【摘要】：處于潮濕以及酸性腐蝕介質(zhì)環(huán)境中的混凝土耐久性降低顯著,對結(jié)構(gòu)正常使用造成嚴(yán)重影響;如何有效防止酸性腐蝕介質(zhì)侵入混凝土結(jié)構(gòu)、確保其在使用壽命期內(nèi)安全正常使用,已成為腐蝕環(huán)境下混凝土結(jié)構(gòu)迫切需要解決的問題。研究一種在變溫條件下與混凝土結(jié)構(gòu)協(xié)調(diào)作用,有效保護混凝土結(jié)構(gòu)免受酸性腐蝕介質(zhì)侵害的涂層,對于滿足酸性條件下建筑物正常使用和耐久性十分關(guān)鍵;但是現(xiàn)有防腐涂層存在粘結(jié)力低,耐溫性能不足以及涂層與基層變溫協(xié)調(diào)性差等問題,一些國外產(chǎn)品雖性能較好但價格高昂難以廣泛應(yīng)用。本文以水性聚氨酯改性硅酸鹽膠結(jié)料為膠凝材料,以提高涂層韌性和粘結(jié)力。以特種粗細(xì)填料為骨架提高耐溫性能,以復(fù)合細(xì)粉料為填充材料提高力學(xué)性能和耐水性能為研究思路,制備一種了新型耐溫防腐涂層。首先研究制備了三類水性聚氨酯,考慮其與硅酸鹽相容性問題,優(yōu)選出性能優(yōu)異的水性聚氨酯。在此基礎(chǔ)上以涂層耐溫、耐酸后的力學(xué)性能為基本指標(biāo),研究了水性聚氨酯的摻量以及填料的種類和用量對復(fù)合涂層性能的影響規(guī)律,得出最優(yōu)配合比為:復(fù)合膠結(jié)料與填料質(zhì)量比為3:5,復(fù)合膠結(jié)料中水性聚氨酯占比10%,納米二氧化硅占比4%,填料中粗填料占比30%,石英粉和鑄石粉分別占比為28%和42%,此時涂層抗折和抗壓強度分別達到10.0MPa和27.9MPa,比未改性涂層強度分別提升了57.0%和25.1%,且耐溫、耐酸和耐水性能穩(wěn)定,比未改性涂層抗壓強度分別提升了34.1%、32.4%和37.3%。此外研究了界面劑對涂層與基層粘結(jié)性能的影響,發(fā)現(xiàn)涂刷界面劑可使涂層與基層粘結(jié)強度提高10.7%。應(yīng)用SEM、EDS、TG和MIP等手段,對聚合物改性硅酸鹽膠凝材料及涂層性能進行微觀分析研究。SEM結(jié)果表明,改性組涂層聚氨酯與硅酸鹽膠料很好地融合在一起形成致密的互穿網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu),空隙明顯小于空白組涂層;高溫以及酸腐蝕后有機無機互穿網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)并未被高溫及腐蝕性物質(zhì)破壞,而空白組涂層存在不同程度的腐蝕,涂層空隙變大。EDS分析表明,經(jīng)過硫酸腐蝕后,空白組涂層檢測出硫原子百分比為6.73,而改性組中并未檢測出來,說明腐蝕物質(zhì)已經(jīng)侵入空白組涂層中而改性組內(nèi)部并未受到腐蝕物質(zhì)的腐蝕。TG分析可知,在250℃之前改性組涂層失重很小,表明聚氨酯完全可以滿足250℃下的耐溫性能要求。MIP試驗表明改性組涂層和空白組涂層的最可幾孔徑分別為為7.12nm和11.56nm,表明改性涂層的孔結(jié)構(gòu)得到了細(xì)化。
【學(xué)位授予單位】：煙臺大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號】：TU761.13
【圖文】：

35.77 1.04 36.07 28.8 33.36 1.12 33.65 25.8 37.49 1.15 37.72 20.0 34.85 1.13 35.31 40.7 43.93 1.13 44.32 34.5 32.84 1.25 33.21 29.6 35.98 1.28 36.41 33.6 35.78 1.57 36.39 38.9水性聚氨酯粒徑尺寸及分布 2-1 可知，隨著非離子聚乙二醇含量的增加乳液粒徑是增大的，量較高時，雙電層厚度增加和水溶脹性因素導(dǎo)致粒徑上升[57]。但完全由親水性好的聚乙二醇提供時，乳液粒徑達到最小值 80nm 觀較好。由圖 2-2 可知在加入 4%硅烷偶聯(lián)劑時乳液粒徑達到了最小時乳液外觀良好，與市場上購買的水性聚氨酯外觀相近。

但是當(dāng)乳液中多元醇完全由親水性好的聚乙二醇提供時，乳液粒徑達到最小值 80nm 左右，此時乳液外觀較好。由圖 2-2 可知在加入 4%硅烷偶聯(lián)劑時乳液粒徑達到了最小值 60nm左右，此時乳液外觀良好，與市場上購買的水性聚氨酯外觀相近。Particle Size (nm)圖 2-1 聚乙二醇占多元醇摻量對乳液粒徑的影響

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本文編號：2714180