祝贺张漳敏博士在《Composites Part B》上发表文章
近日，课题组张漳敏博士与谌睿硕士在Composites Part B上发表了一篇文章，主要探讨了碱激发粉煤灰孔溶液中氯离子对钢筋表面膜层组成结构特征和电化学行为的影响。
为了降低水泥生产带来的二氧化碳排放，碱激发胶凝材料逐步成为建材研究领域的热点。由于其广泛可用性，且含有铝硅酸盐成分，碱激发粉煤灰是成为最常用和研究最广泛的碱激发胶凝材料。碱激发粉煤灰孔隙溶液的高pH和较为的密实微观结构使其成为有应用于海工混凝土的防腐领域的潜质。相比于水泥基材料孔隙溶液，碱激发粉煤灰的孔隙溶液的离子种类和含量明显不同。文献调研可以发现，在碱激发粉煤灰孔隙溶液中的Si，Al含量要远远高于水泥基材料孔隙溶液中的。显然，这将为在碱激发粉煤灰中的钢筋腐蚀行为造成不一样的影响。本文通过电化学阻抗谱（EIS）分析，结合原子力显微镜（AFM）和X-ray光单子能谱（XPS）分析，对在不同含氯盐的模拟孔隙溶液中的钢筋表面性质进行了研究，并比较了不同溶液中的临界氯离子浓度。
结果发现，在3.5 wt.%NaCl的模拟水泥孔隙溶液中，钢筋的阻抗呈现不断降低的趋势；而在3.5 wt.%的碱激发粉煤灰孔隙溶液非但没有腐蚀现象，且其阻抗持续增大。结合逐层XPS和阻抗谱拟合分析发现，在3.5 wt. %NaCl模拟水泥孔隙溶液中的钢筋表面有更多的腐蚀产物（Fe2O3，FeOOH），而在3.5 wt.%的碱激发粉煤灰孔隙溶液中的钢筋表面产物除了内部的钝化膜（FeO，Fe2O3，FeOOH），外层还吸附了一层含高Si，Al的类沸石结构产物（沸石结构产物具有一定的吸附氯离子能力）。
3.5 wt.%NaCl的模拟水泥孔隙溶液与3.5 wt.%的碱激发粉煤灰孔隙溶液电化学阻抗谱响应对比
不同氯化物污染孔隙溶液中钢筋表面产物层特征及腐蚀性能示意图
再者，在模拟碱激发粉煤灰孔隙溶液中的钢筋发生腐蚀时，氯离子浓度高达2.75mol/L，远大于在水泥孔隙溶液中的（0.20mol/L）。这可能与在碱激发粉煤灰孔隙溶液中氯离子和氢氧根/硅酸根在钢筋表面的竞争吸附密切相关。综合结果表明，钢筋在碱激发粉煤灰孔溶液下形成的钝化膜对氯离子具有极大的抵御能力，这为碱激发粉煤灰胶凝材料复合钢筋作为新的海工基建材料提供一种重要思路。
该工作得到了国家自然科学基金(No. U2001225, 52078149 and 51872097)和广东省国际科技项目(No. 2020A0505100006)等项目的支持。
全文链接：https://doi.org/10.1016/j.compositesb.2021.109215
