Xâm thực các công trình bê tông cốt thép làm việc trong môi trường nước biển ở VN

TRƯỜNG ĐH BÁCH KHOA - ĐẠI HỌC QUỐC GIA TP.HCM
KHOA KỸ THUẬT XÂY DỰNG
BỘ MÔN VẬT LIỆU XÂY DỰNG

Chuyên đề tìm hiểu

Xâm thực các công trình bê tông cốt
thép làm việc trong môi trường
nước biển ở VN
Nhóm 1
Mai Bảo Châu
Nguyễn Tiểu Phụng
Lâm Hoàng Yến
GVHD: ThS. Huỳnh Thị Hạnh


NỘI DUNG
1

2

3

HIỆN TRẠNG ĂN MÒN

NGUYÊN NHÂN VÀ CƠ CHẾ ĂN MÒN

BIỆN PHÁP CHỐNG ĂN MÒN
2

Đặc điểm vùng biển Việt Nam
o Chiều dài bờ biển dài,
công trình đặt dọc bờ
biển nhiều

o Khí hậu nóng ẩm mưa
nhiều


Khái quát địa lí ven biển
Phân vùng tác động xâm thực ở môi trường biển:

Vùng
Thường xuyên ngập
nước

Vùng
Thủy triều lên xuống và
sóng đánh

Vùng
Khí quyển trên và ven
biển


Thực tế ăn mòn vùng không khí biển

Công trình nằm trong tình trạng ăn mòn và phá hủy từ mức độ trung
bình tới rất nặng.

Mô hình hơi nước tấn công mặt gầm của cầu cảng:

Vừa chịu tải trọng, môi trường, thời tiết bên trên. Bê tông gầm cầu còn phải
chịu đựng các loại hoạt chất ăn mòn trong suốt thời gian tồn tại của cảng


Xâm thực tại cầu cảng


Ăn mòn khác tại một số cầu cảng

Xuất hiện một vài vị trí cục bộ đã bị ăn mòn


Lan can của cầu bị ăn mòn nặng, trơ cả lõi sắt hoen gỉ.


Ăn mòn ở vùng thủy triều lên xuống và sóng
đánh


Xâm thực BTCT do tác động tổng hợp của mực nước thay đổi

Phần bê tông nơi có mực nước thay đổi bong tróc, lộ ra cốt thép đã bị gỉ


-Tốc độ ăn mòn làm hư hỏng công trình biển ra khá nhanh. Thậm
chỉ cả những công trình mới có 10-15 năm sử dụng.

Giai đoạn đầu

 Nếu không bảo vệ kịp thời thì mức độ ăn mòn ngày càng nghiêm
trọng:


NGUYÊN NHÂN VÀ CƠ CHẾ ĂN
MÒN BÊ TÔNG VÀ CỐT THÉP
TRONG BTCT TRONG MÔI
TRƯỜNG NƯỚC BIỂN

14


1. SỰ ĂN MÒN BÊ TÔNG
o Môi trường nước biển có
chứa các loại muối
khoáng có tác dụng ăn
mòn đối với bê tông

Nguyên
nhân

o Do sai sót trong quá
trình thi công

Các sinh vật ở biển
bám vào bê tông

o Do tác động phá hoại cơ học
của các tác nhân môi trường.

15


1. SỰ ĂN MÒN BÊ TÔNG
SỰ ĂN MÒN BT TRONG MÔI TRƯỜNG NƯỚC CÓ CHỨA SUNFAT
SỰ ĂN MÒN BT TRONG MÔI TRƯỜNG NƯỚC CÓ CHỨA CLO
CÁC DẠNG ĂN MÒN KHÁC

Trong môi trường nước biển, bê tông bị ăn mòn
theo dạng II và dạng III.

16


1.1.SỰ ĂN MÒN BT TRONG MÔI TRƯỜNG NƯỚC CÓ CHỨA SUNFAT

CƠ CHẾ:
Ca(OH)2+MgSO4+2H2O = CaSO4.2H2O↓+Mg(OH)2
Ca(OH)2+(NH4)2SO4+2H2O=CaSO4.2H2O↓+NH4OH
Ca(OH)2+Na2SO4+2H2O=CaSO4.2H2O↓+NaOH
3MgSO4+3CaO.Al2O3.6H2O+6H2O=3[CaSO4.2H2O]
+3Mg(OH)2+Al(OH)3
17


ion sulfat tác dụng với C3AH6 của đá xi măng tạo thành
muối hydro trisulfua aluminat tricalci:

3CaSO4.2H2O+3CaO.Al2O3 .6H2O+20H2O=3CaO.Al2O3.3CaSO4.32H2O
Ettrigite bậc 2

18


1.2.SỰ ĂN MÒN BT TRONG MÔI TRƯỜNG NƯỚC CÓ CHỨA CLO

CƠ CHẾ:
Ca(OH)2+MgCl2=CaCl2+Mg(OH)2
Ca(OH)2+2NaCl=CaCl2+2NaOH
Nếu môi trường có nồng độ CaCl2 lớn sẽ tạo thành
phức hợp Hydroclorit Aluminate Calci, muối này tương
tự C3ACSH12
3CaO.Al2O3.6H2O+CaCl2+4H2O=3CaO.Al2O3.CaCl2.10H2O

19


1.3. CÁC DẠNG ĂN MÒN KHÁC

• Ăn mòn do nồng độ các loại muối cùng tồn tại
• Ăn mòn trong môi trường nước có chứa CO2
CaCO3+CO2+H2O=Ca(HCO3)2

20


2. SỰ ĂN MÒN CỐT THÉP

ĂN MÒN ĐIỆN HÓA
ĂN MÒN HÓA HỌC

Ăn mòn CT trong BTCT chủ yếu là ăn mòn điện hóa

21


o Màng ẩm trên bề mặt cốt thép
và trong cấu trúc bê tông
o Oxi khuếch tán trên
bề mặt cốt thép
Nguyên
nhân

o Cốt thép không đồng
nhất về cấu trúc

o Sự kém bền vững của
lớp bê tông bảo vệ
o Do sự giảm độ pH của môi
trường
bao quanh cốt thép

o Sử dụng một số loại phụ gia chứa
Clo quá hàm lượng, quá phạm vi
cho phép

22

CƠ CHẾ:
1. Fe có lẫn Zn

catode

H2O=H+ +OHZn=Zn 2++2e

anode

catode

anode

2H+ +2e=H2
Zn 2++2OH- =Zn(OH)2
23


2. Fe có lẫn Sn

anode

H2O = H+ +OHFe = Fe 2++2e

catode

anode

catode

2H+ +2e = H2
Fe2+ +2OH- = Fe(OH)2
24


3. Fe có lẫn rỉ sắt

anode

H2O = H+ +OHFe = Fe 2++2e

catode

anode

catode

2H+ +2e = H2
Fe2+ +2OH- = Fe(OH)2
25