Giáo trình Vật liệu xây dựng - NXB Giao Thông Vận Tải_07 potx

181 Tính biến dạng của cốt thép ứng suất trước ñược ñánh giá bằng ñộ giãn dài dưới tác dụng của tải trọng cực ñại và bằng ñộ co thắt (ñộ giảm tiết diện ở mức bị gãy ) của mẫu khi kéo. ðối với các dây, nó cũng ñược ñánh giá bằng các thí nghiệm gấp, duỗi liên tiếp với góc 90 o . Chính số lần gấp duỗi luân phiên trước khi mẫu bị gẫy xác ñịnh tính biến dạng của cốt thép. Số lượng bảo hành của các cơ sở sản xuất là 7 ñối với sợi có ñường kính 5 mm và bằng 5 ñối với sợi lớn hơn một chút (ñường kính bằng 7 hoặc 8mm ). Sự chùng ứng suất và từ biến: Khi một loại thép ứng suất trước ñược giữ dưới tải trọng không ñổi (khá cao), sự biến dạng của nó tăng lên theo thời gian - ñó là từ biến. Ngược lại, nếu chiều dài của nó (biến dạng) ñược giữ khá cao và không ñổi, ứng suất tác dụng giảm theo thời gian - ñó là sự chùng ứng suất. Các giá trị ñảm bảo cho sự chùng ứng suất của các sợi và bó sợi ứng suất trước ñược nêu trong bảng 1 Trong thực tế, khi nhiệt ñộ tăng lên (từ khoảng 50 o C), sự chùng ứng suất nhờ một chuyển ñộng của các biến vị, ñược tăng nhanh. Nhưng sự tăng nhanh ñó phụ thuộc vào loại thép và nó không ñược xét ñến theo các quy tắc. Tính bền lửa: Trong khi xảy ra hỏa hoạn, nhiệt ñộ của cốt thép và cốt thép ứng suất trước có thể ñạt tới 900 o C. Cường ñộ kéo của các thép này hầu như không ñổi tới 150 o C, sau ñó nó giảm ñi (ñộ giãn khoảng 30% ñến 400 o C). Giới hạn ñàn hồi của một loại thép ứng suất trước giảm ñi khi nhiệt ñộ tăng lên : khoảng 400 o C, nó mất khoảng 30% giá trị của nó ở 20 o C. Sự chùng ứng suất của thép ứng suất trước tăng lên theo nhiệt ñộ. Bảng 7-1. Các giá trị của sự chùng ứng suất ở 100 giờ của dây và bó dây ứng suất trước, ở nhiệt ñộ môi trường. Mức của ứng suất F/Ft Loại: " Sự chùng ứng suất bình thường" (RN) Loại: " Sự chùng ứng suất rất thấp" (TBR) 0,6 0,7 0,8 4,5% 8,0% 12% 1,0% 2,5% 4,5% Tính dòn của thép ứng suất trước là tính chất ngược lại với tính biến dạng, nhưng nó ñược xác ñịnh bằng các thí nghiệm khác. Như vậy khi xét ñến thanh, các thí nghiệm về tính dòn (uốn bằng va chạm) ñược thực hiện trên các mẫu hình lăng trụ (gia công bằng máy ) và cắt khấc. Năng lượng ñể phá dỡ (gọi 182 là ñộ dòn) của các mẫu này ñánh giá tính dòn của chúng. ðại lượng này là chỉ số của ñộ dài chống lại sự gẫy do nứt thép. 6.6. ðánh giá chất lượng lắp ñặt cốt thép Cốt thép của bê tông cốt thép là sản phẩm ñược chứng thực là ñạt yêu cầu khi thoả mãn các tiêu chuẩn và ñược ñánh giá bởi một cơ quan kiểm ñịnh. ðể ñược công nhận mác, cốt thép của bê tông phải ñược xác nhận về sự dính bám, sự uốn cong về tính hàn và tính biến dạng (sự giãn dài dưới tải trọng cực ñại). Việc kiểm tra sản xuất ñược thực hiện bằng quan sát các khuyết ñiểm, khối lượng theo chiều dài, các ñặc tính hình học (kiểm tra ñộ gồ gề của các tấm và ñường xoắn),ñộ giãn dài dưới tải trọng cực ñại, gấp duỗi và ñối với lưới, kiểm tra cường ñộ cắt. Các thí nghiệm này ñược thực hiện bởi người sản xuất, nó ñược kiểm tra ñịnh kỳ theo yêu cầu, cấp giấy công nhận mác NF (xác minh việc kiểm tra ở nhà máy). Việc kiểm tra ñược thực hiện một cách có hệ thống sau khi ñưa cốt thép ra khỏi nhà máy. Như vậy có thể khắc phục những khuyết ñiểm có thể sinh ra, trong thời gian cất giữ cốt thép, thuốc hàn, sự hòa tan mạnh do ăn mòn v.v Cốt thép ứng suất trước có thể là sợi, có thể là thanh, có thể là bó sợi (bảng 7-2). Các sản phẩm này có các ñặc tính hình học ñảm bảo cho chúng phù hợp với các thí nghiệm ñặc biệt. Một vài thí nghiệm ñó ñược thực hiện trong khi kiểm tra sản xuất, trong khi mà các thí nghiệm khác chỉ ñược thực hiện ñối với yêu cầu về sự chính thức công nhận sản phẩm. Bảng 7- 2. Các ñặc tính hình học của cốt thép ứng suất trước Sản phẩm ðường kính, mm (tiết diện. mm 2 ) Dây Thanh Bó 3 sợi Bó 7 sợi 7 sợi "tiêu chuẩn" 7 sợi " cao cấp" 4(12,6); 5(19,6); 6(28,3); 7 (38,5); 8 (50,3); 10(78,5), 12,2(117) 20(314); 22(380); 32(804) ; 36(1018). 5,2(13,6) 6,85 (28,2) ; 9,3 (52) ; 18 (ít sử dụng). 12,5 (93) ; 15,2 ( 139). 12,9 (100); 15,7(150). 7. ðỘ LÂU BỀN CỦA THÉP VÀ CỐT THÉP 7.1. ðộ mỏi. Khi vật liệu chịu tác dụng của một kích ñộng cơ học biến ñổi theo thời gian, sự ñáp lại của nó gọi là ñộ mỏi. Sự ñáp lại này ñược biểu thị bằng một sự 183 phá hoại vật lý ñối với vật liệu, tiếp theo có thể là nứt nẻ và kết thúc là gẫy theo kỳ hạn. Khi sử dụng, mong muốn là ñộ mỏi luôn luôn nhỏ hơn giới hạn ñàn hồi. ðể mô tả quá trình xuống cấp ñó, có thể kéo theo sự làm gẫy một vật rắn, phải quan sát nó ở mức ñộ vi mô những thay ñổi cấu trúc của vật liệu. Cơ chế của việc xuống cấp do mỏi bao gồm giai ñoạn ñầu của việc thoái hóa không ñịnh vị, theo sau là giai ñoạn nứt. Trong thời gian ñầu, suất hiện sự nứt ở bên trong các các hạt kim loại gần bề mặt hoặc các khuyết tật hình học (lỗ rỗng .v.v ) . Giai ñoạn phá hoại ñược phân bố này ñược kết thúc khi xuất hiện vết nứt mà kích thước bằng ñộ lớn hơn các hạt. Vết nứt nhỏ này thông thường nghiêng một góc bằng 45 0 so với ứng suất chính khi kéo. Giai ñoạn tiếp theo tương ứng với sự lan truyền chậm của các vết nứt nhỏ ñược bắt ñầu trong mặt phẳng thẳng góc với kéo. Giai ñoạn lan truyền chậm này kết thúc lúc yếu tố ñộ mạnh của ứng suất(mà tầm vóc ñối với một mức ñộ ứng suất ñã cho) của vết nứt ñạt tới giá trị cực hạn, nó ñược gọi là ñộ dai của vật liệu (yếu tố cường ñộ của ứng suất tỷ lệ thuận với ứng suất tác dụng và với bình phương của tầm vóc vết nứt). Trong bê tông cốt thép, cốt thép chụi tác dụng ñộng của ứng suất có biên ñộ nhỏ so với δ d vì vậy nó không bị phá hoại do mỏi. 7.2. Ăn mòn kim loại Ăn mòn kim loại là sự phá hoại của môi trường trên bề mặt kim loại làm cho kết cấu kim loại bị mất dần tiết diện chịu lực và dẫn ñến phá hoại kết cấu. Có hai loại ăn mòn: Hoá học và ñiện hoá học. Ăn mòn hoá học là sự phá huỷ do tác dụng hoá học trực tiếp giữa kim loại và môi trường xung quanh, không có phát sinh dòng ñiện. Loại ăn mòn này chỉ sẩy ra trong môi trường không ñiện li và ít gặp trong thực tế. Ăn mòn ñiện hoá học: là loại ăn mòn rất phổ biến, xẩy ra trong dung dịch ñiện li với ñặc ñiểm là phát sinh dòng ñiện. Kim loại bị gỉ, hỏng khi ñể ở trong môi trường không khí, nước, axit bazơ, dung dịch muối, ñều do tác dụng của hiện tượng ăn mòn ñiện hoá học. Khi kim loại tiếp xúc với môi trường ñiện li, các ion của môi trường sẽ tác dụng với ion của kim loại. Các ion kim loại bị chuyển vào dung dịch ñiện li và ñể lại trong kim loại những ñiện tử thừa. Kim loại trở nên tích ñiện âm, còn dung dịch ñiện li tích ñiện dương. ở miền ranh giới giữa chúng tạo ra một lớp ñiện tích kép, có ñiện thế nhất ñịnh gọi là thế ñiện cực. Khi nhúng hai thanh kim loại có thế ñiện cực khác nhau vào cùng một dung dịch ñiện li, nối chúng bằng dây dẫn thì sẽ xuất hiện dòng ñiện trong dây 184 dẫn. Khi ñó kim loại có thế ñiện cực thấp hơn sẽ là anốt và sẽ bị hoà tan vào dung dịch (bị ăn mòn). Các vật liệu kim loại dùng trong công nghiệp gồm nhiều pha. Những pha này có thế ñiện cực khác nhau ở trong cùng một môi trường ñiện li, do vậy rất dễ bị ăn mòn (hoà tan) ñiện hoá. Ví dụ thép các bon luôn gồm có hai pha là ferit và xêmentit, trong ñó ferit gần như là sắt nguyên chất và có ñiện là cực âm, còn xêmentit có thế ñiện cực là cực dương. Trong dung dịch ñiện li giữa ferit và xêmentit sẽ phát sinh dòng ñiện, làm cho ferit (anôt) bị hoà tan. Trong một thanh thép có vô vàn các phân tử ferit và xêmentit, từng cặp giữa chúng sẽ tạo nên các bộ pin có kích thước rất nhỏ và gọi là pin tế vi và là nguyên nhân gây ra ăn mòn ñiện hoá thép các bon. Nguyên nhân thép các bon bị gỉ ở trong không khí cũng như vậy. Không khí luôn luôn chứa hơn nước nên trên bề mặt kim loại luôn có màng nước rất mỏng. Khí CO 2 và các khí khác do công nghiệp thải ra như SO 2 , H 2 S … hoà tan trong màng nước ñó tạo nên các dung dịch ñiện li. Sự ăn mòn các vật liệu kim loại ở nhiệt ñộ môi trường chủ yếu do nước, ngay cả khi có các yếu tố khác có thể xen vào. Ví dụ như oxy (hòa tan trong nước) hoặc các vi sinh vật (vi khuẩn) . Một vật liệu kim loại ñược nhúng trong một thể tích nào ñó (khép kín ) của chất lỏng (nước) có thể là trung tính, axit hay bazơ, có xu hướng hòa tan trong dung dịch ñó. Phản ứng ñược viết ñối với thành phần kim loại Me như sau : Me → Me z+ + Ze - (1). trong ñó Me biểu thi kim loại ở trạng thái rắn, Me z+ là ion hòa tan với hóa trị z. Phản ứng này như vậy sản ra các electron, chúng ở trong vật rắn và chúng phải ñược loại trừ ñể ñảm bảo sự cân bằng ñiện. Chính vì vậy, các phản ứng khác cần thiết xảy ra ở mặt tiếp giáp của chất rắn và dung dịch. Các phản ứng khác này ñược gọi là " phản ứng catot hoặc "phản ứng rút bớt", trong khi phản ứng (1) là " phản ứng anốt" hoặc " oxyt hóa ". Các phản ứng catot rất phổ biến như sau : H + + e - → 1/2 H 2 ( hoặc H , nếu ñó là Hyñrô mới sinh) (2), hoặc O 2 + 2H 2 O + 4e - → 4OH (3). Khi chính phản ứng (3) xẩy ra, người ta nói rằng oxy tạo thuận lợi cho ăn mòn kim loại. Những phản ứng này không luôn luôn xảy ra. Các sản phẩm của các phản ứng (1) và (3) là các ion hoà tan trong nước và có thể chi phối, cho chất kết tủa tuỳ theo phản ứng : Me z+ + OH → Me(OH) z 185 Kết tủa này là một hyñroxit, nó bao phủ bề mặt kim loại. Phản ứng này gọi là "phản ứng bao phủ" hoặc theo từ ngữ cũ " phản ứng thụ ñộng". Nếu lớp này hoà tan không thấm nước từ những chiều dày nhỏ nhất (kém 10 -9 m), sự thụ ñộng ñược nói là hoàn hảo và ñó là " tính thụ ñộng". Trong trường hợp các sản phẩm chứa sắt, sản phẩm bao phủ là rỉ. Vậy quá trình ăn mòn là thuộc loại ñiện hóa, vì nó ñề cập cùng một lúc ñến phản ứng hoá học ( sự kết tủa v.v ), và cả sự chuyển ñổi electron. Có thể mô tả một cách ñịnh lượng, bằng cách dùng nhiệt ñộng học. Hệ thống ñược tạo nên bởi chất rắn kim loại và môi trường nước xung quanh ñược mô tả bằng các biến khác nhau . Một vài biến ñó của trạng thái có tính chất hoá học : hàm lượng của các phần tử khác nhau. Hàm lượng của ion hyñro {H + } luôn luôn ñược biểu thị dưới dạng pH (pH = colog {H + }). Một biến khác mô tả hệ thống này là biến chỉ ra rằng các ion có thể rời chất lỏng và ñi vào chất lỏng. Biến này là một trường ñiện E, nó tồn tại trong chất lỏng ở mặt tiếp giáp với chất lỏng rắn hoặc ñiện thế E mà từ nó phát sinh . ðể ño E, một " hệ thống" (gồm một tấm kim loại ñược ñặt trong một trong số các muối nó ñược nối với chất lỏng nghiên cứu, qua một vật nối nó hạn chế do sự rò rỉ), ñược gọi là ñiệ cực mẫu. Sai khác về ñiện thế giữa vật rắn kim loại và ñiện cực mẫu bằng E. Các ñiện cực mẫu chính là ñồng- sunfat ñồng, ñiện thế V ESC hoặc bạc - clorua bạc ñiện thế V Ag - AgCl . Tốc ñộ ăn mòn bằng số lượng của thép hoà tan trong một ñơn vị thời gian. Mô tả sự hòa tan, lượng kim loại này tỷ lệ thuận với một lượng ñiện (e - ). Như vậy tốc ñộ ăn mòn tỷ lệ thuận với một dòng (lượng ñiện trong một ñơn vị thời gian) . Chính xác hơn, nếu việc nghiên cứu dựa vào một ñơn vị diện tích (ở mặt tiếp giáp chất rắn - chất lỏng), vấn ñề là mật ñộ của dòng. 7.3. Ăn mòn cốt thép trong bê tông Các xem xét về ăn mòn kim loại nói chung, ñược áp dụng ñể xem xét sự ăn mòn của cốt thép trong bê tông. Cốt thép ñược bao bọc ñược bao phủ một chất là chất bảo vệ, trong trường hợp bê tông lành mạnh (pH = khoảng 12) và theo quy tắc chung, các loại thép này chỉ bị rỉ nếu dung dịch ở khe kẽ ñã biến mất (trường hợp của các vết nứt lớn tới cốt thép) hoặc nếu nó không còn, tương ứng với một bê tông các bonat hoá, ô nhiễm bởi clorua v.v Sự ăn mòn thép trong bê tông bao gồm 2 giai ñoạn. Trong thời gian ñầu, các yếu tố ăn mòn ñược chứa trong môi trường xung quanh bê tông, thấm vào bê tông. Giai ñoạn hai bắt ñầu khi các vật thể xâm thực có ở nồng ñộ khá lớn ở cốt thép. Nó tương ứng với sự tăng lên của rỉ, sau ñó làm vỡ bê tông bao bọc. 186 Như vậy rỉ xuất hiện khi lớp (gọi là thụ ñộng) ñược thành trên thép mất các tính chất bảo vệ, ñó là sự mất tính thụ ñộng. Tuy các dạng hoặc chất lượng rất khác nhau của cốt thép trong bê tông cốt thép (bằng thép các bon, không hợp kim) nhưng chịu tác ñộng của rỉ theo cách giống nhau, chỉ khác nhau về mức ñộ rỉ. Cơ chế ăn mòn của khí hậu biển (nước và không khí) ñối với công trình BTCT - Tác ñộng của môi trường: Theo kết quả nghiên cứu khảo sát của nhiều tác giả thì nét ñặc trưng của sự phá huỷ kết cấu bê tông cốt thép trong môi trường khí quyển ven biển là hiện tượng ăn mòn cốt thép, tạo lớp gỉ làm nứt vỡ lớp bê tông bảo vệ dẫn tới làm hư hỏng toàn bộ cấu kiện. Trong các tiêu chuẩn về BTCT của nhiều nước, thì môi trường khí quyển ven biển ñược xếp vào loại môi trường xâm thực mạnh tới rất mạnh ñối với kết cấu BTCT, còn ñối với bê tông thường không cốt thép chỉ mang tính xâm nhập vừa và yếu. Lý thuyết chung về ăn mòn cốt thép trong bêtông Với bê tông có ñộ ñặc chắc tốt, không bị carbonate hoá, ñộ pH của dung dịch nước chiết bê tông có giá trị vào khoảng 12.5 -13.0. ðây là môi trường thuận lợi về mặt ñiện hoá ñể xảy ra phản ứng tạo màng thụ ñộng : 2Fe + 3H 2 O => Fe 2 O 3 + 6H + +6e - Lớp ô xít sắt ñược tạo ra trên bề mặt cốt thép có ñộ ñặc chắc cao ngăn cản phản ứng trên tiếp tục xảy ra . Như vậy cốt thép ñược bảo vệ ở trạng thái thụ ñộng. Tình trạng ăn mòn cốt thép xảy ra khi khi lớp bảo vệ thụ ñộng trên bề mặt cốt thép bị phá vỡ. Có 3 yếu tố chính ảnh hưởng ñến quá trình gỉ cốt thép trong bêtông : -Có tác nhân gây phá hoại lớp bảo vệ thụ ñộng trên bề mặt cốt thép. -Sự có mặt của ô xy trên bề mặt cốt thép. -ðộ ẩm của kết cấu bêtông và ñộ pH của bê tông. Cơ chế chung gây rỉ cốt thép trong bê tông : Bản chất của quá trình ăn mòn cốt thép thể hiện qua hình vẽ: 187 Hình 7.9. Sơ ñồ tiến trình của vùng gỉ cốt thép trong bê tông Phản ứng tại A-nốt (ô xít hoá) 2Fe => 2Fe 2+ + 2e - Fe 2+ +2H 2 0 =>Fe(0H) 2 +2H + Phản ứng tại Ca-tốt (pH giảm) O 2 +2H 2 O + => 4OH - Hình 7.10. Tiến trình gỉ cốt thép trong bê tông và biểu ñồ Pourbaix biểu diễn các trạng thái ăn mòn của thép 188 I. Ăn mòn; II. Thụ ñộng; III. Không bị ăn mòn Quá trình gỉ cốt thép trong bêtông ở ñiều kiện khống chứa các nhân tố ăn mòn là một quá trình ñiện hoá gồm 2 quá trình chính: Quá trình hoà tan Anốt cục bộ: Tại một vị trí bề mặt cốt thép có chất ñiện ly(nước, muối, axit…), nguyên tử sắt rời mạng tinh thểvà trở thành các ion tích ñiện trong dung dịch. Một số ñiện tử tự do tương ứng sẽ ở lại trên bề mặt thép, gây ra phản ứng anốt gọi là quá trình hoà tan anốt cục bộ (hay còn gọi là quá trình ôxy hoá) Anốt : 2Fe => 2Fe ++ + 2e - Quá trình tại catốt cục bộ : Quá trình hoà tan anốt cục bộ nhanh chóng dừng lại nếu như các ñiện tử tự do trên bề mặt cốt thép không ñược thu nhận. Ngược lại, khi trên bề mặt cốt thép tồn tại màng nước có chứa ôxy thì nó sẽ kết hợp với nước .Sự cân bằng tích ñiện trong chất ñiện ly ñạt ñược do sự kết hợp với các ion hyñrô với các ion sắt, tuỳ thuộc ñộ ẳm và sự có mặt của ôxy mà phản ứng xảy ra theo nhiều bước trung gian ñể tạo ra các sản phẩm rỉ khác nhau dưới dạng xFe.yFe 2 O 3 .zH 2 O. Quá trình này còn gọi là quá trình khử Catốt : O 2 +2H 2 O + => 4OH - Cơ chế gây rỉ do bêtông bị carbonate hoá : Như trên ñã trình bày, một trong những nguyên nhân gây rỉ cốt thép là bêtộng bị carbonate hoá. Khí CO 2 trong khí quyển thấm nhập qua vết nứt và qua lớp bêtông bảo vệ có ñộ chặt kém, kết hợp với Ca(OH) 2 có trong bêtông, tạo ra vùng có nồng ñộ pH thấp càng phát triển rộng trong bêtông theo chiều sâu Ca(OH) 2 + CO 2 => CaCO 3 + H 2 O Khi nồng ñộ pH < 9, lớp bảo vệ thụ ñộng trên bề mặt cốt thép bị phá hoại và cốt thép bắt ñầu bị rỉ. Cơ chế gây rỉ do thấm nhập clo : Trong môi trường xâm thực có ion Cl - , màng thụ ñộng có thể bị phá vỡ ngay cả khi ñộ Ph còn cao. ðến nay cơ chế ion Cl - phá huỷ màng thụ ñộng còn nhiều ñiều chưa sáng tỏ. Petterson ñưa gải thiết các vấn ñề này như sau : Fe + 2 Cl - => FeCl 2 + 2e - => Fe ++ + 2Cl - + 2e - 189 Sau ñó tiếp tục xảy ra phản ứng Anốt và Catốt như ñã nêu trên. Sản phẩm ăn mòn ñược hình thành dần từ sự kết hợp Fe ++ và OH - tạo nên Fe(OH) 2 và ñược chuyển hoá dần thành Fe(OH) 3 hoặc Fe(OH) 3 .nH 2 O tuỷ vào ñiều kiện cụ thể của môi trường. Toàn bộ quá trình gỉ sắt gây nở thể tích từ 4-6 lần làm nứt vỡ lớp bêtông bảo vệ Cơ chế gây rỉ do bêtông bị Sunphát hoá: Sunphát có trong nước biển, nước ngầm, trong ñất và trong nước trộn bêtông có thể tác dụng hoá học với vữa ximăng và gây hư hỏng bêtông.Vữa ximăng và bêtông trong các môi trường sunfat bị xâm thực bởi các ion như Na + , Mg 2+ , SO 4 2- … làm thay ñổi các sản phẩm hydrat hoá của vữa ximăng và bêtông như ettringite, thạch cao và các pha khác.theo phản ứng : C 3 AH 6 + 3Ca 2+ + 3 SO 4 2- + 26H 2 O = C 3 A.3CaSO 4 .32H 2 O Quá trình giãn nở của vủa ximăng chia hai giai ñoạn, ban ñầu phát triển chậm, sau ñó tăng dần ñến khi bị phá huỷ. Có sự thay thế C-S-H thành M-S-H và thạch cao hình thành dưới dạng lớp. Các sản phẩm tạo thành gây ứng suất lớn làm nứt bêtông dẫn ñế phá huỷ công trình 7.4. Ăn mòn dưới ứng suất của thép ứng suất trước Cốt thép ứng suất trước ít nhiều nhậy cảm với một dạng ñặc biệt của ăn mòn, ñó là ăn mòn gây nứt dưới ứng suất. Cơ chế của loại ăn mòn này dưới ứng suất có hai loại. Trong một trường hợp nứt phát sinh từ một khuyết ñiểm ñược ñịnh vị, trong lớp thụ ñộng. Nó lớn lên dưới hoạt ñộng hỗn hợp của sự hòa tan ñược khu trú và một tác ñộng cơ học. Giải thích này không phù hợp ñối với thép không phải là hợp kim. Cơ chế ăn mòn khác dưới ứng suất ñược hình thành bởi sự hoá ròn do hyñro. Thật vậy, tính dãn ( biến dạng cực ñại trước khi ñứt) của một loại thép cường ñộ cao bị giảm ñi, khi có mặt của hyñro với nồng ñộ ñủ. Dưới tác ñộng của một tác dụng cơ học, hydro tập trung lại trong các vùng có biến dạng lớn nhất ( sự tập trung ứng suất ). ðó là trường hợp của các ñáy cắt khấc hoặc của vết nứt. Cũng vậy, một vết nứt xuất hiện từ một khuyết tật hình học nhỏ có thể tăng lên bằng các bước nhẩy nối tiếp. Một bước nhẩy tương ứng với sự ñứt của thể tích hoá ròn, nó xẩy ra khi hàm lượng hyñrô ñạt tới ngưỡng làm ròn thép. Phải ghi nhận rằng hyñrô gây ra quá trình này xuất phát từ phản ứng catot (2), 190 nó hoạt ñộng dễ dàng bởi sự vắng mặt của oxy . Ngoài ra, một vài vật thể ở mặt tiếp giáp giữa thép và môi trường có thể hoặc là ngăn cản hoặc là tạo tuận lợi cho sự xâm nhập của hyñro vào vật liệu kim loại. Sự phá hoại do ăn mòn dưới ứng suất xuất hiện khi yếu tố ñộ mạnh của ứng suất của vết nứt trong vật rắn bị căng ñạt tới giá trị cực hạn, nó là ñộ dai của vật liệu ( yếu tố cường ñộ của ứng suất tỷ lệ thuận với ứng suất tác dụng và với bình phương của kích cỡ vết nứt). ðó là cơ chế thứ hai liên quan ñến cốt thép ứng suất trước bằng thép không phải là hợp kim. ðể ñánh giá ñộ nhậy cảm của cốt thép ứng suất trước ñối với ăn mòn dưới ứng suất, chúng chịu các thí nghiệm quy ước, nó cho phép không phải là dự kiến tuổi thọ làm việc, mà là xếp hạng hoạt ñộng tương ñối của cường ñộ ñối với loại ăn mòn này. Một nhóm các thí nghiệm ñầu tiên chỉ liên quan ñến ñộ nhậy cảm của cốt thép ñối với sự ăn mòn hóa bởi hyñro. Vấn ñề là căng một mẫu ở mức của ứng suất gần với ứng suất khi làm việc và ñặt nó trong một chất lỏng có khả năng gây nên sự ròn hóa bởi hyñro. Một chất lỏng như vậy thí dụ như dung dịch Thioxianat amon (NH 4 CNS). Một nhóm thí nghiệm ăn mòn gây nứt gần ñiều kiện làm việc hơn. Vấn ñề là, ví dụ như, dùng nước cất ít nhiều ñược ñổi mới và khoáng khí làm môi trường ñể xếp xung quanh các mẫu bị kéo căng. Các loại thép nhậy cảm hơn ñối với ăn mòn dưới ứng suất chỉ ñược sử dụng ñối với các cấu kiện không bị mưa ướt và ít tiếp xúc với thời tiết ( trước hết là ở bên trong công trình ). 7.5. Bảo vệ chống ăn mòn Cốt thép của bê tông cốt thép ñược bảo vệ chống ăn mòn khi chúng ñược bao bọc bởi lớp bê tông dầy, ñặc chắc và không nứt nẻ. Tuy nhiên, trong một số trường hợp, nhất là khi lớp bao phủ có thể không ñủ dầy hoặc ñặc chắc ñể làm chậm sự xâm nhập của các chất ăn mòn , cần phải có biện pháp bảo vệ phụ. Các phương pháp bảo vệ này có thể bao gồm việc làm tăng tính chống thấm của bê tông phủ ngoài ( tăng ñộ ñặc chắc, sơn bê tông, v.v ). Chúng cũng có thể là các lớp phủ hữu cơ (nhựa epoxy là ví dụ) hoặc lớp phủ kim loại ( mạ kẽm) lên mặt cốt thép ngay từ khi sản xuất chúng. Khi cốt thép của bê tông cốt thép chưa ñược bảo vệ từ lúc ñầu, bị ăn mòn trong một công trình , chúng có thể ñược bảo vệ bằng các phương pháp khác nhau trong ñó có phương pháp bảo vệ catôt. [...]... th p, thư ng ch b ng 1/3 - 1/5 gi i h n b n nén So v i thép gi i h n b n nén không th p hơn nhi u, nhưng ñ d o, ñ ñ c thì r t th p Theo TCVN 1659 - 75 ( gang xám kí hi u là GX là hai s theo sau ñó là gi i h n b n kéo và gi i h n b n u n tính theo kG/mm2) gang xám ñư c phân ra làm 11 lo i t GX - 00 ñ n GX - 44 - 64 Trong xây d ng thư ng ph i dùng nh ng lo i gang xám t GX 32 - 52 tr lên Gang c u : Gang... cho hoá già tính ch t cơ h c c a nó 192 n m trong gi i h n sau : gi i h n ch y - 1700 - 2800 daN/cm2, ñ b n kéo 1700 - 4400 daN/cm2, ñ giãn dài tương ñ i 6- 24%, ñ c ng Brinen 40 - 100 daN/mm2 Silumin : Silumin là h p kim c a nhôm v i silic SiO2(10 - 14%) Chúng có ch t lư ng cao, ñ b n kéo ñ n 2000 daN/cm2, ñ c ng Brinen 50 - 70 daN/mm2 CÂU H I ÔN T P 1 Khái ni m chung v v t li u kim lo i? 2 Thành ph... có ký hi u là GC v i hai s ti p theo ñó là gi i h n b n kéo và ñ giãn dài Gang c u có 9 mác t GC 38 - 17 ñ n GC 120 - 4 9 H P KIM NHÔM H p kim nhôm là v t li u ñư c dùng r ng rãi trong xây d ng (c u, nhà xư ng, nhà dân d ng) Nhôm nguyên ch t có ñ b n th p (0,15 - 0,25 so v i thép) nên không dùng trong xây d ng H p kim nhôm có ưu ñi m cư ng ñ cao, nh và ch ng l i tác d ng ăn mòn cao hơn so v i thép ... g lá kim : 46 - 81 %, g lá r ng : 32 - 80 % và ñ m Ngư i ta chuy n kh i lư ng th tích c a g ñ m b t kỳ ( W ) v kh i lư ng th tích ñ m tiêu chu n ( 18% ) theo công th c : γo18 = γoW [ 1 + 0,01 ( 1 - Ko )( 18 - W )] trong ñó γo18 , γoW kh i lư ng th tích c a g có ñ m 18% và W; Ko h s co th tích D a vào kh i lư ng th tích, g ñư c chia làm 5 lo i: G r t nh (γ0 < 400kg/m3 ) G nh (γ0 = 700 - 900 kg/m3 )... cũng khác nhau : co d c th 0,1 - 0,3 % ; co pháp tuy n 3 -6 % ; co ti p tuy n 7-1 2 % ð co c a g ( % ) theo các phương d c th yd , pháp tuy n yf , và ti p tuy n yt ñư c xác ñ nh theo công th c : yd = a − ai ×100 ai yf = b − bi × 100 ai yt = c − ci ×100 ci trong ñó a, b, c - kích thư c c a g theo các phương d c th , pháp tuy n và ti p tuy n trư c khi s y khô; a1, b1, c1 - sau khi s y ñ n tr ng thái khô... silicat B t nhão bitum g m có 30 - 50 % florua natri, 5 - 7 % b t than bùn, kho ng 30% bitum d u l a mác III và IV và kho ng 30% d u xanh Lo i này d cháy, b n nư c, có mùi khó ch u B t nhão bitum ñư c dùng ñ sơn quét các chi ti t n m trong môi trư ng m ư t trong lòng ñ t ho c l thiên B t nhão Silicat ch a kho ng 15 - 20 % Flosilicat natri, 65 - 80 % thu tinh l ng, 1 -2 % d u crêozôt và ñ n 29 % nư c... và nhân t bào V t bào ñư c t o b i xenlulô (C6H10O5), lignhin và các Hemixenlulô Trong quá trình phát tri n nguyên sinh ch t hao d n t o cho v t bào ngày càng dày thêm ð ng th i m t b ph n c a v l i bi n thành ch t nh n tan ñư c trong nư c Trong cây g lá r ng thư ng có 46 - 48 % xenlulô, 19 - 20 % lignhin, 26 - 35 % hêmixenlulô Nguyên sinh ch t là ch t anbumin th c v t ñư c c u t o t các nhuyên t :... t o các lo i thép ñ c bi t b n th i ti t Thép b n th i ti t thông thư ng trong thành ph n có m t lư ng nh Cu, Cr, Ni, P ñư c phát tri n M t nh ng năm 1930 trong ñ i b ph n các k t c u thép ð c tính c a lo i thép này là hình thành m t l g n ñ nh trên b m t k t c u Thép này r t b n trong ñi u ki n các công trình ñư c xây d ng xa bi n các công trình ven bi n và trong nư c bi n do tác ñ ng c a m i l ng... CHƯƠNG 8 V T LI U G 1 KHÁI NI M G là v t li u thiên nhiên ñư c s d ng khá r ng rãi trong xây d ng vì nh ng ưu ñi m cơ b n sau: nh , có cư ng ñ khá cao; cách âm cách nhi t; d gia công (cưa, x , bào, khoan), có giá tr m thu t cao G là v t li u r t ph bi n, ñư c s d ng trong xây d ng dân d ng, công nghi p và giao thông v n t i R ng Vi t Nam chi m ñ n 47 % di n tích, có nhi u lo i g t t và quý vào b c... như co ngót, không gi ng nhau theo các phương khác nhau (hình 8.4): d c th : 0,1 - 0,8 %; pháp tuy n: 3 - 5 %; ti p tuy n: 6 - 12 % 198 Màu s c và vân g M i lo i g có m t màu s c khác nhau Căn c vào màu s c có th sơ b ñánh giá ph m ch t và lo i g Thí d : g g , g mun có màu s m và ñen; g s n, g táu có màu h ng s m; g thông, b ñ có màu tr ng Màu s c c a g còn thay ñ i tuỳtheo tình trang sâu n m và . tính chất của vật liệu kim loại? 6. Các loại thép ñặc biệt? CHƯƠNG 8 VẬT LIỆU GỖ 1. KHÁI NIỆM Gỗ là vật liệu thiên nhiên ñược sử dụng khá rộng rãi trong xây dựng vì những. (cưa, xẻ, bào, khoan), có giá trị mỹ thuật cao. Gỗ là vật liệu rất phổ biến, ñược sử dụng trong xây dựng dân dụng, công nghiệp và giao thông vận tải. Rừng Việt Nam chiếm ñến 47 % diện tích, có nhiều. từ GC 38 - 17 ñến GC 120 - 4. 9. HỢP KIM NHÔM Hợp kim nhôm là vật liệu ñược dùng rộng rãi trong xây dựng (cầu, nhà xưởng, nhà dân dụng). Nhôm nguyên chất có ñộ bền thấp (0,15 - 0,25 so