Nếu ai làm trong lĩnh vực xây dựng hoặc quan tâm tới lĩnh vực này đều biết được rằng: ăn mòn bê tông cốt thép là mối đe dọa cho các công trình. Đặc biệt, với những công trình lâu dài cần sự vững chắc qua năm tháng, nếu không tìm hiểu kỹ lưỡng hoặc đội ngũ thiếu kinh nghiệm thi công sẽ có thể bị xuống cấp, rạn, vỡ chỉ sau một thời gian ngắn. Hãy đọc ngay bài viết này của Bê tông Thái Nguyên nếu bạn không muốn tình trạng đó xảy ra với công trình của mình nhé!
Hiện trạng ăn mòn bê tông cốt thép
Bê tông, đặc biệt là bê tông cốt thép được ứng dụng rộng rãi trong xây dựng. Từ các công trình nhỏ tới lớn, có thể thay đổi về kiểu dáng, màu sơn nhưng khó thay đổi cái cốt lõi bên trong là bê tông cốt thép. Bởi lẽ, đây là “chất liệu” giúp công trình đứng vững với thời gian.
Người ta đã tổng kết độ bền của bê tông cốt thép như sau:
- Trong môi trường không có tính xâm thực, công trình xây dựng bằng bê tông cốt thép có thể vững chãi trên 100 năm.
- Ngược lại, môi trường xâm thực khiến bê tông cốt thép có thể bị ăn mòn và phá hủy sau 10 – 30 năm sử dụng. Thời gian chính xác phụ thuộc vào môi trường xung quanh, chất lượng nguyên liệu đầu vào cũng như kỹ thuật xây dựng.
Hiện nay, có rất nhiều công trình bị xuống cấp, thậm chí sụp đổ chỉ sau vài năm bởi hiện trạng ăn mòn bê tông cốt thép. Đây thực sự là một thách thức lớn với ngành xây dựng và mối lo lắng của người sử dụng công trình. Vậy nguyên nhân nào dẫn tới hiện trạng đó? Đâu là cách phòng tránh hữu hiệu nhất để không gặp phải trường hợp như vậu?
Nguyên nhân dẫn đến hiện trạng ăn mòn bê tông cốt thép
Nguyên nhân dẫn đến hiện trạng ăn mòn bê tông cốt thép là do những phản ứng hóa học xảy ra khiến cốt thép bị oxi hóa, gỉ thép dần xuất hiện và sau đó là sự xuất hiện của các vết nứt tại nơi tiếp giáp với bê tông. Theo thời gian, các vết nứt ngày càng phát triển và lan ra nhiều phía, dần dần sẽ phá hủy hoàn toàn sự liên kết giữa cốt thép và bê tông (như hình minh họa dưới đây).
Hai phản ứng hóa học chính dẫn đến hiện trạng ăn mòn bê tông cốt thép là quá trình cacbonat hóa và xâm nhập của ion clorua.
Với quá trình cacbotnat hóa, CO2 (trong không khí) tác dụng với nước và Ca(OH)2 (sản phẩm của quá trình thủy hóa xi măng) khiến phản ứng ăn mòn (oxi hóa) diễn ra. Thông thường, trong môi trường kiềm cốt thép khá bền vững. Tuy nhiên, phản ứng trên xảy ra khiến môi trường kiềm bị trung hòa, cốt thép dần bị ăn mòn.
Với quá trình xâm nhập của ion clorua, dù clorua tồn tại trong cốt liệu tạo thành bê tông nhưng để phản ứng hóa học xảy ra, thường có sự tác động của môi trường như: kết cấu tiếp xúc với môi trường biển có nhiều muối, việc sử dụng muối làm tan bang hoặc các hợp chất hóa học có clorua.
Nhìn chung, cả hai loại phản ứng đều không trực tiếp phá hủy cốt thép trong bê tông. Chúng sẽ phá vỡ lớp màng bao vệ trên bề mặt cốt thép và là đòn bẩy khiến ăn mòn xảy ra nhanh hơn. Đôi khi, một số công trình sẽ diễn ra cả 2 quá trình này, cốt thép sẽ bị ăn mòn nhanh hơn, mạnh hơn nữa.
Cách phòng tránh hiện trạng ăn mòn bê tông cốt thép
Vậy làm cách nào để công trình được đảm bảo sự vững chắc và an toàn trong dài hạn?
Thứ nhất, quan tâm đến chất lượng bê tông
Bê tông có chất lượng tốt, đặc biệt là bề dày bên ngoài để bảo vệ cốt thép, tránh tối đa tình trạng cốt thép tiếp xúc với không khí. Ngoài ra, có một số tỉ lệ cần lưu ý khi trộn nê tông: nước/xi măng ≤ 0,5 để làm chậm quá trình cacbonat hóa và ≤ 0,4 để hạn chế quá trình xâm nhập của clorua.
Thứ hai, sử dụng hàm lượng cốt thép đủ lớn
Nguyên lý của việc sử dụng cốt thép với hàm lượng lớn là khi hình thành vết nứt nhỏ, nó sẽ khó có tác động nhiều tới cốt thép. Từ đó mà bê tông cốt thép có thể kiềm chế sự phát triển và mở rộng vết nứt.
Thứ ba, áp dụng các công nghệ chống ăn mòn tiên tiến
Hiện nay, khi khoa học phát triển tất nhiên sẽ có những công nghệ tiên tiến để chống ăn mòn bê tông cốt thép. Có thể kể đến các màng ngăn nước khi đổ bê tông, sử dụng cốt thếp mạ kẽm, cốt thép không gỉ… hoặc đặc biệt hơn là “cathodic protection”. Phương pháp này sử dụng các điện cực thay thế để ăn mòn.
Tùy vào môi trường xây dựng công trình và ngân sách mà bạn có thể chọn những phương pháp chống lại ăn mòn bê tông phù hợp với mình để đạt hiệu quả tốt nhất.