石墨烯/环氧涂层钢筋与混凝土的黏结性能

商怀帅, 王玮钊, 刘孝华, 郭思瑶

(1.青岛理工大学 土木工程学院, 山东 青岛 266033;2.青岛市黄岛区建设工程质量监督站, 山东 青岛 266555)

钢筋锈蚀是引起钢筋混凝土结构破坏最主要的原因.钢筋锈蚀后体积膨胀,导致混凝土出现纵向裂缝、保护层脱落等众多不利现象,无法保证结构的安全性和承载能力,耐久性大大降低,使用年限明显缩短,并造成大量经济损失[1].

为提高钢筋混凝土结构的使用寿命，减少使用期间的维护费用,在钢筋表面涂抹防腐涂层成为一种被广泛使用的有效措施[2].目前,常见防腐涂料有环氧树脂涂料、醇酸树脂涂料、聚氨酯涂料和富锌涂料等[3],其中环氧树脂涂料不仅具有良好的化学稳定性,而且力学和机械性能优异、与钢筋黏结可靠、价格便宜,在防腐涂层中使用最多[4].研究表明,环氧涂层具有多孔性和亲水性,施工过程中易受磨损,不能获得长期的防腐性能[5-6];而石墨烯因其特殊的内部结构和优越的理化性能,通常被用来改性环氧树脂.黄坤等[7]试验发现,石墨烯质量分数为0.5%时能有效提高涂层的耐腐蚀性能,石墨烯质量分数达到1.0%时涂层有导静电能力且附着力最强.谢卫刚等[8]研究发现,当石墨烯质量分数为0.01%时,石墨烯/环氧树脂复合材料的拉伸强度比纯环氧树脂提高16.88%;当石墨烯质量分数为0.05%时,复合材料的断裂伸长率较纯环氧树脂提高4.78%.Mathey等[9]研究发现,当环氧树脂涂层厚度小于0.28mm时,钢筋与混凝土间的黏结强度平均损失……