Nghiên cứu phương pháp điện hóa dùng tách muối clo nhằm cải thiện độ bền chống xâm thực cho công trình bê tông cốt thép

ĐẠI HỌC QUỐC GIA TP.HCM
TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA

LÊ XUÂN LÂM

NGHIÊN CỨU PHƯƠNG PHÁP ĐIỆN HÓA DÙNG TÁCH
MUỐI CLO NHẰM CẢI THIỆN ĐỘ BỀN CHỐNG XÂM
THỰC CHO CƠNG TRÌNH BÊ TƠNG CỐT THÉP

Chun ngành : Vật Liệu và Cơng Nghệ Vật Liệu Xây Dựng
Mã số : 60. 58. 80

LUẬN VĂN THẠC SĨ

TP. HỒ CHÍ MINH, tháng 09, năm 2012


CƠNG TRÌNH ĐƯỢC HỒN THÀNH TẠI : TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH
KHOA – ĐẠI HỌC QUỐC GIA TP. HỒ CHÍ MINH.

Cán bộ hướng dẫn khoa học : TS. TRẦN VĂN MIỀN.
Cán bộ chấm nhận xét 1 : TS. LÊ ANH TUẤN
Cán bộ chấm nhận xét 2 : TS. NGUYỄN NINH THỤY

Luận văn thạc sĩ được bảo vệ tại Trường Đại học Bách Khoa, ĐHQG Tp.HCM
Ngày 31 tháng 08 năm 2012

Thành phần Hội đồng đánh giá luận văn thạc sĩ gồm:
(Ghi rõ họ, tên, học hàm, học vị của Hội đồng chấm bảo vệ luận văn thạc sĩ)
1. PGS. TS. NGUYỄN VĂN CHÁNH
2. GS. TSKH. PHÙNG VĂN LỰ

3. TS. TRẦN VĂN MIỀN
4. TS. LÊ ANH TUẤN
5. TS. NGUYỄN NINH THỤY
Xác nhận của Chủ tịch Hội đồng đánh giá LV và Trưởng Khoa quản lý chuyên
ngành sau khi luận văn đã được sửa chữa (nếu có).

CHỦ TỊCH HỘI ĐỒNG ĐÁNH GIÁ LV

TS. NGUYỄN VĂN CHÁNH

BỘ MÔN QUẢN LÝ CHUYÊN NGÀNH

TS. NGUYỄN VĂN CHÁNH


ĐẠI HỌC QUỐC GIA TP.HCM
TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA

CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM
Độc lập -Tự do -Hạnh phúc

Tp. HCM, Ngày…..tháng….năm………..

NHIỆM VỤ LUẬN VĂN THẠC SĨ
Họ tên học viên: Lê Xuân Lâm

MSHV : 10190715

Ngày, tháng, năm sinh: 15/04/1985

Nơi sinh: Tp.Hồ Chí Minh

Chun ngành: Vật Liệu và Cơng Nghệ Vật Liệu Xây Dựng

Mã số : 60. 58. 80

I. TÊN ĐỀ TÀI: NGHIÊN CỨU PHƯƠNG PHÁP ĐIỆN HÓA DÙNG TÁCH MUỐI
CLO NHẰM CẢI THIỆN ĐỘ BỀN CHỐNG XÂM THỰC CHO CƠNG TRÌNH BÊ
TƠNG CỐT THÉP.
II. NHIỆM VỤ VÀ NỘI DUNG:
Chương 1. Hiện trạng ăn mịn và phá hủy bê tơng cốt thép ở vùng ven biển trên thế giới và
trong nước.
Chương 2. Cơ chế ăn mịn thép trong bê tơng cốt thép và phương pháp điện hóa tách clo.
Chương 3. Các tính chất của vật liệu sử dụng thí nghiệm.
Chương 4. Kết quả thí nghiệm.
KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ
III. NGÀY GIAO NHIỆM VỤ
IV. NGÀY HOÀN THÀNH NHIỆM VỤ
V. HỌ VÀ TÊN CÁN BỘ HƯỚNG DẪN : TS. TRẦN VĂN MIỀN
CÁN BỘ HƯỚNG DẪN

CN. BỘ MÔN QL CHUYÊN NGÀNH

TS. TRẦN VĂN MIỀN

PGS. TS. NGUYỄN VĂN CHÁNH

Nội dung Luận văn Thạc sĩ đã được Hội Đồng Chun Ngành thơng qua
Ngày
PHỊNG ĐÀO TẠO SAU ĐẠI HỌC

tháng

năm 2012

KHOA QUẢN LÝ CHUYÊN NGÀNH


LỜI CẢM ƠN

Trong suốt hai năm học tập và nghiên cứu, với sự giảng dạy tận tình và hết lịng truyền
đạt kiến thức chuyên môn của các thầy cô Bộ mơn Vật liệu Xây dựng đã giúp tơi hồn thành
luận văn này và cho phép tôi gởi lời tri ân đến tất cả các thầy cô ở Bộ môn.
Tôi xin chân thành cảm ơn TS. Trần Văn Miền đã hướng dẫn và định hướng cho tơi
trong việc tìm tịi và nghiên cứu khoa học. Với sự giúp đỡ, động viên và thường xuyên nhắc
của thầy đã giúp tôi vượt qua những khó khăn để hồn thành luận văn này.
Tơi xin chân thành cám ơn Phịng thí nghiệm Vật liệu xây dựng, Phịng thí nghiệm
Cơng trình Trường Đại học Bách Khoa Tp.HCM đã cho phép và tạo điều kiện hỗ trợ để tơi
được thực hiện các thí nghiệm nghiên cứu.
Tơi chân thành cám ơn Phịng thí nghiệm – Trung tâm xử lý nước thải Trường Đại học
Bách Khoa Tp.HCM. Phòng phân tích kính hiển vi điện tử quét – Trường đại học Bách
Khoa Tp.HCM, Phịng thí nghiệm Xây Dựng – Trung Tâm Kỹ Thuật Tiêu Chuẩn Đo Lường
Chất Lượng 3, Phòng thí nghiệm Vật Liệu Xây Dựng LAS 143 – Viện Khoa Học Thủy Lợi
Miền Nam đã nhiệt tình giúp đỡ tơi trong suốt q trình thực hiện luận văn cao học.
Tôi xin chân thành cám ơn anh Mai Đức Lộc – Giám đốc Cty Cổ phần Đầu tư Xây
dựng Hạ Tầng Hịa Bình đã tích cực hỗ trợ tơi khi thực hiện đề tài nghiên cứu này.
Và cuối cùng là lòng biết ơn sâu sắc đến người vợ thân yêu của tôi, ba má vợ và với tất
cả những người thân trong gia đình đã động viên tinh thần và giúp đỡ tôi trong suốt thời
gian học tập và nghiên cứu.
Dù đã cố gắng hết sức để hoàn thành luận văn này nhưng do kiến thức và thời gian còn

hạn chế nên luận văn này không tránh khỏi những thiếu sót. Kính mong q Thầy cơ và các
bạn tận tình đóng góp ý kiến để luận văn này được hồn chỉnh hơn.


TĨM TẮT
Ngày nay, bê tơng cốt thép dự ứng lực là loại vật liệu thơng dụng của nhiều
cơng trình. Nó có nhiều ưu điểm như : có độ bền dài lâu, dễ chế tạo và sử dụng. Tuy
nhiên, bê tông cốt thép dự ứng lực phải đối mặt với nguy cơ bị ăn mòn trong suốt
thời gian sử dụng, đặc biệt là ăn mòn cốt thép do sự xâm thực của clo. Tách clo
bằng phương pháp điện hóa là phương pháp xử lý kết cấu bê tông cốt bị hư hỏng do
clo gây ra bằng cách tách nó ra khỏi cấu kiện bê tông cốt thép dự ứng lực mà không
làm hư hỏng lớp bê tông ban đầu. Trong nghiên cứu này, tập trung nghiên cứu về
hiệu quả tách clo ra khỏi cấu kiện bê tông sử dụng các dung dịch điện phân là
Lithium hydroxit (LiOH) và dung dịch Ca(OH)2 với các nồng độ dung dịch là
0,7M; 1,0M và 1,2M, điện cực sử dụng là lưới đồng, và sử dụng dịng điện một
chiều có cường độ khơng đổi là 1,3A/m2, thời gian thực hiện điện hóa tách clo là 12
tuần. Kết quả thí nghiệm cho thấy, dung dịch điện phân Ca(OH)2 có hiệu quả tách
clo là từ 45% đến 50% hàm lượng clo được tách ra khỏi bê tông so với hàm lượng
clo ban đầu và dung dịch Lithium hydroxite có hiệu quả tách clo là từ 50% đến 70%
hàm lượng clo được tách ra khỏi bê tông so với hàm lượng clo ban đầu.
Bên cạnh đó, quan sát thấy có một lớp bột màu trắng gồm có một số lượng
các ion kim loại kiềm như Ca, Li, Si, Al, Na, K bám vào bề mặt cốt thép làm ảnh
hưởng đến lớp thụ động của cốt thép và hiệu điện thế ăn mịn đo được sau khi thực
hiện hóa tăng, điều đó cho thấy, Tách clo bằng điện hóa khơng thể bảo vệ lớp thụ
động của cốt thép hay không có khả năng làm tái thụ động cho lớp thụ động của
thép ở trong bê tông khi bê tông bị xâm thực clo với nồng độ cao và lớp bột này có
khả năng làm giảm cường độ bám dính giữa thép và bê tông.


ABSTRACT

Nowadays, reinforced concrete is a popular materials for constructions. It has
some advantages such as : durable for along time, easy to manufacture and use.
However, reinforced concrete has to deal with corrosion during its service life,
especially corrosion of steel due to chloride penentration. Electrochemical Chloride
Extraction (ECE) is a method which treats corrosion damage of reinforced concrete
structures without making original concrete damage by chloride removal. This study
concerns about effect of ECE on chloride removement in reinforced concrete.
In this study, Lithium

hydroxyte solution (LiOH) of 0.7M, 1.0M and 1.2M

conentration and canxi hydroxide of 0.7M, 1.0M and 1.2M conentration are used as
electrolyte, copper mesh as a anode, and stable current density of 1.3 A/m2 is
applied for concrete within 13 weeks. Results showed that with lithium hydroxide
electrolyte that has 50% to 70% of the initial chloride is removed after the ECE
treatment and

canxi hydroxide electrolyte that has 45% to 50% of the initial

chloride is removed after the ECE treatment.
Moreover, a white thin layer that has significant amounts of alkali ions such
as Ca, Li, Si, Na, Al, K were observed around the steel that effect to the passive
layer of steel in concrete and the corrosion potential increase after applying
Electrochemical Chloride Extraction, it may imply that the ECE can not help to
protect passive film or repassive of steel bar embedded in the concrete containing
high chloride content and it may cause reducing bond strength between steel and
concrete.


- Trang 1 -

MỤC LỤC
Trang
CHƯƠNG 1 : TỔNG QUAN HIỆN TRẠNG ĂN MỊN VÀ PHÁ HỦY BÊ
TƠNG CỐT THÉP Ở VÙNG VEN BIỂN TRÊN THẾ GIỚI VÀ TRONG
NƯỚC ........................................................................................................................... 12
1.1

Khái qt về tình trạng ăn mịn bê tơng cốt thép ở thế giới .............................12

1.2

Khái qt về tình trạng ăn mịn bê tông cốt thép ở vùng biển Việt Nam .......14

1.3

Các phương pháp sửa chữa và chống ăn mòn cốt thép cho bê tông cốt thép ..16

1.3.1

Sửa chữa và làm sạch thép bằng mảng vá cục bộ : ...................................16

1.3.2

Bảo vệ cốt thép khỏi ăn mòn bằng anốt hi sinh : ......................................17

1.4

Các nghiên cứu trên thế giới về phương pháp điện hóa tách clo .....................19

CHƯƠNG 2 : NGHIÊN CỨU CƠ CHẾ ĂN MỊN THÉP TRONG BÊ TƠNG
CỐT THÉP VÀ CƠ SỞ LÝ THUYẾT CỦA PHƯƠNG PHÁP TÁCH CLO
ĐIỆN HÓA ................................................................................................................. 43
2.1

Cấu trúc lỗ rỗng bên trong bê tơng ..................................................................43

2.2

Cơ chế ăn mịn thép trong bê tông cốt thép .....................................................43

2.2.1 Kỹ thuật kiểm tra ăn mòn bằng pin bán điện cực theo tiêu chuẩn ASTM
C876-09 .................................................................................................................47
2.2.2
2.3

Phương pháp lấy mẫu xác định hàm lượng clo có trong mẫu:..................50

Giá trị ăn mịn giới hạn ....................................................................................52

2.4 Cơ sở lý thuyết và nghiên cứu mơ hình áp dụng tách clo bằng phương pháp
điện hóa ......................................................................................................................54
2.5

Cơ sở chọn lựa kim loại làm anốt ....................................................................56

CHƯƠNG 3 : CÁC TÍNH CHẤT CỦA VẬT LIỆU SỬ DỤNG TRONG THÍ
NGHIỆM ...................................................................................................................... 58
3.1

Các tính chất của xi măng: ...............................................................................58


- Trang 2 -

3.2

Cốt liệu sử dụng trong nghiên cứu ...................................................................59

3.3

Điện cực và dung dịch điện phân .....................................................................60

3.4 Thiết kế cấp phối bê tông theo tiêu chuẩn ACI 211.1-91dùng trong nghiên
cứu ..........................................................................................................................61
3.5

Lượng muối dùng trong 1 m3 bê tông theo % khối lượng xi măng .................61

3.6

Quy trình thực hiện thí nghiệm ........................................................................65

3.7

Các thiết bị thí nghiệm sử dụng trong luận văn : .............................................70

CHƯƠNG 4 : KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU ...................................................... 72
4.1

Cường độ nén của bê tông trước khi thực hiện điện hóa .................................72

4.2

Độ pH của dung dịch được phân trước khi thực hiện điện hóa tách clo..........74

4.3 Đo điện thế ăn mịn của tất cả các mẫu trụ bê tơng cốt thép trước khi thực
hiện tách clo bằng phương pháp điện hóa .................................................................74
4.4 Sự thay đổi hàm lượng clo ở bề mặt thép trong mẫu thí nghiệm theo thời
gian khi áp dụng phương pháp điện hóa tách clo, với các dung dịch điện phân
Ca(OH)2 và LiOH .....................................................................................................78
4.5 Nồng độ clo phân bố trong bê tông khi sử dụng dung dịch điện phân khác
nhau ở thời điểm 90 ngày ..........................................................................................86
4.6 Sự thay đổi độ pH của dung dịch điện phân ở mỗi tuần sau khi thực hiện
điện hóa ......................................................................................................................89
4.7 Đo điện thế ăn mịn của các mẫu thí nghiệm ở thời điểm 90 ngày sau khi
thực hiện điện hóa tách clo ........................................................................................93
4.8 Nghiên cứu sự biến đổi cường độ nén của bê tông trước và sau khi thực
hiện tách clo bằng phương pháp điện hóa sử dụng dung dịch điện phân là
Ca(OH)2 và LiOH, áp dụng dịng điện một chiều có cường độ 1,3A/m2 và hiệu
điện thế là 40v/m2 ......................................................................................................97
4.9

Nghiên cứu cấu trúc của lớp bê tông cận cốt thép sau khi điện hóa tách clo ..99

KẾT LUẬN : ..................................................................................................... 104
KIẾN NGHỊ : .................................................................................................... 105


- Trang 3 -

DANH MỤC CÁC HÌNH

Trang
Hình 1.1 – Các vết gỉ màu vàng ố và các vết nứt xuất hiện do thép bị ăn mòn ở cấu
kiện trụ đỡ của cầu Campus Loop ở Albany, thành phố New York, Mĩ ........................ 12
Hình 1.2 - Thiết bị phun muối chống đóng băng vào mùa đơng ................................... 13
Hình 1.3- Cảng Thương vụ - Vũng Tàu sau 15 năm sử dụng ...................................... 14
Hình 1.4- Cảng Cửa Cấm - Hải Phịng cách biển 25 km, sau 30 năm sử dụng ........... 14
Hình 1.5 - Hiện trạng ăn mịn các cơng trình khảo sát tại vùng biển Đà Nẵng ............. 14
a, b: Cảng Tiên Sa; c: Cảng cá Thuận Phước; d: Cầu Nguyễn Văn Trỗi [2] ................ 14
Hình 1.6- Sự biến thiên hàm lượng Cl- theo chiều dày lớp bê tông bảo vệ [2] ............. 15
Hình 1.7- Cơng tác đo đạc điện thế ăn mịn tại các cơng trình [2] ................................ 16
Hình 1.8 - Công tác đo đạc, lấy mẫu bê tông tại các cơng trình khảo sát [2]................ 16
Hình 1.9 – Bề mặt bê tơng bị bong tróc và bị tổ ong bề mặt ......................................... 17
Hình 1.10 – Nối thêm anốt hi sinh để bảo vệ cốt thép trước khi đổ bê tông cấu kiện .. 18
Hình 1.11 – Kích thước mẫu dầm và sàn bê tơng cốt thép ............................................ 20
Hình 1.12 – Hình minh họa các vị trí đo hiệu điện thế ăn mịn..................................... 21
Hình 1.13 – Đồ thị giá trị hiệu điện thế ăn mịn của dầm bê tơng cốt thép trong
6 tháng ........................................................................................................................... 22
Hình 1.14 – Giá trị điện thế đo được của bản sàn có phun dung dịch muối ................. 23
Hình 1.15 – Giá trị hiệu điện thế đo được của bản sàn không phun dung dịch muối ... 23
Hình 1.16 - Đo điện thế trong thép bằng pin bán điện cực đối chiếu [3] ...................... 25
Hình 1.18 – Trải lưới kim loại Titanium lên bản mặt cầu [3]........................................ 26
Hình 1.19 – Lưới kim loại Titan trải tiếp xúc sát với bản mặt cầu [3] .......................... 26
Hình 1.20 - Lắp các gờ chắn cách ly không cho dung dịch điện.................................. 27


- Trang 4 -

phân thốt ra bên ngồi [4] ............................................................................................ 27
Hình 1.21 - Áp dịng điện 1 chiều [3] ............................................................................ 27
Hình 1.22 – Mơ hình mặt cắt dọc minh họa sơ đồ lắp thiết bị tách muối [4]................ 28
Hình 1.23 – Hình mơ tả mặt bằng bố trí thiết bị dùng để xử lý tách muối [4] .............. 28
Hình 1.24 – Hình minh họa quy cách mẫu thử .............................................................. 31
Hình 1.25 – Hình minh họa quy cách lắp đặt thiết bị tách clo ...................................... 32
Hình 1.26 – Đồ thị hàm lượng clo tích lũy trong dung dịch điện phân (với chế độ
ngắt điện và làm mới dung dịch điện phân) ở lớp bê tơng bảo vệ dày 20mm .............. 33
Hình 1.27 – Đồ thị hàm lượng clo tích lũy trong dung dịch điện phân (với chế độ
ngắt điện và làm mới dung dịch điện phân) ở lớp bê tông bảo vệ dày 50mm .............. 33
Hình 1.28 – Nồng độ clo ở lớp bê tông bảo vệ dày 20mm ở chế độ duy trì dịng điện
liên tục ........................................................................................................................... 33
Hình 1.29 – So sánh giữa 21 ngày và 90 ngày với 2 chế độ xử lí khác nhau : (a) bề
dày lớp bê tông bảo vệ 20 mm và (b) bề dày lớp bê tông bảo vệ 50 mm ( INTERR
& RENEWAL = ngắt dòng điện và làm mới dung dịch điện phân, NO RENEWAL =
không ngắt điện và không làm mới dung dịch điện phân) ............................................ 34
Hình 1.30 – Nồng độ ion K+ tại các bề dày lớp bê tông : (a) 20 mm và (b) 50 mm .... 34
Hình 1.31 – Nồng độ ion Ca++ tại các bề dày lớp bê tông : (a) 20 mm và (b) 50 mm. 35
Hình 1.32 – Hình minh họa sơ đồ lắp đặt thiết bị thí nghiệm lên mẫu thử ................... 37
Hình 1.33 – Sự phát triển của nồng độ ion clo tự do theo khoảng cách từ bê tông
đến bề mặt thép. ............................................................................................................. 37
Hình 1.34 –Sự thay đổi nồng độ của kiềm theo khoảng cách từ bề mặt thép đến
bê tông ........................................................................................................................... 38
Hình 1.35 - Ảnh chụp hình thái của hồ xi măng ở độ phóng đại 400 lần ..................... 39
Hình 1.36 -Ảnh chụp hình dạng tinh thể Ca(OH)2 ở độ phóng đại 400 lần ................. 39
Hình 1.37 - Ảnh chụp chứng tỏ lớp màng bao quanh thép phát triển sau khi xử lý
(x400) ............................................................................................................................. 39
Hình 1.38 – Phân tích EDS tương ứng với hình 1.37 .................................................... 39

- Trang 5 -

Hình 1.39 - Lớp trên bề mặt thép bị khuyết tật (x400 lần) ............................................ 39
Hình 1.40 – Màng mỏng bao xung quanh bề mặt thép bị khuyết tật ............................ 39
Hình 1.41 – Hình chụp cho thấy có xuất hiện pha kiềm (x2000) .................................. 39
Hình 1.42 – Phân tích EDS tương ứng với hình 1.41 .................................................... 39
Hình 1.43 – Các tinh thể kiềm ....................................................................................... 40
Hình 1.44 – Phân tích EDS tương ứng với hình 1.43 .................................................... 40
Hình 1.45 – Ảnh chụp các tinh thể ở vùng chuyển tiếp giữa thép và bê tơng có dạng
hình lục giác (x3000) ..................................................................................................... 40
Hình 1.46 – Phân tích EDS của tấm lục giác (hình 1.45) .............................................. 40
Hình 2.1 – Giản đồ Pourbaix của thép thể hiện mối quan hệ giữa điện thế điện hóa
tiêu chuẩn với độ pH của thép trong bêtơng .................................................................. 44
Hình 2.2 – Cơ chế ăn mịn cốt thép trong bê tơng do ion clo gây ra ............................. 44
Hình 2.3 – Mẫu thép dự ứng lực trong cấu kiện bê tơng cốt thép trước khi bị ăn
mịn (a) và bị ăn mịn sau khi có sự xuất hiện của ion clo(b) ........................................ 46
Hình 2.4 – Thể tích của thép ở các hóa trị khác nhau - [20] ......................................... 46
Hình 2.5 – Hình minh họa q trình ăn mịn thép dẫn đến phá hủy bê tơng ................. 47
Hình 2.6 – Cấu tạo của pin bán điện cực ....................................................................... 48
Hình 2.7 – Mơ hình lắp đặt thiết bị đo hiệu điện thế kiểm tra ăn mòn bằng pin bán
điện cực theo tiêu chuẩn ASTM 876-09 ........................................................................ 49
Hình 2.8 –Phương pháp lấy mẫu xác định hàm lượng clo có trong bê tơng ................. 51
Hình 2.9 – Các yếu tố ảnh hưởng đến giá trị giới hạn ăn mòn thép do clo gây ra [4] .. 54
Hình 2.10 –Qui cách lắp đặt thiết bị và minh hoạ sự dịch chuyển của các ion ............. 55
Hình 3.1 – Biểu đồ thành phần hạt của cát dùng thí nghiệm theo tiêu chuẩn TCVN
7570:2006 ...................................................................................................................... 59
Hình 3.2 – Biểu đồ thành phần hạt của đá dăm (1x2)cm theo TCVN 1771:1987 ........ 60
Hình 3.3 – Lưới kim loại đồng dùng làm cực anốt ....................................................... 60

- Trang 6 -

Hình 3.4 – Khn đúc mẫu (a) và kích thước chi tiết của mẫu bê tơng cốt thép dùng
làm thí nghiệm ............................................................................................................... 62
Hình 3.5 – Đo hiệu điện ăn mòn bằng pin bán điện cực Cu/CuSO4 theo tiêu chuẩn
ASTM C876................................................................................................................... 65
Hình 3.6 – Mẫu trụ bê tơng cốt thép sau khi đúc xong và tĩnh định trong 24 giờ......... 65
Hình 3.7 – Tiến hành bọc lưới đồng và nối dây dẫn điện vào các điện cực tương
ứng ................................................................................................................................. 66
Hình 3.8 – Mẫu trụ bê tơng cốt thép sau khi dưỡng hộ sẽ được quấn lưới đồng (a) và
nối dây dẫn vào các điện cực (b) ................................................................................... 66
Hình 3.9 – Hình mơ tả cách lắp đặt mẫu thí nghiệm, nối dây vào các điện cực tương
ứng với cực âm là cốt thép và cực dương là lưới đồng ................................................. 66
Hình 3.10 – Mẫu sau khi nối dây điện vào các điện cực tương ứng và đặt vào các
thau có chứa dung dịch điện phân. ................................................................................ 67
Hình 3.11 – Đấu dây dẫn điện vào các nhóm mẫu tương ứng ...................................... 68
Hình 3.12 - Cạo sạch mẫu để lấy mẫu bột phân tích sự thay đổi của hàm lượng clo
và thay mới lưới đồng (kim loại catot) .......................................................................... 68
Hình 3.13 - Xử lí mẫu bột để xác định hàm lượng clo tự do có trong mẫu .................. 69
Hình 3.14 - Máy tạo dòng điện 1 chiều từ dòng điện xoay chiều ................................. 70
Hình 3.15 - Bút thử độ pH của dung dịch điện phân ..................................................... 71
Hình 3.16 –Đồng vơn kế dùng đo hiệu điện thế ăn mịn ............................................... 71
Hình 4.1 - Kết quả cường độ nén của mẫu bê tông dùng làm thí nghiệm ..................... 73
Hình 4.2 - Kết quả đo hiệu điện thế ăn mòn đo được theo ASTM C876-09 của các
mẫu bê tông cốt thép đối chứng không thực hiện điện hóa tách clo theo thời gian ...... 76
Hình 4.3 - Hàm lượng clo thực tế có trong các mẫu bê tơng trước khi tách clo ........... 77
Hình 4.4 – Hàm lượng clo tại bề dày lớp bê tông bảo vệ (40 – 50)mm theo thời gian
của mẫu M3 với các nồng độ khác nhau của dung dịch Ca(OH)2................................. 79
Hình 4.5 – Hàm lượng clo tại bề dày lớp bê tông bảo vệ (40 – 50)mm theo thời gian
của mẫu M5 với các nồng độ khác nhau của dung dịch Ca(OH)2................................. 79

- Trang 7 -

Hình 4.6 – Hàm lượng clo tại bề dày lớp bê tông bảo vệ (40 – 50)mm theo thời gian
của mẫu M7 với các nồng độ khác nhau của dung dịch Ca(OH)2................................. 80
Hình 4.7 – Sự thay đổi hàm lượng clo ở vùng bê tông cận cốt thép của các mẫu M3,
M5, M7 (có hàm lượng clo ban đầu khác nhau) theo thời gian, sử dụng dung dịch
Ca(OH)2 có cùng nồng độ là 0,7M ................................................................................ 81
Hình 4.8 – Sự thay đổi hàm lượng clo ở vùng bê tơng cận cốt thép của các mẫu M3,
M5, M7 (có hàm lượng clo ban đầu khác nhau) theo thời gian, sử dụng dung dịch
Ca(OH)2 có cùng nồng độ là 1,0M ................................................................................ 81
Hình 4.9 – Sự thay đổi hàm lượng clo ở vùng bê tông cận cốt thép của các mẫu M3,
M5, M7 (có hàm lượng clo ban đầu khác nhau) theo thời gian, sử dụng dung dịch
Ca(OH)2 có cùng nồng độ là 1,2M ................................................................................ 82
Hình 4.10 – Hàm lượng clo tại bề dày lớp bê tông bảo vệ (40 – 50)mm theo thời
gian của mẫu M3 với các nồng độ khác nhau của dung dịch LiOH ............................ 83
Hình 4.11 – Hàm lượng clo tại bề dày lớp bê tông bảo vệ (40 – 50)mm theo thời
gian của mẫu M5 với các nồng độ khác nhau của dung dịch LiOH.............................. 83
Hình 4.12 – Hàm lượng clo tại bề dày lớp bê tông bảo vệ (40 – 50)mm theo thời
gian của mẫu M7 với các nồng độ khác nhau của dung dịch LiOH ............................ 84
Hình 4.13 – Sự thay đổi hàm lượng clo ở vùng bê tông cận cốt thép theo thời gian
của các mẫu M3, M5, M7 (có hàm lượng clo ban đầu khác nhau) sử dụng cùng một
dung dịch LiOH có nồng độ là 0,7M ............................................................................. 85
Hình 4.14 – Sự thay đổi hàm lượng clo ở vùng bê tông cận cốt thép theo thời gian
của các mẫu M3, M5, M7 (có hàm lượng clo ban đầu khác nhau) sử dụng cùng một
dung dịch LiOH có nồng độ là 1,0M ............................................................................. 85
Hình 4.15 – Sự thay đổi hàm lượng clo ở vùng bê tông cận cốt thép của các mẫu
M3, M5, M7 (có hàm lượng clo ban đầu khác nhau) theo thời gian sử dụng cùng
một dung dịch là LiOH có nồng độ là 1,2M.................................................................. 86

Hình 4.16 – Sự thay đổi hàm lượng clo theo bề dày lớp bê tông bảo vệ của mẫu M3
và được ngâm trong các dung dịch điện phân có nồng độ khác nhau ở thời gian thực
hiện điện hóa 90 ngày .................................................................................................... 87
Hình 4.17 – Sự thay đổi hàm lượng clo theo bề dày lớp bê tông bảo vệ của M5 và
được ngâm trong các dung dịch điện phân có nồng độ khác nhau ở thời gian thực
hiện điện hóa 90 ngày .................................................................................................... 87


- Trang 8 -

Hình 4.18 – Sự thay đổi hàm lượng clo theo bề dày lớp bê tông bảo vệ của mẫu M7
và được ngâm trong các dung dịch điện phân có nồng độ khác nhau ở thời gian thực
hiện điện hóa 90 ngày .................................................................................................... 88
Hình 4.19 – Kết quả phân tích clo tự do có trong mỗi nhóm 12 mẫu bê tông được
ngâm trong dung dịch Ca(OH)2 và LiOH với các nồng độ khác nhau ở thời điểm
thực hiện điện hóa 90 ngày ............................................................................................ 92
Hình 4.20 - So sánh hiệu điện thế ăn mòn khi chưa thực hiện và sau khi thực hiện
điện hóa tách clo của mẫu M3 ngâm trong trong dung dịch Ca(OH)2 nồng độ 0,7M. . 93
Hình 4.21 - So sánh hiệu điện thế ăn mịn khi chưa thực hiện và sau khi thực hiện
điện hóa tách clo của mẫu M5 ngâm trong trong dung dịch Ca(OH)2 nồng độ 1,0M. . 94
Hình 4.22 - So sánh hiệu điện thế ăn mòn khi chưa thực hiện và sau khi thực hiện
điện hóa tách clo của mẫu M7 ngâm trong trong dung dịch Ca(OH)2 nồng độ 1,2M. . 94
Hình 4.23 - So sánh hiệu điện thế ăn mịn khi chưa thực hiện và sau khi thực hiện
điện hóa tách clo của mẫu M3 ngâm trong trong dung dịch LiOH nồng độ 0,7M. ...... 95
Hình 4.24 - So sánh hiệu điện thế ăn mòn khi chưa thực hiện và sau khi thực hiện
điện hóa tách clo của mẫu M5 ngâm trong trong dung dịch LiOH nồng độ 1,0M. ...... 95
Hình 4.25 - So sánh hiệu điện thế ăn mịn khi chưa thực hiện và sau khi thực hiện
điện hóa tách clo của mẫu M7 ngâm trong trong dung dịch LiOH nồng độ 1,2M. ...... 96
Hình 4.26 – Cường độ nén của mẫu lõi khoan của các mẫu bê tông cốt thép (có hàm
lượng muối khác nhau) đươc ngâm trong dung dịch điện phân Ca(OH)2 với các

nồng độ khác nhau ở thời điểm 90 ngày sau khi thực hiện điện hóa tách clo ............... 98
Hình 4.27 – Cường độ nén của mẫu lõi khoan của các mẫu bê tông cốt thép (có hàm
lượng muối khác nhau) đươc ngâm trong dung dịch điện phân LiOH với các nồng
độ khác nhau ở thời điểm 90 ngày sau khi thực hiện điện hóa tách clo ........................ 98
Hình 4.28 – Ảnh chụp lớp bột màu trắng bám trên cốt thép ở vị trí tiếp giáp với bê
tông ở mẫu sử dụng dung dịch Ca(OH)2 (a) và mẫu sử dụng dung dịch LiOH (b) ....100
Hình 4.29 - Ảnh chụp SEM với độ phóng đại 2000 lần của lớp tiếp giáp giữa bê
tông và cốt thép ở mẫu bê tông cốt thép sử dụng dung dịch Ca(OH)2 để tách clo......100
Hình 4.30 – Phổ phân tích EDS mẫu bột tại vị trí tiếp giáp giữa thép và bê tơng của
hình 4.27 ......................................................................................................................101


- Trang 9 -

Hình 4.31 - Ảnh chụp SEM với độ phóng đại 2000 lần của lớp tiếp giáp giữa bê
tông và cốt thép ở mẫu bê tông cốt thép sử dụng dung dịch LiOH để tách clo ..........101
Hình 4.32 – Phổ phân tích EDS mẫu bột tại vị trí tiếp giáp giữa thép và bê tơng của
hình 4.29 ......................................................................................................................102


- Trang 10 -

DANH MỤC CÁC BẢNG BIỂU

Trang
Bảng 1.1- Kết quả đo đạc điện thế ăn mòn cốt thép và khả năng ăn mịn tại các
cơng trình [2]. ............................................................................................................15
Bảng 1.2 – Bảng thiết kế hỗn hợp bê tơng thí nghiệm : ............................................20
Bảng 1.3 – Phân loại mẫu dùng để thí nghiệm ăn mòn .............................................21
Bảng 1.4 – Bảng nồng độ clo, %Cl- (kg /m3 ) ...........................................................24

Bảng 1.5 – Kết quả cường độ nén của bê tông trong suốt 8 tuần tách clo ................29
Bảng 1.6 – Nồng độ của clo theo độ sâu (g/m3) ........................................................29
Bảng 1.7 – Bảng thành phần nguyên liệu sử dụng để đúc mẫu.................................31
Bảng 1.8 – Bảng thành phần của xi măng dùng để đúc mẫu.....................................31
Bảng 1.9 – Bảng thành phần của nước biển ..............................................................32
Bảng 1.10 – Bảng thành phần nguyên liệu sử dụng để đúc mẫu...............................37
Bảng 2.1 – Kích thước của các lỗ rỗng trong hồ xi măng thủy hóa: .........................43
Bảng 2.2 – Giá trị hiệu điện thế ăn mòn ....................................................................50
Bảng 2.3 – Hàm lượng clo tối đa cho phép trong bê tông theo EN 206-1:2000 .......53
Bảng 2.11 – Dãy thế điện động tiêu chuẩn – [12] .....................................................57
Bảng 3.1 – Các chỉ tiêu cơ lý của xi sử dụng đúc mẫu thí nghiệm ...........................58
Bảng 3.2 – Cấp phối bê tông thiết kế theo tiêu chuẩn ACI 211.1-91........................61
Bảng 3.3 – Tính tốn lượng muối cần dùng cho mẫu với các hàm lượng 3%, 5%,
7% clo theo khối lượng xi măng................................................................................62
Bảng 3.4 - Bảng phân loại các mẫu theo % clo và bố trí thành từng nhóm với các
nồng độ dung dịch điện phân tương ứng. ..................................................................64
Bảng 3.5 – Khối lượng vật liệu dùng để đúc mẫu thí nghiệm ...................................64


- Trang 11 -

Bảng 3.6 – Bảng tóm tắt các bước thực hiện thí nghiệm ..........................................69
Bảng 4.1 – Kết quả cường độ nén mẫu bê tông ở các ngày tuổi, N/mm2 .................73
Bảng 4.2 –Nồng độ pH của dung dịch điện phân trước khi thực hiện điện ..............74
phân với các nồng độ theo thiết kế ............................................................................74
Bảng 4.3 – Hiệu điện thế ăn mòn (mV) đo được của các mẫu đối chứng M3, M5,
M7 ..........................................................................................................................75
Bảng 4.4 – Hàm lượng clo ban đầu theo thiết kế mẫu thí nghiệm bê tơng cốt
thép ..........................................................................................................................76
Bảng 4.5 – Bảng tóm tắt sự thay đổi hàm lượng clo theo bề dày lớp bê tông bảo

vệ của các mẫu ngâm trong các dung dịch điện phân khác nhau ..............................88
Bảng 4.6 – Sự thay đổi độ pH của các dung dịch điện phân từ tuần thứ nhất đến
tuần thứ 12 trong suốt quá trình thực hiện tách clo ...................................................89
Bảng 4.7 – Hàm lượng clo tự có trong các dung dịch điện phân sau 90 ngày thực
hiện điện hóa tương ứng với kết quả thể hiện ở hình 4.19 ........................................92
Bảng 4.8 – Điện thế ăn mịn của các mẫu thí nghiệm ngâm trong các dung dịch
điện phân theo thời gian 90 ngày điện hóa ................................................................96


- Trang 12 -

CHƯƠNG 1
TỔNG QUAN HIỆN TRẠNG ĂN MÒN VÀ PHÁ HỦY BÊ
TÔNG CỐT THÉP Ở VÙNG VEN BIỂN TRÊN THẾ GIỚI
VÀ TRONG NƯỚC

1.1

Khái quát về tình trạng ăn mịn bê tơng cốt thép ở thế giới
Bê tơng cốt thép là vật liệu quan trọng nhất được sử dụng trên thế giới. Việc

tiêu thụ bê tơng trên tồn thế giới đứng hàng thứ hai chỉ sau việc tiêu thụ
nước với hơn 1 tấn/người/năm (theo Sedgwich 1991).

Hình 1.1 – Các vết gỉ màu vàng ố và các vết nứt xuất hiện do thép bị ăn mòn ở cấu
kiện trụ đỡ của cầu Campus Loop ở Albany, thành phố New York, Mĩ
Người ta ước tính rằng chi phí cần để sửa chữa các cây cầu bị xuống cấp do ăn
mòn thép trong bê tông ở Mỹ năm 2000 khoảng 5 tỷ đơ la Mỹ (theo FHA, 1999).
Thêm vào đó, những cơng trình cầu đường, nhà cửa và các cơng trình
biển cũng chịu tác động. Ở Anh, năm 1997 ước tính khoảng 750 triệu bảng Anh để

phục hồi tất cả các hư hỏng do ăn mịn ở các cơng trình (BRE, 2002). Khi q
trình ăn mịn diễn ra, các sản phẩm sẽ thay thế kim loại ban đầu với thể tích


- Trang 13 -

lớn hơn. Điều này tạo ra ứng suất kéo trong bê tông, gây nứt và phá vỡ lớp bê
tơng bảo vệ .
Sự ăn mịn thép trong bê tông dẫn đến sự phá hoại kết cấu nghiêm trọng nếu
khơng được sửa chữa. Ví dụ điển hình như, tháng 5 năm 2000, sự cố sập cầu đi bộ ở
Bắc Carolina làm bị thương hơn 100 người. Năm 1967, cây cầu nối Point
Pleasant, phía Tây Virginia, với Kanauga, Ohio, bị sập bởi rất nhiều các bộ
phận bị xuống cấp do ăn mòn. Cây cầu Dickson ở Montreal năm 1990 cũng
bị ngừng hoạt động do sự ăn mòn làm xuống cấp.
Ăn mòn thép dự ứng lực là một trong những nguyên nhân gây ra sự xuống cấp
của các cơng trình dân dụng. Ở Mĩ tốn khoảng 150 tỷ đô hàng năm để khắc phục
tình trạng ăn mịn thép của các cây cầu ở đường liên bang do phải phun muối chống
đóng băng để đảm bảo giao thông không bị cản trở vào mùa đơng nhằm kéo điểm
đóng băng của nước xuống nhiệt độ thấp hơn nhiệt độ đóng băng của nước khi đó
cầu sẽ khơng bị đóng băng.

Hình 1.2 - Thiết bị phun muối chống đóng băng vào mùa đơng
Báo cáo hàng năm của Ban nghiên cứu giao thông vào năm 1991, thì chi phí
hàng năm để duy tu các dầm cầu từ 50 tỉ đến 200 tỉ đô la .
Ở Anh, theo báo cáo của khoa Giao Thơng thì chi phí hàng năm để duy tu sửa
chữa do muối phun chống đóng băng ở các dầm cầu xe ơ tơ và xe tải là 616.5 tỉ
bảng Anh và chi phí này chiếm 10% tổng tài sản quốc gia.


- Trang 14 -

1.2

Khái qt về tình trạng ăn mịn bê tông cốt thép ở vùng biển Việt Nam
Trong môi trường biển Việt Nam do đặc thù điều kiện khí hậu nóng ẩm chứa

hàm lượng ion Cl- cao nên kết cấu bê tơng cốt thép thường bị ăn mịn và phá huỷ
nhanh, đặc biệt nghiêm trọng là vùng nước lên xuống, khí quyển biển và ven biển.
Ăn mịn bê tơng cốt thép là hiện tượng phổ biến và là nguyên nhân chủ yếu
gây phá huỷ kết cấu và làm giảm đáng kể tuổi thọ các cơng trình xây dựng ở vùng
biển. Hiện nay, bên cạnh một số cơng trình có tuổi thọ trên 30 ÷ 40 năm có nhiều
cơng trình đã bị ăn mòn và hư hỏng nặng sau 20 ÷ 25 năm sử dụng, thậm chí nhiều
kết cấu bị phá huỷ nặng nề chỉ sau 10 ÷ 15 năm sử dụng.

Hình 1.3- Cảng Thương vụ - Vũng Tàu
sau 15 năm sử dụng

Hình 1.4- Cảng Cửa Cấm - Hải Phịng,
cách biển 25 km, sau 30 năm sử dụng

Thiệt hại do ăn mịn bê tơng cốt thép gây ra là đáng kể và nghiêm trọng, chi
phí cho sửa chữa khắc phục hậu quả ăn mịn có thể chiếm tới 30% ÷ 70% mức đầu
tư xây dựng cơng trình.

Hình 1.5 - Hiện trạng ăn mịn các cơng trình khảo sát tại vùng biển Đà Nẵng
a, b: Cảng Tiên Sa; c: Cảng cá Thuận Phước; d: Cầu Nguyễn Văn Trỗi [2]


- Trang 15 -

Các kết quả khảo sát các tại bốn cơng trình tiêu biểu tại Đà Nẵng bao gồm:
Cầu Nguyễn Văn Trỗi, Cảng cá Thuận Phước, Cảng Liên Chiểu và Cảng Tiên Sa
cho thấy rằng, tất cả 4 công trình đều nằm ở trong tình trạng bị ăn mịn nặng.

Hình 1.6- Sự biến thiên hàm lượng Cl- theo chiều dày lớp bê tơng bảo vệ [2]
Kết quả phân tích mẫu cho thấy, hàm lượng Cl- thấm đều theo chiều dày của
lớp bê tông bảo vệ và gấp 3-4 lần giới hạn cho phép. Hàm lượng SO4-2. Điện thế ăn
mòn của cốt thép được đo đạc trực tiếp tại các cơng trình. Phương pháp đo đạc sử
dụng trong q trình nghiên cứu là điện cực so sánh Ag/AgCl. Kết quả đo đạc được
đánh giá dựa vào tiêu chuẩn ASTM C 876 và giản đồ E-pH của hệ Fe-H2O cũng
nằm trong tình trạng trên và nằm ngồi vùng cho phép của ngưỡng ăn mịn pH bê
tơng dao dộng từ 10-11.7.
Bảng 1.1- Kết quả đo đạc điện thế ăn mòn cốt thép và khả năng ăn mịn tại các cơng
trình [2].


- Trang 16 -

Hình 1.7- Cơng tác đo đạc điện thế ăn mịn tại các cơng trình [2]

Hình 1.8 - Công tác đo đạc, lấy mẫu bê tông tại các cơng trình khảo sát [2]
Với những kết quả đo được ở các cảng biển và cơng trình ven biển ở Đà Nẵng
như trên, cho thấy các cơng trình này chịu ảnh hưởng nặng nề của nước biển, cả cốt
thép lẫn bê tơng đều bị ăn mịn.
Do đó, ở nghiên cứu này, tác giả liệt kê ra một số phương pháp sửa chửa bê
tông cốt thép bị xuống cấp hiện đã và đang được thực hiện ở các cơng trình tùy theo
đăc điểm ăn mịn một cách khái qt khơng đi chuyên sâu vào kỹ thuật mà chỉ nêu
ra cách thức thực hiện và hạn chế của các phương pháp này.
1.3

Các phương pháp sửa chữa và chống ăn mòn cốt thép cho bê tông cốt

thép
1.3.1 Sửa chữa và làm sạch thép bằng mảng vá cục bộ :
Đây là phương pháp thay thế các vùng vật liệu đã xuống cấp, hư hỏng bằng
một lớp vật liệu mới có chất lượng tương đương hoặc tốt hơn. Phương pháp này
thường áp dụng cho các vùng bê tơng bị ăn mịn các bon nát hóa hay thép bị ăn mịn
gây nứt bê tơng , bề mặt bê tơng bị bong tróc từng mảng để lộ thép hay ở những
vùng bê tơng bị xói mịn cơ học (bề mặt bê tông xuất hiện những lỗ hổng tổ ong
nhìn thấy được bằng mắt thường)


- Trang 17 -

Hình 1.9 – Bề mặt bê tơng bị bong tróc và bị tổ ong bề mặt

Phương thức tiến hành sửa chữa thay thế bằng mảng vá cục bộ gồm 4 bước
cơ bản như sau:
+ Bước 1 : Cạo bỏ hồn tồn lớp bê tơng bị nứt, bị hư hỏng xuống cấp
bằng máy khoan đục bê tông hay phun nước áp lực cao, tiến hành cạo bỏ
bề mặt vật liệu bị hỏng cho tới khi lộ ra bề mặt thép.
+ Bước 2 : Nếu bề mặt thép bị gỉ thì tiến hành phun cát rửa sạch bề mặt
thép bị gỉ và có thể sơn phủ bề mặt thép vùa mới rửa sạch nếu cần.
+ Bước 3 : Thay thế phần vật liệu vừa mới cạo bỏ bằng vữa hay bê tông
sửa chữa mới tốt hơn với hai tác dụng là : vật liệu sửa chữa ngăn chặn
các tác nhân ăn mịn thấm vào bên trong bê tơng gây ăn mòn thép (bảo
vệ vật lý) và vật liệu sửa chữa có tác dụng tái thụ động thép và bảo vệ
thép khỏi bị ăn mịn (bảo vệ hóa học).
+ Bước 4 : có thể tiến hành phương pháp thay thế mảng vá này mở rộng
ra các vùng bê tông xung quanh vẫn chưa bị hư hỏng để tăng khả năng

bảo vệ cơng trình.
1.3.2 Bảo vệ cốt thép khỏi ăn mịn bằng anốt hi sinh :
Khi cơng trình nằm ở vùng ven biển hay ở trên biển thì ngồi các tác nhân
gây ăn mịn bê tơng thì ion clo là ngun nhân chính gây ra ăn mịn cốt thép làm
cho cơng trình bị hư hỏng thậm chí nhanh hơn các tác nhân ăn mòn khác. Đây là
phương pháp bảo vệ cốt thép khơng bị ăn mịn bởi clo bằng cách cấy một kim loại
khác có tính hoạt động mạnh hơn vào cốt thép (hình 1.10). Khi các ion clo xâm


- Trang 18 -

nhập qua bê tông vào thép nhưng khơng ăn mịn thép mà ăn mịn kim loại này trước
và thép được bảo vệ đảm bảo khả năng chịu lực của cơng trình.

Hình 1.10 – Nối thêm anốt hi sinh để bảo vệ cốt thép trước khi đổ bê tông cấu kiện
Các hướng dẫn trong Tiêu chuẩn TCXDVN 327: 2004 :đã đưa ra các yêu
cầu kỹ thuật về: thiết kế, lựa chọn vật liệu, thi công nhằm đảm bảo khả năng chống
ăn mịn cho kết cấu bê tơng và bê tông cốt thép
Yêu cầu thiết kế trong tiêu chuẩn chỉ rõ trong tiêu chuẩn, quy định các yêu cầu
tối thiểu về thiết kế áp dụng cho các cơng trình có tuổi thọ tới 50 năm. Đối với các
cơng trình yêu cầu có niên hạn sử dụng cao hơn tới 100 năm cần áp dụng các biện
pháp bảo vệ hỗ trợ như sau:
o Tăng mác bê tông thêm 10 MPa và độ chống thấm thêm một cấp hoặc
tăng chiều dày lớp bê tông bảo vệ thêm 20 mm.
o Tăng cường bảo vệ mặt ngoài kết cấu bằng một lớp bê tơng phun khơ
có mác bằng bê tơng kết cấu dày tối thiểu 15mm.
o Tăng cường thêm lớp sơn chống ăn mịn phủ mặt cốt thép trước khi
đổ bê tơng.
o Qt sơn chống thấm bề mặt kết cấu, dùng chất ức chế ăn mòn cốt
thép hoặc bảo vệ trực tiếp cốt thép bằng phương pháp bảo vệ catốt.

Với các thông số đã nêu ra, ta có thể đưa ra những nhận xét sau :
Tuy biện pháp sửa chữa cục bộ bằng mảng vá cục bộ và phương pháp bảo vệ
thép bằng catot hi sinh phần nào có tác dụng hiệu quả. Nhưng 2 phương pháp trên
đều có khuyết và ưu điểm riêng như sau :
Đối với phương pháp sửa chữa bằng mảng vá cục bộ


- Trang 19 -

* Ưu điểm :
+ Đơn giản dễ thực hiện khơng địi hỏi phương tiện máy móc hiện đại.
* Khuyết điểm :
+ Không khắc phục loại bỏ được hồn tồn triệt để ngun nhân
gây hư hỏng cơng trình mà chỉ mang tính khắc phục tạm thời.
+ Đối với những cơng trình có tính chất lịch sử thì việc thay thế đắp
vá bằng vật liệu mới này làm mất đi giá trị lịch sử, vẻ mỹ quan
nghệ thuật của cơng trình đó.
Cịn tiêu chuẩn TCXDVN 327: 2004 và phương pháp bảo vệ thép bằng anốt
hi sinh có ưu điểm là ngăn ngừa thép bị ăn mịn và lúc đó kim loại cấy vào thép sẽ
bị ăn mòn trước tuy nhiên đối với các cơng trình bê tơng cốt thép từ lâu đời có tính
chất lịch sử khơng thể thay đổi vật liệu đã có từ lâu thì phương pháp này vẫn chưa
được áp dụng thì biện pháp nào sẽ ngăn chặn và ăn mịn thép và duy trì thời gian sử
dụng của cơng trình?.
Đối với những cơng trình cổ xưa mang giá trị nghệ thuật và lịch sử đã tồn tại
từ lâu đời, nay bị xuống cấp do thép bị ăn mòn đòi hỏi phải duy tu sửa chữa mà
khơng làm mất đí giá trị lịch sử của nó thì 2 phương pháp trên tỏ ra khơng phải là
giải pháp phù hợp.
1.4

Các nghiên cứu trên thế giới về phương pháp điện hóa tách clo

Vào mùa hè năm 2003 Hosin “David” Lee và các giáo sư cộng tác Jungyong

“Joe” Kim, Steve Jacobsen, Rosanne Edwards khoa Xây Dựng và Giao Thông tại
đại học Iowa đã thực hiện nghiên cứu tách ion clo gây ăn mịn thép bằng phương
pháp điện hóa tại bản cầu bộ hành ở Đường Cao Tốc 6, dọc theo Đại Lộ Avenue, ở
thành phố Iowa, Bang Iowa, Mĩ, đồng thời thực hiện thí nghiệm về ăn mịn thép
trong phịng thí nghiệm, đúc thử các dầm và sàn bê tông cốt thép với cấp phối bê
tông tương tự như cấp phối bê tông đã sử dụng cho dầm cầu ở ngoài hiện trường
(bảng 1.2).