Bài giảng vật liệu xây dựng Đại học chính quyBài giảng vật liệu xây dựng Đại học chính quyBài giảng vật liệu xây dựng Đại học chính quyBài giảng vật liệu xây dựng Đại học chính quyBài giảng vật liệu xây dựng Đại học chính quyBài giảng vật liệu xây dựng Đại học chính quyBài giảng vật liệu xây dựng Đại học chính quyBài giảng vật liệu xây dựng Đại học chính quyBài giảng vật liệu xây dựng Đại học chính quyBài giảng vật liệu xây dựng Đại học chính quyBài giảng vật liệu xây dựng Đại học chính quyBài giảng vật liệu xây dựng Đại học chính quy
BỘ GIAO THÔNG VẬN TẢI TRƢỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHỆ GIAO THÔNG VẬN TẢI BỘ MÔN: KẾT CẤU – VẬT LIU Bài giảng Vật liệu xây dựng DC2DD20 H NI CHƢƠNG CÁC TÍNH CHẤT CƠ BẢN CỦA VẬT LIỆU XÂY DỰNG Khái niệm hệ thống tiêu chuẩn vật liệu xây dựng 1.1 Khái niệm Các vật liệu xây dựng tồn trạng thái rắn hay lỏng, có nguồn gốc tự nhiên hay nhân tạo, có chất vơ hay hữu Bản chất vật lý vật liệu xác định thông số vật lý đặc trưng cho thành phần cấu trúc, ví dụ khối lượng riêng, khối lượng thể tích, độ rỗng, độ mịn, v v… Khi sử dụng vào cơng trình xây dựng, trình khai thác, sử dụng vật liệu thường xuyên phải chịu tác động tải trọng bên điều kiện môi trường Những tác động q trình học, vật lý, hố học… ảnh hưởng trực tiếp đến vật liệu chí phá hoại cơng trình Bởi vậy, vật liệu xây dựng cần phải có đủ khả đáp ứng với điều kiện làm việc cơng trình để đảm bảo an tồn cho suốt thời gian khai thác thiết kế dự định Những khả với thông số vật lý nêu gọi tính chất vật liệu xây dựng Để nghiên cứu sử dụng vật liệu xây dựng, phân chia tính chất vật liệu xây dựng thành tính chất như: nhóm thơng số đặc trưng trạng thái cấu trúc, nhóm tính chất vật lý có liên quan đến nước, nhóm tính chất vật lý có liên quan đến nhiệt, nhóm tính chất học, nhóm tính chất hố học… Ngồi cịn có số tính chất mang ý nghĩa tổng hợp khác tính cơng tác, tuổi thọ v.v… Các tính chất vật liệu xây dựng định thành phần cấu trúc nội Bởi vậy, thay đổi thành phần cấu trúc loại vật liệu làm cho tính chất vật liệu thay đổi Đó sở để cải thiện tính chất vật liệu truyền thống để nghiên cứu phát triển vật liệu Các tính chất vật liệu xây dựng xác định theo phép thử tiêu chuẩn thí nghiệm qui định chặt chẽ tiêu chuẩn quốc gia (TCVN) để tránh ảnh hưởng yếu tố khách quan Ngoài hệ thống tiêu chuẩn quốc gia cịn sử dụng tiêu chuẩn ngành (TCN) Cùng với thời gian, tiêu chuẩn thường thay đổi để phù hợp với trình độ sản xuất nhu cầu sử dụng ngày cao Khi thực dự án có yếu tố nước ngồi chọn tiêu chuẩn quốc tế thích hợp để sử dụng Việc nghiên cứu nắm vững tính chất vật liệu xây dựng cần thiết để làm sở cho việc so sánh, đánh giá chất lượng, lựa chọn vật liệu qui mô, kết cấu công trình xây dựng nhằm đạt hiệu kinh tế kỹ thuật Trong phạm vi Chương đề cập đến thông số trạng thái đặc trưng cấu trúc, với tính chất vật lý tính chất học quan trọng vật liệu xây dựng 1.2 Hệ thống tiêu chuẩn vật liệu xây dựng Việt Nam sử dụng hệ thống tiêu chuẩn vật liêu xây dựng, gồm: ISO- Hệ thống tiêu chuẩn quốc tế; TCVN- Hệ thống tiêu chuẩn Việt Nam tính vật liệu phương pháp thử; TCN- Hệ thống tiêu chuẩn ngành Đây hệ thống tiêu chuẩn ngành tự lập áp dụng cho chuyên ngành TCXD Bộ Xây dựng, 22 TCN Bộ Giao thông Vận tải Đồng thời, tiêu chuẩn số quốc gia, tổ chức quốc tế sử dụng ngành xây dựng sử dụng cho cơng trình giao thông, như: Tiêu chuẩn Vương quốc Anh: BRITSH STANDARD ký hiệu BS Tiêu chuẩn Châu Âu: EUROPEAN STANDARD ký hiệu EN Tiêu chuẩn quốc gia Nhật Bản ký hiệu JIS Tiêu chuẩn Nga- OCT, CHu Tiêu chuẩn thí nghiệm vật liệu Mỹ ASTM STANDARD Tiêu chuẩn Hiệp hội quan chức đường cao tốc vận tải quốc gia Mỹ AASHTO Tiêu chuẩn quốc gia Đức: DIN Tiêu chuẩn quốc gia Pháp NF Tiêu chuẩn Viện asphalt Mỹ ký hiệu AC Tiêu chuẩn viện bê tông Mỹ ký hiệu ACI Tuỳ theo yêu cầu kỹ thuật dự án quan quản lý dự án lựa chọn khung tiêu chuẩn áp dựng cho loại dự án Khung tiêu chuẩn hệ thống tiêu chuẩn cho phép áp dụng nhằm đảm bảo hợp chuẩn hồ sơ thiết kế chất lượng xây dựng cơng trình Ở nước ngồi khung tiêu chuẩn thường hệ thống mở chủ yếu cung cấp sở kỹ thuật để người kỹ sư áp dụng Hệ thống TCVN hệ thống bắt buộc (pháp lý) mà người kỹ sư phải thực trình thiết kế, thí nghiệm sử dụng vật liệu Các thông số trạng thái đặc trƣng cấu trúc VLXD 2.1 Khối lƣợng riêng Khối lượng riêng khối lượng đơn vị thể tích vật liệu trạng thái hoàn toàn đặc Khối lượng riêng tính cơng thức: m , ( g/cm3) Va (1.1) đó: m- khối lượng vật liệu trạng thái hồn tồn khơ, g; Va- thể tích vật liệu trạng thái hồn tồn đặc, cm3 Khối lượng riêng vật liệu xây dựng tính đơn vị khác như: kg/dm3, kg/l, kg/m3 hay tấn/m3 Để xác định khối lượng riêng vật liệu xây dựng phải xác định khối lượng mẫu vật liệu sấy khô tới khối lượng không đổi G cách dùng cân kỹ thuật, thể tích đặc mẫu Va tuỳ theo loại vật liệu cụ thể mà dùng phương pháp thích hợp Với vật liệu xem hoàn toàn đặc (như thép, kính …), phải gia cơng để tạo mẫu có hình dạng hình học rõ ràng (hình khối lập phương, hình khối hộp chữ nhật, hình trụ …), sau đo kích thước hình học mẫu dùng cơng thức tốn học để tính thể tích đặc Va Với vật liệu có cấu trúc rỗng (gạch, bê tơng …) phải nghiền nhỏ thành hạt có đường kính bé 0.2 mm thể tích đặc Va thể tích lỏng rời chỗ cho bột vật liệu vào bình tỷ trọng Đối với vật liệu xây dựng trạng thái lỏng nhớt (thủy tinh lỏng, bi tum lỏng …), xác định khối lượng riêng phù kế Khối lượng riêng vật liệu xây dựng phụ thuộc vào thành phần cấu trúc vi mô nên biến động phạm vi nhỏ (gạch nung: 2,60-2,65; xi măng: 3,05-3,15 g/cm3) Trong thực tế khối lượng riêng sử dụng để phân biệt loại vật có hình thức bên ngồi giống để tính thành phần số vật liệu hỗn hợp 2.2 Khối lƣợng thể tích Khối lượng thể tích 0 khối lượng đơn vị thể tích vật liệu khơ trạng thái tự nhiên (kể thể tích lỗ rỗng) Khối lượng thể tích tính cơng thức: 0 m , (g/cm3), V0 (1.2) đó: m - khối lượng mẫu vật liệu trạng thái hồn tồn khơ, g; V0- thể tích mẫu vật liệu trạng thái tự nhiên, cm3 Đơn vị khối lượng thể tích cịn là: kg/dm3, kg/m3, tấn/m3 Theo công thức, để xác định khối lượng thể tích vật liệu xây dựng cần phải xác định hai trị số: khối lượng mẫu trạng thái hồn tồn khơ m thể tích tự nhiên mẫu V0 Khối lượng mẫu trạng thái hồn tồn khơ m xác định dễ dàng cân kỹ thuật sau sấy khô mẫu vật liệu 105 50C tới khối lượng khơng thay đổi, cịn thể tích tự nhiên V0 mẫu tuỳ thuộc vào vật liệu mà cịn có phương pháp xác định tương ứng thích hợp Nhìn chung chia vật liệu xây dựng thành ba nhóm chủ yếu ứng với ba phương pháp xác định khối lượng thể tích khác Với nhóm vật liệu có hình dạng hình học rõ ràng (bao gồm vật liệu tự có hình dạng khối hình học hình trụ, hình khối lập phương hay khối hộp chữ nhật…và vật liệu gia cơng hay đúc khn mà có hình dạng khối hình học vừa nêu trên) dùng thước dẹt (u cầu độ xác thấp) hay thước kẹp có chạy (nếu yêu cầu độ xác cao) để đo kích thước hình học chủ yếu sau tính tốn thể tích tự nhiên V0 cơng thức cơng thức hình học Với nhóm vật liệu khơng có hình dạng hình học rõ ràng, thể tích tự nhiên mẫu V0 xác định cách bọc bề mặt mẫu lớp sáp (paraphin) mỏng đem cân cân thủy tĩnh (Hình 1.1.) Hình 1.1 Cân thuỷ tĩnh Với nhóm vật liệu dạng hạt rời rạc (cát, sỏi, đá dăm…) mà thể tích lỗ rỗng tự nhiên bao gồm thể tích lỗ rỗng nằm hạt vật liệu thể tích vùng rỗng hạt vật liệu, xác định thể tích tự nhiên mẫu V0 cách sử dụng loại ca hay thùng đong có dung tích lớn nhỏ khác tương ứng với độ lớn cỡ hạt vật liệu Khi đó, vật liệu rời rạc thả rơi từ độ cao qui định vào ca dùng thước tì miệng ca để gạt hạt vật liệu thừa nằm cao miệng Thể tích tự nhiên V0 mẫu vật liệu dung tích ca (hay thùng) Thông thường loại vật liệu, khối lượng thể tích biến động phạm vi rộng nhiều so với khối lượng riêng phụ thuộc vào cấu trúc vật liệu Đối với vật liệu, khối lượng thể tích ln có trị số nhỏ khối lượng riêng Chỉ với vật liệu xem tuyệt đối đặc hai trị số Bảng 1.1 đưa khối lượng riêng khối lượng thể tích số vật liệu để tham khảo Bảng 1.1 Khối lượng riêng khối lượng thể tích số vật liệu xây dựng Khối lƣợng riêng (g/cm3) 1.0 2.7 – 2.8 1.52 – 1.58 2.65 – 2.70 2.65 2.45 – 2.65 7.8 – 7.85 Tên vật liệu - Nước 2770K - Đá granít (đá dăm) - Gỗ - Gạch đất sét nung - Cát thạch anh - Kính - Thép xây dựng Khối lƣợng thể tích 0 (g/cm3) 1.0 1.45 – 1.65 0.4 – 1.28 1.5 – 1.8 1.4 – 1.65 2.45 – 2.65 7.8 – 7.85 Cần ý rằng, cịn có u cầu xác định khối lượng thể tích vật liệu trạng thái ẩm Khi khối lượng thể tích vật liệu phụ thuộc nhiều vào độ ẩm vật liệu Khối lượng thể tích vật liệu có ý nghĩa quan trọng kỹ thuật Thơng qua khối lượng thể tích vật đánh giá sơ số tính chất khác như: độ rỗng, độ hút nước, tính truyền nhiệt, cường độ… Trong thực tế, khối lượng thể tích sử dụng tính tốn thành phần bê tơng xi măng, tốn vận chuyển vật liệu tính tốn kết cấu xây dựng Đặc biệt, khối lượng thể tích dùng trực tiếp để định mác vật liệu cách nhiệt 2.3 Độ rỗng Độ rỗng r tỷ số thể tích rỗng vật liệu với thể tích tự nhiên Từ định nghĩa độ rỗng số thập phân xác định cơng thức: r Vr V0 (1.3) Trong đó: Vr – thể tích rỗng có vật liệu V0 – thể tích tự nhiên vật liệu Tuy nhiên độ rỗng cịn hay tính phần trăm (%) theo công thức: r Vr 100 , (%) V0 (1.4) Biết rằng: Vr=V0-Va, đó: Va – thể tích vật liệu trạng thái hồn tồn đặc, đó: r là: V0 Va Va 1 V0 V0 0 1 ; r 1 100, (%); (1.5) (1.6) đó: 0 - khối lượng thể tích vật liệu, g/cm3 - khối lượng riêng vật liệu, g/cm3 Từ thấy khơng cần phải tiến hành thí nghiệm để xác định độ rỗng vật liệu mà cần tính tốn gián tiếp qua khối lượng riêng khối lượng thể tích 0 vật liệu Độ rỗng vật liệu xây dựng biến động phạm vi rộng Có thể thấy rõ điều qua số liệu sau Bảng 1.2 Độ rỗng số vật liệu Tên vật liệu Độ rỗng r (%) - Thép, kính - Bê tơng xi măng nặng 10-16 - Gạch đất sét nung 25-35 - Bê tông bọt 55-85 - Chất dẻo mipo 95 Độ rỗng tiêu kỹ thuật quan trọng vật liệu ảnh hưởng đến nhiều tính chất khác vật liệu như: cường độ, độ hút nước, tính chống thấm, tính truyền nhiệt, khả chống ăn mịn … Tuy nhiên mức độ ảnh hưởng khơng phụ thuộc đơn vào trị số độ rỗng lớn hay nhỏ mà phụ thuộc vào đặc trưng cấu trúc lỗ rỗng vật liệu (ví dụ: lỗ rỗng kín riêng biệt hay lỗ rỗng hở thông nhau) Chẳng hạn, trị số rỗng vật liệu có độ rỗng với cấu trúc hở thơng có cường độ, tính chống thấm, tính chống ăn mịn tính cách nhiệt so với cấu trúc kín riêng biệt 2.4 Độ mịn Độ mịn (hay gọi độ lớn) tiêu kỹ thuật để đánh giá kích thước hạt vật liệu dạng hạt rời rạc Khi độ mịn vật liệu dạng hạt thay đổi làm thay đổi độ rỗng hạt, khả phân tán môi trường kể khả hoạt động hố học vật liệu Bởi vậy, tuỳ theo loại vật liệu mục đích sử dụng mà người ta tăng hay giảm độ mịn Độ mịn vật liệu dạng hạt đánh giá cách sàng chúng cỡ sàng có đường kính quy định theo tiêu chuẩn tính tỷ lệ khối lượng hạt lọt qua sàng (%) Độ mịn cịn đánh giá diện tích bề mặt riêng (tổng diện tích bề mặt tất hạt vật liệu có 1g vật liệu đó, cm2/g) hay khả lắng đọng chất lỏng … Đối với vật liệu rời rạc, bên cạnh việc xác định độ mịn cần phải quan tâm đến hàm lượng nhóm cỡ hạt, hình dạng hạt tính chất bề mặt hạt (góc thấm ướt, tính nhám ráp, khả hấp thụ liên kết với vật liệu khác) Các tính chất vật lí có liên quan đến nƣớc 3.1 Độ ẩm Độ ẩm W tỷ lệ phần trăm nước có vật liệu thời điểm thí nghiệm Độ ẩm vật liệu tính tốn cơng thức: W mn 100, (%) m (1.7) đó: mn - khối lượng nước có mẫu vật liệu thời điểm thí nghiệm, g; m - khối lượng mẫu vật liệu hồn tồn khơ, g W ma m 100, (%) m (1.8) ma - khối lượng mẫu vật liệu ẩm thời điểm thí nghiệm, g; m - khối lượng mẫu vật liệu hoàn tồn khơ, g Khi vật liệu đặt mơi trường khơng khí, hút hay nhả ẩm tùy theo chênh lệch áp suất riêng phần nước khơng khí vật liệu Chính tượng tạo nên thay đổi thường xuyên độ ẩm vật liệu làm cho độ ẩm vật liệu phụ thuộc vào điều kiện môi trường với phụ thuộc vào chất vật liệu đặc trưng cấu trúc lỗ rỗng Độ ẩm vật liệu thay đổi dẫn đến thay đổi kích thước thể tích Điều dẫn tới phát sinh nội ứng suất, gây tượng nứt nẻ vật liệu Ngoài ra, độ ẩm vật liệu thay đổi làm thay đổi tính chất khác như: cường độ, khả cách nhiệt, khả chịu cách âm… 3.2 Độ hút nƣớc Độ hút nước vật liệu khả hút giữ nước điều kiện bình thường Để tiến hành thí nghiệm xác định độ hút nước phải ngâm mẫu vật liệu sấy khơ vào nước để hút nước tới hết khả điều kiện môi trường bình thường (áp suất 1atm nhiệt độ 20 5oC) Độ hút nước vật liệu tính tốn theo hai cách: theo khối lượng (Hp) theo thể tích (Hv) Độ hút nước theo khối lượng Hp tỷ số phần trăm khối lượng nước mà vật liệu hút với khối lượng vật liệu trạng thái khơ Hp tính tốn theo công thức sau: Hp mn m m 100 u 100 , (%), m m (1.9) mn - khối lượng mà mẫu vật liệu hút được, g; mu - khối lượng mẫu vật liệu ướt sau hút nước, g; m - khối lượng mẫu vật liệu trạng thái hồn tồn khơ, g Độ hút nước theo thể tích Hv tỷ số phần trăm thể tích nước mà vật liệu hút với thể tích tự nhiên mẫu vật liệu Hv tính tốn theo cơng thức sau: HV Vn m m 100 u 100, (%); V0 n Vo (1.10) Trong đó: Vn – thể tích nước mà mẫu vật liệu hút được, cm3; V0 – thể tích tự nhiên mẫu vật liệu, cm3; n - khối lượng riêng nước, g/cm3 Vật liệu hút giữ nước lỗ hở nên thể tích nước hút Vn khơng thể lớn thể tích rỗng vật liệu Vr Chính độ hút nước theo thể tích Hv ln ln nhỏ 100% Trong đó, độ hút nước theo khối lượng Hp số vật liệu nhẹ rỗng lại lớn 100% Có thể tìm quan hệ Hv Hp cách sau: HV 0 (1.11) H P n hay là: HV 0 H P n (1.12) đó: 0 - khối lượng thể tích vật liệu, g/cm3; n – khối lượng riêng nước, 1g/cm3 Độ hút nước vật liệu phụ thuộc vào độ rỗng vật liệu vào cấu trúc lỗ rỗng 3.3 Độ bão hoà nƣớc Độ bão hoà nước độ hút nước lớn vật liệu Giống độ hút nước, độ bão hoà nước xác định theo hai cách: độ bão hoà nước theo khối lượng Hpmax độ bão hồ nước theo thể tích Hvmax Muốn xác định độ bão hoà nước vật liệu, cần phải tạo điều kiện cho mẫu vật liệu hút nước tối đa, thực hai phương pháp cưỡng mô tả Phương pháp nhiệt độ: đặt mẫu vật liệu sấy khô vào nước đun sôi liên tục Chờ nước nguội tới nhiệt độ phịng thí nghiệm vớt mẫu để cân tính tốn kết thí nghiệp theo cơng thức xác định độ hút nước trình bày mục 3.2 Để mẫu vật liệu hút nước tối đa, quy trình thí nghiệm lặp lặp lại vài lần liên tục Phương pháp áp suất: mẫu vật liệu sau sấy khô ngâm ngập bình có chứa nước Hạ áp suất bình xuống cịn 20 mmHg trì tới khơng cịn bọt khí từ mẫu Khơi phục lại áp suất khí bình thường (760 mmHg) cho bình, sau vớt mẫu cân tính tốn Cũng lặp lại vài lần quy trình thí nghiệm vừa miêu tả để mẫu vật liệu hút nước nhiều Hai hệ số đánh giá trạng thái (hệ số bão hoà) phẩm chất vật liệu (hệ số mềm) có liên quan đến nước thường sử dụng Hệ số bão hoà Trong thực tế, lượng nước mà vật liệu chứa thay đổi tuỳ thuộc điều kiện ngoại cảnh Để so sánh thể tích nước mà vật liệu giữ thời điểm cụ thể với thể tích lỗ rỗng vật liệu, nói cách khác, để đánh giá mức bão hoà nước lỗ rỗng vật liệu, dùng hệ số bão hồ Cbh tính theo cơng thức sau: Cbh Vn ; Vr (1.13) Trong đó: Vn – thể tích nước có mẫu vật liệu thời điểm thí nghiệm, cm3; Vr – thể tích lỗ rỗng mẫu vật liệu, cm3 Độ bão hoà nước xác định theo khối lượng theo thể tích Vn V V H Cbh n , Cbh V Vr Vr r V0 (1.14) V0 – thể tích tự nhiên mẫu vật liệu, cm Hệ số bão hoà Cbh lớn lượng nước chứa vật liệu (cũng chứa lỗ rỗng vật liệu) nhiều Hệ số bão hoà Cbh biến thiên từ (khi vật liệu hồn tồn khơng chứa nước, Hv=0) tới trị số tối đa (nếu tất lỗ rỗng vật liệu hở chứa đầy nước) Hệ số mềm Khi vật liệu bị ẩm ướt, bão hồ nước, nhiều tính chất thay đổi, đặc biệt cường độ giảm Điều bất lợi cho phận cơng trình làm việc nơi ẩm ướt hay nước Để đặc trưng cho độ bền nước vật liệu sử dụng hệ số mềm Km tính theo cơng thức: Km Rbh R (1.15) đó: Rbh - cường độ vật liệu trạng thái bão hoà nước, MPa; R - cường độ vật liệu trạng thái khô, MPa Các vật liệu xây dựng thường có Km Trị số tối đa (Km=1) đạt vật liệu kim loại thép Hệ số mềm Km dùng để phân loại vật liệu xây dựng theo tính bền nước Những vật liệu có Km > 0,75 coi vật liệu bền nước dùng để xây dựng nơi ẩm ướt hay nước Để xây dựng nơi khô ráo, cần dùng vật liệu có Km = 0,10 - 0,15 3.4 Tính thấm nƣớc Tính thấm nước tính chất nước thấm qua chiều dày hai bề mặt vật liệu có chênh lệch áp suất thủy tĩnh Khả thấm nước vật liệu đánh giá qua hệ số thấm (Kth), tính cơng thức: 10 Độ nhớt Brookfield Poise (ở nhiệt độ 25 oC) 10-20 10-25 10-20 ASTM D 2196-86 m ≤ 35 ≤ 50 ≤ 30 TCVN 2091:2008 Khô bề mặt h ≤1 ≤1 ≤1 TCVN 2096:1993 Khơ hồn tồn h ≤5 ≤5 ≤5 Độ mịn Thời gian khô Hàm lượng phần % ≥ 50 ≥ 60 ≥ 50 TCVN 2093:1993 khô Đối với sơn hàm lượng dung môi thấp Bảng 9.3 - Tính chất vật lý sơn hàm lượng dung môi thấp Tên tiêu Mức tiêu Đơn vị Màu sắc Sơn lót Mẫu Nâu đỏ Mẫu - Sơn phủ Phƣơng pháp thử - TCVN 2102 – ISO Xám nhạt 2008 3668:1978 đến sẫm Độ nhớt Brookfield Poise (ở nhiệt độ 25 oC) 10-25 10-25 ASTM D 2196-86 Hàm lượng phần khô % 90-95 80-90 TCVN 1993 2093 - Độ mịn µm ≤ 35 ≤ 30 TCVN 2008 2091 - TCVN 1993 2096 - Thời gian khô (ở nhiệt độ 25 oC) Khô không bắt bụi h ≤6 ≤6 Khô hồn tồn h ≤ 24 ≤ 24 9.5.2.2.Tính chất học Bảng 9.4 - Tính chất học hệ sơn Mức tiêu Tên tiêu Đơn vị Sơn lót Sơn trung Sơn phủ Phƣơng pháp thử 183 gian Độ cứng màng sơn – ≥ 0,20 ≥ 0,20 ≥ 0,36 Độ bến uốn màng mm 2 Độ bám dính màng điểm 1 ≥ 45 ≥ 45 ≥ 50 TCVN 2100:2007 – – Trung bình 70 % TCVN 2101:2008 Độ bền va đập kG.cm Độ bóng % TCVN 2098:2007 TCVN 2099:2007 TCVN 2097:1993 9.5.2.3.Khả chịu môi trƣờng Đánh giá thử nghiệm môi trƣờng axit kiềm Bảng 9.5 - Các tiêu thử nghiệm môi trường axit kiềm màng sơn Tên tiêu Yêu cầu kỹ thuật Phƣơng pháp thử Độ bền axit Màng sơn không biến đổi JIS K 5400-1990 Độ bền kiềm Màng sơn không biến đổi JIS K 5400-1990 Độ chịu mặn Màng sơn không biến đổi JIS K 5400-1990 Độ chịu dầu Màng sơn không biến đổi JIS K 5400-1990 Đánh giá trƣớc thử nghiệm gia tốc Bảng 9.6 - Các tiêu đánh giá trước thử nghiệm gia tốc màng sơn Tên tiêu Độ bám dính theo phương pháp rạch Độ bám dính theo phương pháp bong bật Yêu cầu kỹ thuật Phƣơng pháp thử Phân loại ISO 2409 MPa ASTM D4541 Đánh giá sau thử nghiệm gia tốc Bảng 9.7 - Các tiêu đánh giá sau thử nghiệm gia tốc màng sơn Tên tiêu Yêu cầu kỹ thuật Phƣơng pháp thử Độ phồng rộp (S0) ISO 4628-2 Gỉ (Ri) ISO 4628-3 Nứt (S0) ISO 4628-4 Độ bong tróc (S0) ISO 4628-5 184 Độ bám dính theo phương pháp rạch Phân loại Độ bám dính theo phương pháp bong bật MPa ISO 2409 ASTM D 4541 Thời gian thử nghiệm gia tốc Bảng 9.8 - Thời gian thử nghiệm cho hệ sơn mặt thép Loại mơi trƣờng ăn mịn theo C2 C3 C4 C5-I C5-M Lm1 Lm2 Lm3 Phạm vi độ bền lâu ISO 2812-11) (Độ bền hóa học), h ISO 2812-2 (Ngâm nƣớc), h ISO 6270 (Ngƣng tụ nƣớc), h ISO 7253 (Phun muối trung tính), h Thấp Trung Bình Cao Thấp Trung Bình Cao Thấp Trung Bình Cao Thấp Trung Bình Cao Thấp Trung Bình Cao Thấp Trung Bình Cao Thấp Trung Bình Cao - 2000 3000 2000 3000 24 48 120 48 120 240 120 240 480 240 480 720 240 480 720 720 1440 - 120 240 480 240 480 720 480 720 1440 720 1440 Thấp Trung Bình Cao - 2000 3000 - 720 1440 Bảng 9.9 - Thời gian tử nghiệm độ bám dính hệ sơn thép phủ kẽm 185 Loại mơi trƣờng ăn mịn C2 C3 C4 C5-I C5-M Khoảng độ bền lâu ISO 6270 (Ngƣng tụ nƣớc), h Thấp Trung bình Cao Thấp Trung bình Cao Thấp Trung bình Cao Thấp Trung bình Cao Thấp Trung bình Cao 120 240 480 120 240 480 120 240 480 120 240 480 120 240 480 9.5.2.4 Phƣơng pháp lấy mẫu thử nghiệm tiêu sơn Phương pháp xác định màu sắc sơn Theo TCVN 2102 (ISO 3668) Phương pháp xác đính độ nhớt quy ước Theo TCVN 2092 (ISO 2431) Phương pháp xác định hàm lượng chất rắn Theo TCVN 2093 Phương pháp xác định độ mịn Theo TCVN 2091 (ISO 1524) Phương pháp xác định thời gian khô Theo TCVN 2096 Phương pháp xác định độ cứng màng sơn Theo TCVN 2098 (ISO 1522) Phương pháp xác định độ bền uốn màng sơn Theo TCVN 2099 (ISO 1519) Phương pháp xác định độ bám dính màng sơn Theo TCVN 2097 186 Phương pháp xác định độ bền va đập màng sơn Theo TCVN 2100-2 (ISO 6272-2) Phương pháp xác định độ chịu mặn màng sơn Theo JIS K 5400:1990 Phương pháp xác định độ chịu axít màng sơn Theo JIS K 5400:1990 Phương pháp xác định độ bền kiềm màng sơn Theo JIS K 5400:1990 Phương pháp xác định độ chịu dầu màng sơn Theo JIS K 5400:1990 Phương pháp xác định độ bóng màng phương pháp quang điện Theo TCVN 2101 (ISO 2813) Phương pháp xác định độ bền hóa học màng sơn Theo ISO 2812-1 Phương pháp xác định độ bền ngâm trongước màng sơn Theo ISO 2812-2 Phương pháp xác định độ bền môi trường nước ngưng tụ màng sơn Theo ISO 6270 Phương pháp xác định độ bền môi trường phun muối màng sơn Theo ISO 7253 9.6 ỨNG DỤNG CỦA SƠN CHỐNG ĂN MỊN 9.6.1.Giới thiệu chung Có nhiều vật dụng, chi tiết, nhà cửa, cơng trình… sơn phủ Tác dụng sơn phủ phải kể đến có khả bảo vệ cho bề mặt vật cần sơn khỏi tác dụng xấu từ môi trường, nâng cao tuổi thọ cho chi tiết Thứ hai mặt mỹ thuật, tạo cho chi tiết có mầu sắc đẹp người ta phân loại chi tiết khác nhờ lớp sơn phủ bên Hơn với số loại sơn đặc chủng giải nhiều yêu cầu mặt kỹ thuật sơn chống nấm mốc, sơn chống hà, sơn phản quang, sơn phát quang, sơn chịu hoá chất, sơn chịu nhiệt, sơn cách nhiệt, sơn hấp thụ sóng điện từ 187 Tuỳ theo yêu cầu sử dụng lựa chọn loại sơn thích hợp Nếu yêu cầu bảo vệ bề mặt kim loại khỏi ăn mòn tác dụng mơi trường ơxi hố sơn chống gỉ thường lựa chọn Bản chất chống gỉ sơn lớp màng sơn bao phủ bề mặt kim loại, ngăn cản xâm nhập tác nhân ôxi hoá công trực tiếp vào bề mặt kim loại phá huỷ Như khả bịt kín bề mặt kim loại lớp màng sơn tốt khả bảo vệ bề mặt kim loại cao Nếu độ bám dính lớp màng sơn với bề mặt kim loại lớn, độ bền lớp màng sơn cao khả bảo vệ bề mặt kim loại tốt Do nguyên nhân mà lớp màng sơn bị bong tróc, để lộ bề mặt kim loại tác nhân ơxi hố từ mơi trường tiếp xúc trực tiếp với bề mặt kim loại phá huỷ lớp bề mặt Mơi trường ơxi hố mạnh, nhiệt độ môi trường lớn thời gian dài lớp ơxi hố sâu gây thủng thiết bị, ảnh hưởng xấu đến môi trường làm giảm suất thiết bị Hiện sơn chống gỉ hữu phần lớn sử dụng điều kiện nhiệt độ thường Đối với thiết bị phải làm việc nhiệt độ cao chưa có loại sơn phủ bảo vệ thích hợp 9.6.2.Ứng dụng số loại sơn hệ sơn phủ bảo vệ kết cấu thép xây dựng cơng trình 9.6.2.1 Sơn cao su clo hố Sơn lót cao su clo hóa: Là loại sơn lót thành phần sở nhựa cao su clo hoá, bột màu chống gỉ oxit sắt,cromat, photphat kẽm…, dung môi hữu phụ gia Có thể sơn phương pháp phun, ru lo chổi quét Sơn lót cao su clo hoá dùng làm sơn chống gỉ bề mặt kết cấu thép sau làm bề mặt cần sơn tiêu chuẩn quy định, khả bảo vệ tối đa sơn phủ loại sơn thích hợp Là loại sơn lót dễ sử dụng thích hợp điều kiện thời tiết khác Màu thơng dụng sơn lót cao su clo hoá màu nâu đỏ (màu bột oxit sắt) Sơn có độ bóng trung bình, hàm lượng phần khô 55 ± 2% Độ dày đạt màng sơn khoảng 40 - 50 m Tại 250C, màng sơn khơ bề mặt sau khơ hồn toàn sau 20 Bề mặt trước sơn phải làm sạch, khô, không bị nhiễm bẩn theo tiêu chuẩn quy định Tẩy dầu, mỡ, bụi bẩn trước sơn Cát phun khí nén sử dụng để phun cát phải tiêu chuẩn quy định: kích cỡ hạt mức độ khơ, khí nén Bề mặt kết cấu thép tẩy gỉ coi sạch, đảm bảo yêu cầu kỹ thuật bề mặt thép có màu sáng xám, khơng có vết gỉ cục Sau sơn lớp trước 24 sơn lớp tiếp sau Thời gian lớp sơn không để lâu 36 Sơn phủ cao su clo hoá: Là loại sơn phủ thành phần sở nhựa cao su clo hoá, có màu ghi nhạt, ghi xám, vàng thư, trắng, đỏ tuỳ lựa chọn Dùng làm lớp sơn phủ để bảo vệ tăng vẻ đẹp cho kết cấu thép Sơn phủ cao su clo hố có khả chịu mơi trường khí biển, ven biển tốt Màng sơn có độ bóng trung bình, hàm 188 lượng phần khô 55 %, độ dày màng sơn đạt khoảng 50 – 60 m Tại 250C, màng sơn khô bề mặt sau khơ hồn tồn sau 24 Sơn phủ cao su clo hoá phải sơn lên hệ thống sơn lót quy cách Bề mặt lớp sơn lót phải khơ, sạch, khơng bị nhiễm bẩn Trước tiến hành sơn lớp sơn phủ phải kiểm tra bề mặt sơn lót Khi bề mặt sơn lót khơ hồn tồn đủ thời gian quy định tiến hành sơn phủ.Sau sơn lớp trước 10 sơn lớp tiếp sau Thời gian lớp sơn không để lâu 36 Là loại sơn thành phần nên sơn cần khuấy kỹ thùng sơn đồng Nếu đặc cho thêm dung mơi thích hợp để đạt độ nhớt làm việc (thông thường 30 - 32 giây theo FC- 250C) Thời tiết sơn phải khô ráo, không mưa, nhiệt độ khơng khí khơng lớn 350C, độ ẩm khơng khí khơng lớn 80% Là loại vật liệu độc hại, dễ cháy, dễ bay nên sử dụng sản phẩm phải ý tới công tác phòng hộ (quần áo bảo hộ, găng tay, trang ) Sản phẩm bảo quản kho, đảm bảo thơng thống, tránh dột ướt vận chuyển phương tiện thông thường, tránh va đập mạnh trình xếp dỡ vận chuyển 9.6.2.2 Sơn epoxypek Sơn epoxypek loại sơn gốc epoxy biến tính pek than đá, có khả chống gỉ tốt cho kết cấu thép bê tơng cốt thép nói chung, đặc biệt thích hợp cho kết cấu thép, bê tơng cốt thép chịu ẩm cao kết cấu nằm đất Sơn chống gỉ epoxypek dùng để sơn lót bảo vệ bề mặt kết cấu thép, bê tơng cốt thép làm tiêu chuẩn quy định, đặc biệt thích hợp cho vị trí chịu ẩm cao khu vực nước lên xuống Là loại sơn lót hai thành phần, dễ sử dụng thích hợp điều kiện thời tiết khác Sơn epoxypek có màu nâu đen, độ bóng từ trung bình đến cao, hàm lượng phần khơ 58 %, chiều dày màng sơn đạt khoảng 50 – 70 m Màng sơn epoxypek khô bề mặt sau khơ hồn tồn sau 25 Bề mặt trước sơn phải làm sạch, khô, không bị nhiễm bẩn theo tiêu chuẩn quy định Cát phun khí nén sử dụng để phun cát phải tiêu chuẩn quy định: kích cỡ hạt mức độ khơ khí nén Bề mặt kết cấu thép tẩy gỉ coi sạch, đảm bảo yêu cầu kỹ thuật bề mặt thép có màu sáng xám, khơng có vết gỉ cục Là loại sơn hai thành phần (mỗi thành phần đựng thùng riêng biệt) nên trước sơn phải trộn lẫn hai thành phần theo tỉ lệ tương ứng khuấy đồng Nếu đặc cho thêm dung mơi thích hợp để đạt độ nhớt làm việc (thông thường 30 - 34 giây theo FC- 250C) Sơn khuấy trộn hai thành phần, phải sử dụng hết khoảng thời gian sống sơn Thời tiết sơn phải khô ráo, không mưa, nhiệt độ không khí khơng lớn 350C, độ ẩm khơng khí khơng lớn 80% Sau sơn lớp trước 24 sơn lớp tiếp sau Thời gian lớp sơn không để lâu 36 Sơn epoxypek sử dụng độc lập dùng làm lớp sơn lót kết hợp với sơn phủ cao su cho hoá, epoxy, polyurethan… 189 Khi sử dụng sản phẩm phải ý tới cơng tác phịng hộ (quần áo bảo hộ, găng tay, trang ) Sản phẩm bảo quản kho, đảm bảo thơng thống tránh dột ướt vận chuyển phương tiện thơng thường, tránh va đập mạnh q trình xếp dỡ vận chuyển Hai lĩnh vực mà sơn epoxy-pek than đá sử dụng hiệu công nghiệp nước thải hàng hải Trong ngành công nghiệp nước thải, loại sơn epoxy-pek than đá sử dụng cho bề mặt thép bê tông Trong trường hợp này, nhựa epoxy-pek than đá đóng rắn amin sử dụng phá hoại vi khuẩn đến chất đóng rắn polyamit Nhựa epoxy-pek than đá chịu ngâm nước liên tục, mà tạo bảo vệ tốt chống lại chất hydro sunfua bị oxi hóa- chất ăn mịn có nước thải Trong ngành cơng nghiệp hàng hải, nhựa epoxy than sử dụng cho phần thân tàu chìm nước, thùng chứa balat, thùng chứa balat hàng chuyên chở kết hợp, chịu nước biển dầu thơ Ở có vấn đề hydro sunfua nhựa epoxy-pek than đá chịu axit hydro sunfua tốt Một thuộc tính khác sơn epoxy-pek than đá khả chịu dòng bảo vệ catot tốt Trong công nghiệp hàng hải, sơn epoxy-pek than đá sử dụng chắn bao quanh dòng đặt vào anot để lan truyền dòng từ anot làm giảm mật độ dòng vùng riêng biệt Đây vài vật liệu chịu mật độ dòng lớn khu vực 9.6.2.3 Sơn epoxy chống ăn mòn Sơn epoxy loại sơn gốc epoxy biến tính, thường sử dụng sơn lớp lót trung gian thứ thứ lớp sơn lót lớp sơn phủ tạo thành lớp che chắn có khả chống ăn mịn, chịu tác động mơi trường làm tăng độ cứng màng sơn Sơn epoxy loại sơn hai thành phần, nhanh khơ, dễ sử dụng thích hợp điều kiện thời tiết khác Màng sơn epoxy coi màng sơn tốt dàng cho việc chế tạo vật liệu chống ăn mịn, khả bám dính tốt, đóng rắn nhiều điều kiện khác mang tới ưu cho màng sơn epoxy Cùng với epoxy có độ cứng, độ bền hóa học bền dung mơi, bền học cao, tốt nhiều loại nhựa nhiệt rắn khác[8] Có tính chất chất tạo màng epoxy có tính chất hóa lý ưu việt Nhựa epoxy có hai nhóm chức hoạt động nhóm epoxy nhóm hydroxyl Tuỳ khối lượng phân tử mà nhóm chức chiếm ưu Nhựa epoxy có khối lượng phân tử thấp ( M3000) nhóm hydroxyl chiếm ưu Vịng epoxy có tính phân cực sức căng vịng lớn, dễ dàng bị phá vỡ tham gia vào nhiều loại phải ứng, đặc biệt với tác nhân nucleophil Đối với tác nhân electrophil, phản ứng xảy có mặt xúc tác proton, nhóm hydroxyl hoạt động nhóm epoxy nên phản ứng phải tiến hành điều kiện nhiệt độ cao có xúc tác phản ứng: Phản ứng với tác nhân nucleophil môi trường axit kiềm 190 Phản ứng với hợp chất nitơ photpho Phản ứng xếp lại mạch phân tử Các yêu cầu bề mặt điều kiện thi công tương tự hệ sơn khác, lớp trung gian sơn phủ phải tuân theo yêu cầu kỹ thuật TCVN 8789:2011 Sơn epoxy giàu kẽm Sơn lót epoxy giàu kẽm loại sơn gốc epoxy chứa nhiều bột kẽm có màu ghi xám, sử dụng làm lớp lót thứ Dễ sử dụng, thi cơng cách phun chân không, phun thường, chổi quét tay rulo Sơn lót epoxy giàu kẽm thường dùng sơn lớp lót thứ bảo vệ bề mặt kết cấu thép đặc biệt thích hợp cho vị trí chịu ẩm cao Khả bảo vệ chống gỉ tốt cho bề mặt làm tiêu chuẩn quy định thích hợp với loại sơn phủ cao cấp khác để làm tăng thêm độ bền Sơn epoxy giàu kẽm loại sơn lót hai thành phần, nhanh khơ, dễ sử dụng thích hợp điều kiện thời tiết khác Sơn epoxy giàu kẽm có màu ghi xám, độ bóng khơng cao, hàm lượng phần khô lớn 66 % với độ dày màng sơn tương ứng từ 45 – 65 m Tại 250C, màng sơn khô bề mặt sau khơ hồn tồn sau 16 9.6.2.4.Sơn giàu kẽm vô Sơn giàu kẽm vô với chất tạo màng vô sử dung cách khoảng 40 năm Chất tạo màng vô sử dụng kiềm silicat alkyl silicat, chất phản ứng với hạt kẽm màng phủ để hình thành kẽm silicat bao quanh hạt kẽm Đồng thời, chất tạo màng sở silicat phản ứng hố học với thép Kết tạo bám dính tuyệt vời với thép khả chịu mài mòn màng sơn khô tốt Chất tạo màng sở alkyl silicat loại chất tạo màng sử dụng phổ biến năm gần Sơn giàu kẽm vô kẽm thi cơng phương pháp phun có khơng có khơng khí trực tiếp lên bề mặt làm Loại sơn thi công phương pháp quét lăn Màng sn cú chiu dy t 15 ữ 20 àm ti 50 ữ 70 àm v cú th lờn ti 100 µm cho sơn đơn lớp Các thành phần sơn cấu tử phải khuấy sau trộn để ngăn chặn sa lắng Màng sơn giàu kẽm vô kẽm bao phủ nhiều hệ sơn phủ Điều cần thiết môi trường axit kiềm để kẽm ngăn chặn khỏi cơng Ngồi loại chất tạo màng etyl silicat loại sử dụng phù hợp cho sơn chịu UV Do khả bảo vệ ăn mòn tuyệt vời màng phủ thép, màng phủ ứng dụng nhiều lĩnh vực khác Sau số khu vực ứng dụng [11]: Các cơng trình cảng Hàng trăm cơng trình dàn khoan sản phẩm sơn phủ với sơn vơ giàu kẽm silicat, vị trí có độ ẩm cao vùng khí hậu nhiệt đới Indonesia, Singapo, Mỹ trải dài tới vùng biển Alaska biển phía bắc Màng 191 phủ vơ sở etyl silicat thuỷ phân sử dụng riêng lẻ với lớp sơn phủ khác Cầu đường Cầu cơng trình ngồi bờ biển bị hư hại nghiêm trọng ăn mịn, với nhiều cơng trình cầu hình thành từ cấu trúc thép, với góc cạnh, kẽ hở khuyết tật bề mặt hình dạng Một cầu sơn phủ sớm cầu Draw bắc ngang qua sông Tidal Florida Cầu sơn phủ vào năm 1956 với phần khó cấu trúc bảo vệ đầy đủ Nó bảo vệ tốt lớp sơn phủ từ kẽm silicat vô Các cầu khác cầu Baleman Tasmania sơn phủ để cách ly, cầu cổng vàng đường ống Morgan Whylla ví dụ bảo vệ sơn vô giàu kẽm nhiều năm Ở Việt Nam nay, đa phần cầu thép sử dụng loại sơn làm lớp lót chống ăn mịn thứ nhất( primer) với sơn tuổi thọ lớ 10 năm 9.6.2.5.Sơn polyuretan Sơn phủ polyuretan loại sơn chế tạo sở nhựa polyurethan polyol cộng hợp với izoxyanat để sơn phủ ngồi cùng, thích hợp cho sử dụng cách phun chân không, phun thường, chổi rulo Sơn phủ polyurethan loại sơn phủ bền, cứng, sử dụng để sơn lên, kiềm, muối, dầu mỡ , màng sơn có độ bóng cao, thích hợp cho mục đích trang trí Sơn polyuretan có độ bóng cao, hàm lượng phần khô khoảng 58%, độ dày màng sơn tương ứng khoảng 45 – 60 m Tại 250C, màng sơn khô bề mặt sau khơ hồn tồn sau 16 Sơn sở chất tạo màng polyuretan phân thành loại sơn polyuretan cấu tử sơn polyuretan hai cấu tử Sơn polyuretan cấu tử dùng để bảo vệ kết cấu thép khu vực ven biển Đây loại lớp phủ dùng phổ biến nhất, chúng trộn hợp với trước sử dụng Thành phần thứ chứa polyol chất đồng phản ứng khác bột màu, chất độn, phụ gia, xúc tác, dung môi Thành phần thứ hai chứa izoxianat dung môi nguyên chất Đôi chất xúc tác tách thành cấu tử thứ 3, tốc độ đóng rắn điều chỉnh khác theo điều kiện mơi trường Phản ứng hố học quan trọng lớp phủ polyuretan phản ứng izoxianat với nhóm hydroxyl tạo thành liên kết uretan, nhiên ln có phản ứng phụ kèm theo phản ứng izoxianat với nước khơng khí tạo thành liên kết ure Bất kỳ chất đồng phản ứng có chứa nhóm chức hydroxy linh động sử dụng, phổ biến polyeste có nhóm hydroxy cuối mạch loại nhựa acrylic dạng polyol Nói chung polyeste cho phép hình thành màng với độ rắn cao hơn, bền dung môi bám dính tốt với loại khác Các acrylic polyol cung cấp màng khô nhanh hơn, chi phí thấp hơn, độ bền thời tiết, bền thuỷ phân quang hố tốt Cũng dùng nhựa epoxy từ bisphenol A đóng rắn izoxianat thơng qua nhóm hydroxyl chúng Đối với polyete, sử dụng rộng rãi 192 để chế tạo polyuretan xốp, lại sử dụng hạn chế lớp phủ, lớp phủ tạo thành từ polyete có độ thấm nước cao, độ bền thời tiết tương đối Một yếu tố quan trọng lớp phủ uretan cấu tử tỉ lệ đương lượng NCO:OH sử dụng Với hệ đóng rắn nhiệt độ thường, tỉ lệ đương lượng NCO:OH 1,1:1 cho đặc tính màng tốt tỉ lệ 1:1 Lý phần nhóm NCO izoxianat phản ứng với nước từ dung mơi, bột màu, khơng khí tạo liên kết ure Trên thực tế tỉ lệ dao động khoảng tương đối rộng từ 0,9:1 đến 1,4:1 Các tính chất lý, hoá màng sơn phụ thuộc nhiều vào mật độ khâu mạch nhựa polyuretan Mức độ liên kết ngang vừa phải tạo lớp phủ có tính linh hoạt, mềm dẻo, dễ thích ứng, độ co giãn tốt, độ bền va đập cao, bền dung môi, bền hoá chất mức tương đối tốt Nếu mức độ liên kết ngang thấp màng phủ mềm dẻo, tính chất lý, độ bền dung mơi hoá chất Ngược lại mức độ liên kết ngang cao cho lớp phủ có độ cứng tốt, bền hố học, bền dung mơi, tính linh hoạt giảm, độ bền va đập độ co giãn Bề mặt trước sơn phải làm sạch, khô, không bị nhiễm bẩn theo tiêu chuẩn quy định Với lớp sơn lót, cát phun khí nén sử dụng để phun cát phải tiêu chuẩn quy định kích cỡ hạt mức độ khơ, khí nén Bề mặt kết cấu thép tẩy gỉ coi sạch, đảm bảo yêu cầu kỹ thuật bề mặt thép có màu sáng xám, khơng có vết gỉ cục Với lớp sơn trung gian sơn phủ, phải chờ cho lớp trước khơ hồn toàn sơn tiếp lớp sau Là loại sơn hai thành phần (mỗi thành phần đựng thùng riêng biệt) nên trước sơn phải trộn lẫn hai thành phần theo tỉ lệ tương ứng khuấy đồng Nếu đặc cho thêm dung mơi thích hợp để đạt độ nhớt làm việc Sơn khuấy trộn hai thành phần, phải sử dụng hết khoảng thời gian sống định Thời tiết sơn phải khô ráo, khơng mưa, nhiệt độ khơng khí khơng lớn 450C, độ ẩm khơng khí khơng lớn 80% Sau sơn lớp trước 20 sơn lớp tiếp sau Thời gian lớp sơn không để lâu Khi sử dụng sản phẩm phải ý tới cơng tác phịng hộ (quần áo bảo hộ, găng tay, trang ) Sản phẩm bảo quản kho, đảm bảo thơng thống tránh dột ướt vận chuyển phương tiện thông thường, tránh va đập mạnh trình xếp dỡ vận chuyển 9.6.3 Tình hình sử dụng sơn GTVT Việt Nam Những năm gần đây, Việt Nam sử dụng trung bình khoảng 200.000 sơn loại, khoảng 1/3 áp dụng cho cơng trình giao thơng vận tải, đặc biệt dùng để bảo vệ dầm cầu thép, kết cấu xây dựng thép kim loại với chủ yếu loại sơn chống ăn mịn Trong lĩnh vực giao thơng vận tải, để bảo vệ kết cấu thép phương pháp sơn phủ, phân loại khu vực ăn mịn: khí quyển, nước mớn nước 193 Đối với khu vực khí (bao gồm kết cấu cơng trình nằm mơi trường khí quyển, phương tiện ô tô, tàu hoả phần mớn nước tàu thuỷ) thường sử dụng hệ sơn có tuổi thọ năm 10 năm Đó loại sơn alkyt biến tính, sơn epoxy biến tính, sơn cao su clo hố đặc biệt sơn polyurethan Đối với khu vực mớn nước thường sử dụng sơn epoxy biến tính, polyurethan, Khu vực nước đất sử dụng nhiều loại sơn epoxypek than đá sơn epoxy bitum Hiện tồn cơng trình cầu cảng GTVT thường sử dụng sơn có tuổi thọ năm lớn 10 năm, 15 năm (tuỳ theo yêu cầu chủ đầu tư ) : Sơn Nippon steel; Inter paint, Jotun, Hemppell, Chugoku, Hải Phòng, Kova, ITST Với thiết kế – lớp: Sơn lót epoxy, sơn trung gian epoxy MIO, sơn phủ PU Một vài hệ sơn thiết kế điển hình như: a Hệ sơn tuổi thọ năm Các hệ sơn thiết kế sau: Hệ sơn epoxy biến tính - cao su clo hoá, chiều dày 180 - 200 m - Lớp lót: epoxy nâu đỏ - Lớp thứ hai: cao su clo hoá nâu đỏ - Lớp thứ ba: cao su clo hoá ghi xám - Lớp phủ: cao su clo hoá ghi xám Hệ sơn cao su clo hố, chiều dày 160-200 m - Lớp lót: cao su clo hoá nâu đỏ - Lớp thứ hai: cao su clo hoá nâu đỏ - Lớp thứ ba: cao su clo hoá ghi xám - Lớp phủ: cao su clo hoá ghi xám Hệ sơn epoxy pek, chiều dày 160-200 m - Lớp lót: epoxy pek - Lớp thứ hai: epoxy nâu đỏ - Lớp thứ ba: cao su clo hoá ghi xám - Lớp phủ: cao su clo hoá ghi xám b Hệ sơn tuổi thọ 5-7 năm Các hệ sơn thiết kế sau: Hệ sơn epoxy biến tính - cao su clo hố, chiều dày 180 - 200 m - Lớp lót: epoxy nâu đỏ - Lớp thứ hai: epoxy nâu đỏ - Lớp thứ ba: cao su clo hoá ghi xám - Lớp phủ: cao su clo hoá ghi xám Hệ sơn epoxy pek – cao su clo hóa, chiều dày 160-200 m - Lớp lót: epoxy pek - Lớp thứ hai: epoxy nâu đỏ - Lớp thứ ba: cao su clo hoá ghi xám 194 - Lớp phủ: cao su clo hoá ghi xám Hệ sơn epoxy- alkyt biến tính khơ nhanh - Sơn Hắc ín nhựa epoxy màu nâu - Sơn Hắc ín nhựa epoxy màu đen - Sơn lót cao su clo hóa màu nâu đỏ - Sơn lót sử dụng lâu dài - Sơn phủ alkyt khô nhanh màu ghi - Sơn men alkyt biến tính c Hệ sơn có tuổi thọ 10 năm Hệ sơn epoxy – giàu kẽm- epoxy trung gian- polyuretan, chiều dày 200 – 250m - Lớp lót1: epoxy giàu kẽm - Lớp thứ 2: epoxy biến tính nâu đỏ chứa chất ức chế Cromat kẽm - Lớp thứ 3: epoxy MIO - 02 Lớp phủ: polyuretan Hệ sơn Giàu kẽm vô –epoxy MIO- polyuretan, chiều dày 200 – 250m - Lớp lót Sơn giàu kẽm vơ - Lớp lót : Sơn epoxy chống ăn mòn (màu nâu đỏ) - Lớp thứ : Sơn trung gian MIO - Sơn phủ nhựa polyuretan ( màu ghi;màu xanh nước biển; màu đỏ; màu trắng; màu xanh lam) 9.7 VẬT LIỆU KẺ ĐƢỜNG PHẢN QUANG – THÀNH PHẦN, TÍNH NĂNG KỸ THUẬT VÀ PHẠM VI ÁP DỤNG Để đáp ứng nhu cầu giao thông ngày tăng, đường chất lượng tốt, đại lộ xuyên quốc gia xây dựng với trợ giúp công nghệ Những phương tiện an toàn, tiên tiến áp dụng vào hệ thống giao thông đại nhằm đảm bảo an toàn cho người sử dụng Những phương tiện bao gồm vạch tín hiệu nhận thấy đường, biển báo phản quang, dải phân cách, lan can phòng hộ, hệ thống điều khiển giao thông vạch dẫn Sơn vạch đường phản quang sản xuất nhiều nước giới như: Anh, Nhật, Mỹ, Malayxia… Các vạch tín hiệu mặt đường hay gọi vạch sơn kẻ đường bao gồm: đường tâm sọc, đường phân chia đường, đường cao tốc, phân chia vỉa hè Các vạch kẻ đường khác : đánh dấu mở rộng đường, khu vực có chướng ngại vật, kẻ đường, đường bộ, nơi dừng… sử dụng rộng rãi giao thông Yêu cầu sơn kẻ đường bao gồm độ bền, thời gian khô, lưu lượng giao thông, vấn đề liên quan mơi trường Có thể phân chia thành nhiều loại Vật liệu kẻ đường (Sơn kẻ đường) sau: 195 - Vật liệu kẻ đường dạng lỏng (khô vật lý), vật liệu kẻ đường nhiệt rắn : epoxy, polyeste , vật liệu kẻ đường sở mety meta acrylat ( MMA) - vật liệu phổ biến sử dụng nhiều Hoa Kì Canada Vật liệu kẻ đường dạng lỏng thường sử dụng sơn dung môi sơn nước Ba thành phần sơn chất kết dính (nhựa nền), bột màu cho màu sắc độ phản quang, dung môi Độ phản quang sơn phụ thuộc vào hạt thủy tinh trộn với sơn phun trực tiếp lên bề mặt sau thi công Độ phản quang ban đầu cho sơn dung môi sơn hệ nước khoảng 275 mcd/m²/lux sơn trắng 180mcd/m²/lux sơn màu vàng Các đặc tính kỹ thuật, phương pháp thi công nghiệm thu phạm vi áp dụng sơn vạch đường hệ dung môi , hệ nước quy định TCVN 8787:2011 , TCVN 8786:2011 TCVN 8788:2011 - Vật liệu vạch đường nhiệt dẻo: vật liệu dạng bột sở nhựa hydrocacbon nhựa alkyd với chất phụ gia, bột độn chất gia cường Hệ sơn sử dụng rộng rãi cho đường cao tốc, quốc lộ, đường thành phố sân bay Các đặc tính kỹ thuật, phương pháp thi công nghiệm thu phạm vi áp dụng sơn vạch đường nhiệt dẻo quy địn TCVN 8791:2011 - Vật liệu kẻ đường dạng băng keo : Đây loại vật liệu tiên tiến, có độ bền mài mịn cao, độ phản quang cao môi trường ẩm ướt với ưu điểm dán lưu động nơi, loại bỏ thay đổi vạch kẻ dùng lại Cấu tạo vật liệu kẻ đường băng keo bao gồm : phần dải băng vật liệu compozit nhựa polyme có bi thủy tinh hệ bột độn tạo màu sắc khả phản quang cho vạch kẻ Ngoài ra, lớp dải băng cịn lớp nhựa có khả bám dính cao mặt đường nhựa bê tơng xi măng Song, vật liệu có giá thành cao nhiều so với giá thành vật liệu sơn kẻ đường kể Một ưu điểm sơn kẻ đường rẻ loại vật liệu tín hiệu khác, nhiên bị mài mịn nhanh nên cần phải sửa chữa nhiều lần 196 Vật liệu kẻ đường hệ dung môi hệ nước thường phải sơn lại thời gian ngắn sử dụng sân bay, đường cao tốc làm cho chi phí theo thời gian tăng lên nhiều Một loại vật liệu elastome thường sử dụng đường cao tốc , đường sân bay giới từ nhựa polyurea, xác định vật liệu thay cho vật liệu kẻ đường sử dụng./ 197