Luận văn thạc sĩ Xây dựng công trình thủy: Nghiên cứu sử dụng phụ gia nhằm tăng khả năng chống xâm thực, ăn mòn bê tông công trình bảo vệ bờ biển ở Việt Nam

NGHIÊN CUU CO CHE AN MON BE TONG, BE TONG

Đặc điểm môi trường biển Việt Nam - 2-2 5+ 2+£z+£++zxerxerxee 14 1 Vùng ngập nước biỂn -2- 2-55 +S2E22EE2EEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEErrkrrree 15 2 Vùng khí quyền trên biển va ven biển - 2 2+5 s+zs+£szzzzed 16 3 Vùng nước lên xuống và sóng đánh 2-2 52+ 2+£z+£z+xzrxerxee 17 2.2 Tình hình nghiên cứu ăn mòn bê tông, bê tông cốt thép ở Việt Nam

Việt Nam nằm trong vũng khí hậu nhiệt đới gió mùa, với đặc tính co trường biển Việt Nam bản là nóng âm và phân bổ theo mùa Ving biển Việt Nam nằm trải di trên 3600Km, từ 8°-24° vi bắc Môi trường biển là môi trường rất khắc nghiệt va tiềm ẩn nhiều yếu tố phá hoại kết cấu bê tông cốt thép xây dựng trong khu. vực chịu ảnh hưởng của nó Các nguyên nhân chính phá hoại kết cấu bê tông cốt thép trong môi trường biển có thể phân loại theo các cơ chế vật lý, hóa học, ăn mòn điện hóa cốt thép và cả do các sinh vật biển Các nguyên nhân. phá hoại thường xảy ra cùng lúc và đan xen nhau làm cho kết cấu bê tông bị phá hủy nhanh hơn

Căn cứ theo tính chất và mức độ xâm thực của môi trường biển đối với kết cấu bê tông và bê tông cốt thép, môi trường biển được phân thành các vùng xâm thực theo vị trí kết cấu như sau;

~ Vùng ngập nước: Vị trí kết cấu nằm ngập hoàn toàn trong nước biển

~ Vùng nước lên xuống: Vị trí kết cấu nằm giữa mức nước lên cao nhất và xuống thấp nhất của thủy triều, kể cả các khu vực bị sóng tap.

~ Vùng khí quyển: Vị trí kết cấu nằm trong không khí, chia thành các. tiểu vùng:

+ Khí quyền trên mặt biển hay nước lo.

+ Khi quyển trên bờ: Vị trí kết cấu nằm trên bờ trong phạm vi nhỏ hon hoặc bằng Ikm cách mép nước.

+ Khí quyển gan bờ: Vị trí nằm trên bờ cách mép nước 1-30km.

‘Nude biển thong thường chứa 3,5% tinh theo khối lượng là các loại muối tan (tức là cứ 1kg nước biển thì có 35gam các loại muối tan) Thành. phần hóa học của các mụ

Na”, Kh, Mg”, Ca”, CE, SO,” với hàm lượng trung bình được giới thiệu có trong nước biển bao gồm chủ yếu là các ion trong bảng 2.1

Bảng 2.1 Thành phần các ion hóa học chủ yếu có trong nước biển [4]

Nước biển Việt Nam có thành phin hóa học, độ mặn và tính xâm thực tương đương với các noi khác trên thé giới Riêng vùng gin bờ độ mặn có suy. giảm it nhiều do ảnh hưởng của các con song chảy ra biển Thanh phần hóa học và độ mặn của nước biển Việt Nam được thể hiện ở bảng 2.2 và bảng 2.3

Bảng 2.2 Thành phan hóa nước biển Việt Nam và trên thé giới [4] ơ |Yọngbiến [Ving biộn [Biển [Biển

Hòn Gai | Hai Phòng |BắcMỹ | Ban Tich pH = 78-84 | 75-83 T5 80 cr Gi | 65-180 | 90-180 | 180 190

Bang 2.3 Độ mặn nước biển ting mặt trong vùng biển Việt Nam [4]

Tháng Trung Trạm Mùa đông Mùa hè bình

2.1.2, Vùng khí quyén trên biển và ven biể:

Khí quyền trên biển và ven biển Việt Nam có một số đặc trưng sau đây:

'Vùng biển Việt Nam có nhiệt độ không khí tương đối cao, trung bình tir

„7C, tăng din từ Bắc vào Nam Miền Bắc có từ 2 đến 3 tháng mùa. đông, nhiệt độ dưới 20°C, Miền Nam cao đều nhiệt độ quanh năm, biên độ dao động từ 3 2C

Việt Nam nằm trong vành dai nội chí tuyến nên bức xạ mặt trời nhận. được trên vùng ven biển khá lớn từ 100-150 kCal/cm” Lượng nhiệt bức xạ tăng dan từ Bắc vào Nam và đạt cao nhất tai cực Nam Trung Bộ Với lượng bức xạ cao như vậy đã thúc đây quá trình bốc hơi nước biển mang theo ion Cr vào khí quyển.

+ Độ ấm không khí Độ âm tương đối của không khí ở mức cao so với các vùng biển khác trên thé giới, dao động trung bình từ 75-80% Cụ thé là:

- Vùng ven biên Bac Bộ và Bắc Trung Bộ: 83-86%.

~ Vũng ven biển Trung va Nam Trung Bộ: 75-82%

~ Vùng ven biển Nam Bộ: 80-84%.

+ Thời gian ẩm ướt bề mặt

Tổng thời gian âm ướt bề mặt kết cấu trung bình trong năm ở vùng ven biển các tỉnh phía bắc dao động tir 1300-1850 giời năm tập trung chủ yếu vào mùa xuân, còn các tỉnh miền Nam từ 450-950 giờ/năm, tập trung vào các tháng mưa mùa hạ Đây là đặc điểm mang tính đặc thủ của khí hậu Việt Nam, có ảnh hưởng đến ăn mon khí quyền bién,

+ Hàm lượng ion CŨ trong không khí

Khí quyển trên biển và ven biển có chứa hàm lượng ion CI phân tấn cao, tại tram đo sit mép nước ở các tỉnh Miễn Bắc dao động từ 0,4-1,3 mg CL dm’, ở các tỉnh Miễn Nam khoảng từ 1,3-2,0 mg CI/m” Nồng độ ion CL giảm mạnh ở cự ly 200-250m tinh tir sát mép nước, sau đó tiếp tục giảm dần khi đi sâu vào trong dat liên Tuy nhiên do ảnh hưởng của nhiều dot gió mùa thôi từ biển vào lục địa nông độ ion CI có thẻ cao hơn.

2.1.3 Vùng nước lên xuống và sóng đánh: Đây là ving giao thoa giữa vũng ngập nước và vùng khí quyển trên biển Do nước biến lên xuống thường xuyên dẫn tới quá trình khô ưới xảy ra liên tục theo thời gian, tác động từ ngày này qua ngày khác lên trên b mặt kết ấu cùng với nhiệt độ môi trường cao làm tăng khả năng tích tụ ion Cl, HO. và O; từ nước biển và không khí vào trong bê tông thông qua quá trình khuếch tán nồng độ và lực hút mao dẫn.

Ngoài ra vùng này còn chịu ảnh hưởng xâm thực của hà, sở biển, tác động cơ học của sóng biển Vì vay vùng này được xem là có tính chất và mức. độ xâm thực mạnh nhất.

2.2 Tình hình nghiên cứu ăn mòn bê tông, bê tông cốt thép ở Việt Nam Nhiều công trình xây dựng bằng bê tông và bê tông cốt thép ở nước ta sau một thời gian khai thác đã bị ăn min và phá hoại trong các môi trường có tính chất ăn mòn Điều đó đòi hỏi phải có các biện pháp phỏng ngừa để hạn. chế sự ăn mòn của các kết cấu bê tông và bê tông cốt thép Nha nước ta đã ban hành các tiêu chuẩn nhà nước; TCVN 3993:85 “Chéng ăn mòn trong xây dựng kết cầu bê tông và bé tông cốt thép - nguyên tắc cơ bản dé thiết kế”, 'TCVN 3994:85 “Chống ăn mỏn trong xây dựng - kết cấu bê tông và bê tông cốt thép - phân loại ăn mon”, TCXD 149-86 “ Bảo vệ kết cấu xây dựng khỏi bị ăn mén” Tuy nhiên, các tiêu chuẩn này chưa dé cập đến tắt cả các loại ăn mòn, các môi trường ăn mòn, do đó việc áp dụng cũng bị hạn chế và chưa phat huy được tác dung trong thực tế.

"Nhận thức được tính cất bách của việc chống ăn mòn bê tông và bê tông cốt thép, ở nước ta có nhiều cơ quan khoa học đã nghiên cứu vấn đẻ y Các

48 tai nghiên cứu chưa quan tâm nghiên cứu về lý thuyết, ma chủ yếu đi vào các biện pháp cụ thé chống ăn mòn cho công trình kết cấu bê tông va bê tông cốt thép Các nghiên cứu tập trung vào việc chống ăn mén của môi trường