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作者：陈显峰中国矿业大学

学位级别：硕士

混凝土结构耐久性不足所造成的破坏中最常见原因是氯盐侵蚀,使混凝土结构受到了严重的威胁,有效改善混凝土工程抗氯盐侵蚀性能的手段之一是在混凝土表面涂敷涂层。涂料可分为传统涂料和水性涂料,水性涂料拥有挥发性有机化合物(VOC)含量... 详细信息

混凝土结构耐久性不足所造成的破坏中最常见原因是氯盐侵蚀,使混凝土结构受到了严重的威胁,有效改善混凝土工程抗氯盐侵蚀性能的手段之一是在混凝土表面涂敷涂层。涂料可分为传统涂料和水性涂料,水性涂料拥有挥发性有机化合物(VOC)含量少、无毒且易清洗等优势,但在耐腐蚀、耐老化等方面较传统涂料仍存在着一定差距,随着人们环保意识的不断提升,以及国家环保法规的日益完善,水性涂料会逐步取代传统涂料。水性涂层易受到老化的影响而降低使用寿命,减弱了对混凝土抗氯盐性能的提升能力。本文利用纳米SiO、纳米TiO对水性聚氨酯和水性环氧树脂涂料进行改性来提升水性涂层混凝土的抗氯盐与抗老化性能。对制备出的纳米改性水性涂层混凝土试件进行了长期氯盐浸泡和紫外老化前后的电通量实验,并对水性涂层进行了扫描电镜和傅里叶红外光谱实验,研究表明通过纳米材料对水性涂料进行改性后,水性涂层混凝土的抗老化和抗氯盐性能均有一定幅度提升。主要研究结果和结论如下:(1)不同种类的水性涂层对混凝土抗氯盐性能的提升存在显著差异,水性环氧树脂涂层对混凝土抗氯盐性能的改善效果远强于水性聚氨酯涂层。相较于无涂层混凝土,水性聚氨酯和水性环氧树脂涂层混凝土的抗氯盐性能最高分别提升了42.4%和83.3%,这种差异主要因为成膜方式不同,水性聚氨酯和水性环氧树脂涂层分别为单组份和双组份成膜型涂层。单组份涂层在成膜时溶剂挥发会导致涂层表面和内部形成孔隙,而双组份涂层有两个组份,按一定比例混合后,会在成膜过程中发生一系列的化学反应导致涂层表面和内部孔隙较少,使其致密性优于单组分涂层。(2)纳米改性水性涂层可进一步提升混凝土的氯盐抗力,但不同纳米材料对水性涂层混凝土氯盐抗力的改善幅度略有不同,其中2%纳米SiO改性水性环氧树脂涂层混凝土的氯盐抗力最优,较水性环氧树脂涂层混凝土和无涂层混凝土分别提升了34.5%和89.1%。分散于涂层中的纳米材料能够填补孔隙和微裂缝,增加致密性,使涂层的阻隔性能得以改善,提升了对涂层混凝土氯盐抗力的提升幅度,但掺量过多会导致纳米材料发生团聚现象使其分散不均匀,从而降低了对涂层混凝土氯盐抗力的提升幅度。(3)水性涂层易受到紫外线辐射老化的影响而发生破坏,其水性环氧树脂涂层的紫外线辐射老化速率快于水性聚氨酯涂层;纳米改性后水性涂层的抗紫外线辐射老化性能加强,纳米TiO比纳米SiO改性水性涂层的抗紫外线辐射老化性能更强。纳米TiO对水性环氧树脂涂层抗紫外线辐射老化性能的提升最高,提升幅度为37.7%。纳米材料不仅起到了填充作用,还起到了屏蔽紫外光和吸收紫外光的作用,从而降低了紫外光对水性涂层的破坏,其中纳米TiO屏蔽和吸收紫外光的能力强于纳米SiO。(4)基于涂层混凝土氯离子扩散系数与紫外老化时间的函数关系,建立了氯盐侵蚀环境下考虑紫外和水解老化影响的水性涂层混凝土构件抗氯盐侵蚀寿命预测模型。由此得出,水性涂层可以提高混凝土构件的抗氯盐侵蚀寿命,其中效果最好的水性环氧树脂涂层增加了26.74年,即提高了3.15倍;通过纳米改性后其寿命进一步增加,其中纳米TiO改性水性环氧树脂涂层混凝土构件的抗氯盐侵蚀寿命最高,达到了49.51年,较水性环氧树脂涂层混凝土构件增加了14.29年,增幅为40.6%。该论文有图52幅,表29个,参考文献120篇。

关键词：水性涂层纳米改性混凝土抗老化性能抗氯盐性能

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有机成膜涂层混凝土抗氯盐性能的时变退化

有机成膜涂层混凝土抗氯盐性能的时变退化

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作者：刘萍中国矿业大学

学位级别：硕士

氯离子侵蚀作为混凝土结构发生破坏最常见的原因之一,严重威胁了混凝土结构的使用,如何阻止氯离子侵蚀混凝土结构,保证结构的使用寿命,成为当前建筑界的一大重要课题。本文以有机成膜涂层混凝土为研究对象,通过研究环氧树脂面漆、氯化... 详细信息

氯离子侵蚀作为混凝土结构发生破坏最常见的原因之一,严重威胁了混凝土结构的使用,如何阻止氯离子侵蚀混凝土结构,保证结构的使用寿命,成为当前建筑界的一大重要课题。本文以有机成膜涂层混凝土为研究对象,通过研究环氧树脂面漆、氯化橡胶面漆、聚氨酯面漆结合环氧富锌底漆、环氧云铁中间漆构成不同的涂层涂刷体系与不同的水灰比结合后的混凝土的不同老化条件的抗氯盐侵蚀性能以及涂层老化后的微观形貌,得到有机成膜涂层不同老化阶段抗氯盐侵蚀能力同涂层的宏微观性能退化之间的规律,建立基于自然气候条件以及海滨气候条件的有机成膜涂层使用预计模型,取得的主要研究结果与结论如下:1、通过对老化前涂层混凝土的电通量实验研究,获得了不同涂层体系的抗氯离子防护能力。涂刷一遍面漆:聚氨酯>环氧树脂>氯化橡胶。按体系涂刷:聚氨酯>氯化橡胶>环氧树脂。增加涂刷底漆等,可以提高涂层混凝土的抗氯离子侵蚀能力。考虑成本,最优的涂层体系为一遍底漆+一遍聚氨酯面漆。采用表面敷设有机涂层措施提高混凝土耐久性时,需考虑混凝土自身抗氯离子扩散性能的影响。2、通过对老化后涂层混凝土的电通量实验研究:发现环氧树脂涂层体系紫外老化后,混凝土的电通量值随老化时间在逐渐增大,混凝土电通量随环氧树脂涂层体系厚度的增加在呈指数型函数降低;自然大气暴露条件和自然海滨暴露条件下,各种涂层体系对混凝土的防护效果均为:聚氨酯>氯化橡胶>环氧树脂,且漆膜越厚,涂层的防护效果越好。电通量实验作为实验室加速测定混凝土抗氯离子渗透性能的方法与实际环境氯离子侵蚀有很好的对应性,可以相对真实地反映涂层对混凝土的防护效果。3、根据实验数据,回归分析了混凝土电通量与老化时间的函数关系,找到了预测不同涂层体系厚度在不同使用地区的寿命预测方法。相对于自然大气老化,紫外老化的平均加速效应约为13.31倍,海滨暴露老化的平均加速效应约为1.667倍。对涂层老化前后宏观变化程度和微观形貌的分析发现:有机成膜涂层的抗氯离子防护能力随着涂层老化的衰减原因在于涂层降解腐蚀造成了缺陷的产生以及发展。4、根据涂层使用寿命以及涂层体系的花费,得到各涂层体系的年平均花费,其中底漆+中漆+2遍聚氨酯面漆涂层体系的年平均花费最低,在不考虑人工成本的前提下,此涂刷体系最为经济。

关键词：混凝土有机成膜涂层抗氯盐性能时变退化电通量

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纳米改性涂膜混凝土抗氯盐侵蚀性能的研究

纳米改性涂膜混凝土抗氯盐侵蚀性能的研究

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作者：郭晨豪中国矿业大学

学位级别：硕士

在混凝土表面涂刷有机成膜型涂层是提高混凝土抗氯盐侵蚀的有效方法,但是在长期的自然环境条件下,有机成膜涂层易受紫外线照射和水分的侵蚀而出现紫外老化和水解的现象,严重降低了涂层的使用寿命,削弱了其对混凝土抗氯盐侵蚀性能的提高... 详细信息

在混凝土表面涂刷有机成膜型涂层是提高混凝土抗氯盐侵蚀的有效方法,但是在长期的自然环境条件下,有机成膜涂层易受紫外线照射和水分的侵蚀而出现紫外老化和水解的现象,严重降低了涂层的使用寿命,削弱了其对混凝土抗氯盐侵蚀性能的提高能力。为了研究纳米材料对有机成膜型涂层抗老化性能的提高能力及纳米材料改性涂层对混凝土抗氯盐侵蚀性能的影响,选取了纳米SiO、纳米TiO两种纳米材料和聚氨酯、氯化橡胶、环氧树脂三种有机成膜型涂料来配制纳米改性有机成膜型涂料,进而制备纳米改性涂层混凝土试件。并对纳米改性涂层混凝土进行了憎水性能、氯盐溶液浸泡和紫外线照射老化实验研究,研究结果表明通过纳米材料对有机成膜涂层改性后,涂层混凝土憎水性能、抗紫外线老化性能以及抗氯盐侵蚀性能均有较大幅度提高。主要研究结果与结论如下:采用硅烷偶联剂KH-570化学改性与超声分散相结合的方法可以有效地对纳米SiO、纳米TiO进行表面改性,将亲水性的纳米微粒变为憎水亲油性,提高了其在涂料中的分散稳定性。纳米材料的掺入提高了涂层混凝土表面接触角,增强了涂层混凝土表面的憎水性能,随着纳米材料掺量的增加,纳米改性涂层混凝土表面接触角呈现先增大后减小的趋势,且涂层混凝土试件的吸水率同其接触角大小存在负相关的关系,增大涂层混凝土表面接触角可以降低其吸水率。在混凝土氯盐溶液浸泡过程中,表面涂刷未改性涂层后,混凝土试件中氯离子含量相对于无涂层的混凝土试件有显著减少,有机成膜涂层对氯离子的侵入起到了一定得阻隔作用,提高了混凝土的抗氯离子侵蚀性能;表面涂刷纳米改性涂层后,混凝土试件中氯离子含量相对于未改性涂层混凝土试件有进一步减少,说明纳米材料的掺入提高了涂层的憎水性能及抗氯离子侵蚀性能。随着紫外线照射老化,纳米改性涂层混凝土试件表面光泽度要优于未改性涂层,涂层表面的起粉现象明显改善,且纳米改性涂层混凝土试件的电通量值相对于未改性涂层混凝土试件有明显降低,纳米材料的掺入提高了涂层混凝土试件的抗紫外老化性能,延长了其使用寿命。

关键词：混凝土纳米材料有机成膜涂层涂膜老化抗氯盐性能

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纳米TiO2对有机涂层混凝土抗氯盐侵蚀性能的影响

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徐州工程学院学报（自然科学版） 2019年第3期34卷 87-92页

作者：蒋兴明李果吴晓锁范春华卢明杰新疆交通建设管理局新疆乌鲁木齐830014 中国矿业大学力学与土木工程学院江苏徐州221116

为获得纳米TiO2对有机涂层混凝土抗氯盐侵蚀性能的影响规律,以氯化橡胶、环氧树脂、聚氨酯3种有机成膜涂料为基础,配制纳米TiO2改性有机成膜复合涂料,并对制作的涂层混凝土试件进行氯盐溶液长期浸泡、紫外光辐照加速老化、氯离子电通量... 详细信息

为获得纳米TiO2对有机涂层混凝土抗氯盐侵蚀性能的影响规律,以氯化橡胶、环氧树脂、聚氨酯3种有机成膜涂料为基础,配制纳米TiO2改性有机成膜复合涂料,并对制作的涂层混凝土试件进行氯盐溶液长期浸泡、紫外光辐照加速老化、氯离子电通量和扫描电镜实验.研究结果表明:纳米TiO2颗粒的添加能够填充漆膜的微观孔隙,减少漆膜中的微观缺陷,增大漆膜的致密性,从而提高涂层混凝土的抗氯离子侵蚀能力,改善幅度达72%~93%;纳米TiO2颗粒的添加能够增大涂层对紫外线的吸收和屏蔽作用,从而减小紫外光辐照对有机涂层的老化作用,提高涂层老化后的残余抗氯盐侵蚀能力,改善幅度达34%~44%.

关键词：纳米TiO2 有机成膜涂层混凝土抗氯盐性能紫外老化

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基于功效系数法的抗氯盐泵送混凝土配合比优选

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人民珠江 2018年第12期39卷 97-102页

作者：姚楚康余青山谢祥明广东水电二局股份有限公司广东广州511340 广东省新材料与结构工程技术研究中心广东广州511340 广东省水利水电工程技术研究中心广东广州511340 广州市瀚源建设工程质量检测有限公司广东广州511340

研究了粉煤灰、矿渣粉单掺和复掺对泵送混凝土工作性、抗压强度及抗氯离子渗透性能的影响,并利用功效系数法对抗氯盐泵送混凝土综合性能进行评价,为配合比优选提供指导。研究发现,矿渣粉、粉煤灰的掺入均可以改善混凝土的抗氯离子渗透性... 详细信息

研究了粉煤灰、矿渣粉单掺和复掺对泵送混凝土工作性、抗压强度及抗氯离子渗透性能的影响,并利用功效系数法对抗氯盐泵送混凝土综合性能进行评价,为配合比优选提供指导。研究发现,矿渣粉、粉煤灰的掺入均可以改善混凝土的抗氯离子渗透性能;但大掺量矿渣微粉(55%～75%)泵送混凝土的和易性较差,易出现离析板结现象;采用优质粉煤灰与矿渣微粉复掺可弥补矿渣掺入对混凝土和易性的不利影响,实现优势互补。

关键词：泵送混凝土抗氯盐性能功效系数法粉煤灰矿渣粉

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