/L,60℃热固化4 h后脱模,经室温养护24 h,在100℃蒸养24 h可制得地强度高达45．5 MPa聚合物材料。     

土工合成材料土中与空气中抗拉强度对比

针对土工合成材料土中与空气中抗拉性能的差异性,研制了一台土工合成材料土中拉伸试验机。该试验机采用可移动套筒以保证测试材料一直处于土体中,减少甚至消除填土与夹具之间的摩擦,使测得的试样受拉力值更为精确;采用双光杆滑动轨道以保证夹具与套筒的低摩阻定向移动。该试验机能进行土工合成材料土中、空气中以及侧限拉伸试验,还能进行拉拔和蠕变试验。采用该试验机进行了5种土工合成材料空气中、土中拉伸试验及侧限拉伸试验。结果表明,土工合成材料在筋土相互作用下的抗拉强度受筋材与土体间摩擦的影响较小,而侧限约束是造成土中拉伸与空气中拉伸巨大差异的主要原因;分别得到了空气中拉伸强度与土中拉伸强度、侧限拉伸强度的量化关系式,可由较容易测得的空气中拉伸强度直接求得土中拉伸强度或侧限拉伸强度,便于工程利用时参考。     

高效双组份聚硫防水密封膏填补国内空白

一种可广泛应用于水利、建筑等工程建设的高效防水防渗材料——双组份聚硫防水密封膏日前在河北衡水华鑫橡塑有限公司研制成功。该产品填补了国内空白,并申报了国家技术专利。双组份聚硫防水密封膏具有良好的耐久性、气密性和防水性,且无毒无害,对环境无污染。特别是在混凝土、钢筋等粘接中,其拉伸粘接性最大拉伸强度达0.87MPa,最大伸长率不小于273％,下垂度不大于3毫米,使用寿命达60年以上。     

PTN石油沥青聚氨酯接缝材料超低温性能试验研究

通过对PTN石油沥青聚氨酯接缝材料从20℃至-100℃的硬度、拉伸性能、拉伸粘结性能的测试,研究PTN材料在超低温下的性能,用扫描电镜(SEM)观察到样品放大5 000倍的样貌,对材料微观形貌上进行分析,建立硬度与拉伸性能的相关关系式,可用于以无损检测方法预测PTN材料拉伸性能。试验结果表明:PTN材料的硬度、拉伸强度随着乙组分含量增加而降低,断裂伸长率则增大。在同样配比下,硬度、拉伸强度随着温度降低而增大,断裂伸长率减小,在超低温-60 ℃以下,硬度、拉伸强度和断裂伸长率不再随温度变化,出现“停滞”现象。拉伸粘结的强度随着温度先增加后减少,拉伸粘结的断裂伸长率一直减少,至超低温下出现“0值”现象。     

喷涂聚脲弹性体工程施工中的操作要点分析

喷涂聚脲弹性体防水材料是目前国内引进国外技术比较先进的项目,解决了防水材料外露施工,遇长期紫外线照射的材料老化问题,通过工艺变化能产生集防水、保护、外装饰、耐磨的效果。现根据多年现场施工经验,浅谈喷涂聚脲弹性体工程施工中值得注意的几个要点。     

水工结构聚脲防渗涂层的力学性能与寿命预测研究

聚脲防渗涂层材料力学性能的耐久性对保障水工结构工程长久安全运行意义重大,目前缺乏考虑聚脲材料化学构成对防渗涂层使用寿命预测的理论及公式。本研究基于聚脲材料化学键构成、水解老化机理及Arrhenius老化模型,考虑聚脲材料的脲键、氨酯键含量的影响,提出了聚脲防渗涂层的老化寿命预测理论及公式,该理论能够反映不同聚脲材料的氨酯键、脲键含量与水解老化寿命的关系。根据聚脲防渗涂层中氨酯键、脲键含量定义了聚脲涂层力学性能,通过湿热加速老化试验确定了氨酯键水解老化参数,确保了聚脲材料寿命预测公式的可靠性。实现了在不同温湿度运行环境条件下,不同聚脲防渗材料的使用寿命预测及材料设计方法,对水工建筑物聚脲防渗涂层的设计及应用具有指导意义。