Mô hình dự đoán sự khuếch tán ion clorua vào vết nứt bê tông cốt thép trong môi trường biển

Nghiên cứu sau đây đưa ra các kết quả thực nghiệm nghiên cứu nhằm đánh giá, phát triển và tăng độ chính xác cho mô hình đã đề xuất của Hoàng với các loại bê tông cốt thép khác nhau (bê tông cốt thép sử dụng tro bay và bê tông cốt thép sử dụng silicafume).
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Mô hình dự đoán sự khuếch tán ion clorua vào vết nứt bê tông cốt thép trong môi trường biển94TẠP CHÍ KHOA HỌC TRƯỜNG ĐẠI HỌC MỞ TP.HCM – SỐ 6 (39) 2014MÔ HÌNH DỰ ĐOÁN SỰ KHUẾCH TÁN ION CLORUA VÀOVẾT NỨT BÊ TÔNG CỐT THÉP TRONG MÔI TRƯỜNG BIỂNNgày nhận bài: 14/07/2014Ngày nhận lại: 14/08/2014Ngày duyệt đăng: 09/09/2014Nguyễn Thị Hồng Nhung1Vũ Quốc Hoàng2Nguyễn Ninh Thụy3TÓM TẮTĐến nay, bê tông cốt thép đã trở thành một loại vật liệu được sử dụng rộng rãi trong cáccông trình xây dựng trên thế giới. Ngày nay, việc đánh giá sự suy giảm và dự đoán tuổi thọ côngtrình bê tông cốt thép là rất quan trọng và cần thiết. Trong môi trường biển, ion clorua lànguyên nhân nguy hiểm nhất gây ra sự ăn mòn bê tông cốt thép. Dưới tác dụng của tải trọng,các vết nứt sẽ xuất hiện trên bề mặt bê tông cốt thép. Chúng làm giảm hiệu suất hoạt động củabê tông cốt thép và từ đó độ bền của bê tông cốt thép cũng giảm xuống đáng kể. Do đó, các nhàkhoa học đã đề xuất một số mô hình dự đoán sự xâm nhập clorua vào trong bê tông để đánh giáđộ bền của công trình. Trong nghiên cứu của Hoàng (Hoàng 2012), tác giả đã đưa ra mô hìnhdự đoán sự xâm nhập clorua vào bê tông cốt thép trong môi trường biển. Sự xâm nhập cloruanày chịu ảnh hưởng bởi các đặc điểm của vết nứt bê tông cốt thép. Nghiên cứu sau đây đưa racác kết quả thực nghiệm nghiên cứu nhằm đánh giá, phát triển và tăng độ chính xác cho mô hìnhđã đề xuất của Hoàng với các loại bê tông cốt thép khác nhau (bê tông cốt thép sử dụng tro bayvà bê tông cốt thép sử dụng silicafume).Từ khóa: ion clorua, vết nứt, dự đoán, mô hình, bê tông cốt thép.ABSTRACTUp to now, reinforced concrete has become one of the most materials used widely inconstruction building in the world. Nowadays, evaluating deterioration and predicting theservice life of reinforced concrete are very important and neccesary. In marine enviroment,chloride ions is the most dangerous agent causes diffusion of reinforced concrete. Under actionof load capacity, cracks will appear on surface reinforece concrete. They make performance ofthe reinforced concrete structure decrease even in the early stage of its service life. So, thescientists suggested some models for predicting the chloride diffusion of concrete to evaluateservice life of construction. In 2012, Hoàng proposed model for predicting the chloride diffusionof concrete in marine environment. This chloride diffusion is effected by the characteristics ofcrack reinforced concrete. This paper reports the results of experimental investigation toevaluate, develop and confirm the Hoàng’s model with two types concrete reinforced (fly ashconcrete reinforced and silicafume concrete reinforced).Keywords: Chloride ion, crack, prediction, model, reinforced concrete.1Trường Đại học Bách Khoa - Đại học Quốc gia TP.HCM. Email:hongnhung0117@yahoo.comTS, Trường Đại học Bách Khoa - Đại học Quốc gia TP.HCM.2,3CÔNG NGHỆ1. Đặt vấn đềTrong môi trường biển, ion clorua lànguyên nhân chính gây ra sự xuống cấp trongcấu trúc bê tông cốt thép. Ion clorua xâm nhậpxuyên qua lớp bê tông bảo vệ, tích tụ trên bềmặt cốt thép đến một giá trị tới hạn sẽ phá hủylớp oxit bảo vệ và gây ra hiện tượng ăn mòncốt thép trong bê tông cốt thép. Hiện tượng ănmòn cốt thép làm giảm tiết diện và làm xấu đimối liên kết giữa cốt thép và bê tông, sau đódẫn đến sự suy giảm hiệu suất của các kết cấubê tông cốt thép (Djerbi, Bonnet và cộng sự2008). Trong suốt quá trình tuổi thọ côngtrình, vết nứt có thể xảy ra vào bất cứ lúc nàobởi nhiều nguyên nhân. Dưới tác dụng của tảitrọng, vết nứt ngày càng phát triển và lan rộngmột cách nhanh chóng. Ngoài việc làm suygiảm kết cấu công trình, các vết nứt này cònlà một đường dẫn lý tưởng cho các ion cloruaxâm nhập vào bên trong kết cấu bê tông cốtthép. Do đó, vết nứt của bê tông có ảnh hưởngđến độ bền cấu trúc bê tông cốt thép. Bởi vaitrò và ý nghĩa quan trọng của vấn đề này, mộtsố nghiên cứu đã đưa ra mô hình sự xâm nhậpclorua vào bê tông tại vị trí nứt và không nứt.Tuy nhiên, các nghiên cứu này đa phần nghiêncứu dựa trên các đường nứt song song hoặccác vết nứt nhân tạo. Thêm vào đó, vật liệu cácnghiên cứu dùng để thực nghiệm chủ yếu là bêtông không cốt thép. Trong mô hình củaHoàng (Hoàng 2012), các vết nứt được khảosát là vết nứt thực tế và vật liệu nghiên cứu là95bê tông cốt thép dùng xi măng OPC. Trongmôi trường biển, việc nghiên cứu sử dụng phụgia khoáng hoạt tính để nâng cao tính bền củabê tông đã được quan tâm từ lâu trên thế giới.Do đó, nghiên cứu này nhằm phát triển và làmtăng độ chính xác cho mô hình của Hoàng(Hoàng 2012) trên nền vật liệu bê tông cốtthép có sử dụng phụ gia khoáng hoạt tính thaythế một phần xi măng.2. Phương pháp nghiên cứu2.1. Cơ sở khoa học2.1.1. Sự ăn mòn cốt thép trong vết nứtbê tông cốt thépĐối với công trình bê tông cốt thép, sựăn mòn cốt thép do clorua gây ra là mối đe doạnguy hiểm nhất. Cơ chế ăn mòn cốt thép trongbê tông ...