Xử Lý Ăn Mòn Cốt Thép Trong Bê Tông
Xử Lý Ăn Mòn Bê Tông Công Trình Biển: Quy Trình 6 Bước
Cầu cảng bàn giao được bảy tám năm, mặt dầm bắt đầu có những vệt nâu đỏ chảy dài. Chủ đầu tư nghĩ là vết bẩn, cho sơn phủ lại. Hai mùa sau, mảng bê tông đúng chỗ đó bong ra, lộ cây thép mòn gần nửa tiết diện.
Kịch bản này lặp lại ở hầu hết công trình ven biển: kè, cầu cảng, trụ đỡ, nhà xưởng cách mép nước vài trăm mét. Hơi muối và nước biển ngấm vào bê tông ăn dần cốt thép bên trong trong khi bề mặt vẫn còn lành. Đến lúc nhìn thấy hư hỏng bằng mắt thì thép chịu lực đã mất đi một phần.
Vì vậy xử lý ăn mòn bê tông công trình biển không dừng ở việc trát vá cho phẳng rồi sơn lại. Phải cắt được nguồn gây ăn mòn, phục hồi tiết diện thép và dựng lại hàng rào ngăn ion clorua. Dưới đây là cách Tân Phú Khánh làm.
Vì sao bê tông công trình biển bị ăn mòn nhanh hơn?
Thủ phạm là ion clorua trong nước biển và hơi muối. Bê tông có môi trường kiềm mạnh, độ pH quanh mức 12,5, tạo một màng thụ động rất mỏng bao quanh cốt thép và giữ cho thép không gỉ. Clorua thấm qua lỗ rỗng mao dẫn, tích tụ đến ngưỡng thì phá vỡ màng đó. Thép mất áo giáp.
Từ lúc đó gỉ bắt đầu hình thành, và sản phẩm gỉ chiếm thể tích lớn gấp nhiều lần thép ban đầu. Bê tông bao quanh bị ép từ bên trong, chịu kéo rất kém nên nứt dọc theo phương cây thép. Vết nứt vừa mở ra là clorua, oxy và độ ẩm có đường vào nhanh hơn, ăn mòn tăng tốc, bê tông nứt rộng thêm. Vòng lặp này tự nuôi nó.
Đó là lý do công trình biển hư rất chậm ở giai đoạn đầu rồi hỏng rất nhanh về sau. Đợi thấy bong mới gọi thợ là đã trễ một nhịp.
Ba vùng ăn mòn trên cùng một công trình
Trên cùng một trụ cầu cảng, ba vị trí hư hỏng khác hẳn nhau. TCVN 9346:2012 chia môi trường biển thành vùng ngập nước, vùng nước lên xuống và sóng táp, vùng khí quyển biển.
Vùng ngập nước nằm dưới mực nước thấp nhất. Clorua rất nhiều nhưng oxy hòa tan ít, mà phản ứng ăn mòn cần cả hai, nên thép ở đây xuống chậm hơn nhiều người nghĩ.
Vùng nước lên xuống và sóng táp gần như luôn là vùng nặng nhất. Triều rút để lại muối trong lỗ rỗng, nắng làm nước bay hơi và muối cô đặc lại, triều lên đưa thêm một đợt clorua mới vào. Chu kỳ ướt khô hoạt động như một cái bơm, đẩy clorua vào sâu nhanh hơn hẳn so với ngâm nước liên tục. Oxy thì lúc nào cũng sẵn.
Vùng khí quyển biển hứng hơi muối theo gió. Công trình cách bờ vài trăm mét vẫn nhiễm mặn qua sương muối, và nhiều nhà xưởng ven biển bị ăn mòn cột biên, dầm mái theo đúng kiểu này. Khảo sát phải chia vùng như vậy, vì cùng một cây trụ mà xử lý đồng loạt một kiểu là thừa chỗ này thiếu chỗ kia.
Dấu hiệu nhận biết bê tông đã bị ăn mòn cốt thép
Nhận ra sớm năm dấu hiệu sau tiết kiệm được phần lớn chi phí sửa chữa:
- Vệt gỉ nâu đỏ rỉ ra từ bề mặt, thường chảy theo mạch nước hoặc khe nứt
- Nứt dọc theo phương cốt thép, khác với nứt do lún hay do tải vốn chạy chéo hoặc ngang
- Bê tông bong thành mảng, mép mảng lộ thép màu nâu sẫm
- Gõ búa nghe bộp bộp ở chỗ mặt ngoài còn nguyên, dấu hiệu lớp bảo vệ đã tách khỏi cốt thép
- Rỗ, phấn hóa bề mặt, sờ vào thấy bột trắng bám tay ở vùng thường xuyên ướt khô
Đội khảo sát để ý nhất dấu hiệu thứ tư. Gõ búa dọc mặt dầm, chỗ nghe đặc là bê tông còn bám thép, chỗ nghe rỗng là bên trong đã tách lớp dù mắt thường chưa thấy gì. Diện tích cần đục vì vậy luôn rộng hơn diện tích nhìn thấy hư hỏng, và đây là chỗ hay phát sinh tranh cãi khi báo giá nếu không khoanh vùng rõ từ đầu.
Quy trình 6 bước xử lý ăn mòn bê tông công trình biển
Quy trình áp dụng cho kết cấu đã ăn mòn nhưng chưa mất khả năng chịu lực tới mức phải thay thế.
Bước 1: Khảo sát và khoanh vùng hư hỏng
Gõ búa dò rỗng toàn bộ cấu kiện, đo chiều dày lớp bê tông bảo vệ, đo điện thế ăn mòn để tìm vùng thép đang gỉ mà bề mặt chưa lộ. Kết quả khảo sát vạch ra ranh giới đục bỏ.
Bước 2: Đục bỏ bê tông đã nhiễm mặn
Đục hết phần rỗng, nứt và nhiễm clorua, mở rộng ra ngoài vùng hư hỏng theo kết quả khảo sát. Phải đục sâu qua khỏi cây thép để tay thợ luồn được ra sau lưng thanh thép, vì mặt sau thường gỉ nặng hơn mặt trước. Mép đục cắt vuông góc bằng máy, không để mép vát mỏng dễ bong về sau.
Bước 3: Làm sạch cốt thép
Thổi cát hoặc chải cơ học đến khi thép hết vảy gỉ, lộ ánh kim. Rửa muối bám trên thép và bê tông nền bằng nước ngọt áp lực, tuyệt đối không dùng nước biển. Thanh nào mất quá nhiều tiết diện thì nối bù thép theo tính toán kết cấu, không vá vữa đè lên.
Bước 4: Bảo vệ cốt thép
Quét sơn chống gỉ gốc xi măng polymer lên toàn bộ cây thép đã làm sạch, thường hai lớp theo hướng dẫn nhà sản xuất. Lớp này vừa cách ẩm vừa tái tạo môi trường kiềm quanh thép, đưa cây thép trở lại trạng thái thụ động. Công trình nhiễm mặn nặng thì bổ sung phụ gia ức chế ăn mòn thẩm thấu vào bê tông nền.
Bước 5: Phục hồi tiết diện bê tông
Vá bằng vữa sửa chữa gốc xi măng biến tính polymer, loại không co ngót, cường độ và độ chống thấm cao hơn bê tông nền. Vữa thi công từng lớp đúng chiều dày cho phép, đầm kỹ để không tạo lỗ rỗng ở mặt tiếp giáp. Hốc sâu hoặc khó thao tác thì dùng vữa grout tự chảy. Bảo dưỡng ẩm đủ ngày, bước này thợ hay cắt bớt nhất và cũng là nguyên nhân khiến mảng vá nứt chân chim sau vài tháng.
Bước 6: Phủ lớp bảo vệ bề mặt
Bước cuối dựng lại hàng rào chắn clorua cho cả cấu kiện: lớp phủ chống thấm gốc xi măng hai thành phần, sơn phủ acrylic hoặc polyurethane cho vùng khí quyển biển, chất thẩm thấu gốc silane siloxane cho bề mặt cần giữ khả năng thoát hơi. Bỏ bước này thì mảng vá vẫn tốt nhưng bê tông cũ xung quanh tiếp tục nhiễm mặn.
Vật liệu dùng cho công trình nhiễm mặn
Vật liệu cho môi trường biển phải chịu được muối và chu kỳ ướt khô, khác với vật liệu sửa chữa thông thường. Chúng tôi dùng hàng nhập khẩu của Sika, Mapei, Fosroc, Quicseal, TCK theo bốn nhóm. Thiếu một nhóm là hỏng cả.
| Nhóm vật liệu | Công dụng | Vị trí dùng |
|---|---|---|
| Sơn chống gỉ gốc xi măng polymer | Thụ động hóa, cách ẩm cho cốt thép | Toàn bộ thép sau khi làm sạch |
| Vữa sửa chữa không co ngót | Phục hồi tiết diện, chắn clorua | Hốc đục, mảng bong |
| Vữa grout tự chảy | Lấp hốc sâu, khe hở kết cấu | Chân cột, gối đỡ, tiết diện lớn |
| Lớp phủ, chất thẩm thấu silane | Ngăn clorua xâm nhập trở lại | Toàn bộ bề mặt cấu kiện |
Với kết cấu đã suy giảm khả năng chịu lực, riêng vá vữa là chưa đủ. Trường hợp đó cần tính thêm phương án gia cố kết cấu bằng tấm sợi carbon FRP để bù phần thép đã mất.
Ba lỗi khiến vá xong vẫn hỏng lại
Lỗi hay gặp nhất là đục đúng bằng diện tích nhìn thấy hư hỏng. Vá xong, vài tháng sau lại nứt ngay sát mép mảng vá. Lý do có tính vật lý: vữa mới có môi trường kiềm mạnh nên đoạn thép nằm trong đó trở lại thụ động, còn đoạn thép ngay bên cạnh vẫn nằm trong bê tông nhiễm clorua. Chênh lệch điện thế giữa hai đoạn tạo thành một pin ăn mòn, đoạn thép ngoài rìa thành cực dương và bị ăn mòn tăng tốc. Mảng vá càng tốt thì vùng lân cận càng bị dồn tải.
Lỗi thứ hai là trộn vữa và bảo dưỡng bằng nước lấy tại chỗ. Ven biển, nước giếng khoan lẫn mặn là chuyện thường, và nước đó đưa clorua vào thẳng lớp vữa mới.
Lỗi thứ ba là sơn phủ đè lên bê tông chưa xử lý cốt thép. Gỉ bên trong vẫn nở. Lớp sơn chỉ giấu hư hỏng thêm một thời gian rồi bong theo. Cơ chế ăn mòn do muối biển được giải thích kỹ hơn trong bài ăn mòn clorua trong bê tông cốt thép, còn cách phân biệt các dạng nứt thì xem bài nứt bê tông: nguyên nhân, hậu quả và cách xử lý.
Vì sao chọn Tân Phú Khánh
Đội thợ thi công của Tân Phú Khánh có trên 10 năm kinh nghiệm với kết cấu bê tông hư hỏng, gồm nhà xưởng, cầu cảng. Kinh nghiệm nằm ở khâu khoanh vùng đục bỏ, khâu quyết định mảng vá bền hay không.
Chúng tôi khảo sát và báo giá miễn phí tận nơi, thi công xử lý ăn mòn bê tông công trình biển theo TCVN 9346:2012 cùng hướng dẫn kỹ thuật của nhà sản xuất vật liệu. Hồ sơ nghiệm thu có ảnh từng giai đoạn cho mỗi vị trí sửa chữa, nhất là ảnh cốt thép sau khi làm sạch. Vá vữa xong là hết kiểm tra được.
Câu hỏi thường gặp
Xử lý ăn mòn bê tông công trình biển mất bao lâu?
Thời gian phụ thuộc diện tích hư hỏng, vị trí thi công và điều kiện thủy triều nếu làm ở vùng nước lên xuống. Riêng phần bảo dưỡng vữa sửa chữa đã cần vài ngày và không rút ngắn được. Chúng tôi đưa tiến độ cụ thể sau khi khảo sát thực tế.
Công trình cách biển vài trăm mét có bị ăn mòn không?
Có. Gió biển mang hơi muối vào sâu trong đất liền, nên nhà xưởng ven biển vẫn gặp ăn mòn cốt thép ở cột biên, dầm mái và tường hướng gió. Mức độ nhẹ hơn vùng sóng táp nhưng vẫn cần lớp phủ bảo vệ và kiểm tra định kỳ.
Có thể chỉ sơn chống thấm bề mặt thay vì đục vá không?
Chỉ được khi cốt thép chưa gỉ, tức công trình còn mới hoặc mới nhiễm mặn nhẹ. Khi đã có vệt gỉ hoặc bê tông bong rỗng thì lớp sơn không ngăn được phản ứng đang diễn ra bên trong, gỉ vẫn nở và làm bong luôn lớp sơn mới.
Anh chị nên kiểm tra công trình biển bao lâu một lần?
Nên kiểm tra mỗi năm một lần với vùng nước lên xuống và mỗi hai năm với vùng khí quyển biển, gồm gõ dò rỗng, quan sát vệt gỉ và tình trạng lớp phủ. Phát hiện lúc mới rỗng lớp bảo vệ thì chi phí thấp hơn nhiều so với lúc đã lộ thép.
Hạng mục sửa chữa ăn mòn được bảo hành bao lâu?
Tân Phú Khánh bảo hành 5 năm cho hạng mục sửa chữa ăn mòn và chống thấm bảo vệ bề mặt, kèm điều kiện sử dụng ghi rõ trong hợp đồng.
Liên hệ ngay Tân Phú Khánh để được tư vấn miễn phí và báo giá tận nơi. Hotline: 0902 494 151 – Mr. Duật Đội ngũ kỹ thuật giàu kinh nghiệm. Phục vụ TP.HCM và các tỉnh miền Trung, miền Nam.
