论文摘要
目前,海洋环境中钢筋混凝土耐久性问题日益突出。因耐久性不足造成的结构破坏非常严重,同时也给社会带来了巨大的经济损失。混凝土保护涂层作为一种能够有效提高混凝土结构耐久性的材料,受到普遍重视。但是当前有关海洋环境下混凝土保护涂层性研究较少,而且关于涂层防护效果的试验及评价方法还不完善,严重制约了涂层材料的健康发展和工程应用。因此,开展海洋环境下混凝土防护涂层的研究具有重要的理论和实用价值。本文选择了三种有代表性的涂层—脂肪族聚脲涂层、水泥基聚合物涂层和聚氨酯涂层进行研究。首先采用涂层混凝土的吸水性和抗渗性试验,研究了上述三种混凝土保护涂层在海洋环境中防止海水侵入混凝土内部的能力。吸水性试验表明:涂刷脂肪族聚脲涂层、水泥基聚合物涂层和聚氨酯涂层的混凝土（以下简称涂层混凝土）24h的吸水率分别为0.058%、0.4%和0.095%,吸水比（吸水率与基准混凝土吸水率之比）分别为0.82%、5.70%和2.63%;抗渗性试验表明:试验中测试的三种涂层混凝土在逐级加压到1.5MPa时,均能保持24h未出现渗水现象;在较高压力3.0MPa时,脂肪族聚脲涂层混凝土和聚氨酯涂层混凝土能保持9h不渗水,水泥基聚合物涂层混凝土的稳定不渗水时间为7.5h。试验结果证实,在海洋环境下,脂肪族聚脲涂层、水泥基聚合物涂层和聚氨酯涂层能有效改善混凝土的吸水性和抗渗性,其中脂肪族聚脲涂层的性能最好,聚氨酯涂层次之,水泥基聚合物涂层较低。然后采用快速氯离子渗透试验法（RCM法）和自然浸泡法两种试验方法,研究了脂肪族聚脲、水泥基聚合物、聚氨酯三种混凝土保护涂层抵抗氯离子渗透的能力。研究表明,RCM法和自然浸泡法具有较好的相关性,线性相关度在0.900以上,均能有效评价上述混凝土保护涂层抵抗氯离子渗透能力。在RCM法试验条件下,混凝土保护涂层可以提高混凝土抵抗氯离子渗透能力;自然浸泡试验条件下,氯离子扩散规律服从“一阶指数衰减函数”,相关系数在0.989以上,氯离子扩散系数与浸泡龄期线性相关,相关系数在0.920以上。最后本文探讨了交流阻抗谱（ACIS）方法在混凝土保护涂层研究中的应用。通过涂层混凝土体系的结构模型来描述体系的ACIS行为,并作Nyquist图。可以看出,脂肪族聚脲、水泥基聚合物、聚氨酯三种混凝土保护涂层体系在Nyquist图中的高频弧是一半圆。根据试验结果,通过比较其高频弧半径的大小,可以确定表征混凝土保护涂层、提高材料密实能力的模型参数Rf。通过氯化物扩散前后涂层混凝土交流阻抗谱的比较,通过分析氯离子扩散前后上述涂层混凝土内部微结构的变化,符合涂层混凝土体系的氯离子扩散模型。在同快速氯离子渗透试验方法比较的基础上,探讨了交流阻抗谱参数Δ|Z|max与涂层混凝土相对氯离子扩散系数的相关性,线性相关度都在0.952以上。上述研究将为混凝土保护涂层防护效果的试验和评价提供必要的理论准备和技术支持,也将对海洋环境下混凝土保护涂层材料的发展和工程应用起到促进作用。