水利工程防護(hù)用聚脲涂層附著性能研究.pdf

1、聚脲涂層作為水工混凝土的防護(hù)材料是提高其服役壽命的有效方式，然而如何改善其附著性能是目前遇到的關(guān)鍵技術(shù)瓶頸，因此開(kāi)展水利工程聚脲防護(hù)涂層附著性能研究十分必要。本文研究了常規(guī)性能、施工環(huán)境和服役環(huán)境因素對(duì)聚脲涂層附著力的影響，借助掃描電子顯微鏡(SEM)、傅立葉變換紅外光譜儀(FTIR)分析了聚脲涂層的附著行為，闡述了恒山水庫(kù)聚脲涂層防滲工程，探索工程現(xiàn)場(chǎng)改善聚脲涂層附著性能的方法，通過(guò)研究得出以下結(jié)論:
　　 第一、常規(guī)性能研究

2、結(jié)果表明:聚脲涂層附著力和其硬度、拉伸強(qiáng)度呈現(xiàn)正相關(guān)的變化趨勢(shì)，和厚度、斷裂伸長(zhǎng)率呈現(xiàn)反相關(guān)的變化趨勢(shì)。通過(guò)外推法計(jì)算涂層的真實(shí)附著力為6.00MPa，高于測(cè)試值;聚脲涂層附著力隨著底漆的粘度降低而增大。底漆的固化時(shí)間在2～6h時(shí)，聚脲涂層附著力較高;聚脲涂層的附著力隨著基材強(qiáng)度的增加呈現(xiàn)出單調(diào)遞增的趨勢(shì)。當(dāng)混凝土強(qiáng)度高于50MPa時(shí)，附著力均在5.0MPa以上，低于30MPa時(shí)，附著力在3.0MPa以下。
　　 第二、施工環(huán)境

3、對(duì)聚脲涂層附著力影響結(jié)果表明:當(dāng)混凝土基材含水率為6.0％時(shí)，采用雙組份聚氨酯類(Qtech-112)、環(huán)氧類(Qtech-118)、單組份聚氨酯類(Qtech-120)和水性丙烯酸類(Qtech-121)四種基材處理系統(tǒng)的聚脲涂層均有較好的附著力，分別為4.45MPa、5.13MPa、4.06MPa、4.06MPa。SEM形貌分析發(fā)現(xiàn)，底漆對(duì)干燥混凝土基材表面封閉效果突出，滲透性好;當(dāng)混凝土基材含水率為20.3％時(shí)，采用四種基材處理系

4、統(tǒng)的聚脲涂層附著力分別下降52.1％、31.0％、53.9％和20.2％，Qtech-118和Qtech-121受基材含水率影響較小。SEM形貌分析發(fā)現(xiàn)，潮濕基材上底漆滲透性差;
　　 在高溫養(yǎng)護(hù)下聚脲涂層附著力發(fā)展迅速，第4d基本達(dá)到了穩(wěn)定時(shí)強(qiáng)度值。采用Qtech-112、Qtech-118、Qtech-120和Qtech-121的涂層附著力和標(biāo)準(zhǔn)養(yǎng)護(hù)相比，分別降低12.1％、29.8％、5.9％和50.0％，高溫環(huán)境對(duì)Qte

5、ch-121的附著性能不利;在低溫養(yǎng)護(hù)下聚脲涂層附著力發(fā)展較為緩慢，采用Qtech-118和Qtech-121的涂層附著力出現(xiàn)下降的趨勢(shì)，分別降低58.3％和37.0％，低溫下Qtech-118固化不完全，而Qtech-121低溫時(shí)易出現(xiàn)發(fā)脆的現(xiàn)象;在溫度交變養(yǎng)護(hù)下聚脲涂層附著力呈現(xiàn)跳躍式增長(zhǎng)，Qtech-121高溫發(fā)粘、低溫發(fā)脆，附著力僅為2.65MPa，而其它三種的聚脲涂層附著力和標(biāo)準(zhǔn)養(yǎng)護(hù)相比基本保持不變。
　　 第三、服役

6、環(huán)境對(duì)聚脲涂層附著力影響結(jié)果表明:經(jīng)過(guò)30次、60次、90次干濕循環(huán)后，測(cè)得聚脲涂層的附著力分別為4.57MPa、4.46MPa、4.51MPa，和實(shí)驗(yàn)前4.53MPa相比，基本保持不變，聚脲涂層抵抗干濕循環(huán)時(shí)附著性能保持很好;經(jīng)過(guò)人工加速紫外線老化720h和3000h之后，測(cè)得聚脲涂層的附著力分別為4.70MPa和4.54MP，和老化前4.49MPa相比，略微升高;歷經(jīng)90次干濕循環(huán)和人工加速紫外線老化3000h后，聚脲涂層的附著力降

7、低15％，干濕循環(huán)和紫外線老化共同作用比單一作用對(duì)附著力損傷強(qiáng)烈;施加彎曲荷載的涂層混凝土，經(jīng)過(guò)30次、60次、90次干濕循環(huán)后，附著力分別為4.16MPa、3.67MPa、3.48MPa，90次干濕循環(huán)后附著力降低25％，比單一干濕循環(huán)損傷強(qiáng)烈，但此時(shí)水分子破壞粘結(jié)面非造成附著力下降的主要因素。
　　 最后，恒山水庫(kù)聚脲涂層防滲工程現(xiàn)場(chǎng)實(shí)驗(yàn)表明:Qtech-112基材處理系統(tǒng)溫度適應(yīng)性強(qiáng)，施工性好;聚脲涂層大面積垂直面噴涂不流