Khoa Xây Dựng Cầu Đường - Trường Đại Học Bách Khoa TẬP SAN KHOA HỌC CÔNG NGHỆ 1 Chào m ừng 20 nămth ành l ậpng ành Xây d ựng Cầu Đường 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 VÙNG BIỂN VIỆT NAM TS. PHẠM VĂN KHOAN KS. TRẦN NAM Viện Khoa học Công nghệ Xây Dựng ABSTRACT The corrosion and deterioration of reinforcing steel in concrete bridges is estimated to affect all of the constructions in Vietnam marine environment. Chloride ions found in seawater accelerate the corrosion of steel and therefore are a concern for reinforced concrete structures. One approach to mitigating this problem is to use corrosion-inhibitive compounds admixed into the concrete paste. Presently there is few corrosion inhibiting admixtures in use that do not have detrimental effects on other aspects of the concrete properties. Furthermore, effectiveness of these existing inhibitors not clearly or completely understood. This study investigated the corrosion inhibitor of steel through result of world and Vietnam’s research and application. Base on this, we proposed research and apply orientation of corrosion inhibitor for reinforcement concrete in Vietnam marine area. 1. GIỚI THIỆU Trong điều kiện khí hậu nhiệt đới nóng ẩm Việt Nam, các công trình xây dựng ở vùng biển chịu tác động ăn mòn mạnh của môi trường. Phổ biến và nguy hại nhất trong đó là hiện tượng xâm thực clorua gây ăn mòn và phá huỷ nhanh chóng cốt thép trong các kết cấu đó [1,4]. Các công trình cầu, cảng là những công trình thường nằm trên hoặc gần mặt nước, có độ ẩm không khí cao; đặc biệt với các công trình vùng biển còn chịu tác động của khí hậu biển. Do đó cầu, cảng bê tông cốt thép là đối tượng chịu ảnh hưởng mạnh do ăn mòn và phá hủy của môi trường. Hình 1. Một số hình ảnh ăn mòn và phá hủy bê tông cốt thép ở miền Trung Việt Nam Kết quả nghiên cứu và khảo sát của Viện KHCN Xây dựng cho thấy quá trình ăn mòn cốt thép có thể bắt đầu ngay từ khi hàm lượng ion clorua xâm nhập vào miền bê tông cận cốt thép không lớn, khoảng 0,60 ÷ 0,80 kg/m 3 bê tông. Do sản phẩm ăn mòn (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 ăn mòn, tạo điều kiện thuận lợi cho sự xâm nhập ngày càng nhanh ion clorua vào bên trong bê tông, dẫn đến tốc độ ăn mòn cốt thép phát triển mạnh và công trình xây dựng nhanh chóng bị phá hủy. Khoa Xây Dựng Cầu Đường - Trường Đại Học Bách Khoa TẬP SAN KHOA HỌC CÔNG NGHỆ 2 Chào m ừng 20 nămth ành l ậpng ành Xây d ựng Cầu Đường Trong số các biện pháp kỹ thuật bảo vệ và chống ăn mòn, bổ sung vào thành phần bê tông chất ức chế ăn mòn nhằm ngăn cản và làm chậm quá trình ăn mòn cốt thép là một trong những giải pháp đơn giản, hiệu quả và được ứng dụng nhiều nhất trên thế giới [2]. Tuy nhiên ở Việt Nam, việc áp dụng các giải pháp kỹ thuật chống ăn mòn nói chung cũng như sử dụng chất ức chế ăn mòn nói riêng cho các công trình cầu, cảng bê tông cốt thép còn nhiều hạn chế và chưa phổ biến. Trong tương lai gần, việc phát triển và xây dựng mới các công trình cầu, cảng bê tông cốt thép ngày càng đòi hỏi cao về chất lượng và tuổi thọ. Do vậy việc nghiên cứu, tìm hiểu và đề xuất các hướng nghiên cứu, ứng dụng chất ức chế ăn mòn là việc làm cần thiết không chỉ nhằm duy trì và đảm b ảo chất lượng công trình mà còn nâng cao tuổi thọ, giảm chi phí sửa chữa các công trình xây dựng đặc biệt là các kết cấu bê tông cốt thép ở vùng biển Việt Nam. 2. ĂN MÒN VÀ CHẤT ỨC CHẾ ĂN MÒN Ăn mòn cốt thép trong bê tông là hiện tượng phá huỷ vật liệu thép do tác dụng hoá học hay tác dụng điện hoá giữa sắt và môi trường bên ngoài. Các vật liệu kim loại và hợp kim trên cơ sở sắt, thép khi tiếp xúc với môi trường xung quanh chúng ( khí, lỏng, rắn ) đều bị phá huỷ với một tốc độ nào đó. Nguyên nhân của sự phá huỷ này là có sự tương tác hoá học: kim loại tham gia phản ứng oxy hoá khử vớ i các chất có trong môi trường xung quanh và bị oxy hoá hay còn gọi là ăn mòn kim loại (Hình 1). Để ngăn ngừa sự ăn mòn và bảo vệ kim loại khỏi bị ăn mòn người ta sử dụng các phương pháp khác nhau như sử dụng các hợp kim bền, bảo vệ bề mặt bằng chất phủ, phương pháp điện hóa trong đó phương pháp sử dụng chất ức chế ăn mòn được ứng dụng rộ ng rãi nhất đặc biệt đối với cốt thép trong bê tông [3]. Tuỳ thuộc vào bản chất kim loại và môi trường ăn mòn mà người ta tiến hành chống ăn mòn bằng các chất ức chế khác nhau, chủ yếu bằng cách thêm vào môi trường đó các phụ gia hóa học có tính năng làm chậm quá trình ăn mòn- hay còn gọi là chất ức chế. Theo từ điển bách khoa Việt Nam quyển 1, trang 422, xuất bản năm 1995 thì chất ức chế được định nghĩa là “chất làm chậm lại, thậm chí làm ngừng lại các quá trình hoá học, ví dụ quá trình ăn mòn kim loại”. Theo đó, chất ức chế ăn mòn được hiểu là chất có tác dụng làm giảm tốc độ ăn mòn, thậm chí làm ngừng lại quá trình ăn mòn của kim loại trong môi trường xâm thực. Về cơ bản, các chất ức chế thường là các hợp chất ion hoặc hợp chất phân tử, chúng hấp ph ụ lên bề mặt kim loại bị ăn mòn nhờ lực hút tĩnh điện (lực culông), lực hút Vandecvan hay lực hút hoá học. Các chất ức chế thông thường đối với thép là các muối nitrit, phốt phát, crômat, một số hợp chất hữu cơ và các chất khác 3. PHÂN LOẠI CHẤT ỨC CHẾ ĂN MÒN Hình 2. Quá trình ăn mòn cốt thép trong bê tông Khoa Xây Dựng Cầu Đường - Trường Đại Học Bách Khoa TẬP SAN KHOA HỌC CÔNG NGHỆ 3 Chào m ừng 20 nămth ành l ậpng ành Xây d ựng Cầu Đường Chất ức chế là những chất hoá học phản ứng với bề mặt kim loại hoặc môi trường xung quanh tạo thành một lớp bề mặt bền vững có tác dụng bảo vệ và ngăn ngừa sự ăn mòn. Tác dụng bảo vệ của các chất này có được là do các phân tử hoặc ion của chúng bị hấp phụ trên bề mặt kim loại, hình thành lớp màng mỏng bảo vệ. Quá trình làm giảm t ốc độ ăn mòn do những nguyên nhân sau : + Làm tăng thế phân cực anốt hay catốt. + Làm giảm tốc độ khuếch tán ion tới bề mặt kim loại. + Tăng điện trở của bề mặt kim loại. Trên thế giới, các nhà nghiên cứu đã tìm ra rất nhiều hợp chất hoá học có tác dụng ức chế ăn mòn, tuy nhiên trong thực tế đối với bê tông cốt thép thì chỉ một số ít trong đó đượ c sử dụng có hiệu quả và có thể sử dụng đại trà. Dựa trên đặc tính và tác dụng của từng loại chất ức chế, chất ức chế ăn mòn được phân loại theo nhiều cách khác nhau dựa trên tính chất, thành phần, khả năng áp dụng Dựa vào tính chất của môi trường ăn mòn, người ta chia ra làm 3 loại: + Chất ức chế ăn mòn trong nước và dung dịch muối. + Chất ức chế ă n mòn trong không khí. + Chất ức chế ăn mòn trong kiềm. Dựa vào tính chất sử dụng, người ta chia ra làm hai loại chất ức chế ăn mòn: + Chất ức chế ăn mòn trộn trực tiếp vào trong hỗn hợp bê tông, vữa. + Chất ức chế ăn mòn thẩm thấu dùng để quét phủ bên ngoài khi bê tông đã đóng rắn. Dựa vào thành phần chất ức chế người ta chia ra làm hai loại: + Chất ức chế ăn mòn vô c ơ. + Chất ức chế ăn mòn hữu cơ. Nếu như trong thành phần chất ức chế ăn mòn hữu cơ có các nguyên tử có cực như S và N thì nó có thể hấp phụ lên trên bề mặt kim loại. Trong thực tế cách phân loại phổ biến nhất hiện nay là theo cơ chế tác dụng của từng loại chất ức chế đối với các quá trình ăn mòn : + Chất ức chế ă n mòn anốt (hay còn gọi là chất ức chế ăn mòn thụ động hoá ). + Chất ức chế ăn mòn catốt. Dưới đây, sẽ xem xét sâu hơn về cơ chế tác động của hai loại chất ức chế trên: Hình 2 . Giản đồ trạng thái pha ăn mòn thép VÙNG VÙNG Khoa Xây Dựng Cầu Đường - Trường Đại Học Bách Khoa TẬP SAN KHOA HỌC CÔNG NGHỆ 4 Chào m ừng 20 nămth ành l ậpng ành Xây d ựng Cầu Đường Chất ức chế ăn mòn anốt Chất ức chế ăn mòn thụ động hoá làm cho thế ăn mòn chuyển dịch về phía anốt, tạo thành trên bề mặt kim loại một màng thụ động. Bản chất của các chất ức chế anốt là tham gia phản ứng với thép để tạo thành sản phẩm trên bề mặt thép nằm trong vùng thụ động (vùng anốt hình 2). Có hai dạng chất ức chế ăn mòn thụ động là : - Anion oxi hoá, như là các muối crômát, nitrate và nitrit, chúng có thể thụ động hoá thép khi không có mặt của oxy. - Ion không oxy hoá như phốt phát, tungstat và molybdat, các muối này cần thiết phải có oxy để thụ động hoá bề mặt thép. Những chất ức chế này là những chất có hiệu quả nhất và được sử dụng phổ biến nhất. Tuy vậy, những chất ức chế thụ động hoá có thể là nguyên nhân gây ăn mòn điểm và làm tăng t ốc độ ăn mòn nếu nồng độ của nó nhỏ hơn giới hạn tối thiểu nào đó. Vì vậy khi sử dụng cần phải có biện pháp quan trắc phân tích đánh giá hàm lượng chất ức chế. Chất ức chế anốt phổ biến nhất là natri cromat với nồng độ khoảng từ 0,04 - 0,1 %. Trong trường hợp nồng độ ion cromat nhỏ hơn 0,016% thì tốc độ ăn mòn sẽ tăng lên. Riêng đố i với bê tông cốt thép, canxi nitrit được sử dụng nhiều hơn cả do hiệu quả chống ăn mòn cao và không có tác dụng phụ đến chất lượng bê tông. Chất ức chế ăn mòn catốt Chất ức chế ăn mòn catốt là chất làm giảm tốc độ phản ứng catốt hoặc kết tủa có lựa chọn trên bề mặt catốt làm tăng điện trở bề mặt và h ạn chế sự khuếch tán chất khử đến khu vực này. Bản chất của chất ức chế catốt là phản ứng với các tác nhân oxy hoá hoặc tạo màng ngăn cản các tác nhân oxy hoá xâm nhập, duy trì thép ở trạng thái đơn chất bền vững (vùng catốt Hình 2). Theo đó chất ức chế ăn mòn catốt có khả năng ức chế ăn mòn theo 3 cơ chế sau đây: - Thụ động hoá catốt. - Kết tủ a trên vùng catốt. - Tiêu thụ oxy. Một vài chất ức chế ăn mòn catốt, như những hợp chất của Arsen, Antimoan hoạt động dựa trên cơ sở sự kết hợp lại và giải phóng hydrô sẽ trở nên khó hơn. Một số chất ức chế ăn mòn khác như ion Canxi, Kẽm, Magiê kết tủa dưới dạng oxit tạo thành màng bảo vệ kim loại. Các chất ức chế tiêu thụ oxy ngăn ngừa s ự phân cực catốt do oxy, chất tiêu thụ oxy dạng này phổ biến nhất là natri sunfit ( Na 2 SO 3 ). Ngoài ra còn có thể có các chất ức chế có khả năng ức chế theo hai hay nhiều cơ chế khác nhau gọi là các chất ức chế hỗn hợp. Trong thực tế, các loại chất ức chế thường được dùng phối hợp nhiều loại khác nhau hoặc phối hợp với các loại phụ gia bê tông khác để đạt được hiệu quả tối ưu đồng thời đáp ứng được các yêu cầu về tính công tác của bê tông. 4. TÌNH HÌNH NGHIÊN CỨU CHẤT ỨC CHẾ ĂN MÒN Trên thế giới, chất ức chế ăn mòn đã được nghiên cứu, sản xuất và ứng dụng từ những năm đầu của thế kỷ 20, tuy nhiên trong khoảng 30 năm lại đây việc nghiên cứu cũng như sử dụng mới thực sự trở nên phổ biến do các vấn đề về ăn mòn ngày càng nghiêm trọng. Đầu thế kỷ 20, người ta phát hiện ra rằng một số ch ất hoá học có khả năng bảo vệ thép khỏi bị ăn mòn, những chất hoá học này đều có chứa nhóm chức nitrit, một trong những chất ức chế đầu tiên được sử dụng là có tên là Dicyclohexylammoniumn Khoa Xây Dựng Cầu Đường - Trường Đại Học Bách Khoa TẬP SAN KHOA HỌC CÔNG NGHỆ 5 Chào m ừng 20 nămth ành l ậpng ành Xây d ựng Cầu Đường nitrite. Hợp chất này được hãng Shell tiếp tục nghiên cứu và phát triển để bảo vệ các khí tài quân sự trong cuộc chiến tranh Thế giới lần II. Đối với bê tông cốt thép, do bê tông có môi trường kiềm, đồng thời phải phù hợp các yêu cầu khác như không làm giảm cường độ nén, không thay đổi tính công tác nên không phải chất ức chế ăn mòn nào cũng có thể được dùng. Một trong những chất ức chế ăn mòn được sử dụ ng đầu tiên là natri nitrit và canxi nitrit nhưng do natri nitrit có thể làm giảm cường độ bê tông đồng thời tiềm ẩn khả năng gây phản ứng kiềm - silic, nên hiện tại chỉ có canxi nitrit được thương mại hoá và dùng rộng rãi cho hiệu quả. Canxi nitrit được sử dụng một lượng nhỏ đầu tiên tại Nhật Bản để ức chế ăn mòn cho công trình bê tông cốt thép dùng cát biển làm cốt liệu nhỏ. Sau đó đã được các nhà khoa học ngườ i Mỹ nghiên cứu đưa ra thị trường rộng rãi từ năm 1979 [6]. Một số lợi ích chủ yếu khi sử dụng canxi nitrit làm chất ức chế ăn mòn cốt thép trong bê tông là : - Ngăn cản quá trình ăn mòn cốt thép trong bê tông phát triển, làm giảm tốc độ ăn mòn và mức độ nguy hại khi ăn mòn xảy ra; - Tương hợp tốt với bê tông và phần lớn các loại phụ gia khác, không gây phản ứng phụ. - Làm tăng cường độ và kéo dài tu ổi thọ bê tông. - Ít bị chiết ra môi trường ngoài trong quá trình sử dụng nên duy trì được khả năng bảo vệ lâu dài. Tuy nhiên các chất ức chế ăn mòn gốc nitrit có một số nhược điểm là : - Có ảnh hưởng không tốt đến sức khoẻ người dùng, gây ra một số bệnh ở đường hô hấp và thị giác. - Có thể gây ra ăn mòn nếu như sử dụng không đúng liều lượng. - Tính toán chính xác hàm lượng hiệu quả củ a các chất ức chế gốc nitrit khá phức tạp. Nhưng do chất ức chế gốc nitrit thường là có giá thành rẻ, dễ sản xuất, có khả năng chống ăn mòn cao nên vẫn được tiếp tục sử dụng với số lượng lớn và là một trong những chất ức chế quan trọng nhất hiện nay. Một số loại chất ức chế ăn mòn khác trên cơ sở alkanolamin, amino alcol cũng đã được nghiên cứu và ứng dụng làm phụ gia bê tông và chất ức chế thẩm thấu phun phủ bề mặt bê tông trong đó phải kể đến là ethanolamine và dimethylethanolamine. Không chỉ có khả năng bảo vệ cốt thép mà những loại chất ức chế này còn có ưu điểm ít độc hại hơn so với các chất ức chế gốc nitrit, ngoài ra nó còn giảm tốc độ thấm ion clo và làm chậm quá trình ăn mòn khi ăn mòn đã xẩ y ra [7,11]. Các muối gốc monofluorophosphate cũng đã được nghiên cứu và ứng dụng nhiều trong thực tế. Nó có khả năng ức chế ăn mòn xảy ra đối với cốt thép khi bê tông đã bị nhiễm mặn và ngay cả khi đã bị cácbônát hóa. Tuy nhiên nó có ảnh hưởng làm chậm thời gian ninh kết của hỗn hợp vữa, bê tông. Gần đây các nhà khoa học Mỹ còn nghiên cứu ra một số loại chất ức chế có khả n ăng tự di chuyển đến những vị trí có thể xây ra ăn mòn. Thành phần hoá học của chúng còn chưa được công bố nhưng có một số hợp chất, có thể có tính chất tương tự là ammoni benzoate hoặc natri benzoat. Do chúng có ái lực electron với thép nên tự bản thân có thể di chuyển về phía cốt thép và hấp thụ lên bề mặt thép tạo màng ngăn cách bảo vệ thép trong bê tông không bị ăn mòn [8,9]. Bảng 1 dưới đây tổng kết một số hóa chất có tác dụng ức chế ăn mòn cốt thép trong bê tông đã được nghiên cứu trên thế giới trong những năm gần đây: Khoa Xây Dựng Cầu Đường - Trường Đại Học Bách Khoa TẬP SAN KHOA HỌC CÔNG NGHỆ 6 Chào m ừng 20 nămth ành l ậpng ành Xây d ựng Cầu Đường Bảng 1. Một số hóa chất có tính năng ức chế ăn mòn cốt thép trong bê tông [10] Tên hóa chấtKý hiệuNhóm Triethanolamine TEOA Alkanolamines 6-Amino-1-hexanol HOA Tetraethylammonium chloride TEAM Phân nhóm amoni bậc 4 Tetrahexylammonium chloride THAM Benzyltriethylammonium chloride BEAM Benzyltriethylammonium tetrafluoroborate BEAMB Benzyltributylammonium chloride BBAM Tetraethylphosphonium chloride TEPH Phân nhóm phospho bậc 4 Benzotriazole BTA Triazole và các dẫn xuất 5-Methyl-benzotriazole C1BTA 5-Butyl-benzotriazole C4BTA 5-Hexyl-benzotriazole C6BTA Natri gluconate GLU Axít hữu cơ và muối của nó D-Saccharic acid, monopotassium salt SAC Calcium a-D Eptagluconate EGLU Phthalic acid, monopotassium salt PHTA Lactic acid LAC Maleic acid MAL Suberic acid SUB Adipic acid ADI Natri benzoate BEN Natri nitrit SN Axit vô cơ và muối của nó Canxi nitrit CN Tungstosilicic acid hydrate TSAH Phosphomolybdic acid PMA Ammoni tetrathiotungstate AMTT Ammoni tetrathiomolybdate AMTM Monofluorophosphoric acid MFP Dicyclohexylammonium nitrite DCHAMN Các loại khác Dicyclohexylamine DCHA Natri b-glycerophosphate GPH 2-Mercaptobenzimidazole MBI Phloroglucinol PHLO Trong rất nhiều loại hóa chất có khả năng ức chế ăn mòn trên, do một số yêu cầu về giá thành, phương pháp áp dụng, hiệu quả, tính năng chống ăn mòn nên chỉ có một số ít có khả năng ứng dụng rộng rãi đưa vào thực tế. Bảng 2 dưới đây tổng kết quá trình hình thành, phát triển của các phương pháp sử dụng và một số loại chất ức chế đã đượ c thương mại hóa. Tại Việt Nam, các chất ức chế ăn mòn và bảo vệ bê tông cốt thép cũng đã được nghiên cứu từ những năm 80 nhưng do nhiều nguyên nhân khác nhau việc áp dụng còn nhiều hạn chế. Các chất ức chế ăn mòn được nghiên cứu ứng dụng chủ yếu là các muối có chứa nitơ như natri nitrit, urotropin, thiure, trietanol amin, canxi nitrit trong đó mới chỉ có chất ức chế trên cơ sở canxi nitrit là được ứng dụng có hi ệu quả [2,3]. Phương pháp sử dụng chủ yếu chỉ là dùng chất ức chế ăn mòn dưới dạng phụ gia trộn trực tiếp vào bê tông, vữa cho các công trình xây mới hoặc sửa chữa mới. Chưa có các loại sản phẩm phun phủ bề mặt bê tông ứng dụng cho bê tông đã đóng rắn Khoa Xây Dựng Cầu Đường - Trường Đại Học Bách Khoa TẬP SAN KHOA HỌC CÔNG NGHỆ 7 Chào m ừng 20 nămth ành l ậpng ành Xây d ựng Cầu Đường hoặc đã sử dụng được một thời gian. Cũng chưa có nhiều kết quả nghiên cứu phối hợp giữa các loại chất ức chế ăn mòn với các loại phụ gia khác của bê tông. Bảng 2. Lịch sử phát triển và phương pháp áp dụng chất ức chế ăn mòn bê tông cốt thép [ 5] NămLoại chất ức chế Thành phần hoá học Phương pháp áp dụng 1979 Chất ức chế anốt Canxi nitrit Phụ gia bê tông 1986 Hỗn hợp Alkanolamine Phụ gia bê tông 1990 Hỗn hợp Amine carboxylate gốc nước Phun phủ bề mặt bê tông 1990 Hỗn hợp Amine và Ester gốc nướcPhụ gia bê tông 1993 Chất ức chế anốt Canxi nitrit Phun phủ bề mặt bê tông 1994 AnốtHỗn hợp các chất vô cơ và hữu cơ Phụ gia bê tông 1996 Hỗn hợpChất hữu cơ Phun phủ bề mặt 1997 Hỗn hợp Amino alcol Phụ gia bê tông, phun phủ bề mặt 1997 Anốt Natri monofluor phốt phát Phun phủ bề mặt 1998 Hỗn hợp Alkanolamine Phụ gia bê tông Trong khi trên thế giới các loại chất ức chế ăn mòn đã được nghiên cứu và sản xuất ra sản phẩm có tính thương mại thì ở Việt Nam số lượng và chủng loại chất ức chế ăn mòn cũng có rất ít. Bảng 3 dưới đây giới thiệu một số sản phẩm phụ gia ức chế ăn mòn đã có trên thế giới và ở Việt Nam : Bảng 3. Một số s ản phẩm chất ức chế ăn mòn dùng cho bê tông cốt thép Tên thương mại Thành phần hoá học chính Nhà sản xuấtXuất xứ Phương pháp sử dụng DCI Canxi nitrit Grace Mỹ Phụ gia bê tông Ferrogard Amino alcol Sika Thuỵ sĩ Phụ gia và phun phủ bề mặt BT MCI Amino carboxylate Cortec Mỹ Phụ gia và phun phủ bề mặt BT Rheocrete CNI Canxi nitrit Degussa (MBT) ĐứcPhụ gia bê tông Catexol - Axim Canada Phụ gia và phun phủ bề mặt BT CN CI 01 Canxi nitrit Viện KHCN XD Việt Nam Phụ gia bê tông PLACC-CR Canxi nitrit IMAG Việt Nam Phụ gia bê tông Hầu hết các loại chất ức chế trên mới chỉ được sử dụng ở mức độ nhỏ, chưa phổ biến đồng thời chưa có nhiều nghiên cứu đánh giá hiệu quả cũng như khả năng áp dụng trong điều kiện khí hậu Việt Nam. Như vậy có thể nhận thấy rằng nếu so sánh với một số lĩnh vực khác thì lịch s ử phát triển của chất ức chế chỉ mới ở giai đoạn bắt đầu. Trong khi đó vấn đề ăn mòn, phá huỷ cốt thép trong bê tông là nguyên nhân chính dẫn đến hư hỏng và phá huỷ công trình xây dựng vùng biển nên ngày càng được coi là vấn đề bức thiết và là nhu cầu không thể thiếu trong công tác xây dựng. Vì vậy vẫn còn nhiều tiềm năng trong lĩnh vực nghiên cứu, phát triển và ứng dụng chất ức chế ăn mòn trong xây dựng đặc biệt với các công trình vùng biển. Khoa Xây Dựng Cầu Đường - Trường Đại Học Bách Khoa TẬP SAN KHOA HỌC CÔNG NGHỆ 8 Chào m ừng 20 nămth ành l ậpng ành Xây d ựng Cầu Đường 5. HƯỚNG NGHIÊN CỨU VÀ ỨNG DỤNG CHẤT ỨC CHẾ ĂN MÒN Ở VIỆT NAM Trên cơ sở các kết quả nghiên cứu trong và ngoài nước, kết hợp với điều kiện thực tiễn của Việt Nam, chúng tôi đề xuất một số hướng nghiên cứu và ứng dụng chất ức chế ăn mòn cốt thép ở Việt Nam như sau: - Nghiên cứu chuyên sâu về chất ức chế ăn mòn canxi nitrit, hi ệu quả ứng dụng trong điều kiện khí hậu vùng biển Việt Nam, làm rõ về cơ chế và khả năng chống ăn mòn của chất ức chế trên cơ sở Canxi nitrit. - Nghiên cứu sử dụng phối hợp phụ gia ức chế ăn mòn trên cơ sở chất ức chế canxi nitrit kết hợp với các loại phụ gia dẻo hoá, siêu dẻo, chậm đóng rắn, polymer, phụ gia khoáng hoạ t tính nhằm chế tạo bê tông tính năng cao, dễ thi công, phù hợp điều kiện Việt Nam đồng thời giảm giá thành công trình. - Nghiên cứu chế tạo một số loại phụ gia trên cơ sở chất ức chế ăn mòn gốc ester và amine, phối hợp nghiên cứu chế tạo một số chất thẩm thấu dùng cho công tác phun phủ bảo vệ bê tông cốt thép. - Khảo sát, đánh giá hiệu quả chống ăn mòn của các công trình đã sử dụng chất ức chế ăn mòn trong thời gian vừa qua để có được những kết luận chính xác về hiệu quả từng loại phụ gia trong điều kiện khí hậu Việt Nam. Bên cạnh đó, việc xây dựng các tiêu chuẩn yêu cầu kỹ thuật và phương pháp thử có liên quan đến các chất ức chế ăn mòn cũng là một công việc cấp bách hỗ trợ, nâng cao khả năng quả n lý chất lượng và đưa nhanh các chất ức chế ăn mòn, các giải pháp bảo vệ hiệu quả vào công trình xây dựng. Quá trình ăn mòn là quá trình xẩy ra chậm, do đó để đánh giá hiệu quả và đề xuất các giải pháp thích hợp cho Việt Nam- một nước chỉ mới bắt đầu nghiên cứu và áp dụng các biện pháp chống ăn mòn là công tác cần phải tiến hành lâu dài không chỉ một sớm một chiều. Việc tập trung nghiên cứu mộ t cách toàn diện trong thời gian dài và liên tục trong lĩnh vực chất ức chế nói riêng và ăn mòn nói chung là công việc cần thiết nhằm đảm bảo duy trì tuổi thọ và nâng cao chất lượng công trình xây dựng ở vùng biển Việt Nam. TÀI LIỆU THAM KHẢO [1]. Cao Duy Tiến, Đặng Văn Phú, Lê Quang Hùng, Phạm Văn Khoan; Chống ăn mòn các công trình bê tông và bê tông cốt thép vùng biển; Hội thảo chống ăn mòn và bảo vệ các công trình bê tông và bê tông cốt thép vùng biển Việt Nam, Viện Khoa học Công nghệ Xây dựng, Hà Nội 5/1999. [2]. Nguyễn Viết Huệ và CTV; Bảo vệ cốt thép bê tông làm việc trong môi trường biển bằng chất ức chế ăn mòn; Hội thảo KHKT Bê tông xây dựng công trình biển và các phương pháp đánh giá, bảo vệ chúng. Hà Nội, 9/1995. [3]. Phạm Văn Khoan, Nguyễn Huy Dương, Nguyễn Nam Thắng, Trần Nam, Hồ Viết Dự; Nghiên cứu chế tạo và ứng dụng chất ức chế ăn mòn Canxi nitrit cho sản xuất vữa, bê tông chống ăn mòn dùng trong môi trường xâm thực clorua; Báo cáo tổng kết đề tài mã số RD 03- 01, Viện Khoa học Công nghệ Xây dựng, Hà Nội, 2001. [4]. Lê Ngọc Quang, Nguyễn Huy Quang; Ăn mòn cốt thép trong kết cấu bê tông cốt thép vùng biển miền Trung Việt Nam; Hội thả o toàn quốc lần 1 về sự cố và hư hỏng công trình xây dựng, Hà Nội 2004. [5]. Dubravka Bjegovic, Dick Stehly, The Multifunctional Admixture for Concrete; Paper No. 02323, Corrosion Exhibition 2002, NACE, Houston Texas, 2002. [6]. James M. Gaidis; Chemistry of Corrosion Inhibitors; Cement & Concrete Composites, Vol 26, pg 181–189, 2004, Elsevier Publishing. Khoa Xây Dựng Cầu Đường - Trường Đại Học Bách Khoa TẬP SAN KHOA HỌC CÔNG NGHỆ 9 Chào m ừng 20 nămth ành l ậpng ành Xây d ựng Cầu Đường [7]. V. Saraswathy, Ha-Won Song; Improving The Durability Of Concrete By Using Inhibitors; Building and Environment. [8]. F. Wombacher, U. Maeder, B. Marazzani; Aminoalcohol Based Mixed Corrosion Inhibitors; Cement & Concrete Composites 26 (2004) 209–216. [9]. Koichi Soeda, Takao Ichimura; Present State Of Corrosion Inhibitors In Japan; Cement & Concrete Composites 25 (2003) 117–122. [10]. C. Monticelli, A. Frignani, G. Trabanelli; A Study On Corrosion Inhibitors For Concrete Application; Cement and Concrete Research 30 (2000) 635-642. [11]. C.M. Hansson, L. Mammoliti, and B.B. Hope; Corrosion Inhibitors In Concrete—Part I: The Principles; Cement and Concrete Research, 28 (1998) 1775–1781. . Đặng Văn Phú, Lê Quang Hùng, Phạm Văn Khoan; Chống ăn mòn các công trình bê tông và bê tông cốt thép vùng biển; Hội thảo chống ăn mòn và bảo vệ các công trình bê tông và bê tông cốt thép vùng biển. HỌC CÔNG NGHỆ 1 Chào m ừng 20 nămth ành l ậpng ành Xây d ựng Cầu Đường 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 VÙNG BIỂN. chữa các công trình xây dựng đặc biệt là các kết cấu bê tông cốt thép ở vùng biển Việt Nam. 2. ĂN MÒN VÀ CHẤT ỨC CHẾ ĂN MÒN Ăn mòn cốt thép trong bê tông là hiện tượng phá huỷ vật liệu thép do