BIỆN PHÁP CHỐNG ĂN MÒN CLORUA CỐT THÉP TRONG BÊ TÔNG
Ăn mòn clorua cốt thép trong bê tông là hiện tượng thường thấy ở các công trình nhà ở, cầu đường…gần các khu vực miền biển. Hiện tượng này khiến các công trình dễ bị hỏng hóc, xuống cấp. Làm thế nào để khắc phục vấn đề này. Hãy cùng Antienhung tìm hiểu trong bài viết dưới đây.
1. Đặt vấn đề
Trong môi trường biển Việt Nam, do đặc thù điều kiện khí hậu nóng ẩm chứa hàm lượng ion Cl cao nên kết cấu bê tông cốt thép (BTCT) thường bị ăn mòn và phá hủy nhanh, đặc biệt nghiêm trọng là vùng nước lên xuống, vùng khí quyển biển và ven biển. Kết quả khảo sát thực tế cho thấy các công trình BTCT sau một thời gian sử dụng đều có dấu hiệu gỉ cốt thép ở mức độ khác nhau không đảm bảo tuổi thọ công trình .Bạn đang xem: Bê tông cốt thép có khả năng chống nước biển tốt
Vì vậy cần thiết phải làm rõ thực trạng và tìm các giải pháp bảo vệ chống ăn mòn clorua cho kết cấu BTCT phù hợp điều kiện đặc thù Việt Nam.
Bạn đang xem: Bê tông cốt thép có khả năng chống nước biển tốt
2. Thực trạng ăn mòn clorua cốt thép trong bê tông trong môi trường biển Việt Nam
Các số liệu khảo sát cho thấy một đặc điểm chung về ăn mòn clorua kết cấu BTCT ở vùng biển nước ta thường chỉ xảy ra ở vùng nước thủy triều lên xuống và sóng đánh, khí quyển trên biển và vùng khí quyển ven biển. Mức độ ăn mòn nhanh và mạnh nhất là vùng sóng táp cách mặt nước biển khoảng 0,8 1,5 m.
Có thể khái quát hóa thực trạng ăn mòn BTCT trong vùng biển Việt Nam như sau:
Ăn mòn BTCT là hiện tượng phổ biến và là nguyên nhân chủ yếu gây phá hủy kết cấu BTCT và làm giảm đáng kể tuổi thọ các công trình xây dựng ở vùng biển.
Tình trạng ăn mòn và hư hỏng các công trình BTCT là nghiêm trọng và đã tới mức báo động. Tốc độ ăn mòn làm hư hỏng công trình diễn ra khá nhanh.
Hiện nay bên cạnh một số công trình có tuổi thọ trên 30 40 năm, có nhiều công trình đã bị ăn mòn và hư hỏng nặng chỉ sau 20 25 năm sử dụng, thậm chí nhiều kết cấu bị phá hủy nặng nề chỉ sau 1015 năm sử dụng.
Thiệt hại do ăn mòn gây ra là đáng kể và nghiêm trọng, chi phí cho sửa chữa khắc phục hậu quả ăn mòn có thể chiếm tới 30 70% mức đầu tư xây dựng công trình.
Dự báo trong giai đoạn tới, nhu cầu đầu tư xây mới và sửa chữa công trình ở vùng biển sẽ rất lớn. Vì vậy, cần kịp thời triển khai công tác phổ biến các giải pháp kỹ thuật chống ăn mòn nhằm đảm bảo chất lượng và tuổi thọ lâu dài cho công trình.
3. Các giải pháp chống ăn mòn clorua cho BTCT trong môi trường biển Việt Nam
Trong tiêu chuẩn TCXDVN 327: 2004 “Kết cấu bê tông và bê tông cốt thép – Yêu cầu bảo vệ chống ăn mòn trong môi trường biển” đã đưa ra các yêu cầu kỹ thuật về: thiết kế, lựa chọn vật liệu, thi công nhằm đảm bảo khả năng chống ăn mòn cho kết cấu bê tông và bê tông cốt thép .
3.1. Về yêu cầu thiết kếTiêu chuẩn đã đưa ra bảng 1, quy định các yêu cầu tối thiểu về thiết kế áp dụng cho các công trình có tuổi thọ tới 50 năm.
Tiêu chuẩn TCXDVN 327 : 2004 cũng đã khuyến cáo áp dụng các biện pháp bảo vệ hỗ trợ như sau:
– Tăng mác bê tông thêm 10 MPa và độ chống thấm thêm một cấp hoặc tăng chiều dày lớp bê tông (BT) bảo vệ thêm 20 mm;
– Tăng cường bảo vệ mặt ngoài kết cấu bằng một lớp bê tông phun khô có mác bằng bê tông kết cấu dày tối thiểu 15mm;
– Tăng cường thêm lớp sơn chống ăn mòn phủ mặt cốt thép trước khi đổ bê tông;
– Quét sơn chống thấm bề mặt kết cấu, dùng chất ức chế ăn mòn cốt thép hoặc bảo vệ trực tiếp cốt thép bằng phương pháp bảo vệ catốt.
3.2. Về yêu cầu vật liệu– Xi măng: có thể sử dụng các loại với yêu cầu là C3A trong clinke ≤ 10%.
– Cát: cần khống chế lượng Cl-hòa tan ≤ 0,05% khối lượng cát cho bê tông thường, thử theo TCXDVN 262 : 2001.
– Nước trộn bê tông: cần khống chế hàm lượng Cl-≤ 500mg/l cho bê tông cốt thép thường.
– Phụ gia: tùy từng trường hợp cụ thể mà chỉ định sử dụng loại phụ gia phù hợp.
3.3. Về yêu cầu thi côngCông tác thi công các kết cấu BTCT trong môi trường biển được thực hiện theo TCVN 4453 : 1995 và các quy phạm chuyên ngành khác. Trong quá trình thi công ngoài các yêu cầu trên cần phải tuân thủ một số yêu cầu kỹ thuật bổ sung được quy định rõ trong TCXDVN 327 : 2004 gồm:
Bảo quản và lắp dựng cốt thép, lắp dựng ván khuôn;Thi công bê tông;Khắc phục các khiếm khuyết trong quá trình thi công.4. Giải pháp sử dụng canxi nitrít (CN) làm phụ gia ức chế ăn mòn cốt thép trong bê tông
Trong số các biện pháp bảo vệ hỗ trợ, việc sử dụng chất ức chế được xem là một biện pháp hiệu quả, dễ áp dụng và phù hợp với điều kiện kỹ thuật và kinh tế của Việt Nam.
Xem thêm: Vga Palit Nvidia Gtx 1060 Dual Fan 6Gb, Vga Palit Gtx 1060 Dual 6Gb
Canxinitrít (CN) đã được ứng dụng làm phụ gia ức chế ăn mòn cốt thép phổ biến trên thế giới khoảng 30 năm trở lại đây, nhưng ở Việt Nam gần như CN chưa được ứng dụng cho tới năm 2002, nguyên nhân do chưa nghiên cứu ứng dụng CN một cách đầy đủ trong điều kiện Việt Nam để có cơ sở vững chắc cho việc ứng dụng rộng rãi trong thực tế.
Trong những năm gần đây Viện KHCN Xây dựng tiếp tục đi sâu nghiên cứu vấn đề này và bước đầu cho thấy việc ứng dụng CN làm phụ gia ức chế ăn mòn cốt thép trong bê tông là một giải pháp đem lại hiệu quả cao, dưới đây tổng hợp một số kết quả nghiên cứu và ứng dụng CN trong thực tiễn.
Có thể bạn quan tâm: Hợp chất ăn mòn Best
Cleaner FA021
Cơ chế ngăn ngừa ăn mòn cốt thép của CN đã được lý giải khá rõ ràng, theo đó CN bảo vệ ăn mòn theo 4 phương pháp sau :
Việc tìm ra các giải pháp chống ăn mòn cho bê tông cốt thép cũng khiến các doanh nghiệp đau đầu. Đây được xem là việc làm được ưu tiên khi xây dựng các công trình kiên cố, nhất là những công trình gần biển, trong môi trường không khí ẩm. Vậy đâu là giải pháp chống ăn mòn cho bê tông cốt thép hiệu quả? Hãy cùng theo dõi bài viết nhé!
Tại sao cần xử lý ăn mòn bê tông cốt thép?
Xử lý chống ăn mòn cho bê tông cốt thép phổ biến tại các công trình lớn như: Cảng biển hoặc những công trình ven biển, bồn chứa các nhà máy sản xuất phân đạm, bể xử lý nước thải hoặc hóa chất… Nếu không tiến hành các giải pháp chống ăn mòn sớm thì sẽ khiến các công trình này mắc các vấn đề và khiến thời gian sử dụng công trình bị giảm sút, ảnh hưởng đến kinh tế, môi trường.
Đặc biệt, các công trình bê tông cốt thép gần biển lại càng phải tiến hành xử lý vấn đề ăn mòn này. Sau thời gian sử dụng 10-30 năm thì 50% chất lượng công trình bị suy giảm đáng kể. Các công trình điển hình như nhà ở, cầu cảng, đèn biển, công sự…Mặt khác, do sự ảnh hưởng của xâm thực nước biển tại Việt Nam rất mạnh đã ảnh hưởng đến tuổi thọ công trình.
Chính vì vậy, việc tìm ra các biện pháp phòng chống ăn mòn cốt thép trong bê tông công trình biển đảo là vấn đề rất quan trọng.
Bê tông cốt thép bị ăn mòn do đâu?
Nguyên nhân chính gây ra ăn mòn bê tông cốt thép là bê tông lớp bảo vệ ngoài công trình được thi công quá mỏng hoặc bị rỗng. Từ đó nguồn gốc xâm nhập như H2O, CO2, O2 và ion CL, vật chất nhiễm mặn trong quá trình thi công và tấn công nhanh từ môi trường muối trong nước biển.
Nước biển có chứa nhiều muối, lượng muối clorua có hơn là 88-89%, muối sunfat là khoảng 10.5%, độ PH thường là 8.2-8.3. Ăn mòn cốt thép mạnh nhất là vào lúc khí biển và thủy triều lên xuống (độ ẩm thấp sẽ làm gia tăng sự ăn mòn của O2).
Giải pháp chống ăn mòn bê tông cốt thép hiệu quả
Trong tiêu chuẩn TCXDVN 327: 2004 “Kết cấu bê tông và bê tông cốt thép – Yêu cầu bảo vệ chống ăn mòn trong môi trường biển” đã đưa ra các yêu cầu kỹ thuật về: thiết kế, lựa chọn vật liệu, thi công nhằm đảm bảo khả năng chống ăn mòn cho kết cấu bê tông và bê tông cốt thép.
Về yêu cầu thiết kế
Tiêu chuẩn đã đưa ra bảng 1, quy định các yêu cầu tối thiểu về thiết kế áp dụng cho các công trình có tuổi thọ tới 50 năm.Tiêu chuẩn TCXDVN 327 : 2004 cũng đã khuyến cáo áp dụng các biện pháp bảo vệ hỗ trợ như sau:Tăng mác bê tông thêm 10 MPa và độ chống thấm thêm một cấp hoặc tăng chiều dày lớp bê tông (BT) bảo vệ thêm 20 mm;Tăng cường bảo vệ mặt ngoài kết cấu bằng một lớp bê tông phun khô có mác bằng bê tông kết cấu dày tối thiểu 15mm;Tăng cường thêm lớp sơn chống ăn mòn phủ mặt cốt thép trước khi đổ bê tông;Quét sơn chống thấm bề mặt kết cấu, dùng chất ức chế ăn mòn cốt thép hoặc bảo vệ trực tiếp cốt thép bằng phương pháp bảo vệ catốt.Về yêu cầu vật liệu
Xi măng: có thể sử dụng các loại với yêu cầu là C3A trong clinke ≤ 10%.Cát: cần khống chế lượng Cl-hòa tan ≤ 0,05% khối lượng cát cho bê tông thường, thử theo TCXDVN 262 : 2001.Đá: cần khống chế lượng Cl- hòa tan ≤ 0,01% khối lượng cốt liệu lớn, thử theo TCXDVN 262:2001.Nước trộn bê tông: cần khống chế hàm lượng Cl-≤ 500mg/l cho bê tông cốt thép thường.Phụ gia: tùy từng trường hợp cụ thể mà chỉ định sử dụng loại phụ gia phù hợp.Về yêu cầu thi công
Công tác thi công các kết cấu BTCT trong môi trường biển được thực hiện theo TCVN 4453 : 1995 và các quy phạm chuyên ngành khác. Trong quá trình thi công ngoài các yêu cầu trên cần phải tuân thủ một số yêu cầu kỹ thuật bổ sung được quy định rõ trong TCXDVN 327 : 2004 gồm:
Bảo quản và lắp dựng cốt thép, lắp dựng ván khuôn;Thi công bê tông;Khắc phục các khiếm khuyết trong quá trình thi công.Hiện nay, các giải pháp chống ăn mòn cốt thép trong bê tông được quan tâm. Trong đó, giải pháp sử dụng các lớp màng bảo vệ chống ăn mòn được sử dụng hiệu quả.
Các giải pháp chống ăn mòn bê tông cốt thép phổ biến như sử dụng xi măng bền sunfat, hoặc chống thấm bổ sung, như trát vữa chống thấm bằng vữa xi măng có pha nhũ tương polyme; sơn chống ăn mòn cốt thép; sơn xi măng, sơn xi măng – polyme, sơn hóa chất cao phân tử, đảm bảo khả năng dính kết giữa cốt thép được sơn với bê tông, sơn phủ mặt ngoài kết cấu; sử dụng chất ức chế ăn mòn canxi nitrit; Sử dụng vật liệu composite thay thế cho bê tông thông thường…
Ngoài ra, còn có thể sử dụng bê tông cốt sợi phân tán (sợi thép và Sợi Polypropylene) trong quá trình sửa chữa thông qua một số đặc tính kỹ thuật đã được nghiên cứu, kết quả nghiên cứu đã cho thấy tính ưu việt của loại vật liệu có cốt (sợi thép và sợi Polypropylene).
Quan tâm: Cách Chống Ăn Mòn Kim Loại Môi Trường Biển Nào Tốt?
Quy trình xử lý ăn mòn bê tông cốt thép
Bước 1: Đục bê tông
Kiểm tra và xác định vị trú cần xử lý (sàn, cột, đà…); Đục bê tông toàn bộ những vị trí bị nứt, hở phần thép bị rỉ ra.
Bước 2: Thêm thép
Nếu thép quá yếu thì cấy thêm thép vào để tăng cường kết cấu (theo thiết kế)
Bước 3: Vệ sinh và xử lý bằng hóa chất
Đánh rỉ cốt thép bằng bàn chà săt, máy chà sắt, máy bắn nước,…
Phun lớp vật liệu biến đổi rỉ thép vào trực tiếp bề mặt cốt thép;
Bước 4: Tái lập bê tông
Tiến hành phun lớp bám dính bằng keo Sơn Epoxy chống ăn mòn vào vị trí cốt thép và bề mặt bê tông để tang cường độ bám dính. Nếu thi công bằng biện pháp bọc phủ composite thì tiến hành quét từng lớp composite và sợi thủy tinh vào bề mặt.
Sau đó đổ bê tông hoặc đắp vữa cường độ cao (có trộn hóa chất chống ăn mòn). Sau khi tái lập bê tông xong ta tiến hành quét 1 lớp ức chế ăn mòn và 2 lớp chống thấm lên bề mặt bê tông.
Trên đây, Hà Thành Equipment đã chia sẻ về nguyên nhân, giải pháp chống ăn mòn bê tông cốt thép hiệu quả được nhiều doanh nghiệp sử dụng hiện nay. Chúng tôi hy vọng những thông tin này hữu ích với bạn. Chúc bạn thành công!
