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| 編輯推薦： |
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本书是作者多年研究的总结，含工程案例。
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| 內容簡介： |
《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。
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| 關於作者： |
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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。
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| 目錄：
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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
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| 內容試閱：
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蓝色海洋经济(简称蓝海经济)作为国家战略正蓬勃发展，开发利用海洋资源是缓解资源紧张和环境压力、走可持续发展之路的重要途径。加快海洋及滨海区域开发和基础设施建设是发展蓝海经济的先导，但是海洋环境下传统混凝土结构中钢筋很容易遭受氯盐腐蚀，整体结构的安全性、耐久性及服役寿命达不到设计预期，严重影响结构安全性和服役性能甚至提前破坏，造成巨大经济损失和资源与能源的浪费，因此防止混凝土结构中钢筋过快锈蚀成为混凝土结构耐久性研究的重点。目前人们越来越清晰地认识到提高混凝土结构耐久性和服役寿命的实质是保护钢筋免受环境中氯离子腐蚀，而大量工程实践表明有效的手段是在钢筋表面涂装防腐涂层，即研究经济适用的高性能防腐涂层和应用涂层钢筋对于有效提高严酷环境下混凝土结构耐久性和服役寿命，消除安全隐患，降低维修费用，提高投资效益，为后代少留包袱，走可持续发展之路具有重要的现实意义。
环氧树脂涂层被认为是解决海洋等严酷环境下钢材腐蚀的有效方法之一，一般是通过刷、喷或熔融等手段把环氧树脂涂在钢筋表面形成树脂保护层，有效阻止水及有害介质侵入，使钢筋不会因混凝土裂缝或混凝土中含有氯离子而产生锈蚀，具有加工工艺简单、涂层厚度易控制等优势。但是多年来传统熔接法环氧涂层(fusion-bonded epoxy coating，FBEC)的脆性开裂和老化问题没有得到彻底解决，在生产、运输、加工和安装过程中因磕碰、堆压、弯曲等造成钢筋涂层表面局部脱层破损情形屡见不鲜。比如，我国一些跨海大桥采用环氧树脂涂层钢筋在施工中也出现过多处损坏情况，这些局部破损如得不到及时修复将在一定程度上对工程结构耐久性造成不利影响，加之修补需耗费大量人力物力资源，涂层本身成本较高，限制了其在海洋环境下混凝土结构工程中广泛应用。此外，大量研究表明环氧涂层钢筋与混凝土的黏结强度会有一定程度的降低。
聚合物水泥基涂层(polymer cement-based coating)是以有机聚合物乳液和水泥为主体的无机粉料形成的一种双组分水性建筑涂料，与环氧树脂涂层相比，聚合物水泥基涂层不仅可克服环氧涂层存在的易开裂和老化等问题，而且具有优异的耐腐蚀性，同时聚合物水泥基涂层钢筋与混凝土黏结锚固性能良好，且涂装工艺简单、成本低廉，是一种经济实用型涂层，特别适合用于现场涂装施工，对于因缓建或长期暴露在外的钢筋防护确实起到了重要作用。随着研究的深入及制备水性树脂的高性能化，制备钢筋涂层工艺和产品性能进一步得到优化，应用聚合物水泥基涂层将会以较低的代价解决量大面广的氯盐等严酷环境下混凝土结构的耐久性和服役寿命问题，这无疑对于社会经济及资源环境的可持续发展具有重要现实意义，值得深入研究和在一定范围内推广应用。
本书结合作者及团队对聚合物水泥基涂层及涂层钢筋性能的研究成果，系统地介绍了这一领域国内外研究现状与新进展。在研究过程中得到了东南大学材料科学与工程学院缪昌文院士、刘加平教授的关心、支持与帮助，得到了国家自然科学基金(51678512)及山东省重点研发计划等项目的资助，写作中参考了部分已发表的研究成果和论著，在工程应用中得到了吉林省勘察设计大师郑铎总工程师及威海市建设领域各界朋友的帮助。烟台大学化学化工学院侯立杰博士参与了水性聚氨酯制备与性能表征指导工作，课题组研究生王坤荣、熊远亮、户广旗、李明利、刘茂康、王玉龙、卜令坤、李世宇、袁辉、陈阳、管焓宇等参与了本项目的试验工作，袁辉、陈阳负责部分章节整理工作并精心绘制了图表，在此向课题组成员和各界朋友一并表示诚挚谢意。
本书共分9章，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，后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。本书可供从事相关工作的同行参考和借鉴，希望为推动严酷环境下混凝土结构耐久性防护修复与提升技术的发展起到一定作用。鉴于作者水平有限、编写时间仓促，书中难免出现不足之处，敬请读者批评指正。
编著者
2021年5月于烟台大学
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