Đang tải... (xem toàn văn)
GỈ THÉP VÀ BIỆN PHÁP LÀM SẠCH GỈ THÉP GỈ THÉP VÀ BIỆN PHÁP LÀM SẠCH GỈ THÉP GỈ THÉP VÀ BIỆN PHÁP LÀM SẠCH GỈ THÉP GỈ THÉP VÀ BIỆN PHÁP LÀM SẠCH GỈ THÉP GỈ THÉP VÀ BIỆN PHÁP LÀM SẠCH GỈ THÉP GỈ THÉP VÀ BIỆN PHÁP LÀM SẠCH GỈ THÉP GỈ THÉP VÀ BIỆN PHÁP LÀM SẠCH GỈ THÉP GỈ THÉP VÀ BIỆN PHÁP LÀM SẠCH GỈ THÉP GỈ THÉP VÀ BIỆN PHÁP LÀM SẠCH GỈ THÉP GỈ THÉP VÀ BIỆN PHÁP LÀM SẠCH GỈ THÉP GỈ THÉP VÀ BIỆN PHÁP LÀM SẠCH GỈ THÉP GỈ THÉP VÀ BIỆN PHÁP LÀM SẠCH GỈ THÉP GỈ THÉP VÀ BIỆN PHÁP LÀM SẠCH GỈ THÉP GỈ THÉP VÀ BIỆN PHÁP LÀM SẠCH GỈ THÉP GỈ THÉP VÀ BIỆN PHÁP LÀM SẠCH GỈ THÉP GỈ THÉP VÀ BIỆN PHÁP LÀM SẠCH GỈ THÉP
Hội nghị khoa học toàn quốc lần thứ ba Sự cố h hỏng công trình xây dựng Vấn đề gỉ thép v biện pháp lm gỉ thép xây dựng TS Phạm Văn Khoan, KS Nguyễn Quang Toản, CN Vũ Thế Phơng, CN Trần Nam Phòng Nghiên cứu Ăn mòn Bảo vệ công trình Viện KHCN Xây dựng Tóm tắt: Gỉ sản phẩm trình ăn mòn hình thành phản ứng thép với nớc oxy không khí Gỉ thép trình bảo quản, gia công lắp dựng trớc sử dụng có ảnh hởng lớn đến chất lợng công trình xây dựng Gỉ thép làm suy giảm lực liên kết thép với lớp bảo vệ bên mà nguyên nhân gây tợng ăn mòn, sớm phá hủy kết cấu đặc biệt công trình xây dựng vùng biển Có nhiều giải pháp xử lý gỉ thép nh phơng pháp học, điện hóa, hóa học sử dụng chất biến đổi gỉ giải pháp có nhiều u điểm Các kết nghiên cứu ứng dụng Việt Nam bớc đầu cho thấy sử dụng chất biến đổi gỉ xử lý gỉ thép an toàn, đảm bảo khả chống ăn mòn, không độc hại, dễ sử dụng chi phí thấp Đặt vấn đề Gỉ thép tợng phổ biến thờng gặp xây dựng Tại vị trí có thép hầu nh xuất gỉ kèm biện pháp bảo vệ thích hợp Hiện tợng gỉ thép thờng gặp loại thép trần, sau thời gian ngắn tiếp xúc với môi trờng bên có xuất vệt gỉ mầu vàng nhạt đến nâu làm giảm tính lý thép, dẫn tới giảm chất lợng thép, nghiêm trọng gây cố công trình Hình Hiện tợng gỉ thép phá hủy kết cấu bê tông cốt thép Để tăng cờng khả làm việc lâu dài thép, trớc sử dụng phải áp dụng biện pháp làm bề mặt Tuy nhiên điều kiện khí hậu nóng ẩm Việt Nam, phần lớn thép nhanh chóng bị gỉ tiếp xúc với môi trờng xung quanh [1] Các giải pháp làm gỉ thông thờng tốn nhiều chi phí, thời gian đồng thời không đảm bảo khả bảo vệ thép lâu dài, có khả tiềm ẩn dẫn tới xuất cố ăn mòn thép xây dựng Do việc nghiên cứu các biện pháp kỹ thuật xử lý gỉ, bảo quản thép điều kiện Việt Nam cần thiết cấp bách góp phần hạn chế tối đa cố công trình, đảm bảo nâng cao chất lợng công trình đạt tuổi thọ theo thiết kế Share-connect.blogspot.com Hiện tợng phân loại chất gỉ thép Gỉ sản phẩm trình ăn mòn thép tác dụng yếu tố tự nhiên nh nớc, oxy không khí với sắt Gỉ thép phân thành nhiều loại theo nhiều phơng pháp khác tuỳ thuộc vào thành phần, tính chất gỉ nhng phơng pháp phổ biến phân loại theo hình dạng gỉ thép Bảng - Mức độ gỉ bề mặt thép trớc làm [4] Ký hiệu mức độ gỉ Trạng thái bề mặt tơng ứng A Đã chớm có gỉ nhng Bề mặt thép bắt đầu có đốm gỉ dạng bụi phấn gỉ bong Bề mặt thép có vảy gỉ dạng hạt bong cạo đợc, xuất vết lõm nhỏ nhìn thấy đợc Bề mặt thép có nhiều vảy gỉ lớn bong ra, xuất nhiều vết lõm nhỏ dễ nhìn thấy mắt thờng B C D Các loại gỉ khác có liên quan mật thiết đến nhau: gỉ vẩy loại D đợc tạo thành từ gỉ hạt loại C, gỉ hạt đợc tạo thành từ gỉ phấn loại B Thành phần loại gỉ tơng đối giống nhau, khác khác hàm lợng loại oxyt hyđroxyt Về chất hoá học, gỉ thép oxyt hay hiđrdxyt sắt nh goethite ( -FeOOH ), akaganetite ( -FeOOH ), lepidocroxite (-FeOOH), oxyt sắt từ magnetite ( Fe3O4 ), maghemite ( -Fe2O3 ) hematite (-Fe2O3) Gỉ từ loại hợp chất tạo thành lớp liên tục khác đợc liên kết lại từ hạt gỉ nhỏ phần lớn trạng thái hoạt động gây gỉ ăn mòn sâu vào bên thép [6,7] ảnh hởng gỉ thép đến tới chất lợng công trình xây dựng Gỉ thép cha xử lý có ảnh hởng lớn đến chất lợng công trình xây dựng Đây nguyên nhân dẫn đến sớm phá hủy kết cấu thép bê tông cốt thép đặc biệt công trình xây dựng vùng biến [1,5] Với kết cấu thép không đợc bảo vệ, sau năm thử nghiệm cho thấy tùy thuộc vào môi trờng nói chung lợng thép hao hụt từ 500 đến 2000g/m2 Ngoài làm suy giảm lực bám dính thép với lớp phủ bảo vệ gây ăn mòn điểm Điều dẫn tới khả bảo vệ lớp phủ bên Một số kết nghiên cứu Viện KHCN Xây dựng cho thấy gỉ cốt thép cha đợc làm hoàn toàn có ảnh hởng lớn đến chất lợng bê tông cốt thép, chủ yếu hai yếu tố giảm lực liên kết thép với bê tông tăng mức độ ăn mòn thép bê tông theo thời gian [2] 60 Tốc độ ăn mòn (mm/năm) 0.1 0.08 Lực liên kết (Kg/cm2) 55 D C 0.06 50 B 0.04 A 45 0.02 Ngày 40 10 11 12 Tháng 30 60 90 120 180 240 360 Hình Tốc độ ăn mòn v lực liên kết thép bê tông Share-connect.blogspot.com Các kết thử nghiệm sau năm thép cha làm gỉ, lực liên kết thép gỉ mức độ A, B, C, D với bê tông thời điểm đầu có tăng nhiên theo thời gian có xu hớng giảm dần (Hình 2) Nguyên nhân dẫn đến tợng đợc xem thép gỉ có diện tích bề mặt lớn thép thờng, lực ma sát tạo lớn nên lực liên kết với bê tông cao Tại thời điểm ban đầu sản phẩm gỉ tiếp tục phát triển gây nở tạo ứng suất ép vào bề mặt bê tông nên lực liên kết lớn tăng dần Tuy nhiên theo thời gian gỉ thép phát triển, sản phẩm gỉ tạo thành không tính liên kết với thép nên lực liên kết giảm dần Bên cạnh gỉ thép cha đợc xử lý nên mầm tạo điều kiện thúc đẩy trình ăn mòn phát triển Bình thờng thép sau thời gian làm việc lâu dài, yếu tố bên xâm thực tác động mạnh tạo thành gỉ Nhng thép có sẵn gỉ vết gỉ có tính chất xốp, nơi tích tụ nhiều oxy ẩm dễ dàng phát triển gỉ nhanh mạnh nhiều Tại thời điểm ban đầu, gỉ thép tạo thành bị ức chế môi trờng kiềm bê tông nhng theo thời gian môi trờng kiềm bê tông không khả tái tạo màng thụ động bảo vệ, gỉ thép tiếp tục phát triển tốc độ ăn mòn thép tăng Do vậy, dù với dạng gỉ nhận thấy không đợc xử lý triệt để hoàn toàn gỉ thép nguyên nhân chủ yếu làm suy giảm khả làm việc kết cấu bê tông cốt thép, dẫn tới nguy tiềm ẩn xẩy cố công trình Các phơng pháp xử lý gỉ thép Do gỉ thép có ảnh hởng lớn đến chất lợng bê tông cốt thép nên tiêu chuẩn thi công, nghiệm thu thép xây dựng có quy định bắt buộc phải làm gỉ thép trớc đổ bê tông [3,4] Bên cạnh nhà khoa học giới nh Việt Nam có nhiều công trình nghiên cứu nhằm giải vấn đề này, dới số biện pháp làm xử lý gỉ thép đợc áp dụng xây dựng Bảng Một số phơng pháp xử lý gỉ thép TT Mô tả Ưu điểm Nhợc điểm Các phơng pháp xử lý gỉ thép Cơ học Sử dụng công cụ, thiết bị làm gỉ tác động học nh chà sát, va đập - Làm gỉ tốt - Dụng cụ thiết bị sử dụng đơn giản - Lao động phổ thông, không cần kỹ thuật cao - Thép nhanh bị tái gỉ trở lại - Gây ô nhiễm môi trờng - Gây ảnh hởng đến sức khỏe ngời lao động Điện hóa Làm gỉ dòng điện dựa phản ứng điện phân Hóa học Sử dụng hóa chất có tham gia phản ứng hóa học với gỉ thép - Làm gỉ tốt - Có khả làm gỉ vị trí phức tạp - Có khả làm gỉ vị trí phức tạp - Dễ áp dụng xởng lẫn công trờng - Tạo màng bảo vệ lâu dài - Chất lợng làm gỉ phụ thuộc nhiều vào hóa chất sử dụng - Chỉ làm đợc kết cấu có kích thớc nhỏ - Khó áp dụng công trờng - Thiết bị máy móc phức tạp Trong thực tế, để đạt hiệu tối u tùy thuộc công đoạn, loại kết cấu mà ngời ta phối hợp phơng pháp làm gỉ khác nhằm đạt kết cao Share-connect.blogspot.com Xử lý gỉ thép chất biến đổi gỉ Xử lý gỉ thép chất biến đổi gỉ giải pháp xử lý gỉ phơng pháp hóa học chất biến đổi gỉ tham gia phản ứng với sản phẩm gỉ thép tạo thành hợp chất phức trơ, bền có khả bảo vệ thép chống ăn mòn lâu dài [2,6] Chất biến đổi gỉ Viện KHCN Xây dựng nghiên cứu sản xuất có thành phần chủ yếu dựa tổ hợp chất axit polyhiđroxybenzoic kết hợp với số muối, axít hữu phụ gia khác Khi quét lên bề mặt thép bị gỉ, chất biến đổi gỉ thấm sâu vào lớp gỉ xốp, tham gia phản ứng với ion Fe2+, Fe3+ tạo thành phức có mầu từ xám đến đen tùy thuộc vào thành phần gỉ thép Lợng chất biến đổi gỉ d tự liên kết lại với thành lớp màng liên tục đặc Hình Cơ chế hoạt động chất biến đổi gỉ Nhờ có lớp màng bảo vệ tạo thành che chắn nên thép sau đợc xử lý chất biến đổi gỉ đợc bảo vệ lâu dài nhiều điều kiện thời tiết khắc nghiệt Một số kết thử nghiệm điều kiện bình thờng cho thấy lớp màng bảo vệ chất biến đổi gỉ tạo thành có khả bảo vệ thép khí không bị ăn mòn tới 24 tháng Một số u điểm chất biến đổi gỉ so với phơng pháp làm gỉ khác là: - Có thể áp dụng cho loại thép có cấu tạo phức tạp - Khả chuyển hóa gỉ hoàn toàn, bảo vệ lâu dài chống ăn mòn - Không làm giảm lực liên kết với bê tông, loại sơn phủ - Giá thành rẻ, dễ thi công, không gây độc hại đến nguời sử dụng Do việc sử dụng chất biến đổi gỉ góp phần cải thiện nâng cao đáng kể chất lợng công trình xây dựng đặc biệt với công trình vùng biển, chịu tác động ăn mòn mạnh môi trờng xâm thực Một số kết ứng dụng chất biến đổi gỉ Trong thời gian qua có nhiều công trình xây dựng Việt Nam sử dụng chất biến đổi gỉ công tác xử lý gỉ bảo quản thép đạt hiệu cao kể mặt kinh tế lẫn kỹ thuật 6.1 Cảng Nha Trang, Khánh Hòa Cảng Nha Trang cảng quan trọng khu vực miền Trung Để đáp ứng nhịp độ phát triển kinh tế du lịch ngày cao, năm 1999 dự án cải tạo nâng cấp xây Cảng Nha Trang đợc tiến hành thực với cảng có tải trọng 20.000T với số vốn đầu t 149 tỷ đồng Công trình xây dựng khu vực cảng Nha Trang chịu tác động mạnh môi trờng biển nên thép bị gỉ nhanh Cốt thép bị ăn mòn từ lắp dựng trớc đổ bê tông Để hạn chế ngăn chặn tợng toàn cốt thép đợc phun chất biến đổi gỉ sau gia công lắp dựng Sau xử lý xong cốt thép không xuất gỉ vòng 15-30 ngày, đảm bảo chất lợng thép trớc đổ bê tông Share-connect.blogspot.com a Thép trớc xử lý b Thép xử lý c Gỉ cốt thép dầm d Cốt thép dầm sau xử lý Hình Xử lý gỉ cốt thép cảng Nha Trang Các kết thí nghiệm trớc sau công trình hoàn thành cho thấy chất biến đổi gỉ có tác dụng ngăn ngừa giảm nguy ăn mòn cốt thép đáng kể Hiện công trình xây dựng xong vào hoạt động bình thờng đảm bảo chất lợng tốt 6.2 Nhà máy EVG-3D, công ty Thế Kỷ Mới, Thừa Thiên Huế Hạng mục đờng nội Nhà máy EVG-3D rộng m dài khoảng 2km đợc đổ bê tông toàn khối dày trung bình 200 mm, hai lớp thép gai 10 a200 Do phải ngừng thi công thời gian nên toàn thép dùng làm đờng không đợc bảo quản tốt bị gỉ nặng Hình Gỉ thép phun chất biến đổi gỉ xử lý gỉ thép Một số giải pháp làm gỉ thép đợc đa có phơng án làm gỉ theo phơng pháp học Tuy nhiên sau làm gỉ xong thép nhanh chóng bị tái Share-connect.blogspot.com gỉ lại sau vài Hơn phơng pháp tốn nhân công thiết bị làm gỉ Do phơng án không đợc tiếp tục sử dụng Bằng cách sử dụng chất biến đổi gỉ, sau phun lên toàn bề mặt thép, thép không bị tái gỉ lại Đồng thời lớp gỉ đợc chuyển hóa hoàn toàn thành lớp màng thụ động trơ bền Các kết kiểm tra cho thấy sau xử lý gỉ thép đạt đầy đủ tính lý cần thiết cho thép cốt bê tông Hình Thép sau đợc xử lý Hiện toàn số thép sau xử lý đợc sử dụng, kết ban đầu cho thấy chất lợng thép bê tông tốt đảm bảo khả làm việc lâu dài công trình Kết luận Qua số kết nghiên cứu bớc đầu gỉ thép phơng pháp xử lý làm gỉ thép, rút số kết luận sơ nh sau: - Gỉ thép tợng phổ biến, biện pháp xử lý tốt gây ảnh hởng lớn đến chất lợng tiềm ẩn khả xẩy cố công trình - Có nhiều giải pháp xử lý gỉ nh phơng pháp học, điện hóa, hóa học phơng pháp sử dụng chất biến đổi gỉ thích hợp với điều kiện Việt Nam Một số kết ứng dụng bớc đầu cho thấy xử lý gỉ thép chất biến đổi gỉ có hiệu kinh tế kỹ thuật cao cần đợc phổ biến áp dụng rộng rãi nhằm nâng cao chất lợng, hạn chế cố công trình xây dựng Ti liệu tham khảo Cao Duy Tiến, Lê Quang Hùng, Phạm Văn Khoan; Tài liệu kỹ thuật " Chống ăn mòn Bảo vệ công trình bê tông cốt thép vùng biển ; Viện KHCN Xây dựng, Hà Nội, 10/2002 TS Phạm Văn Khoan, KS Trần Nam; Nghiên cứu chế tạo chất biến đổi gỉ bảo vệ chống ăn mòn cốt thép bê tông; Tuyển tập báo cáo hội nghị khoa học cán trẻ lần thứ VII, Viện KHCN Xây dựng, Hà Nội, 07/2003 TCXDVN 327:2004 Kết cấu bê tông bê tông cốt thép- Yêu cầu bảo vệ chống ăn mòn môi trờng biển TCXDVN 334:2005 Quy phạm sơn thiết bị kết cấu thép xây dựng dân dụng công nghiệp García K.E, Morales A.L, Arroyave C.E, Barrero C.A and Cook D.C; Mửssbauer Characterization of Rust Obtained in an Accelerated Corrosion Test; Hyperfine Interactions, Kluwer Academic Publishers, Volume148/149, Issue1/4, 2003 Griselda Guidoni, Marcela Vázquez; An evaluation of rust conversion coating in simulated reinforced concrete pore solution; Anti-Corrosion Methods and Materials, Volume 1, Number 1, 18-24 pg; Emerald Group Publishing, 2004 P Munayco, D R Sanchez, E Baggio-Saitovitch,L M Ocampo, O R Mattos, I C P Margarit; Rust converters based in phosphoric and tannic acids and their reaction mechanisms under different corrosive solutions studied by Mửssbauer spectroscopy; Federal University of Rio de Janeiro, EQ, Inorg Proc Dep COPPE/UFRJ, Rio de Janeiro, 2001 Share-connect.blogspot.com ... lớp thép gai 10 a200 Do phải ngừng thi công thời gian nên toàn thép dùng làm đờng không đợc bảo quản tốt bị gỉ nặng Hình Gỉ thép phun chất biến đổi gỉ xử lý gỉ thép Một số giải pháp làm gỉ thép. .. hợp phơng pháp làm gỉ khác nhằm đạt kết cao Share-connect.blogspot.com Xử lý gỉ thép chất biến đổi gỉ Xử lý gỉ thép chất biến đổi gỉ giải pháp xử lý gỉ phơng pháp hóa học chất biến đổi gỉ tham... dới số biện pháp làm xử lý gỉ thép đợc áp dụng xây dựng Bảng Một số phơng pháp xử lý gỉ thép TT Mô tả Ưu điểm Nhợc điểm Các phơng pháp xử lý gỉ thép Cơ học Sử dụng công cụ, thiết bị làm gỉ tác