海洋钢筋混凝土保护涂层的性能研究及示范工程应用
发布时间：2021-02-24 06:38
海洋是一个十分苛刻的腐蚀环境,钢筋混凝土的主体结构在其使用的过程中,由于自身的老化、各种自然灾害和其他人为的损伤等各种自然原因而不断地产生各种安全隐患,因此实施防腐蚀保护的工程迫在眉睫。在恶劣的海洋环境中,混凝土结构涂层腐蚀防护处理技术的应用是增强和提高海洋钢筋混凝土主体结构的耐久性最有效的手段和方法本文主要研究涂料在海工混凝土防护工程中的防护效果以及材料性能,以成膜型涂料-四层配套环氧涂料、湿固化环氧涂料、聚脲,渗透型涂料硅烷为研究对象,在实验室模拟条件下分别对混凝土保护试件进行了涂刷,在研究过程中针对涂层的附着力、裂缝追随性、耐碱性、耐盐雾、耐老化、抗氯离子侵蚀性等基本性能试验,对混凝土涂料本身的耐久性能情况进行了综合评价,具体内容及报告如下:（1）附着性研究表明,附着力比较大的是聚脲涂料,为6.27MPa;其次是四层配套环氧涂料,为5.13MPa;最差的是湿固化环氧涂料,为4.83MPa;而三者的附着力都可以达到海洋工程防腐涂料的附着力标准。（2）基于裂缝追随性试验测试,得出最好的是聚脲涂料,涂膜裂缝追随位移为11.48mm;良好的是四层配套环氧涂料,涂膜裂缝追随位移为1.24m...
【文章来源】：青岛理工大学山东省
【文章页数】：78 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
青岛胶州湾海底隧道图
冻??500个的沿海国家。大量的海洋资源亟待开发，同时各种类型的海洋基建工程正处于设计与规划中。在未来20年，中国还将陆续建设5个大规模的海底隧道建设项目，包括从中国山东烟台经胶州湾到大连的中国渤海湾跨海公路通道和从中国宁波经杭州湾到中国上海的杭州湾项目[12]。与此同时，中国的大连跨海和杭州湾临海高速公路大桥建设项目也在全面建设和展开。国内长度第一、世界长度第三的胶州湾海底公路隧道—胶州湾海底隧道于2011年建成正式通车(如图1.1所示)。2011年6月,设计全长35.4千米的青岛胶州湾大桥也将建成通车(如图1.2所示)，该桥梁的耐久性建设系统有效地解决了目前位于我国北方温带海洋冰冻地区的海底隧道桥梁耐久性的设计、施工等的技术难题。另外，2018年10月通车的港珠澳大桥全长约50公里、投资超过1000亿元，这些重点桥梁工程的建设彰显了我国的综合实力，大部分完工的海上工程正在建造或即将建成[13]。图1.1青岛胶州湾海底隧道图图1.2青岛胶州湾大桥图海洋建筑和钢筋混凝土的结构常常因为钢筋的腐蚀以及混凝土的腐蚀而过早的带来了耐久性的损失和损坏，对其可靠性以及其安全性都带来了显著不利的影响，使用寿命也大幅度的缩减。很多国家的海上工程在使用寿命没有结束前就已出现了严重老化的现象，缩短使用寿命[14]。全世界的结构遭受结构破坏甚至由于海洋环境的腐蚀而造成的损坏并不罕见。对挪威700个混凝土结构展开调查发现，有20%的严重破坏是因为波浪飞溅区出现了钢筋腐蚀而带来的[15]；调查英国两百余个钢筋混凝土项目发现，对比查到钢筋腐蚀占氯盐侵蚀引起腐蚀的大半部分；在沙特阿拉伯沿海地区的结构耐久
青岛理工大学工程硕士学位论文3性调查中，发现约有74个结构因钢筋腐蚀而受损[16]；当日本交通运输部对国内港口码头进行检查时，发现已经使用了20多年的建筑物发生锈蚀[17]。同样的，由于钢腐蚀现象，我国很多海洋工程也出现了耐久性故障。严杰[18]在经历了1994年至2006年在日照沿海公路上建造的六座沿海大桥后，发现了这一点。超过一半的混凝土柱子外面有盐晶，零星的锈迹和肋骨裂缝。作为桩梁码头，青岛北海船厂的修船码头已经有三十余年的历史，在海上延伸超200米。2008年拆除的时候发现，腐蚀已经给这一结构带来了非常严重的损毁[19]。图1.3山东某码头腐蚀状况图1.4氯化物盐对钢筋混凝土结构造成的腐蚀损害在中国工程院"我国腐蚀状况及控制战略研究"项目的最新课题研究的结果表明，2014年中国的结构防腐蚀修复成本规模约为2.1278万亿元。它的规模占中国整年GDP的3.34%，每个中国人平均每年承担约1555元的结构防腐蚀修复损失[20]。美国的学者sitter[21]首次使用五重腐蚀定理阐述了建造混凝土结构的腐蚀修复成本，建造新的腐蚀性混凝土顺筋结构时，可以每年节省1美元的防腐蚀修复成本。当混凝土表面破裂时，修复费用为5美元；而在混凝土顺筋开裂与严重腐蚀时的修复费用分别达到了25美元、125美元。根据上述分析可知，修复费用大小与采取修复措施的时间直接相关，如果较早开始防护，则降低了修复的费用。所以在实际工程中应该及早对钢筋混凝土结构进行检测和维护，基于这种方式有助于延
【参考文献】：
期刊论文
[1]腐蚀控制工程全生命周期管理在海洋工程领域的应用及标准制定[J]. 张大刚. 全面腐蚀控制. 2018(05)
[2]献身腐蚀防护事业 降服“吃金属的老虎”——专访中国工程院院士侯保荣[J]. 侯保荣. 表面工程与再制造. 2016(03)
[3]海洋防腐涂料的最新研究进展[J]. 张超智,蒋威,李世娟,徐洪飞,袁阳. 腐蚀科学与防护技术. 2016(03)
[4]钢筋混凝土结构耐久性提升技术研究进展[J]. 金伟良,吴航通,许晨,金骏. 水利水电科技进展. 2015(05)
[5]我国海陆关联工程发展现状、问题及建议[J]. 李大海,管华诗. 海洋开发与管理. 2014(10)
[6]建筑混凝土绿色防腐涂料市场异军崛起[J]. 燕来荣. 上海建材. 2013(05)
[7]海洋大气环境下纯聚脲重防腐涂层耐久性研究[J]. 黄微波,谢远伟,胡晓,伯忠维. 材料导报. 2013(06)
[8]应用喷涂纯聚脲技术实现水工混凝土防护[J]. 黄微波,向佳瑜,刘旭东,张静. 混凝土. 2011(11)
[9]聚脲和聚氨酯(脲)的对比研究[J]. 黄微波,李宝军,吕平. 新型建筑材料. 2011(02)
[10]混凝土结构表面涂层耐久性试验研究[J]. 施静波. 工业建筑. 2010(S1)
博士论文
[1]碳化与氯盐复合作用下混凝土中钢筋腐蚀机理研究[D]. 袁伟静.东北林业大学 2017
[2]后工业时代我国工业建筑遗产保护与再利用策略研究[D]. 刘宇.天津大学 2016
[3]混凝土桥梁耐久性评估与预测[D]. 刘均利.湖南大学 2014
[4]海洋灾害影响我国近海海洋资源开发的测度与管理研究[D]. 冯有良.中国海洋大学 2013
[5]干湿交替环境下混凝土的氯离子侵蚀与耐久性防护[D]. 曹卫群.西安建筑科技大学 2013
[6]基于全寿命理论的海工混凝土耐久性优化设计[D]. 薛文.浙江大学 2011
[7]海洋浪花飞溅区钢铁腐蚀过程和修复技术研究[D]. 刘建国.中国科学院研究生院（海洋研究所） 2010
[8]海工混凝土抗冻性与抗氯离子渗透性综合评价[D]. 杨文武.重庆大学 2009
[9]混凝土结构中的氯离子侵入与寿命预测[D]. 范宏.西安建筑科技大学 2009
[10]氯盐环境下基于概率和性能的混凝土结构耐久性研究[D]. 史波.大连理工大学 2009
硕士论文
[1]混凝土强度与耐久性的关系研究[D]. 肖巍.南昌大学 2018
[2]海上风电机组塔筒材料在海洋腐蚀及应力环境下的失效行为研究[D]. 刘晨.长沙理工大学 2018
[3]有机成膜涂层混凝土抗氯盐性能的时变退化[D]. 刘萍.中国矿业大学 2017
[4]海洋运输在“一带一路”战略中的地位研究[D]. 郝雨浓.大连海事大学 2017
[5]基于多因素耦合老化模型的FRP防腐加固混凝土桥墩方法研究[D]. 张彦红.西南科技大学 2015
[6]金属防护用聚脲涂层附着性能研究[D]. 徐菲.青岛理工大学 2014
[7]海洋钢筋混凝土结构氟碳涂层防护效果研究[D]. 吴士军.青岛理工大学 2014
[8]海洋钢筋混凝土结构表面涂层防护研究[D]. 康莉萍.西安建筑科技大学 2013
[9]表面处理对海洋钢筋混凝土结构的效果研究[D]. 杨苹.青岛理工大学 2012
[10]海洋环境下混凝土硫酸盐腐蚀研究[D]. 卢峰.青岛理工大学 2012
本文编号：3048952
【文章来源】：青岛理工大学山东省
【文章页数】：78 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
青岛胶州湾海底隧道图
冻??500个的沿海国家。大量的海洋资源亟待开发，同时各种类型的海洋基建工程正处于设计与规划中。在未来20年，中国还将陆续建设5个大规模的海底隧道建设项目，包括从中国山东烟台经胶州湾到大连的中国渤海湾跨海公路通道和从中国宁波经杭州湾到中国上海的杭州湾项目[12]。与此同时，中国的大连跨海和杭州湾临海高速公路大桥建设项目也在全面建设和展开。国内长度第一、世界长度第三的胶州湾海底公路隧道—胶州湾海底隧道于2011年建成正式通车(如图1.1所示)。2011年6月,设计全长35.4千米的青岛胶州湾大桥也将建成通车(如图1.2所示)，该桥梁的耐久性建设系统有效地解决了目前位于我国北方温带海洋冰冻地区的海底隧道桥梁耐久性的设计、施工等的技术难题。另外，2018年10月通车的港珠澳大桥全长约50公里、投资超过1000亿元，这些重点桥梁工程的建设彰显了我国的综合实力，大部分完工的海上工程正在建造或即将建成[13]。图1.1青岛胶州湾海底隧道图图1.2青岛胶州湾大桥图海洋建筑和钢筋混凝土的结构常常因为钢筋的腐蚀以及混凝土的腐蚀而过早的带来了耐久性的损失和损坏，对其可靠性以及其安全性都带来了显著不利的影响，使用寿命也大幅度的缩减。很多国家的海上工程在使用寿命没有结束前就已出现了严重老化的现象，缩短使用寿命[14]。全世界的结构遭受结构破坏甚至由于海洋环境的腐蚀而造成的损坏并不罕见。对挪威700个混凝土结构展开调查发现，有20%的严重破坏是因为波浪飞溅区出现了钢筋腐蚀而带来的[15]；调查英国两百余个钢筋混凝土项目发现，对比查到钢筋腐蚀占氯盐侵蚀引起腐蚀的大半部分；在沙特阿拉伯沿海地区的结构耐久
青岛理工大学工程硕士学位论文3性调查中，发现约有74个结构因钢筋腐蚀而受损[16]；当日本交通运输部对国内港口码头进行检查时，发现已经使用了20多年的建筑物发生锈蚀[17]。同样的，由于钢腐蚀现象，我国很多海洋工程也出现了耐久性故障。严杰[18]在经历了1994年至2006年在日照沿海公路上建造的六座沿海大桥后，发现了这一点。超过一半的混凝土柱子外面有盐晶，零星的锈迹和肋骨裂缝。作为桩梁码头，青岛北海船厂的修船码头已经有三十余年的历史，在海上延伸超200米。2008年拆除的时候发现，腐蚀已经给这一结构带来了非常严重的损毁[19]。图1.3山东某码头腐蚀状况图1.4氯化物盐对钢筋混凝土结构造成的腐蚀损害在中国工程院"我国腐蚀状况及控制战略研究"项目的最新课题研究的结果表明，2014年中国的结构防腐蚀修复成本规模约为2.1278万亿元。它的规模占中国整年GDP的3.34%，每个中国人平均每年承担约1555元的结构防腐蚀修复损失[20]。美国的学者sitter[21]首次使用五重腐蚀定理阐述了建造混凝土结构的腐蚀修复成本，建造新的腐蚀性混凝土顺筋结构时，可以每年节省1美元的防腐蚀修复成本。当混凝土表面破裂时，修复费用为5美元；而在混凝土顺筋开裂与严重腐蚀时的修复费用分别达到了25美元、125美元。根据上述分析可知，修复费用大小与采取修复措施的时间直接相关，如果较早开始防护，则降低了修复的费用。所以在实际工程中应该及早对钢筋混凝土结构进行检测和维护，基于这种方式有助于延
【参考文献】：
期刊论文
[1]腐蚀控制工程全生命周期管理在海洋工程领域的应用及标准制定[J]. 张大刚. 全面腐蚀控制. 2018(05)
[2]献身腐蚀防护事业 降服“吃金属的老虎”——专访中国工程院院士侯保荣[J]. 侯保荣. 表面工程与再制造. 2016(03)
[3]海洋防腐涂料的最新研究进展[J]. 张超智,蒋威,李世娟,徐洪飞,袁阳. 腐蚀科学与防护技术. 2016(03)
[4]钢筋混凝土结构耐久性提升技术研究进展[J]. 金伟良,吴航通,许晨,金骏. 水利水电科技进展. 2015(05)
[5]我国海陆关联工程发展现状、问题及建议[J]. 李大海,管华诗. 海洋开发与管理. 2014(10)
[6]建筑混凝土绿色防腐涂料市场异军崛起[J]. 燕来荣. 上海建材. 2013(05)
[7]海洋大气环境下纯聚脲重防腐涂层耐久性研究[J]. 黄微波,谢远伟,胡晓,伯忠维. 材料导报. 2013(06)
[8]应用喷涂纯聚脲技术实现水工混凝土防护[J]. 黄微波,向佳瑜,刘旭东,张静. 混凝土. 2011(11)
[9]聚脲和聚氨酯(脲)的对比研究[J]. 黄微波,李宝军,吕平. 新型建筑材料. 2011(02)
[10]混凝土结构表面涂层耐久性试验研究[J]. 施静波. 工业建筑. 2010(S1)
博士论文
[1]碳化与氯盐复合作用下混凝土中钢筋腐蚀机理研究[D]. 袁伟静.东北林业大学 2017
[2]后工业时代我国工业建筑遗产保护与再利用策略研究[D]. 刘宇.天津大学 2016
[3]混凝土桥梁耐久性评估与预测[D]. 刘均利.湖南大学 2014
[4]海洋灾害影响我国近海海洋资源开发的测度与管理研究[D]. 冯有良.中国海洋大学 2013
[5]干湿交替环境下混凝土的氯离子侵蚀与耐久性防护[D]. 曹卫群.西安建筑科技大学 2013
[6]基于全寿命理论的海工混凝土耐久性优化设计[D]. 薛文.浙江大学 2011
[7]海洋浪花飞溅区钢铁腐蚀过程和修复技术研究[D]. 刘建国.中国科学院研究生院（海洋研究所） 2010
[8]海工混凝土抗冻性与抗氯离子渗透性综合评价[D]. 杨文武.重庆大学 2009
[9]混凝土结构中的氯离子侵入与寿命预测[D]. 范宏.西安建筑科技大学 2009
[10]氯盐环境下基于概率和性能的混凝土结构耐久性研究[D]. 史波.大连理工大学 2009
硕士论文
[1]混凝土强度与耐久性的关系研究[D]. 肖巍.南昌大学 2018
[2]海上风电机组塔筒材料在海洋腐蚀及应力环境下的失效行为研究[D]. 刘晨.长沙理工大学 2018
[3]有机成膜涂层混凝土抗氯盐性能的时变退化[D]. 刘萍.中国矿业大学 2017
[4]海洋运输在“一带一路”战略中的地位研究[D]. 郝雨浓.大连海事大学 2017
[5]基于多因素耦合老化模型的FRP防腐加固混凝土桥墩方法研究[D]. 张彦红.西南科技大学 2015
[6]金属防护用聚脲涂层附着性能研究[D]. 徐菲.青岛理工大学 2014
[7]海洋钢筋混凝土结构氟碳涂层防护效果研究[D]. 吴士军.青岛理工大学 2014
[8]海洋钢筋混凝土结构表面涂层防护研究[D]. 康莉萍.西安建筑科技大学 2013
[9]表面处理对海洋钢筋混凝土结构的效果研究[D]. 杨苹.青岛理工大学 2012
[10]海洋环境下混凝土硫酸盐腐蚀研究[D]. 卢峰.青岛理工大学 2012
本文编号：3048952
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