祝贺王羊洋博士在《Construction and Building Materials》上发表文章

        近日，课题组王羊洋博士在Construction and Building Materials上发表了一篇文章，主要研究了高温下沸石咪唑骨架缓蚀剂（ZIF-8）在含氯离子水泥孔溶液中对钢筋缓蚀作用，并进一步探究了其作用机理。

       钢筋锈蚀是导致钢筋混凝土结构劣化的主要原因，特别是在沿海地区。为了保证其使用寿命，在混凝土基质中掺入有机缓蚀剂可有效地降低钢筋的腐蚀速率。然而，海洋环境中普遍存在温差，低纬地区混凝土结构的表面温度甚至可以达到55°C。在高温(45°C)下，钢筋表面钝化膜的溶解将会加速，导致钢筋的腐蚀损伤更加严重。温度是控制缓蚀剂吸附行为和腐蚀损伤反应动力学的关键因素，温度升高会显著影响缓蚀剂的吸附行为，从而降低缓蚀剂对增强体的缓蚀效率。在早期工作中合成了锌基MOFs缓蚀剂(ZIF-8)，它在室温下对含氯离子SPS中的钢筋表现出非常高的缓蚀效率。但升高的温度可能会影响ZIF-8缓蚀剂的缓蚀效果，这需要进一步澄清。因此，该研究的目的是通过电化学测试和表面分析来评估高温对ZIF-8缓蚀剂在含氯离子SPS中对钢筋缓蚀效率的影响。在此基础上，进一步计算了钢筋的溶解动力学参数，以阐明在高温下ZIF-8存在下钢筋的腐蚀性能与腐蚀过程热力学之间的关系。

        在该论文中，通过电化学测试、扫描电子显微镜观察和拉曼分析，研究了新型沸石咪唑骨架缓蚀剂（ZIF-8）在高温下对模拟水泥孔溶液（SPS）中钢筋腐蚀损伤的抑制作用。室温下，ZIF-8吸附在SPS中的钢筋表面，这降低了钢筋腐蚀过程的无序性，钢筋腐蚀过程的较高活化能Ea (27.34 kJ/mol)和δh(54.19 kj/mol)以及较低的δs(152.92 j/(mol⋅k)证实了这一点。因此，ZIF-8腐蚀抑制剂延迟了腐蚀引发，并有效地增加了电荷转移电阻和极化电阻，在25°C时对钢筋表现出非常高的抑制效率(约90%)。然而，由于Ea较高，在含ZIF-8的SPS中，升高的温度对钢筋的腐蚀速率表现出更显著的影响。从Eocp负移、电荷转移电阻和极化电阻降低以及腐蚀电流密度增加可看出在高温下钢筋发生了严重的腐蚀破坏；在168小时后，其抑制效果从25℃时的87.8%显著降低到40℃和55℃时的49.8%和18.7%。缓蚀效率的降低与ZIF-8的加速腐蚀破坏和不稳定吸附及团聚有关。

高温下ZIF-8存在下钢筋腐蚀性能示意图

全文链接：https://doi.org/10.1016/j.conbuildmat.2022.128024