Tiêu chuẩn Quốc gia TCVN 9348:2012 trình bày nội dung về bê tông cốt thép - kiểm tra khả năng cốt thép bị ăn mòn - phương pháp điện thế. Tiêu chuẩn này hướng dẫn phương pháp đo điện thế cốt thép nằm trong bê tông nhằm kiểm tra khả năng bị ăn mòn của nó.
TIÊU CHUẨN QUỐC GIA TCVN 9348:2012 BÊ TÔNG CỐT THÉP - KIỂM TRA KHẢ NĂNG CỐT THÉP BỊ ĂN MÒN - PHƯƠNG PHÁP ĐIỆN THẾ Reinforced concrete - Determining corrosion activity of reinforcing steel - Potential method Lời nói đầu TCVN 9348:2012 chuyển đổi từ TCXDVN 294:2003 thành Tiêu chuẩn Quốc gia theo quy định khoản Điều 69 Luật Tiêu chuẩn Quy chuẩn kỹ thuật điểm b khoản Điều Nghị định số 127/2007/NĐ-CP ngày 01/8/2007 Chính phủ quy định chi tiết thi hành số điều Luật Tiêu chuẩn Quy chuẩn kỹ thuật TCVN 9348:2012 Viện Khoa học Công nghệ Xây dựng - Bộ Xây dựng biên soạn, Bộ Xây dựng đề nghị, Tổng cục Tiêu chuẩn Đo lường Chất lượng thẩm định, Bộ Khoa học Công nghệ cơng bố BÊ TƠNG CỐT THÉP - KIỂM TRA KHẢ NĂNG CỐT THÉP BỊ ĂN MÒN - PHƯƠNG PHÁP ĐIỆN THẾ Reinforced concrete - Determining corrosion activity of reinforcing steel - Potential method Phạm vi áp dụng Tiêu chuẩn hướng dẫn phương pháp đo điện cốt thép nằm bê tông nhằm kiểm tra khả bị ăn mòn Phương pháp áp dụng phòng thí nghiệm ngồi trường, ngoại trừ trường hợp sau: cốt thép bị sơn phủ, cốt thép dự ứng lực, bề mặt bê tông bị sơn phủ cách điện bê tông bị khô tới mức cách điện Tài liệu viện dẫn Các tài liệu viện dẫn sau cần thiết cho việc áp dụng tiêu chuẩn Đối với tài liệu viện dẫn ghi năm cơng bố áp dụng phiên nêu Đối với tài liệu viện dẫn khơng ghi năm cơng bố áp dụng phiên nhất, bao gồm sửa đổi, bổ sung (nếu có) TCVN 9356:2012, Kết cấu bê tơng cốt thép - Phương pháp điện từ xác định chiều dày lớp bê tơng bảo vệ, vị trí đường kính cốt thép bê tông Thiết bị, dụng cụ 3.1 Thiết bị thử Thiết bị đo điện cốt thép gồm có phận sau đây: - Điện cực so sánh; - Vôn kế; - Dây dẫn điện 3.1.1 Điện cực so sánh: thường sử dụng điện cực chuẩn đồng sunfat bão hòa Điện cực chế tạo theo nguyên tắc nhúng đồng kim loại dung dịch muối đồng sunfat bão hòa Thế tiêu chuẩn điện cực đồng sunfat bão hòa theo phản ứng Cu Cu2+ + 2e so với điện cực chuẩn hidro âm 0,316 V 22,20C Hệ số nhiệt độ điện cực 0,000 V/oC khoảng từ 0oC đến 49oC CHÚ THÍCH: Ngồi điện cực đồng sunfat bão hòa, sử dụng số điện cực chuẩn khác calomen bão hòa bạc clorua + Cấu tạo điện cực đồng trình bày Hình 1, gồm có: - Cực đồng đồng ngun chất có đường kính khơng nhỏ mm chiều dài không ngắn 50 mm, đặt ống đựng chứa dung dịch đồng sunfat bão hòa; - Ống đựng có đường kính khơng nhỏ 25 mm làm vật liệu cách điện, không phản ứng với đồng dung dịch đồng sunfat chứa ống; Đầu ống lắp đặt cực đồng; Đầu ống lắp đặt nút xốp gỗ xốp chất dẽo có đường kính khơng nhỏ 13 mm dùng để giữ ẩm độ dẫn điện điện cực; Bộ phận nối làm cao su xốp bọt xốp có điện trở thấp, lồng áp vào bên ống đựng chỗ nút xốp để đóng kín mạch điện cho điện cực tiếp xúc với mặt bê tông + Bảo quản điện cực: không sử dụng điện cực thời gian dài, phải dùng nắp nhựa đậy kín nút xốp để giữ ẩm, nút xốp bị khơ trở thành vật cách điện Ngoài ra, cần thường xuyên kiểm tra mặt đồng, thấy bị nhiểm bẫn phải lau dung dịch axit clohidric loãng dùng giẻ sợi cọ rửa để đảm bảo khả làm việc bình thường điện cực CHÚ DẪN: 6) Thanh đồng nguyên chất 1) Đầu vít dây dẫn điện với vôn kế 7) Tinh thể đồng sunfat dư 2) Tay nắm đồng 8) Nút xốp 3) Chốt đệm đồng 9) Bộ phận nối điện (cao su xốp) 4) Ống đựng 10) Mức đổ dầy dung dịch đồng sunfat 5) Dung dịch đồng sunfat Hình - Cấu tạo điện cực đồng sunfat bão hòa 3.1.2 Vơn kế: đồng hồ ghi số đo điện cốt thép, hoạt động nhờ nguồn điện chiều (bộ pin ắc quy) Trở kháng đầu vào không nhỏ 10 M hoạt động mức thang 100 mV Các thang chia cho phép đọc giá trị đến 0,02 V nhỏ Độ xác thang sử dụng 3% 3.1.3 Dây dẫn điện: sử dụng để nối kín mạch điện từ điện cực đồng tới vôn kế từ vôn kế tới cốt thép Dây dẫn bọc cách điện, có điện trở khơng làm nhiễu mạch điện điện lớn 0,000 1V 3.2 Dụng cụ thử: bình xịt dung dịch tiếp xúc điện, búa, đục, giấy ráp, bàn chải sắt mềm, bàn chải nhựa, vải khô mềm, miếng cao su xốp Hóa chất 4.1 Dung dịch đồng sunfat bão hòa chuẩn bị sau: hòa tan tinh thể đồng sunfat tinh khiết nước cất, dung dịch coi bão hòa xuất tinh thể không tan đọng lại đáy dung dịch; Dung dịch đồng sunfat bão hòa ống đựng cần thay hàng tháng, thay trước lần thử nghiệm để thiết bị lâu ngày sử dụng 4.2 Dung dịch tiếp xúc điện: dùng để thấm ướt bề mặt bê tông nhằm làm tăng độ dẫn điện bê tơng chuẩn hóa độ sụt vị trí kiểm tra Dung dịch chuẩn bị cách trộn kỹ 95 mL chất dễ thấm ướt (nước rửa bát đĩa, nước tẩy quần áo) với 19 L nước Khi làm việc 100C cần pha thêm 15% isopropyl rượu biến tính để ngăn chặn vẩn đục dung dịch tiếp xúc điện, vẩn đục làm giảm khả thấm ướt dung dịch vào bê tông Chuẩn bị thử Chuẩn bị thử gồm bước sau: 5.1 Xác định vị trí cốt thép: vị trí cốt thép nằm bê tơng xác định phương pháp điện từ theo TCVN 9356:2012 đánh dấu bề mặt bê tông 5.2 Chuẩn bị vị trí kẹp cốt thép - Vị trí kẹp cốt thép chọn khu vực đo điện cách đục bỏ phần bê tông bảo vệ cho lộ hẳn cốt thép kẹp Trong trường hợp cốt thép liên kết với thành hệ thống dẫn điện cần chuẩn bị vị trí kẹp cốt thép đo điện cho khu vực cần kiểm tra; - Làm bề mặt cốt thép bàn chải sắt giấy ráp cho đảm bảo khả tiếp xúc điện 5.3 Chuẩn bị vị trí đo điện thế; - Các vị trí cần đo điện đánh dấu bề mặt bê tông dọc theo cốt thép cần kiểm tra ăn mòn Khoảng cách vị trí đo liền cốt thép lựa chọn khoảng từ 20 cm đến 50 cm Dùng bàn chải nhựa bàn chải sắt mềm vệ sinh bề mặt bê tông vị trí đo, vị trí rộng khoảng 50 cm2 5.4 Kiểm tra trạng thái hoạt động vôn kế: Nối mạch điện theo dẫn theo 6.2.1, đặt điện cực đồng vng góc với bề mặt bê tơng vị trí đo điện đó, giữ điện cực đứng yên quan sát số đo điện vôn kế thấy xuất hai trạng thái sau: - Trạng thái (1): Số đo điện vôn kế ổn định dao động mức cho phép tiến hành thử mà không cần phải thấm ướt sơ bề mặt bê tơng; 0,02 V, - Trạng thái (2): Số đo điện vôn kế thay đổi dao động vượt mức cho phép, trước tiến hành thử cần phải thấm ướt sơ bề mặt bê tơng vị trí đo theo phương pháp A B (hướng dẫn theo 5.5 5.6 đây) thời gian để số đo điện vôn kế trở trạng thái (1) Nếu sau thấm ướt sơ không nhận trạng thái (1), khơng sử dụng phương pháp đo điện để kiểm tra khả cốt thép bị ăn mòn Nguyên nhân điện trở bê tông lớn tới mức cách điện mạch điện bị ảnh hưởng nguồn điện khác gần nơi kiểm tra (phóng xạ, hàn điện) 5.5 Thấm ướt bề mặt bê tông theo phương pháp A: phun trực tiếp dung dịch tiếp xúc điện (chuẩn bị theo 4.2) lên vị trí đo điện xác định thời gian thấm ướt sơ cần thiết để nhận trạng thái (1) 5.6 Thấm ướt bề mặt bê tông theo phương pháp B: dùng miếng xốp ngâm bão hòa dung dịch tiếp xúc điện (chuẩn bị theo 4.2) đặt lên bề mặt bê tơng vị trí đo điện xác định thời gian thấm ướt sơ cần thiết để nhận trạng thái (1) Cách tiến hành 6.1 Sơ đo điện cốt thép: (Hình 2) làm việc theo nguyên lý mạch điện khép kín tạo thành đầu cốt thép nối với cực dương vôn kế đầu điện cực so sánh nối với cực âm vôn kế Mỗi cho điện cực tiếp xúc với bề mặt bê tơng vị trí đo mạch điện đóng kín vơn kế số đo điện cốt thép vị trí CHÚ DẪN: 1) Cốt thép 2) Bê tơng 3) Vôn kế 4) Đầu kẹp 5) Điện cực đồng - đồng sunfat (đặt bề mặt bê tông điểm đo điện thế) 6) Dây dẫn điện từ vôn điện cực đồng - đồng sunfat 7) Dây dẫn điện từ vơn cốt thép Hình - Sơ đồ đo điện cốt thép bê tông 6.2 Trường hợp đo điện cốt thép theo phương thẳng đứng từ xuống: tương ứng với trường hợp đo điện cốt thép mặt dầm, sàn nhà, sàn cầu 6.2.1 Nối mạch điện: dùng dây dẫn điện nối cực dương vôn kế với vị trí kẹp cốt thép, nối cực âm vôn kế điện cực đồng 6.2.2 Đặt điện cực đồng vng góc với bề mặt bê tơng vị trí đo 6.2.3 Giữ điện cực tiếp xúc với bề mặt bê tông số đo điện vôn kế ổn định trạng thái (1) 6.2.4 Ghi lại giá trị điện vơn kế xác đến 10 mV 6.2.5 Nhấc điện cực khỏi vị trí đo tiếp xúc thực phép đo vị trí khác theo bước 6.2.2, 6.2.3, 6.2.4 trình bày 6.3 Trường hợp đo điện cốt thép theo phương nằm ngang thẳng đứng từ lên; tương ứng với trường hợp đo điện cốt thép mặt bên mặt dầm, mặt cột, mặt tường, mặt sàn : thực tương tự theo 6.2 Ngoài ra, cần lưu ý suốt thời gian đo phải đảm bảo cho dung dịch đồng sunfat ống đựng luôn tiếp xúc với nút xốp đồng 6.4 Trường hợp đo nước: tương ứng với trường hợp đo điện cốt thép kết cấu ngập nước biển, nước lợ: thực tương tự theo 6.2 6.3 Đánh giá kết 7.1 Độ xác sai số cho phép phép đo: hiệu số điện hai lần đo liên tiếp vị trí đo với loại điện cực không vượt 10 mV, với hai loại điện cực khác không vượt 20mV 5,5)oC theo 3.1.1 7.2 Hiệu chỉnh số đo điện nhiệt độ điện cực nằm phạm vi (22,2 7.3 Dựa vào giá trị điện cốt thép sau hiệu chỉnh xây dựng đồ đường đồng mức đẳng (phác họa vùng cấu kiện có khả xảy ăn mòn cốt thép) vẽ đồ thị tần suất tích lũy (biểu thị tần suất cốt thép bị ăn mòn) Cách xây dựng đồ đường đồng mức đẳng thể đồ thị tần suất tích lũy xem Phụ lục A Phụ lục B 7.4 Căn vào giá trị điện đồ đường đồng mức đẳng đồ thị tần suất tích lũy đánh giá kết thí nghiệm theo Bảng Bảng - Đánh giá kết thí nghiệm khả cốt thép bị ăn mòn bê tơng Kết đo điện cốt thép theo điệc cực chuẩn, V Đánh giá khả cốt thép bị ăn mòn thời điểm kiểm tra Đồng Sunfat bão hòa Calomen bão hòa Bạc Clorua (Cu/CuSO4) (Hg/Hg2Cl2/KCl) (Ag/AgCl/4MKCl) > - 0,20 > - 0,126 > -0,106 Cốt thép chưa bị ăn mòn (xác suất 90%) từ - 0,35 đến - 0,20 từ - 0,276 đến - 0,126 từ - 0,256 đến - 0,106 Khả cốt thép bị ăn mòn khơng chắn < - 0,35 < - 0,276 < - 0,256 Cốt thép bị ăn mòn (xác suất 90%) Báo cáo thử nghiệm Trong báo cáo thử nghiệm cần ghi rõ: - Viện dẫn tiêu chuẩn này; - Tên đơn vị yêu cầu, ngày thí nghiệm; - Tên đơn vị kiểm tra, người kiểm tra; - Tên cơng trình, tên cấu kiện kiểm tra (ký hiệu,các vị trí kiểm tra điện thế); - Loại điện cực sử dụng, nhiệt độ trung bình điện cực thời gian thí nghiệm; - Phương pháp thấm ướt sơ bề mặt bê tông; - Bản đồ đường đồng mức đẳng đồ thị tần suất tích lũy; - Kết đánh giá khả cốt thép bị ăn mòn bê tông Phụ lục A (Tham khảo) Hướng dẫn xây dựng đồ đường đồng mức đẳng Bước 1: Chọn tỉ lệ thích hợp vẽ hình chiếu bình đồ cốt thép cấu kiện bê tông; Bước 2: Đánh dấu đồ giá trị điện cốt thép vị trí đo (giá trị điện cốt thép hiệu chỉnh theo hướng dẫn theo 7.2, giá trị nội suy); Bước 3: Vẽ đường đồng mức đẳng qua vị trí có giá trị điện Khoảng cách đường đồng mức tối đa 0,10 V Ví dụ xem Hình A Hình A - Bản đồ đường đồng mức đẳng Phụ lục B (Tham khảo) Hướng dẫn xây dựng đồ thị tần suất tích lũy Bước 1: Sắp xếp giá trị điện vị trí đo thành dãy liên tục từ điện âm nhỏ đến điện âm lớn Bước 2: Xác định tần suất tích lũy dãy điện riêng lẻ theo phương trình (B1): fx = r 100,% n (B1) đó: fx tần suất tích lũy dãy điện riêng lẻ, % tương ứng với giá trị điện khảo sát; r số lượng vị trí đo điện dãy điện riêng lẻ; n tổng số vị trí đo điện tồn cấu kiện, phận cấu kiện Bước 3: Vẽ đồ thị tần suất tích lũy với trục tung biểu thị giá trị điện điện cực (vơn), trục hồnh biểu thị tần suất tích lũy (%) Đánh dấu điểm tọa độ fx, vẽ đường cong phù hợp qua vị trí tọa độ Vẽ đường thẳng song song với trục hoành, cắt trục tung giá trị âm 0,20 V âm 0,35 V Ví dụ trình bày Hình B Điện điện cực, V Tần suất tích lũy, % Hình B - Đồ thị tần suất tích lũy MỤC LỤC Lời nói đầu Phạm vi áp dụng Tài liệu viện dẫn Thiết bị, dụng cụ 3.1 Thiết bị thử 3.1.1 Điện cực so sánh 3.1.2 Vôn kế 3.1.3 Dây dẫn điện 3.2 Dụng cụ thử Hóa chất 4.1 Dung dịch đồng sunfat bão hòa 4.2 Dung dịch tiếp xúc điện Chuẩn bị thử 5.1 Xác định vị trí cốt thép 5.2 Chuẩn bị vị trí kẹp cốt thép 5.3 Chuẩn bị vị trí đo điện 5.4 Kiểm tra trạng thái hoạt động vôn kế 5.5 Thấm ướt bề mặt bê tông theo phương pháp A 5.6 Thấm ướt bề mặt bê tông theo phương pháp B Cách tiến hành 6.1 Sơ đồ đo điện cốt thép 6.2 Trường hợp đo điện cốt thép theo phương thẳng đứng từ xuống 6.3 Trường hợp đo điện cốt thép theo phương nằm ngang thẳng đứng từ lên 6.4 Trường hợp đo nước 6.5 Kết Đánh giá kết Báo cáo thử nghiệm Phụ lục A (tham khảo) Hướng dẫn xây dựng đồ đường đồng mức đẳng Phụ lục B (tham khảo) Hướng dẫn xây dựng đồ thị tần suất tích lũy ... bê tông Chuẩn bị thử Chuẩn bị thử gồm bước sau: 5.1 Xác định vị trí cốt thép: vị trí cốt thép nằm bê tơng xác định phương pháp điện từ theo TCVN 9356:2012 đánh dấu bề mặt bê tông 5.2 Chuẩn bị... Dung dịch đồng sunfat bão hòa 4.2 Dung dịch tiếp xúc điện Chuẩn bị thử 5.1 Xác định vị trí cốt thép 5.2 Chuẩn bị vị trí kẹp cốt thép 5.3 Chuẩn bị vị trí đo điện 5.4 Kiểm tra trạng thái hoạt động... thành hệ thống dẫn điện cần chuẩn bị vị trí kẹp cốt thép đo điện cho khu vực cần kiểm tra; - Làm bề mặt cốt thép bàn chải sắt giấy ráp cho đảm bảo khả tiếp xúc điện 5.3 Chuẩn bị vị trí đo điện thế;