ISSN:
Website: www.jomc.vn
Ảnh hưởng của ăn mòn đến bê tông cốt thép trong môi trường Clorua: Hiệu ứng thanh top-bar, cốt sợi thép và vết nứt
Tóm tắt
Bê tông cốt thép (BTCT) là một trong những vật liệu được sử dụng rộng rãi nhất trong xây dựng nhờ độ bền và khả năng chịu lực cao. Tuy nhiên, sau một thời gian khai thác, BTCT có thể bị suy giảm chất lượng và tuổi thọ do hiện tượng ăn mòn cốt thép. Nghiên cứu này nhằm đánh giá ảnh hưởng của quá trình ăn mòn trong môi trường chứa ion Cl⁻, có xét đến hiệu ứng thanh top-bar, ảnh hưởng của cốt sợi thép và sự tồn tại của vết nứt nhân tạo. Các mẫu BTCT được tiếp xúc chu kỳ với dung dịch NaCl 35 g/L, đồng thời theo dõi quá trình ăn mòn thông qua đo dòng điện ăn mòn, quan sát trực quan, đo giảm khối lượng cốt thép và vẽ bản đồ phân bố vết nứt ăn mòn. Kết quả nghiên cứu cho thấy, trong bê tông có bổ sung cốt sợi thép, thời điểm xuất hiện vết nứt do ăn mòn bị kéo dài đáng kể so với bê tông thông thường. Tuy nhiên, việc bổ sung cốt sợi thép không làm thay đổi đáng kể động học ăn mòn tại cực anode. Đặc biệt, khi lớp bê tông bảo vệ mỏng, hiệu ứng thanh top-bar trở thành yếu tố chi phối, đóng vai trò quan trọng hơn so với sự tồn tại của vết nứt nhân tạo trong cơ chế khởi phát và lan truyền ăn mòn.
Tài liệu tham khảo
- U. M. Angst, O. B. Isgor, C. M. Hansson, A. Sagüés, and M. R. Geiker, "Beyond the Clorua threshold concept for predicting corrosion of steel in concrete," Applied Physics Reviews, vol. 9, p. 011321, 2022. DOI: https://doi.org/10.1063/5.0076320
- J. Smith and Y. P. Virmani, "Materials and methods for corrosion control of reinforced and prestressed concrete structures in new construction," United States. Federal Highway Administration 2000.
- G. Glass and N. Buenfeld, "Clorua‐induced corrosion of steel in concrete," Progress in Structural Engineering and Materials, vol. 2, pp. 448-458, 2000. DOI: https://doi.org/10.1002/pse.54
- U. M. Angst, M. R. Geiker, A. Michel, C. Gehlen, H. Wong, O. B. Isgor, et al., "The steel–concrete interface," Materials and Structures, vol. 50, pp. 1-24, 2017.
- T. U. Mohammed, N. Otsuki, H. Hamada, and T. Yamaji, "Chloride-induced corrosion of steel bars in concrete with presence of gap at steel-concrete interface," Materials Journal, vol. 99, pp. 149-156, 2002.
- W. Zhang, L. Yu, and R. Francois, "Influence of top-casting-induced defects on the corrosion of the compressive reinforcement of naturally corroded beams under sustained loading," Construction and Building Materials, vol. 229, p. 116912, 2019. DOI: https://doi.org/10.1016/j.conbuildmat.2019.116912
- A. S. El-Dieb, "Mechanical, durability and microstructural characteristics of ultra-high-strength self-compacting concrete incorporating steel fibers," Materials & Design, vol. 30, pp. 4286-4292, 2009. DOI: https://doi.org/10.1016/j.matdes.2009.04.024
- G. Naidu Gopu and S. A. Joseph, "Corrosion Behavior of Fiber-Reinforced Concrete—A Review," Fibers, vol. 10, p. 38, 2022. DOI: https://doi.org/10.3390/fib10050038
- R. François, S. Laurens, and F. Deby, Corrosion and its consequences for reinforced concrete structures: Elsevier, 2018.
- K. Tuutti, Corrosion of steel in concrete: Cement-och betonginst., 1982. DOI: 10.14359/4471
- L. Yu, R. François, V. H. Dang, V. l'Hostis, and R. Gagné, "Development of chloride-induced corrosion in pre-cracked RC beams under sustained loading: Effect of load-induced cracks, concrete cover, and exposure conditions," Cement and Concrete Research, vol. 67, pp. 246-258, 2015. DOI: https://doi.org/10.1016/j.cemconres.2014.10.007
- R. François and G. Arliguie, "Influence of service cracking on reinforcement steel corrosion," Journal of Materials in Civil Engineering, vol. 10, pp. 14-20, 1998. DOI: https://doi.org/10.1061/(ASCE)0899-1561(1998)10:1(14)
- W. Zhang, R. François, and L. Yu, "Influence of load-induced cracks coupled or not with top-casting-induced defects on the corrosion of the longitudinal tensile reinforcement of naturally corroded beams exposed to chloride environment under sustained loading," Cement and Concrete Research, vol. 129, p. 105972, 2020. DOI: https://doi.org/10.1016/j.cemconres.2020.105972
- R. François and G. Arliguie, "Influence of service cracking on reinforcement steel corrosion," Journal of Materials in Civil Engineering, vol. 10, pp. 14-20, 1998. DOI: https://doi.org/10.1061/(ASCE)0899-1561(1998)10:1(14)
- L. Yu, R. François, V. H. Dang, V. l'Hostis, and R. Gagné, "Development of chloride-induced corrosion in pre-cracked RC beams under sustained loading: Effect of load-induced cracks, concrete cover, and exposure conditions," Cement and Concrete Research, vol. 67, pp. 246-258, 2015. DOI: https://doi.org/10.1016/j.cemconres.2014.10.007