ĂN MÒN TRONG BÊ TÔNG CỐT THÉP CÓ KHẢ NĂNG CHỐNG ĂN MÒN TỐT, NHỮNG ĐIỀU CẦN BIẾT VỀ BÊ TÔNG CỐT THÉP

Bê tông cốt thép là vật liệu được sử dụng phổ biến trong ngành xây dựng, giúp đáp ứng những yêu cầu về kết cấu và độ bền của công trình.

Bạn đang xem: Bê tông cốt thép có khả năng chống ăn mòn tốt


Trong thi công xây dựng hiện nay, các công trình phải đáp ứng các yêu cầu an toàn chịu lực, cách âm cách nhiệt cũng như an toàn phòng chống cháy nổ.

Để gia tăng tuổi thọ sử dụng, các công trình phải thiết kế và xây dựng đảm bảo khả năng chịu lực, đảm bảo ổn định, chịu được các tải trọng trong quá trình sử dụng. Trong đó, bê tông cốt thép là vật liệu xây dựng rất phổ biến, giúp đáp ứng những yêu cầu về kết cấu và độ bền của công trình.

Bê tông cốt thép là vật liệu được sử dụng phổ biến trong ngành xây dựng

Thông thường, bê tông là loại vật liệu hỗn hợp bao gồm xi măng, cát, sỏi đá kết lại với nhau dưới tác dụng của nước. Tuy nhiên, bê tông chịu nén rất tốt nhưng khả năng chịu kéo yếu nên người ta kết hợp với cốt thép để tăng sức bền chịu kéo.

Sự kết hợp này sử dụng cường độ nén của bê tông kết hợp với cường độ kéo của thép để ứng dụng cho nhiều loại tải trọng khác nhau.

Ưu điểm bê tông cốt thép

Bê tông cốt thép được xem là một loại đá nhân tạo, có ứng dụng cao trong xây dựng các công trình phục vụ dân dụng lẫn trong công trình giao thông.

Độ bền cao

Bê tông cốt thép là một loại đá, do đó có cường độ tốt, sức căng cũng như độ nén cao. Theo thời gian, cường độ chịu lực không bị giảm đi mà còn tăng lên, với điều kiện cốt thép không bị ăn mòn.

Ngoài ra, vật liệu này còn có khả năng chịu ăn mòn, xâm thực từ môi trường cao hơn các vật liệu như thép, gỗ…

Bê tông cốt thép có cường độ tốt, sức căng cũng như độ nén cao

Khả năng chịu nhiệt, chống cháy

Trong ngưỡng dưới 400 độ C thì cường độ của bê tông không bị suy giảm đáng kể, hệ số dẫn nhiệt của bê tông cũng thấp nên giúp bảo vệ cốt thép ở nhiệt độ cao.

Bản chất của bê tông là chống cháy, có thể chịu được nhiệt trong thời gian 2-6 tiếng cho phép các hoạt động cứu hộ trong trường hợp hỏa hoạn. Do đó, các tòa nhà bằng bê tông cốt thép có khả năng chống cháy cao hơn các vật liệu xây dựng khác như gỗ hay thép.

Chi phí sản xuất rẻ

Thành phần bê tông cốt thép rất phổ biến trên toàn thế giới, do đó chi phí sản xuất thấp. Bên cạnh đó, chi phí bảo quản, bảo dưỡng bê tông trong quá trình sử dụng lại thấp hơn hẳn các công trình bằng gỗ và sắt thép.

Dễ dàng thi công

Người ta có thể trộn, đúc, hoàn thiện và bảo dưỡng bê tông để thành những kết cấu có hình dạng như ý muốn, kể cả những kết cấu lớn và phức tạp.

Tuy nhiên, bê tông cốt thép cũng có một số điểm hạn chế như có trọng lượng nặng hơn các kết cấu khác như gạch, đá, gỗ. Khả năng tái sử dụng thấp, việc tháo dỡ, vận chuyển bê tông sau khi sử dụng rất tốn kém và tiêu hao nhiều công sức.

Bên cạnh đó, thời gian thi công lâu khi bê tông cần thời gian để đông cứng, thông thường 28 ngày mới đạt đủ cường độ.

Chính vì vậy, thời gian gần đây, xu hướng chung là thay thế bê tông cốt thép bằng những vật liệu xây dựng mới, vừa thân thiện với môi trường lại vừa tối ưu chi phí và thời gian thi công.

Một số loại vật liệu xây dựng thay thế bê tông cốt thép

Dưới đây là một số loại vật liệu xây dựng mới thay thế bê tông cốt thép vừa rẻ vừa chất lượng cho bạn tham khảo lựa chọn.

Gạch bê tông bọt khí siêu nhẹ

Gạch AAC hay còn được gọi là gạch siêu nhẹ, là một dòng gạch được sản xuất từ bê tông khí chưng áp.

Gạch bê tông bọt khí siêu nhẹ

Loại gạch này vẫn sử dụng nguyên liệu chính là xi măng, vôi, cát, song có bổ sung thêm bột nhôm, thạch cao, chất tạo bọt… Bề mặt của loại gạch này có nhiều lỗ nhỏ do trong quá trình sản xuất có sản sinh ra một lượng khí hydro nhất định.

Gạch bê tông bọt khí có trọng lượng nhẹ và bền hơn nhiều lần so với gạch bê tông truyền thống. Bên cạnh đó, gạch còn có khả năng chịu nhiệt, cách âm tốt, chống cháy ưu việt và nổi được trên mặt nước.

Gạch đá bê tông xốp

Nói đến vật liệu nhẹ dùng trong xây dựng thì không thể không kể đến gạch đá bê tông xốp. Nguyên liệu chính để sản xuất ra loại gạch này là xi măng, thủy tinh, cát, thạch cao và nhiều chất phụ gia khác.

Gạch đá bê tông xốp

Bê tông xốp có được là do quá trình hóa hợp thủy nhiệt của hỗn hợp xi măng và chất kết dính vôi và cát. Khi được nấu chảy, chúng hòa trộn lại với nhau và cho ra viên gạch có màu sắc, hình dáng đáp ứng yêu cầu của từng khách hàng.

Ưu điểm của vật liệu này là có trọng lượng nhẹ, giúp giảm tải trọng và tăng khả năng chịu lực của công trình.

Ngoài ra, gạch đá bê tông xốp còn có khả năng cách âm, cách nhiệt, chống nóng và chống rung tốt. Chi phí rẻ hơn so với vật liệu truyền thống và ễ dàng vận chuyển khi thi công.

Bê tông độn rơm

Bê tông siêu nhẹ độn rơm là một trong những vật liệu có thể thay thế cho bê tông cốt thép.

Bê tông siêu nhẹ độn rơm

Được biết, nguyên liệu để làm nên loại vật liệu này gồm có nhựa thông, keo da trâu, xi măng PC40, cát hoặc xỉ than, trấu bổi rơm, rạ, lõi bắp ngô, dung dịch tạo bọt... Đây được đánh giá là một loại vật liệu có cách sản xuất tận thu được các sản phẩm phế thải của nông nghiệp và đảm bảo yếu tố không gây ô nhiễm môi trường.

Ưu điểm cẩu bê tông siêu nhẹ độn rơm là có khả năng cách nhiệt, cách âm tốt, không gây tải trọng ngang và khả năng chống cháy cao. Đặc biệt sử dụng vật liệu bê tông siêu nhẹ độn rơm để thay thế bê tông cốt thép có thể giúp giảm khoảng 25-30% chi phí xây dựng so với các vật liệu khác, giảm 20-50% kết cấu móng ban đầu, giảm 70% lượng vữa xây.

Sàn nhẹ Ubot

Sàn nhẹ Ubot

Nhắc đến nhựa và bê tông, chắc chắn phải nhắc đến sàn nhẹ Ubot, hay sàn phẳng không dầm. Loại vật liệu xây dựng nhẹ này được làm từ nguồn rác thải nhựa tái chế, cụ thể là nhựa polypropylen.

Với trọng lượng nhẹ, sử dụng sàn nhẹ Ubot giúp giảm tải trọng hiệu quả cho công trình. Ngoài ra, độ bền và khả năng chịu lực của vật liệu này lại tương tự như sàn bê tông cốt thép truyền thống.

Sự ăn mòn của cốt thép và các kim loại là nguyên nhân hàng đầu gây ra sự xuống cấp nghiêm trọng trong ngành xây dựng. Khi thép bị ăn mòn, tạo thành rỉ sét chiếm thể tích lớn hơn thép, đồng nghĩa việc giảm diện tích thiết diện của thép, tạo ra các vết nứt, tách lớp và bong tróc. Vậy, đâu là nguyên nhân gây ra sự ăn mòn trong bê tông cốt thép? Làm thế nào khắc phục trước tác động ăn mòn?

*

Sự ăn mòn trong bê tông cốt thép tại các công trình xây dựng

Nguyên nhân, các yếu tố dẫn đến sự ăn mòn bê tông cốt thép

Bê tông cốt thép (BTCT) là một loại vật liệu xây dựng được sử dụng rộng rãi nhất trên thế giới vì độ bền đáng kinh ngạc của nó. Xấp xỉ 12 tỷ tấn BTCT được sản xuất mỗi năm, đây được xem là vật liệu xây dựng có số lượng sản xuất nhiều nhất trong các vật liệu nhân tạo trên thế giới hiện nay.

Sau một thời gian dài sử dụng, các yếu tố ảnh hưởng như hạn chế vật liệu, thực hành xây dựng và điều kiện môi trường khắc nghiệt có thể dẫn đến hư hỏng bê tông và các vấn đề về kết cấu. Sự xuống cấp của bê tông có liên quan đến một số nguyên nhân như:

*

Ăn mòn trong bê tông cốt thép theo thời gian

Quá trình cacbonat hóa trong bê tông cốt thép

Khi bề mặt thép không được bảo vệ trong môi trường không khí, rỉ sét sẽ bắt đầu hình thành trên bề mặt thép và dần dần bong tróc ra.

Quá trình cacbonat hóa xảy ra khi carbon dioxide từ không khí xâm nhập vào bê tông và phản ứng với hidroxit. Chẳng hạn như canxi hydroxit để tạo thành cacbonat theo phản ứng dưới đây:

Ca(OH)2 + CO2 → Ca
CO3 + H2O

Phản ứng này làm giảm độ p
H của dung dịch lỗ rỗng xuống còn 8.5, ở mức độ này màng thụ động trên thép không ổn định và cốt thép bắt đầu bị ăn mòn.

*

Hình ảnh ăn mòn bê tông cốt thép theo thời gian

Cacbonat là một quá trình chậm. Trong bê tông chất lượng cao, người ta đã ước tính rằng quá trình cacbonat hóa sẽ xảy ra với tốc độ lên tới 0.04 inch mỗi năm. Lượng cacbonate tăng lên đáng kể trong bê tông có tỷ lệ nước trên xi măng cao, hàm lượng xi măng thấp, thời gian đóng rắn ngắn, cường độ thấp và có tính thẩm thấu cao.

Xem thêm: Ielts 8.0 xin học bổng du học, học bổng du học các nước và điều cần biết

*

Hình ảnh chothấy, độ ẩm không khí duy trì ở mức 50 - 75%, thúc đẩy quá trình cacbonat hóa hoạt động mạnh

Quá trình cacbonat hóa phụ thuộc nhiều vào độ ẩm của bê tông.

Độ ẩm không khí duy trì ở mức 50 - 75%, thúc đẩy quá trình cacbonat hóa hoạt động mạnh.

Độ dưới 25%, mức độ cacbonat diễn ra được coi là không đáng kể.

Độ ẩm trên 75%, độ ẩm trong lỗ chân lông hạn chế sự xâm nhập của CO2.

Trong bê tông mới có độ p
H từ 12 - 13, cần khoảng 7.000 - 8.000 parts per million clorua để bắt đầu ăn mòn thép nhúng. Tuy nhiên, nếu độ p
H được hạ xuống trong phạm vi khoảng từ 10 - 11 ngưỡng ăn mòn của clorua sẽ thấp hơn đáng kể.

Sự xâm nhập của ion clorua

Sự tiếp xúc của bê tông cốt thép với các ion clorua là nguyên nhân gây ra ăn mòn của cốt thép. Sự xâm nhập của ion clorua trong muối khử muối và nước biển vào bê tông cốt thép gây ăn mòn thép nếu oxy và độ ẩm có sẵn để duy trì phản ứng. Clorua hòa tan trong nước có thể thấm qua bê tông âm hoặc đến thép qua các vết nứt. Khi hàm lượng clorua ở bề mặt thép vượt quá giới hạn nhất định (giá trị ngưỡng) sẽ xảy ra hiện tượng ăn mòn nếu có cả nước và oxy.

*

Clorua hòa tan trong nước làm thấm qua bê tông âm hoặc đến thép qua các vết nứt

Theo các nghiên cứu của Cục Quản lý Đường cao tốc Liên bang (FHWA) cho biết: Giới hạn ngưỡng 0.2% tổng lượng clorua (hòa tan trong axit) tính theo trọng lượng của xi măng có thể gây ra sự ăn mòn cốt thép trong sàn cầu . Tuy nhiên, chỉ những clorua hòa tan trong nước mới thúc đẩy sự ăn mòn, còn với một số clorua hòa tan trong axit có thể được liên kết trong các tập hợp, do đó không có sẵn để thúc đẩy sự ăn mòn.

Mặc dù clorua chịu trách nhiệm trực tiếp cho sự bắt đầu ăn mòn, nhưng chúng dường như chỉ đóng một vai trò gián tiếp trong tốc độ ăn mòn cốt thép. Ngoại trừ, khi chúng phá vỡ lớp màng bảo vệ trên bề mặt cốt thép và thúc đẩy tốc độ ăn mòn phát triển. Có thể hiểu, clorua đóng vai trò như một chất xúc tác đẩy nhanh quá trình ăn mòn bê tông cốt thép.

Ăn mòn cục bộ do sự tụ hội của ion clorua trên bề mặt cốt thép trong bê tông cốt thép. Hiện nay, có 4 cơ chế xâm nhập của ion clorua qua lớp bảo vệ bê tông bao gồm:

Sự thẩm thấu do hàm lượng ion clorua cao trên bề mặt bê tông cốt thép.

Sức hút mao dẫn.

Thẩm thấu dưới áp căng bề mặt.

Sự dịch chuyển do chênh lệch điện thế.

Các giải pháp khắc phục để bảo vệ cốt thép khỏi bị ăn mòn

Cung cấp đầy đủ lớp phủ bê tông

Cần cung cấp một lượng bê tông tốt trên các thanh cốt thép để đảm bảo duy trì tính chất kiềm trong bê tông và tính thụ động của các thanh thép. Các thanh thép phải được đặt chính xác vào vị trí.

Sử dụng bê tông chất lượng tốt

Phải sử dụng bê tông chất lượng cao giúp duy trì tính chất kiềm thích hợp. Đối với bê tông, cần duy trì tỷ lệ nước/xi măng từ 0.4 trở xuống để hạn chế quá trình xâm nhập của clorua.

Sử dụng thanh phủ FBE

Có thể phủ lớp sơn Epoxy kết hợp liên kết (FBEC) lên các thanh thép để ngăn chặn sự ăn mòn. Bột epoxy được rải tĩnh điện lên các thanh thép, bột tan chảy và chảy qua các thanh khi gia nhiệt tạo thành một lớp phủ bảo vệ. Chúng là lớp phủ polyme nhiệt rắn vì tác dụng nhiệt sẽ không làm chảy lớp phủ.

Sử dụng Polyme gốc xi măng

Polyme gốc xi măng được sử dụng trong bê tông để tăng cường khả năng bảo vệ chống ăn mòn và mài mòn. Các polyme gốc xi măng hoạt động như một chất kết dính trong bê tông giúp tăng độ bền, độ bền kéo và giảm rung của bê tông.

Sức chống chịu của bê tông HRC trước các tác nhân ăn mòn

Tải trọng bê tông cốt thép hay sức chống chịu của bê tông là điều vô cùng quan trọng quyết định đến sự thành công và hoàn thành công trình đang thi công, đặc biệt là bê tông đúc sẵn.

2 lý do tạo nên chất lượng của bê tông HRC:

Bê tông thượng phẩm cường độ cao, độ sụt thấp và kiểm soát chặt chẽ trước khi sản xuất

Một trong các yếu tố quyết định đến cường độ bê tông đó là tỉ lệ nước và xi măng. Với bê tông đổ tại chỗ, tỷ lệ nước xi măng thông thường khoảng 65%, nhưng tại HRC tất cả các sản phẩm đều sử dụng bê tông mác 40MPa (40N/mm2) với tỉ lệ nước - xi măng yêu cầu ở mức 38%.

*

Tấm bê tông HRC với cường độ chịu lực tốt - mác 40MPa

Dưỡng hộ bằng hơi nhiệt

Bê tông sau khi được đổ vào khuôn, hòa thiện bề mặt sẽ trải qua bước dưỡng hộ bằng hơi ở nhiệt độ 40 - 60 độ C.

Có thể thấy, sức chống chịu của tấm bê tông HRC trước các tác nhân ăn mòn là rất tốt vì tuổi thọ sử dụng lên đến 180 năm.

Ngoài ra, một số ưu điểm nổi bật của vật liệu bê tông HRC được khá nhiều công trình áp dụng bởi:

Nguy cơ ẩm mốc rất thấp, không bong tróc.

Bề mặt của tấm bê tông phẳng mịn, không cần bả matit hay sơn trực tiếp lên bề mặt tấm.

Tiến độ thi công siêu nhanh.

Quy trình sản xuất khép kín trong nhà máy, do đó không bụi bẩn, ảnh hưởng đến môi trường.

*

Các công trình xây dựng nên lựa chọn những vật liệu bê tông chất lượng tốt để không làm gián đoạn thời gian sửa chữa, thi công

Leave a Reply

Your email address will not be published. Required fields are marked *

x

Welcome Back!

Login to your account below

Retrieve your password

Please enter your username or email address to reset your password.