Bê tông cát biển chịu lực cho công trình xây dựng chịu xâm thực nước biển

Sử dụng bê tông cát biển cốt GFRP làm kết cấu chịu lực cho công trình xây dựng ở ven biển và hải đảo chịu xâm thực của  nước biển là vấn đề được đề cập trong một đề tài nghiên cứu khoa học của nhóm tác giả PGS.TS Vũ Ngọc Anh, Ths Đào Kim Thành (Trường Đại học Xây dựng Miền Trung) và NCS. Nguyễn Thanh Thản (Viện Khoa học công nghệ Xây dựng). 
Bê tông cát biển chịu lực cho công trình xây dựng chịu xâm thực nước biển
Các nhà khoa học nghiên cứu thực nghiệm tại trường Đại học Xây dựng Miền Trung

Từ nghiên cứu thực nghiệm, nhóm tác giả đề xuất chế tạo các loại bê tông có cấp độ bền từ B15 đến B45 từ cát biển, nước biển, nhưng thay thế cốt thép thông thường bằng cốt sợi thủy tinh GFRP.

Nhóm nghiên cứu đã thí nghiệm, quan sát độ ăn mòn, xác định đặc trưng cơ học của thép và GFRP khi ngâm chúng trong môi trường xâm thực nước biển. Đồng thời, thí nghiệm dầm bê tông cát biển đặt cốt thép và cốt GFRP trong môi trường xâm thực nước biển, đánh giá khả năng chịu uốn ở những thời điểm ăn mòn khác nhau.

Cụ thể, tại phòng thí nghiệm trường Đại học xây dựng Miền Trung, những thanh thép và thanh cốt sợi thuỷ tinh GFRP đường kính f10 được cắt có chiều dài 60cm rồi ngâm vào nước biển theo kiểu nửa khô nửa ướt (30cm ngâm dưới nước, 30cm còn lại trên mực nước).

Quan sát bằng mắt thường thấy sau 2 đến 3 ngày các thanh thép bắt đầu có màu đỏ của gỉ sắt xuất hiện ở vài vị trí gần phần tiếp giáp mực nước, những thanh GFRP không có biểu hiện gì đặc biệt.

Sau thời gian 3 tháng, phần phía trên thanh thép trong vùng 15cm đến 20cm chuyển hoàn toàn sang màu đỏ. Nhiều vị trí xuất hiện các vảy cứng có kích thước 0,5mm đến 1mm. Phần vảy cứng này do thép bị ăn mòn vào sâu nên lớp gỉ dày tạo thành vảy cứng.

Sau 6 tháng, trên bề mặt cốt thép ở phần tiếp giáp mực nước hiện tưởng gỉ phát triển mạnh, phần thép ngập nước có một lớp màng mỏng màu nâu đỏ bám kín bề mặt, khi rửa sạch và quan sát thấy có các lỗ nhỏ do ăn mòn bởi ion clo. Các thanh cốt GFRP vẫn không thay đổi màu.

Sau mỗi chu kỳ 3 tháng, 6 tháng, 12 tháng, nhóm nghiên cứu lấy 3 thanh thép và 3 thanh GFRP làm thí nghiệm chịu kéo.

Bê tông cát biển chịu lực cho công trình xây dựng chịu xâm thực nước biển
Thí nghiệm uốn dầm

Thí nghiệm cho thấy: Sau 3 tháng ngâm trong nước biển, các chỉ tiêu cơ học của thép và GFRP khi kéo không có gì thay đổi. Sau 6 tháng thí nghiệm ăn mòn giới hạn chảy của thép thí nghiệm giảm khoảng 2%, nhưng giới hạn bền giảm 6,1%. Sau 12 tháng, giới hạn chảy giảm 4,9%, nhưng giới hạn bền giảm 15,3%. Ngược lại, với GFRP khi ngâm trong môi trường xâm thực thì dấu hiệu suy giảm cường độ kéo không rõ ràng.

Để xác định hao hụt đường kính thép, nhóm đã cắt 10mm dài tại vị trí ăn mòn mạnh nhất và rửa sạch, sau đó cân rối so sánh với thời điểm trước khi ăn mòn. Kết quả cho thấy cho thấy sau 3 tháng không ghi nhận được sự sụt giảm trọng lượng, sau 6 tháng trọng lượng giảm 4,9% tương đương giảm 0,25% đường kính. Sau 12 tháng trọng lượng giảm 14%, tương đương giảm 0,81% đường kính.

Kết quả nghiên cứu trên cũng phù hợp với nghiên cứu đã công bố trước đây cho biết thép CT3 có thể bị ăn mòn khoảng 52,3μm/năm tại vùng biển Khánh Hoà, 41,4μm/năm tại Kiên Giang, 39,3μm/năm tại Vinh, 31,46μm/năm tại Hải Phòng. Ngược lại với thép thì với GFRP không có hiện tượng hư hại bề mặt do xâm thực nước biển.

Thí nghiệm trên có thể khẳng định đặc tính ưu việt của GFRP là không bị suy giảm cường độ và suy giảm diện tích tiết diện trong môi trường xâm thực mặn.

Từ kết quả nghiên cứu trên, nhóm tác giả tiếp tục chế tạo dầm bê tông cốt thép và dầm bê tông cốt GFRP từ cát biển, với thành phần cấp phối B30.

Theo đó, 6 cặp dầm (3 cặp bê tông cốt thép và 3 cặp GFRP) được gia tải và thí nghiệm ngâm trong bể nước biển. Các dầm này được đặt trong môi trường xâm thực nước biển theo hai chế độ, chế độ ngâm chìm trong nước biển và chế độ khô ướt.

Sau 6 tháng (dự kiến sẽ nghiên cứu tiếp sau 12 tháng và 18 tháng) dầm bê tông cốt thép và dầm bê tông cốt GFRP được mang ra thí nghiệm uốn để đánh giá khả năng chịu lực, sau đó quan sát cốt thép cũng như GFRP bị ăn mòn.

Kết quả cho thấy, về mặt chịu lực, dầm bê tông cốt thép và dầm bê tông cốt GFRP sau 6 tháng thí nghiệm trong môi trường xâm thực nước biển vẫn chưa có dấu hiệu suy giảm khả năng chịu lực.

Với dầm bê tông cốt GFRP khi ngâm trong nước biển dường như cho khả năng chịu lực cao hơn dầm ở môi trường khô và khô – ướt. Lý do có thể là bê tông ngâm nước cho phát triển cường độ cao hơn khi bê tông không ngâm.

Sau khi thí nghiệm, dầm tiếp tục được phá bỏ bê tông để quan sát bề mặt cốt thép. Đối với thép của dầm ngâm trong nước biển và dầm đặt phía trên trên mực nước chịu tác dụng của môi trường khô – ướt thì đều xuất hiện sự ăn mòn cốt thép tại vị trí vết nứt của dầm.

Bê tông cát biển chịu lực cho công trình xây dựng chịu xâm thực nước biển
Cốt GFRP và cốt thép sau khi được phá bỏ bê tông

Riêng đối với các thanh GFRP trong hai dầm ngâm trong nước biển và môi trường ướt khô vẫn giữ được màu trắng như ban đầu.

Qua thí nghiệm hai loại dầm cho thấy với dầm bê tông cốt thép, mặc dù ăn mòn chưa đủ để làm suy giảm khả năng chịu lực nhưng qua quan sát sự hình thành và phát triển của ăn mòn trên bề mặt cốt thép, có thể khẳng định là với chiều dày lớp bê tông bảo vệ 50mm theo tiêu chuẩn TCVN 9346-2012 thì cốt thép chịu lực trong dầm vẫn nhanh chóng bị ăn mòn bởi các vết nứt do co ngót, do ngoại lực gây ra… Ngược lại với dầm bê tông cốt sợi GFRP thì hoàn toàn không bị ăn mòn.

Từ nghiên cứu trên, nhóm tác giả nhận định: Trong những trường hợp đặc biệt như ở nơi đảo xa, khan hiếm vật liệu không nhiễm mặn hay vì lý do kinh tế, chúng ta có thể dùng cát biển và nước biển để chế tạo bê tông và dùng cốt phi kim loại như GFRP để tăng cường trong vùng bê tông chịu kéo là hoàn toàn khả thi.

PGS.TS Vũ Ngọc Anh cho biết thêm, trong thời gian tới, các dầm thí nghiệm còn lại sẽ tiếp tục được đánh giá khả năng chịu lực ở tháng thứ 12 và 18, đồng thời các thí nghiệm trên cấu kiện chịu nén đặt cốt GFRP cũng sẽ được tiến hành. Khi đó, các số liệu sẽ khẳng định tính đúng đắn của nhận định trên.

Liên Hoa
Bạn thấy bài viết này thế nào?
Kém Bình thường ★ ★ Hứa hẹn ★★★ Tốt ★★★★ Rất tốt ★★★★★

Tin mới nhất

Tăng cường an ninh mạng trong lĩnh vực hàng hải

Tăng cường an ninh mạng trong lĩnh vực hàng hải

Trong bối cảnh các mối đe dọa từ internet với tàu biển ngày càng gia tăng, việc tăng cường an ninh mạng trong lĩnh vực hàng hải được các doanh nghiệp chú trọng.
VPBank Technology Hackathon 2024 – sân chơi sáng tạo dành cho các tài năng công nghệ

VPBank Technology Hackathon 2024 – sân chơi sáng tạo dành cho các tài năng công nghệ

VPBank Technology Hackathon 2024 là sân chơi công nghệ lớn và sáng tạo do VPBank phối hợp cùng đối tác Amazon Web Services (AWS) tổ chức.
Triển lãm Quốc tế về giải pháp văn phòng thông minh tổ chức lần đầu tiên tại Việt Nam

Triển lãm Quốc tế về giải pháp văn phòng thông minh tổ chức lần đầu tiên tại Việt Nam

Triển lãm Quốc tế về giải pháp văn phòng thông minh, thiết bị, máy và văn phòng phẩm (VietOffice 2024) sẽ được tổ chức lần đầu tiên tại Việt Nam từ 22 - 24/5.
Mở đường cho cho giải pháp mạng bền vững, hướng đến kiến tạo xã hội số

Mở đường cho cho giải pháp mạng bền vững, hướng đến kiến tạo xã hội số

Viettel lựa chọn cùng Cisco triển khai cơ sở hạ tầng mạng tương lai nhằm thúc đẩy kiến tạo xã hội số tại Việt Nam.
Những công nghệ di động thời thượng nhất tại triển lãm MWC 2024

Những công nghệ di động thời thượng nhất tại triển lãm MWC 2024

Triển lãm Công nghệ World Mobile Congress 2024 tại Barcelona (Tây Ban Nha) diễn ra từ ngày 26-29/2 đã giới thiệu những công nghệ di động thời thượng nhất.

Tin cùng chuyên mục

Viettel Solutions hợp tác chiến lược với công ty an ninh mạng Palo Alto Networks (Mỹ)

Viettel Solutions hợp tác chiến lược với công ty an ninh mạng Palo Alto Networks (Mỹ)

Tại Hội nghị Di động thế giới MWC 2024, Viettel Solutions và Palo Alto Networks đã ký kết hợp tác chiến lược về an ninh mạng cho lĩnh vực điện toán đám mây.
Tập đoàn Viettel công bố chipset 5G, Human AI với thế giới

Tập đoàn Viettel công bố chipset 5G, Human AI với thế giới

Tập đoàn Viettel vừa ra mắt chipset 5G và Vi An - Human AI tại Tây Ban Nha trong phiên khai mạc Hội nghị di động thế giới (Mobile World Congress – MWC 2024).
Từ 1/3/2024: Điện thoại 2G lậu bị chặn kết nối mạng mới

Từ 1/3/2024: Điện thoại 2G lậu bị chặn kết nối mạng mới

Cục Viễn thông, Bộ Thông tin và Truyền thông cho biết, từ 1/3 tới, sẽ cùng các nhà mạng kiểm soát, ngăn chặn không cho nhập mạng mới với các điện thoại 2G lậu.
Giảm phát thải khí nhà kính, tiết kiệm năng lượng nhờ ứng dụng AI

Giảm phát thải khí nhà kính, tiết kiệm năng lượng nhờ ứng dụng AI

Nhờ sử dụng trí tuệ nhân tạo trong bảo trì tiên đoán đã giúp Công ty Điều hành Dầu khí Biển Đông nâng cao hiệu quả vận hành khai thác và tiết kiệm năng lượng.
Cảnh báo: Một trojan mới nhắm vào người dùng iPhone tại Việt Nam và Thái Lan

Cảnh báo: Một trojan mới nhắm vào người dùng iPhone tại Việt Nam và Thái Lan

Một Trojan mới trên iOS đã được phát hiện nhắm vào người dùng iPhone ở khu vực châu Á - Thái Bình Dương, trong đó có Thái Lan và Việt Nam.
Nikkei: Việt Nam thu hút công ty nước ngoài trong lĩnh vực sản xuất chip

Nikkei: Việt Nam thu hút công ty nước ngoài trong lĩnh vực sản xuất chip

Việt Nam dự kiến sẽ tiếp nhận hàng triệu USD trong khuôn khổ Đạo luật CHIPS và Khoa học của Mỹ, đồng thời là nơi đặt nhà máy lắp ráp, thử nghiệm lớn nhất toàn cầu của Intel.
Năm 2024: Điện thoại thông minh cao cấp nào sẽ ra mắt?

Năm 2024: Điện thoại thông minh cao cấp nào sẽ ra mắt?

Công nghệ tiên tiến nhất là điện thoại thông minh. Và năm 2024 sẽ là năm 'bùng nổ' của các dòng điện thoại cao cấp có tích hợp Trí tuệ nhân tạo (AI).
Việt Nam đã chạm một tay vào ngành sản xuất chip bán dẫn

Việt Nam đã chạm một tay vào ngành sản xuất chip bán dẫn

GS.TSKH Nguyễn Đình Đức, nhà khoa học Việt Nam cho rằng, cơ hội sản xuất chip đã mở ra, nếu để lỡ là có tội với thế hệ tương lai.
Whistle - Nền tảng mạng xã hội giải trí và kinh doanh đang phát triển mạnh mẽ

Whistle - Nền tảng mạng xã hội giải trí và kinh doanh đang phát triển mạnh mẽ

Whistle - ứng dụng mạng xã hội video ngắn kỹ thuật số phát triển bởi Click Network Technology Ltd đã ra mắt tại Hà Nội và TP. Hồ Chí Minh.
Chính phủ quy định điều kiện thành lập, mở rộng khu công nghệ cao

Chính phủ quy định điều kiện thành lập, mở rộng khu công nghệ cao

Chính phủ quy định, để thành lập và mở rộng khu công nghệ cao cần phải phù hợp với quy hoạch vùng, điều kiện hạ tầng và vị trí giao thông thuận lợi...
VCCI góp ý về khu công nghệ thông tin tập trung

VCCI góp ý về khu công nghệ thông tin tập trung

VCCI đã có văn bản gửi Bộ Thông tin truyền thông góp ý cho Dự thảo Nghị định quy định về khu công nghệ thông tin tập trung (Dự thảo).
Cảnh báo: Nguy cơ mất tiền khi dùng Wi-Fi công cộng

Cảnh báo: Nguy cơ mất tiền khi dùng Wi-Fi công cộng

Sử dụng Wi-Fi công cộng tiềm ẩn nhiều rủi ro về bảo mật và an toàn thông tin cá nhân, bao gồm cả nguy cơ mất tiền trong tài khoản ngân hàng.
Nâng cao trải nghiệm xe điện Hyundai IONIQ 5 với giải pháp sạc tại nhà của ABB

Nâng cao trải nghiệm xe điện Hyundai IONIQ 5 với giải pháp sạc tại nhà của ABB

Mới đây, Liên doanh ô tô Hyundai Thành Công Việt Nam (HTV) đã lựa chọn ABB là đối tác cung cấp hàng trăm bộ sạc treo tường Terra AC.
iOS 17.3 mới với tính năng chống trộm trên iPhone khi bị đánh cắp

iOS 17.3 mới với tính năng chống trộm trên iPhone khi bị đánh cắp

Trong phiên bản cập nhật mới, hệ điều hành iOS 17.3 người dùng sẽ được trải nghiệm một loạt các tính năng mới, đáng chú ý là "Bảo vệ thiết bị khi bị đánh cắp".
Bosch Rexroth giới thiệu hệ sinh thái AIoT trong buổi tọa đàm CafeTech 2024

Bosch Rexroth giới thiệu hệ sinh thái AIoT trong buổi tọa đàm CafeTech 2024

Bosch Rexroth Việt Nam đã giới thiệu hệ sinh thái AIoT tại buổi tọa đàm CafeTech 2024 với chủ đề “Ứng dụng AI trong tự động hóa sản xuất”.
Nghiên cứu áp dụng Robot trong nhà máy sản xuất bột giặt

Nghiên cứu áp dụng Robot trong nhà máy sản xuất bột giặt

Qua nghiên cứu, sản xuất thử nghiệm từ Viện Nghiên cứu cơ khí cho thấy, việc tự động hóa dây chuyền sản xuất giúp doanh nghiệp nâng tối ưu hóa chi phí sản xuất.
Hướng dẫn chỉnh sửa ảnh chuyên nghiệp với CapCut

Hướng dẫn chỉnh sửa ảnh chuyên nghiệp với CapCut

CapCut không chỉ là công cụ chỉnh sửa ảnh mà còn vượt trội trong việc xóa nền video, cung cấp các tính năng linh hoạt, cải thiện liền mạch cả hình ảnh và video.
Doanh nghiệp Việt hưởng lợi gì trước làn sóng AI tạo sinh?

Doanh nghiệp Việt hưởng lợi gì trước làn sóng AI tạo sinh?

Ứng dụng và sử dụng AI tạo sinh như một "vũ khí" thay vì "công cụ" có thể giúp doanh nghiệp Việt đi tắt đón đầu, nâng cao vị thế trên thế giới.
Google Doodle thay đổi giao diện chào đón Giao thừa 2023

Google Doodle thay đổi giao diện chào đón Giao thừa 2023

Ngày 31/12/2023, Google Doodle đã thay đổi giao diện để chào mừng ngày Giao thừa Dương lịch 2023 - New Year’s Eve.
Ngày càng thắt chặt chi tiêu, người Việt đang ưu tiên những sản phẩm, dịch vụ gì?

Ngày càng thắt chặt chi tiêu, người Việt đang ưu tiên những sản phẩm, dịch vụ gì?

Báo cáo “Xu hướng tiêu dùng hiện đại - Thấu hiểu để chinh phục thị trường” do Cốc Cốc phát hành đã nhận định về nhu cầu, hành vi, xu hướng tiêu dùng sản phẩm.
Xem thêm
Mobile VerionPhiên bản di động