高性能聚合物水泥基带锈防腐涂层及涂层钢筋与砼粘结锚固性能

基本信息
批准号:51678512
项目类别:面上项目
资助金额:62.00
负责人:刘志勇
学科分类:
依托单位:烟台大学
批准年份:2016
结题年份:2020
起止时间:2017-01-01 - 2020-12-31
项目状态: 已结题
项目参与者:杨正光,曲淑英,荣强,朱朝磊,马立国,王玉帅,李明利,户广旗,熊远亮
关键词:
带锈防腐涂层混凝土结构耐久性提升聚合物水泥基涂层粘结性能涂层钢筋
结项摘要

In order to solve the corrosion problem of steel bar in concrete structures in chloride conditions, study on high performance polymer modified cement-based rust-tolerant anti-corrosive coating with self-repair function and bond property between the coated steel bar and concrete will be performed by means of experimental investigation, theoretical analysis and numerical simulation. By applying polymer cement-based coating (PCC) on steel bars, a new method of improvement of concrete structure durability in chloride conditions will be established. The main research contents include: (1) Improvement of the preparation technology of a polymer modified cement-based rust-tolerant anti-corrosive coating with self-repair function and the repair mechanism on rusty steel bar; (2) Bond property ,bond-slip constitutive relation between the coated steel bar and concrete as well as bond mechanisms; (3) The influences of steel corrosion extent and environmental factors such as carbonation ,chloride attack and ultraviolet radiation on the bond property between the coated steel bar and concrete as well as the failure mode and mechanisms;(4)The calculation formula of bond strength and anchorage length of coated steel bar in concrete;(5) Finite element simulation of the bond property between the coated steel bar and concrete as well as comparison analysis with the experimental results. This project not only prepare a high performance rust-tolerant anti-corrosive coating with sufficient strength, toughness and self-repair function, and build a foundation for formulation of relevant coated steel standard, but also provide scientific basis for the popularization application of the coated steel bar in engineering.

针对海洋等严酷环境混凝土结构中钢筋易于腐蚀问题,研究对初锈钢筋产生修复功能的高性能聚合物水泥基带锈防腐涂层,并通过对涂层钢筋与混凝土的粘结锚固性能试验研究、理论分析和数值模拟,建立应用聚合物水泥基涂层钢筋提升海洋环境下混凝土结构耐久性的新方法,主要研究内容有:(1)完善高性能自修复水泥基带锈防腐涂层制备及对锈蚀钢筋产生修复作用新机制;(2)研究涂层钢筋与混凝土粘结性能、粘结机理及粘结滑移本构模型;(3)研究钢筋锈蚀程度及环境作用对涂层与钢筋及涂层钢筋与混凝土粘结性能的影响及粘结失效机制;(4)研究涂层钢筋与混凝土粘结强度计算公式及临界锚固长度;(5)研究涂层钢筋与混凝土粘结锚固有限元模拟及与实验比较分析。本项目不仅可制备出具有足够强度与韧性、修复与保护兼备的高性能自修复带锈防腐涂层,而且为制定相关涂层钢筋标准奠定基础,也为涂层钢筋推广应用提供科学要依据。

项目摘要

针对海洋及滨海环境混凝土中钢筋易遭受腐蚀的问题,研究了对初锈钢筋产生修复功能的锈转化剂、高性能聚合物水泥基涂层及涂层钢筋耐氯盐腐蚀性能,通过对涂层钢筋与混凝土的粘结锚固性能的试验研究、理论分析和数值模拟,建立了严酷环境下应用锈转化剂及聚合物水泥基涂层修复锈蚀钢筋和对钢筋产生保护作用的混凝土结构耐久性提升理论体系,主要内容有:(1)研究了新型水性聚氨酯改性环氧乳液的制备方法、性能表征及聚合物水泥基涂层制备工艺参数、涂层钢筋在氯盐溶液中的耐腐蚀性能;(2)在预研的掺入型转锈剂及带锈涂层基础上,研究了新型锈转化剂及聚合物复合锈转化防护体系及机理;(3)开展了聚合物水泥基涂层钢筋与混凝土粘结性能的拉拔试验、粘结锚固机理及环境作用对涂层钢筋与混凝土粘结性能的影响的试验研究;(4)开展了涂层钢筋与混凝土梁式粘结性能试验及有限元模拟并与实验比较分析;(5)给出了聚合物水泥基涂层钢筋与混凝土粘结强度计算公式,基于可靠度提出了临界锚固长度建议值;(6)研究了涂层钢筋混凝土在氯盐环境下的耐久性及服役寿命预测方法,编制了计算软件;(7)列举了应用转锈剂和聚合物水泥基涂层对氯盐环境下缓建工程外漏锈蚀钢筋进行修复和防护的典型工程案例。本项目不仅制备出在钢筋表面形成足够强度与韧性、修复与保护兼备的高性能防腐蚀涂层体系,而且工艺简单、成本低廉、经济实用,特别适用于因缓建或长期暴露在外的钢筋(钢管)现场涂装施工,有效改善了滨海环境下工程结构的耐久性,避免了大量烂尾楼的产生;同时为制定相关涂层钢筋应用技术规程奠定了基础,也为涂层钢筋在防护工程中推广应用提供科学依据。项目的实施对于解决严酷环境下混凝土工程的耐久性问题将会产生巨大社会经济效益,对于资源环境的有效利用和可持续发展也具有重要现实意义。

项目成果
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数据更新时间:2023-05-31

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