聚合物水泥基涂层的钢筋修复与防护技术

　　《聚合物水泥基涂层的钢筋修复与防护技术》重点介绍了聚合物乳液的制备及性能表征、聚合物水泥基防腐涂层制备及性能表征、复合锈转化剂及带锈涂层新进展、水泥基涂层钢筋与混凝土黏结性能拉拔试验与锚固机理、涂层钢筋与混凝土黏结强度及临界锚固长度设计、涂层钢筋与混凝土梁式黏结性能试验及有限元模拟、涂层钢筋混凝土在氯盐环境下的耐久性及寿命预测，列举了严酷环境下应用转锈剂和涂层修复锈蚀钢筋和对钢筋防护的典型工程案例。 本书能够为从事相关工作的同行提供参考和借鉴，也可作为腐蚀与防护相关专业的学习资料。

　　刘志勇，烟台大学，教授、研究室主任，刘志勇，博士，教授。长期从事高性能混凝土结构材料、混凝土外加剂、建筑功能材料、混凝土结构耐久性与耐久性提升技术的教学与研究工作；主讲“工程化学”、“土木工程材料”、“现代混凝土技术”、“混凝土结构耐久性与行为评估”、“水泥混凝土的结构与性能”等本科与研究生课程。获首届 “烟台大学同学心目中好教师”称号。主持和为主承担国家自然科学基金、山东省自然科学基金、省攻关及各地企事业单位委托混凝土结构中钢筋防护、预应力索防护、管道设备防护工程项目以及技术开发类项目20余项。在国内外核心期刊及国际会议发表学术论文50余篇，其中Ei.SCI收录论文30篇，授权发明专利3项。

第1章绪论1
1.1背景及意义1
1.2混凝土中钢筋锈蚀原因及机理2
1.2.1混凝土中钢筋锈蚀主要原因2
1.2.2混凝土中钢筋锈蚀机理3
1.3混凝土中钢筋防护方法5
1.3.1传统钢筋防护技术5
1.3.2水性带锈防锈涂层技术6
参考文献9

第2章聚合物乳液的制备及性能表征12
2.1改性丙烯酸酯乳液12
2.1.1有机硅改性丙烯酸酯乳液12
2.1.2环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水性环氧乳液16
2.2.1水性环氧树脂体系发展16
2.2.2水性环氧乳液体系配方设计17
2.3水性聚氨酯乳液18
2.3.1水性聚氨酯体系配方设计18
2.3.2水性聚氨酯体系性能表征19
2.4聚氨酯改性环氧乳液23
2.4.1概述23
2.4.2聚氨酯增韧水性环氧体系配方设计25
2.4.3聚氨酯增韧水性环氧树脂涂膜拉伸性能分析25
2.4.4聚氨酯增韧水性环氧树脂涂膜动态热机械分析29
2.4.5聚氨酯增韧水性环氧树脂涂膜机理分析32
2.4.6聚氨酯增韧水性环氧树脂涂膜基础性能分析36
2.4.7聚氨酯增韧水性环氧树脂涂膜耐腐蚀性能分析36
2.4.8聚氨酯增韧水性环氧树脂乳液储存稳定性分析38
参考文献39

第3章聚合物水泥基防腐涂层制备及性能表征44
3.1Ⅰ型聚合物水泥基防腐涂层配方设计及性能分析44
3.2Ⅰ型涂层在氯盐溶液中的耐腐蚀性能分析46
3.2.1Ⅰ型涂层耐腐蚀试验测试原理46
3.2.2Ⅰ型涂层耐腐蚀试验结果分析48
3.2.3Ⅰ型涂层耐腐蚀作用机理53
3.3Ⅱ型聚合物水泥基防腐涂层配方设计及性能分析55
3.3.1Ⅱ型涂料施工性能分析55
3.3.2Ⅱ型涂层基本物理力学性能分析57
3.3.3Ⅱ型涂层红外光谱分析59
3.3.4Ⅱ型涂层交联度分析60
3.3.5Ⅱ型涂层弹性模量与韧性分析62
3.4Ⅱ型涂层在氯盐溶液中的耐腐蚀性能分析63
3.4.1涂层耐腐蚀试验方案设计63
3.4.2涂层耐腐蚀试验结果分析65
3.4.3涂层SEM结果分析67
3.4.4涂层EDS结果分析72
参考文献76

第4章复合锈转化剂及带锈涂层新进展77
4.1概述77
4.2复合锈转化底漆制备77
4.2.1复合锈转化剂配方设计77
4.2.2复合锈转化底漆配方设计78
4.3复合锈转化剂性能测试与分析79
4.3.1转化膜红外光谱分析79
4.3.2Fe3+溶出试验分析80
4.3.3电化学阻抗谱分析81
4.3.4转化膜耐剥离性能分析82
4.3.5转化膜微观形貌分析83
4.4锈转化底漆性能测试与分析87
4.4.1锈转化底漆基本力学性能分析87
4.4.2胶膜溶胀度分析87
4.4.3涂膜拉伸性能分析88
4.4.4锈转化底漆耐剥离性能分析88
4.4.5锈转化底漆水接触角分析90
4.4.6锈转化底漆耐腐蚀性能分析91
4.4.7锈转化底漆界面形貌分析92
4.5水性双组分聚氨酯面漆制备及性能表征94
4.5.1水性双组分聚氨酯涂料配方设计94
4.5.2水性双组分聚氨酯薄膜红外光谱分析94
4.5.3水性双组分聚氨酯薄膜吸水率和溶胀度分析97
4.5.4水性双组分聚氨酯涂膜基础性能分析99
4.5.5水性双组分聚氨酯涂膜拉伸性能分析100
4.5.6水性双组分聚氨酯涂层耐腐蚀性能分析101
4.5.7水性双组分聚氨酯涂膜机理分析102
参考文献107

第5章水泥基涂层钢筋与混凝土黏结性能的拉拔试验109
5.1概述109
5.1.1涂层钢筋与混凝土间的黏结性能及其影响因素109
5.1.2涂层钢筋与混凝土的黏结滑移本构模型111
5.2水泥基涂层钢筋与混凝土黏结性能的拉拔试验115
5.2.1涂层钢筋与混凝土黏结性能的拉拔试验设计115
5.2.2涂层钢筋与混凝土黏结性能的拉拔试验结果分析118
5.2.3涂层钢筋与混凝土黏结性能的拉拔破坏模式121
5.3水泥基涂层钢筋与混凝土黏结锚固机理试验123
5.3.1吸附力试验124
5.3.2摩阻力试验127
5.3.3咬合作用试验129
5.3.4水泥基涂层钢筋与混凝土黏结应力组成分析132
5.3.5水泥基涂层钢筋与混凝土黏结滑移本构模型133
参考文献135

第6章涂层钢筋与混凝土黏结强度及临界锚固长度设计138
6.1概述138
6.2增韧环氧树脂涂层钢筋与混凝土黏结性能的拉拔试验139
6.2.1涂层钢筋与混凝土黏结性能的拉拔试验设计139
6.2.2涂层钢筋与混凝土黏结性能的试件破坏形式143
6.2.3不同因素下涂层钢筋与混凝土的黏结性能分析144
6.2.4涂层钢筋与混凝土的极限黏结应力计算公式151
6.3混凝土中涂层钢筋的锚固长度设计153
6.3.1极限状态方程153
6.3.2统计数据154
6.3.3可靠指标155
6.3.4涂层钢筋临界锚固长度计算方法157
6.3.5混凝土中涂层钢筋临界锚固长度设计建议160
参考文献162

第7章涂层钢筋与混凝土梁式黏结性能试验及有限元模拟164
7.1概述164
7.2应变集成体测量钢筋应变试验165
7.2.1拉伸试件制作与试验设计165
7.2.2拉伸试验结果分析167
7.3涂层钢筋与混凝土梁式黏结性能试验169
7.3.1梁式黏结性能试验设计169
7.3.2梁式黏结性能试验加载方案与数据采集170
7.3.3梁式黏结性能试验结果分析172
7.3.4不同因素下梁式试件的黏结应力-滑移关系173
7.4梁式试验的有限元模拟分析179
7.4.1有限元概述179
7.4.2有限元模拟基础181
7.4.3梁式试验的有限元模拟分析184
7.4.4梁式试验的有限元模拟结果分析190
参考文献192

第8章涂层钢筋混凝土在氯盐环境下的耐久性及寿命预测194
8.1概述194
8.2涂层钢筋混凝土在氯盐环境下的耐久性试验设计196
8.2.1原材料的选择196
8.2.2混凝土配合比的设计200
8.2.3涂层钢筋混凝土试件制备及养护制度202
8.3涂层钢筋混凝土在氯盐环境下的耐久性退化加速试验204
8.3.1涂层钢筋混凝土临界氯离子浓度试验设计204
8.3.2涂层钢筋混凝土干湿循环试验设计205
8.3.3涂层钢筋混凝土临界氯离子浓度试验结果分析206
8.3.4涂层钢筋混凝土干湿循环试验结果分析207
8.4基于Wiener过程的混凝土寿命预测模型213
8.4.1Wiener过程的定义与性质213
8.4.2具有Wiener过程特征的产品性能退化214
8.4.3Wiener过程退化失效产品的寿命分布215
8.4.4基于Wiener过程的钢筋混凝土寿命预测模型方法216
8.5钢筋混凝土寿命预测模型的Bayes估计方法217
8.5.1极大似然估计及其局限性217
8.5.2钢筋混凝土寿命预测模型的Bayes估计方法218
8.6寿命预测模型软件编制及应用223
8.6.1基于MATLAB语言的寿命预测模型软件223
8.6.2寿命预测模型软件编制及运行224
8.6.3寿命预测模型软件应用算例226
参考文献237

第9章工程应用239

附录作者及团队近年出版的与本著作密切相关的主要论文、专利等清单244