省部共建国重室陈正教授团队在-NH2和-COO-官能团对混凝土孔溶液中钢钝化的影响研究中取得研究进展

2024年05月13日 17:19  点击:[]

近日,省部共建国重室陈正教授研究团队在-NH2和-COO-官能团对混凝土孔溶液中钢钝化的影响研究中取得研究进展,相关工作以"Effects of –NH2 and –COO functional groups on the steel passivation in concrete pore solution: Passivation performance and interfacial adsorption mechanism"为题,发表在《Applied Surface Science》上。

使用有机缓蚀剂是提高混凝土中钢材耐腐蚀性的常用方法。然而,常见官能团(-NH2和-COO)对钢钝化的影响尚不清楚。本文选择丙胺(C3H7NH2)和丁酸钙((C3H7COO)2Ca)分别作为含有-NH2和-COO基团的代表性抑制剂。通过电化学法、XPS试验和DFT模拟,探讨了C3H7NH2和(C3H7COO)2Ca对模拟混凝土孔溶液中钢的钝化性能的影响。实验结果表明,(C3H7COO)2Ca对钝化性能影响不大,而C3H7NH2则有抑制作用。XPS数据表明,(C3H7COO)2Ca降低了钢表面Fe/Fen+的比值,从而增强了钝化膜的物理防护能力。C3H7NH2虽然使钝化膜的化学保护力增加(Fe2+/Fe3+比值增加),但使物理保护力下降更为明显,导致钢的钝化性能变差。DFT结果表明,C4H7O2-的吸附提高了铁表面的活性,从而促进了钝化物质(OH-/CaOH+)的吸附。此外,由于-COO和CaOH+之间的电子转移,形成了不溶的C4H7O2-Ca-Fe化合物。此外,C3H7NH2抑制了OH-/CaOH+在钢表面的吸附。

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