青島海灣大橋混凝土防護(hù)用新型聚脲材料性能研究.pdf

1、在建中的青島海灣大橋（以下簡稱大橋）是我國北方鹽凍海域首座特大型海上橋梁集群工程，為了避免海水浸泡、鹽霧腐蝕、凍融破壞等海洋環(huán)境因素的影響，采用聚脲涂層防護(hù)技術(shù)提高大橋的耐久性和安全性。本文根據(jù)大橋環(huán)境特點(diǎn)，采用宏觀與微觀相結(jié)合的方法，研究青島海灣大橋防護(hù)用新型噴涂聚脲彈性體（Spray Polyurea Elastomer，簡稱SPUA）材料的耐海洋腐蝕性能、SPUA涂層混凝土吸水性、附著性、抗凍性、抗氯離子滲透性能，主要內(nèi)容如下：<

2、br>　　 首先，探討新型SPUA材料強(qiáng)度隨養(yǎng)護(hù)齡期的發(fā)展規(guī)律，并根據(jù)大橋所處的腐蝕環(huán)境，考察海水浸泡、干濕交替、凍融循環(huán)和鹽霧腐蝕因素對SPUA涂層宏觀性能的影響，并采用掃描電鏡(SEM)對腐蝕后SPUA涂層進(jìn)行微觀分析。研究表明，該SPUA體系強(qiáng)度發(fā)展很快，屬于快速固化型，適于海洋環(huán)境施工，在上述環(huán)境老化180d后，SPUA的拉伸強(qiáng)度分別下降了4.0％、6.4％、9.0％和25.7％,宏觀試驗(yàn)與微觀分析結(jié)果均表明，SPUA具有優(yōu)異

3、的耐海洋腐蝕性能。
　　 第二，研究了不同腐蝕介質(zhì)下SPUA涂層混凝土的吸水性和附著性，并與大橋采用的環(huán)氧涂層進(jìn)行對比分析。吸水性測試結(jié)果表明，與無涂層混凝土相比，環(huán)氧涂層混凝土和SPUA涂層混凝土浸泡48h后吸水率分別下降了94.4％和96.3％。吸水率還可以有效評(píng)價(jià)混凝土保護(hù)涂層抗酸、堿侵蝕能力，在酸、堿作用下，混凝土吸水性增大，但SPUA涂層混凝土吸水性變化很小，說明SPUA涂層具有優(yōu)異的耐酸堿腐蝕性能。附著力測試結(jié)果表明

4、，在海洋腐蝕環(huán)境下，凍融破壞對涂層混凝土附著力影響最大，經(jīng)600次凍融循環(huán)后，環(huán)氧涂層完全脫落失去防護(hù)效果，而SPUA涂層混凝土的附著力為4.02MPa，僅下降了3.6％。
　　 第三，研究了SPUA涂層混凝土在質(zhì)量分?jǐn)?shù)為3.5％鹽溶液中的抗凍性，并與環(huán)氧涂層混凝土進(jìn)行對比。研究表明，SPUA涂層混凝土在鹽溶液中的抗凍融能力優(yōu)于環(huán)氧涂層混凝土，當(dāng)混凝土保護(hù)涂層存在缺陷時(shí)會(huì)大大降低其抗凍融性能。同時(shí)還研究了養(yǎng)護(hù)齡期對SPUA涂層抗

5、凍性影響，養(yǎng)護(hù)齡期為1d的SPUA涂層混凝土經(jīng)600次凍融循環(huán)后，SPUA涂層表面完好無損，質(zhì)量和相對動(dòng)彈性模量損失均不變。
　　 第四，采用電量法(RCP)、自然浸泡法和干濕循環(huán)法三種試驗(yàn)方法，研究了環(huán)氧、聚脲兩種混凝土保護(hù)涂層抵抗氯離子滲透的能力。研究表明，RCP法和自然浸泡法均能有效評(píng)價(jià)上述混凝土保護(hù)涂層抗氯離子滲透能力。在RCP法試驗(yàn)條件下，混凝土保護(hù)涂層能顯著提高混凝土的抗氯離子滲透能力，并隨涂層厚度的增加而增大；自然

6、浸泡法條件下，SPUA涂層混凝土試件浸泡120d后的氯離子擴(kuò)散系數(shù)0.724×10-12m2/s，與無涂層混凝土試件相比，降低了67.9％，說明SPUA涂層大大提高了混凝土氯離子的抗?jié)B性。干濕循環(huán)法條件下，無涂層混凝土試件干濕循環(huán)120d后的氯離子擴(kuò)散系數(shù)與自然浸泡相比，增加了40.6％，而SPUA涂層混凝土試件干濕循環(huán)120d后氯離子擴(kuò)散系數(shù)保持不變，說明干濕循環(huán)對SPUA涂層混凝土的抗氯離子滲透性能無影響。
　　 最后簡單介