六方氮化硼/二氧化硅填料复合环氧混凝土防护涂层的制备及性能

摘要

[目的]碳化和氯离子腐蚀会严重影响混凝土的耐久性和使用寿命。[方法]以硅烷偶联剂（KH550）和盐酸多巴胺（DA）分别实现纳米Si O₂和六方氮化硼（HBN）的表面改性，再通过缩合反应将纳米Si O₂接枝到HBN表面，制备了盐酸多巴胺改性HBN/硅烷改性Si O₂（DA-HBN/KH-Si O₂）无机填料。通过X射线衍射（XRD）、傅里叶变换红外光谱（FT-IR）、X射线光电子能谱（XPS）、扫描电镜（SEM）、透射电镜（TEM）等技术表征了该填料的物相化学组成、元素组成和微观形貌。以环氧树脂（EP）作为成膜基质，纳米Si O₂、HBN和DA-HBN/KH-SiO₂分别作为无机填料，在混凝土表面构建防护涂层。研究了含不同无机填料的环氧涂层的热稳定性、粘结强度、防水性能、抗氯离子渗透性能和抗碳化性能。[结果]三种无机填料环氧防护涂层均可有效提升混凝土的抗碳化性能和抗氯离子渗透性能，DA-HBN/KH-SiO₂/EP防护涂层可以更加有效地提升混凝土的耐久性，其涂覆的混凝土在深度5 mm以内的氯离子含量和28 d碳化深度相比EP防护涂层分别降低了36.70%和64.79%。同时DA-HBN/KH-SiO₂/EP防护涂层与混凝土之间具有较高的粘结强度，可以有效防止防护涂层的脱落。DA-HBN/KH-SiO₂无机填料在环氧涂层中良好的分散性和物理阻隔作用提升了涂层的防水性能和热稳定性。[结论]将DA-HBN/KH-SiO₂无机填料掺杂到环氧涂层中可以有效提升混凝土的抗碳化和抗氯离子渗透性能。

关键词

混凝土 / 环氧涂层 / 六方氮化硼 / 纳米二氧化硅 / 无机填料 / 表面改性 / 耐久性