Giai ñoạn lan truyền chậm này kết thúc lúc yếu tố ñộ mạnh của ứng suấtmà tầm vóc ñối với một mức ñộ ứng suất ñã cho của vết nứt ñạt tới giá trị cực hạn, nó ñược gọi là ñộ dai của vật liệ
Trang 1Tính biến dạng của cốt thép ứng suất trước ñược ñánh giá bằng ñộ giãn dài dưới tác dụng của tải trọng cực ñại và bằng ñộ co thắt (ñộ giảm tiết diện ở mức bị gãy ) của mẫu khi kéo ðối với các dây, nó cũng ñược ñánh giá bằng các thí nghiệm gấp, duỗi liên tiếp với góc 90o Chính số lần gấp duỗi luân phiên trước khi mẫu bị gẫy xác ñịnh tính biến dạng của cốt thép Số lượng bảo hành của các cơ sở sản xuất là 7 ñối với sợi có ñường kính 5 mm và bằng 5 ñối với sợi lớn hơn một chút (ñường kính bằng 7 hoặc 8mm )
Sự chùng ứng suất và từ biến:
Khi một loại thép ứng suất trước ñược giữ dưới tải trọng không ñổi (khá cao), sự biến dạng của nó tăng lên theo thời gian - ñó là từ biến Ngược lại, nếu chiều dài của nó (biến dạng) ñược giữ khá cao và không ñổi, ứng suất tác dụng giảm theo thời gian - ñó là sự chùng ứng suất Các giá trị ñảm bảo cho sự chùng ứng suất của các sợi và bó sợi ứng suất trước ñược nêu trong bảng 1
Trong thực tế, khi nhiệt ñộ tăng lên (từ khoảng 50oC), sự chùng ứng suất nhờ một chuyển ñộng của các biến vị, ñược tăng nhanh Nhưng sự tăng nhanh
ñó phụ thuộc vào loại thép và nó không ñược xét ñến theo các quy tắc
Tính bền lửa:
Trong khi xảy ra hỏa hoạn, nhiệt ñộ của cốt thép và cốt thép ứng suất trước có thể ñạt tới 900oC Cường ñộ kéo của các thép này hầu như không ñổi tới 150oC, sau ñó nó giảm ñi (ñộ giãn khoảng 30% ñến 400oC) Giới hạn ñàn hồi của một loại thép ứng suất trước giảm ñi khi nhiệt ñộ tăng lên : khoảng
400oC, nó mất khoảng 30% giá trị của nó ở 20oC
Sự chùng ứng suất của thép ứng suất trước tăng lên theo nhiệt ñộ
Bảng 7-1 Các giá trị của sự chùng ứng suất ở 100 giờ
của dây và bó dây ứng suất trước, ở nhiệt ñộ môi trường
Trang 2là ñộ dòn) của các mẫu này ñánh giá tính dòn của chúng ðại lượng này là chỉ
số của ñộ dài chống lại sự gẫy do nứt thép
và ñường xoắn),ñộ giãn dài dưới tải trọng cực ñại, gấp duỗi và ñối với lưới, kiểm tra cường ñộ cắt Các thí nghiệm này ñược thực hiện bởi người sản xuất,
nó ñược kiểm tra ñịnh kỳ theo yêu cầu, cấp giấy công nhận mác NF (xác minh việc kiểm tra ở nhà máy)
Việc kiểm tra ñược thực hiện một cách có hệ thống sau khi ñưa cốt thép
ra khỏi nhà máy Như vậy có thể khắc phục những khuyết ñiểm có thể sinh ra, trong thời gian cất giữ cốt thép, thuốc hàn, sự hòa tan mạnh do ăn mòn v.v
Cốt thép ứng suất trước có thể là sợi, có thể là thanh, có thể là bó sợi (bảng 7-2) Các sản phẩm này có các ñặc tính hình học ñảm bảo cho chúng phù hợp với các thí nghiệm ñặc biệt Một vài thí nghiệm ñó ñược thực hiện trong khi kiểm tra sản xuất, trong khi mà các thí nghiệm khác chỉ ñược thực hiện ñối với yêu cầu về sự chính thức công nhận sản phẩm
Bảng 7- 2 Các ñặc tính hình học của cốt thép ứng suất trước
Sản phẩm ðường kính, mm (tiết diện mm2)
20(314); 22(380); 32(804) ; 36(1018)
5,2(13,6) 6,85 (28,2) ; 9,3 (52) ; 18 (ít sử dụng)
Trang 3phá hoại vật lý ñối với vật liệu, tiếp theo có thể là nứt nẻ và kết thúc là gẫy theo
kỳ hạn Khi sử dụng, mong muốn là ñộ mỏi luôn luôn nhỏ hơn giới hạn ñàn hồi
ðể mô tả quá trình xuống cấp ñó, có thể kéo theo sự làm gẫy một vật rắn, phải quan sát nó ở mức ñộ vi mô những thay ñổi cấu trúc của vật liệu Cơ chế của việc xuống cấp do mỏi bao gồm giai ñoạn ñầu của việc thoái hóa không ñịnh vị, theo sau là giai ñoạn nứt Trong thời gian ñầu, suất hiện sự nứt ở bên trong các các hạt kim loại gần bề mặt hoặc các khuyết tật hình học (lỗ rỗng v.v ) Giai ñoạn phá hoại ñược phân bố này ñược kết thúc khi xuất hiện vết nứt mà kích thước bằng ñộ lớn hơn các hạt Vết nứt nhỏ này thông thường nghiêng một góc bằng 450 so với ứng suất chính khi kéo Giai ñoạn tiếp theo tương ứng với sự lan truyền chậm của các vết nứt nhỏ ñược bắt ñầu trong mặt phẳng thẳng góc với kéo
Giai ñoạn lan truyền chậm này kết thúc lúc yếu tố ñộ mạnh của ứng suất(mà tầm vóc ñối với một mức ñộ ứng suất ñã cho) của vết nứt ñạt tới giá trị cực hạn, nó ñược gọi là ñộ dai của vật liệu (yếu tố cường ñộ của ứng suất tỷ lệ thuận với ứng suất tác dụng và với bình phương của tầm vóc vết nứt)
Trong bê tông cốt thép, cốt thép chụi tác dụng ñộng của ứng suất có biên
ñộ nhỏ so với δd vì vậy nó không bị phá hoại do mỏi
7.2 Ăn mòn kim loại
Ăn mòn kim loại là sự phá hoại của môi trường trên bề mặt kim loại làm cho kết cấu kim loại bị mất dần tiết diện chịu lực và dẫn ñến phá hoại kết cấu
Có hai loại ăn mòn: Hoá học và ñiện hoá học
Ăn mòn hoá học là sự phá huỷ do tác dụng hoá học trực tiếp giữa kim loại và môi trường xung quanh, không có phát sinh dòng ñiện Loại ăn mòn này chỉ sẩy ra trong môi trường không ñiện li và ít gặp trong thực tế
Ăn mòn ñiện hoá học: là loại ăn mòn rất phổ biến, xẩy ra trong dung dịch ñiện li với ñặc ñiểm là phát sinh dòng ñiện Kim loại bị gỉ, hỏng khi ñể ở trong môi trường không khí, nước, axit bazơ, dung dịch muối, ñều do tác dụng của hiện tượng ăn mòn ñiện hoá học
Khi kim loại tiếp xúc với môi trường ñiện li, các ion của môi trường sẽ tác dụng với ion của kim loại
Các ion kim loại bị chuyển vào dung dịch ñiện li và ñể lại trong kim loại những ñiện tử thừa Kim loại trở nên tích ñiện âm, còn dung dịch ñiện li tích ñiện dương ở miền ranh giới giữa chúng tạo ra một lớp ñiện tích kép, có ñiện thế nhất ñịnh gọi là thế ñiện cực
Khi nhúng hai thanh kim loại có thế ñiện cực khác nhau vào cùng một dung dịch ñiện li, nối chúng bằng dây dẫn thì sẽ xuất hiện dòng ñiện trong dây
Trang 4dẫn Khi ñó kim loại có thế ñiện cực thấp hơn sẽ là anốt và sẽ bị hoà tan vào dung dịch (bị ăn mòn)
Các vật liệu kim loại dùng trong công nghiệp gồm nhiều pha Những pha này có thế ñiện cực khác nhau ở trong cùng một môi trường ñiện li, do vậy rất
dễ bị ăn mòn (hoà tan) ñiện hoá Ví dụ thép các bon luôn gồm có hai pha là ferit
và xêmentit, trong ñó ferit gần như là sắt nguyên chất và có ñiện là cực âm, còn xêmentit có thế ñiện cực là cực dương Trong dung dịch ñiện li giữa ferit và xêmentit sẽ phát sinh dòng ñiện, làm cho ferit (anôt) bị hoà tan Trong một thanh thép có vô vàn các phân tử ferit và xêmentit, từng cặp giữa chúng sẽ tạo nên các bộ pin có kích thước rất nhỏ và gọi là pin tế vi và là nguyên nhân gây ra
ăn mòn ñiện hoá thép các bon
Nguyên nhân thép các bon bị gỉ ở trong không khí cũng như vậy Không khí luôn luôn chứa hơn nước nên trên bề mặt kim loại luôn có màng nước rất mỏng Khí CO2 và các khí khác do công nghiệp thải ra như SO2, H2S … hoà tan trong màng nước ñó tạo nên các dung dịch ñiện li
Sự ăn mòn các vật liệu kim loại ở nhiệt ñộ môi trường chủ yếu do nước, ngay cả khi có các yếu tố khác có thể xen vào Ví dụ như oxy (hòa tan trong nước) hoặc các vi sinh vật (vi khuẩn) Một vật liệu kim loại ñược nhúng trong một thể tích nào ñó (khép kín ) của chất lỏng (nước) có thể là trung tính, axit hay bazơ, có xu hướng hòa tan trong dung dịch ñó Phản ứng ñược viết ñối với thành phần kim loại Me như sau :
Me → Mez+ + Ze- (1)
trong ñó Me biểu thi kim loại ở trạng thái rắn, Mez+ là ion hòa tan với hóa trị z
Phản ứng này như vậy sản ra các electron, chúng ở trong vật rắn và chúng phải ñược loại trừ ñể ñảm bảo sự cân bằng ñiện Chính vì vậy, các phản ứng khác cần thiết xảy ra ở mặt tiếp giáp của chất rắn và dung dịch Các phản ứng khác này ñược gọi là " phản ứng catot hoặc "phản ứng rút bớt", trong khi phản ứng (1) là " phản ứng anốt" hoặc " oxyt hóa "
Các phản ứng catot rất phổ biến như sau :
H+ + e- → 1/2 H2 ( hoặc H , nếu ñó là Hyñrô mới sinh) (2), hoặc O2 + 2H2O + 4e- → 4OH (3)
Khi chính phản ứng (3) xẩy ra, người ta nói rằng oxy tạo thuận lợi cho
ăn mòn kim loại Những phản ứng này không luôn luôn xảy ra
Các sản phẩm của các phản ứng (1) và (3) là các ion hoà tan trong nước
và có thể chi phối, cho chất kết tủa tuỳ theo phản ứng :
Mez+ + OH → Me(OH)
Trang 5Kết tủa này là một hyñroxit, nó bao phủ bề mặt kim loại Phản ứng này gọi là "phản ứng bao phủ" hoặc theo từ ngữ cũ " phản ứng thụ ñộng" Nếu lớp này hoà tan không thấm nước từ những chiều dày nhỏ nhất (kém 10-9m), sự thụ ñộng ñược nói là hoàn hảo và ñó là " tính thụ ñộng" Trong trường hợp các sản phẩm chứa sắt, sản phẩm bao phủ là rỉ Vậy quá trình ăn mòn là thuộc loại ñiện hóa, vì nó ñề cập cùng một lúc ñến phản ứng hoá học ( sự kết tủa v.v ), và cả
sự chuyển ñổi electron Có thể mô tả một cách ñịnh lượng, bằng cách dùng nhiệt ñộng học Hệ thống ñược tạo nên bởi chất rắn kim loại và môi trường nước xung quanh ñược mô tả bằng các biến khác nhau Một vài biến ñó của trạng thái có tính chất hoá học : hàm lượng của các phần tử khác nhau Hàm lượng của ion hyñro {H+} luôn luôn ñược biểu thị dưới dạng pH (pH = colog {H+}) Một biến khác mô tả hệ thống này là biến chỉ ra rằng các ion có thể rời chất lỏng và ñi vào chất lỏng Biến này là một trường ñiện E, nó tồn tại trong chất lỏng ở mặt tiếp giáp với chất lỏng rắn hoặc ñiện thế E mà từ nó phát sinh
ðể ño E, một " hệ thống" (gồm một tấm kim loại ñược ñặt trong một trong số các muối nó ñược nối với chất lỏng nghiên cứu, qua một vật nối nó hạn chế do sự rò rỉ), ñược gọi là ñiệ cực mẫu
Sai khác về ñiện thế giữa vật rắn kim loại và ñiện cực mẫu bằng E Các ñiện cực mẫu chính là ñồng- sunfat ñồng, ñiện thế VESC hoặc bạc - clorua bạc ñiện thế VAg - AgCl
Tốc ñộ ăn mòn bằng số lượng của thép hoà tan trong một ñơn vị thời gian Mô tả sự hòa tan, lượng kim loại này tỷ lệ thuận với một lượng ñiện (e - ) Như vậy tốc ñộ ăn mòn tỷ lệ thuận với một dòng (lượng ñiện trong một ñơn vị thời gian) Chính xác hơn, nếu việc nghiên cứu dựa vào một ñơn vị diện tích (ở mặt tiếp giáp chất rắn - chất lỏng), vấn ñề là mật ñộ của dòng
7.3 Ăn mòn cốt thép trong bê tông
Các xem xét về ăn mòn kim loại nói chung, ñược áp dụng ñể xem xét sự
ăn mòn của cốt thép trong bê tông
Cốt thép ñược bao bọc ñược bao phủ một chất là chất bảo vệ, trong trường hợp bê tông lành mạnh (pH = khoảng 12) và theo quy tắc chung, các loại thép này chỉ bị rỉ nếu dung dịch ở khe kẽ ñã biến mất (trường hợp của các vết nứt lớn tới cốt thép) hoặc nếu nó không còn, tương ứng với một bê tông các bonat hoá, ô nhiễm bởi clorua v.v
Sự ăn mòn thép trong bê tông bao gồm 2 giai ñoạn Trong thời gian ñầu, các yếu tố ăn mòn ñược chứa trong môi trường xung quanh bê tông, thấm vào
bê tông Giai ñoạn hai bắt ñầu khi các vật thể xâm thực có ở nồng ñộ khá lớn ở cốt thép Nó tương ứng với sự tăng lên của rỉ, sau ñó làm vỡ bê tông bao bọc
Trang 6Như vậy rỉ xuất hiện khi lớp (gọi là thụ ñộng) ñược thành trên thép mất các tính chất bảo vệ, ñó là sự mất tính thụ ñộng
Tuy các dạng hoặc chất lượng rất khác nhau của cốt thép trong bê tông cốt thép (bằng thép các bon, không hợp kim) nhưng chịu tác ñộng của rỉ theo cách giống nhau, chỉ khác nhau về mức ñộ rỉ
Cơ chế ăn mòn của khí hậu biển (nước và không khí) ñối với công trình BTCT - Tác ñộng của môi trường:
Theo kết quả nghiên cứu khảo sát của nhiều tác giả thì nét ñặc trưng của sự phá huỷ kết cấu bê tông cốt thép trong môi trường khí quyển ven biển là hiện tượng ăn mòn cốt thép, tạo lớp gỉ làm nứt vỡ lớp bê tông bảo vệ dẫn tới làm hư hỏng toàn bộ cấu kiện
Trong các tiêu chuẩn về BTCT của nhiều nước, thì môi trường khí quyển ven biển ñược xếp vào loại môi trường xâm thực mạnh tới rất mạnh ñối với kết cấu BTCT, còn ñối với bê tông thường không cốt thép chỉ mang tính xâm nhập vừa và yếu
Lý thuyết chung về ăn mòn cốt thép trong bêtông
Với bê tông có ñộ ñặc chắc tốt, không bị carbonate hoá, ñộ pH của dung dịch nước chiết bê tông có giá trị vào khoảng 12.5 -13.0 ðây là môi trường thuận lợi về mặt ñiện hoá ñể xảy ra phản ứng tạo màng thụ ñộng :
2Fe + 3H 2 O => Fe 2 O 3 + 6H + +6e
-Lớp ô xít sắt ñược tạo ra trên bề mặt cốt thép có ñộ ñặc chắc cao ngăn cản phản ứng trên tiếp tục xảy ra Như vậy cốt thép ñược bảo vệ ở trạng thái thụ ñộng
Tình trạng ăn mòn cốt thép xảy ra khi khi lớp bảo vệ thụ ñộng trên bề mặt cốt thép bị phá vỡ Có 3 yếu tố chính ảnh hưởng ñến quá trình gỉ cốt thép trong bêtông :
-Có tác nhân gây phá hoại lớp bảo vệ thụ ñộng trên bề mặt cốt thép
-Sự có mặt của ô xy trên bề mặt cốt thép
-ðộ ẩm của kết cấu bêtông và ñộ pH của bê tông
Cơ chế chung gây rỉ cốt thép trong bê tông :
Bản chất của quá trình ăn mòn cốt thép thể hiện qua hình vẽ:
Trang 7Hình 7.9 Sơ ñồ tiến trình của vùng gỉ cốt thép trong bê tông
Phản ứng tại A-nốt (ô xít hoá)
2Fe => 2Fe 2+ + 2e -
Fe 2+ +2H 2 0 =>Fe(0H) 2 +2H +
Phản ứng tại Ca-tốt (pH giảm)
O 2 +2H 2 O + => 4OH
-Hình 7.10 Tiến trình gỉ cốt thép trong bê tông
và biểu ñồ Pourbaix biểu diễn các trạng thái ăn mòn của thép
Trang 8I Ăn mòn; II Thụ ñộng; III Không bị ăn mòn
Quá trình gỉ cốt thép trong bêtông ở ñiều kiện khống chứa các nhân tố ăn mòn là một quá trình ñiện hoá gồm 2 quá trình chính:
Quá trình hoà tan Anốt cục bộ: Tại một vị trí bề mặt cốt thép có chất ñiện
ly(nước, muối, axit…), nguyên tử sắt rời mạng tinh thểvà trở thành các ion tích ñiện trong dung dịch Một số ñiện tử tự do tương ứng sẽ ở lại trên bề
mặt thép, gây ra phản ứng anốt gọi là quá trình hoà tan anốt cục bộ (hay còn
gọi là quá trình ôxy hoá)
Anốt : 2Fe => 2Fe ++ + 2e
-Quá trình tại catốt cục bộ :
Quá trình hoà tan anốt cục bộ nhanh chóng dừng lại nếu như các ñiện tử tự
do trên bề mặt cốt thép không ñược thu nhận Ngược lại, khi trên bề mặt cốt thép tồn tại màng nước có chứa ôxy thì nó sẽ kết hợp với nước Sự cân bằng tích ñiện trong chất ñiện ly ñạt ñược do sự kết hợp với các ion hyñrô với các ion sắt, tuỳ thuộc ñộ ẳm và sự có mặt của ôxy mà phản ứng xảy ra theo nhiều bước trung gian ñể tạo ra các sản phẩm rỉ khác nhau dưới dạng xFe.yFe2O3.zH2O Quá trình này còn gọi là quá trình khử
Catốt : O 2 +2H 2 O + => 4OH
-Cơ chế gây rỉ do bêtông bị carbonate hoá : Như trên ñã trình bày, một
trong những nguyên nhân gây rỉ cốt thép là bêtộng bị carbonate hoá Khí CO2 trong khí quyển thấm nhập qua vết nứt và qua lớp bêtông bảo vệ có ñộ chặt kém, kết hợp với Ca(OH)2 có trong bêtông, tạo ra vùng có nồng ñộ pH thấp càng phát triển rộng trong bêtông theo chiều sâu
Trang 9-Sau ựó tiếp tục xảy ra phản ứng Anốt và Catốt như ựã nêu trên Sản phẩm ăn
mòn ựược hình thành dần từ sự kết hợp Fe ++
và OH- tạo nên Fe(OH)2 và ựược chuyển hoá dần thành Fe(OH)3 hoặc Fe(OH)3.nH2O tuỷ vào ựiều kiện
cụ thể của môi trường
Toàn bộ quá trình gỉ sắt gây nở thể tắch từ 4-6 lần làm nứt vỡ lớp bêtông bảo
vệ
Cơ chế gây rỉ do bêtông bị Sunphát hoá:
Sunphát có trong nước biển, nước ngầm, trong ựất và trong nước trộn bêtông có thể tác dụng hoá học với vữa ximăng và gây hư hỏng bêtông.Vữa ximăng và bêtông trong các môi trường sunfat bị xâm thực bởi các ion như
Na+, Mg2+, SO42-Ầ làm thay ựổi các sản phẩm hydrat hoá của vữa ximăng và bêtông như ettringite, thạch cao và các pha khác.theo phản ứng :
C3AH6 + 3Ca2++ 3 SO42-+ 26H2O = C3A.3CaSO4.32H2O Quá trình giãn nở của vủa ximăng chia hai giai ựoạn, ban ựầu phát triển chậm, sau ựó tăng dần ựến khi bị phá huỷ
Có sự thay thế C-S-H thành M-S-H và thạch cao hình thành dưới dạng lớp Các sản phẩm tạo thành gây ứng suất lớn làm nứt bêtông dẫn ựế phá
huỷ công trình
7.4 Ăn mòn dưới ứng suất của thép ứng suất trước
Cốt thép ứng suất trước ắt nhiều nhậy cảm với một dạng ựặc biệt của ăn mòn, ựó là ăn mòn gây nứt dưới ứng suất Cơ chế của loại ăn mòn này dưới ứng suất có hai loại Trong một trường hợp nứt phát sinh từ một khuyết ựiểm ựược ựịnh vị, trong lớp thụ ựộng Nó lớn lên dưới hoạt ựộng hỗn hợp của sự hòa tan ựược khu trú và một tác ựộng cơ học Giải thắch này không phù hợp ựối với thép không phải là hợp kim
Cơ chế ăn mòn khác dưới ứng suất ựược hình thành bởi sự hoá ròn do hyựro Thật vậy, tắnh dãn ( biến dạng cực ựại trước khi ựứt) của một loại thép cường ựộ cao bị giảm ựi, khi có mặt của hyựro với nồng ựộ ựủ Dưới tác ựộng của một tác dụng cơ học, hydro tập trung lại trong các vùng có biến dạng lớn nhất ( sự tập trung ứng suất ) đó là trường hợp của các ựáy cắt khấc hoặc của vết nứt Cũng vậy, một vết nứt xuất hiện từ một khuyết tật hình học nhỏ có thể tăng lên bằng các bước nhẩy nối tiếp Một bước nhẩy tương ứng với sự ựứt của thể tắch hoá ròn, nó xẩy ra khi hàm lượng hyựrô ựạt tới ngưỡng làm ròn thép Phải ghi nhận rằng hyựrô gây ra quá trình này xuất phát từ phản ứng catot (2),
Trang 10nó hoạt ựộng dễ dàng bởi sự vắng mặt của oxy Ngoài ra, một vài vật thể ở mặt tiếp giáp giữa thép và môi trường có thể hoặc là ngăn cản hoặc là tạo tuận lợi cho sự xâm nhập của hyựro vào vật liệu kim loại
Sự phá hoại do ăn mòn dưới ứng suất xuất hiện khi yếu tố ựộ mạnh của ứng suất của vết nứt trong vật rắn bị căng ựạt tới giá trị cực hạn, nó là ựộ dai của vật liệu ( yếu tố cường ựộ của ứng suất tỷ lệ thuận với ứng suất tác dụng và với bình phương của kắch cỡ vết nứt)
đó là cơ chế thứ hai liên quan ựến cốt thép ứng suất trước bằng thép không phải là hợp kim
để ựánh giá ựộ nhậy cảm của cốt thép ứng suất trước ựối với ăn mòn dưới ứng suất, chúng chịu các thắ nghiệm quy ước, nó cho phép không phải là
dự kiến tuổi thọ làm việc, mà là xếp hạng hoạt ựộng tương ựối của cường ựộ ựối với loại ăn mòn này
Một nhóm các thắ nghiệm ựầu tiên chỉ liên quan ựến ựộ nhậy cảm của cốt thép ựối với sự ăn mòn hóa bởi hyựro Vấn ựề là căng một mẫu ở mức của ứng suất gần với ứng suất khi làm việc và ựặt nó trong một chất lỏng có khả năng gây nên sự ròn hóa bởi hyựro Một chất lỏng như vậy thắ dụ như dung dịch Thioxianat amon (NH4CNS)
Một nhóm thắ nghiệm ăn mòn gây nứt gần ựiều kiện làm việc hơn Vấn
ựề là, vắ dụ như, dùng nước cất ắt nhiều ựược ựổi mới và khoáng khắ làm môi trường ựể xếp xung quanh các mẫu bị kéo căng
Các loại thép nhậy cảm hơn ựối với ăn mòn dưới ứng suất chỉ ựược sử dụng ựối với các cấu kiện không bị mưa ướt và ắt tiếp xúc với thời tiết ( trước hết là ở bên trong công trình )
7.5 Bảo vệ chống ăn mòn
Cốt thép của bê tông cốt thép ựược bảo vệ chống ăn mòn khi chúng ựược bao bọc bởi lớp bê tông dầy, ựặc chắc và không nứt nẻ Tuy nhiên, trong một số trường hợp, nhất là khi lớp bao phủ có thể không ựủ dầy hoặc ựặc chắc ựể làm chậm sự xâm nhập của các chất ăn mòn , cần phải có biện pháp bảo vệ phụ Các phương pháp bảo vệ này có thể bao gồm việc làm tăng tắnh chống thấm của bê tông phủ ngoài ( tăng ựộ ựặc chắc, sơn bê tông, v.v ) Chúng cũng có thể là các lớp phủ hữu cơ (nhựa epoxy là vắ dụ) hoặc lớp phủ kim loại ( mạ kẽm) lên mặt cốt thép ngay từ khi sản xuất chúng
Khi cốt thép của bê tông cốt thép chưa ựược bảo vệ từ lúc ựầu, bị ăn mòn trong một công trình , chúng có thể ựược bảo vệ bằng các phương pháp khác
Trang 11ðối với cốt thép ứng suất trước, bảo vệ bằng vữa lỏng phun hoặc bằng
mỡ được đổ vào ngay từ lúc sản xuất cốt thép
Các phương pháp khác như lớp mạ kẽm cũng cĩ thể dùng được
Các phản ứng của một vài loại xi măng với lớp mạ làm cho hyđrat thốt
ra, và bọt cĩ thể để lại các vết trong xi măng
Nhưng các phản ứng này mất đi, khi pha một lượng nhỏ sản phẩm như cromat Khi khai thác đặc biệt chú ý việc tạo mơi trường cho bê tơng cĩ thể thốt được nước và khí ra ngồi (sự thở của bê tơng), khi đĩ mức độ rỉ cĩ thể giảm
7.6 Thép bền thời tiết
ðể tăng cường khả năng chống ăn mịn (rỉ) của thép cần chế tạo các loại thép đặc biệt bền thời tiết
Thép bền thời tiết thơng thường trong thành phần cĩ một lượng nhỏ Cu,
Cr, Ni, P được phát triển ở Mỹ từ những năm 1930 trong đại bộ phận các kết cấu thép ðặc tính của loại thép này là hình thành một lớ gỉ ổn định trên bề mặt kết cấu Thép này rất bền trong điều kiện các cơng trình được xây dựng xa biển các cơng trình ở ven biển và trong nước biển do tác động của mối lắng đọng từ khơng khí với hàm lượng lớn hơn 0.05mg/dm2/ngày gây ăn mịn mạnh
Thép khơng gỉ tại Mỹ thường sử dụng thép hợp kim cĩ pha Crơm chịu nhiệt theo các dạng: lá, tấm, thanh Tiêu chuẩn kỹ thuật được quy định trong ASTM A176
Trong 5 năm gần đây Nhật Bản đã phát minh ra thép bền thời tiết cho mơi trường ven biển bởi Tập đồn nghiên cứu cơng nghệ thép Nippon Thép bền thời tiết được làm tăng thêm hàm lượng niken (3% theo khối lượng) là nguyên tố hợp kim chính, kết hợp với 0.4%Cu theo khối lượng việc loại bỏ Crơm trong thép chính là để giữ vững khả năng chống ăn mịn của thép trong khí hậu biển Sự phát triển này được thực hiện trên cơ sở trao đổi điện hố và dính kết kỹ thuật bằng các dạng chức năng trao đổi ion trong lớp gỉ Các tính chất cơ học của vật liệu này thảo mãn những tiêu chuẩn JIS 3114 ðối với thép cho kết cấu thép hàn bền thời tiết
Khi sử dụng các loại thép bền thời tiết cho kết cấu hàn cần sử dụng các vật liệu hàn kiểu mới
Cốt thép sơn epoxy được quy định ASTM A99, được sử dụng trong các kết cấu bê tơng cốt thép ở những vùng cĩ sự ăn mịn mạnh (mơi trường biển)
8 GANG
8.1 Thành phần hĩa học của gang:
Trang 12Gang là hợp kim sắt - cácbon với lượng các bon ≥ 2,14% Hai nguyên tố khác thường có trong gang là mangan và silic, ngoài ra còn chứa cả photpho và lưu huỳnh
8.2 Cấu trúc của gang:
Theo cấu trúc vi mô, gang chia ra 4 loại: trắng, xám, cầu và dẻo Gang trắng có cấu trúc hỗn hợp leñeburit Trong gang xám, cầu và dẻo các bon phần lứon ở dạng tự do - grafit
Theo TCVN 1659 - 75 ( gang xám kí hiệu là GX là hai số theo sau ñó là giới hạn bền kéo và giới hạn bền uốn tính theo kG/mm2) gang xám ñược phân
ra làm 11 loại từ GX - 00 ñến GX - 44 - 64 Trong xây dựng thường phải dùng những loại gang xám từ GX 32 - 52 trở lên
Gang cầu :
Gang cầu gồm những hạt grafit cầu, có ñộ bền cao và chống va ñập tốt Khi chịu lực, cấu trúc hình cầu làm cho gang cầu có ñộ bền kéo, nén cao; có ñộ dẻo và dai nhất ñịnh Theo tiêu chuẩn Việt nam gang cầu có ký hiệu là GC với hai số tiếp theo ñó là giới hạn bền kéo và ñộ giãn dài
và silumin
ðuara:
ðuara là hợp kim nhôm với ñồng (< 4%), crôm (< 12%), magie (< 7%),
Trang 13nằm trong giới hạn sau : giới hạn chảy - 1700 - 2800 daN/cm2, ñộ bền kéo 1700
- 4400 daN/cm2, ñộ giãn dài tương ñối 6- 24%, ñộ cứng Brinen 40 - 100 daN/mm2
Silumin :
Silumin là hợp kim của nhôm với silic SiO2(10 - 14%) Chúng có chất lượng cao, ñộ bền kéo ñến 2000 daN/cm2, ñộ cứng Brinen 50 - 70 daN/mm2
CÂU HỎI ÔN TẬP
1 Khái niệm chung về vật liệu kim loại?
2 Thành phần và cấu trúc của kim loại?
Gỗ chưa qua chế biến vẫn tồn tại những nhược ñiểm lớn:
