青島海灣大橋混凝土防護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，采用聚脲涂層防護技術提高大橋的耐久性和安全性。本文根據大橋環(huán)境特點，采用宏觀與微觀相結合的方法，研究青島海灣大橋防護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，主要內容如下：<

2、br>　　 首先，探討新型SPUA材料強度隨養(yǎng)護齡期的發(fā)展規(guī)律，并根據大橋所處的腐蝕環(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涂層進行微觀分析。研究表明，該SPUA體系強度發(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的拉伸強度分別下降了4.0％、6.4％、9.0％和25.7％,宏觀試驗與微觀分析結果均表明，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)氧涂層進行對比分析。吸水性測試結果表明，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價混凝土保護涂層抗酸、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600次凍融循環(huán)后，環(huán)氧涂層完全脫落失去防護效果，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涂層混凝土在質量分數為3.5％鹽溶液中的抗凍性，并與環(huán)氧涂層混凝土進行對比。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，當混凝土保護涂層存在缺陷時會大大降低其抗凍融性能。同時還研究了養(yǎng)護齡期對SPUA涂層抗

5、凍性影響，養(yǎng)護齡期為1d的SPUA涂層混凝土經600次凍融循環(huán)后，SPUA涂層表面完好無損，質量和相對動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)法三種試驗方法，研究了環(huán)氧、聚脲兩種混凝土保護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價上述混凝土保護涂層抗氯離子滲透能力。在RCP法試驗條件下，混凝土保護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后的氯離子擴散系數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后的氯離子擴散系數與自然浸泡相比，增加了40.6％，而SPUA涂層混凝土試件干濕循環(huán)120d后氯離子擴散系數保持不變，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