L. ọc khous bịt tum Qsi * Coc khoua lụt I»f t ọ»
Khoa Xây Dựng, Trường Cao Đẳng Giao Thông Vận Tả
1. Giới thiệu
Sau thời gian sử dụng, bê tôn g cốt thép dễ bị hư hại dưới tác dụng của m ôi trường, nhất là m ôi trường biển và ven biển. Tác nhân gây xâm thực thẩm thấu qua lớp bê tô n g bảo vệ, phá hủy lớp bê tô n g bảo vệ và gây ăn m òn cốt thép. Hiện nay người ta cũng đã dùng những biện pháp bảo vệ cốt thép, hoặc là thay đổi chất lượng lớp bê tôn g bảo vệ cốt thép. Những biện pháp bảo vệ cốt thé p đã và đang được sử dụng đó là dùng phụ gia ức chế ăn m òn và sơn phủ bể m ặt kết cấu đối với các công trình biển hoặc sử dụng bentonite tăng khả năng chống thấm , giảm ăn mòn cố t thép đối với các công trình thủ y lợi [1], Ty nhiên, tro n g m ôi trường biển, ăn m òn cốt thé p do ion clo tự do gây ra là phổ biến và nguy hiểm nhất. Cốt thép bị ăn m òn tạo thành m ột lớp gi sắt bề m ặt có độ trương nở lớn dẫn đến triệ t tiêu sự làm việc đổng thời giữa bê tô n g và cốt thép, gây nứt vỡ lớp bê tô n g bảo vậ và giảm tiế t diện chịu lực của cốt thép, lon clo có sẵn trong bê tôn g hoặc xâm nhập từ m ôi trường bên ngoài vào. Tổn tại ở 3 dạng là ion clo tự do, ion d o liên kết mạnh và ion clo liên kết yếu. lon clo liên kết mạnh chủ yếu là liên kết với sản phẩm th ủ y hóa của xi măng tạo thành canxi clorualum inate (muối Fridel) [2]. lon clo tự do thẩm thấu qua lớp bêtông bảo vệ, khi đạt tới giá trị tới hạn thì sé bắt đẩu phát sinh ăn m òn cốt thép. Giá trị nồng độ tới hạn của d o phụ thu ộc vào tiêu chuẩn của nhiều nước và th u h ú t sự quan tâm của nhiều nhà nghiên cứu [3]. Bản chất của ăn m òn cốt th é p lằ quá trình điện hóa, nhờ có lon clo tự do mà quá trìn h ăn mòn diễn ra mạnh hơn.
Việc nâng cao chất lượng lớp bêtông bảo vệ cốt thép bằng cách sử dụng các loại phụ gia khoáng hoạt tính thay th ể m ột phần xi măng thu h ú t sự quan tâm của nhlểu nhà nghiên cứu tro n g và ngoài nước. Khi sử dụng các loại phụ gia khoáng hoạt tính như trên, thì có hai cơ chế mà lớp bê tôn g bảo vệ tăng được khả năng chống thẩm thấu ion clo từ môi trường xâm thực vào bên tro n g cốt thép, m ột là làm cho lớp bêtông bào vệ đặc sít hơn; hai là các ion d o tự do thẩm thấu qua các mạch nước mao quản trong bê tô n g bị hú t bám lạl, liên kết lại với các hydrat trong đá xi măng. Hiện tượng đó gọi là gọi là liên kết ion clo trong cấu trúc đá xi măng. Khi khả năng liên kết ion clo trong cấu trúc đá xl măng tăng lên thì cũng làm cho hàm lượng ion clo tự do trong dung dịch lỗ rỗng giảm xuống. Bằng hai cách đó làm cho tốc độ thấm clo từ ngoài vào trong chậm lại. Bêtông the o thời gian sử dụng, vẫn luôn tổn tại hàm lượng ion clo tự do trong dung dịch lô rỗng và là nhân tô chính gây ăn mòn cốt thép, để giảm hàm lượng ion clo tự do trong bê tôn g thì phải chuyển nó từ trạng thái tự do sang trạng thái liên kết [2], Nhiễu nhà nghiên cứu trên th ế giới đã nghiên cứu và kết luận được rằng sử dụng các loại phụ gia khoáng hoạt tính như tro bay, xì lò cao, silicafume thay th ế m ột phẩn xi măng sẽ làm tăng khả năng liên kết ion clo trong đá xi măng. Lượng tro bay thay thế khoảng 10 - 20% khối lượng xi măng [3]. Xỉ lò cao thay thế lên đến 70% sẽ làm tăng khả năng liên kết nhờ vào phản ứng tạo muối
Fridel [4],
Xỉ lò cao là phế phẩm của quá trình sản xuất kim loại từ quặng sắt. Xỉ này được làm lạnh rất nhanh và tồn tại ở dạng th ủ y tinh , có độ hoạt tính cao, có khả nắng hydrate hóa và đóng rắn giống như xi măng nhưng cho cường độ không cao [5). Tro bay là phần còn lại sau quá trình đốt cháy than ở nhà máy nhiệt điện, cỏ dạng hình cẩu, kích thước mịn nhỏ. Silica fum e là sản phẩm phụ của công nghiệp luyện kim, có dạng hình cẩu, chứa SÍ02 chủ yếu dạng vô định hình, chiếm khoảng 85 - 98% [6]. Silicafume có tác dụng lấp đáy lỗ rỗng, làm cho cấu trúc đá xi măng đặc sít hơn, giảm sự khuếch tán clo từ môi trường ngoài xâm nhập vào trong đá xi măng. Xỉ lò cao và tro bay có khả năng liên kết ion clo, chuyển ion clo từ trạng thái tự do sang trạng thái liên kết. Việc sử dụng phối trộn
xỉ lò cao VỚI silicafume, và phối trộn tro bay với silicafume thay th ế m ột phẩn xl măng sẽ đạt hiệu quả trong việc thay đổi chất lượng lớp bêtông bảo vệ, và tăng khả năng liên kết ion clo.