海洋钢筋混凝土结构氟碳涂层防护效果研究

摘要

钢筋混凝土结构仍然是海洋工程的首选，而位于海洋环境中的钢筋混凝土结构长期经受氯离子的侵蚀、碳化、干湿交替等因素的影响，腐蚀现象尤为突出，阻碍了海洋蓝色经济的发展。表面涂层技术是提高海洋工程防腐蚀措施中最为经济、有效的方法。氟碳涂料以其超强的性能常常作为海洋环境钢筋混凝土涂料面漆的首选。 本文以ZEFFLE4F型氟碳涂料和ZEFFLE水性氟乳液为研究对象，开展了三种涂层体系的研究，即环氧底漆-ZEFFLE4F型氟碳面漆、环氧底漆-聚氨酯中层漆-ZEFFLE4F型氟碳面漆、水性环氧底漆-ZEFFLE水性氟碳面漆。 首先，测试了涂层的耐酸性、耐碱性、附着力、耐盐雾、吸水率等基本性能，得出三种涂层均能满足行业标准的要求，具有良好的耐久性，能够满足混凝土结构的防腐蚀需要。 然后，采用Autoclam透气性测试方法和加速碳化试验测试涂层的气体渗透性能，得出ZEFFLE4F型氟碳涂层体系能够完全阻止气体向混凝土内部侵入，ZEFFLE4F型氟碳涂层体系能够降低气体侵入的速率，三种涂层的碳化深度比均满足行业标准的要求。通过氯离子电迁移快速试验(RCM)，研究涂覆涂层的混凝土抗氯离子侵蚀的性能，研究表明，三种涂层体系都能显著降低氯离子的侵蚀。 最后，本文通过干湿循环试验模拟海洋环境浪花飞溅区，研究涂层在海洋环境浪花飞溅区的防腐蚀性能，得出三种涂层均能显著降低氯离子的侵蚀，ZEFFLE水性氟碳涂层体系由于涂料含有亲水基团与水发生反应增大了涂层的孔隙，在干湿交替过程中使得涂膜鼓泡，在起泡张力大于成膜物的交联强度发生破裂，因此ZEFFLE4F型氟碳涂层体系能够应用于海洋环境钢筋混凝土结构浪花飞溅区的防护。

目录

声明

摘要

第1章 文献综述

1．1 研究背景

1．1．1 海洋腐蚀环境

1．1．2 海洋工程混凝土腐蚀机理

1．1．3 提高海洋工程混凝土耐久性措施

1．2 海洋工程混凝土涂层防护研究

1．2．1 混凝土防护涂料

1．2．2 表面涂层施工工艺

1．2．3 氟碳涂层的研究

1．2．4 氟碳涂层研究现状及发展

1．3 课题的提出、研究目的和研究内容

1．3．1 课题的提出及研究目的

1．3．2 论文的研究内容

第2章 氟碳涂层的基本性能研究

2．1 混凝土的制备和养护

2．1．1 材料准备

2．1．2 混凝土配合比

2．1．3 试件成型与养护

2．1．4 试件准备

2．2 混凝土表面涂层处理

2．2．1 涂料的性能

2．2．2 混凝土表面处理

2．3 试验方法

2．3．1 附着力试验

2．3．2 耐碱性试验

2．3．3 耐酸性试验

2．3．4 吸水率试验

2．3．5 耐盐雾试验

2．4 试验结果分析与讨论

2．4．1 附着力试验

2．4．2 耐碱性试验

2．4．3 耐酸性试验

2．4．4 吸水率试验

2．4．5 耐盐雾试验

2．5 本章小结

第3章 氟碳涂层对混凝土气体渗透性的影响

3．1 透气性试验

3．1．1 概述

3．1．2 透气性试验原理

3．1．3 试验方法

3．1．4 试验结果分析与讨论

3．2 碳化深度比试验

3．2．1 概述

3．2．2 试验方法

3．2．3 试验结果分析与讨论

3．3 本章小结

第4章 氟碳涂层对混凝土抗氯离子侵蚀的影响

4．1 概述

4．1．1 氯离子自然扩散试验

4．1．2 氯离子电迁移试验

4．1．3 电参数法

4．2 涂层防护机理

4．3 氯离子电迁移快速试验(RCM)

4．3．1 试验准备

4．3．2 试验步骤

4．3．3 电迁移试验步骤

4．3．4 氯离子渗透深度测定步骤

4．3．5 试验结果计算

4．4 试验现象分析

4．4．1 试验的电压与持续时间

4．4．2 涂层表面变化现象

4．4．3 试验结果分析

4．5 本章小结

第5章 干湿循环条件下氟碳涂层防腐性能研究

5．1 概述

5．2 干湿循环制度

5．3 干湿循环试验

5．3．1 氯离子浓度试验

5．3．2 扫描电镜(SEM)试验

5．4 结果与讨论

5．4．1 氯离子浓度变化试验

5．4．2 涂层的微观结构

5．5 本章小结

第6章 结论

参考文献

攻读硕士学位期间发表的学术论文及参加的科研工作

致谢