Khoa Xây Dựng Cầu Đường - Trường Đại Học Bách Khoa
TẬP SAN KHOA HỌC CÔNG NGHỆ 1
Chào m
ừng 20 nămth
ành l
ậpng
ành Xây d
ựng Cầu Đường
CHẤT ỨC CHẾ ĂN MÒN VÀ HƯỚNG NGHIÊN CỨU,
ỨNG DỤNG CHẤT ỨC CHẾ ĂN MÒN CHO CÁC CÔNG TRÌNH
CẦU, CẢNG BÊ TÔNG CỐT THÉP VÙNG BIỂN VIỆT NAM
TS. PHẠM VĂN KHOAN
KS. TRẦN NAM
Viện Khoa học Công nghệ Xây Dựng
ABSTRACT
The corrosion and deterioration of reinforcing steel in concrete bridges is estimated to
affect all of the constructions in Vietnam marine environment. Chloride ions found in
seawater accelerate the corrosion of steel and therefore are a concern for reinforced concrete
structures. One approach to mitigating this problem is to use corrosion-inhibitive compounds
admixed into the concrete paste. Presently there is few corrosion inhibiting admixtures in use
that do not have detrimental effects on other aspects of the concrete properties. Furthermore,
effectiveness of these existing inhibitors not clearly or completely understood. This study
investigated the corrosion inhibitor of steel through result of world and Vietnam’s research
and application. Base on this, we proposed research and apply orientation of corrosion
inhibitor for reinforcement concrete in Vietnam marine area.
1. GIỚI THIỆU
Trong điều kiện khí hậu nhiệt đới nóng ẩm Việt Nam, các công trình xây dựng
ở vùng biển chịu tác động ăn mòn mạnh của môi trường. Phổ biến và nguy hại nhất
trong đó là hiện tượng xâm thực clorua gây ăn mòn và phá huỷ nhanh chóng cốt thép
trong các kết cấu đó [1,4].
Các công trình cầu, cảng là những công trình thường nằm trên hoặc gần mặt

Trong tương lai gần, việc phát triển và xây dựng mới các công trình cầu, cảng
bê tông cốt thép ngày càng đòi hỏi cao về chất lượng và tuổi thọ. Do vậy việc nghiên
cứu, tìm hiểu và đề xuất các hướng nghiên cứu, ứng dụng chất ức chế ăn mòn là việc
làm cần thiết không chỉ nhằm duy trì và đảm b
ảo chất lượng công trình mà còn nâng
cao tuổi thọ, giảm chi phí sửa chữa các công trình xây dựng đặc biệt là các kết cấu bê
tông cốt thép ở vùng biển Việt Nam.
2. ĂN MÒN VÀ CHẤT ỨC CHẾ ĂN MÒN
Ăn mòn cốt thép trong bê
tông là hiện tượng phá huỷ vật liệu
thép do tác dụng hoá học hay tác
dụng điện hoá giữa sắt và môi
trường bên ngoài. Các vật liệu kim
loại và hợp kim trên cơ sở sắt, thép
khi tiếp xúc với môi trường xung
quanh chúng ( khí, lỏng, rắn ) đều bị
phá huỷ với một tốc độ nào đó.
Nguyên nhân của sự phá huỷ này là
có sự tương tác hoá học: kim loại
tham gia phản ứng oxy hoá khử vớ
i
các chất có trong môi trường xung
quanh và bị oxy hoá hay còn gọi là ăn
mòn kim loại (Hình 1).
Để ngăn ngừa sự ăn mòn và bảo vệ kim loại khỏi bị ăn mòn người ta sử dụng
các phương pháp khác nhau như sử dụng các hợp kim bền, bảo vệ bề mặt bằng chất
phủ, phương pháp điện hóa trong đó phương pháp sử dụng chất ức chế ăn mòn được
ứng dụng rộ
ng rãi nhất đặc biệt đối với cốt thép trong bê tông [3].
Tuỳ thuộc vào bản chất kim loại và môi trường ăn mòn mà người ta tiến hành

+ Làm tăng thế phân cực anốt hay catốt.
+ Làm giảm tốc độ khuếch tán ion tới bề mặt kim loại.
+ Tăng điện trở của bề mặt kim loại.
Trên thế giới, các nhà nghiên cứu đã tìm ra rất nhiều hợp chất hoá học có tác
dụng ức chế ăn mòn, tuy nhiên trong thực tế đối với bê tông cốt thép thì chỉ một số ít
trong đó đượ
c sử dụng có hiệu quả và có thể sử dụng đại trà. Dựa trên đặc tính và tác
dụng của từng loại chất ức chế, chất ức chế ăn mòn được phân loại theo nhiều cách
khác nhau dựa trên tính chất, thành phần, khả năng áp dụng
Dựa vào tính chất của môi trường ăn mòn, người ta chia ra làm 3 loại:
+ Chất ức chế ăn mòn trong nước và dung dịch muối.
+ Chất ức chế ă
n mòn trong không khí.
+ Chất ức chế ăn mòn trong kiềm.
Dựa vào tính chất sử dụng, người ta chia ra làm hai loại chất ức chế ăn mòn:
+ Chất ức chế ăn mòn trộn trực tiếp vào trong hỗn hợp bê tông, vữa.
+ Chất ức chế ăn mòn thẩm thấu dùng để quét phủ bên ngoài khi bê tông
đã đóng rắn.
Dựa vào thành phần chất ức chế người ta chia ra làm hai loại:
+ Chất ức chế ăn mòn vô c
ơ.
+ Chất ức chế ăn mòn hữu cơ.
Nếu như trong thành phần chất ức chế ăn mòn hữu cơ có các nguyên tử có cực
như S và N thì nó có thể hấp phụ lên trên bề mặt kim loại.
Trong thực tế cách phân loại phổ biến nhất hiện nay là theo cơ chế tác dụng của
từng loại chất ức chế đối với các quá trình ăn mòn :
+ Chất ức chế ă
n mòn anốt (hay còn gọi là chất ức chế ăn mòn thụ động
hoá ).
+ Chất ức chế ăn mòn catốt.

i với bê tông cốt thép, canxi nitrit được sử dụng nhiều hơn cả do
hiệu quả chống ăn mòn cao và không có tác dụng phụ đến chất lượng bê tông.
Chất ức chế ăn mòn catốt
Chất ức chế ăn mòn catốt là chất làm giảm tốc độ phản ứng catốt hoặc kết tủa
có lựa chọn trên bề mặt catốt làm tăng điện trở bề mặt và h
ạn chế sự khuếch tán chất
khử đến khu vực này. Bản chất của chất ức chế catốt là phản ứng với các tác nhân oxy
hoá hoặc tạo màng ngăn cản các tác nhân oxy hoá xâm nhập, duy trì thép ở trạng thái
đơn chất bền vững (vùng catốt Hình 2). Theo đó chất ức chế ăn mòn catốt có khả năng
ức chế ăn mòn theo 3 cơ chế sau đây:
- Thụ động hoá catốt.
- Kết tủ
a trên vùng catốt.
- Tiêu thụ oxy.
Một vài chất ức chế ăn mòn catốt, như những hợp chất của Arsen, Antimoan
hoạt động dựa trên cơ sở sự kết hợp lại và giải phóng hydrô sẽ trở nên khó hơn. Một số
chất ức chế ăn mòn khác như ion Canxi, Kẽm, Magiê kết tủa dưới dạng oxit tạo thành
màng bảo vệ kim loại. Các chất ức chế tiêu thụ oxy ngăn ngừa s
ự phân cực catốt do
oxy, chất tiêu thụ oxy dạng này phổ biến nhất là natri sunfit ( Na
2
SO
3
).
Ngoài ra còn có thể có các chất ức chế có khả năng ức chế theo hai hay nhiều
cơ chế khác nhau gọi là các chất ức chế hỗn hợp. Trong thực tế, các loại chất ức chế
thường được dùng phối hợp nhiều loại khác nhau hoặc phối hợp với các loại phụ gia
bê tông khác để đạt được hiệu quả tối ưu đồng thời đáp ứng được các yêu cầu về
tính
công tác của bê tông.

Một số lợi ích chủ yếu khi sử dụng canxi nitrit làm chất ức chế ăn mòn cốt thép trong
bê tông là :
- Ngăn cản quá trình ăn mòn cốt thép trong bê tông phát triển, làm giảm tốc độ
ăn mòn và mức độ nguy hại khi ăn mòn xảy ra;
- Tương hợp tốt với bê tông và phần lớn các loại phụ gia khác, không gây phản
ứng phụ.
- Làm tăng cường độ và kéo dài tu
ổi thọ bê tông.
- Ít bị chiết ra môi trường ngoài trong quá trình sử dụng nên duy trì được khả
năng bảo vệ lâu dài.
Tuy nhiên các chất ức chế ăn mòn gốc nitrit có một số nhược điểm là :
- Có ảnh hưởng không tốt đến sức khoẻ người dùng, gây ra một số bệnh ở
đường hô hấp và thị giác.
- Có thể gây ra ăn mòn nếu như sử dụng không đúng liều lượng.
- Tính toán chính xác hàm lượng hiệu quả củ
a các chất ức chế gốc nitrit khá
phức tạp.
Nhưng do chất ức chế gốc nitrit thường là có giá thành rẻ, dễ sản xuất, có khả
năng chống ăn mòn cao nên vẫn được tiếp tục sử dụng với số lượng lớn và là một
trong những chất ức chế quan trọng nhất hiện nay.
Một số loại chất ức chế ăn mòn khác trên cơ sở alkanolamin, amino alcol cũng
đã được nghiên cứu và ứng dụng làm phụ gia bê tông và chất ức chế thẩm thấu phun
phủ bề mặt bê tông trong đó phải kể đến là ethanolamine và dimethylethanolamine.
Không chỉ có khả năng bảo vệ cốt thép mà những loại chất ức chế này còn có ưu điểm
ít độc hại hơn so với các chất ức chế gốc nitrit, ngoài ra nó còn giảm tốc độ thấm ion
clo và làm chậm quá trình ăn mòn khi ăn mòn đã xẩ
y ra [7,11].
Các muối gốc monofluorophosphate cũng đã được nghiên cứu và ứng dụng
nhiều trong thực tế. Nó có khả năng ức chế ăn mòn xảy ra đối với cốt thép khi bê tông
đã bị nhiễm mặn và ngay cả khi đã bị cácbônát hóa. Tuy nhiên nó có ảnh hưởng làm

5-Methyl-benzotriazole C1BTA
5-Butyl-benzotriazole C4BTA
5-Hexyl-benzotriazole C6BTA
Natri gluconate GLU Axít hữu cơ và muối của nó
D-Saccharic acid, monopotassium salt SAC
Calcium a-D Eptagluconate EGLU
Phthalic acid, monopotassium salt PHTA
Lactic acid LAC
Maleic acid MAL
Suberic acid SUB
Adipic acid ADI
Natri benzoate BEN
Natri nitrit SN Axit vô cơ và muối của nó
Canxi nitrit CN
Tungstosilicic acid hydrate TSAH
Phosphomolybdic acid PMA
Ammoni tetrathiotungstate AMTT
Ammoni tetrathiomolybdate AMTM
Monofluorophosphoric acid MFP
Dicyclohexylammonium nitrite DCHAMN Các loại khác
Dicyclohexylamine DCHA
Natri b-glycerophosphate GPH
2-Mercaptobenzimidazole MBI
Phloroglucinol PHLO
Trong rất nhiều loại hóa chất có khả năng ức chế ăn mòn trên, do một số yêu
cầu về giá thành, phương pháp áp dụng, hiệu quả, tính năng chống ăn mòn nên chỉ có
một số ít có khả năng ứng dụng rộng rãi đưa vào thực tế. Bảng 2 dưới đây tổng kết quá
trình hình thành, phát triển của các phương pháp sử dụng và một số loại chất ức chế đã
đượ
c thương mại hóa.

1996 Hỗn hợpChất hữu cơ Phun phủ bề mặt
1997 Hỗn hợp Amino alcol Phụ gia bê tông, phun phủ bề
mặt
1997 Anốt Natri monofluor phốt phát Phun phủ bề mặt
1998 Hỗn hợp Alkanolamine Phụ gia bê tông
Trong khi trên thế giới các loại chất ức chế ăn mòn đã được nghiên cứu và sản
xuất ra sản phẩm có tính thương mại thì ở Việt Nam số lượng và chủng loại chất ức
chế ăn mòn cũng có rất ít. Bảng 3 dưới đây giới thiệu một số sản phẩm phụ gia ức chế
ăn mòn đã có trên thế giới và ở Việt Nam :
Bảng 3. Một số s
ản phẩm chất ức chế ăn mòn dùng cho bê tông cốt thép
Tên
thương mại
Thành phần
hoá học chính
Nhà sản xuấtXuất xứ Phương pháp sử dụng
DCI Canxi nitrit Grace Mỹ Phụ gia bê tông
Ferrogard Amino alcol Sika Thuỵ sĩ Phụ gia và phun phủ bề
mặt BT
MCI Amino
carboxylate
Cortec Mỹ Phụ gia và phun phủ bề
mặt BT
Rheocrete
CNI
Canxi nitrit Degussa (MBT) ĐứcPhụ gia bê tông
Catexol - Axim Canada Phụ gia và phun phủ bề
mặt BT
CN CI 01 Canxi nitrit Viện KHCN XD Việt Nam Phụ gia bê tông
PLACC-CR Canxi nitrit IMAG Việt Nam Phụ gia bê tông

canxi nitrit kết hợp với các loại phụ gia dẻo hoá, siêu dẻo, chậm đóng rắn, polymer,
phụ gia khoáng hoạ
t tính nhằm chế tạo bê tông tính năng cao, dễ thi công, phù hợp
điều kiện Việt Nam đồng thời giảm giá thành công trình.
- Nghiên cứu chế tạo một số loại phụ gia trên cơ sở chất ức chế ăn mòn gốc
ester và amine, phối hợp nghiên cứu chế tạo một số chất thẩm thấu dùng cho công tác
phun phủ bảo vệ bê tông cốt thép.
- Khảo sát, đánh giá hiệu quả chống ăn mòn của các công trình
đã sử dụng chất
ức chế ăn mòn trong thời gian vừa qua để có được những kết luận chính xác về hiệu
quả từng loại phụ gia trong điều kiện khí hậu Việt Nam.
Bên cạnh đó, việc xây dựng các tiêu chuẩn yêu cầu kỹ thuật và phương pháp
thử có liên quan đến các chất ức chế ăn mòn cũng là một công việc cấp bách hỗ trợ,
nâng cao khả năng quả
n lý chất lượng và đưa nhanh các chất ức chế ăn mòn, các giải
pháp bảo vệ hiệu quả vào công trình xây dựng.
Quá trình ăn mòn là quá trình xẩy ra chậm, do đó để đánh giá hiệu quả và đề
xuất các giải pháp thích hợp cho Việt Nam- một nước chỉ mới bắt đầu nghiên cứu và
áp dụng các biện pháp chống ăn mòn là công tác cần phải tiến hành lâu dài không chỉ
một sớm một chiều. Việc tập trung nghiên cứu mộ
t cách toàn diện trong thời gian dài
và liên tục trong lĩnh vực chất ức chế nói riêng và ăn mòn nói chung là công việc cần
thiết nhằm đảm bảo duy trì tuổi thọ và nâng cao chất lượng công trình xây dựng ở
vùng biển Việt Nam.
TÀI LIỆU THAM KHẢO
[1]. Cao Duy Tiến, Đặng Văn Phú, Lê Quang Hùng, Phạm Văn Khoan; Chống ăn mòn các
công trình bê tông và bê tông cốt thép vùng biển; Hội thảo chống ăn mòn và bảo vệ các công
trình bê tông và bê tông cốt thép vùng biển Việt Nam, Viện Khoa học Công nghệ Xây dựng,
Hà Nội 5/1999.
[2]. Nguyễn Viết Huệ và CTV; Bảo vệ cốt thép bê tông làm việc trong môi trường biển bằng

[11]. C.M. Hansson, L. Mammoliti, and B.B. Hope; Corrosion Inhibitors In Concrete—Part
I: The Principles; Cement and Concrete Research, 28 (1998) 1775–1781.