5.1. Tác động của môi trường ăn mòn lên kết cấu xây dựng
Môi trường ăn mòn kết cấu xây dựng được chia thành 3 nhóm:
- Môi trường khí: Mức độ ăn mòn phụ thuộc vào loại khí, nồng độ, nhiệt độ, độ ẩm không khí, lượng khí tiếp xúc, độ hoà tan của khí trong nước….
- Môi trường lỏng: Mức độ ăn mòn phụ thuộc vào đặc tính của môi trường (dung dịch axit, kiềm, muối, dung môi hữu cơ…), độ pH, nồng độ và nhiệt độ, lượng cặn lắng đọng, tốc độ dòng chảy… của dung dịch, dầu động - thực vật, dầu mỏ…
- Môi trường rắn (đất, muối, bụi có chứa chất ăn mòn): Mức độ ăn mòn phụ thuộc vào đặc tính của vật liệu, độ hoà tan, độ khuếch tán của vật liệu, độ ẩm không khí, độ ẩm vật liệu, lưu lượng không khí thay đổi… Nói chung ít có chất rắn ăn mòn trực tiếp mà phải thông qua độ ẩm không khí.
Mức độ ăn mòn được cho trong các tiêu chuẩn chung và tiêu chuẩn ngành.
5.2. Các giải pháp bảo vệ
- Với kết cấu BTCT có 3 dạng ăn mòn bê tông chủ yếu:
+ Do tác dụng của nước mềm thấm vào bê tông, hoà tan một số thành phần của cốt liệu, làm tăng độ rỗng của bê tông, dẫn đến sự giảm cường độ của bê tông. Đồng thời độ kiềm của bê tông giảm đi, kéo theo việc giảm hiệu ứng bảo vệ cốt thép dẫn đến cốt thép bị ăn mòn.
+ Do tác dụng của axit, kiềm, muối. Dạng ăn mòn này tiến dần từng lớp từ ngoài vào trong.
+ Do muối sinh ra trong phản ứng giữa chất ăn mòn với các thành phần của bê tông, hoặc do dung dịch muối từ ngoài thấm vào bê tông tạo ra tinh thể và nở thể tích, gây nội lực phá vỡ cấu trúc bê tông.
- Hiện tượng ăn mòn cốt thép là một dạng đặc biệt của hiện tượng ăn mòn kim loại dưới tác dụng của môi trường ăn mòn và do ảnh hưởng qua lại của bê tông và thép. Khi lớp bê tông bảo vệ không đủ dầy, khi bê tông không đặc chắc cũng như sự xuất hiện và phát triển của vết nứt cùng với độ ẩm cao tạo điều kiện đẩy nhanh tốc độ ăn mòn cốt thép.
- Với khối xây, hiện tượng ăn mòn xẩy ra đối với cả gạch đá và vữa. Vữa dùng trong khối xây thường là vữa vôi, vữa bata hoặc vữa xi măng. Vữa vôi không được dùng trong môi trường axit. Vữa xi măng có hiện tượng ăn mòn tương tự với bê tông. Đất sét làm gạch có hàm lượng oxit sắt và oxit nhôm cao và được nung tốt làm tăng khả năng chống ăn mòn. Gạch sét thông thường có độ rỗng lớn, axit ngấm vào phản ứng với oxit nhôm tạo ra loại muối hoà tan, muối này kết tinh làm nở thể tích và phá vỡ cấu trúc của gạch. Khối xây bằng bê tông chịu ăn mòn như bê tông.
* Xử lý chống ăn mòn:
- Cần đảm bảo thời gian hoạt động liên tục của công trình hoặc chỉ ngừng với thời gian tối thiểu dẫn đến khó khăn trong thực hiện
- Tẩy rửa, làm sạch bề mặt kết cấu khỏi chất ăn mòn. Có thể áp dụng các phương pháp cơ học (dùng bàn chải sắt cọ sạch, đục phá từng lớp…), hoá học (áp dụng các phản ứng trung hoà), nhiệt (áp dụng cho cấu kiện mỏng như tấm, sàn: cho nước phía trên và hun nóng ở phía dưới để nước nóng lên đến nhiệt độ 60oC, nước trong bê tông có mang theo chất ăn mòn sẽ thoát ra bề mặt).
* Các giải pháp chống ăn mòn:
+ Giảm tác dụng của môi trường ăn mòn
+ Tăng cường khả năng chống ăn mòn của bản thân kết cấu (chọn thành phần tối ưu, cấp phối hợp lý, phụ gia phù hợp, tăng độ đặc chắc khi thi công)
+ Dùng lớp phủ bảo vệ theo yêu cầu phù hợp (có trong các tiêu chuẩn ngành) + Loại trừ dòng điện ăn mòn
BM KCBTCT-GĐ Cán bộ biên soạn
THS. Đỗ Trường Giang Tài liệu tham khảo
1. TCVN 5574: 2012. Kết cấu bê tông và bê tông cốt thép – Tiêu chuẩn thiết kế.. 2. TCVN 9381: 2012. Hướng dẫn đánh giá mức độ nguy hiểm của kết cấu nhà.
3. Nguyễn Xuân Bích. Sửa chữa và gia cố kết cấu bê tông cốt thép. NXB Khoa học kỹ thuật. Hà Nội 2005.
4. Nguyễn Xuân Bích. Sửa chữa và gia cố công trình xây dựng. NXB Khoa học kỹ thuật. Hà Nội 1995.