涂层类型对混凝土抗盐冻性能的影响

通过开展混凝土盐冻试验,研究了盐冻环境下不同类型涂层的附着力变化,分析了涂层结构、底漆类型和涂层性质对混凝土单位面积剥落量的影响,结合涂层微观形貌和孔结构变化,分析了混凝土抗盐冻性能提升机理。结果表明,盐冻环境下硅烷涂料和溶剂型环氧涂料(底漆)+溶剂型氟碳涂料(面漆)的界面粘结性能较为优异,前者附着力较盐冻前增大了12.1%,而后者附着力则仅降低了21.6%。溶剂型环氧涂料(底漆)+溶剂型氟碳涂料(面漆)对混凝土抗剥蚀性能的改善效果最为显著,相应混凝土单位面积剥落量较未防护时降幅高达81.8%。盐冻环境下不同类型涂层表面均生成了不同数量的微裂缝,其孔结构粗化,溶剂型环氧涂料(底漆)+溶剂型氟碳涂料(面漆)的微观结构劣化最为轻微。本工作为寒冷地区盐冻环境下混凝土防护涂层设计提供了试验和理论依据。     

粉煤灰陶粒混凝土的抗盐冻性能

为了评价桥面铺装中应用的轻骨料混凝土长期耐久性,利用R ILEM推荐混凝土抗盐冻性能试验标准(CDF)研究了粉煤灰陶粒混凝土与普通混凝土的抗盐冻性能.结果表明:相同强度等级的掺加矿物掺合料的粉煤灰陶粒混凝土的抗盐冻性能明显优于普通混凝土的抗盐冻性能.复掺矿物掺合料混凝土的抗盐冻性能优于单掺矿物掺合料混凝土的抗盐冻性能.与普通混凝土相比,通过SEM-EDXA的分析,掺与未掺矿物掺合料陶粒与水泥石之间的界面过渡区的范围明显变小,这是粉煤灰陶粒混凝土抗除冰盐性能优良的重要原因.     

硅酸锌-硅酸钾水性防腐涂料的制备与性能表征

针对蒸压加气混凝土(AAC)板材中钢筋常用的有机溶剂型防腐涂料存在挥发性有机物(VOC)、易老化等问题，采用改性高模数硅酸钾溶液、硅酸锌粉末和助剂制备水性无机硅酸盐防腐涂料，研究了硅酸锌掺量对涂料施工性能、附着力和粘结强度的影响，对涂料的化学组成、物相构成、微观形貌进行了表征，并对涂料的防腐性能进行分析。结果表明：随着硅酸锌掺量的增加，涂料粘结强度下降，附着力先增大后减小，当硅酸锌掺量为50%(质量分数)时，因成膜物质与颜填料比例适中，制备的涂层物理力学性能和防腐性能较优，附着力、粘结强度分别为3.90 MPa和1.80 MPa,且浸泡7 d后，开位电路、极化电阻分别为-221 mV、39 470Ω·cm²,平整光滑的漆膜、基材表面的钝化膜和AAC与涂料界面处相对致密的水合硅酸钙为基材提供了良好的物理屏蔽。     

铝合金用有机-无机(硅溶胶)复合涂料的制备研究

为制备一种低成本的水性复合涂料,使其在铝合金表面形成具有保护、装饰等多功能作用的防护涂层,采用廉价的无机硅溶胶与单组分水性氟乳液进行物理混拼,通过对涂料颜基比,分散剂、增稠剂用量以及成膜温度的试验研究,确定了复合涂料的基本配方:硅溶胶与单组分水性氟乳液质量比(2.0:1.0)～(2.5:1.0);颜基比(2.18～3.27):1.00;分散剂0.15%～0.20%;增稠剂1%～2%.将其喷涂于经过喷砂等处理的铝合金表面,在14～160℃红外灯下烘烤成膜,并按国家标准进行性能检测.结果表明,该涂层的理化性能较好,起到了装饰防护作用;同时涂料具有一定的防火阻燃作用.     

硅溶胶-单组分水性氟树脂复合涂料的制备

采用价廉的无机硅溶胶与单组分水性氟树脂为原料进行物理混拼,初步制备了硅溶胶-单组分水性氟树脂复合涂料,将其应用于铝合金表面,通过对涂层理化性能的检测,该涂料能够符合饰面型防火涂料的国家标准,涂料不燃,不会放出浓烟,具有一定的防火性.     

低表面处理涂料在输电线路杆塔防腐蚀保护中的应用

采用低表面处理涂料保护是符合野外现场施工作业条件要求的简单易行且保护效果优良的防护方法.选取4种水性涂料及1种油性涂料共5种低表面处理涂料对镀锌板及铁板进行带锈涂覆,采用附着力测试、酸雨浸泡、盐雾试验及户外暴露腐蚀试验分析评价了几种涂料涂层的附着力及耐蚀性能;比较了几种低表面涂料在输电线路杆塔防腐蚀保护中的应用.结果表明:与油性环氧富锌涂料相比,水性涂料的防护性能普遍不高;带锈涂料施工无需对基材作太多的表面处理,涂层附着力及耐蚀性较好,具有一定的发展空间.     

风积沙混凝土盐冻多尺度劣化机制

研究风积沙混凝土盐冻劣化规律，揭示劣化机制对其推广应用有重要指导意义。基于室内快速冻融试验及力学特性试验研究了风积沙混凝土盐冻劣化规律，结合SEM、NMR、XRD等表征技术及损伤力学理论从多尺度揭示了盐冻劣化机制。结果表明：风积沙影响混凝土的抗冻性，100%掺量风积沙混凝土强度低，但抗冻性最好。混凝土质量损失率及抗压强度损失率均随盐冻循环次数的增加而增大，相对动弹性模量随盐冻循环次数的增大而减小。风积沙混凝土的盐冻损伤是一个物理-化学过程，界面过渡区(ITZ)骨-浆剥离及附近砂浆基质开裂是导致其宏观物理、力学性能退化的主要原因。风积沙可以改变混凝土内部的孔隙结构及水分传输路径，进而影响孔隙饱和度及混凝土的抗盐冻性能。     

涂刷有机硅的道路混凝土抗盐冻性能研究

为了配制高抗盐冻的高性能道路混凝土,自行配制有机硅涂料,并参照CDF混凝土抗盐冻试验方法,研究涂刷有机硅涂料的高性能道路混凝土的抗盐冻性能.结果表明,涂刷该有机硅涂料后,3种水灰比(0.40、0.36和0.32)的高性能混凝土经56次盐冻后剥蚀量均降低了99%以上,相对动弹性模量损失率降低了32%～42%,混凝土表面无明显剥蚀痕迹,显著地提高了高性能道路混凝土的抗盐冻性能,配制出了高抗盐冻的高性能道路混凝土.     

透明隔热SiO2气凝胶/水性聚氨酯复合涂料的制备及性能研究

以水性聚氨酯乳液(WPU)为基体，引入SiO₂气凝胶(SA),制备了一种隔热性能优良的SA/WPU复合涂料，并探讨了SA用量对SA/WPU复合涂料性能的影响。结果表明，随着SA的加入，在保持透明度良好的条件下，复合涂料的隔热性能、附着力及硬度都得到提高。当复合涂料中SA含量为WPU基体固含量的20%时，复合涂料的隔热性能、附着力以及硬度相对最佳，可以获得综合性能优良的复合透明隔热水性聚氨酯涂料。     

TiO2纳米复合氟碳涂料的性能

为了提高氟碳涂料的性能,采用硅烷偶联剂KH-550对纳米TiO2进行表面改性,再添加于氟碳涂料制成TiO2纳米复合氟碳涂料,在马口铁上涂膜.采用红外光谱、透射电镜(TEM)及沉降试验对纳米TiO2的改性效果进行评价,通过自清洁测试、接触角测量仪、色差仪和电化学测量系统分别对未添加TiO2的氟碳涂料涂膜和TiO2纳米复合氟碳涂料涂膜的自清洁性能、疏水性能、抗紫外性能及耐腐蚀性能进行了表征.结果表明:改性后的纳米TiO2分散性好,制得的TiO2纳米复合涂料涂膜具有较好的自清洁、疏水、抗紫外老化、耐腐蚀等性能,比未添加TiO2的氟碳涂料涂膜的有较大改善;且添加纳米TiO2并未影响涂膜的硬度、附着力、耐冲击、耐水、耐酸碱等性能.     

新型水性环氧富锌涂料的制备及性能研究

为了满足重防腐蚀领域对涂料耐久性的需要,通过调节环氧富锌涂料中锌粉的比例、添加硅烷偶联剂、优化涂料防沉体系,制备了耐腐蚀性能强、储存稳定性高的水性环氧富锌底漆.研究了该涂料中锌粉、偶联剂、防沉剂3种组分对涂层耐腐蚀性能、附着力及储存稳定性的影响,并将该涂层与环氧中间漆、水性聚氨酯防腐蚀面漆组成了复合涂层体系,分析测试了复合涂层体系的耐中性盐雾腐蚀性能及附着力.结果表明:制备水性环氧富锌底漆的过程中,控制有机膨润土和亲油性气相二氧化硅的含量可提高涂料的储存稳定性,其中锌粉加入量为55.0％(质量分数,下同),防沉剂有机膨润土和气相二氧化硅含量分别为0.8％和1.0％时,涂料的储存稳定性可达10级;硅烷偶联剂加入量为1.5％时,涂层与基体间的结合强度可达到11.3 MPa;该涂料作为底漆与环氧中间漆、水性聚氨酯面漆组成的复合涂层体系,在经过3 600 h中性盐雾试验后不剥落,可用于重防腐蚀领域.     

水性醇酸树脂/中空TiO2微球复合涂层的性能

以豆油酸、三羟甲基丙烷、邻苯二甲酸酐和偏苯三酸酐为原料制备水性醇酸树脂,通过物理共混法将中空TiO2微球引入水性醇酸树脂中,研究中空TiO2微球粒径对水性醇酸树脂涂层水接触角、耐盐水性、电化学性能、附着力及铅笔硬度的影响.结果表明:中空TiO2微球粒径对水性醇酸树脂涂层的性能具有重要影响.当中空TiO2微球粒径为200 nm时,所制备的水性醇酸树脂/中空TiO2微球复合涂层的水接触角为106°,耐盐水性能达120 h以上,电化学阻抗较纯水性醇酸树脂涂层提高近两个数量级,具有优异的防腐性能,且复合涂层附着力为0级,铅笔硬度可达5H.     

混凝土路面盐冻破坏原因及防治

针对混凝土路面的耐盐冻破坏问题,本文提出：一、研制并应用高渗透性改性有机硅防水剂对新旧混凝土路面进行内掺或喷淋处理,降低冰雪融水及除冰盐溶液在路面中的渗透性,从而改善新旧混凝土路面的耐盐冻性。二、研制新型的、环保的、含无机和有机多组分的复合除冰雪剂。三、研究耐盐冻破坏混凝土路面的设计与施工工艺。三项措施提高我国混凝土路面的耐盐冻性,达到节约资源、保护环境的目的。     

壳/核型聚丙烯酸酯乳液的制备及性能

为制备力学性能优异的涂料用有机/无机复合乳液,以硅溶胶、丙烯酸酯类为单体制备壳层乳液和核层乳液,以阴离子型与非阴离子型复配乳化剂,通过半连续种子乳液聚合法制得力学性能良好的聚丙烯酸酯包覆纳米Si O2粒子的壳/核型有机/无机复合乳液,系统地研究了乳化剂配比、核/壳单体质量比及硅溶胶含量对乳液及涂膜性能的影响,并采用透射电镜、红外光谱、粒度仪等测试手段,对乳液的粒径分布及微观结构进行表征。结果表明:在反应温度80℃、乳液滴加时间2~3 h、复合乳化剂SDS/OP-10质量为1∶1、核/壳单体质量比为3∶4(或1∶1)时,制得的乳液及涂膜综合性能最好,乳液为壳/核型包覆的乳胶粒结构,可制备硅溶胶含量高达12%的高性能复合乳液,其涂膜力学性能较纯丙乳液涂膜明显提高。     

盐冻损伤喷射混凝土衬砌结构氯离子扩散及其模型

以海洋环境喷射混凝土衬砌公路隧道为背景,采用快冻法,以3.5%(质量分数) NaCl溶液为冻融介质,开展隧道出入口盐冻损伤喷射混凝土衬砌结构氯离子扩散规律及模型研究。采用固液萃取法和电位法测试喷射混凝土中氯离子的含量,分析盐冻损伤、配合比参数及混凝土成型方式对氯离子扩散的影响。结果表明:盐冻损伤破坏了喷射混凝土表面的微观结构并增大了其孔隙率,增大了氯离子向混凝土内扩散的速率。低水胶比及低粉煤灰取代率的喷射混凝土氯离子含量及扩散系数较小,钢纤维对提升喷射混凝土抗盐冻性能的作用甚微,模筑混凝土氯离子含量及扩散系数明显大于喷射混凝土。盐冻损伤喷射混凝土氯离子含量分布符合Fick第二定律。以盐冻损伤喷射混凝土相对动弹性模量损失率为指标,建立了考虑环境温湿度、喷射混凝土配合比参数及盐冻损伤的氯离子扩散模型。     

纳米碳纤维增强混凝土抗冻性能试验

对六种不同纳米碳纤维掺量的72个纳米碳纤维/混凝土试件进行了慢冻融循环试验,通过测量纳米碳纤维/混凝土经不同冻融循环次数作用后的抗剥落能力、质量损失率、相对动弹性模量和抗压强度损失率,研究了纳米碳纤维掺量对纳米碳纤维/混凝土抗冻性能的影响。另外进行了纳米碳纤维/混凝土的FE-SEM试验和压汞试验,分析了纳米碳纤维对纳米碳纤维/混凝土抗冻性能的微观改性机制。结果表明:纳米碳纤维通过改善混凝土的微观形貌,细化其孔隙结构,提高其整体性和密实度,显著改善了混凝土的抗冻性能;纳米碳纤维掺量为3vol%时,纳米碳纤维/混凝土的抗冻性能最佳。同普通混凝土相比,300次冻融循环后,纳米碳纤维/混凝土的相对动弹性模量提高了33.2%,抗剥落能力显著增强;相同冻融次数下,随着纳米碳纤维掺量的增加,纳米碳纤维/混凝土相对动弹性模量和抗压强度损失率均先增大后减小,质量损失率先减小后增大。但纳米碳纤维掺量最大为5vol%时,纳米碳纤维/混凝土的抗冻性能仍优于普通混凝土;冻融循环次数越多,纳米碳纤维对混凝土抗冻性能的改善作用越显著。      

高固体分环氧防腐蚀涂层/铝合金在模拟超深海高压环境下的防护行为研究

为了提高铝合金在深海环境中的防护性能,研制了一种铝合金深海防护用高固体分环氧防腐蚀涂料.采用电化学测试技术、盐雾加速试验和涂层形貌分析等手段研究了高固体分环氧防腐蚀涂层在模拟常压海水环境和超深海高压环境(36.0 MPa)下对铝合金的防护行为.结果 表明:高固体分环氧防腐蚀涂料在铝合金基材上的耐盐雾寿命达1000h以上,涂层在铝合金上的拉拔附着力为11.28～13.52 MPa,经36.0 MPa高压盐水浸泡35 d后的湿附着力为7.52～8.12 MPa.铝合金/涂层体系在超深海高压环境下,漆膜吸水导致涂层电阻降低及电容逐渐增大,浸泡35 d后,涂层低频阻抗模值降低到3.85×106 Ω·cm2;深海高压导致涂层中的颜填料疏松,容易形成腐蚀通道导致涂层破损和基体腐蚀.提高涂层在金属上的湿附着力和致密性,是延长涂层在深海环境下防护寿命的关键因素.     

新型无机纳米填料改性海泡石的制备及在环氧树脂涂料中的性能

为了有效地提高环氧树脂(EP)防腐涂料的综合性能,本研究成功制备了新型无机纳米填料改性海泡石(OMSEP),将含量为0％、1％、2％、3％、4％和5％(质量分数,下同)的OMSEP纤维首次添加到纯EP防腐涂料中,并对比分析了纯EP涂料和OMSEP/EP复合涂料的综合性能.结果表明:新型无机纳米填料OMSEP的加入能有效提高纯EP涂料的综合性能,并且当OMSEP的添加量为3％时,OMSEP/EP复合涂料的附着力为1级,耐冲击性为52 kg·cm,磨耗量仅为0.01 g,在低频区(|Z|0.01 Hz)的阻抗模量比纯EP涂料高三个数量级,表现出最优的力学性能和耐腐蚀性能.     

一种哑光透明有机复合涂层对钢铁材料的防腐蚀性能

采用透明无色哑光清漆对钢铁材料进行涂装防护可以在保留其原貌的基础上提供防腐蚀能力。为此,研究了环氧清漆和氟碳哑光清漆复合涂层在不同周期盐雾加速老化试验下对钢板的物理、化学性能和防护屏蔽性与时间的关系。结果表明:复合涂层在3 000 h盐雾试验后底板并未生锈,涂层也未发生开裂、鼓泡和脱落等破坏形式,涂层的等级评定为0级.涂层附着力随盐雾时间的变化符合指数函数模型,在整个盐雾周期内涂层表现的是一个纯电容元件的特征,涂层对腐蚀性介质的阻挡作用较强。     

基于正交试验的掺CWCPM的小型混凝土配合比优化设计

为提高建筑垃圾废砖再生利用率,将废旧粘土砖磨细成粉,并与其他工业废渣复合形成建筑垃圾复合粉体材料(Construction waste composite powder materials,以下简称CWCPM)。采用正交试验设计方法对掺CWCPM的C20~C30小型混凝土预制构件配合比进行试验研究,探讨水灰比、CWCPM掺量和砂率对混凝土工作性和力学性能的影响,并推荐了混凝土较优配合比。同时,借助XRD微观测试手段研究CWCPM对混凝土微观性能的影响。结果表明,水灰比仍是影响混凝土工作性与抗压强度的主要因素,其次为CWCPM掺量,砂率对混凝土各项性能的影响最小,CWCPM掺量对混凝土90d抗弯拉强度的影响最为显著。微观测试结果表明,CWCPM掺入后并未生成新的水化产物,但改变了水泥基材料的水化产物数量,进而影响混凝土的宏观性能。