Dự báo thời gian lan truyền ăn mòn cốt thép

Trong nghiên cứu này, các tác giả Phạm Duy Hữu, Bùi Trọng Cầu, Đào Văn Dinh (Trường ĐH Giao thông vận tải) đưa ra một mô hình toán để dự báo thời gian lan truyền ăn mòn cốt thép do clorua gây ra trong kết cấu bê tông cốt thép.

Thời gian lan truyền ăn mòn là thời gian từ lúc khởi đầu ăn mòn tới khi ăn mòn gây nứt hoàn toàn bê tông bảo vệ hoặc tới khi diện tích tiết diện cốt thép bị giảm ăn mòn dẫn đến kết cấu không còn thỏa mãn trạng thái giới hạn chịu lực. Thời gian này là cơ sở quan trọng nhất để dự báo tuổi thọ sử dụng của cầu bê tông cốt thép phơi nhiễm clorua.

Nhóm tác giả đã xây dựng mô hình dự báo giai đoạn lan truyền với 2 trường hợp:
+ Trường hợp 1: xem điểm kết thúc tuổi thọ sử dụng là khi ăn mòn gây nứt hoàn toàn bê tông bảo vệ. Trường hợp này dựa trên bài toán trụ trường dày, độ dày của tường bằng chiều dày lớp bê tông bảo vệ mỏng nhất. Tốc độ ăn mòn được dựa trên định luật Faraday. Sản phẩm ăn mòn là gỉ sẽ trước tiên lấp vào vùng xốp xung quanh mặt giao diện thép bê tông, sau đó nó sẽ tạo ứng suất kéo trong bê tông và gây nứt, tiếp theo gỉ sẽ xâm nhập vào vết nứt làm nứt phát triển ra tới mặt ngoài bê tông bảo vệ. Độ dài của giai đoạn này cũng phụ thuộc vào các tham số như: tính chất cơ học của bê tông, đường kính cốt thép, chiều dày lớp bê tông bảo vệ, nhiệt độ, độ ẩm của môi trường.
+ Trường hợp 2: xem điểm kết thúc tuổi thọ sử dụng là khi ăn mòn gây nguy hiểm cho trạng thái giới hạn chịu lực. Độ dài của giai đoạn này phụ thuộc vào tốc độ ăn mòn, đặc điểm của bài toán thiết kế cường độ như mức dự trữ của sức kháng và mức độ tham gia của cốt thép trong sức kháng.