1.2　迁移性阻锈剂（MCI）的产生与发展

在混凝土中应用钢筋阻锈剂开始于20世纪50年代的苏联，主要用于防护除冰盐对钢筋的锈蚀；日本在20世纪70年代大量使用阻锈剂，主要用于防止海砂对钢筋的锈蚀作用。与其他方法如环氧涂覆钢筋相比，使用阻锈剂不仅在成本和效果方面具有优势，而且它均匀分布使得钢筋表面得到均匀保护。传统阻锈剂主要是亚硝酸钙，这种阳极型阻锈剂不仅对人体和环境有较大毒害，而且长期使用过程中受雨水和环境水的影响不断侵出，当比值降低到临界值以下时，阳极型阻锈剂不仅不会对钢筋起保护作用甚至加速钢筋锈蚀，因而存在很大的使用风险，而且由于这些无机盐会加速混凝土凝结硬化，在夏季大体积混凝土施工时会遇到很多困难。目前许多发达国家基本上限制或停止使用这类阻锈剂^［4］。与之相适应的有机阻锈剂得到很大发展，特别是气相缓蚀剂（Vapor Phase Inhibitor）作为一种挥发性缓蚀剂，无须考虑金属的形状和结构，在挥发性缓蚀剂气体密封的空间内可在不直接接触金属情况下使金属表面、内腔甚至缝隙部位都能得到较长时间的保护，且由于包装工艺简单、使用方便、成本较低，得到了广泛应用，特别是多年来以亚硝酸二环己胺为代表的气相缓蚀剂对钢铁制品有长期防锈能力和优良抗盐雾性，使之在军械器材和机电产品防锈包装材料中必不可少，其他如亚硝酸二异丙胺、碳酸环己胺、铬酸二环己胺、磷酸二环己胺与磷酸环己胺以及一些有机酸的铵盐和酯类、有机杂环化合物、有机胺和无机酸盐等也是常用的气相缓蚀剂，如噻唑类衍生物、苯并三氮唑类衍生物、吗啉类衍生物、硫脲衍生物等都具有很好的气相缓释效果，表1.1列出了常用气相缓蚀剂及其不同温度下的蒸气压。美国最早认识到这种气相缓蚀剂可通过混凝土孔隙渗透到保护层内钢筋表面，由于多为混合型阻锈剂，且在混凝土中表现出一定的憎水效果，不易被雨水或环境水侵出，而逐渐成为一种很有发展潜力的安全型阻锈剂。经过多年的研究和工程应用实践，欧洲标准化委员会确认使用这类阻锈剂是一种有效的腐蚀控制方法^［5］。由于这类阻锈剂通过混凝土孔隙中以气相和液相扩散到钢筋表面形成吸附膜产生阻锈作用，因而将这种阻锈剂命名为迁移性阻锈剂MCI（Migrating Corrosion Inhibitors）。表1.2为国外主要公司开发和使用阻锈剂的发展概况^［6］。

总的来讲，近年来迁移阻锈剂研究进展缓慢，国际上各种文献对这类阻锈剂的报道主要限于应用技术，对其组成设计、作用机理和成膜特性的研究十分缺乏，尽管国际上知名品牌Cortec公司、Sika公司生产的MCI系列产品很多，有的在我国已有工程应用，但由于价格很高，据了解一些公司MCI系列水剂产品价格每升高达数百元，难以为市场普遍接受，同时目前市场上许多产品存在着毒性大、功能单一、双向扩散、有效期短、高氯盐环境下性能差等诸多问题，因此，在我国开展迁移性阻锈剂及其在氯盐环境下在钢筋表面竞争吸附行为研究、阻锈剂组成设计与组分协同作用机理研究、阻锈剂用量与使钢筋脱钝化氯离子阈值浓度关系研究以及阻锈效能、机理和分子构效关系研究十分必要。尽管我国对这类阻锈剂的研究起步较晚，但是我国用于水处理缓释剂的品种很多，如铬酸盐、磷酸盐及有机磷酸盐、锌盐、钼酸盐、胺类、咪唑啉、炔醇、季铵盐等，对于研究MCI和掺入型阻锈剂有借鉴和参考意义。因此可以相信，通过分子和组成设计，我国一定能研究制备出具有自主知识产权的多功能、高效能、低成本、少污染的新型迁移性阻锈剂，也必将有力推动我国氯盐环境下混凝土结构的耐久性保持和提升。