Научная статья на тему 'Оценка ингибирующего действия некоторых производных солей длинноцепочечных карбоновых кислот по отношению к питтинговой коррозии арматурной стали в бетоне'

Оценка ингибирующего действия некоторых производных солей длинноцепочечных карбоновых кислот по отношению к питтинговой коррозии арматурной стали в бетоне Текст научной статьи по специальности «Химические науки»

CC BY
4
1
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.
Ключевые слова
арматурная сталь / железобетон / ингибиторы коррозии / хлориды / соли длинноцепочечных карбоновых кислот / Reinforcing steel / Reinforced concrete / Corrosion inhibitors / Chlorides / Long-chain salts carboxylic acids

Аннотация научной статьи по химическим наукам, автор научной работы — Козадеров Олег Александрович, Шевцов Дмитрий Сергеевич, Потапов Михаил Андреевич, Зарцын Илья Давидович, Грушевская Светлана Николаевна

Синтезированы производные солей длинноцепочечных карбоновых кислот и диметиламинопропиламина, в том числе близких по составу с растительными маслами. Структура молекул новых веществ надежно подтверждена с применением физических методов ИК-Фурье спектроскопии, ЯМР-спектроскопии и ВЭЖХ. С применением вольтамперометрии проведена оценка ингибирующего действия синтезированных веществ по отношению к арматурной стали марки 35ГС. Эксперименты проводили в водном экстракте из строительного раствора, имитирующем поровую жидкость бетона, в присутствии хлоридов в качестве активаторов питтинговой коррозии, а также в образцах мелкозернистого бетона при периодическом погружении в хлоридный раствор. Обнаружено, что 3-(диметиламино)пропил-1аммония стеарат не проявляет ингибирующего действия. Введение же солей жирных кислот кокосового и подсолнечного масел увеличивает антикоррозионные свойства. Степень защиты составляет 40-44 % в водных растворах и 30-32 % для бетонных образцов. Установлено увеличение времени до начала коррозии в бетонных образцах в 1.75 раза по сравнению с контрольным составом без добавок.

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

Похожие темы научных работ по химическим наукам , автор научной работы — Козадеров Олег Александрович, Шевцов Дмитрий Сергеевич, Потапов Михаил Андреевич, Зарцын Илья Давидович, Грушевская Светлана Николаевна

iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

Evaluation of the inhibitory effect of some derivatives of salts of long-chain carboxylic acids in relation to pitting corrosion of reinforcing steel in concrete

Derivatives of salts of long chain carboxylic acids and dimethylaminopropylamine, including those similar in composition to vegetable oils were synthesized. The structure of the molecules of new substances was reliably confirmed using physical methods of IR-Fourier spectroscopy, NMR spectroscopy, and HPLC. The inhibitory effect of the synthesized substances on 35GS grade reinforcing steel was assessed using voltammetry. Experiments were carried out in an aqueous extract from a mortar, simulating the concrete pore solution, in the presence of chlorides as activators of pitting corrosion, as well as in samples of fine-grained concrete with periodic immersion in a chloride solution. It was found that 3-(dimethylamino) propyl-1-ammonium stearate did not exhibit an inhibitory effect. The introduction of salts of fatty acids of coconut and sunflower oils increased the anti-corrosion properties. The degree of protection was 40-44% in aqueous solutions and 30-32% for concrete samples. The time before the onset of corrosion in concrete samples was found to increase by 1.75 times compared to the control composition without additives.

Текст научной работы на тему «Оценка ингибирующего действия некоторых производных солей длинноцепочечных карбоновых кислот по отношению к питтинговой коррозии арматурной стали в бетоне»

ISSN 1606-867Х (Print) ISSN 2687-0711 (Online)

Конденсированные среды и межфазные границы

https://journals.vsu.ru/kcmf/

Оригинальные статьи

Научная статья УДК 620.193

https://doi.org/10.17308/kcmf.2023.25/11396

Оценка ингибирующего действия некоторых производных солей длинноцепочечных карбоновых кислот по отношению к питтинговой коррозии арматурной стали в бетоне

О. А. КозадеровИ, Д. С. Шевцов, М. А. Потапов, И. Д. Зарцын, С. Н. Грушевская, А. А. Кружилин, Е. А. Ильина, К. А. Ткаченко, Х. С. Шихалиев

ФГБОУ ВО «Воронежский государственный университет», Университетская пл. 1, Воронеж394018, Российская Федерация

Аннотация

Синтезированы производные солей длинноцепочечных карбоновых кислот и диметиламинопропиламина, в том числе близких по составу с растительными маслами.

Структура молекул новых веществ надежно подтверждена с применением физических методов ИК-Фурье спектроскопии, ЯМР-спектроскопии и ВЭЖХ. С применением вольтамперометрии проведена оценка ингибирующего действия синтезированных веществ по отношению к арматурной стали марки 35ГС. Эксперименты проводили в водном экстракте из строительного раствора, имитирующем поровую жидкость бетона, в присутствии хлоридов в качестве активаторов питтинговой коррозии, а также в образцах мелкозернистого бетона при периодическом погружении в хлоридный раствор. Обнаружено, что 3-(диметиламино)пропил-1- аммония стеарат не проявляет ингибирующего действия. Введение же солей жирных кислот кокосового и подсолнечного масел увеличивает антикоррозионные свойства. Степень защиты составляет 40-44 % в водных растворах и 30-32 % - для бетонных образцов.

Установлено увеличение времени до начала коррозии в бетонных образцах в 1.75 раза по сравнению с контрольным составом без добавок.

Ключевые слова: арматурная сталь, железобетон, ингибиторы коррозии, хлориды, соли длинноцепочечных кар-боновых кислот

Источник финансирования: Исследование выполнено за счет гранта Российского научного фонда (РНФ), проект № 22-23-01144, https://rscf.ru/en/project/22-23-01144/

Для цитирования: Козадеров О. А., Шевцов Д. С., Потапов М. А., Зарцын И. Д., Грушевская С. Н., Кружилин А. А., Ильина Е. А., Ткаченко К. А., Шихалиев Х. С. Оценка ингибирующего действия некоторых производных солей длинноцепочечных карбоновых кислот по отношению к питтинговой коррозии арматурной стали в бетоне. Конденсированные среды и межфазные границы. 2023;25(3): 445-453. https://doi.org/10.17308/kcmf.2023.25/11396 For citation: Kozaderov O. A., Shevtsov D. S., Potapov M. A., Zartsyn I. D., Grushevskaya S. N., Kruzhilin A. A., Ilina E. A., Tkachenko K. A., Shikhaliev Kh. S. Оценка ингибирующего действия некоторых производных солей длинноцепочечных карбоновых кислот по отношению к питтинговой коррозии арматурной стали в бетоне. Condensed Matter and Interphases. 2023;25(3): 445-453. https://doi.org/10.17308/kcmf.2023.25/11396

И Козадеров Олег Александрович, e-mail: ok@chem.vsu.ru

© Козадеров О. А., Шевцов Д. С., Потапов М. А., Зарцын И. Д., Грушевская С. Н., Кружилин А. А., Ильина Е. А., Ткаченко К. А., Шихалиев Х. С., 2023

Контент доступен под лицензией Creative Commons Attribution 4.0 License.

О. А. Козадеров и др. Оценка ингибирующего действия некоторых производных солей...

1. Введение

Железобетон широко применяется при строительстве промышленных и гражданских объектов (транспортные сооружения, градирни АЭС, дамбы, причалы и т. д.). Коррозия арматурной стали является основной причин выхода из строя железобетонных конструкций [1]. Наиболее распространенной и опасной с точки зрения эксплуатации является коррозия, вызванная действием хлоридов [2], которые содержатся в большом количестве в морской воде и солях-антиобледенителях. Опасность заключается в локальном характере деградации стали (питтинги, язвы), которая в относительно короткий период времени может привести к разрушению конструкции, поскольку выявить локальные поражения традиционными методами мониторинга (например, при визуальном осмотре) весьма затруднительно.

Мероприятия по первичной защите от коррозии железобетона на стадии изготовления включают в себя подбор оптимального его состава [3], а для повышения коррозионной стойкости арматурной стали зачастую применяют добавки-ингибиторы [4]. При этом вопрос экологической нагрузки при их использовании сохраняет свою актуальность. Неоднократно [5, 6] упоминалось о негативном воздействии на среду нитритов, хроматов, бензотриазола, несмотря на довольно высокие защитные свойства [7-10]. Для решения данной проблемы предлагаются к использованию так называемые «зеленые» ингибиторы коррозии [11]. Преимущественно они представляют собой экстракты продуктов растительного происхождения: листья и стебли [1214], плоды [15], отходы продуктов переработки [16, 17]. Подразумевается, что входящие в состав экстракта компоненты имеют естественное происхождение и разлагаются при попадании в окружающую среду без нанесения вреда. Представленные в опубликованных работах результаты убедительно доказывают перспективность применения некоторых экстрактов в качестве ингибиторов в кислотных, нейтральных и щелочных средах, которые обеспечивают степень защиты более 80-90 %.

Развитием такого подхода при поиске новых ингибиторов коррозии является модификация продуктов крупнотоннажного производства (растительные масла: подсолнечное, кокосовое; отходы пищевых и промышленных производств и т. д.) путем одностадийного органического синтеза [18]. При этом решается вопрос рациональной утилизации отходов (или снижения затрат от

применения недорогих компонентов) и достигается повышение защитных свойств, растворимости или иных характеристик за счет введения соответствующих функциональных групп. Известны примеры модификации соевого, пальмового и касторового масел имидазолинами [19] со значениями степени защиты более 80 % низкоуглеродистой стали в 1М HCl. При этом отмечено более выраженное защитное действие относительно производных на основе индивидуальных карбоновых кислот с длиной алкильно-го радикала С12, С18 (степень защиты от 60 %). В работе [20] исследовали производные кукурузного, соевого, подсолнечного масел и говяжьего жира с ди- и триэтаноламином для стали в кислой среде, моделирующей условия бурового раствора при нефтедобыче. В большинстве исследованных комбинаций были получены защитные эффекты до 40-50 % (для нескольких комбинаций до 80 %). Примеры результатов с различным ингибирующим эффектом позволяют исследователям учитывать уже имеющийся опыт и соответствующим образом выбирать способы модификации природных соединений, условия проведения коррозионных тестов для получения наибольшей степени защиты.

Известны примеры эффективного действия короткоцепочечных карбоновых кислот и их солей для защиты арматурной стали от коррозии, вызванной хлоридами. В [21] установлена степень защиты для сукцината натрия на уровне 55-77 % в модельном водном растворе при концентрации хлоридов 0.6М. Авторы [22] показали снижение эффективности защитного действия в ряду солей малонат > формиат > ацетат > про-пионат образцах мелкозернистого бетона. В [23] выявлено повышение защитных свойств бетона при добавлении длинноцепочечных карбоновых кислот в ходе циклов замораживания/оттаивания при наличии хлоридов. При этом отсутствуют упоминания о применении модифицированных длинноцепочечных карбоновых кислот или растительных масел при решении аналогичных задач.

Цель работы - синтез и оценка ингибирующего действия новых производных солей длинно-цепочечных карбоновых кислот и диметилами-нопропиламина, в том числе близких по составу с растительными маслами, по отношению к низкоуглеродистой арматурной стали в водном хло-ридном растворе, моделирующем среду бетона, а также образцах мелкозернистого бетона при периодическом погружении в хлоридный раствор.

О. А. Козадеров и др.

Оценка ингибирующего действия некоторых производных солей...

2. Экспериментальная часть

2.1. Синтез и анализ производных диметиламинопропиламина

В качестве ингибиторов хлоридной коррозии железобетона получены аммонийные соли диметиламинопропиламина со стеариновой кислотой и смесями жирных кислот, моделирующими состав растительных масел (кокосового и подсолнечного) (табл. 1). Выбор смесей обусловлен необходимостью оценки возможности использования растительного сырья для получения ингибиторов данного класса. Все использованные реактивы приобретены в компании Acros Organics.

Для анализа получаемых веществ использовали высокоэффективную жидкостную хроматографию с масс-спектрометрическим детектированием высокого разрешения при электрораспылительной ионизации (ВЭЖХ-HRMS-ESI) в сочетании с УФ-детектированием. Устройство состояло из жидкостного хроматографа Agilent 1269 Infinity и времяпролетного масс-детектора высокого разрешения Agilent 6230 TOF LC/MS. Количественное определение проводили методом внутреннего стандарта. Спектры ЯМР:Н регистрировали на спектрометре Bruker AV600 (600,13 МГц) в DMSO-d6, внутренним стандартом был TMS. ИК-спектр записан на ИК-Фурье спектрометре Vertex 70 с использованием приставки НПВО Platinum ATR (Bruker), оснащенной алмазной призмой, в диапазоне частот от 4000 до 400 см-1 с разрешением 2 см1. Результат получен путем усреднения 16 сканов.

Установлено, что в отсутствие катализаторов при кипячении в этиловом спирте эквимольных количеств диметиламинопропиламина и соот-

Таблица 1. Список исследованных ингибиторов

ветствующих карбоновых кислот (либо из смесей) протекает реакция нейтрализации с практически количественными выходами соответствующих аммониевых солей. Это подтверждается данными LC/MS-спектрометрии, ЯМР1Н-, ИК-спектроскопии.

H,N

N'

/

О

EtOIl, refluí

о

R^Ö

H3N

A-C

N—

/

К: (Д)С17Н,5

(B)С,Н,, П0%) : СоН.о Г10%1 : СцНаз (50%) : С,,Н27 (20%) : С,7Н35 (10%),

(C)С17Н35 (10%) : С17Н„ (40%) : С17Н31 (50%)

2.2. Методика синтеза аммонийных солей карбоновых кислот Л-С

Смесь 1 моль кислоты (в случае смесей суммарное количество вещества всех кислот должно составлять 1 моль) и 1 моль амина в 50 мл этилового спирта кипятили до полного растворения компонентов. Контроль за полнотой проведения реакции осуществляли по универсальному индикатору и ТСХ. После завершения процесса нейтрализации полученный гомогенный раствор упаривали от растворителя на ротационном испарителе.

3-(диметиламино)пропил-1-аммония стеа-рат А. Выход 96 %, вязкая янтарная паста. 1Н ЯМР (8): 0.89-0.93 (г, 3Н СН3), 1.17-1.91 (т, 34Н 15СН+рСН+СН2), 2.23-2.30 6Н 2СН3), 2.612.67 (т, 2Н СН2), 2.91-2.95 (т, 2Н СН2).ИК-спектр (см1): 3300-3400 (ОН + №-Н), 2150-2200 (№-Н),

Обозначение Наименование Формула

A 3-(диметиламино)пропил-1-аммония стеарат О С17Н35

B 3-(диметиламино)пропил-1-аммонийные соли жирных кислот кокосового масла О H3N —^ N— R: С7Н15 (10%) : СД, (10%): СИН23 (50%) : С13Н27 (20%) : С17Н35 (10%),

C 3-(диметиламино)пропил-1-аммонийные соли жирных кислот подсолнечного масла О R^O N— R: C17H,5 (10%) : C17H33 (40%) : С17Н31 (50%)

1700-1750 (C=O), 1550-1600 (COO- + C-O-H), 1550 (N+H), 1400 (N+H), 900-1150 (CH2), 750-800 (CH2), 500-580 (CH3), m/z (M+H): найдено 386.2841, рассчитано 386.3872.

1-аммонийные соли жирных кислот кокосового масла B. Выход 94 %, вязкая янтарная жидкость. 1H ЯМР (8): 0.89-0.93 (t, 3H CH3), 1.17-1.91 (m, 34H 15CH2+ßCH2+CH2), 2.23-2.30 (s, 6H 2CH3), 2.61-2.67 (m, 2H CH2), 2.91-2.95 (m, 2H CH2).

1-аммонийные соли жирных кислот подсолнечного масла C. Выход 85 %, вязкая янтарная жидкость. 1H ЯМР (8): 0.89-0.93 (t, 3H CH3), 1.171.91 (m, 34H 15CH2+ßCH2+CH2), 2.23-2.30 (s, 6H 2CH3), 2.61-2.67 (m, 2H CH2), 2.91-2.95 (m, 2H CH2).

2.3. Оценка защитного действия

Для оценки защитного действия синтезированных соединений использовали электрохимические методы. Образцы низкоуглеродистой стали 35ГС прямоугольного сечения применяли в качестве рабочего электрода. Все поверхности, за исключением рабочей, армировали в эпоксидную смолу. Насыщенный хлоридсеребряный электрод сравнения (х.с.э., потенциал +201 мВ относительно стандартного водородного электрода) размещали в отдельном сосуде, соединенном с электрохимической ячейкой электролитическим ключом на основе агар-агара, заполненным насыщенным раствором KNO3. Потенциалы в работе приведены относительно х.с.э. Вспомогательный электрод - платиновая сетка.

В качестве рабочего раствора применяли водный экстракт из порошка цемента (соотношение однократно дистиллированной воды и порошка цемента 1:10 по массе, экстракция в течение 24 ч с последующей фильтрацией, pH 12.5-13.0). Электрохимические измерения проводили в трехэлектродной стеклянной ячейке с неразделенными электродными пространствами при температуре 23±3 °С в условиях естественной аэрации, в присутствии активирующей добавки NaCl с концентрацией 1.00 моль-дм-3 (контрольный эксперимент), а также при добавлении исследуемых веществ. За счет длинноце-почечных алкильных компонентов они характеризуются невысокой растворимостью в водных растворах. В связи с этим исследовали их эффект при наиболее высокой концентрации, которая для всех веществ составила 0.1 г-дм-3.

Рабочий стальной электрод предварительно зачищали на наждачной бумаге К2000, промывали дистиллированной водой и обезжиривали химически чистым изопропиловым спиртом.

Плотность тока i рассчитывали делением регистрируемой силы тока I на геометрическую площадь рабочего электрода (2.25 см2).

Для экспериментов в бетоне использовали отрезки низкоуглеродистой стали 35ГС периодического профиля длиной -100 мм и диаметром 6 мм. К одному концу стержня припаивали медный изолированный токовод. Место пайки покрывали эпоксидной смолой. Поверхность электродов зачищали наждачной бумагой P1000 (абразив Al2O3 с размером частиц 14-20 мкм) до степени St3 по ISO 8501-1:2014 и обезжиривали этиловым спиртом (96 %).

Строительный раствор на основе цемент-но-песчаной смеси готовили из цемента марки М500 по ГОСТ 10178-85. Водоцементное соотношение (w/c) составляло 0.50; массовое соотношение цемента и песка составляло 1:3. Формировали образцы-призмы размером 160х40х40 мм с расположением электрода вдоль оси. Извлечение из опалубки производили через 7 суток. Отверждение образцов происходило в течение 28 дней при 100 % влажности. Добавки синтезированных веществ вводили вместе с водой затворения в количестве (относительно массы воды), аналогичном экспериментах в водных растворах.

Во время эксперимента образцы раствора погружали в 3 % водный раствор NaCl в течение одних суток. Затем их переносили в лабораторную атмосферу с естественной относительной влажностью 35±5 % и температурой 22±2 °C, где их сушили в течение шести суток. После чего цикл повторяли.

Плотность тока коррозии (icor) определяли методом поляризационного сопротивления (PR) по Ф. Мансфельду [24]. После установления стационарного значения потенциала свободной коррозии (Есог) в течение 30 минут, регистрировали поляризационную кривую с помощью потенци-остата IPC-Pro в потенциодинамическом режиме (скорость сканирования потенциала 0.2 мВ-с-1) в диапазоне от Е -30 мВ до Е +30 мВ.

cor cor

Способность исследуемых веществ снижать скорость коррозии оценивали по величине степени защиты, которую рассчитывали по формуле:

Z,=-

^ • 100%,

cor, 0

где I „и I . , - плотности тока коррозии в

^ сог,и сог,тп г г

контрольном эксперименте и в присутствии ингибитора соответственно.

Для бетонных образцов в качестве критериев эффективности рассмотрены увеличение количества циклов до потери пассивного состояния относительно контрольных образцов без добавки и степень защиты (20) на основании оценки электрического заряда О. Величину О определяли как площадь криволинейной трапеции для функции плотности тока коррозии от времени эксперимента. Значение 20 определяли по формуле:

zq =

1 -

V

Q Q

•100%,

inh J

где О0 и О.пЬ - электрический заряд в контрольном эксперименте и в присутствии ингибитора соответственно.

3. Результаты и обсуждение

3.1. Потенциодинамические измерения в водной

вытяжке из бетона

Введение всех изученных веществ незначительно, на 11-35 мВ, смещает Есог в область положительных значений (табл. 2), что свидетельствует о преимущественном влиянии на анодную парциальную реакцию окисления металла [25]. Это также подтверждается при сравнении начальных участков поляризационных кривых (ПК). Катодные участки ПК для всех соединений совпадают с контрольным экспериментом без добавки (рис. 1). Для соединения А анодные участки ПК близки (рис. 1а), при одинаковом значении поляризации снижение плотности тока составляет не более 5 %. Добавка ве-

Таблица 2. Кинетические параметры низкоуглеродистой стали в водной вытяжке из цемента + 1.00 моль-дм-3 ШС! в присутствии

Ингибитор Cinh' г-дм-3 E , мВ cor7 Rp, кОм-см2 b , мВ a1 b , мВ c B, мВ i , cor7 мкА-см-2 Z, % i'

контрольный - -451 9.21 64.3 63.0 31.8 3.44±0.36 -

A 0.1 -442 7.80 55.8 43.5 24.0 3.02±0.16 12

B 0.1 -416 10.75 58.6 35.2 22.0 2.06±0.13 40

C 0.1 -436 11.13 58.2 33.9 21.0 1.93±0.23 44

lg t, [А-см"2]

-5 -6

-7 -

-8 -

-490

-470

iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.

-450 а

-430

-410

-490 -470 450 430 410 -390

б

Рис. 1. Анодные и катодные поляризационные кривые низкоуглеродистой стали в водной вытяжке из цемента + 1.00 моль-дм-3 №С1 без ингибитора (1) и в присутствии 3-(диметиламино)пропил-1-аммония стеарата (а), 3-(диметиламино)пропил-1-аммонийных солей жирных кислот кокосового масла (б) и 3-(диметиламино)пропил-1- аммонийных солей жирных кислот подсолнечного масла (в) с С., = 0.1 (2) рдм-3

в

О. А. Козадеров и др.

Оценка ингибирующего действия некоторых производных солей...

ществ B и C вызывает снижение плотности тока на анодных участках ПК на 25 и 38 % соответственно (рис. 1б, в).

Результаты расчетов электрохимических параметров по методу поляризационного сопротивления представлены в табл. 2 и согласуются с данными анализа поляризационных кривых. Для вещества A значение Z. получено на уровне 12 %. Для смесевых добавок B и C степень защиты выше и составляет 40 и 44 % соответственно.

С учетом полученных предварительных результатов в модельных растворах были изготовлены образцы мелкозернистого бетона (далее бетона) для наиболее эффективных соединений B и C.

3.2. Потенциодинамические измерения в образцах мелкозернистого бетона

Для образцов бетона без добавок нарушение пассивного состояния получено в насыщенном влагой и сухом состоянии через четыре цикла погружения на пятый (рис. 2а, б, кривые 1). Это сопровождается достижением или превышением порогового значения i = 0.1 мкА-см-2

Г cor

[26]. Введение изученных добавок в количестве 0.1 г-дм-3 относительно количества воды затворе-ния увеличивает количество циклов погружения в хлоридный раствор. Для веществ B и С активация установлена между седьмым и восьмым погружением для насыщенного состояния и восьмым и девятым для воздушно-сухого (рис. 2а, б, кривые 2). Таким образом, введение исследу-

емых добавок увеличивает период времени до начала коррозии в 1.75 раза.

Дальнейшее изменение рассчитанных значений /сог также свидетельствует о проявлении ингибирующего действия. В общем случае /сог для бетонов с добавками не превышает величин для контрольных образцов.

Результаты расчета электрического заряда представлены в табл. 3. По прошествии 100 суток эксперимента после 15 циклов погружения в хлоридный раствор степень защиты для добавок В и С близки и составляют 31 и 32 % соответственно.

Таблица 3. Оценка величины электрического заряда по данным скорости коррозии

Ингибитор Q, Кл-см-2 Zo %

контрольный 2.16±0.16 -

B 1.50±0.12 30.6

C 1.47±0.13 31.9

4. Выводы

Осуществлен синтез и подтверждена структура производных солей длинноцепочечных карбоновых кислот и диметиламинопропила-мина, в том числе близких по составу с растительными маслами.

С применением электрохимических методов исследования оценена способность синтезированных соединений к ингибированию процесса коррозии арматурной стали в растворе, моделирующем поровую жидкость бетона в присутст-

а б

Рис. 2. Изменение гсог арматурной стали в мелкозернистом бетоне в насыщенном влагой состоянии (а) и воздушно-сухом (б) без добавки (1) с добавками 3-(диметиламино)пропил-1-аммонийных солей жирных кислот кокосового масла (2), 3-(диметиламино)пропил-1-аммонийных солей жирных кислот подсолнечного масла (3)

О. А. Козадеров и др. Оценка ингибирующего действия некоторых производных солей...

вии хлоридов, а также в образцах мелкозернистого бетона. Показано, что 3-(диметиламино) пропил-1-аммония стеарат практически не проявляет ингибирующего действия.

Для соли жирных кислот кокосового и подсолнечного масел степени защиты близки и составляют соответственно 40 и 44 % в водном растворе и 30 и 31 % в бетоне, что характеризует полученные вещества как ингибиторы средней эффективности. При этом для бетонных образцов получено увеличение времени до начала коррозии в 1.75 раза относительно контрольного состава без добавок.

Заявленный вклад авторов

Все авторы сделали эквивалентный вклад в подготовку публикации.

Конфликт интересов

Авторы заявляют, что у них нет известных финансовых конфликтов интересов или личных отношений, которые могли бы повлиять на работу, представленную в этой статье.

Список литературы

1. Lazorenko G., Kasprzhitskii A., Nazdracheva T. Anti-corrosion coatings for protection of steel railway structures exposed to atmospheric environments: A review. Construction and Building Materials. 2021;288: 123115. https://doi.org/10.10Wj.conbuildmat.2021. 123115

2. Montemor M. F., Simoes A. M. P., Ferreira M. G. S. Chloride-induced corrosion on reinforcing steel: from the fundamentals to the monitoring techniques. Cement and concrete composites. 2003;25(4-5): 491502. https://doi.org/10.1016/S0958-9465(02)00089-6

3. Mazgaleva A., Bobylskaya V., Reshetnikov M. Concrete polymer material for the protection of concrete and reinforced concrete structures of hydraulic structures from biological damage. International Scientific Siberian Transport Forum TransSiberia - 2021. 2021: 1148-1158. https://doi. org/10.1007/978-3-030-96380-4_126

4. Shevtsov, D. S., Zartsyn, I. D., Komarova, E. S., Zhikhareva, D. A., Avetisyan, I. V., Shikhaliev, K. S., Potapov M. A., Kozaderov, O. A. Evaluation of the efficiency of the Master Life CI 222 organic corrosion inhibitor additive for the protection of steel reinforcement bars in concrete. International Journal of Corrosion and Scale Inhibition. 2022;11(4): 15831592. https://doi.org/10.17675/2305-6894-2022-11-4-10

5. Sastri V. S. Green corrosion inhibitors: theory and practice. John Wiley & Sons; 2012. https://doi. org/10.1002/9781118015438

6. Alvarez L. X., Troconis de Rincón O., Escribano J., Rincón Troconis B. C. Organic compounds as corrosion inhibitors for reinforced concrete: a review. Corrosion Reviews. 2023. https://doi.org/10.1515/corrrev- 20230017

7. Kasatkin, V. E., Dorofeeva, V. N., Kasatkina, I. V., Korosteleva, I. G., Kornienko, L. P. Monitoring the effectiveness of corrosion inhibitors by electrochemical methods. Sodium nitrite as an inhibitor for the protection of steel in a model solution of the concrete pore fluid. International Journal of Corrosion and Scale Inhibition, 2023;11(1); 198-220. https://doi.org/10.17675/2305-6894-2022-11-1-11

8. Das J. K., Pradhan B. Study on influence of nitrite and phosphate based inhibiting admixtures on chloride interaction, rebar corrosion, and microstructure of concrete subjected to different chloride exposures. Journal of Building Engineering. 2022;50: 104192. https://doi.org/10.1016/)'. jobe.2022.104192

9. Abd El Haleem S. M., Abd El Wanees S., Bahgat A. Environmental factors affecting the corrosion behaviour of reinforcing steel. VI. Benzotriazole and its derivatives as corrosion inhibitors of steel. Corrosion Science. 2014;87: 321-333. http://dx.doi.org/10.1016/)'. corsci.2014.06.043

10. Okeniyi J. O., Omotosho O. A., Ajayi O. O., Loto C. A. Effect of potassium-chromate and sodium-nitrite on concrete steel-rebar degradation in sulphate and saline media. Construction and Building Materials, 2014;50: 448-456. http://dx.doi.org/10.1016/)'. conbuildmat.2013.09.063

11. Zomorodian A., Behnood A. Review of Corrosion Inhibitors in Reinforced Concrete: Conventional and Green Materials. Buildings. 2023;13(5): 1170. https://doi.org/10.3390/ buildings13051170

12. Naderi R., Bautista A., Velasco F., Soleimani M., Pourfath, M. Green corrosion inhibition for carbon steel reinforcement in chloride-polluted simulated concrete pore solution using Urtica Dioica extract. Journal of Building Engineering. 2022;58: 105055. https://doi.org/10.10Wj.jobe.2022.105055

13. Wang O., Wu X., Zheng H., Liu L., Zhang 0., Zhang A. Evaluation for Fatsia japonica leaves extract (FJLE) as green corrosion inhibitor for carbon steel in simulated concrete pore solutions. Journal of Building Engineering. 2023;63: 105568. https://doi.org/10.10Wj. jobe.2022.105568

14. Harb M. B., Abubshait S., Etteyeb N., Kamoun M., Dhouib A. Olive leaf extract as a green corrosion inhibitor of reinforced concrete contaminated with seawater. Arabian Journal of Chemistry. 2020;13(3): 4846-4856. https://doi.org/10.1016/j.arabjc. 2020.01.016

О. А. Козадеров и др. Оценка ингибирующего действия некоторых производных солей...

15. Subbiah K., Lee H. S., Mandai S., Park, T. Conifer cone (Pinus resinosa) as a green corrosion inhibitor for steel rebar in chloride-contaminated synthetic concrete pore solutions. ACS Applied Materials & Interfaces. 2021;13(36): 43676-43695. https://doi. org/10.1021/acsami.1c11994

16. Ramesh T., Chauhan D. S., Ouraishi M. A. Coconut Coir Dust Extract (CCDE) as green corrosion inhibitor for rebar'steel in concrete environment. International Journal of Corrosion and Scale Inhibition. 2021;10(2): 618-633. https://doi.org/10.17675/2305-6894-2021-10-2-9

17. Gromboni M. F., Sales A., de AM Rezende, M., Moretti, J. P., Corradini, P. G., Mascaro, L. H. Impact of agro-industrial waste on steel corrosion susceptibility in media simulating concrete pore solutions. Journal of Cleaner Production. 2021;284: 124697. https://doi. org/10.1016/j.jclepro.2020.124697

18. Vaidya N. R., Aklujkar P., Rao A. R. Modification of natural gums for application as corrosion inhibitor: a review. Journal of Coatings Technology and Research. 2022;19(1): 223-239. https://doi.org/10.1007/s11998-021-00510-z

19. Yoo S. H., Kim Y. W., Chung K., Baik S. Y., Kim J. S. Synthesis and corrosion inhibition behavior of imidazoline derivatives based on vegetable oil. Corrosion Science. 2012;59: 42-54. https://doi. org/10.1016/j.corsci.2012.02.011

20. Topilnytskyy P., Romanchuk V., Yarmola T. Production of corrosion inhibitors for oil refining equipment using natural components. Chemistry & Chemical Technology. 2018;12(3): 400-404. https://doi. org/10.23939/chcht12.03.400

21. Mohamed A., Visco D. P., Bastidas D. M. Sodium succinate as a corrosion inhibitor for carbon steel rebars in simulated concrete pore solution. Molecules. 2022;27(24): 8776. https://doi.org/10.3390/ molecules27248776

22. Sagoe-Crentsil K. K., Yilmaz V. T., Glasser F. P. Corrosion inhibition of steel in concrete by carboxylic acids. Cement and Concrete Research. 1993:23(6): 1380-1388. https://doi.org/10.1016/0008-8846(93)90075-k

23. Tian Y., Guo W., Wang W., Wang B., Zhang P., Zhao T. Influence of organic corrosion inhibitors on steel corrosion in concrete under the coupled action of freeze-thaw cycles and chloride attack. Construction and Building Materials. 2023;368: 130385. https://doi. org/10.1016/j.conbuildmat.2023.130385

24. Mansfeld F. Tafel slopes and corrosion rates obtained in the pre-Tafel region of polarization curves. Corrosion Science. 2005;47(12): 3178-3186. https:// doi.org/10.1016/j.corsci.2005.04.012

25. Nam N. D., Van Hien P., Hoai N. T., Thu V. T. H. A study on the mixed corrosion inhibitor with a

dominant cathodic inhibitor for mild steel in aqueous chloride solution. Journal of the Taiwan Institute of Chemical Engineers. 2018;91: 556-569. https://doi. org/10.1016/j.jtice.2018.06.007

26. Andrade C., Alonso C. Test methods for on-site corrosion rate measurement of steel reinforcement in concrete by means of the polarization resistance method. Materials and Structures. 2004;37(9): 623-643. https://doi.org/10.1007/bf02483292

Информация об авторах

Козадеров Олег Александрович, д. х. н., доцент, заведующий кафедрой физической химии, Воронежский государственный университет, (Воронеж, Российская Федерация).

https://orcid.org/0000-0002-0249-9517 ok@chem.vsu.ru

Шевцов Дмитрий Сергеевич, н. с. кафедры физической химии, Воронежский государственный университет, (Воронеж, Российская Федерация). https://orcid.org/0000-0003-4480-787X shevtsov@chem.vsu.ru

Потапов Михаил Андреевич, н. с. кафедры физической химии, Воронежский государственный университет, (Воронеж, Российская Федерация). https://orcid.org/0000-0002-1795-7605 amidines@mail.ru

Зарцын Илья Давидович, д. х. н., профессор кафедры физической химии, Воронежский государственный университет, (Воронеж, Российская Федерация).

https://orcid.org/0000-0002-7161-9754 zar-vrn@mail.ru

Грушевская Светлана Николаевна, к. х. н., доцент кафедры физической химии, Воронежский государственный университет, (Воронеж, Российская Федерация).

https://orcid.org/0000-0002-7083-1438 sg@chem.vsu.ru

Кружилин Алексей Александрович, к. х. н., н. с. лаборатории органических добавок для процессов химического и электрохимического осаждения металлов и сплавов, применяемых в электронной промышленности, Воронежский государственный университет (Воронеж, Российская Федерация).

https://orcid.org/0000-0003-2262-0131 kruzhilin.alexey@gmail.com Ильина Евгения Алексеевна, аспирант кафедры физической химии, Воронежский государственный университет, (Воронеж, Российская Федерация). https://orcid.org/0009-0004-4825-5894 zhenya.ali@yandex.ru

О. А. Козадеров и др. Оценка ингибирующего действия некоторых производных солей...

Ткаченко Кирилл Александрович, студент кафедры физической химии, Воронежский государственный университет, (Воронеж, Российская Федерация).

https://orcid.org/0009-0002-4971-8921 bioshinf1912@mail.ru

Шихалиев Хидмет Сафарович, д. х. н., профессор, заведующий кафедрой органической химии, Воронежский государственный университет (Воронеж, Российская Федерация).

https://orcid.org/0000-0002-6576-0305 shikh1961@yandex.ru

Поступила в редакцию 27.03.2023; одобрена после рецензирования 18.04.2023; принята к публикации 15.05.2023; опубликована онлайн 25.09.2023.

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.