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给混凝土“穿防水服”!青岛理工大学攻克海工混凝土腐蚀抑制难题

发布时间:2022-11-25

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给混凝土“穿防水服”

青岛理工大学

攻克海工混凝土腐蚀抑制难题

斑驳的桥墩、出现裂纹的防波堤……海水对混凝土的腐蚀肉眼可见。受“荷叶不沾水”启发,青岛理工大学土木工程学院李绍纯教授团队联合企业研发了一种仿生超疏水涂层,给混凝土穿上一层“防水服”。这种“防水服”不但可以解决陆上地下室渗水问题,还攻克了海工混凝土的离子渗透-微生物耦合腐蚀抑制难题,能够显著提升海工混凝土结构的耐久性能,相关技术产品在青岛地铁1号线、中德生态园、青岛国际院士港、新兴重工集团(区域)总部一期工程中得到应用。

 

 

破解传统涂层易脱落难题

这里的仿生指的是“仿荷叶结构”。简而言之,荷叶表面有无数比水分子还要小的“凸起”,能够把水滴“撑住”,形成超疏水效应。在现实生活中,有很多防水产品就是依据这种原理研制的。但是李绍纯告诉记者,仿荷叶的结构在金属、玻璃等致密、平整、光滑的物体表面容易构建,但混凝土表面是粗糙、开放的,有很多孔洞,用常规方法难以构建仿荷叶的结构。

为了攻克这个难题,李绍纯教授团队在材料组成方面寻找突破点,用一种有机材料和混凝土发生反应,使其渗透到混凝土表层,形成紧密贴合的效果,然后在此基础上,用无机纳米材料做成荷叶表面的“凸起”。李绍纯形容说,在微观尺度上,混凝土表层就像绵延起伏的小山,而有机材料就如同土壤,无机纳米材料就像根植于土壤上的一棵棵小树。他们把土壤和树“打包”刷在山上,只要刷一次,就能对山形成长久的防水保护,海水进不来,水中的氯离子、微生物等也就无法对混凝土造成腐蚀。“我们的仿生超疏水涂层可以做到与混凝土寿命一样长。”李绍纯介绍。

据了解,凭借“仿生超疏水涂层在混凝土表层的构建及对海洋生物腐蚀的抑制作用机理与效果研究”,李绍纯教授团队在2020年申请到了国家自然科学基金项目的支持。团队研发的技术和产品在青岛地铁1号线、中德生态园、青岛国际院士港、新兴重工集团(区域)总部一期工程中得到应用。

 

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