ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG
TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA
---------NGUYỄN MINH TÚ
NGHIÊN CỨU THỰC NGHIỆM ẢNH HƯỞNG
CỦA ĂN MÒN CỐT THÉP ĐẾN KHẢ NĂNG
CHỊU UỐN CỦA DẦM BÊ TÔNG CỐT THÉP

Chuyên ngành: Kỹ thuật Xây dựng
Mã ngành: 8.58.02.01

TÓM TẮT LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT

Đà Nẵng - năm 2022
THƯ VIỆN TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA – ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG.

Lưu hành nội bộ


Cơng trình được hồn thành tại
TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA

Người hướng dẫn khoa học: TS. Nguyễn Văn Chính

Phản biện 1: TS. Trần Anh Thiện
Phản biện 2: TS. Phạm Đăng Khoa

Luận văn sẽ được bảo vệ trước Hội đồng chấm Luận văn tốt
nghiệp thạc sĩ kỹ thuật xây dựng họp tại Trường Đại Học Bách
Khoa ngày 23 tháng 4 năm 2022.

Có thể tìm hiểu luận văn tại:

–
–

Trung tâm Học Liệu, Đại học Đà Nẵng tại Trường Đại học
Bách khoa
Thư viện Khoa Xây dựng Dân dụng và Công nghiệp,
Trường Đại học Bách khoa.

THƯ VIỆN TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA – ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG.

Lưu hành nội bộ


1

TỔNG QUAN:
Luận văn nghiên cứu thực nghiệm ảnh hưởng của các cấp ăn
mòn cốt thép dọc chịu kéo đối với khả năng làm việc của dầm bê tông
cốt thép. Bốn dầm bê tơng cốt thép kích thước tiết diện ngang là
150x200mm, chiều dài 2100mm được đúc trong đó cốt thép chịu kéo
là 2fi12. Các thanh thép dọc chịu kéo được gia tốc ăn mòn sử dụng
phương pháp dòng điện đến các cấp ăn mòn lần lượt là 3%, 5% và
10%. Sau khi hồn thành việc gia tốc ăn mịn thì các dầm BTCT được
thí nghiệm uốn theo sơ đồ bốn điểm để xác định đường cong quan hệ
lực- chuyển vị cũng như khả năng chịu lực của dầm, lực tại thời điểm
cốt thép bắt đầu chảy dẻo, hình dạng vết nứt và dạng phá hoại của
dầm. Kết quả chỉ ra rằng tất cả các dầm đều phá hoại uốn với vết nứt
thẳng đứng xuất hiện ở khu vực có moment lớn. Khi cốt thép bị ăn
mịn thì khả năng chịu lực của dầm bị suy giảm, sự suy giảm càng tăng
khi cấp độ ăn mòn cốt thép dọc càng lớn. Khả năng chịu lực của dầm

chỉ đạt đến 77% so với dầm đối chứng khi cốt thép dọc bị ăn mịn đến
10%.
I.

Tính cấp thiết của đề tài.
Ăn mịn cốt thép là một hiện tượng phổ biến trong kết cấu bê

tông cốt thép, q trình thủy hóa xi măng làm cho bê tông tăng cường
độ nhưng đồng thời cũng làm giảm độ pH có trong bê tơng, điều này
làm cho cốt thép bị mất tính chống rỉ thụ động. Với sự xâm nhập của
muối, oxy, độ ẩm và co2 vào trong lớp bảo vệ bê tơng và sau đó dẫn
đến ăn mịn của cốt thép bên trong bê tơng. Q trình phá hoại của bê
tơng và q trình ăn mịn cốt thép có mơi quan hệ mật thiết với nhau.
Khi cốt thép trong dầm bê tơng bị ăn mịn sẽ làm suy giảm
khả năng chịu lực của dầm khi chịu tải trọng và dẫn đến dầm bị phá

THƯ VIỆN TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA – ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG.

Lưu hành nội bộ


2

hoại; do ăn mịn làm giảm kích thước tiết diện ngang của cốt thép, cốt
thép trở nên dòn hơn; thể tích các sản phẩm ăn mịn tăng lên gây ra
nội ứng suất trong bê tông dẫn đến xuất hiện các vết nứt trong bê tơng;
ngồi ra khi cốt thép bị ăn mịn cịn ảnh hưởng đến lực dính giữa bê
tơng và cốt thép. Đây chính là lý do tác giả làm đề tài nghiên cứu:
“Nghiên cứu thực nghiệm ảnh hưởng của ăn mòn cốt thép đến khả
năng chịu uốn của dầm bê tông cốt thép”.

II.

Mục tiêu nghiên cứu của đề tài
Nghiên cứu thực nghiệm ảnh hưởng của các cấp độ ăn mòn

khác nhau của cốt thép dọc chịu kéo đến khả năng chịu uốn của dầm
bê tông cốt thép.
III.

Đối tượng và phạm vi nghiên cứu
Các dầm bê tông cốt thép có kích thước tiết diện là

(150x200)mm, chiều dài dầm 2100mm.
Mẫu bê tông (150x150x150)mm và mẫu 150x150x600mm để
xác định cường độ chịu nén và chịu kéo của bê tông.
Cốt thép dọc chịu lực trong dầm được gia tốc ăn mòn ở các
cấp độ khác nhau sử dụng phương pháp dòng điện khơng đổi. Dầm bê
tơng cốt thép được thí nghiệm để xác định khả năng chịu uốn.
IV.

Phương pháp nghiên cứu
Tổng hợp lý thuyết các kết quả nghiên cứu trước đó về ăn mịn

của cốt thép trong bê tơng và ảnh hưởng của nó đến khả năng chịu lực
của một số cấu kiện bê tơng cốt thép.
Thực hiện các thí nghiệm dựa trên tiêu chuẩn: TCVN
3105:1993: Hỗn hợp bê tông nặng và bê tông nặng Lấy mẫu, chế tạo
và bảo dưỡng mẫu thử; TCVN 3106:1993: Hỗn hợp bê tông nặng -

THƯ VIỆN TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA – ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG.


Lưu hành nội bộ


3

Phương pháp thử độ sụt; TCVN 3118:1993: Bê tông nặng - Phương
pháp xác định cường độ nén.
Đúc dầm BTCT kích thước (150x200x2100)mm trong đó cốt
thép dọc được gia tốc ăn mòn ở các cấp độ khác nhau sử dụng phương
pháp dịng điện khơng đổi. Ngồi ra đúc các mẫu bê tơng kích thước
(150x150x150)mm và (150x150x600)mm để xác định cường độ chịu
nén của bê tơng.
Sau khi hồn thành việc gia tốc ăn mịn cốt thép, dầm BTCT
được tiến hành thí nghiệm uốn.
Phân tích các kết quả thí nghiệm.
- Khối lượng cốt thép bị ăn mòn.
- Biểu đồ lực và chuyển vị của dầm.
- Vết nứt của dầm.
- Đánh giá sự ảnh hưởng các cấp độ ăn mòn khác nhau của cốt
thép dọc đến khả năng chịu uốn của dầm BTCT.
V.

Kết quả dự kiến
Xác định khả năng chịu lực còn lại của dầm BTCT sau khi cốt

thép bị ăn mòn
Đưa ra các kiến nghị khi ứng dụng trong việc đánh giá khả năng
chịu lực còn lại của dầm BTCT.
CHƯƠNG 1:

TỔNG QUAN VỀ BÊ TƠNG VÀ DẦM BÊ TƠNG CỐT THÉP
1.1

Bê tơng

1.1.1

Bê tơng và Bê tông Cốt thép.
Bê tông là một loại vật liệu nhân tạo được chế tạo từ các vật

liệu rời (cát, đá, sỏi) và chất kết dính (thường là xi măng), nước và có

THƯ VIỆN TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA – ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG.

Lưu hành nội bộ


4

thể thêm phụ gia. Vật liệu rời còn gọi là cốt liệu, cốt liệu có 2 loại bé
và lớn. Loại bé là cát có kích thước (1-5)mm, loại lớn là sỏi hoặc đá
dăm có kích thước (5 - 40)mm. Chất kết dính là xi măng.
1.1.2

Bê tơng cốt thép
Bê tơng cốt thép là một loại vật liệu xây dựng phức hợp do hai

loại vật liệu có đặc trưng cơ học khác nhau là bê tông và cốt thép cùng
cộng tác chịu lực với nhau một cách hợp lý và hiệu quả.
Cốt thép chịu nén và chịu kéo đều tốt và tốt hơn bê tông nhiều

lần. Nếu đặt một lượng cốt thép thích hợp và miền chịu kéo của dầm
thi khả năng chịu kéo của miền này tăng lên rất nhiều, tương ứng với
khả năng chịu nén của miền bê tơng phía trên. Do đó tăng đươc khả
năng chịu lực của kết cấu
1.1.3

Các nhân tố đảm bảo sự làm việc giữa bê tơng và cốt thép
Lực dính: Có ý nghĩa quyết định sự làm việc chung giữa bê

tông và cốt thép.
Bê tông bảo vệ cốt thép chống ăn mịn của mơi trường.
Hệ số dãn nở dài của cốt thép và bê tông xắp xỉ nhau
CHƯƠNG 2:
ĂN MỊN CỐT THÉP TRONG BÊ TƠNG VÀ ẢNH HƯỞNG CỦA
ĂN MÒN CỐT THÉP ĐẾN SỰ LÀM VIỆC CỦA DẦM BÊ TƠNG
CỐT THÉP
2.1

Ăn mịn cốt thép trong bê tơng.
Những nhân tố ảnh hưởng đến ăn mịn của cốt thép trong bê

tông như chất lượng bê tông và các nhân tố từ mơi trường bên ngồi
Dấu hiệu đầu tiên nhận thấy sự ăn mòn là các vết màu nâu
trên bề mặt bê tông tại khu vực quanh cốt thép.

THƯ VIỆN TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA – ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG.

Lưu hành nội bộ



5

Ăn mòn cốt thép là một trong những nguyên nhân chính gây
nên sự hư hại của kết cấu bê tơng cốt thép, đặc biệt là những kết cấu ở
môi trường biển.
Cơ chế ăn mịn của cốt thép trong bê tơng

2.1.1.

Trong q trình đóng rắn của bêtơng, các thành phần của
khống xi măng bị thuỷ hố và tạo mơi trường kiềm (pH =13 ÷ 14).
Trong mơi trường này cốt thép bị thụ động.
Phản ứng thuỷ hoá (hiđrat hoá) của các khoáng silicat như sau:
2(3CaO.SiO2) + 6H2O → 3CaO.2SiO2.3H2O + 3Ca(OH)2
2(2CaO.SiO2) + 4H2O → 3CaO.2SiO2.3H2O + Ca(OH)2.
Đối với khoáng C3A phản ứng xảy ra:
3CaO.Al2O3 + 6H2O → 3CaO.Al2O3.6H2O
2(3CaO.Al2O3) + 21H2O → 4CaO.Al2O3.13H2O +
2CaO.Al2O3.8H2O
Trong nước biển chứa nhiều ion Cl– , sự xâm nhập của nó vào
cấu trúc bê tơng sẽ ảnh hưởng lớn đến tuổi thọ của các cơng trình. Nếu
tồn tại tự do trong các mao quản, lỗ trống ion Cl– sẽ phá huỷ và ăn
mịn bêtơng cốt thép.
Q trình ăn mịn cốt thép bêtơng là ăn mịn điện hố. Khi có
–

ion Cl xâm nhập vào lớp thụ động của bêtơng, lớp thụ động bị phá vỡ
và thép bị ăn mòn, pH giảm:

THƯ VIỆN TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA – ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG.


Lưu hành nội bộ


6

Fe – 2e → Fe2+
Fe2+ + 2H2O + Cl– → Fe(OH)2 + 2HCl

Hình 2.1: Sơ đồ ăn mịn cốt thép trong bê tông
2.2

Ảnh hưởng của cốt thép đến sự làm việc của kết cấu bê tơng

cốt thép
2.3.
Gia tốc ăn mịn cốt thép trong bê tơng trong phịng thí
nghiệm.
2.3.1.

Khái niệm về thí nghiệm gia tốc

Thí nghiệm gia tốc là những thí nghiệm mà phương pháp và
điều kiện tiến hành thí nghiệm đó đảm bảo cho chúng ta thu được
thơng tin cần thiết về các đặc tính của đối tượng thí nghiệm trong
khoảng thời gian ngắn hơn so với khi thí nghiệm thơng thường.
2.3.2. Gia tốc ăn mịn của cốt thép trong bê tông sử dụng nguồn
điện một chiều.
Sử dụng nguồn điện 1 chiều, có cường độ dịng điện I khơng
đổi hoặc hiệu điện thế U khơng đổi. Trong đó Cực dương (+) của nguồn

điện được nối với cốt thép và Cực âm (-) của nguồn điện được nối với
tấm thép không gỉ làm việc như cực âm.

THƯ VIỆN TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA – ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG.

Lưu hành nội bộ


7

Q trình thí nghiệm ăn mịn diễn ra trong dung dịch chất điện
phân ( muối NaCl 3,5%....). Mức dung dịch trong bể được điều chỉnh
để đảm bảo đủ độ ngập của các thanh thép, đồng thời đảm bảo mặt
thoáng đủ oxy cho q trình ăn mịn được tiến hành.
Thời gian thực hiện thí nghiệm ăn mịn được tính tốn để đưa
ra mức độ ăn mòn cần thiết theo Luật Faraday’s.
2.3.3.

Định luật Faraday’s.

Mối quan hệ giữa mật độ dòng ăn mòn và tổn thất khối lượng
của thanh cốt thép do ăn mòn được xác định bằng cách áp dụng Định
luật Faraday’s.

m =

A.I .t
Z .F

Trong đó:

A : Khối lượng mol của sắt (56mol/g).
I : Cường độ dòng điện (A).
t : Thời gian (giây).
Z : Số hóa trị của ion sắt (2).
F : Hằng số Faraday’s (96485,33 Coulombs/ mol).
2.3.4.

Xác định cấp độ ăn mịn thực tế.

Trước khi đưa vào dầm để đúc thì các thanh thép được làm
sạch và cân khối lượng m1. Sau khi thí nghiệm uốn mẫu được thực
hiện, các dầm được đạp phá và các thanh thép bị ăn mòn được lấy ra,
làm sạch các sản phẩm ăn mòn và cân được khối lượng m2. Khối lượng
bị giảm đi của các thanh thép ( m1 ) và sự sai lệch giữa khối lượng thép
giảm từ kết quả tính lý thuyết và kết quả thực nghiệm ( % m ) được
tính theo phương trình.

THƯ VIỆN TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA – ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG.

Lưu hành nội bộ


8

%m =
2.4.

m1 − m2
x100%
m2


Kết luận.

Ăn mòn cốt thép là quá trình điện hóa liên quan đến việc di
chuyển dịng điện ở diện nhỏ hoặc rộng. Hậu quả của sự ăn mịn cốt
thép khơng chỉ liên quan đến khả năng bảo trì hoặc điều kiện bên ngồi
của kết cấu, mà cịn có thể ảnh hưởng đến khả năng chịu lực và đảm
bảo an tồn của kết cấu.
CHƯƠNG 3:
THÍ NGHIỆM XÁC ĐỊNH ẢNH HƯỞNG CỦA ĂN MÒN CỐT
THÉP ĐẾN KHẢ NĂNG CHỊU UỐN CỦA DẦM BÊ TƠNG
CỐT THÉP.
3.1.

Giới thiệu chung
Chương này trình bày chương trình thí nghiệm đánh giá ảnh

hưởng của ăn mòn cốt thép dọc chịu kéo đến khả năng chịu lực của
dầm bê tông cốt thép (BTCT). Tám dầm BTCT kích thước mỗi dầm
là 150x200x2100mm được chia làm 2 nhóm mẫu, trong đó nhóm A
gồm 4 dầm có hàm lượng cốt thép là µ=1.08%, và nhóm B cũng gồm
4 dầm với hàm lượng cốt thép là µ=1.67%. Trong mỗi nhóm dầm thí
cốt thép dọc chịu kéo được gia tốc đạt cấp độ ăn mòn tương ứng là 0,
3, 5, 10% theo sự mất mát đường kính cốt thép. Các dầm sau đó sẽ
được thí nghiệm uốn để xác định khả năng chịu uốn cịn lại cũng như
hình thức phá hoại của dầm. Các thông số sẽ được tiến hành xác định
bao gồm:
-

Điện trở của dầm trong quá trình gia tốc ăn mịn với dịng

điện khơng đổi.

THƯ VIỆN TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA – ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG.

Lưu hành nội bộ


9

-

So sánh cấp độ ăn mịn lý thuyết thơng qua tính tốn và cấp
độ ăn mịn thực tế thơng qua đo đạc sự mất mát khối lượng
thép thực tế.

-

Quan hệ giữa lực và chuyển vị giữa dầm được xác định theo
sơ đồ uốn 4 điểm.

-

Hình dạng và chiều dài vết nứt trong dầm.

-

Phân tích đánh giá ảnh hưởng của hàm lượng cốt thép và cấp
độ ăn mòn đến khả năng chịu lực của dầm.

3.2.


Chương trình thí nghiệm

3.2.1

Vật liệu, dụng cụ và thiết bị dùng để thí nghiệm

a)

Đá dăm (Cốt liệu lớn)
Thành phần hạt của cốt liệu lớn, biểu thị bằng lượng sót tích

luỹ trên các sàng, được quy định trong Bảng 3.1, theo TCVN 75702006 “Cốt liệu cho bê tông và vữa – Yêu cầu kỹ thuật”.
b)

Cát (Cốt liệu nhỏ)
Thành phần hạt của cát thô được sử dụng để chế tạo bê tông

quy định trong Bảng 3.2 theo TCVN 7570-2006 “Cốt liệu cho bê tông
và vữa - Yêu cầu kỹ thuật”.
c)

Xi măng (XM): Sử dụng xi măng PCB 40 Sông Gianh.
Vì điều kiện thí nghiệm cịn hạn chế nên tác giả khơng tiến

hành thí nghiệm các chỉ tiêu của xi măng mà chỉ tham khảo theo công
bố của nhà sản xuất theo Bảng 3.3.
d)

Nước: Nước sử dụng để trộn bê tông tuân thủ theo tiêu chuẩn


TCVN 4506 : 2012 “ Nước trộn bê tông và vữa – Yêu cầu kỹ thuật”
cần có chất lượng đạt yêu cầu
e)

Thép

THƯ VIỆN TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA – ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG.

Lưu hành nội bộ


10

Sử dụng thép Ø8 tròn trơn, Ø12, Ø16 rằn ri của nhà máy thép
Hoà Phát (VAS). TCVN 1651-2:2008.
Chất điện phân: Sử dụng muối NaCl REFINED SALT

f)

(Muối tinh khiết), sản xuất từ Thái Lan.
3.2.1.1. Dụng cụ và thiết bị thí nghiệm
Ván khn

a)

Kích thước ván khn: Ván khn mẫu 150x150x150(mm)
và ván khn dầm 200x150x2100(mm).
Các dụng cụ và thiết bị phục vụ tạo mẫu.


b)
-

Máy trộn bê tông Việt Nam động cơ điện. (V=250L, động cơ
2.2W/220V)

-

Máy đầm dùi động cơ điện.

-

Máy cắt sắt.

-

Bộ dụng cụ đo độ sụt.

-

Cân điện tử. (30kg, sai số 1g, Model VNS W 30kg)

c)

Thiết bị phục vụ thí nghiệm.

-

Bộ chuyển nguồn từ dòng điện xoay chiều thành dòng điện 1
chiều với cường độ dịng điện khơng đổi. Model: OWON

ODP3032(3 channel/30V/3A).

-

Máy nén mẫu.

-

Máy uốn mẫu.

THƯ VIỆN TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA – ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG.

Lưu hành nội bộ


11

Hình 3.5: Mơ hình thí nghiệm ăn mịn cốt thép I không đổi
3.2.2

Thành phần cấp phối và chế tạo dầm bê tông cốt thép.

3.2.2.1 Thành phần cấp phối.
Bảng 3.3: Thành phần cấp phối bê tơng cho một dầm BTCT
Nhóm Tên Tổng
Xi
Đá
Cát
Nước
Tỷ lệ

dầm khối
lượng

măng 1×2
(kg)

(kg)

(kg)

nước
trên xi

(kg)

một mẻ

măng

trộn

(N/X)

(kg)
A

B

A.1
A.2

A.3
A.4
B.1
B.2
B.3

157.5

28

84

56

15.4

0.55

157.5

28

84

56

15.4

0.55


THƯ VIỆN TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA – ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG.

Lưu hành nội bộ


12

3.2.2.2 Chế tạo dầm bê tơng cốt thép

Hình 3.6: Chi tiết dầm bê tơng cốt thép nhóm A

Hình 3.7: Chi tiết dầm bê tơng cốt thép nhóm B

3.2.3. Gia tốc ăn mòn cốt thép trong dầm BTCT
3.2.3.1. Gia tốc ăn mòn

THƯ VIỆN TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA – ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG.

Lưu hành nội bộ


13

- Gia tốc ăn mòn cốt thép trong dầm BTCT (được ngâm trong
bể muối) tại phịng thí nghiệm sử dụng phương pháp cường độ dịng
điện khơng đổi với mức cường độ dòng điện lần lượt là IA = 1703 (mA)
và IB = 2270 (mA) đối với dầm nhóm A và B tương ứng

Hình 3.8: Mơ hình gia tốc dịng điện ăn mịn CT trong bể ngâm


Hình 3.9,3.10: Hình ảnh gia tốc ăn mịn dầm BTCT nhóm A,B

THƯ VIỆN TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA – ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG.

Lưu hành nội bộ


14

Bảng 3.4:Bảng tính tốn cường độ dịng điện theo mật độ thép và
thời gian ăn mòn cho từng dầm khác nhau.
Nhóm

Ký

Thép Đườn Tổng

hiệu bị ăn

g

dầm mịn kính

Tổng

chiều dài diện tích ăn mòn
(cm)

D


dòng

Cường

Thời

độ dòng gian ăn

thép

cốt

điện ăn

điện

(cm2)

thép

mòn I

(mA) (Ngày/Gi

(%)

mA/cm2

0


0

(cm)
A.1

Cấp độ Mật độ

....

mòn

ờ/ Phút)

5
A.2 2Ø12 1.2

452

1703.136

3

1

1703.136 ngày/19
giờ
9 ngày/ 9

A


A.3 2Ø12 1.2

452

1703.136

5

1

1703.136 giờ /35
phút
18

A.4 2Ø12 1.2

ngày/19
452

1703.136

10

1

1703.136
giờ
/10phút

B.1


....

0

0
7

B.2 2Ø16 1.6

ngày/12
452

2270.848

3

1

2270.848
giờ /28

B

phút
12 ngày /
B.3 2Ø16 1.6

452


2270.848

5

1

2270.848 12 giờ
/46 phút

THƯ VIỆN TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA – ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG.

Lưu hành nội bộ


15

Cực dương (+) của nguồn điện 1 chiều có cường độ dịng điện
khơng đổi lần lượt là IA = 1703mA và IB = 2270mA nối với các thanh
thép lớp dưới 2Ø12, 2Ø16 bị ăn mòn bằng dòng điện
Cực âm (-) của nguồn điện 1 chiều có cường độ dịng điện
khơng đổi lần lượt là IA = 1703mA và IB = 2270mA nối với tấm thép
không rỉ bằng dây dẫn điện ruột đồng 1,5mm.
Các dầm bê tông được ngâm trong bể nước, cùng với tấm thép
không rỉ, nước trong bể được hòa muối NaCl với hàm lượng 3,5%/tổng
khối lượng nước (kg) (tạo thành dung dịch chất điện li).
Sau khi đã hoàn thành công tác lắp đặt thiết bị và nguồn điện
để thực hiện giai tốc ăn mòn (theo sơ đồ nguyên lý Hình: 3.27), chúng
ta tiến hành kiểm tra sự làm việc của thí nghiệm ăn mịn. Việc kiểm
tra này được thực hiện và theo dõi bằng Camera để đọc số liệu
3.3


Kết quả và thảo luận

3.3.1

Cường độ nén của bê tông
Bảng 3.5: Kết quả nén mẫu lưu 28 ngày cho 2 nhóm A,B

Nhóm

Samples

Mẻ

Độ sụt

Cường độ nén mẫu

ID

trộn

(SN=cm)

150×150×150mm
lưu 28 ngày (MPa)

A.1
A.2
A


A.3
A.4
B.1

B

B.2
B.3

1

12.5

264.57

2

14

305.87

3

15

299.27

4


16

282.22

THƯ VIỆN TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA – ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG.

Lưu hành nội bộ


16

Điện thế trong cốt thép dầm ở quá trình ăn mịn
Trong q trình ăn mịn ta cài đặt dữ liệu với I=const cho 2
dầm nhóm A,B. Chúng ta sẽ kiểm tra và ghi lại số liệu hiệu điện thế
(U) của dịng điện được thể hiện thơng qua màn hình đọc.
3.3.2.

Hình 3.11: Biểu đồ dao động U trong quá trình ăn mịn dầm nhóm A

Hình 3.12: Biểu đồ dao động U trong q trình ăn mịn dầm nhóm B

THƯ VIỆN TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA – ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG.

Lưu hành nội bộ


17

3.3.5.
thép


Một số hình ảnh quan sát dầm sau khi gia tốc ăn mịn cốt

Hình 3.13: Tháo mẫu dầm nhóm A

Hình 3.14: Tháo mẫu dầm nhóm B

THƯ VIỆN TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA – ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG.

Lưu hành nội bộ


18

3.3.8

Biểu đồ quan hệ lực và chuyển vị của dầm.

+

Hình 3.15: Biểu đồ uốn dầm nhóm A

Hình 3.16: Biểu đồ uốn dầm nhóm B

THƯ VIỆN TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA – ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG.

Lưu hành nội bộ


19


Hình 3.15 và 3.16 thể hiện đường cong quan hệ lực chuyển
vị giữa dầm đối chứng và các dầm có cốt thép bị ăn mòn A,B. Kết
quả tổng hợp các thông số về lực khi cốt thép chảy dẻo và lực lớn
nhất gây phá hoại dầm được thể hiện ở Bảng 3.7 đối với dầm 2 nhóm
A,B. Kết quả thí nghiệm uốn dầm bốn điểm cho thấy tất cả các dầm
đều phá hoại uốn, trong đó khi lực gia tăng thì đến thời điểm bê tơng
vùng kéo bị nứt, sau đó tiếp tục gia tăng lực đến khi cốt thép chảy
dẻo và lực tiếp tục tăng thì bê tơng vùng nén bị phá hoại dẫn đến
dầm bị phá hoại. Nhìn tổng thể thì sự ăn mịn cốt thép làm suy giảm
khả năng chịu lực của dầm, trong đó mức độ ăn mịn càng lớn thì khả
năng chịu lực càng giảm. Ngồi ra cũng có thể nhận thấy ăn mịn cốt
thép làm suy giảm lực gây chảy dẻo cốt thép trong dầm và chuyển vị
tại vị trí giữa dầm. Sự suy giảm khả năng chịu lực của dầm được cho
là do sự suy giảm đường kính cốt thép do ăn mịn, sự suy giảm khả
năng chịu kéo của cốt thép do ăn mịn và sự suy giảm lực dính giữa
cốt thép và bê tông như đã được chỉ ra từ các nghiên cứu trước đó
[….].

THƯ VIỆN TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA – ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG.

Lưu hành nội bộ


20

3.3.9

Hình ảnh vết nứt và dạng phá hoại khi uốn dầm


3.3.9.1 Hình ảnh vết nứt và dạng phá hoại khi uốn dầm nhóm A

Hình 3.17. Hình ảnh vết nứt và dạng phá hoại của dầm BTCT đối
chứng và bị ăn mòn cốt thép

THƯ VIỆN TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA – ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG.

Lưu hành nội bộ


21

Hình 3.17 thể hiện hình dạng vết nứt của dầm sau khi uốn,
dối với dầm đối chứng thì sự hình thành vết nứt đầu tiên tại khoảng
20kN là vết nứt thẳng đứng ở vùng moment uốn lớn nhất, sau đó các
vế nứt sẽ tiếp tục hình thành xuất phát tại các vị trí điểm đặt lực khi
tải trọng tăng dần. Hầu hết các vết nứt xuất hiện theo phương thẳng
đứng trong vùng moment lớn (vùng giữa dầm). Đối với các dầm
BTCT bị ăn mịn thì trước khi thí nghiệm uốn dầm đã xuất hiện các
vết nứt dọc theo thanh thép dọc đặc biệt đối với dầm A4 khi cấp độ
ăn mịn là 10%, dó đó dưới tác dụng của tải trọng, vết nứt theo
phương đứng đầu tiên xuất hiện lúc tải trọng đạt gái trị khoảng 19
KN đối với dầm A2, A3 và khoảng 18kN đối với dầm A4. Các vết
nứt thẳng đứng xuất hiện ngay vị trí giữa dầm khi tải trọng tăng lên
đối với dầm có cốt thép bị ăn mịn, cùng với đó là sự bong trát của
lớp bê tơng ở vùng chịu kéo do có sự kết hợp của vết nứt dọc theo
thanh thép dọc. Nhìn chung khi cốt thép chưa bị ăn mòn (dầm đối
chứng A1) thì số lượng vết nứt thẳng đứng xuất hiện nhiều hơn so
với các dầm có cốt thép dọc bị ăn mịn, nơi mà chỉ có một vài vết nứt
thẳng đứng tập trung ở vị trí giữa dầm do có các vết nứt dọc dầm tại

vị trí cốt thép dọc bị ăn mòn.

THƯ VIỆN TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA – ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG.

Lưu hành nội bộ


22

3.3.9.2 Hình ảnh vết nứt và dạng phá hoại khi uốn dầm nhóm B

Hình 3.18. Hình ảnh vết nứt và dạng phá hoại của dầm BTCT nhóm
B đối chứng và bị ăn mòn cốt thép

THƯ VIỆN TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA – ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG.

Lưu hành nội bộ


23

Hình 3.18 thể hiện hình dạng vết nứt của dầm sau khi uốn,
dối với dầm đối chứng B1 thì sự hình thành vết nứt đầu tiên tại
khoảng 23kN là vết nứt thẳng đứng ở vùng moment uốn lớn nhất,
sau đó các vế nứt sẽ tiếp tục hình thành xuất phát tại các vị trí điểm
đặt lực khi tải trọng tăng dần. Hầu hết các vết nứt xuất hiện theo
phương thẳng đứng trong vùng moment lớn (vùng giữa dầm). Đối
với các dầm BTCT bị ăn mịn thì trước khi thí nghiệm uốn dầm đã
xuất hiện các vết nứt dọc theo thanh thép dọc đặc biệt đối với dầm
B3 khi cấp độ ăn mịn là 5%, dó đó dưới tác dụng của tải trọng, vết

nứt theo phương đứng đầu tiên xuất hiện lúc tải trọng đạt giá trị
khoảng 21 KN đối với dầm B2 và khoảng 20kN đối với dầm B3. Các
vết nứt thẳng đứng xuất hiện ngay vị trí giữa dầm khi tải trọng tăng
lên đối với dầm có cốt thép bị ăn mịn, cùng với đó là sự bong tách
của lớp bê tông bảo vệ ở vùng chịu kéo do có sự kết hợp của vết nứt
dọc theo thanh thép dọc (đặc biệt là dầm B3 với cấp ăn mòn 5%).
Nhìn chung khi cốt thép chưa bị ăn mịn (dầm đối chứng B1) thì số
lượng vết nứt thẳng đứng xuất hiện nhiều hơn so với các dầm có cốt
thép dọc bị ăn mịn, nơi mà chỉ có một vài vết nứt thẳng đứng tập
trung ở vị trí giữa dầm do có các vết nứt dọc dầm tại vị trí cốt thép
dọc bị ăn mòn.
3.4.

Kết luận chương 4
Dựa vào kết quả thí nghiệm, một số kết luận sau có thể được

rút ra
Việc gia tốc ăn mòn cốt thép chịu kéo trong dầm BTCT khi
có sự hiện diện của cốt đai và cốt thép chịu nén sẽ khó khăn hơn
trong trường hợp chỉ có cốt dọc chịu kéo, tuy nhiên sẽ phản ảnh gần
đúng sự làm việc thực tế của dầm BTCT khi sự ăn mòn thường diễn
ra ở cả cốt dọc chịu kéo, cốt dọc chịu nén và cốt đai.

THƯ VIỆN TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA – ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG.

Lưu hành nội bộ