中心项目发表论文（五十九）

发布时间: 2026/04/10 发布者：原创浏览量：

水环境下聚氨酯混合料的劣化机理与性能研究

引言

中心2024年度研发类项目“路面高性能聚合物混合料开发及工程示范”负责人交通运输部公路科学研究院徐剑研究员近日在《Construction and Building Materials》(SCI收录)上发表了一篇题为“水环境下聚氨酯混合料的劣化机理与性能研究”的论文。

。热塑性树脂基复材筋具有可多次重复成型、韧性高、耐久性好等优势，更满足海洋工程应用需求。在福州港罗源湾港区可门作业6号、7号泊位工程施工建设中，业主及施工单位将哈尔滨工业大学在非金属材料创新中心2024年度项目《热塑性复合材料箍筋的性能研究及示范》中取得的技术成果进行成功示范应用。基于本项目开发的高性能热塑性复材筋提升了码头面层与护轮坎结构的长期服役性能，为热塑性复材筋在码头工程中的规模化应用提供了良好的示范效果。

论文摘要：

聚氨酯混合料因其优良的力学性能和低碳施工特点，在路面工程中逐渐得到推广与应用，但其高水敏感性是影响路用性能的主要短板。本研究首先探究了水环境下聚氨酯混合料性能的演变规律，进而研究了浸水条件下聚氨酯-集料界面强度的变化特征，同时从微观形貌、化学结构及氢键化程度等方面分析了聚氨酯胶结料的劣化机理。实验结果表明：在浸水初期（0–4天），水的侵蚀作用导致聚氨酯混合料界面强度快速下降（52.5%–68.8%），关键力学性能显著降低（37.2%–48.4%）；而长期浸水（4–16天）的影响相对趋缓，界面强度下降幅度减少33.6%–38.4%，关键力学性能的衰减速度减缓19.9%–34.9%。这种“前期快速下降、后期趋于平缓”的两阶段劣化模式在三个温度（-18°C、25°C、60°C）下均存在，且高温（60°C）下的劣化效应最为显著。进一步分析表明，聚氨酯胶结料表面疏水性的下降直接削弱了其与集料的界面黏附作用；同时，高温会促使水分子同时占据软-硬段和硬-硬段中的氢键位点，使无序氢键比例从29.0%增至47.5%，加剧了水致微相分离并降低胶结料的交联密度，最终导致聚氨酯混合料水稳定性的多路径衰减。

论文详情参见：

Construction and Building Materials 490 (2025) 142467

https://doi.org/10.1016/j.conbuildmat.2025.142467