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本研究针对我国内蒙古地区钢结构建筑长期受到风沙环境、高低温环境、强紫外环境的侵蚀老化作用,造成钢结构表面聚氨酯涂层的老化、破坏,导致钢结构建筑的耐久性和安全性能下降甚至丧失,造成钢结构局部、整体的失效,对钢结构聚氨酯涂层在风沙侵蚀环境下、高低温老化、紫外辐照老化条件下耐风沙冲蚀性能进行研究。研究课题受到国家自然科学基金项目《风沙环境下钢结构涂层侵蚀力学行为及损伤评价研究》(批准号:11162011);《内蒙古中西部大温差强紫外环境下钢结构涂层受风沙侵蚀损伤机理研究》(批准号:11862022)资助,利用模拟风沙环境侵蚀试验系统、模拟自然环境侵蚀试验箱和紫外老化试验箱对钢结构聚氨酯涂层试件进行风沙冲蚀试验、高低温循环老化试验和紫外老化试验,试验之后对不同老化条件、不同老化程度下的钢结构涂层耐风沙冲蚀性能进行对比分析。以下为具体研究内容:1.分析我国内蒙古地区自然环境特征,包括风沙环境、高低温环境和紫外环境;设计了不同工况的钢结构聚氨酯涂层高低温循环老化试验、紫外老化试验以及风沙冲蚀试验。2.对钢结构聚氨酯涂层进行耐风沙冲蚀试验,试验方法采用气流挟沙喷射法,实验仪器采用模拟风沙环境侵蚀试验系统,对涂层的耐风沙冲蚀性能进行研究分析,得出结论:钢结构聚氨酯涂层未老化受风沙冲蚀阶段的冲蚀明显分为低速增加阶段和高速增加阶段;在不同冲蚀速度的条件下,随着冲蚀角度的增加,涂层的冲蚀率呈现先增大后减小的趋势;试验得出涂层的最大冲蚀率所在角度为38°。3.对钢结构聚氨酯涂层进行高低温度循环老化试验,利用扫描电子显微镜(SEM)观察涂层老化前后形貌,涂层老化后涂层表现出现明显的变化;利用X射线能谱(EDS)分析涂层老化前后元素,发现涂层表面前后元素含量出现一定变化;利用X射线衍射(XRD)分析涂层老化前后并未发生晶体物相变化。4.对高低温循环老化后的涂层进行风沙冲蚀试验,研究老化后涂层的耐风沙冲蚀性能,从多方面分析温度循环老化对钢结构聚氨酯涂层的耐风沙冲蚀性能影响,结果表明:温度循环老化后耐风沙冲蚀性能明显降低;采用扫描电子显微镜(SEM)和激光共聚焦显微镜(LSCM)进行涂层的表面形貌观察及粗糙度测定。5.对钢结构聚氨酯涂层进行紫外老化试验,利用扫描电子显微镜(SEM)观察涂层老化前后形貌,涂层老化后涂层表现出现明显的变化;利用X射线能谱(EDS)分析涂层老化前后元素,发现涂层表面前后元素含量出现一定变化;利用X射线衍射(XRD)分析涂层老化前后并未发生晶体物相变化。6.对紫外老化后的涂层进行风沙冲蚀试验,研究老化后涂层的耐风沙冲蚀性能,从多方面分析紫外老化对钢结构聚氨酯涂层的耐风沙冲蚀性能影响,结果表明:紫外循环老化后耐风沙冲蚀性能明显降低;采用扫描电子显微镜(SEM)和激光共聚焦显微镜(LSCM)对涂层的表面进行形貌观察及粗糙度的测定。