Bài giảng Sửa chữa, gia cố kết cấu công trình: Chương 5 - TS. Vũ Hoàng Hiệp

Chia sẻ: Caphesuadathemduong | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:10

Thêm vào BST

Báo xấu

45
lượt xem 5
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Bài giảng Sửa chữa, gia cố kết cấu công trình: Chương 5 Chống ăn mòn cho kết cấu bê tông cốt thép cung cấp cho người học những kiến thức như: Tác nhân chính gây ăn mòn cốt thép trong kết cấu bê tông cốt thép; Giải pháp chung bảo vệ chống ăn mòn. Mời các bạn cùng tham khảo!

Chủ đề:

Bình luận(0) Đăng nhập để gửi bình luận!

Lưu

Nội dung Text: Bài giảng Sửa chữa, gia cố kết cấu công trình: Chương 5 - TS. Vũ Hoàng Hiệp

Chương 5: CHỐNG ĂN MÒN CHO KẾT CẤU BTCT
1. Phân loại ăn mòn a) Theo môi trường ăn mòn - Môi trường khí: khí quyển, khí quyển khu công nghiệp, khí quyển biển - Môi trường lỏng: nước, nước biển b) Theo cơ chế ăn mòn - Ăn mòn hóa học - Ăn mòn điện hóa c) Theo đặc trưng ăn mòn - Ăn mòn đều - Ăn mòn cục bộ (điểm)
2. Cơ chế ăn mòn - Phản ứng thủy hóa khi trộn xi măng với nước tạo ra các hyđroxit hòa tan, ví dụ khoáng alit tác dụng với nước tạo ra hyđroxit canxi: 2(3CaO.SiO2) + 6H2O = 3CaO.2SiO2.3H2O + 3Ca(OH)2. - Bê tông có tính kiềm (pH= 12-13) tạo nên lớp màng mỏng bảo vệ cốt thép khỏi ăn mòn bởi các tác nhân môi trường. - Hai quá trình phá vỡ sự tự bảo vệ của bê tông cốt thép, được xem là tác nhân chính của quá trình ăn mòn cốt thép trong bê tông là: hiện tượng carbonat hóa và sự xâm nhập của ion clorua
a) Quá trình Carbonat hoá trong BTCT (carbonation) Quá trình carbonat hoá với sự hiện diện của CO2, nước và Ca(OH)2 tạo nên canxi carbonat và trung hoà môi trường kiềm trong bê tông theo phản ứng dưới đây: CO2 + H2O + Ca(OH)2 = CaCO3 + 2H2O Sau quá trình trung hoà, khi độ pH trong bê tông giảm xuống dưới mức 9, cơ chế “tự bảo vệ thụ động” của BTCT không còn tồn tại và cốt thép bắt đầu bị ăn mòn.
b) Ăn mòn bởi ion clorua xâm nhập - ion Cl- hàm lượng tương đối lớn tạo môi trường điện li mạnh, dẫn điện tốt thuận lợi cho quá trình ăn mòn. Nguy hiểm hơn đó là ion Cl- có khả năng phá hủy màng thụ động của sắt trong môi trường kiềm, làm cho thép trong bê tông có thể tiếp xúc với các tác nhân gây ăn mòn khác, đồng thời gây hiện tượng ăn mòn điểm phá hủy thép. - Khi xuất hiện ion Cl- trên bề mặt cốt thép cùng với nước, oxi sẽ xảy ra các phản ứng anot và catot như sau: Phản ứng ở anot: Sắt bị hoà tan Fe → Fe2+ + 2e Phản ứng ở catot: O2 + 2H2O + 4e- → 4OH- - Sản phẩm của quá trình ăn mòn thép tạo gỉ sắt gồm FeO, Fe3O4, Fe(OH)2,Fe(OH)3,Fe(OH)3.3H2O.
Sơ đồ ăn mòn cốt thép trong bê tông
3. Biện pháp bảo vệ chống ăn mòn - Trộn chất ức chế ăn mòn (canxi nitơrit) vào hỗn hợp BT, hạn chế tỉ lệ N:XM (nên
Phương pháp bảo vệ catốt (chống ăn mòn catốt) Chống ăn mòn catốt là sử dụng bản chất của quá trình ăn mòn điện hóa để xây dựng thành một hệ gồm catốt (kim loại cần bảo vệ) và anốt. Anốt được chọn như Mg, Al, Zn làm vật liệu hy sinh thay thế cho sắt thép cần bảo vệ vì các kim loại này đều đứng trước Fe trong bảng tuần hoàn hóa học, có khả năng điện hóa cao hơn thép. Do sự chênh lệch về điện thế bên trong tế bào, các hạt electron mang điện tích âm (-) sẽ dịch chuyển từ kẽm (Anode) sang thép (Cathode), và nguyên tử kẽm ở Anode sẽ chuyển thành các ion kẽm mang điện tích dương (Zn++)
Phương pháp bảo vệ catốt (chống ăn mòn catốt) Tại bề mặt Cathode (-), các electron mang điện tích âm sẽ thu hút và tác dụng với các ion H+ của môi trường điện phân, giải phóng khí H2. Không có phản ứng hóa học giữa thép (Cathode) và chất điện phân. Hiện tượng này ngăn cản sự ăn mòn ở Cathode, do đó sẽ được gọi là bảo vệ Cathode. Những ion kẽm Z++ tại Anode sẽ tác dụng với các ion OH- của chất điện phân và kẽm sẽ từ từ bị tiêu thụ, tạo thành 1 lớp bảo vệ hy sinh cho thép.
Ôn tập Chương 5 1. Nêu các tác nhân chính gây ăn mòn cốt thép trong kết cấu BTCT ? 2. Các giải pháp chung bảo vệ chống ăn mòn?