I. Tổng quan về nghiên cứu bảo vệ cốt thép trong bê tông nhiễm clorua cao tại vùng biển
Nghiên cứu tập trung vào việc ứng dụng sơn phủ chống ăn mòn cho cốt thép bê tông trong môi trường vùng biển Việt Nam. Tình hình nghiên cứu trên thế giới và tại Việt Nam được tổng hợp, nhấn mạnh vào các kết quả nghiên cứu và công trình thực tế. Ăn mòn cốt thép là vấn đề nghiêm trọng do hàm lượng clorua cao trong bê tông, đặc biệt ở các khu vực ven biển. Các biện pháp bảo vệ cốt thép bao gồm nâng cao chất lượng bê tông và sơn phủ cốt thép. Nghiên cứu này đặt ra giả thuyết khoa học và nguyên tắc bảo vệ cốt thép trong bê tông nhiễm clorua cao.
1.1. Tình hình nghiên cứu trên thế giới
Các nghiên cứu quốc tế đã chỉ ra rằng ăn mòn cốt thép trong bê tông vùng biển là vấn đề phổ biến. Các giải pháp như sơn phủ bê tông và chống ăn mòn cốt thép đã được áp dụng rộng rãi. Các công trình như cầu, đê, và nhà máy ven biển đã sử dụng các loại sơn phủ chống ăn mòn để kéo dài tuổi thọ kết cấu.
1.2. Tình hình nghiên cứu tại Việt Nam
Tại Việt Nam, các nghiên cứu về bê tông cốt thép vùng biển đã được thực hiện, nhưng vẫn còn hạn chế. Các công trình như cảng biển, nhà máy nhiệt điện, và khu du lịch ven biển đã gặp phải vấn đề ăn mòn cốt thép. Nghiên cứu này nhằm tìm ra giải pháp hiệu quả hơn để bảo vệ cốt thép trong môi trường biển.
II. Vật liệu và phương pháp thí nghiệm
Nghiên cứu sử dụng các loại sơn phủ chống ăn mòn như sơn epoxy, sơn epoxy giàu kẽm, sơn polyurethane, và sơn xi măng polyme. Các vật liệu bê tông được chế tạo với hàm lượng clorua khác nhau (1,2; 1,8; và 2,4 kg/m³). Phương pháp thí nghiệm bao gồm các thí nghiệm cơ, lý, hóa, và điện hóa để đánh giá khả năng bảo vệ cốt thép. Các mẫu thí nghiệm được phơi tại vùng biển để kiểm tra hiệu quả thực tế.
2.1. Vật liệu sử dụng
Các loại sơn phủ bê tông được sử dụng bao gồm sơn epoxy (E), sơn epoxy giàu kẽm (Z), sơn polyurethane (P), và sơn xi măng polyme (X). Bê tông được chế tạo với các mác chống thấm nước W10, W12, và W16, cùng với chiều dày bảo vệ 30, 50, và 70 mm.
2.2. Phương pháp thí nghiệm
Các thí nghiệm được thực hiện theo tiêu chuẩn NTBuild 356 và phương pháp khô ẩm gia tốc. Các chỉ tiêu như cường độ bám dính, mật độ dòng ăn mòn, và thời gian thụ động của cốt thép được đo đạc và phân tích.
III. Kết quả nghiên cứu và thảo luận
Kết quả nghiên cứu cho thấy sơn phủ chống ăn mòn có hiệu quả cao trong việc bảo vệ cốt thép bê tông trong môi trường vùng biển. Sơn epoxy và sơn epoxy giàu kẽm cho thấy khả năng bảo vệ ổn định, ít phụ thuộc vào hàm lượng clorua trong bê tông. Sơn xi măng polyme cũng có hiệu quả, nhưng cần kết hợp với bê tông có tính năng nâng cao. Nghiên cứu cũng chỉ ra rằng bê tông vùng biển cần được thiết kế với mác chống thấm và chiều dày bảo vệ phù hợp để tăng cường hiệu quả bảo vệ.
3.1. Hiệu quả của sơn phủ
Sơn epoxy (E) và sơn epoxy giàu kẽm (Z) cho thấy khả năng bảo vệ cốt thép ổn định, với tỷ lệ bảo vệ từ 85% đến 92%. Sơn polyurethane (P) cũng có hiệu quả cao, với tỷ lệ bảo vệ từ 82% đến 90%. Sơn xi măng polyme (X) có hiệu quả thấp hơn, nhưng vẫn đạt từ 45% đến 50%.
3.2. Ảnh hưởng của bê tông
Bê tông có hàm lượng clorua cao (1,2 đến 2,4 kg/m³) làm giảm khả năng bảo vệ cốt thép. Tuy nhiên, việc nâng mác chống thấm nước và chiều dày bảo vệ có thể cải thiện hiệu quả bảo vệ. Bê tông với mác chống thấm W16 và chiều dày bảo vệ 70 mm cho thấy hiệu quả tốt nhất.
IV. Ứng dụng thực tế và hiệu quả kinh tế
Nghiên cứu đề xuất các phương án bảo vệ cốt thép bê tông trong vùng biển Việt Nam dựa trên kết quả thí nghiệm. Các công trình thực tế như cảng biển, nhà máy nhiệt điện, và khu du lịch ven biển đã được áp dụng các giải pháp sơn phủ chống ăn mòn kết hợp với bê tông có tính năng nâng cao. Hiệu quả kinh tế được đánh giá thông qua chi phí vật liệu và tuổi thọ kéo dài của kết cấu.
4.1. Phương án bảo vệ
Phương án đề xuất bao gồm sử dụng sơn epoxy (E) hoặc sơn epoxy giàu kẽm (Z) kết hợp với bê tông tiêu chuẩn TCVN 9346:2012. Đối với môi trường khí quyển biển, sơn xi măng polyme (X) có thể được sử dụng kết hợp với bê tông có tính năng nâng cao.
4.2. Hiệu quả kinh tế
Chi phí vật liệu cho các phương án bảo vệ được tính toán và so sánh. Phương án sử dụng sơn epoxy (E) và bê tông tiêu chuẩn cho thấy hiệu quả kinh tế cao nhất, với tuổi thọ kéo dài và chi phí hợp lý.
