Độ bền nén của bê tông
3.3.2.2. Phân tích phổ tổng trở điện hóa
Mô đun trở kháng (Z) của các cốt thép Pomina và Vina đã tăng lên, khi tăng nồng độ
Natri silicat trong mẫu bê tông cốt thép được ngâm ngập dưới nước biển 224 ngày.
Như ta đã biết, mô đun trở kháng (Z) càng lớn, chứng tỏ tính chất ức chếăn mòn của lớp bảo vệ trên thép càng tốt. Vậy, có thể nói rằng, hiệu quả ức chế ăn mòn thép của Natri silicat tăng, khi tăng nồng độ của nó trong mẫu bê tông.
Thí nghiệm cho thấy, sau 224 ngày ngâm mẫu bê tông cốt thép dưới nước biển, các giá trị điện trở phân cực (Rp) tăng nhanh, điện dung của lớp điện tích kép (C) giảm nhanh, với sự tăng của nồng độ Natri silicat trong bê tông; nghĩa là, độ bền ăn mòn của các cốt
thép Pomina và Vina đã tăng, khi tăng nồng độ của Natri silicat trong mẫu bê tông.
Thêm vào đó, theo chiều tăng của nồng độ Natri silicat trong mẫu bê tông thì, độ dốc của đường cong phân cực anot tăng lên rõ rệt và dịch chuyển nhanh về phía trái so với mẫu bê tông cốt thép không có Natri silicat, trong khi độ dốc của đường cong phân cực catot hầu như không thay đổi. Từ nhận xét này ta có thể xếp Natri silicat vào nhóm chất
ức chế ăn mòn hỗn hợp, nhưng nó phong tỏa vùng anot của bề mặt thép là chủ yếu, nghĩa là Natri silicat kìm hãm mạnh quá trình oxy hóa ( hòa tan) nguyên tử sắt ở vùng anot.
99
Cơ chế ức chế ăn mòn cốt thép trong bê tông bởi Natri silicat có thể giải thích như sau:
Thép gắn vào bê tông thường được bảo vệ khỏi ăn mòn nhờ sự tạo thành màng thụ động trong môi trường bê tông có độ kiềm rất cao (pH =12,5 - 13). Nhưng, khi có các chất xâm thực mạnh - như ion clorua (Cl-) trong nước biển - khuếch tán qua các lỗ rỗng của khối bê tông, đạt tới ranh giới phân chia“ bê tông – thép“, nó sẽ phá vỡ lớp thụđộng trên bề mặt thép và thúc đẩy quá trình ăn mòn điện hóa thép trong bê tông theo các phản
ứng sau:
Ở vùng anot, nguyên tử sắt bị oxy hóa (hòa tan) : Fe - 2e- → Fe2+
(1)
Ở vùng catot, phân tử khí oxy bị khử: O2 + 2H2O + 4 e- → 4OH- (2)
Monnique Tohoue Tognonvi và các cộng sự [28 ] thông báo rằng, trong dung dịch Natri silicat đặc, có mặt lượng lớn phức chất trung tính Si7O18H4Na4 , nó hòa tan được trong môi trường kiềm (pH = 11,56). Nếu thêm nước cất vào dung dịch đặc Natri silicat, phức chất trung tính nói trên sẽ bị hòa tan thành thực thể (entities) tích điện âm (Si7O18H4Na4-n)n- và ion Na+ ( với 1 ≤ n ≤ 4).
Chúng tôi cho rằng, trong bê tông cốt thép, thực thể tích điện âm (Si7O18H4Na4-n)n- sẽ
phản ứng với các cation Fe2+ tạo thành lớp bảo vệ. Lớp bảo vệ này kết tủa trên vùng anot nhiều hơn trên vùng catot, do ở anot có sự tạo thành nhiều ion Fe2+ theo phản ứng (1) . Vì vậy, Natri silicat là chất ức chếăn mòn hỗn hợp, nhưng nó ức chế quá trình anot hòa tan thép là chủ yếu.
100