环氧树脂涂层钢筋存在柔韧性不足,抗老化性能差等缺点,并且在氯离子浓度高的服役环境下,涂层钢筋的抗渗透能力会明显削弱,从而加快涂层钢筋的锈蚀。研究表明通过在环氧树脂基体中加入纳米尺度的粒子,其分散在环氧树脂大分子网格的间隙位置,可以有效提高涂层钢筋的力学性能和涂层的致密性,进而也会提高改性涂层钢筋的耐腐蚀性能。本文通过对纳米粒子进行改性预处理,在涂层中添加少量改性纳米TiO2粒子制备出改性涂层钢筋,深入研究和分析改性纳米TiO2的添加对涂层钢筋组织结构,以及在模拟服役环境下不同时间段的力学性能和耐蚀性能的影响,以期添加少量改性纳米TiO2粒子,提高涂层钢筋综合性能。内容包括以下几个部分:(1)通过利用机械共混法与化学偶联剂(KH-560)改性法预处理纳米TiO2粒子可以使纳米粒子均匀的分散在环氧树脂涂层基体的交联结构中,进而制备出改性涂层钢筋。(2)环氧树脂中添加纳米TiO2粒子粉体量区间为0～1%时,不同纳米粒子添加量的改性环氧树脂涂层样板力学性能测试结果相同且均合格。(3)通过对改性涂层基体钢筋组织与力学性能测试,验证涂层钢筋的加工制备工艺流程不会对基体钢筋显微组织以及力学性能产生影响,符合国家标准。(4)经过预处理的纳米TiO2粒子添加量为0.5%、0.8%制得的涂层钢筋放置60天后弯曲,涂层钢筋仍然合格,涂层均没有出现任何缺陷,符合行业标准,而空白对照组涂层钢筋已经出现了微裂纹和孔洞缺陷。试验说明添加改性纳米粒子可减少环氧树脂涂层的孔隙率,提高环氧树脂涂层材料的致密性,并且添加在涂层中的纳米粒子可以吸收部分载荷,使改性涂层因受力产生缺陷的几率降低。(5)通过浸泡以及盐雾试验说明:改性涂层钢筋添加的纳米粒子可以有效的进入涂层的孔隙,减少涂层的微观缺陷,使得经纳米TiO2粒子改性后的涂层具有较高的致密度与较低的孔隙率,从而减缓外界腐蚀介质的侵入,提高涂层的隔绝与包覆性能。钢筋混凝土结构电化学试验表明:在较长时间内改性涂层仍具有极佳的保护钢筋基体的作用,使钢筋混凝土结构在长时间海洋服役环境下,仍然具有较好的耐腐蚀性能。涂层阴极剥离试验证明:改性涂层剥落大小为S3级,符合国家标准。室外曝晒老化试验也得出纳米TiO2粒子的添加可以提高有机涂层的抗老化性能。