Bê Tông Cốt Thép Có Độ Bền Cao Trong Môi Trường Có Độ Ăn Mòn Cao

3.Nguyên nhân gây bào mòn và phá hủy các công trình bê tông cốt thép

Bằng chứng rõ rệt nhất về tác động ảnh hưởng của môi trường xung quanh biển tới độ bền công trình bê tông cốt thép tạo vày các quá trình sau:

* quá trình thấm ion Cl-vào bê tông gây ra ăn mòn và phá huỷ cốt thép.

*Quá trình thấm ion SO42-vào bê tông, tương tác với các thành phầm thuỷ hoá của đá xi măng tạo ra khoáng ettringit trương nở thể tích quấy rồi huỷ kết cấu (ăn mòn sunfat)

* quy trình cacbonat hoá làm sút độ p
H bê tông theo thời hạn làm phá vỡ màng thụ động đảm bảo an toàn cốt thép, góp phần đẩy nhanh quy trình ăn mòn cốt thép làm cho phá huỷ kết cấu.

* quy trình khuếch tán oxy với hơi ẩm và clo vào trong bê tông trong điều kiện môi trường nhiệt độ bầu không khí cao là các điều kiện có tác dụng cho quy trình ăn mòn cốt thép xẩy ra rất mạnh.

4. Các khoanh vùng chịu ảnh hưởng ăn mòn cốt thép

a. Ở vùng ngập nước

Dạng phá huỷ chính kết cấu BTCT là bào mòn sunfat bê tông, gây ra bởi ion SO4-2 gồm trong nước biển, tạo ra khoáng ettringit trương nở thể tích làm cho nứt vỡ bê tông. Những vết nứt thông thường sẽ có dạng lưới.

b. Ở vùng nước thuỷ triều tăng và giảm (bao gồm cả phần sóng đánh)

Ở vùng này hiện tượng ăn mòn cùng phá huỷ kết cấu mang tính chất toàn diện, thể hiện ở chỗ: phần nhiều các kết cấu sau khoảng 5 ¸ 7 năm thao tác trong môi trường xung quanh này hồ hết thấy xuất hiện thêm các vệt nứt tất cả bề rộng 1- 10 mm, chạy dài dọc theo những thanh cốt thép bị gỉ nặng do ăn mòn. Các chỗ lớp gỉ quá dày làm cho bong bóc tách hẳn lớp bê tông bảo vệ, cốt thép lộ ra ngoài và bị gỉ rất nặng.

c. Ở vùng ven biển

hiện tượng ăn mòn và phá huỷ kết cấu mang tính cục bộ, thường xẩy ra mạnh đối với kết cấu nằm ở vị trí hứng chịu mưa gió và khô ẩm thường xuyên như khu vực phụ, ban công, mong thang, dầm, cột v.v...

Trên mặt phẳng lớp bê tông bảo đảm thường mở ra các dấu nứt rộng trung bình 5¸ 10 mm xuôi theo các thanh cốt thép. Với kết cấu dạng bản, sàn hay bị bong tách từng mảng to lớp bê tông bảo vệ, cốt thép lộ ra ngoài và bị gỉ vô cùng nặng.

Xem thêm: Bán Bồn Rửa Chén Inox Có Chân Tốt, Giá Rẻ, Bồn Rửa Chén Có Chân Giá Tốt, Giảm Giá Đến 40%

5.Phương pháp xử lýănmòn cốt thép mong cảng

Hiệu chỉnh: trân trọng cám ơn Đại tá, GS TSKH Nguyễn Đức Hùng, chủ tịch Hội ăn mòn và bảo vệ kim loại việt nam - sẽ hiệu chỉnh bài xích viết.

Tóm tắt

Cốt thép vào bê tông bị bào mòn điện hóa do khoảng không trên bề mặt có hơi độ ẩm và không khí cũng giống như tác nhân làm mòn tích tụ. Chất ức chế thấm vào MCI có thể thẩm thấu qua lớp bê tông hoặc trộn vào vữa gồm tác dụng bảo đảm an toàn cốt thép làm giảm vận tốc ăn mòn thép đến 30 lần. Nhờ kia độ bền, tuổi thọ của các công trình bê tông cốt thép tăng. Các nước phát triển cũng tương tự các quốc gia đang phạt triển, đặc biệt quan trọng vùng nhiệt đới gió mùa ẩm và dự án công trình biển đảo đều chú ý sử dụng phụ gia MCI chống bào mòn cốt thép bê tông để bảo vệ chất lượng, tăng tuổi thọ, đảm bảo an toàn và tác dụng kinh tế của các công trình bê tông cốt thép.

Từ khóa: Bê tông cốt thép, ức chế thẩm thấu MCI, chống bào mòn cốt thép, giảm tốc độ ăn mòn.

1. GIỚI THIỆU CHUNG

Cortec Corporation gồm trụ thường trực bang Minesota, Hoa kỳ (Hình 1) là doanh nghiệp công nghệ hàng đầu cung cấp chiến thuật đồng cỗ chống ăn uống mòn đảm bảo kim loại. Doanh nghiệp sở hữu các patent công nghê về ức chế làm mòn với nhãn hiệu dịch vụ thương mại (trademark) là Vp
CI cùng MCI. Trong nghành nghề chống bào mòn và đảm bảo cốt thép mang đến bê tông, Cortec đã là nhà hỗ trợ số 1 về sản lượng, quality và tính đa dạng về chủng loại.

Hình 1. Trụ sở tập đoàn lớn Cortec, Hoa kỳ

Như chúng ta đều biết, ăn uống mòn sắt kẽm kim loại là một quá trình tự diễn biến tự nhiên dokhông bền vững nhiệt cồn học nên sắt kẽm kim loại có xu thế quay về bên dạng nguyên thể ban sơ là quặng của kim loại khi có ảnh hưởng của môi trường như độ ẩm, không khí và những chất gây ăn mòn. Chính vì như vậy việc chống bào mòn kim loại thực chất là tìm các phương án giảm vận tốc ăn mòn sắt kẽm kim loại đến nút độ xây cất có thể gật đầu đồng ý được. Cốt thép bê tông bị làm mòn do có tương đối nhiều nguyên nhân như: thép đãbị rỉ trước lúc đổ bê tông, hoặc bê tông chịu các xung lực trong quá trình sử dụng dẫn tới links bám dính giữa bê tông cùng thép giảm, hình thành các khoảng trống tạo đk cho ko khí, nhiệt độ và tác nhân ăn mòn gây tác dụng. Ăn mòn cốt thép bê tông cũng có thểdo quality bê tông kém nên theo thời hạn nước ngấm vào bề mặt và gây độ ẩm cốt thép tạo điều kiện cho các quá trình ăn mònđiện hóa diễn ra. Kết quả của quy trình ăn mòn điện hóa xảy ra trên bề mặt cốt thép trong bê tông sẽ khởi tạo thành lớp rỉ: Fe
O với Fe2O3 làm cho tăng thể tích cốt thép từ bỏ 7 mang lại 10 lần đạt mức ứng suất làm cho nứt bê tông và hủy hoại công trình. Những tác nhân không giống gây làm mòn cho cốt thép còn là quy trình cacbonat hóa tự khí CO2 tạo thành thành calcium carbonate cũng như sự xâm thực clo là chất gây ăn mòn rất mạnh.

Hình 2 trình diễn sơ đồ nguyên tắc mô tả quá trình ăn mòn điện hóa của cốt thép vào bê tông. Hơi ẩm trong môi trường thiên nhiên xi măng sẽ tạo thành màng dung dịch điện ly tạo dễ dãi cho quy trình ăn mòn năng lượng điện hóa. Tại anot sắt bị làm mòn tạo thành Fe(OH)2 còn trên catot oxy bị khử sản xuất thành OH-. Sự hình thành những hợp chất Fe
O và Fe2O3 trường đoản cú Fe(OH)2 rất có thể tích lớn sẽ khởi tạo ứng lực làm cho nứt vỡ lẽ bê tông (Hình 3)

Hình 3. Sơ đồ mô tả quá trình phá hủy bê tông vì cốt thép bị rỉ

Do dự án công trình bê tông hay được sản xuất trong các môi trường thiên nhiên ngầm dưới đất với nước, thậm chí là nước mặn hoặc không gian có nhiệt độ cao nên khủng hoảng xảy ra làm mòn cốt thép theo cách thức điện hóa là vô cùng cao. Các cấu trúc bê tông chịu xung lực tác động thường xuyên khi sử dụng như chân đế trang bị phát điện gió, chân đế các tháp cao, móng bên cao tầng, mặt đường sân bay máy bay, chân móng các cầu quá sông, biển, bê tông hầm lòng đất hoăc metro, đập thủy điện…có nguy hại ăn mòn cốt thép do links bám bám giữa cốt thép và bê tông bị giảm dần bởi xung lực, tạo không gian gian cho các tác nhân nạp năng lượng mòn gây nên rỉ cốt thép dẫn mang lại nứt, đổ vỡ bê tông. Kết quả của quá trình ăn mòn cốt thép bê tông không chỉ có làm giảm tuổi thọ dự án công trình mà nguy hại hơn là làm bớt độ bền và nhiều khi còn khiến mất an ninh làm thiệt hại không nhỏ về kinh tế. Vì chưng vậy hiện thời với các công trình đề xuất tuổi thọ bự hoặc trường tồn thì hóa học ức chế ăn mòn cho cốt thép trong bê tông luôn phải được sử dụng dưới dạng phụ gia bê tông.

2. CHẤT ỨC CHẾ CHỐNG ĂN MÒN THẨM THẤU (MCI)

Chất ức chế làm mòn thẩm thấu được gọi phổ biến là MCI (viết tắt của Migrating Corrosion Inhibitor) <1> đã làm được Cortec Corporation phát minh sáng tạo ra với mang chữ tín Cortec từ năm 1986 đến nay với khá nhiều chủng loại đa dạng cho nhiều mục đích sử dụng.MCI có bản chất giống như những chất ức chế bào mòn pha hơi.Thế hệ đầu của MCI được chế trường đoản cú amino-alcohol.

Tiếp theo vắt hệ thứ hai là sự phối hợp của amine carboxylate + amino-alcohol và thời buổi này thế hệ
MCI thứ tía được đa dạng chủng loại hóa với thêm các chức năng như diệt khuẩn, phòng thấm, hóa dẻo...

MDI được dùng trong 2 trường vừa lòng là thiết kế công trình mới và thay thế các công trình xây dựng bị rỉ cốt thép bê tông <2>. Với công trình bê tông mới, MCI được thực hiện như phụ gia bê tông (Hình 4) hoặc phun quét lên cốt thép trước lúc đổ bê tông.

Hình 4. Bê tông trộn phụ gia MCI

Việc thay thế công trình, tuyệt nhất là móng, nhưng mà cốt thép đã bị rỉ thì MCI được dùng dưới dạng vữa trát lên bê tông cùng sau thời gian MCI sẽ thẩm thấu qua bê tông cho tới thép để ức chế bào mòn là giảm vận tốc rỉ của thép (Hình 5). Trát lớp xi măng MCI (màu xanh) lên bề mặt bê tông bị hư (Hình 5a) cùng MCI đang thẩm thấu qua bê tông theo nguyên lý mao dẫn. Nhờ bản lĩnh phân tán và bay hơi cần MCI sẽ mau lẹ tiếp cận đến bề mặt thép (Hình 5b). Do MCI bao gồm ái lực không hề nhỏ với kim loại nên các phân tử MCI tiêu thụ thành lớp màng ức chế phủ quanh quanh cốt thép, phân cách thép xúc tiếp với các tác nhân nạp năng lượng mòn. Màng ức chế gồm chứa nitơ và gồm điện trở cao, cần cũng có tính năng làm bớt dòng điện nạp năng lượng mòn. Hình như Cortec MCI gồm thêm tính năng đặc biệt quan trọng mà các MCI thông thường khác không tồn tại là kĩ năng phân rất thành các ion âm với dương, tiếp cận các quanh vùng điện tích trái dấu, làm thăng bằng điện tích bề mặt do kia giảm vận tốc ăn mòn năng lượng điện hóa (Hình 5d).

Hình 5. Sơ đồ gia dụng sau mô tả bao quát cơ chế hoạt động của MCI vào sủa chữa trị cốt thép bi rỉ.

3.ĐO TỐC ĐỘ ĂN MÒN THÉP vào BÊ TÔNG

Hình 6. Nguyên lý thiết bị đo Galva
Pulse (a) và thực hiện quá trình xác định tốc độ làm mòn cốt thép bê tông (b)

Năm 2002 nhà phân tích Thomas Frolund sử dụng thiết bị Galva
Pulse với nguyên lý điện hóa (Hình 6a) để tiến hành các nghiên cứu đo (Hình 6b) và lập dựng bảng tài liệu mô tả sự tương quan dòng làm mòn và vận tốc ăn mòn với thời hạn có thểnhìn thấy bê tông bị nứt (Bảng 1).

Bảng 1. Đánh giá bán thời gian lộ diện hư hỏng công trình xây dựng bê tông theo tốc độ ăn mòn

Từ kết quả Bảng 1 cũng cho thấy thêm dòng ăn mòn và vận tốc ăn mòn xác minh bằng sản phẩm công nghệ Galva Pulse đo được càng bé dại thì thời gian mở ra hư hỏng sẽ càng dài.

4. ỨNG DỤNG MCI

Một phần tòa bên Lầu Năm góc sau sự kiện 11 tháng 9 bị nứt và khi tiến hành sửa chữa thay thế người ta vạc hiện những cốt thép bị đã làm mòn rất nhiều. Cortec Corporation được Lầu Năm góc mời đến xử lý với dự án ban đầu 2003 và xong 2012 (Hình 7). Cortec Corporation cần sử dụng vữa MCI trát lên các khu vực hư hỏng cùng cứ 3 mang đến 6 tháng 1 lần triển khai đo vận tốc ăn mòn cốt thép bằng thiết bị Galva
Pulse. Bảng 2 trình bày hiệu quả đo 2 thời điển năm 2005 cho thấy chỉ sau 3 tháng tốc độ ăn mòn cốt thép bớt từ 32,44 μm/năm xuống còn 1,11 μm/năm.

Hình 8 reviews một số ứng dụng tiêu biểu của Cortec MCI cho những công trình tiêu biểu của quả đât như: a) tưới lên cốt thép của móng tháp không lưu trường bay Barcelona, 2009, b) Tháp Buri Khalifa Dubai cao gần 800m cùng với thể tích móng bê tông là 45.000m3 áp dụng Cortec MCI, 2005, c) Bê tông của tàu điện ngầm Singapore thực hiện Cortec MCI và d) Bến cảng Bilbao Tây Ban Nha sử dụng Cortec MCI, 2020

Còn không ít công trình khác trong số ấy gồm cả xây bắt đầu hoặc thay thế sử dụng MCI của Cortec, có lạiưu việt về kinh tế kỹ thuật hơn các so với phương pháp dùng ức chế dạng calcium nitrite <3>. Tại những nước ngơi nghỉ Caribbean và Trung đông vùng Vịnh nhu cầu dùng MCI cũng khá lớn cho những công trình vĩnh cửu. Vídụ Ecuador với 6 triệu dân, là nước trên vùng gồm khí hậu Xích đạo lúc nào cũng ẩm ướt khu vực phái mạnh Mỹ, tiêu tốn MCI của Cortec trung bình 6 triệu USD/năm.Nếu nước ngoài suy từ Ecuador thì ước tính nước ta có khí hậu nhiệt đới gió mùa ẩm và bờ biển dài ra hơn nữa 3000 km cũng cần phải tiêu thụ MCI ở tại mức ước tính 100 triệu USD (quy đổi23.500 tỷ Viêt nam đồng ). Vì vậy việc phân tích áp dụng MCI Cortec vào vn để chống ăn mòn cốt thép bê tông làm cho tăng tuổi thọ công trình và tăng hiệu quả kinh tế cũng cần phải quan tâm cân xứng từ các cơ quan bên nước như thiết kế, đo lường, xây dựng, giao thông, hoặc những công trình quân sự chiến lược nhất là thủy quân và Công binh.

5. KẾT LUẬN

Cốt thép trong bê tông do không dính dính, dễ dàng tạo khoảng không với bê tông nên hơi ẩm, bầu không khí và các tác nhân làm mòn dễ tích tụ. Các phản ứng năng lượng điện hóa trên mặt phẳng cốt thép có tác dụng thép bị nạp năng lượng mòn khiến cho Fe
O cùng Fe2O3 có thể tích béo gây nứt, vỡ lẽ bê tông cùng hư hư công trình. Ứng dụng hóa học ức chế thẩm thấu Cortec MCI tạo thành với cốt thép màng đảm bảo chống ăn mòn cho các công trình xây dựng mới hoặc thay thế sửa chữa công trình bao gồm cốt thép đã biết thành ăn mòn đa số mang lại kết quả làm giảm vận tốc ăn mòn cốt thép mang đến 30 lần. Những nước phát triển cũng tương tự các giang sơn đang cách tân và phát triển đều chú trọng áp dụng phụ gia chống làm mòn cốt thép MCI vào xây dựng những công trình quan trọng để tăng tuổi thọ, giảm nguy cơ tiềm ẩn mất bình an cũng như tăng hiệu quả kinh tế. Vn có khí hậu nhiệt đới nóng, ẩm và bờ hải dương dài đang trở nên tân tiến với bài toán xậy dựng nhiều dự án công trình bê tông cốt thép quan trọng, đặc biệt quan trọng vùng biển đảo nên yêu cầu sớm chăm chú đến chất lượng, tuổi thọ và độ bền chắc của những công trình bê tông cốt thép cho nên việc ứng dụng các chất chống làm mòn cốt thép như MCI là nên thiết.

TÀI LIỆU THAM KHẢO

1. D. Bjegovic & B. Miksic, Migrating Corrosion Inhibitor Protection of Concrete, MP, NACE International, Nov. 1999.

2. Han-Seung Lee, Velu Saraswathy, Seung-Jun Kwon, Subbiah Karthick, Corrosion Inhibitors for Reinforced Concrete: A Review, Corrosion Inhibitors, Principles và Recent Applications, In Tech (2018), http://dx.doi.org/10.5772/intechopen.72572

3. Nguyễn phái mạnh Thắng, nghiên cứu và phân tích ứng dụng canxi nitrít có tác dụng phụ gia ức chế làm mòn cốt thép cho bê tông cốt thép trong đk Việt Nam, Luận án ts kỹ thuật, Viện KHCN Xây dựng, Hà Nội, 2007.