CHóC MỪNG NĂM MỚI 2014

[6] СНиП 2.06.04-82*. Нагрузки и воздействия на гидротехнические сооруженя (волновые,
ледовые и от судов). ГОССТРОЙ СССР. М., 1989. С10-11.
[7] Battjes J.A. Computation of set-up, longshore currents, runup and overtopping due to wind
generated waves. Dissertation, presented to the Technische Hogeschool, Delft, Netherlands, in
partial fulfillment of the requirements for the degree of Doctor of Philosophy. 1974, pp.75-82.
[8] Hunt J. A. Design of seawalls and breakwaters. Proc, J. Wtnwy. And Harb. Div., ASCE, 85(3),
1959. Sept., pp. 123-152.
[9] J.W.van der Meer. Wave run-up and wave overtopping on dikes. Delft Hydraulics,WL, 1977,
pp.7-9.
[10] TAW. Guidelines for Hydraulic Structures (in Dutch; original tiltle: Leidraad Kunstwerken).
Technical Advisory Committee for Water Defence, 2001, pp.157-162.
Người phản biện: PGS.TS. Đào Văn Tuấn

NGHIÊN CỨU KHẢ NĂNG CHỐNG ĂN MÒN CỐT THÉP
TRONG NƯỚC BIỂN CỦA LỚP PHỦ TẠM THỜI BẰNG HỒ XI-MĂNG
STUDY ON THE ANTI-CORROSION PERFORMANCE OF
TEMPORARY CEMENT COATING ON REBAR IN SEAWATER
NCS. BÙI QUỐC BÌNH
Khoa Công trình thủy
GS. TS ZHONG QINGDONG
Đại học Thượng Hải, Thượng Hải, Trung Quốc
Tóm tắt
Trong bài báo này, hồ xi-măng được sử dụng để tạo một lớp phủ tạm thời trên bề mặt các
mẫu cốt thép HRB400. Các mẫu này được ngâm trong nước biển nhân tạo (ASW) trong 28
ngày, khả năng chống ăn mòn của mẫu được nghiên cứu bằng phương pháp phổ tổng trở
điện hóa và phương pháp Tafel. Kết quả nghiên cứu được so sánh với kết quả thí nghiệm
thép HRB400 trần trong cùng điều kiện nhằm đánh giá hiệu quả bảo vệ của loại lớp phủ này.
Abstract
In this paper, HRB400 steel samples were covered by cement which was used as temporary

Để loại trừ lớp gỉ, hiện nay có 2 phương pháp phổ biến: Phương pháp cơ học – dùng các
công cụ và thiết bị làm sạch gỉ (bàn chải sắt, máy mài, máy phun cát, bi,…), Phương pháp hóa học
– sử dụng các hóa chất phản ứng hóa học với gỉ thép để biến đổi gỉ (chất biến đổi gỉ). Cả 2
phương pháp này đều là xử lý thụ động, chi phí cao.
Giải pháp chủ động là phòng chống gỉ, thường sử dụng các loại sơn polyme hợp nước (như
Mapefer 1K), epoxy, vật liệu composite nền epoxy,… phủ lên cốt thép trước hoặc ngay sau khi gia
công lắp dựng. Đây là giải pháp hiệu quả nhưng chi phí cao, đòi hỏi một quy trình thi công nghiêm
ngặt. Trên thực tế, để bảo vệ tạm thời các cốt thép chờ, ở nhiều công trình đã sử dụng lớp phủ hồ
xi-măng, tuy lớp này phải cạo bỏ trước khi đổ bê tông nhưng về mặt định tính đã cho thấy đây là
phương pháp đơn giản, nguồn vật liệu sẵn có, rẻ tiền. Tuy nhiên, đến nay chưa có nghiên cứu cụ
thể nào về vấn đề này.
Với mục tiêu nghiên cứu định lượng khả năng chống ăn mòn của hồ xi-măng, trong khuôn
khổ bài viết này, tác giả trình bày quá trình nghiên cứu thí nghiệm ứng xử điện hóa của điện cực
mẫu làm bằng cốt thép vằn HRB400 có lớp phủ bằng hồ xi-măng C32.5 trong môi trường nước
biển (được giả lập bằng dung dịch nước biển nhân tạo -Artificial seawater-ASW có độ mặn 3.5%
[2]), so sánh với kết quả thí nghiệm thép trần để từ đó đánh giả hiệu quả bảo vệ tạm thời của lớp
phủ này.
2. Phương pháp nghiên cứu
2.1. Vật liệu
Thí nghiệm trong nghiên cứu này sử dụng thanh thép vằn cán nóng HRB400 (tiêu chuẩn

GB/T1449-1998 - cơ lý tính tương đương với thép cốt bê tông nhóm CB400-V theo TCVN
1651-2:2008) làm điện cực mẫu. Xi-măng (XM) sử dụng loại C32.5 (GB175-2007). Nước biển
nhân tạo (ASW) được pha từ nước cất 2 lần với các hóa chất phân tích (AR) có độ mặn 3.5%
trong điều kiện nhiệt độ 2520C.
2.2. Trình tự chế tạo điện cực mẫu
Đầu tiên, thanh thép vằn HRB400 được gia công nguội thành các tấm điện cực
10x10x4(mm), bề mặt làm việc là 10x10(mm). Một dây dẫn điện tiết diện 2.5mm2 có 2 lớp vỏ PVC
được hàn đính với 1 mặt của tấm. Sau đó, toàn bộ tấm điện cực được đúc trong 1 đoạn ống PVC
đường kính 24mm – cao 12mm bằng hỗn hợp Epoxy E51 với chất đóng rắn 5784 chỉ để hở bề mặt

nghiệm phân tích điện thế mạch hở ~ thời gian (E~t) bằng trạm phân tích điện hóa CHI660C theo
phương pháp 3 điện cực. Sau 3h ngâm mẫu, chọn các mẫu có thông số tương đương để tiếp tục
ngâm và thí nghiệm. Sau 24, 108, 168, 336, 504 và 672h, sử dụng phương pháp đo trở kháng
xoay chiều (AC impedance) để xác định phổ tổng trở điện hóa Nyquist, giá trị điện thế mạch hở
OCP, đo đường cong phân cực thế động (phương pháp Tafel) để từ đó điện trở phân cực Rp, mật
độ dòng ăn mòn Icorr, tốc độ ăn mòn CR được tính tự động bằng phần mềm CHI ver. 8.03. Quá
trình thí nghiệm phải đảm bảo các mẫu được phân tích trong cùng một điều kiện.
3. Kết quả và thảo luận
3.1 Kết quả phân tích phổ tổng trở điện hóa
Phổ tổng trở điện hóa Nyquist của các mẫu thí nghiệm được đo sau khi giá trị điện thế ăn
mòn (điện thế mạch hở - OCP) đã đạt đến giá trị ổn định với biên độ quét 5mV trong dải tần từ
105Hz đến 10mHz. Kết quả thí nghiệm biểu diễn trên hình 2 và hình 3.

Hình 3. Biểu đồ biểu diễn biến thiên điện thế
mạch hở theo thời gian ngâm mẫu

70

Hình 4. Biểu đồ Nyquist: a) Mẫu HRB400 sau
672h ngâm, b) Mẫu thép phủ hổ xi-măng - MXM

Tạp chí Khoa học Công nghệ Hàng hải

Số 37 – 01/2014


CHóC MỪNG NĂM MỚI 2014

Kết quả trên cho thấy, mẫu MXM sau khi để khô 12h rồi mới ngâm trong ASW, lớp hồ ximăng đã ninh kết tạo thành một màng phủ tạm thời ngăn không cho các chất điện ly tiếp xúc trực
tiếp với bề mặt cốt thép, thế ăn mòn (điện thế mạch hở - OCP) tăng nhẹ (hình 3). Sau 168h (7

1763
504
1594
672
1121
336
1945
504
2347
672
2207

Icorr (A/cm2)
1.539E-05
2.525E-05
3.607E-05
2.180E-05
1.772E-05
1.906E-05

CR(g/h)
1.603E-05
2.631E-05
3.758E-05
2.272E-05
1.846E-05
1.986E-05

Tương tự như kết quả phân tích biểu đồ Nyquist và biểu đồ OCP, kết quả phân tích biểu đồ
Tafel cho thấy, hiện tượng ăn mòn của mẫu điện cực thép HRB400 trần tăng nhẹ sau 336h (14