摘要：混凝土材料在海工工程中有着广泛的运用,然而由于海洋环境的复杂多样性,海工混凝土的腐蚀不足日益突出,严重危害了海工工程的安全性和耐久性。涂层防护技术是提升混凝土耐久性行之有效的策略。有机硅防护涂料因具有耐热、耐候、耐臭氧等优良性能被广泛运用于海工混凝土防护中,然而目前关于有机硅防护涂料自身耐久性的探讨尚不多见。本论文选取了不同厂家生产的异丁基三乙氧基硅烷涂料,通过将涂料涂刷在砂浆试件上,测试试件在单一腐蚀因子(光热老化、化学腐蚀、冻融循环)和多重腐蚀因子循环作用下相关性能的变化,探讨有机硅涂料的耐久性。主要探讨结论如下：(1)涂刷不同有机硅涂料的试件在光热老化后的吸水率均显著大于老化前吸水率,这说明有机硅涂料经光热老化后对试件的防护能力减弱；热老化时,随着老化温度的升高,试件因自身受热干燥收缩和有机硅防护膜受损,水分逐渐透过有机硅进入试件内部,使涂刷不同涂料的试件吸水率差别逐渐减小；60℃紫外老化时,由于紫外光和热的双重作用,试件的吸水率是单一的60℃热老化吸水率的4倍左右。(2)光热老化后涂刷有机硅涂料的试件用乙酸丁酯抽提后进行傅里叶红外光谱(FTIR)测试,通过计算硅氧硅键的峰面积比值发现,光热老化后峰面积比均减小,这是由于光热老化作用使有机硅与砂浆基体的附着性降低造成的。紫外老化后硅氧硅键峰面积比的减小值大于热老化后峰面积比的减小值,这证明有机硅涂料的耐热老化性能优于耐紫外老化性能。(3)采取加速热老化法并借助阿累尼乌斯方程对三种有机硅涂料的利用寿命预测发现,在较低的利用温度下,三种有机硅涂料的利用寿命有显著区别,随着温度的升高,这种差别会逐渐减小；在15℃-40℃范围内,温度每升高5℃,同种有机硅涂料的利用寿命将会相应降低一倍左右。(4)涂刷有机硅涂料的试件经化学腐蚀(酸、碱、盐腐蚀)后,试件的力学性能均随腐蚀时间的延长而下降。其中,在碱腐蚀条件下力学性能下降最小,表明有机硅涂料的耐碱腐蚀性最好。(5)对于涂刷不同有机硅涂料的试件冻融循环100次时抗压强度保留率均在80%左右,抗折强度保留率均大于60%,而未涂刷涂料的试件抗压强度保留率为70%,抗折强度保留率仅为40%,这说明有机硅涂料可以改善试件的抗冻融破坏能力；冻融循环50次和100次时,涂刷同种涂料试件的抗压、抗折强度保留率的差别较小,表明冻融循环作用对涂料的影响较小。(6)有机硅涂料可以改善试件的耐化学侵蚀和抗冻融循环的机理在于有机硅涂料与水反应生成的防护膜在一定程度上可以减小孔隙对试件的影响,以而可以有效阻止水分和化学物质向混凝土内部扩散。同时,也减小了结冰膨胀对试件产生的冻融破坏。(7)多重腐蚀因子循环作用下,随着循环次数的增加,试件的吸水率迅速上升,力学性能则迅速减小。干湿循环、光老化、冻融循环的交替作用对有机硅涂膜的破坏程度远大于单一腐蚀因子对有机硅涂膜的破坏。第一次循环作用后,试件虽然只经过光老化1d,但由于腐蚀因子的交替循环作用,试件的吸水率远大于单一光老化12d后的吸水率；在五次循环历程中,试件共经历了50次冻融循环作用,但五次循环腐蚀后试件的力学性能比单一的冻融循环100次时要差。关键词：海工混凝土论文有机硅防护涂料论文光热老化论文化学腐蚀论文冻融循环论文多重腐蚀因子循环作用论文
摘要4-6
ABSTRACT6-11
第1章 绪论11-24
1.1 探讨背景11-15
1.1.1 海工混凝土腐蚀理由11-13
1.1.2 海工混凝土腐蚀近况13-14
1.1.3 海工混凝土防腐的重要作用14
1.1.4 海工混凝土防腐措施及其局限性14-15
1.2 海工混凝土防护涂料的进展近况15-22
1.2.1 防护涂料的种类及运用16-20
1.2.2 防护涂料的探讨进展20-22
1.3 本论文探讨的作用和目的22-23
1.4 本论文探讨的主要内容23-24
第2章 有机硅防护涂料耐光热老化作用探讨24-39
2.1 引言24-25
2.2 实验部分25-29
2.2.1 实验原料25
2.2.2 实验仪器25-26
2.2.3 试样的制备与处理26
2.2.4 老化实验策略26
2.2.5 吸水率测试26-27
2.2.6 光热老化下有机硅防护涂料分子结构的变化27-28
2.2.7 有机硅防护涂料寿命预测策略28-29
2.3 结果与讨论29-37
2.3.1 热老化对有机硅防护涂料性能的影响29-31
2.3.2 光老化对有机硅防护涂料性能的影响31-32
2.3.3 光热老化对有机硅防护涂料分子结构的影响32-34
2.3.4 有机硅防护涂料的寿命预测34-37
2.4 本章小结37-39
第3章 有机硅防护涂料耐化学腐蚀和抗冻融循环性能探讨39-52
3.1 引言39
3.2 实验部分39-41
3.2.1 实验原料39-40
3.2.2 实验仪器40
3.2.3 试样的制备与处理40
3.2.4 试件力学性能测试40
3.2.5 有机硅防护涂料耐化学腐蚀实验40-41
3.2.6 有机硅防护涂料抗冻融循环实验41
3.3 结果与讨论41-50
3.3.1 酸腐蚀对有机硅防护涂料性能的影响41-43
3.3.2 碱腐蚀对有机硅防护涂料性能的影响43-44
3.3.3 盐腐蚀对有机硅防护涂料性能的影响44-45
3.3.4 化学介质的侵蚀历程与有机硅的防护作用45-47
3.3.5 冻融循环对有机硅防护涂料性能的影响47-49
3.3.6 有机硅防护涂料改善混凝土抗冻融破坏机理49-50
3.4 本章小结50-52
第4章 多重腐蚀因子循环作用对有机硅防护涂料性能的影响52-61
4.1 引言52-53
4.2 实验部分53-54
4.2.1 实验原料53
4.2.2 实验仪器53
4.2.3 试样的制备与处理53
4.2.4 多重腐蚀因子循环作用实验53-54
4.2.5 性能测试54
4.3 结果与讨论54-59
4.3.1 多重腐蚀因子循环作用对试件外观的影响54-57
4.3.2 多重腐蚀因子循环作用对试件吸水率的影响57-58
4.3.3 多重腐蚀因子循环作用对试件力学性能的影响58-59
4.4 小结59-61
第5章 结论61-63
致谢63-64
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