海工混凝土表面滲透型有機(jī)硅防護(hù)涂料耐久性研究.pdf

1、混凝土材料在海工工程中有著廣泛的應(yīng)用,然而由于海洋環(huán)境的復(fù)雜多樣性,海工混凝土的腐蝕問(wèn)題日益突出,嚴(yán)重危害了海工工程的安全性和耐久性。涂層防護(hù)技術(shù)是提高混凝土耐久性行之有效的方法。有機(jī)硅防護(hù)涂料因具有耐熱、耐候、耐臭氧等優(yōu)良性能被廣泛應(yīng)用于海工混凝土防護(hù)中,然而目前關(guān)于有機(jī)硅防護(hù)涂料自身耐久性的研究尚不多見(jiàn)。
　　 本文選取了不同廠家生產(chǎn)的異丁基三乙氧基硅烷涂料,通過(guò)將涂料涂刷在砂漿試件上,測(cè)試試件在單一腐蝕因子(光熱老化、化學(xué)

2、腐蝕、凍融循環(huán))和多重腐蝕因子循環(huán)作用下相關(guān)性能的變化,研究有機(jī)硅涂料的耐久性。主要研究結(jié)論如下:
　　 (1)涂刷不同有機(jī)硅涂料的試件在光熱老化后的吸水率均明顯大于老化前吸水率,這說(shuō)明有機(jī)硅涂料經(jīng)光熱老化后對(duì)試件的防護(hù)能力減弱;熱老化時(shí),隨著老化溫度的升高,試件因自身受熱干燥收縮和有機(jī)硅防護(hù)膜受損,水分逐漸透過(guò)有機(jī)硅進(jìn)入試件內(nèi)部,使涂刷不同涂料的試件吸水率差異逐漸減小;60℃紫外老化時(shí),由于紫外光和熱的雙重作用,試件的吸水率是

3、單一的60℃熱老化吸水率的4倍左右。
　　 (2)光熱老化后涂刷有機(jī)硅涂料的試件用乙酸丁酯抽提后進(jìn)行傅里葉紅外光譜(FTIR)測(cè)試,通過(guò)計(jì)算硅氧硅鍵的峰面積比值發(fā)現(xiàn),光熱老化后峰面積比均減小,這是由于光熱老化作用使有機(jī)硅與砂漿基體的附著性降低造成的。紫外老化后硅氧硅鍵峰面積比的減小值大于熱老化后峰面積比的減小值,這證明有機(jī)硅涂料的耐熱老化性能優(yōu)于耐紫外老化性能。
　　 (3)采用加速熱老化法并借助阿累尼烏斯方程對(duì)三種有機(jī)

4、硅涂料的使用壽命預(yù)測(cè)發(fā)現(xiàn),在較低的使用溫度下,三種有機(jī)硅涂料的使用壽命有明顯區(qū)別,隨著溫度的升高,這種差異會(huì)逐漸減小;在15℃-40℃范圍內(nèi),溫度每升高5℃,同種有機(jī)硅涂料的使用壽命將會(huì)相應(yīng)降低一倍左右。
　　 (4)涂刷有機(jī)硅涂料的試件經(jīng)化學(xué)腐蝕(酸、堿、鹽腐蝕)后,試件的力學(xué)性能均隨腐蝕時(shí)間的延長(zhǎng)而下降。其中,在堿腐蝕條件下力學(xué)性能下降最小,表明有機(jī)硅涂料的耐堿腐蝕性最好。
　　 (5)對(duì)于涂刷不同有機(jī)硅涂料的試件凍

5、融循環(huán)100次時(shí)抗壓強(qiáng)度保留率均在80％左右,抗折強(qiáng)度保留率均大于60%,而未涂刷涂料的試件抗壓強(qiáng)度保留率為70%,抗折強(qiáng)度保留率僅為40%,這說(shuō)明有機(jī)硅涂料可以改善試件的抗凍融破壞能力;凍融循環(huán)50次和100次時(shí),涂刷同種涂料試件的抗壓、抗折強(qiáng)度保留率的差別較小,表明凍融循環(huán)作用對(duì)涂料的影響較小。
　　 (6)有機(jī)硅涂料可以改善試件的耐化學(xué)侵蝕和抗凍融循環(huán)的機(jī)理在于有機(jī)硅涂料與水反應(yīng)生成的防護(hù)膜在一定程度上可以減小孔隙對(duì)試件的

6、影響,從而可以有效阻止水分和化學(xué)物質(zhì)向混凝土內(nèi)部擴(kuò)散。同時(shí),也減小了結(jié)冰膨脹對(duì)試件產(chǎn)生的凍融破壞。
　　 (7)多重腐蝕因子循環(huán)作用下,隨著循環(huán)次數(shù)的增加,試件的吸水率迅速上升,力學(xué)性能則迅速減小。干濕循環(huán)、光老化、凍融循環(huán)的交替作用對(duì)有機(jī)硅涂膜的破壞程度遠(yuǎn)大于單一腐蝕因子對(duì)有機(jī)硅涂膜的破壞。第一次循環(huán)作用后,試件雖然只經(jīng)過(guò)光老化1d,但由于腐蝕因子的交替循環(huán)作用,試件的吸水率遠(yuǎn)大于單一光老化12d后的吸水率;在五次循環(huán)過(guò)程中,