混凝土涂层的抗渗性能

在未考虑涂层老化的条件下,通过透气性、透水性及氯离子渗透性试验研究了渗透型硅烷、复合型涂层(环氧底漆+环氧腻子+改性环氧中间漆+聚氨酯面漆)、成膜型环氧涂层和成膜型聚脲对混凝土抗渗性能的改善作用,分析了水胶比和粉煤灰的掺入对涂层及无涂层混凝土中氯离子渗透性能的影响.结果表明,复合型和成膜型涂层混凝土的透气性指数基本为零,硅烷基本不影响低水胶比混凝土的透气性能,而对高水胶比混凝土的透气性有一定抑制作用;复合型和成膜型涂层的抗水渗透性能明显优于渗透型涂层,且以聚脲防水性能最为优越;涂层可显著提高混凝土的抗氯离子渗透性能,其中聚脲的改善效果最好,其次分别为复合型涂层、成膜型环氧涂层、硅烷;水胶比和粉煤灰的掺入对渗透型涂层混凝土抗氯离子渗透性能的影响较为明显,而对其他涂层混凝土的影响甚微.     

冻融循环下沙漠砂纤维混凝土损伤模型研究

为研究冻融循环作用下沙漠砂纤维混凝土的损伤模型,对沙漠砂纤维混凝土进行0次、25次、50次、75次、100次、125次及150次的快速冻融试验,分析不同冻融循环次数后沙漠砂纤维混凝土相对动弹性模量、抗压强度及劈裂抗拉强度的衰减规律。结合试验数据,基于指数函数和二次函数建立沙漠砂纤维混凝土的冻融损伤劣化模型。结果表明:与沙漠砂混凝土相比,掺入聚丙烯纤维的沙漠砂混凝土的抗冻融能力有效提高;相对动弹性模量随冻融循环次数的增加而下降;与未冻融相比,150次冻融循环后,沙漠砂纤维混凝土的抗压强度降低了49.5%,劈裂抗拉强度降低了70.13%;建立了两种冻融循环下沙漠砂纤维混凝土损伤模型,其计算值与试验值吻合较好,可为沙漠砂纤维混凝土在严寒地区的应用提供理论参考。     

冻融损伤后喷射混凝土耐久性研究

采用快速冻融法,比较同配合比喷射混凝土与模筑混凝土冻融循环作用后质量损失率、相对动弹性模量、立方体抗压强度及劈裂抗拉强度损失率,研究喷射混凝土的抗冻性能,并分析钢纤维的掺入对其抗冻性能的影响,同时,采用扫描电镜(SEM)分析冻后喷射混凝土微观结构的演变特征.试验结果表明,冻融循环150次,喷射混凝土的相对动弹性模量为0.819,而模筑混凝土已进入破坏状态,喷射混凝土抗冻性能优于模筑混凝土;冻融循环200次,钢纤维喷射混凝土(SFRS)劈裂抗拉强度损失率较普通喷射混凝土减小60％,说明钢纤维的掺入能够显著提高喷射混凝土的抗冻性能.     

对不同腐蚀环境下涂层的耐腐蚀性研究

通过光泽度、附着力和微观结构三方面的实验结果,对聚脲涂层、聚氨酯涂层、环氧云铁涂层在紫外线加速老化和干湿循环交替作用、5%NaCl溶液浸泡作用下的耐腐蚀性进行分析研究,结果表明:聚脲涂层具有更好的防护作用。     

防腐涂层在海洋工程中的研究进展

由于海洋环境的复杂性,海洋环境中的混凝土结构长期受腐蚀离子、干湿循环、冻融循环及生物污损等因素作用,其结构耐久性问题日渐突出。主要综述了以环氧防腐涂层、氟碳防腐涂层及聚脲防腐涂层为代表的新型环保防护涂层的特点及最新研究成果,并总结了防腐涂层在海洋工程中的发展方向。     

跨海大桥混凝土聚脲防护封闭底漆的研制

采用混凝土表面涂层保护技术对跨海大桥混凝土进行腐蚀防护,聚脲涂层与混凝土之间的封闭底漆是喷涂聚脲对混凝土进行有效保护的关键。通过耐盐雾、耐碱性、抗冻融循环、粘结强度的试验,研究了环氧改性聚氨酯底漆在环氧树脂用量、聚醚种类、—NCO含量等因素变化时对性能的影响,环氧树脂占总质量的5%,环氧树脂、PTMG-2000与MDI-50合成—NCO为15%的封闭底漆的综合性能最佳。     

海洋大气环境对聚脲涂层耐腐蚀性影响的研究

通过光泽度、吸水率、微观结构和附着力4方面的实验结果,对聚脲涂层在海洋大气环境下的耐腐蚀性进行分析研究。结果表明:聚脲涂层经过360 d户外自然曝晒老化和7 200 h QUV人工加速老化后,光泽度分别下降69.87%和93.50%;吸水率均有所上升,但幅度很小;表面微观形貌出现不同程度的裂纹;附着力分别下降25.58%和42.16%,但仍保持较高的水平。因此聚脲仍然具有良好的防护作用。     

海洋混凝土结构防护用聚脲涂层研究进展

综述了聚脲涂层的抗氯离子渗透性、抗冻融性、耐海水冲蚀磨损性及耐海洋环境老化性的研究成果。介绍了聚脲涂层在海洋混凝土工程上的最新应用。研究结果表明,聚脲涂层能有效提高海洋混凝土结构的耐久性。     

冻融环境下对粉煤灰混凝土断裂能的试验研究

对水灰比为0.5的普通混凝土和掺加粉煤灰混凝土,通过冻融循环试验、楔形劈裂试验,以及Consoft软件逆向分析和拟合,研究了冻融循环损伤对混凝土断裂能及其应变软化的影响。结果表明,100次冻融循环后,水灰比为0.5的普通混凝土相对动弹性模量下降了65%,而掺加粉煤灰混凝土损失90%;冻融循环后,混凝土断裂能显著下降,最大承载力也随之降低,水灰比为0.5的普通混凝土100次冻融循环后承载力和断裂能分别损失56%、71%,而掺粉煤灰混凝土分别损失43%和70%,;300次冻融循环后,普通混凝土试块直接发生断裂,无法进行楔形劈裂试验;在冻融循环次数为0时,掺粉煤灰混凝土的断裂能要高出普通混凝土的43%;掺粉煤灰的混凝土尽管断裂能也随冻融次数的增大而降低,但粉煤灰后期强度增长较快,从应变软化性能来看,其抗拉强度较普通混凝土要高些,呈现较好的韧性。     

聚脲涂层加固受损磷石膏柱体受压性能研究

为研究聚脲涂层加固受损磷石膏柱体的受压性能,设计并制作了9种配合比的磷石膏柱体试件。通过对磷石膏柱体施压,使柱体处于损伤状态。然后,利用聚脲涂层对受损柱体进行加固,并再次施压。观测各配合比试件的破坏过程及破坏类型;分析试件的荷载-变形曲线、承载力及刚度;构建试件的力学计算模型。研究结果表明,磷石膏柱体的破坏类型共有3种,分别为压缩破坏、受拉破坏和压溃破坏。受损柱体加固后再次施压显示,聚脲涂层可对柱体裂缝开展起到明显的抑制作用,改善构件的变形性能。加固后试件的荷载-变形曲线呈现出两阶段变化特征,与理想弹塑性曲线比较接近。聚脲涂层加固受损柱体的极限承载力与磷石膏柱体的破坏荷载比较接近,由此表明聚脲涂层不能有效地提升受损构件的承载能力。由于聚脲涂层对柱体受压膨胀的限制作用,受损柱体的刚度有一定程度的提升。此外,利用能量等效原理,构建了聚脲涂层加固受损磷石膏柱体的力学计算模型,模型计算曲线与试验曲线吻合较好。     

活性溶剂涂料及其未来发展

活性溶剂涂料指其溶剂最终成为涂膜组成,在固化成膜过程中不向大气排放VOC。文中介绍了丙烯酸树脂、多异氰酸酯、聚脲涂料、无溶剂涂料、改性环氧树脂涂料和有机硅涂料产品。     

新型环保型防水涂料的改性研究进展

综述了三种防水涂料的改性方法。重点介绍了丙烯酸酯类乳液防水涂料,水性聚氨酯和聚脲的反应机理及改性后材料的性能变化,用环氧树脂和有机硅等对其改性后,提高了防水涂料的拉伸强度,断裂伸长率和附着力,降低了吸水率。探讨了聚脲防水涂料的发展方向。     

聚脲弹性体涂层在海水淡化项目中的应用

介绍了聚脲的成分及性能,结合海水淡化项目,得到了将聚脲用于复杂钢结构时涂装施工及涂装检验的成功经验。     

Expression of the transportation of corrosive media into epoxy coating using nano-indentation

Nano-hardness (H_nano) and nano-elastic modulus (E_nano) of corroded coating surface layer were investigated using nano-indentation after epoxy coated specimens were immersed in 5% NaCl solution. The penetration depths (d) of corrosive media into epoxy coating were calculated fitting the curves of (H/E)_nano vs. indentation depth (h). EIS spectra of epoxy coated specimens immersed in 5% NaCl solution for different time were measured. Finally the relationship of capacitance (C_f,T) of corroded epoxy coating with the penetration depth of corrosive media was studied. The experimental results showed that the transportation process of corrosive media into epoxy coating was studied through the profiles of (H/E)_nano with indentation depth. The penetration depth of corrosive media into the epoxy coating increases rapidly with immersed time firstly, and then increases slowly. The capacitance of corroded epoxy coating has a linear function relationship with the penetration depth of corrosive media into epoxy coating. Nano-indentation can be used to study the transportation process of corrosive media into organic coating.     

聚天门冬氨酸酯聚脲涂层湿热失效行为的电化学

采用电化学阻抗谱研究了聚天门冬氨酸酯聚脲涂层在湿热环境作用下的失效行为,采用SEM研究了聚天门冬氨酸酯聚脲涂层失效前后表面形貌的变化。电化学研究结果表明:涂层湿热失效过程分为3个主要阶段:前期电解质在涂层中的渗透、中期基体金属腐蚀发生起始的过渡、后期基体金属的腐蚀扩展并导致涂层的失效。湿热试验中,涂层孔隙率和涂层吸水率均呈3个阶段变化,即快速增长阶段、缓慢增长阶段和稳定阶段,很好地验证了PAEP涂层湿热失效的3个过程。表面形貌研究发现,湿热试验4572 h后,涂层表面粗糙度增加,出现了裂缝等缺陷,表明涂层已经失去防护作用。     

喷涂聚脲与聚氨酯防护涂层的自然环境老化性能研究

采用海洋大气环境户外自然曝晒的方法,研究了喷涂聚脲涂层(QF-162涂层)和喷涂聚氨酯涂层(QF-178涂层)的力学性能、分子内部结构的变化。结果表明:经过自然曝晒2 493 d后,QF-162涂层颜色变化明显,失光率为86.84%,拉伸强度下降29.37%,断裂伸长率下降14.38%; QF-178涂层颜色变化十分显著,失光率达89.63%,拉伸强度下降90.71%,断裂伸长率下降98.75%。FT-IR微观测试结果表明:在经过2 493 d的户外自然曝晒后,QF-162涂层只有涂层表面分子的化学键出现了断键,分子内部结构变化不大;而QF-178涂层分子内部结构发生显著的变化,分子的化学键几乎全部断裂,涂层完全失去了使用价值。     

Mechanical and Anticorrosive Properties of Graphene/Epoxy Resin Composites Coating Prepared by in-Situ Method

The graphene nanosheets-based epoxy resin coating (0, 0.1, 0.4 and 0.7 wt %) was prepared by a situ-synthesis method. The effect of polyvinylpyrrolidone/reduced graphene oxide (PVP-rGO) on mechanical and thermal properties of epoxy resin coating was investigated using nanoindentation technique and thermogravimetric analysis, respectively. A significant enhancement (ca. 213% and 73 °C) in the Young modulus and thermal stability of epoxy resin coating was obtained at a loading of 0.7 wt %, respectively. Furthermore, the erosion resistance of graphene nanosheets-based epoxy resin coating was investigated by electrochemical measurement. The results showed also that the Rrcco (ca. 0.3 mm/year) of graphene nanosheets-based epoxy resin coating was far lower than neat epoxy resin (1.3 mm/year). Thus, this approach provides a novel route for improving erosion resistance and mechanical-thermal stability of polymers coating, which is expected to be used in mechanical-thermal-corrosion coupling environments.     

冻融循环对混凝土酸雨侵蚀损伤进程的影响

基于混凝土相对表面弹性模量和相对动弹性模量损伤退化曲线的测定,研究了冻融循环对混凝土酸雨侵蚀损伤进程的影响.结果表明:冻融循环使得混凝土在酸雨腐蚀初期的性能上升阶段缩短,提前进入损伤下降阶段,同时使得酸雨对混凝土的损伤速率增大,且随着冻融循环次数和酸雨酸度的增大而不断增大.微观测试分析表明冻融循环加快酸雨对混凝土的损伤进程主要是源于冻融循环引发的冻胀应力可加快混凝土表面腐蚀产物的脱落以及内部新裂缝的产生,并促使已有微裂缝扩展以至贯通,从而为酸雨侵蚀介质的进一步侵入提供快速通道.