Mã số đề tài: RD 03-01 Chủ nhiệm đề tài: TS. Phạm Văn Khoan. Cơ quan chủ trì thực hiện: Viện KHCN xây dựng-BXD. Địa chỉ tài liệu: KQNC.1083. Thư viện KHCN-Bộ Xây dựng.
Mục tiêu đề tài:
Trong điều kiện khí hậu nhiệt đới nóng và ẩm của nước ta, kết cấu bê tông cốt thép BTCT xây dựng ở vùng biển phải chịu tác động ăn mòn mạnh của môi trường biển, trong đó phổ biến và nguy hại nhất là hiện tượng xâm thực clorua gây ăn mòn và phá huỷ cốt thép trong các kết cấu BTCT.
Hiện nay, trên khắp vùng biển cả nước có hàng nghìn công trình BTCT đã được xây dựng trong khoảng thời gian từ trước năm 1990 đang bị ăn mòn và phá huỷ cốt thép nghiêm trọng, rất nhiều công trình cần phải sửa chữa lớn mới có thể tiếp tục kéo dài được tuổi thọ phục vụ.
Quá trình ăn mòn cốt thép có thể bắt đầu ngay từ khi hàm lượng ion clorua xâm nhập vào miền bê tông cận cốt thép không lớn, khoảng 0,60 ÷ 0,80 kg/m3 bê tông. Do sản phẩm ăn mòn gỉ sắt nở thể tích từ 4 ÷ 6 lần sẽ gây ứng suất làm nứt bê tông bảo vệ dọc theo các thanh cốt thép bị ăn mòn, tạo điều kiện thuận lợi cho sự xâm nhập ngày càng nhanh ion clorua vào bên trong bê tông, làm cho tốc độ ăn mòn cốt thép phát triển ngày càng mạnh mẽ…
Như vậy, để ngăn ngừa và giảm thiểu mức độ thiệt hại do xâm thực clorua, bắt buộc phải áp dụng các giải pháp chống ăn mòn và bảo vệ cốt thép của phần kết cấu BTCT nằm ở vùng các vùng nước lên xuống và sóng táp, khí quyển trên mặt nước biển và trên bờ cách mép nước từ 0 ÷ 1 km, vùng gần bờ từ 1 ÷ 20 km.
Nội dung đề tài:
Chương 1: Tổng quan về chất ức chế ăn mòn canxi nitơrit và tác dụng của nó.
Chương 2: Nghiên cứu chế tạo chất ức chế ăn mòn canxi nitơrit CN-01.
Chương 3: Nghiên cứu khả năng ức chế ăn mòn cốt thép của canxi nitơrit CN-01.
Chương 4: Ứng dụng CN-01 để chế tạo vữa tự chảy chống ăn mòn clorua M 400-600.
Chương 5: Một số kết quả triển khai ứng dụng vữa, bê tông chống ăn mòn clorua.
Kết luận chung và kiến nghị.
Kết quả đề tài:
Trên cơ sở kết quả nghiên cứu, ứng dụng trên thế giới và trong nước cho phép khẳng định một cách vững chắc rằng canxi nitơrit là một chất ức chế ăn mòn anốt có khả năng ngăn ngừa ăn mòn clorua và bảo vệ cốt thép rất hiệu quả, không gây ảnh hưởng xấu đến tính chất cơ lý của bê tông. Vì vậy, việc đưa thêm chất ức chế ăn mòn canxi nitơrit vào bê tông là một trong những giải pháp hữu hiệu và thích hợp để chống ăn mòn clorua và bảo vệ cốt thép của phần kết cấu BTCT nằm ở vùng các vùng nước lên xuống và sóng táp, khí quyển trên mặt nước biển và trên bờ cách mép nước từ 0 ÷ 1 km, vùng gần bờ từ 1 ÷ 20 km.
Đã nghiên cứu và lựa chọn được quy trình công nghệ chế tạo dung dịch canxi nitơrit từ canxi clorua và natri nitrit. Đây là công nghệ có tính khả thi và phù hợp với điều kiện và hoàn cảnh nền công nghiệp của nước ta hiện nay. Dựa trên quy trình công nghệ đã lựa chọn, đã chế tạo được trên 10.000 lít dung dịch canxi nitơrit CN-01 với chất lượng ổn định. Sản phẩm CN-01 có các đặc trưng kỹ thuật chủ yếu sau đây:
CaNO22 : 43 - 45%
NO2- : 30 - 32%
Cl- : 0,2 - 0,8%
PH : 9 – 10
Tỷ trọng : 1,30 – 1,32 g/ml
Dựa trên kết quả nghiên cứu khả năng ức chế ăn mòn cốt thép của CN-01 trong môi trường nước chiết xi măng có ion clorua có thể nhận thấy quy luật chung là ứng với một hàm lượng ion clorua nhất định, khi tăng dần hàm lượng NO2- thì khả năng kìm hãm quá trình ăn mòn cốt thép tăng lên, và hàm lượng hiệu quả CN-01 để kìm hãm và ngăn ngừa ăn mòn cốt thép dưới tác động xâm thực clorua là [ Cl- ] / [ NO2- ] = 2,0 – 2,2. Đây là cơ sở để lựa chọn lượng dùng CN-01 cho phù hợp với điều kiện làm việc của kết cấu và mức độ xâm thực clorua vào trong bê tông.
Trên cơ sở ứng dụng chất ức chế ăn mòn CN-01, đã nghiên cứu chế tạo tạo một số loại vữa tự chảy chống ăn mòn clorua ACG-01 M400-600 đạt được các yêu cầu kỹ thuật về độ chảy, độ tách nước, cường độ, không có và có khả năng chống ăn mòn clorua. Dưới đây là các chỉ tiêu kỹ thuật chủ yếu của vữa tự chảy chống ăn mòn clorua ACG-01 đã chế tạo được.
|
Mác vữa
|
Tỷ lệ L/R
|
Chỉ tiêu kỹ thuật của vữa tự chảy chống ăn mòn clorua ACG-01
|
|
Độ chảy 60’ cm
|
Độ tách nước 90’ cm
|
Cường độ Rn2r daN/cm2
|
Độ biến dạng ε28, mm/m
|
Tính năng chống ăn mòn clo
|
|
Độ thấm ion clorua culông
|
Tốc độ ăn mòn, 360 ngày mm/năm
|
|
M600
|
0,19
|
21
|
0
|
625
|
0.003
|
220
|
0,003
|
|
M500
|
0,20
|
21
|
0
|
525
|
0.003
|
550
|
0,004
|
|
M400
|
0,20
|
22
|
0
|
420
|
0.002
|
805
|
0.007
|
Trong khuôn khổ đề tài, đã triển khai ứng dụng được 15,4 m3 vữa tự chảy chống ăn mòn clorua ACG-01 M400 tại Trạm bơm tuần hoàn Nhà máy Nhiệt điện Uông Bí, và ứng dụng được 90 m3 bê tông phun khô chống ăn mòn clorua M300 tại Nhà nghỉ Lê Lợi Sầm Sơn, Thanh Hoá với chất lượng tốt. Đây là cơ sở để triển khai ứng dụng rộng rãi kết quả nghiên cứu của đề tài vào thực tiễn.
Thư viện Bộ Xây dựng