Chương 1: Tổng quan về công trình biển và việc sử dụng phụ gia, cốt sợi trong bê tông ứng dụng cho công trình biển Chương 2: Cơ sở khoa học lựa chọn vật liệu và phương pháp nghiên cứu cho bê tông công trình biển Chương 3: Nghiên cứu chế tạo bê tông chất lượng cao sử dụng cốt sợi kết hợp với tô hợp phụ gia cho đê biển Nam Đình Vũ, Hải Phòng Kết luận và kiến nghị Danh mục tải liệu tham khảo CHUONG1 TONG QUAN VE CÔNG TRINH BIEN VÀ VIỆC SU’ DUNG PHY GIA, COT SỢI TRONG BE TONG UNG DUNG CHO CONG ‘TRINH BIEN 1.1 Đặc điểm va các yêu cầu riêng của bê tông ứng dụng cho công trình biển Biển và đại dương chiếm gin % dign ích trái đắt và nhu cầu hoạt động của con người trên biển ngày càng tăng, do đó yêu cầu về việc xây dựng các công trình biển ngày. cng trở nên cin thiết và cấp bách “Các công trình biển thường có điều kiện thi công khó khăn, lại phải gánh chịu các tác động khắc nghiệt nên công tình thường bị xuống cấp và hư hỏng nhanh chóng. Những đặc điểm bit lợi về điều kiện th công và điều kiện làm việc của các công tinh biển cói thế thấy được như sau = Bia hình thi công phúe tạp, điều kiện thi công khó khăn bị ảnh hưởng bởi chế độ thủy văn, xa bờ, đường thi công thay đôi. = Khối lượng thi công lớn, thời gian kéo di - Vật bu rời, thi công phải din xếp để đạt độ khít nhất định; = Thuong xuyên bị tác động của mực nước thay đổi, sóng biển A ding chảy ven ba.
Xi vật liệu sử dung là bê tông cho công trình biển, những yêu tổ liên quan đến đặc điểm của môi trường biển và các ác động của môi trường biến đội với các kết cầu bê tông, bê tông cốt thép được phân tích cụ thé như sau LALA Đặc dim cia mỗi trường biên Các công trình được xây dựng ở vùng biển hoặc ven biển chịu tác động trực tiếp của. những thành phần của môi trường khí hậu biển liên quan đến các yếu tổ vỀ mặt hồn học, vật lý, cơ học, và sinh học, Cụ thể về đặc trưng và tác động của các yéu tổ này được phân tích trong nội dung dưới đây. (1) Thành phin hóa học của nước biển Thành phần hóa học của nước tại các đại dương biển đôi trong một giới hạn không. lớn, tổng him lượng các muỗi hỏa tan cỡ 33-35%4o (hoặc gil), và các ion chính có trong thành phần gồm Na*, Mẹ”, CI và SO¿ Trong 1 lít nước biển trung bình có.
19,8g Cl và 2/7g SO. lên thường có độ pH = 28 3. [hue vậy cổ thé nói nước biển và không khí biển mang tính xâm thực mạnh đối với kết cấu bê tông và bê tông cốt thép (3) Nhiệt độ Nhiệt độ trên bề mặt nước bién biển động trong khoảng rộng, tr mức nhiệt thấp -2*C ởi những vùng lạnh, đến mức nhiệt cao 30°C ở vùng nhiệt đới. Nhiệt độ của nước biển có.
ảnh hưởng đến tốc độ tăng trưởng của các sinh vật biển, từ đó tác động đến sự phá hoại của các kết cấu bê tông do sinh vật biển gây ra. Ngoài ra nhiệt độ của nước biển có ảnh hưởng đến tốc độ của các phản ứng hóa học và điện hóa trong bê tông. Nhiệt độ tgun năng lượng dẫn động, làm gia tăng cả sự khối nguồn và diễn biển của quá trình phá hoại. Những nghiên iru trước đây đã chi ra rằng, khi tăng nhiệt độú 10°C, tốc độ phân ứng hóa học sẽ tăng gắp đôi (3) Ap lực thủy tink Áp lực thủy tinh đông vai tr như một lực truyền động đấy nước biễn qua những phần vật liệu rồng.
Trong trường hợp bê tông có độ rồng lớn, lực mao dẫn được gia tang thêm bởi áp lực thủy tinh có thể sự chuyển dich của nước biển đến những phần không ngập nước của kết cấu bê tông, nơi có sự bay hơi nước bE mặt diễn ra nhanh, ừ đó có th tạo ra ứng suất do mu kết tỉnh gây phá hoại bê tông. (4) Thủy triều Thủy triều diễn ra gồm quá trình dâng lên và hạ xuống từ từ của nước đại dương theo. một chu kỹ xác định hai lin trong một ngày. Do hoạt động của thủy triều điỄn ra nên các kết cầu làm việc trong môi trường biển sẽ chịu tác động khô-ắm, nóng-lạnh liên tiếp (do chênh lệch nhiệt độ không khi và nước biển), và cổ thé cả đồng tan băng (ở vũng khí hậu lạnh) theo chu kỳ cùng với thủy triều, hai lần một ngày.
Những tác động, này Inn là ác nhân thúc day quá tình ăn mòn và phá hủy diễn ra nhanh chồng hơn, (5) Sing Lực tạo bởi sóng biển là rit lớn và hưởng là mối quan tâm chính khi thiết kế các kết sấu công tình lâm việc ở biển. Sóng được tạo chủ yéu nhờ vào tác động của gió đối với nước, thông qua lực ma sát năng lượng giỏ được chuyển thành năng lượng của sông. Những cơn bão, ding tổ, sa lờ đất vi động đất đều góp phin tạo nên những con sóng cao và mạnh vì tổng năng lượng của một con sóng tỷ lệ thuận với bình phương. chiều cao sóng.
Phin kết sẫu bể tông chịu ác động của sống mạnh rit dễ bi hư hong do sự mài mòn gây ra bởi các, sỏi, băng trôi và các vật rin trôi nổi khác trong nước. (6) Sương mì và bụi nước Sương mù và bụi nước bờ biển được xem như là một phương tiện đưa nước biển vào âu trong dit liễn, Do đó vấn để độ bên phát sinh từ yếu tổ ăn mòn của nước biển đối với bê tông không chi giới hạn với các kết ấu ở bờ biển và vùng đại dương, mà cả những kết cầu trong đất liền nằm gin vùng biển (7) Băng nổi LỞ những ving biển có các tảng băng nỗi, do tác động của gió và dòng chảy sẽ đưa các ting bing dẫn dịch chuyển tiếp xúc với các kết edu công tình, va đập và lip li theo chu kỹ nhiễu lần. Những tác động nay có thé din đến sự hao min đáng ké khối lượng trên bề mật của kết cu bé tổng. (8) Sinh vật biển CCác sinh vật biển như hau, hà, động vật thân mềm thường được tìm thấy trên b8 mặt phần rỗng của bể tông nơi mà độ kiềm bị giảm đáng kẻ.
Theo các nhà khoa học, hầu, hà, nhim biển và các loài động vật thân mềm sẽ tiết ra axiL thành phần có thể gây ra những lỗ hing trong bê tông và tạo ra những lỗ ăn mòn trên bE mặt cốt thép. Ngoài ra, một số động vật thân mềm còn tạo ra (NH.);CO; là thành phần rit nguy hiểm với bê tông. Một số khác còn có khả năng đảo sâu vào những bạt cốt liệu đá vôi cứng trong bê tông [Nhu vậy có thể kết luận rằng môi trường biển thực sự không thân thiện với những vật liệu thường được sử dụng tong xây dựng, trong dé có bê tông và bé tông cốt thép, Những tác động phổi hợp, giao thoa của các yêu tổ trên chính là nguyễn nhân gây nên phá hoi các kết cấu BT-BTCT trong môi trường biển, Xét về bản chất các hình thức hư hỏng đều tuân theo một trong những cơ chế ph hoại được phân ích dưới đây 1.2 Tác động cita môi tường biễn đỗivái các kết cầu bê tông, b tông cốt tháp Dựa vào cácyêu tổ đặc trừng của môi trường biển có thé thấy nguyên nhân gây hư hông dẫn đến phá hoại các kết cẩu bể tông và bê tông cốt thép trong môi trường biển là do sự tác động của các yêu tổ vật lý, cơ học, bóa học và sinh học. Tác động phối hợp, giao thoa của các yếu tổ này lim cho bê tông và bê tổng cốt thép trong mỗi trường biển bị phá hoại nhanh chóng.
Xét về bản chất có các hình thức phá hoại sau đây: ~ _ Phá hoại bê tông do tác động vậtlý và cơ học - Phá hoại bề tông do tac động hóa học và sinh học. = Phi hoai cốt thép do ác động hóa học và sinh học Cu thể về cơ chế phá hoại của các loại tiên được phân tích trong nội dung dưới đây Cơ chế phá hoại bê tông do tác động vật lử và cơ học ‘Theo P.Kumar Mehta, nguyên nhân phá hoại kết cấu bê tông do tác động vẻ mặt vật lý,cơ học được tôm tit trong sơ ồ hình 1-1 dưới đây: Phơi lộ ở. Nguyên nhân phá hoại bê tông do tác động vật lý và cơ hoc Nhu vậy tác động vật lý và cơ học có thể gây phá hoại dưới hai hình thức là hao mon khối lượng bé mat và gây nứt cho bê tông. Co chế phá hoại bê tang do tắc động hóa học và sinh học Phá hoại kết cấu bê tổng do ác động hóa học và sinh học đều liên quan đến những biến đổi về mặt hóa học, được gọi chung là phá hoại do tác động ăn mòn.
nhân phi hoại các kết cấu bé tông do tắc động ăn môn được mô tà trong hình 1-2. Theo đó, the động ăn mon bể tông có thể được phn thành 3 loại sau diy: (a) Ấn mòn loi , do sự hòa tan các thành phần trong đã xi mang ( dn mòn loi Ht, do phản ứng hóa học tạo thành các chất mới tan mạnh (0) Ấn mon loại IH, do phản ứng hóa học tạo thành các chất kết tủa tăng thể tích: Tnmônlon Do syhbatan các Hình 12. Nguyên nhân phá hoại bé tong do ác động dn môn Cơ chế phá hoại cắt thip do tắc động hóa học Xi các kết cấu bê tông cốt thép thông thường, cốt thép trong bê tng bị ăn môn chủ yếu là do ăn môn điện hóa. Trong môi tường biển, ăn mon cốt thép còn do tác dụng xâm thực của ion Clo ngắm từ bên ngoài hay do lẫn trong vt liệu ché tao bể tông —_ Ấn môn điện hóa cắt thấp trong Bê tông G dang ăn mòn này, các nguyên tir sắt trong cốt thép tách khỏi mạng lưới tỉnh thé va tea thành ion mạch điện trong dung dich, dưới tác dung của ion OH" trong mỗi trường, tạo ra các sản phẩm gi khác nhau dưới dang công thức chung xFeO.
vây, gi được tạo ra cần cố oxy (02) và nước hay hơi âm (H20). Các sin phẩm này có tính xếp, ích tụ trên bề mặt cốtthếp với th ích lớn gp 4-6 lần so với các thành phần ban đầu, gây nội ứng suất phá hoại cia trú bê tông dọc theo vi tí đặt thép kim cho các tác nhân xâm thực dễ dang xâm nhập vào bên trong, tăng nhanh quá trình ăn mòn bê.