Lựa chọn mác bê tông cho bê tông công trình trong môi trường chua phèn ở Đồng Bằng sông Cửu Long

Các công trình bê tông cốt thép có mác M200 được xây dựng ở khu vực Đồng bằng sông Cửu Long trước đây, sau vài chục năm đã có nhiều dấu hiệu bị ăn mòn như lớp bê tông bảo vệ bị bong tróc, bề mặt bê tông bị trơ đá dăm, cốt thép bị gỉ và cường độ bê tông bị giảm đáng kể.
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Lựa chọn mác bê tông cho bê tông công trình trong môi trường chua phèn ở Đồng Bằng sông Cửu Long TUYEÅN TAÄP KEÁT QUAÛ KHOA HOÏC & COÂNG NGHEÄ 2017 - 2018 LỰA CHỌN MÁC BÊ TÔNG CHO BÊ TÔNG CÔNG TRÌNH TRONG MÔI TRƯỜNG CHUA PHÈN Ở ĐỒNG BẰNG SÔNG CỬU LONG SELECTION GRADE CONCRETE USE FOR REINFORCED CONCRETE CONSTRUCTIONIN THE ACID ENVIRONMENT AT THE MEKONG DELTA TS. Khương Văn Huân Trường Đại hoc Công Nghệ Sài GònTÓM TẮT Các công trình bê tông cốt thép có mác M200 được xây dựng ở khu vực Đồng bằng sông Cửu Long trước đây, sau vài chục năm đã có nhiều dấu hiệu bị ăn mòn như lớp bê tông bảo vệ bị bong tróc, bề mặt bê tông bị trơ đá dăm, cốt thép bị gỉ và cường độ bê tông bị giảm đáng kể. Qua kết quả thử nghiệm cho thấy bê tông mác trên M350 có sự suy giảm cường độ thấp và hệ số thấm nhỏ hơn nhiều lần so với bê tông M200 đã từng sử dụng trước đây. Để đảm bảo tuổi thọ cho công trình ở vùng chua phèn Đồng bằng sông Cửu Long có mức trung hạn khoảng 50 năm, nên sử dụng bê tông có mác tối thiểu M350 để xây dựng công trình.ABSTRACT The grade concrete M200 for reinforced concrete building was built in the Mekong Delta. after somes years, there have been many signs of corrosion such as loss of concret cover, rusted reinforced and reduced concrete strength. Based on the test results, the grade concrete on the M350 has a low intensity degradation and the permeability coefficient is much smaller than the M200 used previously. In order to ensure a medium life span of about 50 years, in the acid environment at the Mekong Delta, we should use M350 grade concrete to build the works.1. ĐẶT VẤN ĐỀ Công trình bê tông cốt thép được xây dựng ở khu vực Đồng bằng sông Cửu Long(ĐBSCL) sau vài chục năm đã có nhiều dấu hiệu bị ăn mòn như lớp bê tông bảo vệ bịbong tróc, bề mặt bê tông (BT) bị trơ đá dăm, cốt thép bị gỉ và cường độ bê tông bịgiảm đáng kể [4]. Để nâng cao độ bền cho kết cấu bê tông cốt thép (BTCT) trong môi trường chuaphèn ở ĐBSCL chúng ta cần xác định mác bê tông cần thiết tối thiểu để xây dựng côngtrình nhằm đảm bảo tuổi thọ mức trung hạn khoảng 50 năm.2. ĐỐI TƯỢNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU Cơ sở xác định mác bê tông tối thiểu cần thiết để xây dựng công trình BTCT ởvùng chua phèn ở ĐBSCL được dựa trên sự suy giảm cường độ nén của bê tông tại cáccông trình thủy lợi ở ĐBSCL đã xây dựng trước đây, đồng thời xác định sự biến đổicường độ nén, hệ số thấm của mẫu bê tông được ngâm trong môi trường nước chua446 VIEÄN KHOA HOÏC THUÛY LÔÏI MIEÀN NAM TUYEÅN TAÄP KEÁT QUAÛ KHOA HOÏC & COÂNG NGHEÄ 2017 - 2018phèn ở ĐBSCL ở một số mác bê tông nghiên cứu, sau đó tiến hành phân tích đánh giálựa chọn mác bê tông hợp lý nhằm đảm bảo tuổi thọ công trình ở mức khoảng 50 năm. Mác bê tông sử dụng nghiên cứu là M200; M300; M400. Vật liệu sử dụng chế tạomẫu đạt yêu cầu kỹ thuật cho bê tông thủy công gồm xi măng Holcim PCB40; CátĐồng Nai; Đá dăm Biên Hòa. Bảng 1. Thành phần cấp phối bê tông nghiên cứu Ký hiệu N/X Xi măng (kg) Cát (kg) Dăm (kg) Nước (lit) M200 0,69 295 710 1191 204 M300 0,58 350 690 1177 204 M400 0,47 430 620 1166 204 Chỉ tiêu cường độ bê tông được thí nghiệm ở tuổi 7 ngày và 1; 3; 9; 21 tháng, nénmẫu theo TCVN 3118:2012 [5]. Hệ số thấm của bê tông thí nghiệm ở tuổi tương tự, sửdụng mẫu Φ150 H300 mm có lỗ rỗng đường kính 10 mm ở giữa mẫu. Dùng sơn epoxybiến tính sơn phủ để hai đầu mẫu bê tông không bị ăn mòn. Tiến hành tạo áp lực nướcxung quanh bề mặt ngoài của mẫu. Dưới áp lực làm cho nước sẽ thấm và đi dần vào tâmmẫu, sau đó sẽ chảy ra ngoài và được thu hồi. Hệ số thấm K sẽ được tính theo định luậtDarcy với thiết bị thấm của Nhật Model TC-235B (Concrete permeability apparatusexternal pressure type). Sử dụng tiêu chuẩn CRA-C48-92 - Standard Test method forwater permeability of concrete [3]. Môi trường chua phèn điển hình ở ĐBSCL chủ yếu ở các tiểu vùng Đồng ThápMười, Tứ Giác Long Xuyên và Bán Đảo Cà Mau. Vùng ngâm mẫu thử nghiệm đượclựa chọn có độ chua đại diện cho môi trường chua phèn điển hình ở khu vực ĐBSCL.Đặc trưng môi trường chua phèn là giá trị pH. Vị trí ngâm mẫu được chọn tại khu vựccống Rạch Chanh thị xã Tân An - Long An. Kết quả độ chua pH trung bình biểu thịtrong Bảng 2. Môi trường nước đối chứng là nước sinh hoạt của nhà máy nước ThủĐức, đại diện cho môi trường không có yếu tố gây ăn mòn bê tông (Bảng 3). Bảng 2 Giá trị pH của môi trường nước ở một số thời điểm trong khu vực cống Rạch Chanh - Tân An - Long An Tháng trong năm 2007 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 5,48 5,12 4,76 4,12 3,45 3,52 3,14 3,56 4,02 5,52 6,21 6,21 Giá trị trung bình pH = 4,59 < giới hạn ăn mòn [pH] = 6,5 Bảng 3 Kết quả phân tích nguồn nước sử dụng ngâm mẫu SO42- Mg2+ Chỉ tiêu pH Cl-(mg/l) (mg/l) (mg/l) Nước sinh hoạt 6,53 205 221 105 Nước Rạch Chanh - Long An 3,52 102 97 112 Giới hạn BT bị ăn mòn theo TCVN < 6,5 ≥ 250 ≥ 1000 3994:1985VIEÄN KHOA HOÏC THUÛY LÔÏI ...