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当前,水泥混凝土的耐久性问题日渐突出。因耐久性不足造成的结构破坏非常严重,同时也给社会带来了巨大的经济损失。混凝土保护涂层作为一种能够有效提高混凝土结构耐久性的材料,逐渐受到大家的重视。本文制备了纳米TiO2粉体的水性浆料,研究了其在水性体系中的分散,并将其应用于清水混凝土保护涂料。论文分三部分:
第一部分研制了一种纳米TiO2水性浆料,研究了钛酸酯偶联剂、分散剂、pH值、有机膨润土以及分散方法对浆料稳定性的影响。钛酸酯偶联剂NDZ-201对纳米TiO2粉体包覆性能最好,用量为纳米粉体质量的3%时分散性最好;嵌段型分散剂3275分散效果最好,用量在体系质量分数的0.5%时浆料稳定性最好;Zeta电位分析表明,pH值为11时,Zeta电位的绝对值达到最大值,体系稳定性最好;有机膨润土的添加量占体系质量分数的0.5%时,浆料的稳定性最好;最后通过透射电子显微镜(TEM)观察,确定纳米TiO2粒子获得了良好的分散效果。
第二部分研究了乳液、消光粉、助剂等各种组分对混凝土保护涂料性能的影响,对涂层体系的吸水率、透气性、渗透深度和耐人工加速紫外老化性能进行了分析。实验结果表明:当SilomerR8861与RS-998A的比例为5:3时,底漆的性能达到最优;硅丙乳液TSH与纯丙乳液K2的比例为3:4时,人工加速老化时面漆涂层的失光率较小,涂层耐碱、耐水性能好。选用TS-100作消光粉,对涂层硬度有一定的提高,且最佳用量为3%时,硬度和消光效果达到最佳平衡;润湿分散剂104A的润湿效果较Wet245、W19、SN-WET992好,且耐水性好;当润湿分散剂用量为涂料质量分数的1.3%,涂层的附着力最好和光泽度下降最大:选用CF-12为成膜助剂,其最优用量为涂料质量分数的5%时,聚合物乳液的成膜性能最好,耐污性最好。
第三部分研究了纳米TiO2浆料在混凝土保护涂料体系中的应用。与市售浆料对比,自制纳米TiO2浆料的涂层具有更强的紫外吸收能力;自制纳米TiO2浆料添加量达到涂料质量分数的3%时,能明显改善涂料的耐碱性、耐水性和耐人工紫外老化性,并能缩短涂料的表干时间。