Page 212 - 《精细化工》2022年第4期

·848· 精细化工 FINE CHEMICALS 第 39 卷

2.3 失重法分析 表面可以形成一层钝化膜来保护碳钢，但腐蚀介质
–
在 20 ℃下，腐蚀时间为 150 d，测得不同掺量 里的 Cl 很容易破坏这层钝化膜造成腐蚀，所以随着
阻锈剂对 Q235 碳钢的阻锈效果，结果如图 5 所示。 时间的增加，碳钢表面的钝化膜被破坏，碳钢的自
从图 5 发现，随着乙氧基化咪唑啉阻锈剂掺量 然电位也不断下降。普通咪唑啉阻锈剂由于水溶性
的不断增加和腐蚀时间的延长，阻锈效率大致呈逐 差导致其在腐蚀体系中分散性差，难以全面覆盖碳
渐增加趋势。在 150 d 时，质量分数为 5%的阻锈剂 钢表面保护碳钢免受侵蚀。而乙氧基化咪唑啉阻锈
阻锈效率达到 97.7%，说明随着阻锈剂质量分数和 剂水溶性好，在水中扩散快，可以迅速增加碳钢表
–
腐蚀时间的增加，阻锈剂分子不断地吸附到碳钢表 面的钝化膜厚度 [24] ，增强了阻止 Cl 渗透的能力，使
面，在钢筋表面覆盖面积逐渐达到饱和 [22] ，有效阻 碳钢更快地进入钝化状态。
止了腐蚀介质的侵蚀。从图上还发现，当阻锈剂质
表 1 碳钢的自然电位
量分数为 0.5%，腐蚀时间为 60 d 时，阻锈效率有所
Table 1 Natural potential of steel bar
下降，这是因为，当阻锈剂加入较少时，保护膜的 普通咪唑啉阻 乙氧基化咪唑啉
–
形成要慢些，由于 Cl 的侵蚀作用导致吸附膜被破 时间 空白/mV 锈剂/mV 阻锈剂/mV
坏。而阻锈剂分子中引入的乙氧基化结构，不仅增 1 h –163 –123 –118
强了阻锈剂分子的吸附能力，还加强了阻锈剂的亲 2 h –182 –131 –124
水性能，更有利于阻锈剂分子在水中的扩散，所以 3 h –186 –140 –126
随着时间的增加，阻锈剂分子不断吸附到碳钢的表 6 h –210 –157 –134
面，使碳钢表面的吸附膜得到修复，碳钢重新得到 1 d –228 –181 –160
有效的保护，在第 150 d，质量分数 0.5%的阻锈剂 3 d –240 –198 –166
5 d –256 –213 –183
阻锈效率达到了 91.01%。
7 d –262 –227 –183

2.5 盐水浸烘实验分析
将经过循环浸烘的标准混凝土试块沿着碳钢
放置的方向劈裂试块，观察不同掺量阻锈剂条件下
碳钢的锈蚀情况，然后测量碳钢的锈蚀面积并计算
碳钢的锈积率，取每组实验碳钢锈积率的平均值作
图 6。

图 5 不同质量分数阻锈剂下的阻锈效率
Fig. 5 Corrosion inhibition efficiency of rust inhibitor with
different mass fractions

2.4 盐水浸渍法分析
根据碳钢自然电位的判定标准，电位在 0~
–250 mV 范围内，碳钢处于钝化状态；在–250~
–350 mV 碳钢处于不确定状态，可能出现腐蚀；低
于–350 mV 认为碳钢处于腐蚀状态 [23] 。将 Q235 碳 图 6 不同质量分数阻锈剂水泥试块的碳钢锈积率
Fig. 6 Corrosion rate of steel bars in cement test blocks
钢在 20 ℃下进行自然电位测试（结果见表 1），并
with different mass fractions of rust inhibitor
观察碳钢表面有无锈蚀发生。
经观察发现，空白实验在第 3 d 碳钢表面就出 根据图 6 可以发现，随着阻锈剂质量分数的增
现锈迹，第 7 d 天已经出现局部锈斑；普通咪唑啉 加，碳钢锈积率不断降低，从掺量为 0 到 0.5%，碳
阻锈剂的碳钢局部也在第 5 d 出现锈蚀；而添入乙 钢锈积率下降了 28.4%，有效地降低了碳钢的腐蚀
氧基化咪唑啉阻锈剂的碳钢 7 d 内并无锈迹产生。由 速率，说明该阻锈剂即使在低掺量条件下也能有效
表 1 可知，空白实验在 6 h 内碳钢的自然电位在 降低碳钢的腐蚀，延长碳钢的使用寿命。从实验数
–160~–210 mV 范围内，因为在混凝土体系中，碳钢 据可以发现，该阻锈剂在添加量为 4%和 5%时碳钢