本文關鍵詞：針對混凝土耐腐蝕性的超疏水硅類涂層研究

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【摘要】：本文以混凝土作為基材,以超疏水理論為依據(jù),對混凝土鹽類腐蝕有較好防護作用的疏水涂層進行了初步研制,對涂層的微觀形貌進行觀察,對其結構特征及應用性能等進行測試表征,為一定的理論分析提供依據(jù),為涂層的實際應用奠定基礎。超疏水效果是納微雙重粗糙結構和低表面能的的共同作用。本實驗先構造微米級粗糙結構,在此基礎上構造納米級粗糙結構,最后涂刷硅烷混合液修飾層降低其表面能。采用微米級構造層、納米級構造層、低表面能修飾層三層涂層組合的方法制備這一滿足超疏水條件的涂層。微米級構造層以硅溶膠為主要原料,嘗試稀釋硅溶膠、分散硅溶膠等方法后,最終選用硅溶膠與Ca(OH)2分別噴涂的方式,獲得顆粒尺寸10~20μm且分布較均勻的微米級粗糙度表面,對其產物用紅外光譜(FT-IR)和X射線衍射分析儀(XRD)進行微觀結構分析,主要物質是半結晶的水化硅酸一鈣(0.8~1.5CaO·SiO2·nH2O)和還未反應完而殘留的Ca(OH)2。納米級構造層是以正硅酸乙酯(TEOS)、乙醇(EtOH)、氨水(NH3·H2O)及十六烷基三甲氧基硅烷為原料制備新的硅溶膠,在各原料質量比在1:30:1:1時形成形狀是粒徑為200~300nm的較密集的均勻顆粒狀,用構造出的這一具有納米級粗糙度的涂層覆蓋于第一層微米級涂層,構成滿足超疏水所需的納微雙重粗糙結構。用掃描電子顯微鏡(SEM)觀察其微觀形貌,圖像顯示涂層整體形成了“大顆粒上包裹著小顆�！钡男蚊蔡卣鳌５捅砻婺苄揎棇邮且允榛籽趸柰�、乙醇、三甲基氯硅烷與硬脂酸按一定比例混合形成修飾層,最終降低涂層表面能。從而獲得的最終涂層表面形貌類似超疏水表面,測試其表面平均接觸角值達到了132.1°。最后對涂層混凝土試塊進行硫酸鹽腐蝕試驗,測試結果顯示,涂有這一完整涂層的混凝土耐蝕系數(shù)為94.46%,對混凝土抗硫酸鹽腐蝕起到了一定的防護作用,但分析其與混凝土之間的粘接力可知,涂層與混凝土之間粘接性較差。
【關鍵詞】：硅溶膠 硅烷 超疏水 耐腐蝕
【學位授予單位】：重慶交通大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2016
【分類號】：TU528;TU561.6
【目錄】：

• 摘要4-5
• ABSTRACT5-9
• 第一章 緒論9-17
• 1.1 引言9
• 1.2 混凝土腐蝕破壞及防護措施9-12
• 1.2.1 混凝土腐蝕破壞機理9-11
• 1.2.2 混凝土腐蝕的防護措施11-12
• 1.3 硅類疏水涂層的國內外研究進展12-15
• 1.3.1 硅烷涂層法13
• 1.3.2 自組裝涂層法13-14
• 1.3.3 溶膠凝膠法14-15
• 1.4 立題依據(jù)15-16
• 1.5 實驗思路及研究內容16-17
• 第二章 實驗材料及方法17-23
• 2.1 實驗原材料及設備17-19
• 2.1.1 實驗所用原料17-18
• 2.1.2 實驗所用設備18-19
• 2.2 疏水涂層的制備19-21
• 2.2.1 涂層微米級粗糙度的構造20
• 2.2.2 涂層納米級粗糙度的構造20
• 2.2.3 混凝土試塊的成型及噴涂處理20-21
• 2.3 性能測試及結構表征21-23
• 2.3.1 性能測試21-22
• 2.3.2 結構表征22-23
• 第三章 微米級粗糙度的構造與表征23-36
• 3.1 引言23-24
• 3.2 硅溶膠的稀釋24-25
• 3.3 表面活性劑對硅溶膠的分散25-26
• 3.4 硅溶膠與氫氧化鈣構造微米結構26-28
• 3.5 各涂層的疏水性對比28-32
• 3.5.1 硅烷修飾層涂層液的制備28
• 3.5.2 疏水性能的測試及對比28-32
• 3.6 微米級構造層的結構表征32-34
• 3.7 本章小結34-36
• 第四章 納米級粗糙度構造及低表面能修飾36-45
• 4.1 引言36-37
• 4.2 納米級構造層涂層液的調配37-40
• 4.2.1 硅溶膠的制備37-38
• 4.2.2 硅溶膠的微觀形貌表征38-40
• 4.3 納微構造層的微觀形貌表征40-41
• 4.4 納微構造層的疏水性能測試41-43
• 4.5 本章小結43-45
• 第五章 涂層混凝土的耐久性能測試分析45-53
• 5.1 引言45
• 5.2 混凝土試件的養(yǎng)護成型與涂層處理45-46
• 5.3 混凝土試件的硫酸鹽腐蝕實驗46
• 5.4 混凝土的質量損失及力學性能對比分析46-49
• 5.5 涂層的附著性對比49-51
• 5.6 本章小結51-53
• 第六章 結論與展望53-56
• 6.1 主要結論53-54
• 6.2 展望54-56
• 致謝56-57
• 參考文獻57-61
• 在學期間發(fā)表的論文和取得的學術成果61

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