聚合物水泥基涂層的鋼筋修復(fù)與防護(hù)技術(shù)

第1章緒論1
1.1背景及意義1
1.2混凝土中鋼筋銹蝕原因及機(jī)理2
1.2.1混凝土中鋼筋銹蝕主要原因2
1.2.2混凝土中鋼筋銹蝕機(jī)理3
1.3混凝土中鋼筋防護(hù)方法5
1.3.1傳統(tǒng)鋼筋防護(hù)技術(shù)5
1.3.2水性帶銹防銹涂層技術(shù)6
參考文獻(xiàn)9

第2章聚合物乳液的制備及性能表征12
2.1改性丙烯酸酯乳液12
2.1.1有機(jī)硅改性丙烯酸酯乳液12
2.1.2環(huán)氧改性丙烯酸酯乳液14
2.1.3含氟聚合物改性丙烯酸酯乳液15
2.1.4偏氯乙烯-丙烯酸酯共聚乳液15
2.2水性環(huán)氧乳液16
2.2.1水性環(huán)氧樹脂體系發(fā)展16
2.2.2水性環(huán)氧乳液體系配方設(shè)計(jì)17
2.3水性聚氨酯乳液18
2.3.1水性聚氨酯體系配方設(shè)計(jì)18
2.3.2水性聚氨酯體系性能表征19
2.4聚氨酯改性環(huán)氧乳液23
2.4.1概述23
2.4.2聚氨酯增韌水性環(huán)氧體系配方設(shè)計(jì)25
2.4.3聚氨酯增韌水性環(huán)氧樹脂涂膜拉伸性能分析25
2.4.4聚氨酯增韌水性環(huán)氧樹脂涂膜動(dòng)態(tài)熱機(jī)械分析29
2.4.5聚氨酯增韌水性環(huán)氧樹脂涂膜機(jī)理分析32
2.4.6聚氨酯增韌水性環(huán)氧樹脂涂膜基礎(chǔ)性能分析36
2.4.7聚氨酯增韌水性環(huán)氧樹脂涂膜耐腐蝕性能分析36
2.4.8聚氨酯增韌水性環(huán)氧樹脂乳液儲(chǔ)存穩(wěn)定性分析38
參考文獻(xiàn)39

第3章聚合物水泥基防腐涂層制備及性能表征44
3.1Ⅰ型聚合物水泥基防腐涂層配方設(shè)計(jì)及性能分析44
3.2Ⅰ型涂層在氯鹽溶液中的耐腐蝕性能分析46
3.2.1Ⅰ型涂層耐腐蝕試驗(yàn)測試原理46
3.2.2Ⅰ型涂層耐腐蝕試驗(yàn)結(jié)果分析48
3.2.3Ⅰ型涂層耐腐蝕作用機(jī)理53
3.3Ⅱ型聚合物水泥基防腐涂層配方設(shè)計(jì)及性能分析55
3.3.1Ⅱ型涂料施工性能分析55
3.3.2Ⅱ型涂層基本物理力學(xué)性能分析57
3.3.3Ⅱ型涂層紅外光譜分析59
3.3.4Ⅱ型涂層交聯(lián)度分析60
3.3.5Ⅱ型涂層彈性模量與韌性分析62
3.4Ⅱ型涂層在氯鹽溶液中的耐腐蝕性能分析63
3.4.1涂層耐腐蝕試驗(yàn)方案設(shè)計(jì)63
3.4.2涂層耐腐蝕試驗(yàn)結(jié)果分析65
3.4.3涂層SEM結(jié)果分析67
3.4.4涂層EDS結(jié)果分析72
參考文獻(xiàn)76

第4章復(fù)合銹轉(zhuǎn)化劑及帶銹涂層新進(jìn)展77
4.1概述77
4.2復(fù)合銹轉(zhuǎn)化底漆制備77
4.2.1復(fù)合銹轉(zhuǎn)化劑配方設(shè)計(jì)77
4.2.2復(fù)合銹轉(zhuǎn)化底漆配方設(shè)計(jì)78
4.3復(fù)合銹轉(zhuǎn)化劑性能測試與分析79
4.3.1轉(zhuǎn)化膜紅外光譜分析79
4.3.2Fe3+溶出試驗(yàn)分析80
4.3.3電化學(xué)阻抗譜分析81
4.3.4轉(zhuǎn)化膜耐剝離性能分析82
4.3.5轉(zhuǎn)化膜微觀形貌分析83
4.4銹轉(zhuǎn)化底漆性能測試與分析87
4.4.1銹轉(zhuǎn)化底漆基本力學(xué)性能分析87
4.4.2膠膜溶脹度分析87
4.4.3涂膜拉伸性能分析88
4.4.4銹轉(zhuǎn)化底漆耐剝離性能分析88
4.4.5銹轉(zhuǎn)化底漆水接觸角分析90
4.4.6銹轉(zhuǎn)化底漆耐腐蝕性能分析91
4.4.7銹轉(zhuǎn)化底漆界面形貌分析92
4.5水性雙組分聚氨酯面漆制備及性能表征94
4.5.1水性雙組分聚氨酯涂料配方設(shè)計(jì)94
4.5.2水性雙組分聚氨酯薄膜紅外光譜分析94
4.5.3水性雙組分聚氨酯薄膜吸水率和溶脹度分析97
4.5.4水性雙組分聚氨酯涂膜基礎(chǔ)性能分析99
4.5.5水性雙組分聚氨酯涂膜拉伸性能分析100
4.5.6水性雙組分聚氨酯涂層耐腐蝕性能分析101
4.5.7水性雙組分聚氨酯涂膜機(jī)理分析102
參考文獻(xiàn)107

第5章水泥基涂層鋼筋與混凝土黏結(jié)性能的拉拔試驗(yàn)109
5.1概述109
5.1.1涂層鋼筋與混凝土間的黏結(jié)性能及其影響因素109
5.1.2涂層鋼筋與混凝土的黏結(jié)滑移本構(gòu)模型111
5.2水泥基涂層鋼筋與混凝土黏結(jié)性能的拉拔試驗(yàn)115
5.2.1涂層鋼筋與混凝土黏結(jié)性能的拉拔試驗(yàn)設(shè)計(jì)115
5.2.2涂層鋼筋與混凝土黏結(jié)性能的拉拔試驗(yàn)結(jié)果分析118
5.2.3涂層鋼筋與混凝土黏結(jié)性能的拉拔破壞模式121
5.3水泥基涂層鋼筋與混凝土黏結(jié)錨固機(jī)理試驗(yàn)123
5.3.1吸附力試驗(yàn)124
5.3.2摩阻力試驗(yàn)127
5.3.3咬合作用試驗(yàn)129
5.3.4水泥基涂層鋼筋與混凝土黏結(jié)應(yīng)力組成分析132
5.3.5水泥基涂層鋼筋與混凝土黏結(jié)滑移本構(gòu)模型133
參考文獻(xiàn)135

第6章涂層鋼筋與混凝土黏結(jié)強(qiáng)度及臨界錨固長度設(shè)計(jì)138
6.1概述138
6.2增韌環(huán)氧樹脂涂層鋼筋與混凝土黏結(jié)性能的拉拔試驗(yàn)139
6.2.1涂層鋼筋與混凝土黏結(jié)性能的拉拔試驗(yàn)設(shè)計(jì)139
6.2.2涂層鋼筋與混凝土黏結(jié)性能的試件破壞形式143
6.2.3不同因素下涂層鋼筋與混凝土的黏結(jié)性能分析144
6.2.4涂層鋼筋與混凝土的極限黏結(jié)應(yīng)力計(jì)算公式151
6.3混凝土中涂層鋼筋的錨固長度設(shè)計(jì)153
6.3.1極限狀態(tài)方程153
6.3.2統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)154
6.3.3可靠指標(biāo)155
6.3.4涂層鋼筋臨界錨固長度計(jì)算方法157
6.3.5混凝土中涂層鋼筋臨界錨固長度設(shè)計(jì)建議160
參考文獻(xiàn)162

第7章涂層鋼筋與混凝土梁式黏結(jié)性能試驗(yàn)及有限元模擬164
7.1概述164
7.2應(yīng)變集成體測量鋼筋應(yīng)變試驗(yàn)165
7.2.1拉伸試件制作與試驗(yàn)設(shè)計(jì)165
7.2.2拉伸試驗(yàn)結(jié)果分析167
7.3涂層鋼筋與混凝土梁式黏結(jié)性能試驗(yàn)169
7.3.1梁式黏結(jié)性能試驗(yàn)設(shè)計(jì)169
7.3.2梁式黏結(jié)性能試驗(yàn)加載方案與數(shù)據(jù)采集170
7.3.3梁式黏結(jié)性能試驗(yàn)結(jié)果分析172
7.3.4不同因素下梁式試件的黏結(jié)應(yīng)力-滑移關(guān)系173
7.4梁式試驗(yàn)的有限元模擬分析179
7.4.1有限元概述179
7.4.2有限元模擬基礎(chǔ)181
7.4.3梁式試驗(yàn)的有限元模擬分析184
7.4.4梁式試驗(yàn)的有限元模擬結(jié)果分析190
參考文獻(xiàn)192

第8章涂層鋼筋混凝土在氯鹽環(huán)境下的耐久性及壽命預(yù)測194
8.1概述194
8.2涂層鋼筋混凝土在氯鹽環(huán)境下的耐久性試驗(yàn)設(shè)計(jì)196
8.2.1原材料的選擇196
8.2.2混凝土配合比的設(shè)計(jì)200
8.2.3涂層鋼筋混凝土試件制備及養(yǎng)護(hù)制度202
8.3涂層鋼筋混凝土在氯鹽環(huán)境下的耐久性退化加速試驗(yàn)204
8.3.1涂層鋼筋混凝土臨界氯離子濃度試驗(yàn)設(shè)計(jì)204
8.3.2涂層鋼筋混凝土干濕循環(huán)試驗(yàn)設(shè)計(jì)205
8.3.3涂層鋼筋混凝土臨界氯離子濃度試驗(yàn)結(jié)果分析206
8.3.4涂層鋼筋混凝土干濕循環(huán)試驗(yàn)結(jié)果分析207
8.4基于Wiener過程的混凝土壽命預(yù)測模型213
8.4.1Wiener過程的定義與性質(zhì)213
8.4.2具有Wiener過程特征的產(chǎn)品性能退化214
8.4.3Wiener過程退化失效產(chǎn)品的壽命分布215
8.4.4基于Wiener過程的鋼筋混凝土壽命預(yù)測模型方法216
8.5鋼筋混凝土壽命預(yù)測模型的Bayes估計(jì)方法217
8.5.1極大似然估計(jì)及其局限性217
8.5.2鋼筋混凝土壽命預(yù)測模型的Bayes估計(jì)方法218
8.6壽命預(yù)測模型軟件編制及應(yīng)用223
8.6.1基于MATLAB語言的壽命預(yù)測模型軟件223
8.6.2壽命預(yù)測模型軟件編制及運(yùn)行224
8.6.3壽命預(yù)測模型軟件應(yīng)用算例226
參考文獻(xiàn)237

第9章工程應(yīng)用239

附錄作者及團(tuán)隊(duì)近年出版的與本著作密切相關(guān)的主要論文、專利等清單244