Do ảnh hưởng của các yếu tố nhân tạo hoặc phi nhân tạo khác nhau, dưới sự xói mòn của môi trường bên ngoài (chẳng hạn như môi trường biển, môi trường nước ngầm và môi trường khử muối mùa đông, v.v.), các cấu trúc như bê tông cốt thép chịu tác động của các ion ăn mòn như ion clo, ion sunfat và các ion ăn mòn khác trong môi trường, làm cho sức mạnh tổng thể và khả năng chống thấm giảm đáng kể, ảnh hưởng đến độ bền và tuổi thọ của vật liệu xây dựng.

Các cấu trúc bê tông cốt thép hiện có thường gặp vấn đề về độ bền kết cấu giảm do clorua ăn mòn cốt thép và cacbonat bê tông, và có không ít tai nạn an toàn lớn do ăn mòn kết cấu cốt thép. Cầu vòm đường cao tốc bê tông cốt thép 1-35W, được xây dựng vào năm 1967 ở Minnesota, Hoa Kỳ, chỉ sử dụng hơn 20 năm đã chứng kiến sự ăn mòn nghiêm trọng của thân cầu và các vấn đề ăn mòn và nứt bê tông ngay sau khi sửa chữa bằng phương pháp sửa chữa cục bộ, đỉnh điểm là một vụ sụp đổ lớn vào năm 2007; Cầu vượt Tây Trực Môn Bắc Kinh được xây dựng vào năm 1979, được sử dụng chưa đầy 20 năm dưới sự "hại muối" rải muối khử băng vào mùa đông quanh năm đã bị buộc phải dỡ bỏ và xây dựng lại. Năm 2003 xuất bản "Báo cáo điều tra ăn mòn Trung Quốc" tiết lộ rằng tình trạng ăn mòn xây dựng của Trung Quốc là tương đối nghiêm trọng, Hoa Đông, Nam Trung Quốc 27 cảng biển, cầu chì ăn mòn phá hủy 74%, 22 cống nước trong 7~25 năm sử dụng, ăn mòn phá hủy 56%, Thanh Hải một nhà máy muối do nhà máy bị ăn mòn nghiêm trọng, sử dụng chỉ sau 6 năm đã ngừng sản xuất, tổn thất kinh tế lên đến 100 triệu nhân dân tệ 2.

Thông thường, ăn mòn mặn của vật liệu xây dựng có chứa ăn mòn cốt thép và ăn mòn bê tông:

I. Thiệt hại ăn mòn muối clo cốt thép 1

Do chất lỏng lỗ chân lông có độ kiềm cao (PH>12,5) trong bê tông có thể tạo thành một lớp thụ động trên bề mặt cốt thép, có thể ngăn chặn hiệu quả sự xói mòn ăn mòn của cốt thép. Trong quá trình sử dụng sau này do sự xâm nhập của các ion cacbonat và clo của bê tông, lớp thụ động sẽ bị phá hủy và do đó tăng tốc độ ăn mòn của thanh thép.

Sự xâm nhập của ion clorua dẫn đến sự ăn mòn của thanh thép, về cơ bản là một loại ăn mòn điện hóa, có thể được chia thành hai quá trình ăn mòn là "cathode" và "anode". Phản ứng oxy hóa xảy ra trong anode cốt thép, chuyển đổi nguyên tử sắt thành ion sắt, mất ma trận sắt xảy ra; Phản ứng giảm xảy ra ở cathode để tạo ra ion hydrogen (hình dưới đây là sơ đồ ăn mòn điện hóa của cốt thép). Trong phản ứng ăn mòn muối clo cốt thép, ion clo không chỉ phá hủy màng thụ động của bề mặt cốt thép để tạo thành điện cực ăn mòn, và ion clo chủ yếu đóng vai trò xúc tác trong quá trình ăn mòn điện hóa, không tiêu thụ ion clo trong toàn bộ quá trình phản ứng ăn mòn. Do đó, hiệu quả ăn mòn cốt thép được tăng cường đáng kể bởi sự hiện diện của các ion clorua.

Sự ăn mòn cốt thép của sự xâm nhập ion clorua được biểu hiện bằng rỗ cục bộ, ăn mòn hố, mặc dù diện tích ăn mòn rỗ nhỏ hơn nhưng độ sâu ăn mòn lớn hơn, dễ gây ra sự tập trung của ứng suất cấu trúc và sự phá hủy giòn không có dấu hiệu. Hơn nữa, ion clo chủ yếu đóng vai trò xúc tác trong quá trình ăn mòn cốt thép, và sự hiện diện của một lượng nhỏ ion clo sẽ đẩy nhanh tốc độ ăn mòn cốt thép. Đồng thời, các sản phẩm rỉ sét cốt thép sẽ trải qua sự giãn nở khối lượng, thể tích của nó gấp 2~4 lần thể tích ban đầu, lực mở rộng rỉ sét cốt thép này sẽ không chỉ ảnh hưởng đến hiệu suất liên kết giữa thanh thép và giao diện bê tông, mà còn phá hủy nghiêm trọng sức mạnh bê tông làm cho nó bong tróc, nứt và các thiệt hại khác.

B5-03=giá trị thông số Ki, (cài 3)

Nguyên nhân của sự ăn mòn phổ biến dẫn đến sự suy giảm hiệu suất cấu trúc bê tông là sự xói mòn ion clorua, ion sulfat. Các ion clorua và sunfat xâm nhập vào bên trong bê tông bằng cách khuếch tán và thẩm thấu, phản ứng với các hợp chất trong bê tông để tạo ra các muối khó hòa tan như aluminium hydrate và thạch cao hoặc canxi vanadinit, tương ứng, lấp đầy khoảng trống bên trong bê tông, làm cho sức đề kháng của bê tông tăng lên. Nhưng với sự thay đổi thời gian, kết quả của clorua aluminate và các hợp chất khó hòa tan sẽ kết tinh để tạo ra sự giãn nở khối lượng, trong bê tông bên trong tạo thành áp lực kết tinh rất lớn, khi sự giãn nở đạt đến một mức độ nhất định, gây ra nứt bê tông hoặc cacbonat, điều này tiếp tục cung cấp các điều kiện cho sự xâm nhập ion muối, do đó đẩy nhanh sự phá hủy của các cấu trúc bê tông.

Trong một số môi trường biển, môi trường đất mặn, các ion ăn mòn bên ngoài có thể dễ dàng khuếch tán từ bên ngoài vào bên trong thông qua cấu trúc xốp của bê tông cốt thép, làm cho bê tông và sức mạnh và sự ổn định của vật liệu thép bọc trong kết cấu bê tông bị phá hủy nghiêm trọng. Do đó, điều đặc biệt quan trọng là sử dụng máy phân tích huỳnh quang tia X để thường xuyên kiểm tra và giám sát lượng ion clorua, plasma sulfat trong bê tông cốt thép trong một môi trường cụ thể.

Phân tích trường hợp nhiễm muối cầu

Các khu vực ven biển hoặc nội địa phía bắc, nơi chất khử tuyết thường được sử dụng vào mùa đông, các cấu trúc bê tông cốt thép như cầu và trụ cầu rất dễ bị xói mòn do muối. Công ty quản lý đường bộ ở Tây Nhật Bản và giáo sư Kubo của Đại học Kanazawa ở Nhật Bản đã làm việc cùng nhau để nghiên cứu tác động của muối đối với các kết cấu bê tông cốt thép như trụ cầu ở các khu vực ven biển Nhật Bản và trong đất liền.

Hàm lượng clo trên bề mặt cầu tàu được phân tích bằng máy phân tích huỳnh quang tia X cầm tay Enos, đồng thời phân tích so sánh hàm lượng clo trong bê tông với các lớp dày khác nhau từ ngoài vào trong. Qua phân tích có thể thấy, trong môi trường có hàm lượng clo cao trong bê tông, tình trạng ăn mòn của cốt thép trong bê tông nghiêm trọng hơn nhiều so với bê tông có hàm lượng clo thấp.

Sử dụng Enos DPO để phân tích hàm lượng clo trong bê tông, thiết lập mối quan hệ giữa hàm lượng clo khác nhau và mức độ ăn mòn của cốt thép trong bê tông, có thể giúp khách hàng xác định mức độ ăn mòn do muối xảy ra trong bê tông cốt thép, do đó thực hiện các biện pháp trước để bảo trì và bảo trì, v.v.