Các mẫu thử nghiệm không có anốt hy sinh bảo vệ và mẫu có anốt hy sinh bảo vệ (đo ở chế độ ngắt dòng) đ-ợc đo tại thời gian: 07, 14, 30, 45, 60, 90, 120, 150 và 180 ngày. Các thông số cần đo là:
- Điện thế nửa pin (half-cell): cốt thép trong bê tông đ-ợc đo điện thế so với
điện cực đồng sunphát bão hoà (Cu/CuSO4) bằng máy đo Canin.
- Tốc độ ăn mòn: cốt thép trong bê tông đ-ợc đo tốc độ ăn mòn bằng máy
®o Mullticorr.
II.3.1 Ph-ơng pháp đo điện thế nửa pin
Ph-ơng pháp điện thế kiểm tra khả năng cốt thép bị ăn mòn là ph-ơng pháp để đo điện thế cốt thép nằm trong bê tông nhằm kiểm tra khả năng bị ăn mòn của nó. Ph-ơng pháp này có thể áp dụng trong phòng thí nghiệm và ngoài hiện tr-ờng.
Ph-ơng pháp này dựa trên việc xác định điện thế cốt thép bằng điện cực so sánh, thông th-ờng sử dụng điện cực chuẩn đồng sunfat bão hoà. Điện cực này có điện thế so với thế điện cực chuẩn hiđro là -0,316V ở 22,20C. Hệ số nhiệt độ của điện cực này là 0,0009V/oC trong khoảng từ 0 đến 49oC. Ngoài điện cực
đồng sunfat bão hoà (Cu/CuSO4), có thể sử dụng một số điện cực chuẩn khác nh-
điện cực calomen hay bạc clorua.
Luận văn thạc sĩ Vũ Thế Ph-ơng
Nguyên lý của ph-ơng pháp đo này là mạch điện khép kín tạo thành bởi một đầu là cốt thép nối với cực d-ơng của vôn kế và đầu kia là điện cực so sánh nối với cực âm của vôn kế. Mỗi khi cho điện cực tiếp xúc với bề mặt bê tông tại vị trí đo nào đó thì mạch điện đ-ợc đóng kín và vôn kế chỉ số đo điện thế cốt thép tại vị trí đó.
Hình II.2 - Sơ đồ đo điện thế cốt thép trong bê tông
Tuy nhiên ph-ơng pháp này chỉ cho phép xác định mức độ ăn mòn cốt thép một cách định tính và để phản ánh kết quả đo này một cách chính xác thì ng-ời
đo phải có nhiều kinh nghiệm hoặc kết hợp với ph-ơng pháp kiểm tra khác. Thiết bị dùng để xác định mức độ ăn mòn của cốt thép trong bê tông bằng ph-ơng pháp đo điện thế nửa pin là máy đo Canin Thụy Sĩ.
Sau đây là bảng đánh giá kết quả đo khả năng cốt thép bị ăn mòn trong bê tông theo tiêu chuẩn TCXDVN 294:2003 (t-ơng đ-ơng tiêu chuẩn ASTM C876- 2009) [15].
Dây dẫn điện
Cèt thÐp
Đầu kẹp Vôn kế
Bê tông
Điện cực đồng - đồng sunfat (Đặt trên mặt bê tông tại các
điểm đo điện thế) Dây dẫn điện
Dây dẫn điện
Cèt thÐp
Đầu kẹp Vôn kế
Bê tông
Điện cực đồng - đồng sunfat (Đặt trên mặt bê tông tại các
điểm đo điện thế) Dây dẫn điện
Luận văn thạc sĩ Vũ Thế Ph-ơng
Bảng II.1 - Đánh giá kết quả khả năng cốt thép bị ăn mòn trong bê tông Kết quả đo điện thế cốt thép theo các điện cực chuẩn, V Đánh giá khả
năng cốt thép bị
ăn mòn tại thời
®iÓm kiÓm tra
Đồng sunfat bão hoà (Cu/CuSO4)
Calomen bão hoà (Hg/Hg2Cl2/KCl)
Bạc clorua (Ag/AgCl/4MKCl)
-0,20 -0,126 -0,106 Cốt thép ch-a bị
ăn mòn (xác suất trên 90%)
-0,20 đến -0,35 -0,126 đến -0,276 -0,106 đến -0,256
Cốt thép có thể bị
ăn mòn (xác suất 10-90%)
-0,35 -0,276 -0,256 Cốt thép đã bị ăn mòn (xác suất trên 90%)
II.3.2 Ph-ơng pháp đo điện trở phân cực [18]
Ph-ơng pháp đo điện trở phân cực là một trong những ph-ơng pháp đơn giản và đ-ợc sử dụng để xác định tốc độ ăn mòn của kim loại. Trong nghiên cứu này dùng ph-ơng pháp đo điện trở phân cực để tính tốc độ ăn mòn của cốt thép trong bê tông.
Nguyên tắc của ph-ơng pháp này là xác định điện trở phân cực Rp của điện cực ăn mòn kim loại. Điện trở phân cực Rp đ-ợc xác định từ ph-ơng trình (1) thể hiện ở độ dốc thế điện cực theo mật độ dòng tại i = 0 khi quét thế áp vào mẫu đo trong khoảng ±25mV so với thế ăn mòn.
RP= ( i
E
) i=0, dE/dt0 (1)
Trong đó:
E = E - Ecorr
E : độ phân cực điện thế ăn mòn (mV ) E : điện thế điện cực (mV)
Ecorr : điện thế điện cực ăn mòn (mV) i : mật độ dòng (A/cm2)
Mật độ dòng ăn mòn icorr có quan hệ với điện trở phân cực Rp theo hệ số Stern-Geary B bằng ph-ơng trình:
Luận văn thạc sĩ Vũ Thế Ph-ơng
icorr = 106 Rp
B (2)
Thứ nguyên của Rp là Ω.cm2, icorr là A/cm2 và B là V.
Hệ số Stern-Geary B có quan hệ với độ dốc Tafel anốt ba và catốt bc theo ph-ơng trình:
B = 2,303(b b ) b b
c a
c a
(3)
Từ dòng ăn mòn icorr ta có thể tính tốc độ ăn mòn CR theo ph-ơng trình sau:
CR = K A d
EW icorr
(4) Trong đó:
CR: tốc độ ăn mòn (mm/năm)
K : hằng số tốc độ ăn mòn (K = 3272 mm/A.cm.năm) EW: trọng l-ợng đ-ơng l-ợng của kim loại (g/đ-ơng l-ợng) d: tỷ trọng của kim loại (g/cm3)
A: diện tích bề mặt của kim loại (cm2)
Ph-ơng pháp này cho phép xác định đ-ợc các giá trị tốc độ ăn mòn tức thời của mẫu nghiên cứu và không phá huỷ mẫu. Thiết bị dùng để xác định tốc độ ăn mòn của cốt thép trong bê tông bằng ph-ơng pháp đo điện trở phân cực là máy
đo Mullticorr đã đ-ợc cài đặt phần mềm tính toán của hãng Corr Ocean - Nauy.