Bê tông là loại vật liệu đá nhân tạo nhận được bằng phương pháp đổ khuôn và làm rắn kiên cố một các thành phần hỗn hợp hợp bao gồm chất kết dính, nước, cốt liệu (cát, sỏi tuyệt đá dăm) và phụ gia. Thành phần tất cả hổn hợp bê tông phải bảo đảm an toàn sao mang lại sau một thời hạn rắn chắc chắn phải đã có được những đặc thù cho trước như cường độ, độ kháng thấm...
Bạn đang xem: Bê tông cốt thép có khả năng chống ăn mòn axit tốt
Chất kết dính rất có thể làxi măngcác loại,thạch cao, vôi với cũng rất có thể là chất kết dính hữu cơ (polime).
Trongbê tông, xi-măng cốt liệu thường chỉ chiếm 80 - 85%, còn xi-măng chiếm 10 - 20% khối lượng.
Bê tông vàbê tông cốt thépđược sử dụng rộng rãi trong xây dựng bởi vì chúng tất cả những ưu thế sau: Cường độ chịu lực cao, có thể sản xuất được những loại bê tông bao gồm cường độ, hình dạng và tính chất khác nhau. Chi tiêu rẻ, khá bền chắc và ổn định đối với mưa nắng, sức nóng độ, độ ẩm.Tuy vậy chúng còn tồn tại phần lớn nhược điểm: trọng lượng riêng ,Nặng (ρv=2200-2400kg/m3), biện pháp âm, cách nhiệt nhát (λ=1,05- 1,5k
Cal/m.0C.h), tài năng chống bào mòn yếu.
Hỗn hợp nguyên liệu mới nhào trộn điện thoại tư vấn là hỗn hợp bê tông haybê tông tươi, bê tong thương phẩm.
Hỗn phù hợp bê tông sau thời điểm cứng rắn, gửi sang trạng thái đá được điện thoại tư vấn là bê tông
Trong bê tông, cốt liệu vào vai trò là bộ khung chịu đựng lực. Hồ chất kết dính bảo phủ xung quanh phân tử cốt liệu, chúng là hóa học bôi trơn, đồng thời bao phủ đầy khoảng trống và liên kết giữa những hạt cốt liệu. Sau thời điểm cứng rắn, hồ hóa học kết bám gắn kết các hạt cốt liệu thành một khối tương đối đồng hóa và được điện thoại tư vấn là bê tông. Bê tông bao gồm cốt thép điện thoại tư vấn là bê tông cốt thép.
Bê tông là loại vật tư giòn, cường độ chịu nén lớn, cường độ chịu đựng kéo tốt (chỉ bởi 10 1 15 1 − cường độ chịu nén). Để tự khắc phục nhược điểm này, người ta thường đặt cốt thép vào để bức tốc khả năng chịu kéo của bê tông trong những kết cấu chịu uốn, chịu kéo. Một số loại bê tông này gọi là bê tông cốt thép. Vì chưng bê tông cùng cốt thép tất cả lực dính vào tốt, có hệ số dãn nở nhiệt giao động nhau, buộc phải chúng có thể làm việc đồng thời. Ví như cốt thép được đảm bảo an toàn chống gỉ giỏi thì sẽ cùng với bê tông khiến cho loại vật tư có tuổi lâu cao. Cốt thép để trong bê tông có thể ở tinh thần thường, hoặc sinh hoạt trạng thái ứng suất trước (dự ứng lực).
Phân loại bê tông
Theo dạng hóa học kết bám phân ra:
Bê tông xi măng, bê tông silicat (chất kết dính là vôi), bê tông thạch cao, bê tông chất kết bám hỗn hợp, bêtông polime, bê tông sử dụng chất kết dính quánh biệt.
Do cân nặng thể tích của bê tông biến hóa trong phạm vi rộng buộc phải độ rỗng của bọn chúng cũng biến đổi đáng kể, như bê tông tổ ong dùng để cách nhiệt tất cả r = 70 - 85%, bê tông thủy công r = 8 - 10%.
Theo công dụng phân ra:
Bê tông hay được dùng trong các kết cấu bê tông cốt thép (móng, cột, dầm, sàn).
Bê tông thủy công, dùng làm xây đập, âu thuyền, tủ lớp mái kênh, những công trình dẫn nước...
Bê tông dùng cho phương diện đường, sảnh bay, lát vỉa hè.
Bê tông sử dụng cho kết cấu bao phủ (thường là bê tông nhẹ).
Bê tông có tính năng đặc biệt như bê tông chịu đựng nhiệt, chịu đựng axit, bê tông chống phóng xạ.
Trong phạm vi chương trình ta chỉ chủ yếu phân tích về bê tông nặng sử dụng chất kết nối xi măng.
Theo dạng cốt liệu phân ra:
Bê tông cốt liệu đặc, bê tông cốt liệu rỗng, bê tông cốt liệu quan trọng đặc biệt (chống phóng xạ, chịu đựng nhiệt, chịu axit).
Theo trọng lượng thể tích phân ra:
Bê tông đặc biệt quan trọng nặng (ρv > 2500kg/m3), sản xuất từ cốt liệu sệt biệt, sử dụng cho đều kết cấu đặc biệt.
Bê tông nặng nề (ρv = 2200 - 2500 kg/m3), chế tạo từ cát, đá, sỏi thông hay được dùng cho kết cấu chịu đựng lực.
Bê tông tương đối nặng (ρv = 1800 - 2200 kg/m3), dùng đa số cho kết cấu chịu đựng lực.
Bê tông dịu (ρv = 500 - 1800 kg/m3), trong những số đó gồm tất cả bê tông nhẹ cốt liệu rỗng (nhân sinh sản hay thiên nhiên), bê tông tổ ong (bê tông khí với bê tông bọt), sản xuất từ tất cả hổn hợp chất kết dính, nước, cấu tử silic ép mịn và chất tạo rỗng, với bê tông hốc mập (không bao gồm cốt liệu nhỏ).
Bê tông đặc trưng nhẹ cũng là các loại bê tông tổ ong với bê tông cốt liệu rỗng nhưng bao gồm ρv
hiện tượng lạ ăn mòn kết cấu bê tông là một trong những vấn đề khôn xiết nghiêm trọng, nó tác động lớn cho độ an ninh của công trình, đến sức khỏe và tính mạng của người xây cất xây dựng. Vấn đề này đã cùng đang được coi là một giữa những thách thức bự với ngành xây dựng gia dụng ngày nay. Môi trường thiên nhiên không chấm dứt tác động đến các kết cấu của bê tông. Làm thay nào để ngăn chặn sự làm mòn kết cấu bê tông cốt thép, đóng góp thêm phần vào việc bảo vệ an toàn kết cấu công trình.
Xem thêm: Chia Sẻ 121+ Hình Ảnh Màu Xanh Lam Hay Nhất, Bật Mí Ý Nghĩa Đằng Sau Màu Xanh Lam
Một trong những nguyên nhân bao gồm dẫn tới việc hư hư trong kết cấu của bê tông đó là sự ăn mòn cốt thép trong môi trường xung quanh biển, môi trường thiên nhiên trong các nhà vật dụng hoá chất.
1. Vì sao ăn mòn bê tông với kết cấu thép trong môi trường xung quanh biển.
nói theo một cách khác rằng bê tông cốt thép là vật dụng liệu thịnh hành và thành công nhất trong lịch sử vẻ vang ngành xây đắp với giao động 12 tỉ tấn bê tông được tiếp tế hằng năm, nhiều hơn bất kỳ vật liệu tự tạo nào trên nỗ lực giới. Thông thường, lúc kết cấu bê tông được thiết kế phù hợp và được đúc cẩn thận, kết cấu luôn bền vững trong xuyên suốt tuổi thọ làm cho việc.
Bình thường, cốt thép được đảm bảo hoàn toàn trong môi trường xung quanh kiềm của bê tông nhờ vào hàm lượng mập của canxi oxit, natri oxit cùng kali oxit hoà tan. Các hợp chất kiềm vào bê tông giữ độ p
H tại mức 12-13 giúp tạo nên một lớp màng bảo đảm mỏng trên bề mặt cốt thép. Trong đk thông thường, lớp màng mỏng mảnh có khả năng bảo đảm cốt thép ngăn chặn lại sự tiến công của những tác nhân bào mòn từ môi trường. Chính sách này được hotline là “cơ chế bảo đảm thụ động” của cốt thép, bao gồm hai cơ chế có thể phá vỡ sự tự đảm bảo an toàn của kết cấu bê tông cốt thép và được xem như là tác nhân chủ yếu dẫn đến ăn mòn của cốt thép vào bê tông. Đó là hiện tượng cacbonat hoá và sự xâm nhập của ion clorua.
* quy trình Carbonat hoá vào bê tông
Sự triệu tập hàm lượng dung dịch canxi hydroxit hoà rã (Ca(OH)2) trong số lỗ hổng của kế cấu bê tông là kết quả của quá trình thuỷ hoá xi-măng giúp giữ lại độ p
H làm việc ngưỡng an ninh 12-13. Như sẽ nói, trong môi trường kiềm, cốt thép trọn vẹn được bảo đảm an toàn khỏi các tác nhân ăn uống mòn phụ thuộc vào lớp màng mỏng mảnh trên mặt phẳng (dày tự 2-20 nanomét). Mặc dù nhiên, quy trình carbonat hoá cùng với sự hiện diện của CO2, nước với Ca(OH)2 khiến cho canxi carbonat và trung hoà môi trường kiềm vào bê tông theo làm phản ứng dưới đây:
CO2 + H2O + Ca(OH)2 à Ca
CO3 (calcium carbonate) + 2H2O
Sau quá trình trung hoà, lúc độ p
H trong bê tông giảm đi dưới nút 9, lý lẽ “tự đảm bảo thụ động” của bê tông không thể tồn tại và cốt thép bắt đầu bị nạp năng lượng mòn.Quá trình ăn mòn bước đầu khi gỉ thép lộ diện và cải tiến và phát triển trên bề mặt cốt thép với gây nứt tại đều vị trí tiếp cận kề bê tông. Sự trở nên tân tiến của dấu nứt phát triển dần dưới sự tấn công của các tác nhân ăn uống mòn cho đến khi phá vỡ hoàn toàn sự kết dính giữa bê tông và cốt thép (spalling) như hình minh hoạ trên.
Tốc độ của quy trình carbonat hoá phụ thuộc vào vào tác động của những tác thánh thiện môi ngôi trường như độ ẩm không khí, nhiệt độ độ, các chất CO2 và đặc điểm cơ lý của bê tông như độ kiềm cùng độ thẩm thấu. Điều kiện ưng ý thúc đẩy quy trình carbonat hoá chuyển động mạnh là khi độ ẩm không khí ở tầm mức 60-75%. Rộng nữa, tốc độ quy trình carbonat hoá tăng mạnh khi lượng chất CO2 trong bầu không khí và ánh nắng mặt trời tăng dần. Phương diện khác, lượng chất xi măng là 1 trong những yếu tố đặc biệt để tăng cường độ kiềm và làm chậm quá trình carbonat hoá.
Ngoài ra, bề dày lớp bê tông đảm bảo cũng nhập vai trò quan trọng giảm quá trình ăn mòn Carbonat hoá là một quy trình chậm, quan trọng đặc biệt khi nhiệt độ môi trường thiên nhiên ở mức bình thường. Tốc độ của quá trình này hoàn toàn có thể đo đạc được và ngăn chặn. Mặc dù nhiên, này lại là vấn đề nghiêm trọng so với những công trình xây dựng có tuổi lâu cao (≥ 30 năm).
* Sự đột nhập của ion clorua
Clorua có thể tồn trên trong tất cả hổn hợp bê tông trải qua nhiều cách. Clorua hoàn toàn có thể được đúc vào kết cấu thông qua phụ gia Ca
Cl2 (đã ngừng sử dụng), hoặc những ion clorua hoàn toàn có thể tồn trên trong tất cả hổn hợp cát, cốt liệu, nước, một biện pháp vô tình hay cố kỉnh ý. Tuy nhiên, nguyên nhân chính của hiện tượng lạ ăn mòn bởi vì clorua trong phần nhiều các công trình xây dựng là do sự khuếch tán của ion clorua từ môi trường như:
• Kết cấu tiếp xúc trực tiếp với môi trường biển có rất nhiều muối;• Việc sử dụng muối làm cho tan băng hoặc các hợp chất hoá học bao gồm clorua.
Tương tự quá trình carbonat hoá, quy trình xâm nhập của clorua không trực tiếp ăn mòn cốt thép, kế bên chúng phá vỡ vạc lớp màng đảm bảo an toàn trên bề mặt cốt thép cùng thúc đẩy quá trình ăn mòn phát triển. Nói giải pháp khác, clorua đóng vai trò như một hóa học xúc tác cho quá trình ăn mòn BTCT. Tuy nhiên, cơ chế bào mòn do ion clorua khác quy trình carbonat hoá tại đoạn ion clorua đột nhập qua lớp bê tông đảm bảo an toàn và tiến công cốt thép trong cả khi độ p
H trong các thành phần hỗn hợp vẫn ở mức cao (12-13).Ăn mòn toàn thể do sự tập trung của ion Cl- trên bề mặt cốt thép vào bê tông. Bao gồm bốn qui định xâm nhập của ion clorua qua lớp đảm bảo bê tông:
• sự lôi kéo mao dẫn;
• Sự thấm vào do tập trung hàm lượng ion clorua cao trên mặt phẳng bê tông;• Thẩm thấu bên dưới áp căng bề mặt;
• Sự dịch chuyển do chênh lệch điện thế.
* mọt quan hệ cứu giúp giữa quy trình cacbonat hoá với sự đột nhập của ion clorua
trong thực tế, kết cấu BTCT hay xuyên làm việc dưới tác động hỗn hợp của cả hai nguyên lý trên. Clorua aluminat (Al
Cl4-), được tạo thành từ phản ứng thân ion clorua và xi măng có tác dụng làm sút lượng clorua, thông qua đó làm chậm quy trình ăn mòn. Tuy nhiên, khi quy trình carbonat hoá làm bớt độ p
H trong bê tông, Al
Cl4- sẽ ảnh hưởng phá vỡ. Công dụng là phần nhiều kết cấu chịu sự ảnh hưởng của cả hai nguyên tắc trên đồng thời sẽ nhạy cảm hơn nhiều với làm mòn và cạnh tranh để kiểm soát điều hành hơn.
2. Vì sao ăn mòn bê tông cùng kết cấu thép trong môi trường xung quanh hoá chất.
Bê tông bị làm mòn ở cả 3 môi trường thiên nhiên rắn, lỏng và khí. Quá trình ăn mòn của bê tông chủ yếu là sự thay đổi thành phần hoá học của xi măng dưới tác dụng của những chất hoá học trong môi trường. Vào thành phần xi-măng có các chất như Ca(OH)2 cùng C3AH6 dễ dàng hoà tan, chúng tan vào nước làm cho cho cấu trúc bê tông bị rỗng cho nên vì vậy cường độ bê tông sút và rất có thể bị phá huỷ. Mặt khác chúng tất cả tính chuyển động hoá học mạnh, dễ xúc tiến với một số hợp hóa học hoá học tập của môi trường như axit, muối tạo thành thành các mặt hàng mới dễ hoà chảy trong nước hơn hoặc nở thể tích nhiều, khiến nội ứng suất phá hủy kết cấu bê tông. Trong các chất gây làm mòn bê tông thì những axit với muối axit gây nên ăn mòn bê tông các nhất và bạo gan nhất. Bản chất của quá trình là bởi sự tác dụng của các muối khoáng hoá có tính chất kiềm vào bê tông với các muối axit hoặc axit (HNO3 , H2SO4, HCl..).
Các phản bội ứng ra mắt như sau:
Ca(OH)2 + H2SO4 hoặc (HNO3, HCl) = Ca
SO4 hoặc ( Ca
Cl2; Ca(NO3)2 ) + H2O
n
Ca
O.Si
O2 + p
H2SO4 + n
H2O = n
Ca
SO4 + m
Si(OH)4 + n
H2O
Các bội nghịch ứng với muối hạt axit như Na2SO4;Mg
SO4:
Mg
SO4 + Ca(OH)2 + 2H2O = Ca
SO4.2H2O + Mg(OH)2
Khi môi trường xung quanh có chứa muối Na2SO4 thì thứ nhất sunfat natri sẽ phản ứng với hydroxyt can xi theo phương trình:
Na2SO4 + Ca(OH)2 + 2H2O = Ca
SO4.2H2O + 2Na
OH
Sản phầm Ca
SO4.2H2O sau thời điểm được tạo ra tăng thể tích cấp 2,34 lần so với Ca(OH)2. Sau thời điểm được chế tác ra, Ca
SO4.2H2O lại địa chỉ với 3Ca
O.Al2O3.6H2O tạo nên 3Ca
O.Al2O3.3Ca
SO4.31H2O (muối ettringit) theo phương trình:
3Ca
O.Al2O3.6H2O + Ca
SO4.2H2O + 19H2O = 3Ca
O.Al2O3.3Ca
SO4.31H2O
Muối Ettringit kết tinh ở lại trong các lỗ rỗng của đá xi-măng và bê tông, làm tăng thể tích vội 4,8 lần so với toàn diện và tổng thể tích của các chất xuất hiện nó. Cũng chính vì sự nớ thể tích của các sản phẩm này mà cấu trúc của bê tông hoàn toàn có thể bị phá đổ vỡ gây hư hư công trình.
Khi các muối khoáng hoá mang tính kiềm bị phá huỷ sẽ tạo cho một hệ mao dẫn tạo cho môi hóa học thấm sâu vào phía bên trong bê tông, khi các chất bào mòn này xúc tiếp vơi cốt thép chúng sẽ liên tiếp ăn mòn thép theo các nguyên tắc ăn uống mòn sắt kẽm kim loại như trong bài viết " vì sao ăn mòn kim loại " .
Sau một thời gian bê tông và cốt thép bị nạp năng lượng rỗng gây rối huỷ công trình, nguy nan nhất là các cọc bê tông cắn sâu xuống dưới đất để xây dựng những công trình ở môi trường thiên nhiên biển và trong số nhà đồ vật hoá chất, phân bón quy trình ăn mòn không thể nhìn thấy và kiểm tra được làm cho những công trình gây ra trên nó có nguy cơ tiềm ẩn sụp lún, nghiêng đổ bất cứ lúc nào tiềm tàng các hậu quả khó lường.
3. Biện pháp bảo vệ kết cấu khối bê tông khỏi ăn uống mòn.
- chuyển đổi thành phần khoáng hoá của xi măng, thêm bớt những phụ gia vào trong xi măng làm tăng cường mức độ chịu bào mòn môi trường. Tuy nhiên khi chuyển đổi thành phần xi măng nó đang làm đổi khác tính hóa học kỹ thuật, tính cơ lý chung của xi-măng làm bớt cường độ kết cấu công trình. Các nhà công nghệ khuyến cáo phương thức này chỉ dùng so với các dự án công trình có độ bào mòn mạnh và kết cấu có yêu mong độ chịu đựng lực nhỏ.
- nâng cấp độ đặc chắn chắn và độ dày của bê tông (lớp bảo đảm an toàn cốt thép). Unique bê tông cùng việc giám sát và đo lường hợp lý bề dày lớp bảo đảm an toàn cốt thép là đông đảo nhân tố thứ nhất giúp có tác dụng chậm quá trình ăn mòn cốt thép. Bê tông thực hiện phải tất cả tỉ lệ nước/xi măng (w/c) đầy đủ thấp để triển khai chậm quá trình xâm nhập của ion clorua và quy trình carbonat hoá qua các lỗ hổng vào kết cấu bê tông. Tỉ trọng nước/xi măng bắt buộc ≤ 0.5 để làm chậm quá trình carbonat hoá cùng ≤ 0.4 để hạn chế quá trình xâm nhập của clorua. Tiêu chuẩn chỉnh của hiệp hội bê tông Hoa Kỳ ACI 318 đề xuất chiều dày lớp đảm bảo cốt thép ≥ 1.5 in. (38.1 mm) và lớn hơn ít độc nhất vô nhị ≥ 0.75 in. (19.05 mm) so với kích cỡ cốt liệu thô trong tất cả hổn hợp bê tông. Kề bên đó, ACI 357 lời khuyên lớp đảm bảo cốt thép về tối thiểu 2.5 in. (63.5 mm) so với kết cấu cốt thép thiết kế trong môi trường biển.
Hàm lượng cốt thép đủ lớn có tính năng kiềm chế sự cách tân và phát triển và mở rộng vết nứt. Tiêu chuẩn chỉnh ACI 224 đề xuất bề rộng vệt nứt được cho phép không được vượt quá 0.006 in. (0.152 mm) đến kết cấu vật tư trong môi trường xung quanh biển.
Bê tông cần phải đúc với dưỡng hộ một cách đúng mực để hạn chế ăn mòn. Kết cấu cần phải dưỡng hộ buổi tối thiểu 07 ngày sau khi đúc ở ánh sáng 21o
C (đối cùng với bê tông có phần trăm nước/xi măng = 0.4) và lên đến 06 tháng đối với bê tông có tỷ lệ nước/xi măng = 0.6. Nhiều report khoa học đã cho là độ trống rỗng của bê tông sút rõ rệt khi thời gian dưỡng hộ tăng lên, và tất nhiên khả năng chống làm mòn cũng được cải thiện đáng kể.
- Những công nghệ chống ăn mòn dị thường được áp dụng cho kết cấu bê tông cốt thép bao hàm sử dụng các màng ngăn ngừa sự xâm thực của nước, của các muối, những axit. Các màng phòng như tô polime lên bề măt bê tông, quét epoxy, quét lớp bitum, dán cao su... Lúc đổ bê tông, thực hiện cốt thép mạ kẽm, cốt thép che epoxy, sử dụng thép ko gỉ và đặc biệt là phương thức “cathodic protection”. Cơ chế buổi giao lưu của phương pháp “cathodic protection” (dùng dương cực tan-vật liệu bào mòn thay đến cốt thép trong môi trường xung quanh nước) dựa vào việc sử dụng các điện cực thay thế sửa chữa để bào mòn và giúp bảo đảm an toàn cốt thép trước những tác thánh thiện môi trường, đặc biệt là môi trường tiếp xúc nhiều với muối hạt biển.
