Bê Tông Cốt Thép Có Độ Bền Cao Trong Môi Trường Có Độ Mặn Thấp

Các kết quả kiểm tra đánh giá chất lượng các công trình thủy lợi bằng BT và BTCT như đập tràn, mố tiêu năng, cống ngầm, cống dưới đê, cống ngăn mặn, kè sông, kè biển, v,v… cho thấy, hầu hết những công trình chịu tác động của các tác nhân xâm thực chỉ sau một thời gian đưa vào sử dụng đã thấy dấu hiệu của xâm thực bê tông và cốt thép, (bề mặt bê tông bị thấm tiết vôi, bị rỗ, bê tông dọc theo các thanh cốt thép bị nứt do cốt thép bị xâm thực nở thể tích, v,v…). Có những công trình chỉ sau khoảng 10 năm đi vào hoạt động BT và BTCT đã bị xâm thực nghiêm trọng, cường độ bê tông bị suy giảm đáng kể. Vấn đề đặt ra là: cần phải phân tích đâu là những nguyên nhân chính gây ra các hiện tượng xâm thực nói trên, trên cơ sở đó đưa ra các giải pháp hữu hiệu, phù hợp để khắc phục hiện tượng xâm thực BT và BTCT đối với công trình thủy lợi đang hoạt động, hạn chế, phòng ngừa xâm thực đối với các công trình chuẩn bị đầu tư xây dựng.

Bạn đang xem: Bê tông cốt thép có độ bền cao trong môi trường có độ mặn thấp

II. Một số dạng xâm thực thường gặp:

Qua nghiên cứu, kiểm tra đánh giá chất lượng BT và BTCT một số công trình thủy lợi, thủy điện cho thấy, BT và BTCT các công trình thủy lợi, thủy điện bị xâm thực dưới nhiều hình thức khác nhau và do nhiều nguyên nhân khác nhau. Để người đọc có thể hình dung một cách có hệ thống, tác giả ra phân ra thành một số nguyên nhân chủ yếu sau:

1. Xâm thực BT do sự hòa tan các sản phẩm thủy hóa của xi măng:

Đối với BT và BTCT các công trình thủy lợi làm việc trong môi trường nước, đặc biệt điều kiện có chênh lệch mực nước, khi khả năng chống thấm của bê tông không đảm bảo, nước thấm qua bê tông sẽ hòa tan vôi trong thành phần của đá xi măng và cuốn theo dòng thấm ra ngoài dưới dạng Ca(OH)2, quá trình tiếp diễn lâu dài sẽ làm cho khối BT dần bị rỗng rỗ, suy giảm cường độ. Qua kiểm tra đánh giá chất lượng bê tông các công trình thủy điện Hòa Bình, Thác Bà, Cống dưới đê An Thổ - Tứ kỳ - Hải Dương, Cống Trung Lương – Hà Tĩnh, v.v… cường độ bê tông tại những khu vực bị thấm tiết vôi, cường độ bê tông giảm từ 10-40% so với những vị trí bê tông đặc chắc <5,6,7,8>.

*

Hình 1. Thẩm tiết vôi tại nhà máy Thủy điện Thác Bà và tại nhà máy thủy điện Hòa Bình

2. Xâm thực do BT và BTCT làm việc trong điều kiện mực nước thường xuyên thay đổi. Đây là một trong những dạng xâm thực rất thường gặp đối với BT và BTCT công trình thủy lợi, đặc biệt là các cống vùng triều, bê tông lát mái đê biển, v,v… Nguyên nhân là do, khi mực nước thường xuyên thay đổi, làm cho bề mặt bê tông thường xuyên lặp lại các chu kỳ bị làm ướt rồi lại khô, tức là làm cho BT luôn trong trạng thái trương nở-co ngót, hiện tượng này đặc biệt nguy hiểm trong điều kiện nhiệt độ, và bức xạ mặt trời cao vào mùa hè và khi nắng chiếu trực diện vào bề mặt BT khu vực chịu ảnh hưởng của mực nước thay đổi. Hiện tượng trương nở-co ngót liên tục sẽ làm xuất hiện nội ứng suất trong BT và gây nên các vi nứt trên bề mặt BT, cứ như thế xâm thực càng tiến sâu vào trong khối bê tông do nước qua vết nứt thấm sâu vào trong BT, dẫn đến phạm vi chịu ảnh hưởng của hiện tượng ướt-khô sâu hơn vào trong khối BT. BT bị nứt sẽ suy giảm cường độ, và dưới các tác động của ngoại lực như sóng, bê tông sẽ dần bị ăn mòn, cường độ suy giảm. Kết quả nghiên cứu trong phòng về ảnh hưởng của chu kỳ ướt-khô trong điều kiện nhiệt độ tăng từ 20-70o
C, sau 240 chu kỳ, cường độ chịu kéo khi uốn của bê tông giảm tới 15-26% <1>, bê tông có cường độ và độ chống thấm thấp thì mức độ suy giảm cường độ càng lớn.

*

Hình 2. Xâm thực bê tông do ảnh hưởng của mực nước thay đổi tại cống C2 – Hải Phòng

3. Xâm thực do BT và BTCT công trình thủy lợi do tạo thành các chất tích tụ, nở thể tích từ phản ứng của các chất tan trong nước với sản phẩm thủy hóa của xi măng trong BT hoặc BTCT (Thường gặp nhất là ở các công trình thủy lợi khu vực ven biển, công trình thủy lợi trong vùng nước chua phèn, v,v…).

Nước biển của các đại dương trên thế giới thường chứa khoảng 3,5% các muối hoà tan: 2,73% Na
Cl ; 0,32% Mg
Cl2 ; 0,22% Mg
SO­4 ; 0,13% Ca
SO­4; 0,02% KHCO3 và một lượng nhỏ CO2 và O2 hoà tan, p
H » 8,0. 

Theo tài liệu <3>, nước biển Việt Nam có thành phần hoá học, độ mặn và tính xâm thực tương đương các đại dương khác trên thế giới, riêng vùng gần bờ có suy giảm chút ít do ảnh hưởng của các con sông chảy ra biển ( xem bảng 1 và bảng 2).

Bảng 1.Thành phần hóa của nước biển Việt nam và trên thế giới

*

Bảng 2. Độ mặn nước biển tầng mặt trong vùng biển Việt nam, %

*

Môi trường không khí ven biển, môi trường nước chua, phèn cũng chứa rất nhiều tác nhân gây xâm thực BT và BTCT như ion SO42-, ion Cl-, ion Mg2+, v,v…

Trong môi trường nước hàm lượng ion SO42- > 250mg/l xâm thực bê tông xảy ra đáng kể <4>, đối chiếu với số liệu tại bảng 1 thì nước biển là môi trường gây xâm thực rất mạnh đối BT, nguyên nhân là ion SO42- tác dụng với các sản phẩm thủy hóa của xi măng (Ca(OH)2) tạo ra các chất tích tụ như Ca
SO4.2H2O, tăng thể tích gấp 2,34 lần so với thể tích của Ca(OH)2. ngoài ra Ca
SO4.2H2O lại có thể tiếp tục tương tác với 3Ca
O.Al2O3.6H2O để tạo thành 3Ca
O.Al2O3.3Ca
SO4.31H2O (ettringit) nở thể tích lên 4,8 lần. Hiện tượng tăng thể tích của các chất tích tụ làm xuất hiện nội ứng, gây nứt bê tông, cứ tiếp tục như thế, nước chứa ion SO42- tiếp tục thấm sâu vào trong khối BT thông qua các vết nứt làm cho quá trình xâm thực diễn ra liên tục và sâu rộng.Xâm thực cốt thép trong môi trường nước có chứa ion Cl- cũng là nguyên nhân chính gây phá hủy các công trình BTCT khu vực ven biển. Theo tài liệu <2> cho thấy quá trình xâm thực cốt thép có thể bắt đầu ngay từ khi hàm lượng ion clorua xâm nhập vào miền bê tông sát cốt thép không lớn (khoảng 0,60 ÷ 0,80 kg/m3 bê tông). Do sản phẩm xâm thực (gỉ sắt) nở thể tích 4 ÷ 6 lần sẽ gây ứng suất làm nứt bê tông bảo vệ dọc theo các thanh cốt thép bị xâm thực, tạo điều kiện thuận lợi cho sự xâm nhập ngày càng nhanh ion clorua vào bên trong khối bê tông, dẫn đến tốc độ xâm thực cốt thép phát triển mạnh hơn và công trình xây dựng nhanh chóng bị phá hủy.

*

Hình 3: Hiện trạng xâm thực và phá huỷ kết cấu BTCT cống Bình Cát – Bến Tre

*

Hình 4. Xâm thực BTCT do tác động tổng hợp của mực nước thay đổi, ăn mòn cốt thép, ăn mòn bê tông trong môi trường nước biển

4. Xâm thực do mài mòn cơ học (mài mòn do dòng nước chảy xiết, sóng, v.v…). Đây là một dạng xâm thực bê tông xảy ra khá phổ biến ở các công trình thủy lợi như tràn xả lũ, các loại cống, bê tông gia cố kè sông, kè biển. Dưới tác động mài mòn của dòng nước chảy xiết và sóng, đá xi măng trên bề mặt bê tông sẽ bị dòng nước bào mòn, sau đó các hạt có kích thước lớn hơn (hạt cốt liệu nhỏ, cốt liệu lớn) sẽ bị rửa trôi do không còn liên kết làm cho bê tông dần bị xâm thực.

*

Hình 5. Hiện trạng ăn mòn rửa trôi và ăn mòn cơ học do sóng biển của bê tông kè biển Cát Hải – Hải Phòng

*

Hình 6. xâm thực bê tông do bị mài mòn, rửa trôi cống Vàm Đồn – Bến Tre

5. Xâm thực do khí thực. Một số hạng mục công trình thủy lợi như tường cánh, tường bên tràn, cống, mố tiêu năng, v.v... làm việc trong điều kiện tiếp xúc với dòng nước có lưu tốc lớn thường xuất hiện những khu vực tách dòng gây lên hiện tượng khí thực, áp suất âm. Tại những khu vực này bê tông bị xâm thực rất mãnh liệt. Kết quả kiểm tra bê tông mố tiêu năng và tường cánh 12 cửa xả đáy nhà máy Thủy điện Hòa Bình năm 2000 - 2002 cho thấy, tại các mố tiêu năng, có chỗ bê tông bị xâm thực sâu tới 70-80cm, rộng 4-6m2, tại tường cánh bê tông bị xâm thực sâu tới 30cm, rộng từ 2-3m3. Nguyên nhân là do áp suất khí thực đã thắng được khả năng chịu kéo của bê tông (thường rất nhỏ), làm cho từng phần bê tông dần bị tách ra khỏi khối bê tông. 

6. Một số dạng xâm thực khác: như xâm thực do vi sinh vật gây ra (các loại hà, sò biển, v.v..), xâm thực do sự tương tác của các dạng axit, muối trong môi trường nước với các sản phẩm thủy hóa trong xi măng tạo ra các hợp chất tan mạnh, hoặc không có cường độ, v.v... cũng thường xảy ra đối với một số công trình thủy lợi bằng BT và BTCT.

Một số hạng mục công trình BT và BTCT có thể cùng một lúc chịu ảnh hưởng của nhiều dạng xâm thực khác nhau.

III. Những nguyên phân cơ bản gây xâm thực bê tông và bê tông cốt thép công trình thủy lợi:

Thông qua phân tích các dạng xâm thực của BT và BTCT có thể thấy rõ một số nguyên nhân cơ bản gây xâm thực cho bê tông, đó là:

1. Đối với môi trường làm việc của BT và BTCT.

Có sự chênh lệch cột nước gây thấm cho bê tông;Có sự dao động của mực nước;Bê tông tiếp xúc với dòng chảy có lưu tốc lớn;Môi trường làm việc của BT và BTCT có chứa các tác nhân gây xâm thực như các ion SO42-, Cl-, Mg2+, CO22-, v.v...;Trong môi trường có những loại vi sinh vật gây hại cho BT.

2. Đối với bản thân kết cấu công trình bằng BT và BTCT.

Khả năng chống thấm của BT không đảm bảo;Chất lượng thi công bê tông không tốt, bê tông bị mất nước nhiều do cốp pha không kín khít, rỗng rỗ nhiều, không đặc chắc, lớp bảo vệ cốt thép không đảm bảo về chiều dày và độ đặc chắc;Trong thiết kế thành phần BT chưa quan tâm đến các giải pháp làm tăng khả năng chịu kéo, khả năng chịu mài mòn, va đập của bề mặt BT, độ đặc chắc, chống xâm thực, khả năng ức chế ăn mòn cho BT và cốt thép đối với các hạng mục cho phù hợp;Trong quá trình thi công cốt thép bị rỉ vẫn đổ bê tông mà không có biện pháp làm sạch;Không có các biện pháp bảo vệ bề mặt bê tông khu vực dễ bị xâm thực.

IV. Một số giải pháp khắc phục phòng ngừa:

Đối với các công trình xây dựng mới.1. Trong quá trình thiết kế: cần phải nghiên cứu, phân tích đánh giá kỹ lưỡng điều kiện làm việc của công trình, các tác nhân có thể gây xâm thực cho BT và BTCT.2. Trong thiết kế thành phần bê tông.

Dùng xi măng bền sunphát có hàm lượng C3A, C3S thấp, tức là tìm cách giảm hàm lượng Ca(OH)2;Sử dụng một số loại phụ gia để làm đặc chắc cấu trúc bê tông, giảm hàm lượng Ca(OH)2 trong bê tông (phụ gia khoáng hoạt tính, phụ gia dẻo hóa, siêu dẻo, v.v..), sử dụng phụ gia ức chế ăn mòn làm giảm gradient nồng độ ion xâm thực của môi trường so với bê tông;Nâng cao khả năng chống thấm cho BT;Nâng cao cường độ, khả năng chịu kéo, khả năng chịu mài mòn, va đập cho bê tông các hạng mục công trình thường xuyên làm việc trong môi trường mực nước thường xuyên thay đổi, môi trường có dòng chảy xiết, chịu tác động của sóng.

3. Trong quá trình thi công.

Quản lý chặt chẽ các khâu trong quy trình thi công bê tông. Bảo quản vật liệu (xi măng, phụ gia, cốt thép).Công tác cốp pha: đảm bảo cốp pha kín khít, chống, neo chắc chắn để bê tông được đầm chặt, không bị mất nước xi măng, rỗng rỗ, giảm cường độ, độ chống thấm, đồng thời nâng cao thẩm mỹ công trình.Công tác cốt thép: đảm bảo cốt thép phải được làm sạch, không có gỉ, dầu mỡ dính vào cốt thép, chiều dày lớp bảo vệ đúng quy định. Công tác trộn, đổ, đầm bê tông, bảo dưỡng bê tông đảm bảo theo đúng quy trình trong các tiêu chuẩn thi công BT hiện hành.Tạo lớp màng bảo vệ BT và BTCT phía mặt ngoài kết cấu BT bằng các loại vật liệu kỵ nước, vật liệu chống thấm, vật liệu chịu va đập, mài mòn như: Epoxy, Urethan, Neopren, sơn tạo màng chống thấm, sơn thẩm thấu, bitum, vữa trộn sẵn chịu mài mòn va đập v.v…

Đối với các công trình đang sử dụng:Cần có quy trình kiểm tra, bảo dưỡng thường xuyên, đặc biệt là phải phát hiện sớm các vị trí thấm, nứt và sửa chữa kịp thời.Việc sửa chữa các công trình BT, BTCT bị thấm, nứt, xâm thực là rất khó khăn, phức tạp, do vậy muốn sửa chữa một cách triệt để, đảm bảo chất lượng, mỹ quan cần phải tìm đến các nhà thầu chuyên nghiệp, sử dụng các loại vật liệu sửa chữa đặc chủng, công nghệ cao.

Tài liệu tham khảo.<1>. Nguyễn Thanh Bằng – Nâng cao khả năng chống thấm cho đập bê tông trong điều kiện nóng ẩm Việt Nam, luận văn tiến sỹ kỹ thuật, Matxcơva – 2006.<2>. Phạm Văn Khoan, Trần Nam: Chất ức chế ăn mòn và hướng nghiên cứu, ứng dụng chất ức chế ăn mòn cho các công trình cầu, cảng bê tông cốt thép cùng biển Việt Nam – Tập san khoa học công nghệ chào mừng 20 năm thành lập ngành Xây dựng Cầu Đường.<3>. Trần Việt Liễn và các cộng tác viên: Báo cáo tổng kết đề mục "Ăn mòn khí quyển đối với bê tông và bê tông cốt thép vùng ven biển Việt Nam". Viện Khí tượng Thủy văn. Hà Nội, 1996<4>. Nguyễn Tiến Trung: Ăn mòn bê tông và bê tông cốt thép do tác động của môi trường.<5>. Báo cáo kết quả kiểm tra chất lượng bê tông nhà máy Thủy điện Hòa Bình – 2002.<6>. Báo cáo kết quả kiểm tra chất lượng bê tông nhà máy Thủy điện Thác Bà – 2001.<8>. Báo cáo kết quả kiểm tra chất lượng bê tông Cống An Thổ - Tứ Kỳ - Hải Dương – 1999.<9>. Báo cáo kết quả kiểm tra chất lượng bê tông cống Trung Lương – Đức Thọ - Hà Tĩnh – 1999.

Trong quá trình xây dựng, việc hoàn thiện công trình không phải lúc nào cũng đảm bảo theo quy chuẩn bản vẽ. Bởi vì việc lựa chọn đơn vị thiết kế và đơn vị thi công đôi khi độc lập với nhau. Do đó những lỗi cơ bản trong quá trình thi công bê tông cốt thép là điều không tránh khỏi. Vậy để khắc phục các vấn đề này thì hãy cùng Khu Công Nghiệp theo dõi bài viết sau.Bạn đang xem: Bê tông cốt thép có độ bền cao trong môi trường có độ mặn cao

Thế nào là bê tông cốt thép?

Bê tông cốt thép chính là sự kết hợp hài hòa giữa bê tông với cốt thép. Theo đó, bê tông có khả năng chịu được lực nén tốt nhưng lại chịu lực kéo rất kém. Còn cốt thép không chỉ chịu nén tốt mà khả năng chịu kéo cũng khá cao.

Chính vì thế cốt thép trong khối bê tông cốt thép có tác dụng gia tăng khả năng chịu lực kéo của bê tông. Điều này giúp bê tông bền và chịu lực tốt hơn. Đồng thời nâng cao chất lượng công trình.


*

Cấu tạo bê tông cốt thép

Những lỗi sai phổ biến khi thi công bê tông cốt thép

Sau đây sẽ là những sai lầm phổ biến trong quá trình thi công bê tông cốt thép:

Đổ bê tông không đạt chiều cao quy định

Khi đổ bê tông, nếu không đạt chiều cao quy định, thường là do đội thợ xây dựng không chuyên nghiệp và thiếu tính toán. Những cột chờ bị thiếu 10cm so với yêu cầu ban đầu có thể phải được bù đắp bằng cách khác để đảm bảo an toàn cho công trình.

Nối cốt thép không chuẩn xác

Việc nối cốt thép cần phải tuân thủ tiêu chuẩn VN4453:1995. Nối buộc chỉ được thực hiện theo quy định của thiết kế và không được nối ở các vị trí chịu lực lớn và chỗ uốn cong. Diện tích tổng cộng của các nối không được vượt quá 25% đối với thép tròn trơn và không quá 50% đối với thép có gờ trong một mặt cắt ngang của tiết diện kết cấu thép.

Chiều dài của các nối buộc cốt thép cũng phải đáp ứng yêu cầu của tiêu chuẩn. Cụ thể không được nhỏ hơn 250mm đối với thép chịu kéo và không nhỏ hơn 200mm đối với thép chịu nén trong các khung và lưới thép cốt thép.


*

Tiêu chuẩn nối thép

Làm bê tông rung chuyển khi chưa ninh kết tốt

Để đảm bảo chất lượng và độ bền của công trình xây dựng, việc ninh kết bê tông là rất quan trọng. Tuy nhiên, rất nhiều đội thợ vì muốn tiết kiệm thời gian và chi phí nên thường đổ bê tông sàn xong lại tiếp tục lên đổ cột, xây tường. Điều này dẫn đến việc chất tải lên sàn mới đổ như gạch xây, vữa trộn bị rung động, nứt bê tông, hư kết cấu,… khiến cho bê tông chưa phát triển đủ độ cứng cần thiết.

Do đó, để đảm bảo chất lượng công trình, chúng ta cần phải ninh kết bê tông đúng cách. Đồng thời không được tải trọng lên khi bê tông chưa cứng hoàn toàn.

Định vị sai lệch hệ kết cấu

Việc định vị sai lệch hệ kết cấu có thể gây ra nhiều vấn đề nghiêm trọng trong quá trình xây dựng. Điển hình là các kết cấu không thẳng hàng, bị lệch từ giai đoạn trước dẫn đến khi làm thép hoặc đổ bê tông sẽ lệch.

Lỗi này không quá hiếm do các đội thợ làm ẩu, đo đạc sai, không nắm được các kiến thức hình học cơ bả. Chẳng hạn như quy tắc 3-4-5 là ba cạnh hình vuông để xác định góc vuông. Vì vậy, trong quá trình xây dựng, chúng ta cần phải nắm vững kiến thức cơ bản về hình học và đo đạc chính xác để tránh những sai lệch không đáng có.

Xem thêm: Đầu tháng 11, honda sh 2020 sắp ra mắt việt nam, giá từ 71 đến 96 triệu đồng


*

Định vị kết cấu bê tông cốt thép

Thi công lớp cốt thép đai sai lệch

Cốt thép đai là các vòng thép bọc quanh các thanh thép chính dọc theo đà/dầm và cột. Tuy nhiên, đa số các đội thợ xây dựng lại không hiểu rõ hoặc mơ hồ về vai trò của cốt thép đai trong quá trình thi công bê tông cốt thép. Điều này rất đáng quan tâm vì vai trò của nó là giữ cho các thanh thép chính cố định khi thi công, chịu lực nén mạnh.

Đồng thời lớp cốt thép đai chịu các lực cắt ngang, xiên đặc biệt là ở các khu vực giao điểm giữa các cấu kiện. Ngoài ra, cốt thép đai còn chống lại sự giãn nở do thay đổi nhiệt độ trong bê tông để giúp cho bê tông vẫn đồng nhất. Thông thường, việc tăng cường cốt thép đai được thực hiện ở vùng gần các giao điểm.

Tuy nhiên, phần lớn các đội thợ chỉ bẻ theo kiểu vuông góc. Trong trường hợp chịu lực nén lớn, cần phải bẻ móc để giữ cho các thanh thép chủ không bị trượt ra, vì sức nén mà xu hướng rời ra xa nhau. Nếu chỉ bẻ vuông góc, tác dụng này sẽ không đạt được.

Để bê tông rơi tự do cao quá mức khi đổ

Để tránh tình trạng bê tông rơi tự do quá cao khi đổ, cần phải hạn chế chiều cao rơi xuống dưới 2m. Nếu không, bê tông sẽ bị phân tầng do đá nặng rơi trước và tập trung ở phía dưới. Trong khi đó cốt liệu nhỏ sẽ nằm ở trên, dẫn đến tình trạng đá sỏi và lỗ rỗng xuất hiện trong bê tông.

Để khắc phục, ta có thể sử dụng các vòi, máng nghiêng để đổ bê tông vào. Đối với cột bê tông, có thể mở các lỗ ngang ở giữa cột, đổ đầy đến đó và bịt lỗ lại. Sau đó tiếp tục đổ từ trên xuống.

Sử dụng cột chống và ván khuôn không tốt

Việc sử dụng cột chống và ván khuôn không tốt có thể dẫn đến tình trạng đổ sụp hoặc trũng ván khuôn, phồng, hẹp ván khuôn. Điều này cũng sẽ ảnh hưởng đến thi công bê tông cốt thép khi đổ. Đồng thời gây ra tình trạng bê tông bị trũng, bị phồng, co kích thước và mất nước xi măng trong quá trình mới đổ.

Nếu đây là cột bê tông và không có kê chèn hay định vị cột thẳng đứng, thì sẽ xảy ra tình trạng cột bị tác động nghiêng trong quá trình thi công.


*

Cột chống và ván khuôn bê tông cốt thép

Những vấn đề thường gặp sau khi thi công bê tông cốt thép

Kết cấu bê tông cốt thép bị nứt

Hiện tượng nứt kết cấu bê tông cốt thép không phải là điều hiếm gặp. Tuy nhiên, nếu vết nứt quá rộng và sâu thì có thể gây nguy hiểm đến chất lượng của công trình. Có thể chia vết nứt trong kết cấu bê tông cốt thép thành hai loại: vết nứt nhỏ và vết nứt lớn. Hiện tượng vết nứt thường bắt đầu từ bề mặt rồi lan rộng và sâu hơn theo thời gian. Nếu tình trạng này trở nên nghiêm trọng thì sẽ đe dọa đến độ an toàn của công trình.

Để giải quyết vấn đề này, chúng ta cần phải tiến hành sửa chữa kết cấu bê tông cốt thép kịp thời. Nếu vết nứt nhỏ, ta có thể sử dụng keo hoặc vữa xi măng để trám lại. Sau đó, cần phải xử lý chống thấm để đảm bảo bề mặt bê tông được bảo vệ tốt nhất.

Bê tông cốt thép bị ăn mòn

Sự ăn mòn kết cấu bê tông cốt thép là vấn đề không thể bỏ qua. Hiện tượng này xảy ra âm thầm và không dễ dàng nhận biết. Một trong những nguyên nhân phổ biến là hiện tượng này là quá trình cacbonat hóa. Đây là hiện tượng sinh ra cacbonat và trung hòa môi trường kiềm của bê tông. Điều này làm giảm độ PH của bê tông cốt thép xuống còn 9. Cơ chế tự bảo vệ của bê tông không còn nữa và bê tông bắt đầu bị ăn mòn.

Ngoài ra, sự xâm nhập của ion clorua cũng là một nguyên nhân không thể bỏ qua. Ion clorua có thể tồn tại trong các hỗn liệu bê tông như cát, sỏi đá. Hoặc do bê tông tiếp xúc trực tiếp với môi trường bị nhiễm mặn. Hoặc việc sử dụng một số chất phụ gia cũng có thể tồn tại ion clorua. Khác với cacbonat hóa, quá trình ion clorua làm phá vỡ lớp màng bảo vệ của bê tông. Đồng thời tác động mạnh đến cốt thép trong khi độ PH vẫn giữ ở mức cao 12 – 13.

Để giải quyết vấn đề chống ăn mòn cốt thép trong bê tông, cần phải tính toán độ dày lớp màng bảo vệ bê tông hợp lý. Ngoài ra, cần đảm bảo tỷ lệ nước/xi măng đủ thấp để làm chậm quá trình cacbonat và sự xâm nhập ion clorua. Cụ thể tỷ lệ nước/xi măng nên

*

Bê tông cốt thép bị ăn mòn

Bê tông rỗ hình tổ ong

Sỏi đá xuất hiện trên bề mặt bê tông là nguyên nhân chính của vấn đề này. Bởi vì quá trình đổ bê tông không được lèn chặt đúng cách. Bên cạnh đó hỗn hợp bê tông không đủ độ mịn để đảm bảo chất lượng sản phẩm.

Như vậy bài viết trên đã chỉ ra những lỗi thường gặp khi thi công bê tông cốt thép. Mong rằng bạn sẽ hiểu rõ và dễ dàng khắc phục bằng những biện pháp phù hợp. Chúc bạn gặp nhiều may mắn!


Sự ăn mòn của các thanh thép rất bất lợi cho các phần tử bê tông cốt thép và có thể làm giảm khả năng sử dụng của chúng và thậm chí gây ra hư hỏng kết cấu. Tuy nhiên, có thể thực hiện nhiều biện pháp phòng ngừa khác nhau để ngăn chặn sự ăn mòn của các thanh thép trên công trường.

Bê tông có chất lượng cao và độ thấm thấp là yếu tố cần thiết để kiểm soát các cơ chế ăn mòn khác nhau. Do đó, mặc dù bê tông thông thường không hoàn toàn không thấm, nhưng việc chú ý thích hợp đến các khía cạnh khác nhau của xây dựng như tay nghề, hỗn hợp bê tông và bảo dưỡng có thể đảm bảo sản xuất bê tông ít thấm với chất lượng tuyệt vời.

Các biện pháp thiết thực này rất quan trọng đối với các nhà thiết kế và kỹ sư công trường để ngăn chặn sự ăn mòn cốt thép.

Chi tiết sản phẩm: Chất tẩy gỉ B05

Mục lục nội dung
Làm thế nào để ngăn chặn sự ăn mòn cốt thép?

Làm thế nào để ngăn chặn sự ăn mòn cốt thép?

1. Tỷ lệ nước-xi măng (tỷ lệ w / c)

Bê tông có độ thấm thấp có thể được sản xuất bằng cách áp dụng tỷ lệ w / c thấp, đổi lại, có thể bảo vệ cốt thép tốt hơn. Các yêu cầu của Bộ luật xây dựng ACI 318M-11 đối với bê tông kết cấu khuyến nghị tỷ lệ w / c tối đa là 0,40 và cường độ bê tông tối thiểu là 35 MPa đối với bê tông tiếp xúc với độ ẩm và nguồn clorua bên ngoài từ hóa chất khử muối, nước mặn, nước lợ, nước biển hoặc phun từ các nguồn này.

Hơn nữa, ACI 357R- 84 cung cấp một tỷ lệ nước trên xi măng tương tự, như được trình bày trong Bảng-1. Do đó, nên sử dụng cường độ bê tông là 42 MPa miễn là bề mặt bê tông dự kiến ​​sẽ xuống cấp nghiêm trọng.

Bảng-1: Tỷ lệ nước / xi măng và cường độ nén bê tông cho ba điều kiện thời tiết

VùngTỷ lệ w / c tối đaCường độ nén bê tông (fc ‘) MPa
Ngập nước0,4535
Splash0,4035
Khí quyển0,4035

Hình 1: Tỷ lệ nước trên xi măng

2. Liên kết

Khả năng liên kết của CO 2 và CL được tăng lên khi hàm lượng xi măng được tăng lên. Tuy nhiên, nếu lượng xi măng được tăng lên mà không có biện pháp, tỷ lệ nước / xi măng, chất lượng đóng rắn và đầm nén sẽ có ảnh hưởng lớn hơn đến sự xâm nhập của clorua và cacbonat so với hàm lượng xi măng. Do đó, ACI 357R-84 khuyến nghị rằng hàm lượng xi măng tối thiểu là 356 Kg / m3 có thể được sử dụng cho môi trường ăn mòn.

3. Loại xi măng

Thành phần xi măng ảnh hưởng không nhỏ đến độ bền của bê tông . Ví dụ, khi hàm lượng tricalcium aluminat (C 3 A) trong xi măng poóc lăng tăng lên, khả năng chống ăn mòn được cải thiện đáng kể. Điều này là do phản ứng của ion clorua với tricalcium sulfoaluminate ngậm nước tạo ra muối Friedel không hòa tan trong hồ xi măng cứng. Hình-1 minh họa ảnh hưởng của C 3 A đối với sự bắt đầu ăn mòn cốt thép.

Tuy nhiên, hiệu suất của C 3 A giảm khi lượng clorua nhiều hơn vì C 3 A chỉ phản ứng với một lượng clorua cụ thể. Hơn nữa, khả năng chống lại sự tấn công của bê tông bị suy giảm do hàm lượng C 3 A tăng lên. Đó là lý do tại sao ACI 357R-84 khuyến nghị sử dụng loại xi măng ASTM I, II và III (Hiệp hội tiêu chuẩn Canada (CSA) 10, 20 và 30) nhưng với hàm lượng C 3 A dao động trong khoảng 4-10%.

4. Pozzolans

Các vật liệu Pozzolanic như silica fume, xỉ lò cao và tro bay được sử dụng để sản xuất bê tông chống lại sự tấn công của clorua và sunfat. Điều quan trọng là sự kết hợp của cả nước và canxi hydroxit với pozzolans tạo ra bê tông có độ thẩm thấu thấp và cường độ cao. ACI 318M-11 cho phép xi măng loại V (50 theo CSA) với pozzolans để chống lại sự tấn công của sunfat.

5. Phụ gia

Phụ gia là vật liệu hóa học được sử dụng để giúp bảo vệ cốt thép khỏi bị ăn mòn. Có thể sử dụng tỷ lệ w / c thấp bằng cách sử dụng phụ gia giảm nước và phụ gia siêu dẻo, cung cấp khả năng làm việc thích hợp, dẫn đến khả năng chống thấm tốt hơn. Nên tránh sử dụng các loại phụ gia có clorua canxi vì nó dẫn đến ăn mòn thép. Phụ gia điều chỉnh thời gian và giảm nước nên được sử dụng theo ASTM C494M.


Hình-3: Các loại phụ kiện

6. Cốt liệu

Cốt liệu ảnh hưởng đáng kể đến tính thấm của bê tông vì nó chiếm khoảng 70% thể tích của hỗn hợp bê tông. Độ thấm của bê tông tăng khi kích thước của cốt liệu thô tăng lên. Độ thẩm thấu của hầu hết các loại cốt liệu khoáng cao hơn 10-1000 lần so với hồ bê tông. Đó là lý do tại sao điều quan trọng là phải bao gồm độ ẩm tổng hợp trong tính toán tỷ lệ w / c, và chúng phải được rửa sạch.


Hình-4: Hàm lượng nước tổng hợp

7. Hàm lượng clorua cho phép

Quy chuẩn xây dựng ACI 318-11 quy định hàm lượng ion clorua hòa tan trong nước tối đa trong bê tông (xem Bảng 2).

Bảng-2: Bê tông ion clorua hòa tan trong nước tối đa trong bê tông,% trọng lượng xi măng

Điều kiện phơi sángHàm lượng ion clorua (Cl–) hòa tan trong nước tối đa trong bê tông, phần trăm trọng lượng xi măng *
Bê tông cốt thépBê tông đúc sẵn
Bê tông tiếp xúc với độ ẩm và nguồn clorua bên ngoài0,150,06
Bê tông tiếp xúc với độ ẩm nhưng không tiếp xúc với các nguồn clorua bên ngoài0,300,06
Bê tông khô hoặc được bảo vệ khỏi độ ẩm1,00,06
* Hàm lượng ion clorua hòa tan trong nước được đóng góp từ các thành phần, bao gồm nước, cốt liệu, vật liệu kết dính và phụ gia, sẽ được xác định trong hỗn hợp bê tông bằng ASTM C1218M ở độ tuổi từ 28 đến 42 ngày.

8. Độ dày lớp phủ bê tông

Chiều sâu của lớp phủ bê tông được coi là yếu tố ảnh hưởng đáng kể nhất đến sự ăn mòn của cốt thép. Có thể trì hoãn sự xâm nhập của hơi ẩm và sự xâm nhập của clorua bằng cách phủ thêm lớp phủ bê tông . Một số thông số ảnh hưởng đến độ dày lớp phủ bê tông , và kết quả là, cốt thép bị ăn mòn. Phương trình sau giải thích các tham số đó:


Làm thế nào để ngăn chặn sự ăn mòn cốt thép trên công trường? 10

Ở đâu:

Rt: Thời gian ăn mòn cốt thép nhúng trong bê tông tiếp xúc với nước mặn liên tục, hàng năm

Si: Chiều sâu của lớp phủ bê tông, cm

K: Nồng độ ion clorua, ppm

w / c: Tỷ lệ nước trên xi măng

ACI 318M-11 khuyến nghị lớp phủ bê tông tối thiểu để chống ăn mòn là 65 mm đối với bê tông thông thường và độ sâu lớp phủ tối thiểu là 50 mm đối với bê tông đúc sẵn. Hơn nữa, ACI 357R-84 quy định lớp phủ bê tông cho các điều kiện tiếp xúc khác nhau, như được trình bày trong Bảng-3.

Bảng-3: Đề xuất phủ bê tông trên thép gia cường

VùngPhủ lên trên cốt thépChe phủ các ống dẫn dự ứng lực
Vùng khí quyển không bị phun muối50 mm75
Bắn tung tóe và vùng khí quyển bị phun muối65 mm90
Ngập nước50 mm75
Bìa kiềngÍt hơn 13 mm so với những người đã đề cập ở trên

9. Nén

Sự ăn mòn cốt thép bị ảnh hưởng trực tiếp bởi mức độ đầm bê tông. Do đó, nếu không cung cấp đủ độ đầm trong quá trình đổ bê tông sẽ dẫn đến sự ăn mòn các phần tử bê tông nhanh hơn. Ví dụ, do độ đầm giảm 10%, độ thấm sẽ tăng 100% và cường độ bê tông giảm 50%. Từ đó, rõ ràng rằng độ đầm nén đầy đủ là rất quan trọng để ngăn ngừa ăn mòn.

10. Độ thấm bê tông

Độ thấm của bê tông có thể được giảm thiểu bằng cách bảo dưỡng thích hợp và kiểm soát cả nhiệt độ và độ ẩm. Độ thấm của lớp bề mặt bê tông tăng lên gấp 5 – 10 lần nếu không sử dụng biện pháp bảo dưỡng thích hợp. Nếu thời gian bảo dưỡng quá ngắn, các ion clorua sẽ xâm nhập vào bê tông trước khi tạo thành một lớp màng bảo vệ thụ động. Ủy ban ACI 308 (Tiêu chuẩn Thực hành Bảo dưỡng) đưa ra các khuyến nghị về bảo dưỡng bê tông.

11. Chiều rộng vết nứt cho phép

Sự hiện diện của các vết nứt bê tông ảnh hưởng đáng kể đến sự ăn mòn cốt thép. Do đó, ACI 224-01 khuyến nghị rằng cho phép chiều rộng vết nứt tối đa là 0,15 mm tại mặt căng của phần tử tiếp xúc với quá trình làm ướt và làm khô.

Ngoài ra, người ta thấy rằng vết nứt dọc dọc cốt thép bất lợi hơn nhiều so với vết nứt ngang trên cốt thép dọc. Điều này là do cái sau cho phép xâm nhập vào một khu vực nhỏ trong khi cái trước có thể phá vỡ lớp phủ bê tông. Bảng-4 cung cấp các vết nứt tối đa cho phép đối với các điều kiện tiếp xúc khác nhau .

Bảng-4: Hướng dẫn về chiều rộng vết nứt được khuyến nghị cho bê tông cốt thép chịu tải trọng dịch vụ

Điều kiện phơi sángChiều rộng vết nứt (mm)
Không khí khô hoặc màng bảo vệ0,41
Độ ẩm, không khí ẩm, đất0,30
Hóa chất khử mùi0,18
Nước biển và nước biển phun, làm ướt và làm khô0,15
Cấu trúc giữ nước †0,10
† Không bao gồm đường ống không áp suất.

12. Lớp phủ bảo vệ

Việc áp dụng lớp phủ thanh gia cố và bảo vệ catốt là một cách khác để ngăn chặn sự ăn mòn. Tuy nhiên, chúng đắt hơn so với lớp bảo vệ bê tông có độ thẩm thấu thấp. Cả hai lớp phủ anốt và lớp phủ chắn là những phương pháp bảo vệ quan trọng nhất bằng lớp phủ. Trong kỹ thuật catốt, môi trường bê tông được thay đổi bằng cách sử dụng các cực dương tự nguyện hoặc hướng dòng ion ra khỏi cốt thép.

Câu hỏi thường gặp

Ảnh hưởng của ăn mòn đối với các phần tử bê tông cốt thép?

Sự ăn mòn của các thanh thép rất bất lợi cho các phần tử bê tông cốt thép và có thể làm giảm khả năng sử dụng của chúng, thậm chí gây ra hư hỏng kết cấu.

Nguyên nhân chính gây ra ăn mòn cốt thép là gì?

Cacbonat hóa và sự xâm nhập của các ion clorua là nguyên nhân chính gây ra sự ăn mòn cốt thép.

Làm thế nào để chống ăn mòn cốt thép?

Có thể thực hiện nhiều biện pháp phòng ngừa khác nhau để ngăn chặn sự ăn mòn của các thanh thép trên công trường. Bê tông có chất lượng cao và độ thấm thấp là yếu tố cần thiết để kiểm soát các cơ chế ăn mòn khác nhau.

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.