Nghiên cứu đề xuất hoàn thiện các tiêu chuẩn bảo vệ chống ăn mòn cho kết cấu bê tông và bê tông cốt thép

Chia sẻ: _ _ | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:12

Thêm vào BST

Báo xấu

3
lượt xem 1
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Trên cơ sở phân tích kinh nghiệm quốc tế và một số vấn đề tồn tại của ba tiêu chuẩn nêu trên, bài viết đề xuất định hướng hoàn thiện các tiêu chuẩn bảo vệ chống ăn mòn cho kết cấu bê tông và bê tông cốt thép. Cụ thể là nên tập trung soát xét TCVN 12251:2020 dựa trên các tiêu chuẩn liên quan của Liên bang Nga. Một số vấn đề như chống ăn mòn trong môi trường biển, phân loại môi trường xâm thực, các quy định về vật liệu sử dụng, giới hạn hàm lượng clorua ban đầu, chiều dày lớp bê tông bảo vệ, giới hạn bề rộng vết nứt,... cần được nghiên cứu soát xét sửa đổi.

Chủ đề:

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

Lưu

Nội dung Text: Nghiên cứu đề xuất hoàn thiện các tiêu chuẩn bảo vệ chống ăn mòn cho kết cấu bê tông và bê tông cốt thép

QUY CHUẨN - TIÊU CHUẨN NGHIÊN CỨU ĐỀ XUẤT HOÀN THIỆN CÁC TIÊU CHUẨN BẢO VỆ CHỐNG ĂN MÒN CHO KẾT CẤU BÊ TÔNG VÀ BÊ TÔNG CỐT THÉP PROPOSAL FOR IMPROVING OF THE STANDARDS FOR CORROSION PROTECTION OF CONCRETE AND REINFORCED CONCRETE STRUCTURES HOÀNG MINH ĐỨCª,*, LÊ MINH LONGᵇ ªViện Khoa học công nghệ xây dựng ᵇVụ Khoa học Công nghệ và Môi trường *Tác giả đại diện: Email: hmduc@yahoo.com Ngày nhận 03/12/2024, Ngày sửa 27/12/2024, Chấp nhận 29/12/2024 https://doi.org/10.59382/j-ibst.2024.vi.vol4-9 Tóm tắt: Theo kinh nghiệm quốc tế, tổng thiệt hại reduce these damages. In the construction industry, hàng năm do ăn mòn của Việt Nam ước tính theo tỷ following corrosion protection standards in recent lệ phần trăm GDP có thể vượt quá 12 tỷ USD. Áp years has notably improved durability and economic dụng các biện pháp bảo vệ chống ăn mòn thích hợp efficiency. However, the three current standards có thể giảm đáng kể mức thiệt hại này. Trong ngành related to this issue - TCVN 9346:2012, TCVN 12041:2017, and TCVN 12251:2020 - are not fully Xây dựng, áp dụng các tiêu chuẩn bảo vệ chống ăn compatible nor harmonized. Therefore, revising mòn trong thời gian qua đã giúp nâng cao đáng kể độ these standards is urgent and included in the Plan for bền lâu và hiệu quả kinh tế của các công trình. Tuy Compiling and Upgrading the National Standard nhiên, ba tiêu chuẩn hiện nay liên quan đến vấn đề System for the Construction Industry, issued under này bao gồm TCVN 9346:2012, TCVN 12041:2017 Decision 390/QD-BXD dated May 12, 2022. Based và TCVN 12251:2020 chưa thực sự tương thích và on an analysis of international experience and the hài hòa với nhau. Do đó việc soát xét sửa đổi các tiêu existing outstanding issues in these three chuẩn này có tính cấp thiết và đã được đề cập trong aforementioned standards, this paper proposes ways kế hoạch biên soạn, hoàn thiện hệ thống tiêu chuẩn to improve the standards for corrosion protection of quốc gia ngành Xây dựng ban hành kèm theo quyết concrete and reinforced concrete structures. định số 390/QĐ-BXD ngày 12/5/2022. Trên cơ sở Specifically, it is essential to focus on reviewing phân tích kinh nghiệm quốc tế và một số vấn đề tồn TCVN 12251:2020 based on the related Russian tại của ba tiêu chuẩn nêu trên, bài báo đề xuất định standards. Key issues, such as corrosion protection hướng hoàn thiện các tiêu chuẩn bảo vệ chống ăn in marine environments, classification of aggressive exposure conditions, material requirements, initial mòn cho kết cấu bê tông và bê tông cốt thép. Cụ thể chloride content limits, concrete cover thickness là nên tập trung soát xét TCVN 12251:2020 dựa trên requirements, and crack width limits, shall possibly các tiêu chuẩn liên quan của Liên bang Nga. Một số be studied and revised. Additionally, it is necessary vấn đề như chống ăn mòn trong môi trường biển, to prepare and publish the technical phân loại môi trường xâm thực, các quy định về vật recommendations, standardized test methods, and liệu sử dụng, giới hạn hàm lượng clorua ban đầu, guidelines for selecting concrete proportions to meet chiều dày lớp bê tông bảo vệ, giới hạn bề rộng vết waterproofing requirements in support of the nứt,... cần được nghiên cứu soát xét sửa đổi. Đồng application of this standard. thời cần biên soạn các chỉ dẫn kỹ thuật, tiêu chuẩn Keywords: standard, concrete, reinforced phương pháp thử, hướng dẫn lựa chọn thành phần concrete, aggressive environment, corrosion bê tông theo mác chống thấm,... hỗ trợ cho việc áp dụng tiêu chuẩn này. 1. Mở đầu Nghiên cứu của Hiệp hội Kỹ sư ăn mòn quốc gia Từ khoá: tiêu chuẩn, bê tông, bê tông cốt thép, Hoa Kỳ (NACE) [1] ước tính tổng chi phí hàng năm môi trường xâm thực, ăn mòn (trực tiếp và gián tiếp) cho việc sữa chữa các thiệt Abstract: According to international experience, hại liên quan đến ăn mòn trong tất cả các lĩnh vực the total damages due to corrosion, estimated based của nền kinh tế Hoa Kỳ có thể lên đến 276 tỷ USD on Vietnam's GDP, could be more than USD 12 chiếm 3,2 % GDP, trong đó thiệt hại trực tiếp trong billion. Proper corrosion protection can significantly lĩnh vực cơ sở hạ tầng là 22,6 tỷ USD. Với Trung 68 Tạp chí KHCN Xây dựng - số 4/2024
QUY CHUẨN - TIÊU CHUẨN Quốc, nghiên cứu [2] cho thấy tổng thiệt hại do ăn hoàn thiện hệ thống tiêu chuẩn quốc gia ngành Xây mòn hàng năm lên đến khoảng 310 tỷ USD chiếm dựng đến năm 2030 (thuộc thẩm quyền, phạm vi khoảng 3,34 % GDP, trong đó thiệt hại trực tiếp trong quản lý nhà nước của Bộ Xây dựng). Trên cơ sở lĩnh vực cơ sở hạ tầng chiếm khoảng 6,68 %. Nghiên pháp lý này, các cơ quan chuyên môn đang tích cực cứu này cũng chỉ ra rằng áp dụng các biện pháp bảo triển khai rà soát hệ thống, soát xét và biên soạn các vệ chống ăn mòn có thể giảm được từ 15 % đến 35 tiêu chuẩn liên quan. Theo đó các tiêu chuẩn về bảo % thiệt hại. Do đó, các quốc gia trên thế giới đều đặc vệ chống ăn mòn thuộc nhóm 6 bao gồm 3 tiêu chuẩn biệt chú ý đến vấn đề bảo vệ chống ăn mòn. quốc gia TCVN 9346:2012 [5], TCVN 12041:2017 [6] Việt Nam có tổng chiều dài bờ biển hơn 3260 km, và TCVN 12251:2020 [7] đã được đưa vào kế hoạch nằm trong số 10 quốc gia có chỉ số cao nhất về tỷ lệ soát xét sửa đổi trong giai đoạn 2021-2025 (TCVN đường bờ biển trên diện tích lãnh thổ. Dưới tác động 9346:2012 [5]; TCVN 12041:2017 [6]) và giai đoạn xâm thực của môi trường biển, các cơ sở hạ tầng 2026-2030 (TCVN 12251:2020 [7]). ven biển, nhà, cầu, đường thường xuyên có các biểu Để phục vụ cho công tác soát xét sửa đổi nêu hiện hư hỏng xuống cấp. Ngoài ra, các công trình trên, bài báo này tiến hành phân tích tổng quan về công nghiệp đa dạng với môi trường xâm thực phức cách tiếp cận và các tiêu chuẩn bảo vệ chống ăn mòn tạp phụ thuộc vào đặc thù công nghệ cũng thường của một số quốc gia tiên tiến như Liên bang Nga, các xuyên đối mặt với vấn đề xuống cấp do ăn mòn. Hiện nước Châu Âu và Hoa Kỳ cũng như hiện trạng của chưa có thống kê chính thức về tổng thiệt hại hàng ba tiêu chuẩn quốc gia hiện hành. Trên cơ sở đó đề năm do ăn mòn gây ra nhưng nếu ước tính theo tỷ lệ xuất định hướng và một số nội dung hoàn thiện các phần trăm trên GDP của một số nước (vào khoảng 3 tiêu chuẩn quốc gia về bảo vệ chống ăn mòn. %) con số thiệt hại có thể lên đến 12 tỷ USD. 2. Hiện trạng tiêu chuẩn bảo vệ kết cấu bê tông Vấn đề bảo vệ chống ăn mòn cho công trình ở và bê tông cốt thép ở một số quốc gia trên thế nước ta đã bắt đầu được nghiên cứu từ những năm giới 1960 và được đẩy mạnh sau khi đất nước hoàn toàn thống nhất. Các kết quả nghiên cứu được ứng dụng 2.1 Liên bang Nga trong thực tế đã góp phần cải thiện tình trạng xuống Tiêu chuẩn thiết kế kết cấu bê tông và bê tông cấp công trình. Bên cạnh đó, hệ thống các tiêu chuẩn cốt thép (KC BT và BTCT) hiện hành tại Liên bang quốc gia liên quan đến bảo vệ chống ăn mòn cho Nga SP 63.13330.2018 [8], khi đề cập đến vấn đề công trình đã được hình thành và dần hoàn thiện. đảm bảo độ bền lâu trong môi trường xâm thực, quy Trong lĩnh vực xây dựng đó là sự ra đời của các tiêu định các KC BT và BTCT phải đáp ứng yêu cầu của chuẩn như TCVN 3993:1985 [3] và TCVN 3994:1985 SP 28.13330.2017 [9]. Tuy nhiên, SP 28.13330.2017 [4]. Trong giai đoạn đổi mới, quá trình hội nhập quốc [9] được áp dụng cho thiết kế không chỉ KC BT và tế đã thúc đẩy đổi mới công nghệ nâng cao chất BTCT mà còn kết cấu thép, nhôm, gỗ, khối xây và xi lượng và hiệu quả công trình. Các kỹ thuật mới, vật măng amiang. Tiêu chuẩn này áp dụng cho các kết liệu mới được đưa vào sử dụng đã cải thiện đáng kể cấu chịu tác động của các tác nhân xâm thực dạng khả năng chống ăn mòn, nâng cao độ bền lâu cho khí, lỏng và rắn, vận hành trong khoảng nhiệt độ từ công trình. âm 70 ⁰C đến dương 50 ⁰C. Với KC BT và BTCT, các Trong thời kỳ phát triển kinh tế, vốn đầu tư nước môi trường xâm thực được phân loại thành 04 nhóm, ngoài gia tăng kèm theo chuyển giao công nghệ từ bao gồm không xâm thực, xâm thực yếu, xâm thực nhiều nước khác nhau dẫn đến việc các tiêu chuẩn trung bình và xâm thực mạnh. Với môi trường xâm của các nước xuất khẩu công nghệ được áp dụng và thực dạng khí và rắn đối với bê tông cũng như bê lấy làm căn cứ để biên soạn tiêu chuẩn quốc gia. Cho tông cốt thép việc phân loại được thực hiện theo độ đến nay, giữa một số tiêu chuẩn Việt Nam đã có vấn ẩm môi trường và nhóm chất khí, nhóm chất rắn. đề về sự hài hòa và tương tích. Trước tình hình này, Nhóm chất khí (04 nhóm) được xác định dựa trên trong lĩnh vực xây dựng, ngày 12/5/2022, Bộ trưởng bản chất hóa học và nồng độ của khí. Các chất rắn Bộ Xây dựng đã ban hành Quyết định số 390/QĐ- tùy theo bản chất hóa học được phân thành các BXD phê duyệt Kế hoạch và định hướng biên soạn, nhóm gồm các chất hòa tan kém, các chất ít hút ẩm Tạp chí KHCN Xây dựng - số 4/2024 69
QUY CHUẨN - TIÊU CHUẨN hòa tan tốt và các chất hút ẩm hòa tan tốt. Với môi nâng tầm công tác bảo vệ chống ăn mòn cho kết cấu trường lỏng (nước, hoặc nước ngầm trong đất) việc và như vậy bên thiết kế cần phải có đội ngũ cán bộ, phân loại được thực hiện theo bản chất và nồng độ chuyên gia am hiểu về vấn đề này. Về nội dung tác nhân xâm thực cũng như mác chống thấm của bê GOST 31384-2018 [11] khá tương đồng với phần tông. Đây chính là một điểm khác biệt cơ bản của tiêu quy định về KC BT và BTCT trong SP 28.13330.2017 chuẩn Liên bang Nga so với các hệ thống tiêu chuẩn [9]. Tiêu chuẩn này cũng viện dẫn đến một số các khác. Một môi trường nhất định có thể được coi là tiêu chuẩn liên quan khác như GOST 31383:2008 xâm thực mạnh với bê tông có mác chống thấm thấp [12] về các phương pháp thử nghiệm liên quan đến nhưng lại là xâm thực yếu đối với bê tông có mác các vấn đề ăn mòn. Ngoài ra các tiêu chuẩn liên quốc chống thấm cao. gia GOST 32016-2012 [13], GOST 32017-2012 [14], GOST 33762-2016 [15],... hay tiêu chuẩn Liên bang Các biện pháp bảo vệ chống ăn mòn cho KC BT Nga GOST R 56378-2015 [16], GOST R 59152-2020 và BTCT được quy định tùy theo mức độ xâm thực [17],… cũng đang dần được bổ sung, hoàn thiện có của môi trường và có thể bao gồm các biện pháp ban quy định các yêu cầu về các vật liệu, hệ vật liệu bảo đầu, biện pháp bổ sung và biện pháp đặc biệt. Biện vệ và sửa chữa kết cấu bê tông. pháp bảo vệ ban đầu bao gồm lựa chọn giải pháp kết cấu làm giảm tác động của môi trường và sử dụng Nhìn chung, tiêu chuẩn Liên bang Nga có cách vật liệu bền vững trước tác động xâm thực. Biện tiếp cận khá đặc thù đối với vấn đề bảo vệ chống ăn pháp bảo vệ bổ sung, được áp dụng khi các biện mòn cho KC BT và BTCT. Trong thời gian gần đây, pháp bảo vệ ban đầu là chưa đủ để bảo vệ kết cấu, cùng với quá trình hội nhập, các tiêu chuẩn của LB bao gồm áp dụng các lớp phủ, xử lý bằng các chất Nga đã được soát xét, sửa đổi và tích hợp một số tẩm, thẩm thấu bảo vệ, cũng như các biện pháp cách kinh nghiệm của các quốc gia Châu Âu. Tuy nhiên, ly kết cấu khỏi môi trường xâm thực. Như vậy, nếu về cơ bản đây vẫn là một hệ thống riêng và vẫn chưa được minh chứng bằng tính toán hiệu quả kinh tế kỹ hoàn toàn tương thích với hệ thống tiêu chuẩn Châu thuật, tiêu chuẩn Liên bang Nga cho phép lựa chọn Âu. bê tông có mác chống thấm thấp hơn nhưng phải kết 2.2 Liên minh Châu Âu hợp với biện pháp bảo vệ bổ sung. Thiết kế KC BT và BTCT tại các nước thuộc Liên Các quy định về việc thi công và nghiệm thu các minh Châu Âu, thực hiện theo tiêu chuẩn EN 1992- biện pháp bảo vệ bổ sung được quy định chi tiết trong 1-1:2023 [18], cần đáp ứng yêu cầu về độ bề lâu SP 72.13330.2016 [10]. Các biện pháp được đề cập trong các môi trường tiếp xúc khác nhau. Phân loại ở đây bao gồm: lớp sơn phủ, lớp bả, lớp bảo vệ hỗn môi trường tiếp xúc được quy định trong EN hợp cao su lỏng, tấm dán, lớp dán cao su, lớp phủ 206:2013+A2:2021 [19]. Theo đó, môi trường không kim loại và tổ hợp, lớp ốp bảo vệ, lớp tẩm làm chặt xâm thực (X0) đối với bê tông được coi là môi trường bằng các vật liệu bền hóa học, xử lý bề mặt bằng vật không có tác động của hóa chất, băng giá hoặc mài liệu thẩm thấu, kỵ nước hóa bề mặt, xử lý bằng các mòn, đối với bê tông cốt thép đó là môi trường rất chất diệt khuẩn, bơm ép. Tiêu chuẩn này cũng khô. Các môi trường ăn mòn cốt thép bao gồm ăn khuyến cáo việc lựa chọn thông số các lớp bảo vệ mòn do cacbonat hóa (XC) khi cốt thép tiếp xúc với khác nhau. môi trường không khí ẩm, ăn mòn do clorua không Ngoài hệ thống các tiêu chuẩn do Bộ Xây dựng, phải từ nước biển (XD) và từ nước biển (XS). Các dịch vụ nhà ở và công cộng Liên Bang Nga ban hành môi trường xâm thực đối với bê tông bao gồm môi (SP), vấn đề bảo vệ chống ăn mòn cũng được các trường băng giá (XF), môi trường hóa chất (XA). tiêu chuẩn liên quốc gia (GOST) và quốc gia (GOST Trong đó, môi trường XA được phân loại theo bản R) đề cập khá chi tiết. Tiêu chuẩn GOST 31384-2018 chất và nồng độ các tác nhân xâm thực. Cách phân [11] quy định các yêu cầu thiết kế bảo vệ chống ăn loại môi trường tiếp xúc như trên dễ hiểu nhưng phần mòn cho KC BT và BTCT có quy định các giải pháp phân loại chi tiết mức độ xâm thực của mỗi môi kỹ thuật bảo vệ chống ăn mòn phải là một phần độc trường lại mang tính mô tả định tính mà không có các lập của đồ án thiết kế công trình. Quy định này đã giá trị định lượng cụ thể. Ngoài ra cách phân loại này 70 Tạp chí KHCN Xây dựng - số 4/2024
QUY CHUẨN - TIÊU CHUẨN không tính đến đặc tính của bê tông như trong tiêu (EN 14630:2006 [29]), thử nghiệm bảo vệ chống ăn chuẩn của Liên bang Nga. mòn (EN 15183:2006 [30]),... Các tiêu chuẩn phương pháp thử này hiện đang được nhiều quốc gia trên thế Để đảm bảo độ bền lâu trong các môi trường tiếp giới chấp nhận, áp dụng cũng như dùng làm cơ sở xúc khác nhau, bê tông phải đáp ứng các yêu cầu về để xây dựng các tiêu chuẩn tương đương của mình. vật liệu đầu vào, về chất lượng và chiều dày lớp bê tông bảo vệ và đặc tính vết nứt. Theo đó, chất lượng Các tiêu chuẩn Châu Âu nói trên chủ yếu áp dụng cho bảo vệ chống ăn mòn KC BT và BTCT công trình bê tông được đảm bảo bằng việc sử dụng các vật xây dựng dân dụng thông thường. Các môi trường liệu đầu vào thích hợp, giới hạn tỷ lệ nước trên xi măng tối đa và lượng xi măng tối thiểu (có liên quan tiếp xúc được quy định chủ yếu là các môi trường, điều kiện tự nhiên, không đề cập đến các môi trường đến cấp cường độ tối thiểu của bê tông). Việc chỉ định công nghiệp do đó phạm vi áp dụng hẹp hơn tiêu chiều dày lớp bê tông bảo vệ được thực hiện phụ thuộc vào môi tường tiếp xúc, loại cốt thép và cấp kết chuẩn của LB Nga. Ngoài ra, từng quốc gia Châu Âu vẫn cần căn cứ theo điều kiện của mình để biên soạn cấu. Trong đó, cấp kết cấu được điều chỉnh theo tuổi phụ lục quốc gia hoặc tiêu chuẩn quốc gia quy định thọ thiết kế, cấp cường độ, đặc điểm kết cấu và công tác quản lý chất lượng. Tiêu chuẩn EN áp dụng cho các điều kiện và giá trị cụ thể để áp dụng. tất cả các nước thuộc Liên minh Châu Âu nên được 2.3 Hoa Kỳ biên soạn khá mở và chủ yếu trình bày các nguyên Tiêu chuẩn thiết kế KC BT và BTCT của Hội Bê tắc chính. Các quy định, hướng dẫn cụ thể trong điều tông Hoa Kỳ ACI 318-19(22) [31] phân loại các môi kiện của mỗi nước cần được mỗi nước thành viên trường tiếp xúc gồm 4 nhóm bao gồm: chịu tác động quy định trong các tiêu chuẩn quốc gia như BS 8500- của băng giá (F), của sunphat (S), tiếp xúc với nước 1:2023 [20] và BS 8500-2:2023 [21] ở Anh quốc, DIN (W) và nhóm cần bảo vệ chống ăn mòn cho cốt thép 1045-2:2023-08 [22] ở Cộng hòa Liên bang Đức hay (C). Mỗi nhóm được chia thành nhiều cấp với mức NF EN 206+A2/CN:2022 [23] ở Cộng hòa Pháp. Các độ tăng dần từ 0 đến 3 hoặc 4 tùy theo mức độ xâm tiêu chuẩn quốc gia này gắn liền với thực tế đặc thù thực của môi trường. Môi trường cần bảo vệ chống của mỗi nước và giữ vai trò quan trọng trong việc áp ăn mòn cho cốt thép được chia thành 3 cấp bao gồm dụng hệ thống tiêu chuẩn Châu Âu tại từng nước. C0 với bê tông khô hoặc được bảo vệ chống ẩm, C1 Cũng cần lưu ý rằng, nếu đối chiếu theo cách tiếp với bê tông tiếp xúc với ẩm nhưng không có clorua cận của hệ thống tiêu chuẩn Liên bang Nga thì các từ môi trường bên ngoài và C2 với bê tông tiếp xúc tiêu chuẩn trên mới chỉ quy định các biện pháp bảo với ẩm và clorua từ muối chống đóng băng, nước lợ, vệ ban đầu cho KC BT và BTCT. nước biển hoặc các giọt bắn. Có thể thấy rằng ở đây Các biện pháp bảo vệ bổ sung được đề cập chi môi trường C2 đã bao gồm cả môi trường XD và XS tiết trong hệ thống tiêu chuẩn Châu Âu trong nhóm quy định trong EN 206:2013+A2:2021 [19]. Các yêu các tiêu chuẩn về các sản phẩm và hệ sản phẩm cầu đối với bê tông được quy định theo từng môi dùng bảo vệ và sửa chữa kết cấu bê tông. Nhóm này trường tiếp xúc sẽ bao gồm yêu cầu về tỷ lệ nước bao gồm các tiêu chuẩn yêu cầu kỹ thuật và các tiêu trên chất kết dính tối đa, cường độ tối thiểu và các chuẩn về phương pháp thử. Bộ tiêu chuẩn EN 1504 yêu cầu bổ sung. Theo đó, với môi trường F có yêu [24] với 10 phần quy định về định nghĩa, yêu cầu kỹ cầu bổ sung về hàm lượng bọt khí, với môi trường S thuật, kiểm soát chất lượng và đánh giá phù hợp cho có yêu cầu bổ sung về chất kết dính và phụ gia clorua các sản phẩm và hệ sản phẩm dùng bảo vệ và sửa canxi, với môi trường W có yêu cầu kiểm soát phản chữa kết cấu bê tông quy định khá chi tiết cho các hệ ứng kiềm - silic và với môi trường C có yêu cầu bổ vật liệu bảo vệ bề mặt, chống ăn mòn cho cốt thép,... sung về hàm lượng clorua trong bê tông và về chiều Các tiêu chuẩn phương pháp thử được biên soạn dày lớp bê tông bảo vệ. Các quy định này được trình cho từng nhóm vật liệu và các tính chất khác nhau. bày và diễn giải cụ thể hơn trong ACI 301-20 [32]. Một số phương pháp thử quan trọng bao gồm: Với phạm vi đề cập tới các tác động xâm thực phương pháp xác định hàm lượng cacbon dioxit xâm rộng hơn, ACI 201.2-23 [33] khuyến cáo các biện thực trong nước (EN 13577:2007 [25]), xác định độ pháp đảm bảo độ bền lâu cho bê tông trong các axit của đất theo Baumann-Gully (EN 16502:2014 trường hợp khác như phản ứng của cốt liệu, tác động [26]), xác định độ bền trước tác động hóa học mạnh của hóa chất bao gồm nước mềm, axit, cacbonat (EN 13529:2003 [27]), xác định xâm nhập clorua (EN hóa, hóa chất công nghiệp, tác động của các muối, 13396:2004 [28]), xác định chiều sâu cacbonat hóa tác động mài mòn, xói mòn,... Vấn đề bảo vệ chống Tạp chí KHCN Xây dựng - số 4/2024 71
QUY CHUẨN - TIÊU CHUẨN ăn mòn cho cốt thép được đề cập cụ thể trong ACI Các phân tích trên cho thấy vấn đề bảo vệ chống 222-19 [34] bao gồm các biện pháp bảo vệ, các ăn mòn cho KC BT và BTCT rất được chú trọng ở phương pháp đánh giá ăn mòn, tình trạng của kết các quốc gia trên thế giới. Các hệ thống tiêu chuẩn cấu và bê tông cũng như các biện pháp sửa chữa khác nhau có cách tiếp cận riêng về vấn đề này, do khắc phục. Tuy nhiên, hai tài liệu nói trên được biên đó cách phân loại môi trường tiếp xúc cũng như các soạn dưới dạng tài liệu hướng dẫn không bắt buộc, chỉ tiêu chất lượng và giá trị giới hạn quy định có sự mang tính chất khuyến cáo về các vấn đề liên quan. khác biệt nhất định, có khi không tương thích với Do đó, việc áp dụng hoàn toàn phụ thuộc vào bên nhau. Do đó, trong thiết kế, thi công và nghiệm thu thiết kế. nên tuân thủ thống nhất theo một hệ thống tiêu chuẩn. Việc tích hợp một tiêu chuẩn của nước này Đối với các công trình biển dùng neo đậu các vào hệ thống tiêu chuẩn của nước khác cần được phương tiện đường biển như bến tầu, kết cấu trọng cân nhắc, đánh giá tác động một cách cẩn trọng và lực làm tường chắn, kè và các kết cấu nổi việc thiết chi tiết. kế và thi công có thể tham khảo các hướng dẫn trong 3. Hiện trạng tiêu chuẩn quốc gia về bảo vệ chống ACI 357.3-14 [35]. Tiêu chuẩn này phân biệt 04 vùng ăn mòn cho kết cấu BT và BTCT trong môi trường biển bao gồm vùng ngập nước, Việt Nam có đường bờ biển dài với nhiều khu dân vùng thủy triều, vùng sóng đánh và vùng khí quyển. cư, cơ sở công nghiệp nên cũng chịu ảnh hưởng Các yếu tố chính ảnh hưởng đến độ bền lâu của kết đáng kể của hiện tượng ăn mòn các công trình xây cấu trong môi trường biển là tác động xâm thực hóa dựng nói chung và các KC BT và BTCT nói riêng. học (sunphat và phản ứng kiềm cốt liệu), băng giá, Vấn đề bảo vệ chống ăn mòn cho các công trình xây bào mòn bê tông và ăn mòn cốt thép trong bê tông. dựng đã được quan tâm nghiên cứu từ khá sớm [36, Hướng dẫn này cũng khuyến cáo một số yêu cầu đối 37, 38, 39], đồng thời trên cơ sở các tiêu chuẩn của với vật liệu sử dụng, tính chất bê tông, chiều dày lớp Liên Xô (cũ), đã biên soạn và ban hành được các tiêu bê tông bảo vệ và các biện pháp bổ sung nhằm nâng chuẩn quốc gia mà điển hình là TCVN 3993:1985 [3] cao độ bền lâu. và TCVN 3994:1985 [4]. Theo thời gian và các tiến bộ khoa học công nghệ cũng như quá trình hội nhập Bên cạnh các tiêu chuẩn kể trên, các dự án xây quốc tế, các tiêu chuẩn liên quan đã có sự phát triển dựng cũng thường xuyên viện dẫn và áp dụng các đáng kể. Cho đến nay đang có ba tiêu chuẩn quốc tiêu chuẩn về phương pháp thử liên quan đến khả gia quy định các yêu cầu về bảo vệ chống ăn mòn năng chống ăn mòn của ASTM (Hiệp hội Thí nghiệm cho KC BT và BTCT là TCVN 9346:2012 [5], TCVN và Vật liệu) hay hướng dẫn giải pháp bảo vệ chống 12041:2017 [6] và TCVN 12251:2020 [7]. Quá trình ăn mòn cho các dạng kết cấu khác nhau của NACE hình thành và phát triển của các tiêu chuẩn bảo vệ (Hiệp hội Kỹ sư ăn mòn quốc gia). chống ăn mòn hiện nay và mối liên hệ với tiêu chuẩn thiết kế được trình bày trên Hình 1. Hình 1. Quá trình phát triển và tương quan giữa các tiêu chuẩn về bảo vệ chống ăn mòn cho KC BT&BTCT trong xây dựng dân dụng và công nghiệp 72 Tạp chí KHCN Xây dựng - số 4/2024
QUY CHUẨN - TIÊU CHUẨN Việc có ba tiêu chuẩn đang cùng tồn tại với các là trên mặt nước, cách mép nước tới 1 km và cách quy định đôi khi chưa hoàn toàn hài hòa với nhau đã mép nước từ 1 km đến 30 km. Phân chia quá nhỏ khiến các đơn vị thiết kế, thi công, giám sát gặp một các tiểu vùng khiến việc áp dụng gặp khó khăn, nhất số trở ngại trong việc áp dụng các quy định bảo vệ là ở các khu vực có địa hình phức tạp. Ở đây, để chống ăn mòn cho công trình. Bản thân trong nội thuận lợi cho việc áp dụng có thể tham khảo cách dung ba tiêu chuẩn này cũng có một số quy định phân vùng của tiêu chuẩn nước ngoài, đồng thời xây chưa đồng độ cũng như các vấn đề chưa được quy dựng bản đồ quy định cho các vùng này. Các quy định hợp lý, rõ ràng. Do đó, cần làm rõ các vấn đề định về phân đoạn kết cấu nằm trong nhiều vùng đang tồn tại và đề xuất hướng soát xét hoàn thiện khác nhau cũng cần được diễn giải rõ hơn. các tiêu chuẩn này. Yêu cầu thiết kế đối với từng vùng bao gồm yêu 3.1 Tiêu chuẩn TCVN 9346:2012 cầu về cường độ (mác), độ chống thấm, chiều dày lớp bê tông bảo vệ, bề rộng khe nứt giới hạn và cấu Tiêu chuẩn TCVN 9346:2012 [5] được chuyển tạo kiến trúc. Ở đây nên cân nhắc thêm khi quy định ngang từ TCXDVN 327:2004 [40] áp dụng cho các tổ hợp cường độ - độ chống thấm. Tiêu chuẩn LB KC BT và BTCT trong môi trường biển. Đây là tiêu Nga chỉ quy định về mác chống thấm mà không đề chuẩn được xây dựng dựa trên kết quả nghiên cứu cập đến cường độ. Châu Âu và Hoa Kỳ thì thiên về thực tiễn các công trình ven biển nước ta, có tham tổ hợp cường độ - tỷ lệ nước trên xi măng. Cũng cần khảo các quy định của tiêu chuẩn nước ngoài. Tiêu lưu ý thêm rằng việc xác định mác chống thấm khá chuẩn TCXDVN 327:2004 [40] được viện dẫn trong tốn kém về công sức và thời gian. Ngoài ra, khi lựa tiêu chuẩn thiết kế TCXDVN 356:2005 [41] và sau khi chọn thành phần bê tông theo mác chống thấm, các chuyển đổi, TCVN 9346:2012 [5] được viện dẫn trong phòng thí nghiệm chỉ sử dụng tỷ lệ xi măng trên nước TCVN 5574:2012 [42]. Do đó, TCVN 9346:2012 [5] theo khuyến cáo và thử nghiệm kiểm chứng (nếu có). được sử dụng khá rộng rãi cho các công trình ven biển và đã có đóng góp lớn cho việc nâng cao chất Các quy định về chiều dày lớp bê tông bảo vệ và lượng, đảm bảo độ bền lâu cho các công trình xây bề rộng khe nứt được quy định cho kết cấu ngoài trời dựng ở nước ta. Tuy nhiên, sau 20 năm tồn tại, hiện và kết cấu trong nhà. Do đó nên hướng dẫn phân đang phát sinh một số vấn đề cần được giải quyết để định hai loại kết cấu này. Bề rộng khe nứt giới hạn có thể nâng cao hiệu quả sử dụng, phù hợp với điều được quy định ứng với khi kết cấu chịu toàn bộ tải kiện thực tế hiện nay. trọng, còn đối với kết cấu ứng suất trước thì không Trước tiên, tiêu chuẩn này có phạm vi khá rộng được phép có vết nứt. Đây là vấn đề khá nhạy cảm bao gồm cả vấn đề thiết kế kết cấu, chỉ định vật liệu và gây tranh cãi, nhất là trong quản lý thi công và sử dụng và cuối cùng là thi công và nghiệm thu. nghiệm thu công trình. Các vết nứt xuất hiện trên kết Trong đó, việc thiết kế bao gồm chỉ định các biện cấu có thể do nhiều nguyên nhân. Ngay trong thời kỳ pháp bảo vệ ban đầu (chất lượng bê tông và chiều đầu đông kết và đóng rắn, trên kết cấu đã có thể xuất dày bảo vệ thép) cũng như các biện pháp bảo vệ bổ hiện các vết nứt do co mềm hoặc co khô. Cần đánh sung (bổ sung các lớp bê tông phun, vữa chống giá ảnh hưởng của các vết nứt này đến độ bền lâu thấm, sơn,...). Hiện nay đội ngũ các cán bộ thiết kế nếu chúng được sửa chữa một cách phù hợp để có được đào tạo về chống ăn mòn còn khá hạn chế, do thể quy định linh hoạt hơn. đó nên cân nhắc về phạm vi cũng như yêu cầu năng Các biện pháp bảo vệ bổ sung bao gồm sử dụng lực của đơn vị thực hiện việc thiết kế chống ăn mòn. bê tông phun khô và vữa chống thấm để bù đắp chiều Về phân vùng xâm thực trong môi trường biển, dày bảo vệ thiếu hụt, nhưng yêu cầu đối với vật liệu quy định phân vùng trong TCVN 9346:2012 [5] về cơ chỉ là cường độ tương đương chứ không bao gồm bản tương đồng với phân vùng theo tiêu chuẩn EN mác chống thấm như đối với bê tông của chính kết 206:2013+A2:2023 [19] hay ACI 357.3-14 [35]. Riêng cấu cần được bảo vệ. Với các lớp sơn phủ hay bảo đối với môi trường khí quyển biển, nếu như tiêu vệ catot thì cần thực hiện theo chỉ dẫn riêng, nhưng chuẩn nước ngoài chỉ quy định chung một vùng thì cho đến nay các chỉ dẫn riêng này vẫn chưa được TCVN 9346:2012 [5] tách thành 3 tiểu vùng lần lượt tiêu chuẩn hóa. Tạp chí KHCN Xây dựng - số 4/2024 73
QUY CHUẨN - TIÊU CHUẨN Về vật liệu sử dụng, TCVN 9346:2012 [5] yêu cầu thiết kế chính là hạn chế lớn nhất cho việc áp dụng trong vùng nước thay đổi hay vùng ngập nước cần rộng rãi tiêu chuẩn này. sử dụng xi măng pooc lăng bền sun phát theo TCVN Phân loại môi trường tiếp xúc trong TCVN 6067:2004 [43] với C₃A trong clinker từ 5 % đến 10 12041:2017 [6] được quy định tương tự như trong %. Điều này là không cần thiết vì TCVN 6067:2004 EN 206:2013+A2:2023 [19]. Các quy định phân loại [43] quy định hàm lượng C₃A không được lớn hơn này dựa trên các đánh giá định tính mà không có 3,5 %. Với xi măng pooc lăng theo TCVN 2682:2009 hướng dẫn định lượng cụ thể trong điều kiện Việt [44], hàm lượng C₃A cũng được quy định từ 5 % đến Nam. Một số ví dụ minh họa chỉ định môi trường tiếp 10 %. Việc triển khai điều này trong thực tế quản lý xúc cho các bộ phận kết cấu khác nhau của các công chất lượng thi công tại công trình gặp khó khăn vì trình dân dụng, giao thông, công nghiệp,... đã được TCVN 2682:2009 [44] không giới hạn hàm lượng trình bày tại Phụ lục A của tiêu chuẩn này nhưng vẫn C₃A, do đó các Nhà máy xi măng có thể không cần chưa đủ để các bên liên quan có thể vận dụng được cam kết về hàm lượng C₃A. trong thực tế. Hàm lượng clorua trong cốt liệu được giới hạn Yêu cầu về chất lượng bê tông được quy định khá chặt chẽ, theo đó tổng hàm lượng clorua không cho từng môi trường tiếp xúc bao gồm yêu cầu về tỷ được vượt quá 0,6 kg/m³ với bê tông thường và 0,3 lệ nước trên chất kết dính lớn nhất, cường độ chịu kg/m³ với bê tông ứng suất trước. Điều này đã hạn nén nhỏ nhất, lượng xi măng nhỏ nhất và các yêu chế đáng kể việc sử dụng các loại cát nhiễm mặn cầu khác. Các yêu cầu này có chênh lệch nhất định nhẹ. Các nghiên cứu trên thế giới về vấn đề này cho với TCVN 9346:2012 [5]. Ví dụ như trong môi trường kết quả khá phân tán về giá trị clorua khởi phát ăn nước biển thay đổi (XS3) và ngập nước (XS2), TCVN mòn cốt thép nhưng đều thống nhất về việc cần phải 9346:2012 [5] quy định cần sử dụng bê tông với mác giới hạn hàm lượng clorua ban đầu trong bê tông. 40, 50 MPa và 30, 40 MPa thì TCVN 12041:2017 [6] Các tiêu chuẩn nước ngoài đều có quy định giới hạn đều yêu cầu sử dụng bê tông cấp B45 hay mác 60 hàm lượng clorua nhưng với các ngưỡng khác nhau MPa. và thường được tính bằng phần trăm lượng xi măng hoặc chất kết dính sử dụng. Hàm lượng clorua trong bê tông được quy định trong Bảng 4 của tiêu chuẩn này theo cấp hàm lượng TCVN 9346:2012 [5] cũng quy định một số yêu clorua tức là hàm lượng clorua tính theo phần trăm cầu về thi công bê tông, khắc phục khuyết tật trong khối lượng xi măng. Quy định này được kế thừa quy quá trình thi công và nghiệm thu công trình. Các quy định của Châu Âu. Tuy nhiên chú thích 1 của bảng định này là cần thiết ở thời điểm mới ban hành vào này lại quy định tổng hàm lượng clorua không được những năm đầu thế kỷ 21. Tuy nhiên, cho đến nay vượt quá 0,6 kg/m³ với bê tông thường và 0,3 kg/m³ công tác thi công bê tông đã được cải thiện và nâng với bê tông ứng suất trước như trong TCVN cao đáng kể. Các quy định này cần được soát xét lại 9346:2012 [5]. Chú thích này gần như vô hiệu hóa cho phù hợp với điều kiện hiện nay. quy định trong Bảng 4 vì đa phần khi tính theo Bảng 3.2 Tiêu chuẩn TCVN 12041:2017 4 này hàm lượng clorua cho phép sẽ lớn hơn. Tiêu chuẩn TCVN 12041:2017 [6] được công bố Với chiều dày lớp bê tông bảo vệ, TCVN năm 2017 để thay thế cho TCVN 3993:1985 [3] và 12041:2017 [6] quy định các giá trị tra bảng phụ thuộc TCVN 3994:1985 [4]. Tuy nhiên cách phân loại và vào môi trường tiếp xúc và cấp cấu tạo độ bền lâu quy định về bảo vệ chống ăn mòn trong TCVN với cấp cấu tạo bền lâu cơ sở là S4. Việc điều chỉnh 12041:2017 [6] không kế thừa hai tiêu chuẩn trên mà cấp cấu tạo độ bền lâu được thực hiện phụ thuộc vào dựa trên các quy định của hệ thống tiêu chuẩn Châu tuổi thọ công trình, cấp cường độ bê tông, dạng cấu Âu với một số điều chỉnh nhất định. Trong khi đó tiêu kiện và mức độ kiểm soát quá trình sản xuất. Các quy chuẩn thiết kế kết cấu BT và BTCT hiện hành TCVN định về mức độ kiểm soát sản xuất là khá định tính 5574:2018 [45] được biên soạn dựa trên tiêu chuẩn và cần phải có các hướng dẫn cụ thể hơn để áp dụng Liên bang Nga và không viện dẫn đến TCVN trong thực tế. Chiều dày lớp bê tông bảo vệ tra bảng 12041:2017 [6]. Không tương thích với tiêu chuẩn theo cấp cấu tạo bền lâu có chênh lệch nhất định so 74 Tạp chí KHCN Xây dựng - số 4/2024
QUY CHUẨN - TIÊU CHUẨN với TCVN 9346:2012 [5] có thể khiến các đơn vị thiết Việc chỉ định mức độ xâm thực đối với từng loại kế, thi công gặp khó khăn trong áp dụng. bê tông có mác chống thấm khác nhau cũng đòi hỏi một quy trình chặt chẽ để lựa chọn thành phần bê TCVN 12041:2017 [6] cũng đề cập đến các biện tông theo mác chống thấm. Theo hướng dẫn lựa pháp bảo vệ bổ sung như sử dụng cốt thép không gỉ, chọn thành phần bê tông đang áp dụng hiện nay [46], cốt thép phủ epoxy, bảo vệ catot, áp dụng các lớp bê tông có yêu cầu mác chống thấm cần đáp ứng yêu phủ bề mặt, sử dụng phụ gia khoáng. Riêng phần sử cầu quy định về lượng hạt mịn hợp lý và tỷ lệ nước dụng phụ gia khoáng hoạt tính có trình bày ví dụ mô trên xi măng tối đa. Với mác chống thấm trên W8, tỷ hình kiểm soát hàm lượng clorua trong bê tông môi lệ nước trên xi măng tối đa theo hướng dẫn này có trường khí quyển biển và chiều sâu cacbonat hóa khi sự chênh lệch so với khuyến cáo của TCVN có nguy cơ cacbonat hóa bê tông. Các mô hình toán 12251:2020 [7]. Ngoài ra, khác với việc lựa chọn này được xây dựng dựa trên các quy luật đã biết và thành phần theo cường độ chịu nén, ở đây chưa các số liệu tra bảng. Tuy nhiên, để có thể áp dụng hướng dẫn điều chỉnh thành phần theo kết quả thí các mô hình tính toán này cần có các quy định chi tiết nghiệm độ chống thấm. Để đảm bảo hiệu quả kinh tế hơn cũng như soát xét chỉnh sửa một số lỗi trình bày kỹ thuật của bê tông khi lựa chọn thành phần theo độ và có ví dụ tính toán cụ thể. chống thấm, cần chuẩn hóa việc lựa chọn thành phần 3.3 Tiêu chuẩn TCVN 12251:2020 với các hướng dẫn chi tiết hơn. Tiêu chuẩn TCVN 12251:2020 [7] là tiêu chuẩn Đối với môi trường xâm thực sunphat, Phụ lục C có phạm vi áp dụng rộng nhất trong số ba tiêu chuẩn khuyến cáo sử dụng xi măng pooc lăng theo TCVN hiện nay. Được biên soạn trên cơ sở SP 2682:2009 [44], xi măng pooc lăng xỉ theo TCVN 28.13330.2012 [9] của Liên bang Nga, tiêu chuẩn này 4316:2007 [47], xi măng pooc lăng bền sunphat theo áp dụng cho KC BT&BTCT, kết cấu gỗ, kết cấu khối TCVN 6067:2018 [48], xi măng hỗn hợp bền sunphat xây, kết cấu xi măng amiang và kết cấu kim loại. Bài theo TCVN 7711:2007 [49]. Trong đó có khuyến cáo báo này chỉ xem xét phần quy định về KC BT và riêng cho xi măng pooc lăng theo TCVN 2682:2009 BTCT. Do được chuyển dịch gần như trung thành với [44] với C₃S ≤ 65 %, C₃A ≤ 7 %, C₃A+C₄AF ≤ 22 %. bản gốc như đã đề cập ở mục 2.1 nên tiêu chuẩn này Với các quy định hiện nay, khó có thể áp dụng loại xi có cơ sở khoa học vững chắc và tương thích với tiêu măng này. Bên cạnh đó Phụ lục E cũng khuyến cáo chuẩn thiết kế KC BT và BTCT hiện nay TCVN các loại xi măng cho các môi trường tiếp xúc khác 5574:2018 [45]. Tiêu chuẩn này có thể áp dụng cho nhau. Trong đó, có đề cập đến các loại xi măng pooc nhiều loại công trình bao gồm công trình dân dụng, lăng hỗn hợp theo TCVN 6260 [50] với các tỷ lệ phụ công trình giao thông, thủy lợi và các công trình công gia xỉ lò cao, puzzolan hay tro bay khác nhau. Điều nghiệp. Tuy nhiên, riêng về môi trường biển thì TCVN này cũng không thực tế với điều kiện nước ta do 12251:2020 [7] lại viện dẫn về TCVN 9346:2012 [5]. TCVN 6260:2020 [50] không yêu cầu công bố loại và Bản thân tiêu chuẩn SP 28.13330.2017 [9] và lượng phụ gia khoáng trong thành phần xi măng. TCVN 12251:2020 [7] đều đã có các quy định áp dụng được cho môi trường biển nhưng các quy định Với tác động ăn mòn của clorua, Phụ lục D quy này có khác biệt nhất định so với TCVN 9346:2012 định nồng độ clorua tối đa trong môi trường nước [5]. Đối với môi trường biển, cần đánh giá tác động hoặc đất (vùng có mực nước thay đổi và mao dẫn) xâm thực trên hai khía cạnh bao gồm ăn mòn ứng với bê tông có mác chống thấm khác nhau và sunphat đối với bê tông và ăn mòn cốt thép do clorua với chiều dày bê tông bảo vệ khác nhau. Các giá trị trong nước biển. Cách tiếp cận về phân loại trong mác chống thấm gồm ba nhóm là W8, W10-W14 và TCVN 12251:2020 [7] dựa trên nồng độ sun phát W16-W20, các giá trị chiều dày bê tông bảo vệ bao hoặc clorua trong môi trường để xác định mức độ gồm 20 mm, 30 mm và 50 mm. Các mức quy định xâm thực đến bê tông với các mác chống thấm khác này có bước thay đổi khá rộng, ảnh hưởng đến hiệu nhau. Điều này chặt chẽ về mặt khoa học nhưng lại quả kinh tế kỹ thuật khi áp dụng, nhất là với bê tông không thuận tiện cho người sử dụng nếu như không chất lượng cao. Ngoài ra các giá trị quy định về nồng nắm được quy trình xác định và tổng hợp số liệu, độ clorua cũng có bước thay đổi khá lớn, ví dụ với đánh giá nồng độ của các tác nhân ăn mòn. môi trường nước, chiều dày lớp bê tông bảo vệ 50 Tạp chí KHCN Xây dựng - số 4/2024 75
QUY CHUẨN - TIÊU CHUẨN mm khi chuyển từ W10-W14 lên W16-W20 thì giới ta có thể đề xuất một số định hướng hoàn thiện các hạn nồng độ tăng từ 2.700 mg/L lên 18.000 mg/L, tiêu chuẩn trong thời gian tới như sau. hoặc với bê tông W16-W20 khi thay đổi chiều dày lớp Về cơ sở biên soạn tiêu chuẩn bảo vệ chống ăn bê tông bảo vệ từ 30 mm lên 50 mm, giới hạn nồng mòn cho KC BT&BTCT. Rõ ràng rằng tiêu chuẩn này độ tăng từ 8.300 mg/L lên 18.000 mg/L. là một phần của hệ thống tiêu chuẩn quốc gia về KC Về quy định hàm lượng clorua ban đầu lớn nhất BT và BTCT nên phải tương thích và hài hòa với tiêu trong bê tông, TCVN 12251:2020 [7] đã có sự điều chuẩn thiết kế TCVN 5574:2018 [45]. Như vậy, các chỉnh khác với tiêu chuẩn SP 28.13330.2017 [9]. Cụ tiêu chuẩn về bảo vệ chống ăn mòn cho KC BT và thể là bên cạnh hàm lượng clorua tính theo tỷ lệ so BTCT cần được xây dựng dựa trên cơ sở tiêu chuẩn với khối lượng xi măng, đã bổ sung thêm quy định LB Nga, tức là dựa trên SP 28.13330.2017 [9] hoặc giới hạn hàm lượng clorua trong một mét khối bê GOST 31384:2017 [11]. Điều đó có nghĩa TCVN tông. Giới hạn hàm lượng clorua ban đầu này được 12251:2020 [7] là lựa chọn phù hợp nhất. Tuy nhiên, quy định thấp hơn nhiều so với tiêu chuẩn gốc. Điều như đã phân tích ở trên, tiêu chuẩn TCVN này, một mặt nâng cao mức độ an toàn, nhưng mặt 12251:2020 [7] cũng cần được hoàn thiện thêm để khác lại hạn chế việc sử dụng một số phương án vật có thể phù hợp hơn với điều kiện Việt Nam. Để thực liệu địa phương, làm giảm hiệu quả kinh tế kỹ thuật hiện điều này cần tiến hành thêm các nghiên cứu của bê tông. chuyên sâu nhằm củng cố cơ sở khoa học và các số liệu phục vụ soát xét tiêu chuẩn. Quy định về cấp chống nứt hay giới hạn bề rộng vết nứt được trình bày tại Phụ lục G cho các môi Việt Nam với đường bờ biển dài và các khu đô trường xâm thực với mức độ khác nhau (yếu, trung thị, trung tâm công nghiệp tập trung ven biển nên vấn bình và mạnh). Với môi trường chịu tác động khô ướt đề bảo vệ chống ăn mòn cho KC BT và BTCT vùng thay đổi và thấm clorua qua mao mạch, tức là tương biển là đối tượng chính cần được quan tâm nên rất đương môi trường XS3, giới hạn chiều rộng vết nứt cần các hướng dẫn rõ ràng, chi tiết và thuận tiện hơn ngắn hạn và dài hạn được quy định bằng 0,10 mm cho việc áp dụng. Các nội dung này có thể được đưa và 0,05 mm. Với môi trường ngập nước và môi thành một phần khi soát xét tiêu chuẩn TCVN trường khí quyển biển, tiêu chuẩn không đề cập trực 12251:2020 [7] hoặc đưa vào các chỉ dẫn kỹ thuật tiếp giá trị quy định. ban hành đồng thời. Có thể thấy rằng, TCVN 12251:2020 [7] là một Phân loại môi trường xâm thực là vấn đề cốt lõi tiêu chuẩn khá toàn diện và phức tạp. Ngay tại LB trong nội dung tiêu chuẩn. Việc phân loại được tiến Nga, bên cạnh việc công bố SNiP 2.03.11-85 [51] hành dựa trên nồng độ các tác nhân xâm thực. Tuy trước đây và SP 28.13330.2012 [9] các cơ quan nhiên, nồng độ xác định được không những phụ chuyên môn cũng đồng thời ban hành Chỉ dẫn kỹ thuộc vào phương pháp thử mà còn phụ thuộc vào thuật hướng dẫn việc áp dụng tiêu chuẩn với các ví quy trình lấy mẫu, số lượng mẫu và phương pháp xử dụ điển hình kèm theo tính toán cụ thể. Các tài liệu lý số liệu. Ngoài ra, tính chu kỳ của các thay đổi về này được phổ biến rộng rãi và được dùng như cẩm nồng độ tác nhân xâm thực cũng cần được tính đến nang cho các bên liên quan. Trong điều kiện nước ta, và quy định cụ thể. Với môi trường biển, nên dựa trên việc ban hành Chỉ dẫn kỹ thuật càng cần thiết hơn các mức giới hạn trong tiêu chuẩn để quy định phân đặc biệt cần tập trung biên soạn các nội dung liên vùng theo các khu vực quản lý khác nhau để có thể quan đến điều kiện đặc thù của Việt Nam. dễ dàng áp dụng trong thực tế. Cần đánh giá hiệu quả của việc phân chia môi trường khí quyển biển 4. Định hướng hoàn thiện các tiêu chuẩn bảo vệ thành 3 tiểu vùng như trong TCVN 9346:2012 [5] để chống ăn mòn có cách tiếp cận phù hợp, thuận lợi cho việc áp dụng. Các phân tích trên cho thấy, hiện nay đang tồn Việc lựa chọn vật liệu phù hợp với môi trường tại một số vấn đề cần được hoàn thiện ở cả ba tiêu xâm thực cần được quy định hài hòa với các tiêu chuẩn về bảo vệ chống ăn mòn cho KC BT và BTCT. chuẩn yêu cầu kỹ thuật hiện hành, có tính đến các Trên cơ sở phân tích hệ thống các tiêu chuẩn liên quy định về quản lý chất lượng công trình. Nếu cần quan của các nước trên thế giới và thực tế tại nước 76 Tạp chí KHCN Xây dựng - số 4/2024
QUY CHUẨN - TIÊU CHUẨN thiết, với các luận chứng cụ thể, có thể đề xuất soát hoặc co khô. Nếu được sửa chữa phù hợp, các vết xét một số tiêu chuẩn yêu cầu kỹ thuật về vật liệu như nứt này không tiếp tục phát triển ở giai đoạn vận hành xi măng, cốt liệu để phù hợp hơn với trình độ hiện công trình. Do đó, cần có hướng dẫn cụ thể đánh giá nay và yêu cầu về bảo vệ chống ăn mòn. Với xi phân loại vết nứt để có biện pháp khắc phục phù hợp măng, nên có quy định về việc công bố và cam kết đảm bảo chất lượng công trình cũng như hiệu quả về thành phần khoáng của xi măng pooc lăng hay kinh tế kỹ thuật. loại và tỷ lệ phụ gia khoáng trong xi măng pooc lăng Việc biên soạn, soát xét tiêu chuẩn bảo vệ chống hỗn hợp để có thể sử dụng một cách hiệu quả trong ăn mòn cho KC BT và BTCT là rất cần thiết, nhưng bê tông chịu xâm thực. Về cốt liệu, cần xem xét sự để có thể áp dụng rộng rãi trong thực tế cần phải có phù hợp của việc chỉ định phạm vi sử dụng trong tiêu kế hoạch biên soạn bộ chỉ dẫn kỹ thuật áp dụng tiêu chuẩn yêu cầu kỹ thuật, nhất là về giới hạn hàm chuẩn này với các ví dụ cụ thể. Các chỉ dẫn kỹ thuật lượng clorua trong bê tông. có thể bao gồm các chủ đề như: Chỉ dẫn thiết kế biện Theo một số nghiên cứu trong nước hàm lượng pháp bảo vệ chống ăn mòn trong môi trường biển, clorua trong nước biển Việt Nam nằm trong khoảng môi trường công nghiệp, Chỉ dẫn thi công và nghiệm từ 0,4 g/L đến 18 mg/L [52], hàm lượng clorua trong thu, Chỉ dẫn áp dụng lớp phủ bảo vệ chống ăn mòn,... cát biển từ 0,04 % đến 0,07 % [53]. Như vậy nếu bê Bên cạnh đó, để phục vụ công tác nghiên cứu phát tông sử dụng khoảng 800 kg/m³ cát biển Đà Nẵng triển và kiểm tra cũng cần hệ thống hóa lại và biên với hàm lượng clorua 0,04 %, 200 kg/m³ nước biển soạn bổ sung các tiêu chuẩn phương pháp thử đánh Đà Nẵng với hàm lượng clorua 12 g/L thì khi lượng giá các tính chất liên quan đến khả năng bảo vệ xi măng sử dụng vượt quá 300 kg/m³, hàm lượng chống ăn mòn của bê tông và các vật liệu khác. Các clorua trong bê tông sẽ nhỏ hơn 1,0 % khối lượng xi tiêu chuẩn phương pháp thử cơ bản cần hài hòa với măng và nếu như không dùng nước biển thì hàm tiêu chuẩn yêu cầu kỹ thuật, ngoài ra với mục tiêu lượng clorua sẽ nhỏ hơn 0,2 % khối lượng xi măng. phát triển, có thể nghiên cứu áp dụng các phương Theo SP 28.13330.2017 [9] hay GOST 31384:2017 pháp thử mới của các nước tiên tiến trên thế giới. [11] thì bê tông không sử dụng cốt thép cần có hàm Quá trình soát xét và biên soạn các tiêu chuẩn, lượng clorua dưới 1,0 % khối lượng xi măng, còn bê chỉ dẫn cần được thực hiện một cách khoa học, với tông cốt thép ứng suất trước cần có hàm lượng đầy đủ các cơ sở, luận cứ khoa học và số liệu thực clorua dưới 0,2 % khối lượng xi măng. Đây là vấn đề tế. Ở đây cần phát huy tối đa sự hợp tác giữa các cần tập trung làm rõ khi soát xét. bên liên quan như các đơn vị nghiên cứu, giảng dạy, Chiều dày tối thiểu của lớp bê tông bảo vệ trong các chủ đầu tư, đơn vị thiết kế và giám sát nhằm tạo TCVN 12251:2020 [7] nên được chỉ định chi tiết hơn được sự đồng thuận cao khi áp dụng các quy định như đã phân tích ở phần trên. Ngoài ra, chiều dày mới. lớp bê tông bảo vệ khi áp dụng các biện pháp bảo vệ 4. Kết luận bổ sung cũng cần được hướng dẫn chi tiết. Hiện nay đã có một số tiêu chuẩn yêu cầu kỹ thuật đối với vật Bảo vệ chống ăn mòn cho các kết cấu xây dựng liệu sử dụng cho các biện pháp bảo vệ bổ sung. Tuy nói chung và KC BT và BTCT nói riêng là công tác nhiên, hướng dẫn điều chỉnh các yêu cầu kỹ thuật đối quan trọng quyết định độ bền lâu và hiệu quả kinh tế với KC BT và BTCT được bảo vệ bổ sung lại chưa của các công trình, Các nước phát triển trên thế giới được đề cập cụ thể. Nội dung này có thể được trình như Liên bang Nga, các nước Châu Âu, Hoa Kỳ đều bày trong các chỉ dẫn kỹ thuật phục vụ cho việc áp có các tiêu chuẩn riêng quy định về vấn đề này. Tuy dụng tiêu chuẩn quốc gia. nhiên, mỗi hệ thống tiêu chuẩn lại có một cách tiếp cận riêng với các chỉ tiêu và giá trị quy định khá khác Bề rộng vết nứt bề mặt là một trong những vướng biệt. mắc lớn khi nghiệm thu công trình hiện nay. Giá trị này được sử dụng trong tính toán kết cấu nhằm tính Tại Việt Nam hiện nay đang tồn tại ba tiêu chuẩn toán, lựa chọn cốt thép cho bê tông. Tuy nhiên, thực liên quan đến vấn đề này bao gồm TCVN 9346:2012, tế thi công cho thấy, một số KC BT và BTCT bị nứt TCVN 12041:2017 và TCVN 12251:2020. Tuy nhiên, trước khi đưa vào sử dụng do hiện tượng co mềm các tiêu chuẩn này chưa thực sự đồng bộ và hài hòa Tạp chí KHCN Xây dựng - số 4/2024 77
QUY CHUẨN - TIÊU CHUẨN với nhau. Do đó việc soát xét sửa đổi các tiêu chuẩn [9] SP 28.13330.2017. Protection against corrosion of này có tính cấp thiết và đã được đề cập trong Kế construction. hoạch biên soạn, hoàn thiện hệ thống tiêu chuẩn [10] SP 72.13330.2016. Protection of buildings, facilities quốc gia ngành Xây dựng ban hành kèm theo quyết and structures against corrosion. định 390/QĐ-BXD ngày 12/5/2022. [11] GOST 31384-2018. Protection of concrete and Trên cơ sở phân tích kinh nghiệm quốc tế, một reinforced concrete structures against corrosion. số vấn đề tồn tại trong ba tiêu chuẩn trên và các yêu General technical requirements. cầu về tính hệ thống đã đề xuất định hướng hoàn thiện các tiêu chuẩn bảo vệ chống ăn mòn cho KC [12] GOST 31383-2008. Protection against corrosion of BT và BTCT. Cụ thể là nên tập trung soát xét TCVN concrete and reinforced concrete constructions. Test 12251:2020 trên cơ sở các tiêu chuẩn cập nhật của methods. Liên bang Nga. Một số vấn đề như chống ăn mòn [13] GOST 32016-2012. Products and systems for the trong môi trường biển, phân loại môi trường xâm protection and repair of concrete structures. General thực, các quy định về vật liệu sử dụng, giới hạn hàm requirements. lượng clorua ban đầu, chiều dày lớp bê tông bảo vệ, [14] GOST 32017-2012. Products and systems for the giới hạn bề rộng vết nứt,... cần được nghiên cứu soát protection and repair of concrete structures. xét sửa đổi. Đồng thời cần biên soạn các chỉ dẫn kỹ Requirements for systems for concrete protection in thuật, tiêu chuẩn phương pháp thử, lựa chọn thành the course of repair works. phần bê tông theo mác chống thấm,... hỗ trợ cho việc áp dụng tiêu chuẩn này. [15] GOST 33762-2016. Materials and systems for the protection and repair of concrete structures. TÀI LIỆU THAM KHẢO Requirements to injection products and filling of [1] Koch G.H., Brongers M.P.H., Thompson N.G., Virmani cracks, voids and interstices. Y.P., Payer J.H. (2001). Corrosion cost and preventive [16] GOST R 56378-2015. Materials and systems for the strategies in the United States. Federal Highway protection and repair of concrete structures. Administration. p. 82. Requirements to products repair and bond connections [2] Hou B., Li X., Ma X. et al. (2017). The cost of corrosion for rehabilitation of structures. in China. NPJ Materials Degradation. Vol. 1(4). DOI: [17] GOST R 59152-2020. Materials and systems for the 10.1038/s41529-017-0005-2. protection and repair of concrete structures. [3] TCVN 3993:1985. Chống ăn mòn trong xây dựng - Kết Requirements to steel reinforcement corrosion cấu bê tông và bê tông cốt thép - Nguyên tắc cơ bản protection systems để thiết kế. [18] EN 1992-1-1:2023. Eurocode 2 - Design of concrete [4] TCVN 3994:1985. Chống ăn mòn trong xây dựng - Kết structures - Part 1-1: General rules and rules for cấu bê tông và bê tông cốt thép - Phân loại môi trường buildings, bridges and civil engineering structures. xâm thực. [19] EN 206:2013+A2:2021. Concrete - Specification, [5] TCVN 9346:2012. Kết cấu bê tông và bê tông cốt thép performance, production and conformity. - Yêu cầu bảo vệ chống ăn mòn trong môi trường biển. [20] BS 8500-1:2023 Concrete. Complementary British [6] TCVN 12041:2017. Kết cấu bê tông và bê tông cốt thép Standard to BS EN 206 - Method of specifying and - Yêu cầu chung về thiết kế độ bền lâu và tuổi thọ trong guidance for the specifier. môi trường xâm thực. [21] BS 8500-2:2023 Concrete. Complementary British [7] TCVN 12251:2020. Bảo vệ chống ăn mòn cho kết cấu Standard to BS EN 206 - Specification for constituent xây dựng. materials and concrete. [8] SP 63.13330.2018. Concrete and reinforced concrete [22] DIN 1045-2:2023-08. Concrete, reinforced and structures. General provisions. prestressed concrete structures - Part 2: Concrete. 78 Tạp chí KHCN Xây dựng - số 4/2024
QUY CHUẨN - TIÊU CHUẨN [23] NF EN 206+A2/CN:2022. Concrete - Specification, [38] Phạm Kinh Cương (1994). Nghiên cứu một số biện performance, production and conformity - National pháp kỹ thuật và công nghệ bảo vệ các công trình xây addition to the standard NF EN 206+A2. dựng dưới tác động ăn mòn của khí hậu vùng ven biển Việt Nam. Báo cáo tổng kết đề tài 02.14.04.R116, Viện [24] EN 1504-1..10. Products and systems for the Khoa học Kỹ thuật Xây dựng. protection and repair of concrete structures - Definitions, requirements, quality control and [39] Cao Duy Tiến (1999). Nghiên cứu các điều kiện kỹ evaluation of conformity. thuật đảm bảo độ bền lâu cho kết cấu bê tông và bê tông cốt thép xây dựng ở vùng ven biển Việt Nam. Báo [25] EN 13577:2007. Chemical attack on concrete - cáo tổng kết đề tài ĐTĐL 40/94, Viện Khoa học công Determination of aggressive carbon dioxide content in nghệ xây dựng. water. [40] TCXDVN 327:2004. Kết cấu bê tông và bê tông cốt [26] EN 16502:2014. Test method for the determination of thép – Yêu cầu bảo vệ chống ăn mòn trong môi trường the degree of soil acidity according to Baumann-Gully. biển. [27] EN 13529:2003. Products and systems for the [41] TCXDVN 356:2005. Kết cấu bê tông và bê tông cốt protection and repair of concrete structures - Test thép - Tiêu chuẩn thiết kế. methods - Resistance to severe chemical attack. [42] TCVN 5574:2012. Kết cấu bê tông và bê tông cốt thép [28] EN 13396:2004. Products and systems for the - Tiêu chuẩn thiết kế. protection and repair of concrete structures - Test [43] TCVN 6067:2004. Xi măng poóc lăng bền sun phat - methods - Measurement of chloride ion ingress. Yêu cầu kỹ thuật. [29] EN 14630:2006. Products and systems for the [44] TCVN 2682:2009. Xi măng pooc lăng - Yêu cầu kỹ protection and repair of concrete structures - Test thuật. methods - Determination of carbonation depth in hardened concrete by the phenolphthalein method. [45] TCVN 5574:2018. Thiết kế kết cấu bê tông và bê tông cốt thép. [30] EN 15183:2006. Products and systems for the [46] Chỉ dẫn kỹ thuật lựa chọn thành phần bê tông các loại. protection and repair of concrete structures - Test Ban hành kèm theo quyết định số 778/1998/QĐ-BXD methods - Corrosion protection test. ngày 05/9/1998. NXB Xây dựng, tr.58. [31] ACI 318-19(22). Building Code Requirements for [47] TCVN 4316:2007. Xi măng pooc lăng xỉ lò cao. Structural Concrete and Commentary (Reapproved 2022). [48] TCVN 6067:2018. Xi măng pooc lăng bền sulfat. [49] TCVN 7711:2007. Xi măng pooclăng hỗn hợp bền [32] ACI 301-20. Specifications for Concrete Construction. sulfat. [33] ACI 201.2-23. Durable Concrete – Guide. [50] TCVN 6026:2020. Xi măng pooc lăng hỗn hợp. [34] ACI 222-19. Guide to Protection of Metals in Concrete [51] SNiP 2.03.11-85. Preservation of building Against Corrosion. constructions and equipment from corrosion. [35] ACI 357.3-14. Guide for Design and Construction of [52] Trần Đức Hạ, Nguyễn Quốc Hòa (2011). Đánh giá chất Waterfront and Coastal Concrete Marine Structures. lượng nước vùng cửa sông và biển ven bờ để định [36] Hoàng Đình Lũy (1980). Ăn mòn và bảo vệ kim loại. hướng giải pháp công nghệ xử lý phù hợp cho mục Nhà Xuất bản công nhân kỹ thuật. đích cấp nước sinh hoạt. Tạp chí Khoa học Công nghệ Xây dựng. Số 10/9-2011, tr. 89-98. [37] Đặng Văn Phú (1990). Nghiên cứu các biện pháp chống ăn mòn bê tông cốt thép bảo vệ công trình vùng [53] Lê Việt Hùng, Phan Văn Quỳnh (2020). Nghiên cứu ven biển. Báo cáo tổng kết đề tài 26B.03.03. Viện Khoa đánh giá khả năng sử dụng cát biển làm cốt liệu cho học Kỹ thuật Xây dựng. bê tông. Tạp chí Vật liệu và Xây dựng. No.1. tr.18-24. Tạp chí KHCN Xây dựng - số 4/2024 79