一种混凝土表面涂层防水特性的测试方法
【专利摘要】本发明公开了一种混凝土表面涂层防水特性的测试方法，选用两种不同的非极性液体，在涂层表面-水-非极性液滴构成三相接触的条件下，分别测试两种不同非极性液滴在涂层表面形成的接触角，计算涂层的表面能及其分量，得到涂层与水的黏附功，利用涂层与水的黏附功的大小来评价涂层的防水特性。相对于渗水法而言，本发明的接触角法操作简单，测试时间短，并且可以计算得到材料确切的表面能信息，通过研究涂层材料的表面能，并推算出黏附功来定量化地评估疏水性能优劣，对比不同涂层疏水性能的差异。
【专利说明】-种混凝±表面涂层防水特性的测试方法
[【技术领域】]
[0001] 本发明设及混凝±表面涂层性能测试，尤其设及一种混凝±表面涂层防水特性的 测试方法。
[【背景技术】]
[0002] 混凝±是一种最常见的W水泥作为胶凝材料的工程材料，被广泛运用于现代上 木工程结构建筑中。众所周知，随着水化过程的持续进行，混凝±的强度在缓慢提高；但同 时混凝±结构因耐久性能不足而导致破坏倒塌的事件常有发生，产生的后果不仅导致巨大 的经济损失而且还会引发一系列的社会问题。诸多研究表明，混凝±的性能劣化过程均与 水的存在和运动密切相关，离子如〇厂、1肖"、5〇/^等有害介质进入混凝±并向内部传输，为 混凝±的劣化提供了反应条件和环境，如离子侵蚀，钢筋诱蚀，冻融循环等。因此，研究混凝 ±的表面吸水特性和抑制水分侵入混凝±的有效措施，对如何提高混凝±的耐久性具有指 导意义；对于一些已经投入使用的混凝上建筑、构筑物，采用混凝上表面防水等附加措施， 对提高结构或构件抵抗恶劣环境作用的能力至关重要。
[0003] 为提高混凝±的耐腐蚀性能，目前有效的方法之一是将混凝±基层的憎水剂处理 与表面的成膜涂层相结合。混凝±基层的憎水剂处理是指采用渗透型表面防水涂料对混凝 ±进行处理。该样当表层涂膜损坏后，仍可防止水及有害物质渗透到混凝±内部。建筑涂 料的品种和功能各异，目前尚无统一的分类方法。一般按其附着机理可分为：渗透型涂料 和成膜型涂料。
[0004] 目前，对混凝±防水涂层的防水特性测试主要是渗水法佑混凝±表面涂层防水 特性的测试方法/T 328. 3)。此方法对操作条件要求严格，操作时间长，且步骤复杂，结果不 直观，无法定量显示出防水效果，通过人体肉眼观察具有主观性。事实上，材料的疏水性能 与其表面能息息相关，但是±木工程材料探究领域对于材料的表面能的研究特别是对接触 角和表面能的测试开展得非常少。
[0005] 在对各种材料的接触角测量W及表面能计算的研究中，躺滴法是国内外相关领域 文献最常提及和使用的。躺滴法创造固体一液体一空气S相接触，估算固体的表面能。躺 滴法操作十分方便，结果具有一定代表性，但是其对操作环境的要求很严格，温度、湿度、灰 尘含量对于测试结果的准确性影响非常大。另外，由于液滴蒸发W及滑动黏附现象的存在， 导致接触角的大小会随观测时间发生变化，从而使结果具有较大的不确定性。
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【发明内容】
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[0006] 本发明要解决的技术问题是提供一种其对操作简单，测试时间短，测试结果稳定 的混凝±表面涂层防水特性的测试方法。
[0007] 为了解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是，一种混凝±表面涂层防水特 性的测试方法，选用两种不同的非极性液体，在涂层表面-水-非极性液滴构成=相接触的 条件下，分别测试两种不同非极性液滴在涂层表面形成的接触角，计算涂层的表面能及其 分量，得到涂层与水的黏附功，利用涂层与水的黏附功的大小来评价涂层的防水特性。
[000引 W上所述的混凝±表面涂层防水特性的测试方法，涂层与水的黏附功W。用下式计 算：
【权利要求】
1. 一种混凝土表面涂层防水特性的测试方法，其特征在于，选用两种不同的非极性液 体，在涂层表面-水-非极性液滴构成三相接触的条件下，分别测试两种不同非极性液滴在 涂层表面形成的接触角，计算涂层的表面能及其分量，得到涂层与水的黏附功，利用涂层与 水的黏附功的大小来评价涂层的防水特性。
2. 根据权利要求1所述的混凝土表面涂层防水特性的测试方法，其特征在于，涂层与 水的黏附功Wa用下式计算：
其中Ys-一被测涂层的表面能； Tw 水的表面能； Tds一一被测涂层材料的表面张力的色散力分量； Tps一一被测涂层材料的表面张力的极性力分量； Tdw一一水的表面张力的色散力分量； TPw--水的表面张力的极性力分量。
3. 根据权利要求2所述的混凝土表面涂层防水特性的测试方法，其特征在于，被测涂 层材料的表面能通过下式计算：
rs=Ts +Vs 式中，ys--被测涂层的表面能； Yi-一接触角测量时释放的非极性试剂液滴的表面张力； Tds一一被测涂层材料的表面张力的色散力分量； Tps一一被测涂层材料的表面张力的极性力分量； Tiw 一一非极性液滴与被测涂层材料之间的界面张力； Qi 一一非极性液滴在固体表面形成的接触角的大小； 当下标i=m时代表第一种非极性液体，i=n时代表第二种非极性液体。
4. 根据权利要求1所述的混凝土表面涂层防水特性的测试方法，其特征在于，第一种 非极性液体为正庚烷，第二种非极性液体为正十六烷。
5. 根据权利要求1所述的混凝土表面涂层防水特性的测试方法，其特征在于，接触角 测量过程如下： 1) 将涂有涂层的试样放置到水槽内的两块垫块上，测试面朝下，水槽中的纯净水没过 试样的测试面； 2) 表面张力仪注射器中吸满一种非极性液体后安装到表面张力仪的注射单元上； 3) 将注射单元弯针浸入水槽中，并调整针头到样品表面下方很小的一段距离的位置； 4) 用表面张力仪配备的SCA软件设置试剂释放量为10yL-15yL，注射速率为缓慢，然 后用软件控制注射单元自动释放试剂，使释放的液滴贴附在试样表面； 5)用SCA软件测量液滴在样品表面形成的接触角并记录。
【文档编号】G01N13/00GK104502238SQ201410811536
【公开日】2015年4月8日 申请日期:2014年12月23日 优先权日:2014年12月23日
【发明者】邢锋, 董必钦, 方媛, 陈岸伦, 王艺轩, 杨略, 陈镇鸿, 陈莹圳, 黄伟豪, 唐帆 申请人:深圳大学