Luận án Nghiên cứu khả năng bám dính nhằm đảm bảo sự làm việc đồng thời của hệ sơn polyurea với nền bê tông.

Tên luận án:

NGHIÊN CỨU KHẢ NĂNG BÁM DÍNH NHẰM ĐẢM BẢO SỰ LÀM VIỆC ĐỒNG THỜI CỦA HỆ SƠN POLYUREA VỚI NỀN BÊ TÔNG

Ngành:

Vật liệu và Công nghệ Vật liệu xây dựng

Tóm tắt nội dung tài liệu:

Luận án "Nghiên cứu khả năng bám dính nhằm đảm bảo sự làm việc đồng thời của hệ sơn Polyurea với nền bê tông" của Nguyễn Đăng Khoa tập trung giải quyết vấn đề bám dính kém của màng phủ Polyurea (PUA) với nền bê tông, một thách thức khi ứng dụng vật liệu này trong xây dựng tại Việt Nam. PUA là vật liệu tiên tiến với nhiều tính năng vượt trội như chống thấm, chống ăn mòn và chống mài mòn, đã được sử dụng rộng rãi trên thế giới. Tuy nhiên, do thời gian tạo gel và khô nhanh, PUA thường không kịp thấm sâu vào bê tông, dẫn đến độ bám dính trực tiếp chỉ đạt 30-50% cường độ kéo đứt của bê tông nền (R_kbt), gây ra các hiện tượng phồng rộp, bong tách.

Mục tiêu nghiên cứu là nâng cao độ bám dính của hệ phủ PUA với nền bê tông (khô và ẩm, mác M20-M60) lên mức tương đương R_kbt thông qua việc sử dụng sơn lót epoxy. Luận án đã nghiên cứu lý thuyết và thực nghiệm, tập trung vào việc pha chế và sử dụng sơn lót epoxy gốc dung môi cho nền khô và gốc nước cho nền ẩm, cũng như xác định các thông số vật liệu và công nghệ tối ưu.

Những đóng góp chính bao gồm việc pha chế thành công các loại sơn lót epoxy hai thành phần từ nguyên liệu có sẵn tại Việt Nam, giúp tăng cường độ bám dính của PUA lên 2-3 lần so với khi không dùng sơn lót. Luận án đã xác lập các cặp thông số công nghệ tối ưu cho quá trình thi công, bao gồm độ nhớt của sơn lót và thời điểm phun PUA sau khi quét lót, phù hợp với từng mác bê tông (M20-M60) và điều kiện khô/ẩm của nền. Quy luật chung được rút ra là bê tông mác thấp cần sơn lót độ nhớt cao hơn, và nhiệt độ môi trường tăng sẽ rút ngắn thời gian phun PUA tối ưu.

Các thử nghiệm độ bền bám dính dưới tác động của tia UV (2.500 giờ), nhiệt ẩm, ngâm nước, nhiệt độ khắc nghiệt (3°C và 80°C) và trên mô hình khe biến dạng cho thấy độ bám dính của hệ phủ PUA tương đối ổn định. Luận án cũng đã xác định mối quan hệ giữa thời điểm phun PUA tối ưu với nhiệt độ và độ ẩm môi trường, đồng thời triển khai ứng dụng hệ phủ PUA tối ưu này cho 10 công trình thực tế, chứng minh hiệu quả chống thấm, chống ăn mòn và độ bám dính tốt sau 3-4 năm.

Mục lục chi tiết:

• PHẦN MỞ ĐẦU

  • 1. Tính cấp thiết của đề tài
  • 2. Mục tiêu và phạm vi nghiên cứu
    • 2.1 Mục tiêu nghiên cứu
    • 2.2 Đối tượng và phạm vi nghiên cứu
  • 3. Phương pháp nghiên cứu
  • 4. Nội dung nghiên cứu
  • 5. Ý nghĩa thực tiễn
  • 6. Những đóng góp mới của luận án

• Chương 1: TỔNG QUAN VỀ TÌNH HÌNH NGHIÊN CỨU VÀ ỨNG DỤNG HỆ PHỦ PUA

  • 1.1 Tổng quan về hệ phủ PUA
    • 1.1.1 Khái niệm PUA
    • 1.1.2 Thành phần cấu tạo và đặc tính kỹ thuật của PUA
    • 1.1.3 Thành phần cấu tạo và đặc tính kỹ thuật sơn lót epoxy
    • 1.1.4 Công nghệ thi công và khả năng ứng dụng hệ phủ PUA
  • 1.2 Một số kết quả nghiên cứu ứng dụng hệ phủ PUA trên thế giới và ở VN
  • 1.3 Vấn đề bám dính của hệ phủ PUA với nền bê tông
  • 1.4 Sử dụng sơn lót để nâng cao khả năng bám dính của PUA với BT
  • 1.5 Cơ sở khoa học của việc lựa chọn sơn lót epoxy để nâng cao khả năng bám dính của hệ phủ PUA với nền bê tông
    • 1.5.1 Lý thuyết chung về bám dính
    • 1.5.2 Cơ chế bám dính của sơn lót với nền bê tông và với PUA
      • 1.5.2.1 Cơ chế bám dính của sơn lót epoxy với nền bê tông và các yếu tố ảnh hưởng
      • 1.5.2.2 Cơ chế bám dính của màng phủ PUA với sơn lót epoxy và các yếu tố ảnh hưởng
  • 1.6 Mục tiêu và nội dung nghiên cứu (như phần mở đầu đã trình bày).

• Chương 2: VẬT LIỆU SỬ DỤNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU

  • 2.1 Vật liệu sử dụng
    • 2.1.1 Vật liệu cho bê tông
    • 2.1.2 Sơn lót epoxy (do tác giả chế tạo từ nguyên liệu ban đầu)
    • 2.1.3 Vật liệu PUA
  • 2.2 Phương pháp nghiên cứu

• Chương 3: NGHIÊN CỨU CÁC YẾU TỐ ẢNH HƯỞNG ĐẾN KHẢ NĂNG BÁM DÍNH CỦA HỆ PHỦ PUA VỚI NỀN BÊ TÔNG

  • 3.1. Sơn lót epoxy gốc dung môi và gốc nước
  • 3.2 Các yếu tố liên quan đến nền bê tông và bám dính của sơn lót với nền
    • 3.2.1 Thông số kỹ thuật của nền bê tông
    • 3.2.2 Xác định nền bê tông khô và ẩm
    • 3.2.3 Ảnh hưởng của chiều dày sơn lót và màng phủ PUA đến độ bám dính
    • 3.2.4 Độ bám dính của sơn lót có độ nhớt khác nhau với nền bê tông M₁ đến M₆
  • 3.3 Ảnh hưởng thời điểm phun PUA đến độ bám dính của hệ phủ với nền
  • 3.4 Tổng hợp các thông số ảnh hưởng đến độ bám dính của hệ phủ PUA với nền bê tông

• Chương 4: NGHIÊN CỨU NÂNG CAO KHẢ NĂNG BÁM DÍNH CỦA HỆ PHỦ PUA VỚI NỀN BÊ TÔNG

  • 4.1 Xác độ nhớt và thời điểm phun PUA tối ưu
    • 4.1.1 Xác định độ nhớt và thời điểm phun PUA tối ưu cho nền BT khô M₃
    • 4.1.2 Xác định độ nhớt và thời điểm phun PUA tối ưu cho nền BT ẩm M₃
    • 4.1.3 Xác định độ nhớt và thời điểm phun PUA tối ưu cho nền BT khô M₆
    • 4.1.4 Xác định độ nhớt và thời điểm phun PUA tối ưu cho nền BT ẩm M₆
  • 4.2 Quan hệ giữa thời điểm phun PUA với nhiệt độ và độ ẩm môi trường
    • 4.2.1 Quan hệ giữa thời điểm phun PUA lên nền bê tông đã quét sơn lót gốc dung môi với nhiệt độ và độ ẩm của môi trường
    • 4.2.2 Quan hệ giữa thời điểm phun PUA lên nền bê tông đã quét sơn lót gốc nước với nhiệt độ và độ ẩm của môi trường
  • 4.3 Kiểm chứng độ bám dính của hệ phủ PUA tối ưu với nền bê tông M₁, M₂, M₄, M₅
  • 4.4 Nghiên cứu cường độ bám dính của hệ phủ PUA sử dụng sơn lót KM3 và AM3 dưới tác động của các điều kiện môi trường khác nhau
    • 4.4.1 Độ bám dính của hệ phủ PUA trước và sau khi chiếu tia UV
    • 4.4.2 Độ bám dính của hệ phủ PUA trước và sau khi thử trong môi trường nhiệt ẩm (theo tiêu chuẩn ISO DIN 1718)
    • 4.4.3 Độ bám dính của hệ phủ PUA trước và sau khi ngâm trong nước
    • 4.4.4 Độ bám dính của hệ phủ PUA sau khi sấy ở nhiệt độ 80°C
    • 4.4.5 Độ bám dính của hệ phủ PUA trong môi trường nhiệt độ thấp
    • 4.4.6 Thử độ bám dính của hệ phủ PUA với nền bê tông trên mô hình của khe biến dạng
  • 4.5 So sánh độ bám dính của sơn lót tối ưu với các loại sơn lót tương tự trên thị trường

• Chương 5: MỘT SỐ ỨNG DỤNG KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU HỆ PHỦ PUA TẠI CÁC CÔNG TRÌNH THỰC TẾ

  • 5.1 Thử nghiệm một số tính năng của vật liệu PUA trước khi ứng dụng
  • 5.2 Ứng dụng hệ phủ PUA chống thấm mặt thượng lưu KBD đập bê tông
    • 5.2.1 Ứng dụng PUA xử lý chống thấm KBD đập thủy điện đã tích nước
    • 5.2.2 Ứng dụng PUA xử lý chống thấm khe biến dạng đập thủy điện trước khi đập đã tích nước
  • 5.3 Ứng dụng hệ phủ PUA chống thấm, chống ăn mòn cho kết cấu BTCT
    • 5.3.1 Ứng dụng hệ phủ PUA chống thấm, chống ăn mòn bể, cống dẫn nước
    • 5.3.2 Ứng dụng PUA chống ăn mòn khu hóa chất
  • 5.4 Đánh giá hiệu quả việc ứng dụng hệ phủ PUA sau 3 và 4 năm

• KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ

• DANH MỤC CÔNG TRÌNH CÔNG BỐ CỦA TÁC GIẢ