含Cr耐蚀钢筋在模拟高碱性混凝土孔隙液中的钝化行为

作者：王慕亮; 孙玉朋; 陈磊; 魏洁^*; 董俊华^*

来源：金属学报, 2023, 1-13.

• 耐蚀钢筋
• 混凝土模拟液
• 钝化膜
• 电化学测试

针对不同Cr含量(0、3%和9%，质量分数)的耐蚀钢筋(20MnSi钢，3Cr钢和9Cr钢)在模拟高碱性混凝土孔隙液中的钝化行为，采用电化学测试技术(开路电位、EIS抗谱、极化曲线以及Mott-Schottky曲线)研究了钢筋表面钝化膜性能随时间的变化特征，并通过XPS对钝化膜成分与结构进行了分析。结果表明，在模拟高碱性混凝土孔隙液中，钢筋表面会生成层状结构钝化膜，钝化膜的结构、组成及保护性与钢筋中Cr元素含量和钝化时间密切相关。20MnSi钢的钝化膜，外层主要为Fe(Ⅲ)化合物，内层主要为Fe(Ⅱ)氧化物。3Cr钢和9Cr钢的钝化膜外层由Fe(Ⅲ)和Cr(Ⅲ)的氧化物和氢氧化物组成，内层由Fe(Ⅱ)氧化物和Cr(Ⅲ)的化合物组成。3种钢筋形成的钝化膜-0.8～0.2 VSCE电位区间内表现为n型半导体，且随浸泡时间增加，钝化膜中缺陷减少，钢的腐蚀电流密度减小，耐蚀性能有所提高。Cr含量越高，相同时间形成的钝化膜点缺陷密度越低，钝化膜越致密，钢筋耐蚀性能越好。

• 单位
  中国科学技术大学; 中国科学院金属研究所