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在建的港珠澳大桥是连接中国香港、珠海和澳门的桥隧结合的巨型跨海通道,设计使用年限为120年。总长5664m的海底隧道由33节钢筋混凝土结构的沉管对接而成,建成后将成为世界上最大的海底沉管隧道。每节沉管在预制时均采用分节浇筑方法,管节接缝处采用结构自防水保证隧道安全,并于接缝外侧采用聚脲涂层作为防护层。附着力作为聚脲涂层应用的重要因素,对涂层防护寿命起到不可低估的作用。本文针对港珠澳大桥沉管隧道施工现场环境条件,进行了温湿度对聚脲涂层力学性能及附着力影响的研究;施工工艺对附着力影响的研究;聚脲涂层层间粘结力影响因素研究。通过研究得出以下结论: (1)温湿度对涂层力学性能影响研究表明:由于时温等效原理,养护后期,聚脲涂层不同温湿度养护环境下力学性能趋于一致,说明温湿度仅影响聚脲涂层力学性能发展速度,而不影响其最终稳定值;其中温度对聚脲涂层硬度、拉伸强度、断裂伸长率和撕裂强度的发展速度均有较大的影响,湿度对聚脲涂层的硬度、拉伸强度、断裂伸长率发展速度影响较小,仅对撕裂强度发展速度有一定影响。 (2)温湿度对涂层附着力影响研究表明:Qtech-1作为聚氨酯类底漆,属于潮气固化型,高湿养护环境对其附着力有较大损伤,30d养护后下降率为9.55%;Qtech-3作为环氧类底漆,温度对其附着力影响较大,高温养护环境对其附着力有较大损伤,30d养护后下降率为10.06%; Qtech-2、Qtech-4分别作为环氧改性聚氨酯类、改性环氧底漆,温湿度对其附着力稳定性的影响均较小。 (3)施工工艺对涂层附着力影响研究表明:腻子与底漆间附着力随两者刷涂间隔时间的延长,呈先上升后下降趋势,当使用Qtech-N1腻子时,最佳间隔时间为5d,当使用Qtech-N2腻子时,最佳间隔时间为4d;Qtech-2和Qtech-4底漆在刷涂后,其活性保持时间较长,分别达到6h和12h;多遍底漆刷涂均造成Qtech-1、Qtech-2、Qtech-3和Qtech-4四种底漆附着力的下降,刷涂三遍后分别下降46.54%、27.44%、35.71%和25.26%;由于界面应力的影响,附着力随涂层厚度的增加,在一定范围内呈下降趋势;从附着力及施工经济性方面考虑,底漆刷涂的最佳厚度为50μm,低于此厚度,由于不能对混凝土形成良好渗透,附着力达不到工程要求,底漆刷涂厚度过厚,造成经济性降低。 (4)聚脲涂层层间粘结力影响因素研究表明:随着两次喷涂间隔时间的延长,聚脲软硬段结合形成的氢键逐渐减少,层间粘结力逐渐降低,未进行处理与打磨处理的最大间隔时间分别为2h和12h;聚脲涂层经过打磨处理,其表面粗糙度得到显著提高,进而提高了层间粘结力;Qtech-1及Qtech-3底漆对层间粘结力提升作用较小,而Qtech-2和Qtech-4底漆的作用较大,满足港珠澳大桥工程的要求;水环境服役下的聚脲涂层,由于其耐水性和不透水性性能突出,水分短期内难以穿透聚脲涂层到达粘结界面,破坏界面的粘结模式,降低聚脲涂层的层间粘结力。户外暴晒实验后,聚脲涂层产生了一定程度的老化,使表层与较深层的基体间内聚力降低,进而降低了层间粘结力。高低温使聚脲涂层产生了轻微的热胀冷缩现象,使新旧涂层间内应力增大,进而降低了层间粘结力。