發(fā)布時間：2020-06-06 04:50

【摘要】：彎曲荷載和海洋環(huán)境的復雜因素給混凝土結構帶來嚴重的腐蝕破壞,表面涂層防護技術作為一種便捷有效的防護措施引起普遍關注,隨著海洋混凝土結構設施占據越來越重要的地位,如何對服役于荷載以及復雜海洋環(huán)境的混凝土結構進行防護,保障其耐久性,已成為熱議話題。本文以涂層及涂層砂漿為研究對象,通過研究氯化橡膠、聚氨酯(脲)和聚脲涂層砂漿在氯鹽浸漬、海水沖刷單獨作用以及分別與彎曲荷載耦合作用下的性能變化,得到了腐蝕不同時間后涂層宏觀微觀性能的退化規(guī)律;通過對涂層砂漿抗氯離子滲透性、附著力、電化學實驗對涂層的防護效果進行了驗證。得到以下結論:1.涂層在氯鹽浸漬和海水沖刷兩種條件下的耐腐蝕性能研究表明:聚脲涂層耐腐蝕性能最佳,腐蝕后涂層力學性能和表面性能的退化規(guī)律從大到小為:氯化橡膠聚氨酯(脲)聚脲。FT-IR譜圖揭示出造成上述規(guī)律的原因是由于腐蝕環(huán)境使氯化橡膠主鏈結構發(fā)生較大改變,導致涂層劣化明顯,聚氨酯(脲)FT-IR譜圖中個別特征峰的強度有所減弱,而聚脲僅有涂層表面的部分基團有輕微斷鍵現象,對其防護性能只有輕微影響。2.氯鹽浸漬和氯鹽與彎曲荷載耦合兩種條件下砂漿強度、抗氯離子滲透性和界面性能研究表明:無涂層和三種涂層砂漿試塊抗折強度和涂層附著力均發(fā)生不同程度的下降。隨腐蝕時間延長,試塊氯離子含量增加,氯離子擴散系數降低并趨于平穩(wěn);氯鹽浸漬210d后,無涂層和氯化橡膠、聚氨酯(脲)和聚脲涂層砂漿的氯離子擴散系數由1.09×10~(-12)m~2/s降低到0.23×10~(-12)m~2/s,耦合條件下腐蝕相同時間后四種試塊的氯離子擴散系數呈現由1.17×10~(-12)m~2/s到0.28×10~(-12)m~2/s的漸小趨勢。聚脲涂層砂漿斷面微觀形貌無明顯變化,符合抗氯離子滲透研究結果。與氯鹽浸漬相比,耦合環(huán)境使氯離子滲透性增大。3.氯鹽與彎曲荷載耦合條件下的EIS研究結果表明:腐蝕后無涂層與三種涂層砂漿試塊的低頻阻抗模值|Z|_(0.01Hz)、砂漿電阻R_m、電荷轉移電阻R_(ct)減小。腐蝕150d后,四種砂漿的R_(ct)值分別為0.05 kΩ·cm~2、0.21 kΩ·cm~2、1.33 kΩ·cm~2和2.36kΩ·cm~2,此時無涂層與氯化橡膠涂層試塊內部鋼筋已經出現銹蝕;聚氨酯(脲)與聚脲涂層砂漿R_(ct)值分別降到1.33 kΩ·cm~2和2.36 kΩ·cm~2,試塊鋼筋仍處于鈍化膜較完整的狀態(tài);其中聚脲涂層表現出更好的防護性能。4.海水沖刷和海水沖刷與彎曲荷載耦合兩種條件下砂漿強度、抗氯離子滲透性和界面性能研究表明:隨腐蝕時間延長,無涂層砂漿試塊和三種涂層砂漿試塊抗折強度降低,涂層附著力減小,氯離子含量增加,氯離子擴散系數降低并趨于平穩(wěn);海水沖刷腐蝕210d后,無涂層、氯化橡膠、聚氨酯(脲)和聚脲涂層砂漿的氯離子擴散系數為從1.12×10~(-12)m~2/s到0.35×10~(-12)m~2/s的減小變化,海水沖刷與氯鹽浸漬疊加作用腐蝕相同時間時擴散系數顯示從1.51×10~(-12)m~2/s到0.43×10~(-12)m~2/s的漸減趨勢。腐蝕后聚脲涂層砂漿斷面微觀形貌無顯著變化,符合氯離子擴散研究結果。與海水沖刷腐蝕相比,彎曲荷載與海水沖刷水的協(xié)同作用增大了砂漿氯離子滲透性。5.海水沖刷與彎曲荷載耦合條件下的EIS研究結果表明:腐蝕后涂層砂漿低頻阻抗模值|Z|_(0.01Hz)、涂層砂漿電阻R_m、電荷轉移電阻R_(ct)減小,涂層砂漿/鋼筋界面電容Y_(dl)增大。腐蝕150d后,氯化橡膠涂層電荷轉移電阻R_(ct)隨腐蝕時間下降到0.16 kΩ·cm~2,內部鋼筋產生銹蝕。聚氨酯(脲)涂層和聚脲涂層砂漿腐蝕150d后分別下降到1.29 kΩ·cm~2和4.08 kΩ·cm~2,試塊內部鋼筋鈍化膜仍然較完整,聚脲涂層與其他涂層相比體現了更好的防護效果。
【圖文】：

（a）萬能材料試驗機 （b）沖片機 （c）測厚儀圖 2.1 涂層力學性能測試設備2. 實驗方法按照《GB/T528-20 硫化橡膠或熱塑性橡膠拉伸應力應變性能的測定》和《GB

LX-A型邵氏硬度計
【學位授予單位】：青島理工大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2018
【分類號】：TU37

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本文編號：2699190