Thép chịu thời tiết và các ứng dụng trong xây dựng

Khái niệm thép chịu thời tiết Sơ đồ gỉ thép Thay đổi bề ngoài của thép theo thời gian Đặc điểm thép chịu thời tiết Các khu vực có thể ứng dụng thép chịu thời tiết Thép chịu thời tiết có thêm Ni Uư điểm về mặt kinh tế Lựa chọn thép ở Nhật Bản Bảo trì cầu thép Kết luận

THÉP CHỊU THỜI TIẾT VÀ CÁC ỨNG DỤNG THÁNG 33, 2011 2011 Nippon Steel Corporation ©2011 Nippon Steel Corporation, All Rights Reserved Thép chịu thời tiết ? ・ ・Được USA phát triển năm 1933 ・Hình Hình thành lớp gỉ mịn bề mặt thép ngăn ngừa trình ăn mòn vòng vài năm →Cực Cự tiểu tiể hóa hó chi hi phí hí LCC cho h cầu ầ thé thép vìì khô không cần ầ sơn sơn lại Lượng ăn mòn(m mm) Đường cong ăn mòn Thép thường Thép chịu thời tiết Thời gian (năm) ©2011 Nippon Steel Corporation, All Rights Reserved SƠ ĐỒ GỈ CỦA THÉP Thép chịu thời tiết Lớp gỉ mịn bao phủ bề mặt thép ngăn chặn trình ăn mòn sâu Thép thường Lớp gỉ sét xốp giòn giòn,, không ngăn chặn trình ăn mòn mòn Lớp gỉ mịn (Cu,Cr,Ni,Fe) ©2011 Nippon Steel Corporation, All Rights Reserved Thay đổi bề thép theo thời gian Sau thi công tháng thá Sau thi công 13 thá tháng Sau thi công 17 năm ă tháng thá Lớp gỉ thép chịu thời tiết giai đoạn đầu giống lớp gỉ thép thường Theo thời gian, hình thành lớp gỉ bảo vệ bề mặt Chuyển h ể sang màu nâu â sậm ậ Ngoài ra, ũ xử lý màu cho bề mặt Xử lý màu cho bề mặt ©2011 Nippon Steel Corporation, All Rights Reserved Đặc điểm Thép chịu thời tiết Ưu điểm ・Giảm chi pphí LCC ・Khối lượng công tác bảo trì thấp ・Thân thiện với môi trường g Nhược điểm ・Hơi cao ggiá thép p thường g ・Không sử dụng vùng duyên hải vùng ngập nước ) thép p Nhật ậ Bản VD.)Giá Thép chịu thời tiết(SMA)/Thép thường(SM)=1.18 (As of Jan,2011 Japanese market price) SM490YB(t=25) 1520$/ton SMA490BW(t=25)1790$/ton (1$=83 (1$ 83 \) ©2011 Nippon Steel Corporation, All Rights Reserved Chỉ dẫn kỹ thuật Theo JIS(Japan Industrial Standard), lớp cường độ chịu kéo thép chịu thời tiết 400MPa, 500MPa, 600MPa, 800MPa Ex.)Lớp cường độ 500MPa Mechanical Properties Steel type JIS Chemical Composition (%) Yield Point Tensile g Strength N/mm2 N/mm2 C Si Mn 0.55 max max 1.65 1.60 max max max Ordinary G3101 G3101 SM490Y SM490Y 355 490～610 0.20 max max Weathering G3114 SMA490W 355 490～610 0.18 0.15～ 1.40 max 0.65 max P S Cu Cr Ni 0.035 0.035 max max max max 0.035 0.035 0.30～ 0.45～ 0.05～ 0.75 0.30 max max 0.50 Yield Point: in case of thickness is 16< t ≦ 40 mm Thêm vào lượng nhỏ hợp kim đồng, crôm niken ik để ttạo lớ lớp gỉỉ bả bảo vệ ệ ©2011 Nippon Steel Corporation, All Rights Reserved Đặc điểm thép chịu thời tiết Thí nghiệm môi trường ăn mòn cao Thí nghiệm môi trường ăn mòn bình thường Thép chịu thời tiết Thời hời gian i (năm) ( ) Lượng ăn n mòn (1 bên :mm) Lượng ăn n mòn( bên :mm) Thép thường Thời gian (năm) Ghi chú: ①Ở khu kh vực nồng độ muối ối t không khô khí cao →Tốc độ ăn mòn không giảm không hình thành lớp gỉ bảo vệ ②Thiết kế chi tiết →Tránh bị ngập nước, bị làm ẩm, tình trạng ẩm ướt thời gian dài ©2011 Nippon Steel Corporation, All Rights Reserved Các khu vực ứng dụng thép chịu thời tiết Nồng độ muối ố 0.05mdd (mg/dm2/ngày) Có thể dùng JIS-SMA JIS SMA [Dựa hợp tác nghiên cứu PWRI,JASBC,KC(1981～1993) Nhật Bản] PWRI：Public Works Research Institute JASBC：Hiệp ệ hội ộ xây â dựng cầu thép Nhật Bản KC：Câu lạc Kozai Các khu vực áp dụng mà không cần đo nồng độ muối ©2011 Nippon Steel Corporation, All Rights Reserved Công nghệ dự tính ăn mòn “YOSOKUTM” Nhập điều ề kiện thời tiết Dựa liệu thí nghiệm khổng lồ Nhật Bản,NSC đề xuất phần mềm dự tính lượng ăn mòn Có khả dự tính lượng ăn mòn sau 100 năm ©2011 Nippon Steel Corporation, All Rights Reserved Thép chịu thời tiết có thêm Ni Thí nghiệm g ệ năm cảng (nồng độ muối 1.3mdd) Thép chịu thời tiết thông thường Thép chịu thời tiết có thêm Ni Thép chịu thời tiết chứa 1-3％Ni 3％Ni không chứa Cr có khả làm việc tốt môi trường nồng độ muối cao Có thể sử dụng khu vực duyên hải ©2011 Nippon Steel Corporation, All Rights Reserved Sơ đồ lựa chọn Thép chịu thời tiết Nhật Bản ©2011 Nippon Steel Corporation, All Rights Reserved Đánh giá công nghệ chống ăn mòn cầu thép Sơn Thường Thép chịu thời tiết Chất lượng cao Không sơn Xử lý bề mặt với màu Thép chịu thời tiết có Niken（Trần） Kim loại gốc Thép cuộn cho kết cấu hàn （JIS G3106) Thép chịu thời tiết（JIS G 3114) Thép chịu thời tiết Nguyên lý lớ chống lớp hố ă ăn mòn Lớp phủ nhựa bảo vệ Lớp gỉ bảo vệ Lớp gỉ bảo vệ Độ bền 10 năm Bán vĩnh cửu Bảo trì Sơn lại Kiểm tra định kì (khoảng 10 năm) Giá ban đầu Có yêu cầu giá sơn Hơi cao thép thường Hơi cao thép thường + chi phí xử lý Chi phí bảo trì (trong 100 năm) Mỹ quan 30-45 năm （Nippon Steel Orig.) Giá cao có thêm Ni $/m2 41 $/m2 18 $/m2 52 $/m2 48 $/m2 122+α $/m2 105+α $/m2 18+α $/m2 52+α $/m2 48+α $/m2 (10 lần ( lần sơn lại) ( không cần ầ sơn lại) ( không khô cần ầ sơn lại) l i) (khô cần (không ầ sơn lại) l i) sơn lại) Có thể sơn màu Màu gỉ (nâu) Có thể có vài màu Màu gỉ (nâu) ©2011 Nippon Steel Corporation, All Rights Reserved Ưu điểm mặt kinh tế Thép chịu thời tiết (Cực tiểu ể hóa chi phí LCC) C Corrosion  protectio on cosｔ（$//m2） 140 Painting(Normal) Painting(Heavy duty) W h i Weathering steel(Bare use) l(B ) 120 100 Weathering steel(N‐treatment) Ni added WS(Bare) 80 60 40 20 0  Ví dụ ước tính chi phí LCC: ・Chỉ so sánh chi p phí chống g ăn mòn ・Dựa thiết kế cầu Rạch tôm ・Không tính trượt giá 20 40 60 80 100 Period after construction（Years） Chi phí LCC Thép chịu thời tiết thấp chi phí LCC cầu thép bình thường không tốn chi phí sơn lại ©2011 Nippon Steel Corporation, All Rights Reserved Bảo trì cầu thép Phương pháp bảo trì Sơn Thép chịu thời tiết ・Kiểm ể tra a đị định kì(vài (và năm ă lần) ・Sơn lại định kỳ (khoảng 10 45 năm) 10~45 ă ) ・Kiểm ể tra a bằ g mắt ắ thường ườ g 10 năm ･Không cần sơn lại Phương pháp kiểm ・Kiểm tra mắt tra thường (gỉ (gỉ, xuống màu, màu rỗ bề mặt, nứt, bong tróc) ・Đo bề dày lớp sơn ・Tốc độ gỉ dựa quan sát mắt thường thường ・Đo lượng bị ăn mòn • Vì không yêu cầu ầ chi phí sơn lại, chi phí bảo ả trì cho cầu ầ thép chịu thời tiết thấp ©2011 Nippon Steel Corporation, All Rights Reserved Quy trình bảo dưỡng Thép chịu thời tiết Kế hoạch bảo dưỡng Thi công cầu Kiểm tra lần đầu Kiểm tra định kì ・Chọn điểm quan trắc ・Lựa chọn phương pháp quan trắc ・Tiến hành năm sau thi công Kiểm tra tình trạng ban đầu, khắc phục khuyết tật ・Kiểm ・Báo cáo riêng thời tiết khắc nghiệt ・Mỗi 10 năm sau thi công g ・Kiểm tra gỉ bất thường rò rỉ nước khắc phục điểm hư hỏng Yêu cầu quan sát Đánh giá tình trạng Có vấn đề Tốt Có vấn đề Điều tra Xử lý VD)Sơn lại phần chi tiết Yêu cầu Quan sát Có ó kế ế hoạch bảo ả trìì ©2011 Nippon Steel Corporation, All Rights Reserved Xu hướng gỉ cầu Thép chịu thời tiết & phương pháp khắc ắ phục Dầm ầ ・Điều kiện xấu (Độ ẩm, v.v) Dầm ầ ữ ・Điều kiện tốt (Không rò rỉ nước,vv) Dầm ・điều kiện tốt (Được làm nhờ nước mưa, điều kiện khô thoáng, v.v) Mặt cánh Girder end ・Worst condition ((Water leakage g from exp p joint j etc.)) ・Điều Điều kiện xấu (bị đọng nước, v.v) Hệ dầm ngang ・điều kiện tốt (không bị đọng nước, v.v) Xem xét áp dụng Thép chịu thời tiết cho kết cấu cầu ・Đánh Đánh giá khả chống ăn mòn dầm phía ・Cải thiện dầu dầm (sơn lại phần, end cutting for breeze etc.) ・ Tránh nước rò rì từ khe dãn hay hệ thống thoát nước cầu ©2011 Nippon Steel Corporation, All Rights Reserved Phương pháp đánh giá khả áp dụng Thép chịu thời tiết Mục Phương pháp (Tiêu chuẩn Nhật Bản) Kiến nghị (1) Môi trường Nhiệt độ, độ ẩm, ẩ lượng mưa, nồng độ muối, v.v ẵ ○Tham khảo liệu sẵn có (2) Môi trường t ườ Đ chất Đo hất lượng lượ nước ướ ○Đ mật ○Đo ật độ ion i clo l (3) nghiệm (3)Thí g ệ trời cho Thép chịu thời tiết Thí nghiệm trời cho mẫu Thép chịu thời (50mmx50mm) （Yêu cầu năm) △Xét đến thời g gian (4)Nồng độ muối không khí Phương pháp Dry Gazes（Tiêu Nhật ậ Bản） ） chuẩn N Giới hạn 0.05mg/dm2/ngày △Nhìn chung đắt (5)Ước tính lượng bị ăn mòn Ước tính Lượng ăn mòn sau 100 năm phần ầ mềm ề YOSOKU OSO △Có thể dùng có liệu thí nghiệm trời năm Giới hạn tối đa: 0.030mm/năm / Giới hạn tối đa 0.5mm • Kiến nghị dùng mục (1) (2) ©2011 Nippon Steel Corporation, All Rights Reserved Inspection & repainting work on paint Công ô tác kiểm ể tra hàng năm ă Kiểm tra Đánh giá Quyết định sơn lại phần hay toàn Sơn liên hợp (Ví dụ) Sơn lại (10~40 năm lần) Giàn giáo Làm bề mặt (thủ công ô h ặ máy thổi) Top coat (keep appearance) Repainting work Ratings of paint surface state(example) TT Hư hỏng Steel surface Phương pháp bảo trì sửa chữa ５ Bề không thay đổi Không cần bảo trì ４ Xuống màu bong bóng lớp bảo vệ Sơn lại phần (Làm bề mặt loại 3) ３ Lớp p bảo vệ ệ tróc p phần lớp p chống gg gỉ bịị lộ ộ g Sơn lại phần p (Làm bề mặt loại 3) ２ ・Lớp bảo vệ bị hư với diện tích lớn xuất đốm gỉ ･Xuất ăn mòn cục quan sát chiều dàylượng ăn mòn Sơn lại toàn (Làm bề mặt loại 3) １ Bị ăn mòn toàn lớp bảo vệ quan sát chiều dày bị ăn mòn Thay Intermediate coat (adherent) Under coating (prevent invasion of corrosive material) Pi Primer (Corrosion protection for steel) Surface preparation (by blasting or hand tool) Máy thổi ©2011 Nippon Steel Corporation, All Rights Reserved Các cầu thép chịu thời tiết thi công Nhật Bản Thép chịu thời tiết ứng dụng ngày nhiều chi phí LCC thấp 19 ©2011 Nippon Steel Corporation, All Rights Reserved Các dự án cầu sử dụng Thép chịu thời tiết Việt Nam Cầu Chợ Thượng ･Tuyến đường sắt SG-HN ・Tỉnh Tỉnh HÀ Tĩnh ・Cách bờ biển 25km ・Hoàn thành: tháng g 5/2000 / Wikipedia Thép chịu thời tiết làm việc tốt sau 10 năm T ê bề mặt Trên ặt hình hì h thành h lớp lớ chống hố gỉỉ ©2011 Nippon Steel Corporation, All Rights Reserved 21 Kết luận Thép p chịu ị thời tiết không g gỉ g sau vài năm Không cần sơn Giá thành h thấp thấ vìì không khô tốn tố chi hi phí hí sơn ban đầu chi phí sơn bảo dưỡng tương lai ©2011 Nippon Steel Corporation, All Rights Reserved Trân trọng cảm ơn ©2011 Nippon Steel Corporation, All Rights Reserved