發(fā)布時間：2024-03-25 05:08

　　鋼結(jié)構(gòu)橋梁具有跨越能力強、質(zhì)輕、剛度大、抗震性能高、施工周期短等優(yōu)點,在公路、鐵路橋梁建設(shè)中得到了較為普遍的應(yīng)用。然而隨著當(dāng)前環(huán)境污染不斷加劇,大氣中各種固液態(tài)的粉塵和顆粒等污染物逐漸在鋼結(jié)構(gòu)橋梁表面累積,對橋梁的美觀性造成不可忽視的影響,此外,這些污染物往往吸附了環(huán)境中侵蝕性的介質(zhì),加重了橋梁結(jié)構(gòu)的腐蝕情況,影響橋梁運營期的安全性。本文基于超疏水基本理論,從實用性和經(jīng)濟性原則出發(fā),提出了一系列在Q345橋用鋼基底表面制備疏水自清潔表面的制備方法,主要研究了涂層的表面形貌、潤濕性能、透光率、自清潔性能、機械性能、耐候性能等,并為驗證涂層實際環(huán)境下的耐用性能,進行了長期戶外暴露試驗。本文主要的工作和結(jié)論如下:(1)對超疏水自清潔表面的制備方法、耐久性能、橋梁領(lǐng)域的應(yīng)用現(xiàn)狀進行了較為全面的梳理,總結(jié)了超疏水自清潔表面的發(fā)展趨勢,闡述了超疏水表面的理論基礎(chǔ)和其實現(xiàn)自清潔功能的原理,在此基礎(chǔ)之上,設(shè)計了在Q345橋用鋼基底表面的疏水自清潔材料試驗方法。(2)開展了三類自清潔表面制備和性能的試驗研究:(1)通過機械共混R972(疏水SiO₂納米粒子)和中性硅酮結(jié)構(gòu)膠形成均勻...

【文章頁數(shù)】：96 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【部分圖文】：

圖2-1液滴在光滑表面上的形態(tài)

15第二章（超）疏水自清潔材料實驗的理論基礎(chǔ)與方法2.1超疏水自清潔理論2.1.1固體表面的潤濕性模型（1）Young’s模型液滴對固體表面接觸角的大小反映了表面潤性的好壞，也是判斷表面疏水程度的依據(jù)。接觸角越大，表面疏水性越強，反之則越弱。在一個平坦的表面上，作為固、液、氣三相....

圖2-2液滴在粗糙表面上的潤濕模型（a）Wenzel態(tài)；（b）Cassie-Baxter態(tài)Fig.2-2Infiltrationmodelofdropletonroughsurface(a)Wenzelstate;(b)Cassie-Baxterstate

要借助減小的重力勢能來克服能量勢壘，進而完成潤濕狀態(tài)的轉(zhuǎn)換，而介于Cassie態(tài)和Wenzel態(tài)之間的過渡態(tài)則是造成能量勢壘的原因。相關(guān)研究表明，在壓力[65]、振動[66]、熱處理[67]、電流[68]、磁場[69]等外部作用的刺激下，液滴可能會滲入表面的微細粗糙結(jié)構(gòu)中，將里面....

圖2-3過渡態(tài)模型

世紀(jì)末，德國植物學(xué)家Barthlott和Neinhuis[74]系統(tǒng)地對荷葉表面形貌進行研究和分析，借助掃描電鏡發(fā)現(xiàn)荷葉表面分布著大量微米尺寸的乳突結(jié)構(gòu)，其上覆蓋著納米尺寸蠟質(zhì)，通過進一步地研究，他們認(rèn)為這些微納分層粗糙結(jié)構(gòu)和低表面能的蠟質(zhì)是實現(xiàn)荷葉表面疏水自清潔功能的關(guān)鍵，并由....

圖2-4自清潔荷葉表面(a)水滴在荷葉表面聚集成類球形；(b)荷葉表面被泥土污染[75]；(c)水帶走荷葉表面泥土[75]；(d)荷葉表面分布的微米乳突[74]；(e)乳突表皮細胞細節(jié)[75]；(f)乳突上覆蓋[75]

面達到清潔目的（見圖2-5（b））。圖2-5（a）所示的是光滑表面的灰塵清潔效果，可以看出液滴滑動的結(jié)果僅僅改變了灰塵的位置，并沒有使其脫離表面，也就不能起到清潔效果。隨著時間的推移，大型建筑的玻璃幕墻、道路橋梁的欄桿、燈光照明等附屬構(gòu)件會被大氣環(huán)境中的各種污染物污染而喪失美觀性....

本文編號：3938581