【摘要】：彎曲荷載和海洋環(huán)境的復(fù)雜因素給混凝土結(jié)構(gòu)帶來嚴(yán)重的腐蝕破壞,表面涂層防護(hù)技術(shù)作為一種便捷有效的防護(hù)措施引起普遍關(guān)注,隨著海洋混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)施占據(jù)越來越重要的地位,如何對(duì)服役于荷載以及復(fù)雜海洋環(huán)境的混凝土結(jié)構(gòu)進(jìn)行防護(hù),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(duì)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(dú)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(shí)間后涂層宏觀微觀性能的退化規(guī)律;通過對(duì)涂層砂漿抗氯離子滲透性、附著力、電化學(xué)實(shí)驗(yàn)對(duì)涂層的防護(hù)效果進(jìn)行了驗(yàn)證。得到以下結(jié)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(xué)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(jié)構(gòu)發(fā)生較大改變,導(dǎo)致涂層劣化明顯,聚氨酯(脲)FT-IR譜圖中個(gè)別特征峰的強(qiáng)度有所減弱,而聚脲僅有涂層表面的部分基團(tuán)有輕微斷鍵現(xiàn)象,對(duì)其防護(hù)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(qiáng)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(qiáng)度和涂層附著力均發(fā)生不同程度的下降。隨腐蝕時(shí)間延長,試塊氯離子含量增加,氯離子擴(kuò)散系數(shù)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(kuò)散系數(shù)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(shí)間后四種試塊的氯離子擴(kuò)散系數(shù)呈現(xiàn)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(jié)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(jié)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(zhuǎn)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(shí)無涂層與氯化橡膠涂層試塊內(nèi)部鋼筋已經(jīng)出現(xiàn)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(xiàn)出更好的防護(hù)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(qiáng)度、抗氯離子滲透性和界面性能研究表明:隨腐蝕時(shí)間延長,無涂層砂漿試塊和三種涂層砂漿試塊抗折強(qiáng)度降低,涂層附著力減小,氯離子含量增加,氯離子擴(kuò)散系數(shù)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(kuò)散系數(shù)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(shí)間時(shí)擴(kuò)散系數(shù)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(kuò)散研究結(jié)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(jié)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(zhuǎn)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(zhuǎn)移電阻R_(ct)隨腐蝕時(shí)間下降到0.16 kΩ·cm~2,內(nèi)部鋼筋產(chǎn)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(nèi)部鋼筋鈍化膜仍然較完整,聚脲涂層與其他涂層相比體現(xiàn)了更好的防護(hù)效果。
【圖文】：

（a）萬能材料試驗(yàn)機(jī) （b）沖片機(jī) （c）測厚儀圖 2.1 涂層力學(xué)性能測試設(shè)備2. 實(shí)驗(yàn)方法按照《GB/T528-20 硫化橡膠或熱塑性橡膠拉伸應(yīng)力應(yīng)變性能的測定》和《GB

LX-A型邵氏硬度計(jì)
【學(xué)位授予單位】：青島理工大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號(hào)】：TU37

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本文編號(hào)：2699190