【摘要】：本研究針對我國內蒙古地區(qū)鋼結構建筑長期受到風沙環(huán)境、高低溫環(huán)境、強紫外環(huán)境的侵蝕老化作用,造成鋼結構表面聚氨酯涂層的老化、破壞,導致鋼結構建筑的耐久性和安全性能下降甚至喪失,造成鋼結構局部、整體的失效,對鋼結構聚氨酯涂層在風沙侵蝕環(huán)境下、高低溫老化、紫外輻照老化條件下耐風沙沖蝕性能進行研究。研究課題受到國家自然科學基金項目《風沙環(huán)境下鋼結構涂層侵蝕力學行為及損傷評價研究》(批準號:11162011);《內蒙古中西部大溫差強紫外環(huán)境下鋼結構涂層受風沙侵蝕損傷機理研究》(批準號:11862022)資助,利用模擬風沙環(huán)境侵蝕試驗系統(tǒng)、模擬自然環(huán)境侵蝕試驗箱和紫外老化試驗箱對鋼結構聚氨酯涂層試件進行風沙沖蝕試驗、高低溫循環(huán)老化試驗和紫外老化試驗,試驗之后對不同老化條件、不同老化程度下的鋼結構涂層耐風沙沖蝕性能進行對比分析。以下為具體研究內容:1.分析我國內蒙古地區(qū)自然環(huán)境特征,包括風沙環(huán)境、高低溫環(huán)境和紫外環(huán)境;設計了不同工況的鋼結構聚氨酯涂層高低溫循環(huán)老化試驗、紫外老化試驗以及風沙沖蝕試驗。2.對鋼結構聚氨酯涂層進行耐風沙沖蝕試驗,試驗方法采用氣流挾沙噴射法,實驗儀器采用模擬風沙環(huán)境侵蝕試驗系統(tǒng),對涂層的耐風沙沖蝕性能進行研究分析,得出結論:鋼結構聚氨酯涂層未老化受風沙沖蝕階段的沖蝕明顯分為低速增加階段和高速增加階段;在不同沖蝕速度的條件下,隨著沖蝕角度的增加,涂層的沖蝕率呈現(xiàn)先增大后減小的趨勢;試驗得出涂層的最大沖蝕率所在角度為38°。3.對鋼結構聚氨酯涂層進行高低溫度循環(huán)老化試驗,利用掃描電子顯微鏡(SEM)觀察涂層老化前后形貌,涂層老化后涂層表現(xiàn)出現(xiàn)明顯的變化;利用X射線能譜(EDS)分析涂層老化前后元素,發(fā)現(xiàn)涂層表面前后元素含量出現(xiàn)一定變化;利用X射線衍射(XRD)分析涂層老化前后并未發(fā)生晶體物相變化。4.對高低溫循環(huán)老化后的涂層進行風沙沖蝕試驗,研究老化后涂層的耐風沙沖蝕性能,從多方面分析溫度循環(huán)老化對鋼結構聚氨酯涂層的耐風沙沖蝕性能影響,結果表明:溫度循環(huán)老化后耐風沙沖蝕性能明顯降低;采用掃描電子顯微鏡(SEM)和激光共聚焦顯微鏡(LSCM)進行涂層的表面形貌觀察及粗糙度測定。5.對鋼結構聚氨酯涂層進行紫外老化試驗,利用掃描電子顯微鏡(SEM)觀察涂層老化前后形貌,涂層老化后涂層表現(xiàn)出現(xiàn)明顯的變化;利用X射線能譜(EDS)分析涂層老化前后元素,發(fā)現(xiàn)涂層表面前后元素含量出現(xiàn)一定變化;利用X射線衍射(XRD)分析涂層老化前后并未發(fā)生晶體物相變化。6.對紫外老化后的涂層進行風沙沖蝕試驗,研究老化后涂層的耐風沙沖蝕性能,從多方面分析紫外老化對鋼結構聚氨酯涂層的耐風沙沖蝕性能影響,結果表明:紫外循環(huán)老化后耐風沙沖蝕性能明顯降低;采用掃描電子顯微鏡(SEM)和激光共聚焦顯微鏡(LSCM)對涂層的表面進行形貌觀察及粗糙度的測定。
【圖文】：

降低其使用壽命，從而造成鋼結構建筑物的破特征暴頻發(fā)的國家，沙塵暴的爆發(fā)主要由于我國北方地區(qū)大部分地區(qū)都處于干旱、半干旱的區(qū)域，沙塵暴作為常會對經濟和建筑造成嚴重的破壞[81]。據(jù)統(tǒng)計，，我到國土總面積的 13%，約有 130 萬 km2。沙塵暴天氣效應，嚴重影響人類的生存環(huán)境和社會政治、經濟特征主要有 12 大沙漠，主要分布在北方的 9 個省、自治區(qū)、古爾班通古特沙漠、巴丹吉林沙漠、騰格里沙漠、柴烏蘭布和沙漠、庫布齊沙漠、毛烏素沙漠、渾善達克爾沙地（如圖 2-1 所示）[82]。

圖 2-2 內蒙古地區(qū)沙漠分布Figure 2-2 Desert distribution in Inner Mongolia地區(qū)的騰格里沙漠是中國三大強沙源地區(qū)之一，另外還瑪干沙漠，這些沙漠源地區(qū)是造成沙塵暴的主要區(qū)域。布范圍廣，對內陸城市影響大，從新疆地區(qū)到沿海地區(qū)最主要的三個因素是：大風、地表的沙塵物質、不穩(wěn)定受西北冷空氣的影響，會產生大風。一般在八級以上的在前幾年人們過度的開荒種地、畜牧，導致草場退化、這些沙塵顆粒是形成沙塵暴的主要“元兇”。中西部地區(qū)沙塵空間分布圖如圖 2-3 所示，阿拉善盟北近 40 年年均沙塵暴爆發(fā)頻次超過 25 天[85]。
【學位授予單位】：內蒙古工業(yè)大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2019
【分類號】：TU391

【參考文獻】

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1 田野;高振敦;王海琴;;淺析鋼結構的腐蝕原因與防護措施[J];四川水泥;2015年11期

2 郝

本文編號：2639207