H = 13, chất nhận được tạo thành và gia hạn màng thụ động bảo đảm trên bề mặt thép. Cốt thép vào bê tông rất có thể bị làm mòn khi màng thụ động bị phá vỡ vị sự cacbonat hoá bê tông, hoặc vì sự đột nhập của Ion Clo qua bê tông mang đến cốt thép. Sự gian nguy do ăn mòn cốt thép trong bê tông không chỉ có nằm ở việc giảm tiết diện ngang của thép bên cạnh đó ở sự sản xuất thành các vết nứt trên bề mặt bê tông bởi sự tụ tập gỉ ở bao phủ cốt thép khiến ra. Thể tích của gỉ được tạo nên thường to hơn 4 - lần thể tích của thép bị mất đi trong phản bội ứng năm mòn, dẫn mang đến làm xuất hiện thêm dư ứng suất vào bê tông bao quanh cốt thép, tạo ra nứt đổ vỡ và bong tróc lớp bê tông <1,2>. Lúc nứt xảy ra, vượt trrình bào mòn tăng tốc dancing vọt vì lúc đó hiệu quả đảm bảo vật lý và hoá học tập của lớp bê tông không thể nữa.
Khảo cạnh bên với các công trình khối bê tông ở môi trường biển Việt Nam cho biết phần lớn các công trình bị hư hỏng do cốt thép bị ăn mòn sau 10 đến 20 năm sử dụng, thậm chí có công trìnhchỉ sau 3 mang đến 5 năm so với tuổi thọ xây đắp dự kiến 50 đến 60 năm<3>. Để chống bào mòn cốt thép trong bê tông, bạn ta rất có thể sử dụng nhiều biện pháp như tăng chiều dày cùng tăng độ chống thấm cho bê tông bằng phương pháp sử dụng phụ gia, đảm bảo an toàn bằng phương pháp đienẹ hoá, sử dụng những chất ức chế, hoặc tạo các lớp bao phủ trên bề mặt cốt thép hoặc bê tông. Một số trong những tác giả qua nghiên cứu sự khuếch tán của ion Clo từ môi trường biển vào vào bê tông đã đề xuất rằng chiều dày bê tông của công trình xây dựng biển việt nam phải đạt buổi tối thiểu là 40mm so với công trình đặt tại vùng khí quyển ven biển và 65mm so với vùng thuỷ triều cùng vùng nước toé của dự án công trình bê tông biển<4>
Bài báo này góp thêm phần làm sáng tỏ tác động của các yếu tố môi trường thiên nhiên bê tông như độ đậm đặc ion Clo, nhiệt độ và chiều dày bê tông đến quá trình ăn mòn thép vào bê tông. Các phương thức nghiên cứu bao gồm có phương pháp thế động, cách thức phân cực đường tính kết phù hợp với quan sát mặt phẳng mẫu sau thí nghiệm.
2. Phương thức thực nghiệm
2.1. Chuẩn bị mẫu và dung dịch
+ Điện cực
- Điện cực nghiên cứu dùng trong số phép đo điện hoá được làm từ thép cacbon thường, có diện tích 0,5cm2. Mặt phẳng điện cực được tẩy dầu mỡ, mài bóng và có tác dụng sạch trước lúc sử dụng.
- Điện cực so sánh là điện rất Ag/Ag
Cl trong dung dịch KCL bão hoà. Điện rứa điện rất này đối với điện cực hydro tiêu chuẩn là 0,199V làm việc 25o
C.
- Điện cực đối là điện rất platin.
+ dung dịch
Trong nghiên cứu và phân tích sử dụng các dung dịch sau:
- Nước chiết xi-măng NCXM được trộn từ xi măng Hoàng Thạch PS30 cùng nước đựng với xác suất xi măng/nước = 1:1. Phần nước trong được phân tách ra sau khi để bê tông thuỷ hoá trong 24h. Dung dịch nước chiết xi-măng có p
H ≈ 12,5. Muối bột Na
Cl được tyêm vào NCXM với nồng độ từ 0 ÷ 3%.
- Nước biển tự tạo NBNT được pha từ các loại muối bột tinh khiết và nước đựng với tổng lượng chất muối của dung dịch nước biển nhân tạo là 3,5%.
+ mẫu bê tông cốt thép.
Mẫu bê tông cốt thép có kích cỡ 150x200x300mm với nguyên tố cốt liệu như sau<5>:
Xi măng PC30 400kg/m3
Cát kim cương 0 ÷ 4mm 700kg/m3
Đá, sỏi 4 ÷ 16mm 1100kg/m3
Nước cất/xi măng 0,45
Để hoạt hoá mang đến cốt thép và chế tạo ra một lượng nhiễm bẩm Cl- vào bê tông, một lượng muối bột Na
Cl với mật độ
Trong khối mẫu bê tông đặt 7 cốt thép: 4 cốt thép để ngang 2 cốt cách mặt bên trên 30mm, 2 cốt phương pháp mặt bên dưới 30mm, 3 cốt thép để dọc theo độ cao mẫu bê tông tất cả chiều dày bê tông thứu tự là 20mm, 40mm và 60mm. Tứ cốt thép đặt ngang là để thấy xét tác động của vùng bê tông ẩm cốt thép 1,2 với bê tông ướt cốt thép 3,4 tới quy trình ăn mòn. Bố cốt thép đặt dọc theo chiều cao mẫu cốt thép 5,6,7 là để xét tác động của chiều dày bê tông tới quy trình ăn mòn.Mẫu bê tông cốt thép sau khoản thời gian đúc 1 ngày được bảo dưỡng 28 ngày trọng khá nước bão hoà. Quá hạn sử dụng bảo dưỡng, chúng được dìm vào hỗn hợp nước biển nhân tạo ngập 20mm. Để thúc đẩy quá trình ăn mòn, cốt thép, bề mặt các mẫu mã bê tông được tưới nước biển nhân tạo hàng ngày một lần trong thời hạn thí nghiệm.
3. Thông số đo và cách thức đo
+ Điện thế làm mòn và vận tốc ăn mòn
- Điện thế ăn mòn của cốt thép được đo đối với điện rất Ag/ Ag
Cl trong dung dịch KCL bão hoà.
- tốc độ ăn mòn cốt thép xác định bằng phương pháp đo điện trở phân rất thep phương pháp phân cực tuyến đường tính.
+ Đường cong phân rất
Đường cong phân cực của những mẫu thép trong những dung dịch nước chiết xi măng có mật độ Na
Cl không giống nhau được đó để xem xét tác động của ion Cl- trong việc phá thụ động thép trong môi trường kiềm có Ph ≈ 12,5.
Phép đo được thực hiện trên hệ máy đo ăn mòn CMS 100 của Mỹ, được tinh chỉnh bằng máy tính xách tay và lịch trình do bao gồm bù năng lượng điện trở rơi.
+ quan lại sát bề mặt mẫu.
Sau thời gian thí nghiệm khoảng tầm 8 tháng, mẫu bê tông được phá để quan sát mặt phẳng các cốt thép, qaua đó xem xét ảnh hưởng của những yếu tố nghiên cứu đến mặt phẳng ăn mòn của cốt thép.
4. Hiệu quả và thảo luận
4.1. Ảnh hưởng của độ đậm đặc Ion Cl
Để nghiên cứu ảnh hưởng của nồng độ ion Cl- đến quy trình ăm mòn thép trong môi trường kiềm của bê tông, con đường cong phân rất của thép trong những dung dịch NCXM có nồng độ muối hạt Na
Cl khác biệt đã được đo bằng phương thức thế động. Đường cong phân rất của thép trong những dung dịch NCXM cùng với nồng độ muối bột Na
Cl theo thứ tự từ 0 mang lại 3%.
Qua đó thị nhận biết trong hỗn hợp NCXM sạch mặt đường cong phân rất muối anốt cho thấy thêm bị thụ động với khoảng điên nuốm thụ động lớn nhất, từ bỏ - 0,113V ÷ 0,68V 0,793V, loại thụ động có giá trị 6,3μA/cm2. Vấn đề thyêm Na
Cl vào hỗn hợp NCXM có ảnh hưởng đến khoảng tầm điện thế thụ động và dòng bị động của thép trong hỗn hợp NCXM. Khi thêm Na
Cl với mật độ là 0,1% thì làm cho giảm khoảng tầm điện thế tiêu cực nhưng mức độ giảm không nhiều, lúc thêm Na
Cl với nồng độ 0,5% thì làm bớt rõ rệt khoảng tầm điện cụ thụ động, còn 0,361V. Quan sát chung, tăng cường nồng độ Na
Cl làm sút dần khoảng tầm điện thế thụ động và tăng vọt dòng thụ động. Lúc thêm Na
Cl mang lại 2% trở lên thì mặt đường cong phân rất anốt của thép cho biết thêm không còn khoảng tầm thụ động nữa.
Như vạy ion Cl- có tác dụng làm bớt và mất dần đi vùng thụ động trên phố cong phân rất anốt của mẫu thép, đồng nghĩa tương quan với bài toán làm phá thụ động trên bề mặt thép, sự bớt vùng thụ động bắt đầu rõ rệt lúc nồng độ Na
Cl là 0,5%.
4.2. Ảnh hưởng của chiều dày bê tông
Lớp tủ bê tông bao bọc cốt thép gồm tác dụng bảo đảm cốt thép khỏi ăn mòn, nó ngăn cản sự xâm nhập của các tác nhân phá thụ động nhứ phân tử CO2 cùng ion Cl từ môi trường thiên nhiên bên ngoài. Tốc độ của quá trình ăn mòn cốt thép vào bê tông bị khống chế bởi vận tốc khuếch tán của chất khử phân cực catốt là oxy qua lớp bê tông đến mặt phẳng cốt thép. Những yếu tố ảnh hưởng đến bào mòn cốt thép là độ dày lớp bê tông, độ xốp của bê tông, độ ẩm của bê tông, phạm vi của vùng nut...
Với những ưu điểm vượt trội như cứng cáp chắn, thời gian chịu đựng cao, khả năng chống cháy tốt, chi phí thấp và chịu đựng được thiết lập trọng lớn, bê tông cốt thép là nguyên vật liệu được sử dụng trong nhiều phần các công trình xây dựng hiện nay. Mặc dù nhiên, có rất nhiều công trình sau khi đưa vào sử dụng một thời hạn thì có tín hiệu xuống cấp cho trầm trọng. Nguyên nhân hàng đầu gây ra chứng trạng này đó là sự bào mòn cốt thép và các kim loại. Vậy đâu là nguyên nhân gây ra sự làm mòn và làm chũm nào để tránh khỏi hiện tượng này? Hãy cùng cửa hàng chúng tôi tìm phát âm trong nội dung bài viết dưới đây nhé!
Ăn mòn cốt thép là gì?
Ăn mòn cốt thép là hiện tượng kỳ lạ cốt thép, các kim loại phía bên trong bị làm mòn tạo thành rỉ sét trên bề mặt và dần dần bong tróc. Điều này không chỉ có làm tác động đến kết cấu nhưng còn khiến công trình xuống cấp trầm trọng nhanh chóng.
Bạn đang xem: Bê tông cốt thép có độ bền cao trong môi trường có độ kiềm cao
Ăn mòn cốt thép là gì?
Nguyên nhân dẫn đến hiện tượng ăn mòn cốt thép
Bê tông cốt thép là vật liệu được ứng dụng thoáng rộng trong các công trình xây cất từ nhỏ tới béo bởi thời gian chịu đựng đáng bỡ ngỡ của nó. Từng năm, khoảng chừng 12 tỷ tấn khối bê tông được cung cấp và được xem như là vật liệu xây dựng tự tạo có số lượng sản xuất nhiều nhất hiện tại nay.
Sau một thời gian dài sử dụng, dự án công trình có tín hiệu xuống cấp là do cốt thép bị ăn mòn tạo thành rỉ sét chiếm phần thể tích lớn hơn thép. Điều này đồng nghĩa với vấn đề giảm diện tích thiết diện của thép trong tất cả hổn hợp bê tông cốt thép, tạo nên các vệt nứt, tách bóc lớp và bong trong. Dưới đây là một số lý do dẫn đến tình trạng bào mòn cốt thép mà các bạn đọc có thể tham khảo:
Quá trình cacbonat hóa trong bê tông cốt thép
Độ bền của công trình được bảo đảm nhờ lớp bê tông bảo đảm an toàn nên cốt thép không xẩy ra ăn mòn. Khi đó, nước triết bê tông có môi trường thiên nhiên kiềm cao cùng với độ ph to hơn hoặc bằng 13 sẽ là vấn đề kiện tốt giúp tạo một lớp oxit mỏng “thụ động” trên bề mặt thép phòng cản quy trình gỉ thép. Hiện tượng kỳ lạ ăn mòn cốt thép chỉ xảy ra khi lớp mạng “thụ động” bị xuyên thủng, độ kiềm giảm.
Sự giảm độ ph được xẩy ra là do quá trình rửa trôi kiềm, quá trình hòa tan những oxit hoặc quá trình cacbonat hóa bê tông. Chẳng hạn như canxi hydroxit để tạo ra thành cacbonat đang được thực hiện theo bội phản ứng:
Ca(OH)2 + CO2 -> Ca
CO3 + H2O
Nếu lượng chất CO2 cao hơn sẽ tiếp tục phản ứng cùng với Ca
CO3 (không tan) sinh sản thành Ca(HCO3)2 (tan) tiện lợi khuếch tán từ trong ra ngoài. Sau khi phản ứng này xẩy ra sẽ có tác dụng độ ph bớt từ 13 xuống còn 8.5. Ở mức độ này màng bị động trên thép không ổn định hay còn được đọc là bị thủng khiến cho cốt thép bước đầu bị ăn mòn.
Cacbonat hóa trong bê tông là vượt trình chắc chắn xảy ra nhưng diễn ra chậm. Mặc dù nhiên, vận tốc cacbonat hóa còn phụ thuộc vào phần trăm nước và xi măng được sử dụng để trộn thành tất cả hổn hợp bê tông. Nếu phần trăm nước trên xi-măng cao, hàm lượng xi măng thấp, thời hạn đóng rắn ngắn, cường độ thấp và có tính thẩm thấu cao thì quy trình cacbonat hóa sẽ diễn ra nhanh hơn bình thường. Đối cùng với bê tông unique cao, quá trình cacbonat hóa sẽ xẩy ra với vận tốc 0.04 inch mỗi năm.
Ngoài ra, quy trình cacbonat hóa còn nhờ vào nhiều vào nhiệt độ của bê tông như:
Với nhiệt độ không khí bảo trì ở mức 50% đến 75% thì quá trình cacbonat hóa ra mắt nhanh.Với độ ẩm không khí dưới 25% thì cường độ cacbonat hóa diễn ra không đáng kể.Với độ ẩm không khí trên 75% thì nhiệt độ trong lỗ chân lông tiêu giảm sự xâm nhập của CO2.Do đó, quá trình cacbonat hóa trong bê tông cốt thép ra mắt nhanh hay lờ lững còn phụ thuộc vào những yếu tố như hàm vị CO2, lực ion dung dịch, các loại xi măng, thời gian bảo dưỡng, diện tích mặt phẳng tiếp xúc của đá xi măng với những tác nhân ăn uống mòn,…
Nguyên nhân xẩy ra tình trạng ăn mòn cốt thép
Sự đột nhập của ion clorua
Ở những môi trường quan trọng đặc biệt như nước biển, nước lợ, nước ngầm hay môi trường xung quanh ngập nước hoặc có nhiệt độ cao thì quy trình ăn mòn cốt thép sẽ ra mắt nhanh hơn so với môi trường thiên nhiên lý tưởng. Những ion clorua tất cả trong môi trường xung quanh nước biển hay nước mặn khi tiếp xúc với khối bê tông sẽ xảy ra phản ứng nếu như oxy và độ ẩm có sẵn để gia hạn phản ứng.
Theo các nghiên cứu và phân tích của FHWA (Cục cai quản Đường đường cao tốc Liên bang), giới hạn ngưỡng 0.2% tổng lượng clorua hòa tan trong axit tính theo trọng lượng của xi măng hoàn toàn có thể gây ra sự ăn mòn cốt thép. Mặc dù nhiên, chỉ đông đảo clorua hòa hợp trong nước mới tương tác sự làm mòn còn hài hòa trong axit không tồn tại sẵn để can dự sự bào mòn do chúng có liên kết khó bóc hơn vào nước.
Mặc dù clorua chịu trách nhiệm trực tiếp mang lại sự bước đầu ăn mòn nhưng bọn chúng chỉ thúc đẩy tốc độ ăn mòn khi lớp màng bảo đảm an toàn trên bề mặt cốt thép bị phá vỡ. Tình trạng ăn mòn toàn bộ là vị sự hội tụ những ion clorua trên mặt phẳng cốt thép vào bê trong. Để xâm nhập qua lớp bảo đảm an toàn bê tông, ion clorua xâm nhập theo 4 cơ chế sau:
Sự thẩm thấu vị hàm lượng ion clorua trên mặt phẳng bê tông cốt thép cao.Sức hút mao dẫn.Thẩm thấu bên dưới áp căng bề mặtSự di chuyển do chênh lệch điện thế
=> mối quan hệ cứu giúp giữa quy trình cacbonat hóa và quy trình xâm nhập của ion clorua: cả hai quy trình này đều xẩy ra ở bê tông cốt thép. Clorua aluminat được tạo thành từ phản ứng giữa ion clorua với xi-măng có chức năng làm chậm quá trình ăn mòn vì giảm lượng clorua. Tuy nhiên, quy trình cacbonat hóa khiến độ ph có trong bê tông giảm khiến liên kết clorua aluminat bị phá vỡ. Lúc đó, kết cấu chịu đựng sự ảnh hưởng của cả hai cơ chế đang nhạy cảm hơn với ăn mòn và khó kiểm soát điều hành hơn.
Xem thêm: Mách bạn cách mặc áo lót cho áo hở vai không bị tuột, không lộ dây áo
Ăn mòn cốt thép do quá trình điện hóa
Bên cạnh việc làm mòn cốt thép do quá trình cacbonat hóa giỏi sự xâm nhập của ion clorua thì cốt thép vào bê tông bị bào mòn do quy trình điện hóa. Ở dạng bào mòn này, các nguyên tử fe sẽ tách bóc khỏi lưới tinh thể và thay đổi ion điện to gan trong hỗn hợp dưới ảnh hưởng của OH- tạo nên các sản phẩm khác nhau với phương pháp chung x
Fe
O.y
Fe2O3.z
H2O.
Các sản phẩm này có tính xốp, hội tụ trên bề mặt với thể tích gấp khoảng chừng 5 lần so với yếu tố ban đầu. Bởi vì vậy làm ra nội ứng suất phá cấu tạo bê tông dọc từ vị trí đặt thép, làm cho những hạt xâm nhập thuận lợi đi vào. Mặc dù nhiên, quy trình điện hóa chỉ có thể xảy ra lúc bê tông tất cả đủ năng lực dẫn điện tức bê tông có độ ẩm nhất định.
Do đó, để tránh quá trình này xảy ra thì bê tông bắt buộc chặt, lớp bảo vệ đủ dày, khả năng chống thẩm thấu tốt.
Giải pháp giúp phòng tránh hiện tượng kỳ lạ ăn mòn cốt thép làm việc bê tông
Giải pháp chống bào mòn cốt thép
Nếu như hiện tượng lạ ăn mòn cốt thép này cứ xẩy ra với tốc độ nhanh chóng thì công trình sẽ bị tiêu diệt sau thời gian sử dụng. Điều này không chỉ là gây nguy hại cho mọi tín đồ mà còn khiến gia công ty tốn thêm khoản chi phí bảo dưỡng hay thậm chí là xây mới. Bởi đó, cần phải có giải pháp để phòng tránh hiện tượng lạ này xảy ra.
Cung cấp không thiếu thốn lớp đậy bê tông giỏi trên những thanh cốt thép để bảo trì tính chất kiềm trong bê tông với tính tiêu cực của thanh thép.Sử dụng bê tông chất lượng tốt để duy trình đặc thù kiềm.Cần trộn bê tông theo xác suất nước/xi măng là 0.4 để hạn chế quá trình đột nhập của ion clorua.Dùng thép ko gỉ hoặc dùng kim loại tổng hợp của sắt với Cr sẽ nâng cấp khả năng chống lão hóa của thép. Nếu như thêm Cu, Cr hoặc Ni sẽ cải thiện tính làm mòn trong khí quyển.Có thể bao phủ lớp tô Epoxy lên thanh thép là cách thức thấm sắt kẽm kim loại nhằm bảo vệ cốt thép để ngăn chặn sự nạp năng lượng mòn. Lớp sơn này phải có khả năng liên kết về mặt chất hóa học với thép, bám dính giỏi với bê tông và cốt thép.Tráng men silicat với yêu cầu tất cả hệ số co giãn bằng cùng với thép. Thường xuyên sẽ cần sử dụng men thủy tinh, men sứ,…được nung tung trên mặt phẳng kim loại.Sử dụng lớp lấp phản ứng tức là lớp lấp này đang hình thành dựa trên phản ứng hóa học xẩy ra trực tiếp trên mặt phẳng kim loại.Pha chất ức chế vào bê tông cũng là một trong những chiến thuật giúp hạn chế sự bào mòn cốt thép. Hóa học này vị hãng Grace của Mỹ sản xuất gồm chứa NaNO2, khi nó địa chỉ với sắt bằng phản ứng hóa học sẽ tạo nên ra tường ngăn trên bề mặt cốt thép giúp phòng ngừa sự ngấm của ion clorua và cải thiện các đặc điểm của bê tông.
Những phương pháp này đa số được nghiên cứu và phân tích và vận dụng phổ biến. Chúng có chức năng chống bào mòn cốt thép sinh hoạt mọi môi trường khí, rắn và lỏng sinh sống điều kiện ẩm ướt hoặc môi trường thiên nhiên không khí ẩm.
Sự ăn mòn cốt thép tác động rất mập đến kết cấu cùng tính thẩm mỹ và làm đẹp của dự án công trình nên quan yếu xem nhẹ. Hy vọng, những share của công ty chúng tôi sẽ giúp cho bạn đọc hiểu rằng những vì sao xảy ra tình trạng làm mòn và bao gồm giải pháp phù hợp để đảm bảo an toàn chất lượng, thẩm mỹ công trình cũng như ngân sách chi tiêu của bạn.
