Trong lĩnh vực xây dựng và kỹ thuật, bê tông là vật liệu kết cấu phổ biến. Tuy nhiên, nhiều công trình không còn bền chắc theo thời gian và sự ăn mòn của cốt thép là một vấn đề lớn. Sự ăn mòn của các thanh thép có thể gây ra hiện tượng bong tróc trên bề mặt bê tông, không chỉ ảnh hưởng đến tính thẩm mỹ của công trình mà còn có thể ảnh hưởng nghiêm trọng đến sự an toàn của công trình.
Tại sao thép bị ăn mòn? Nguyên nhân chủ yếu là do điều kiện môi trường của các thanh thép trong bê tông. Khi các kết cấu bê tông tiếp xúc với môi trường ẩm ướt hoặc có tính ăn mòn hóa học, các chất oxy hóa sẽ hình thành trên bề mặt của các thanh thép. Các sản phẩm oxy hóa này sẽ tạo ra ứng suất do sự giãn nở thể tích. Khi những ứng suất này vượt quá cường độ nén của bê tông, chúng sẽ dẫn đến hình thành các vết nứt, sau đó lan rộng và cuối cùng tạo thành vết nứt song song với bề mặt.
"Ăn mòn thanh thép là một trong những nguyên nhân chính gây ra sự cố của kết cấu bê tông."
Khi phát hiện sự ăn mòn thép trong bê tông, các phương pháp truyền thống bao gồm kiểm tra trực quan và thử vòi. Kiểm tra bằng mắt thường được sử dụng để phát hiện các vết nứt và bong tróc bề mặt, nhưng phương pháp này không nhạy với sự ăn mòn bên trong không bị lộ ra. Kiểm tra bằng cách gõ vào bề mặt bê tông để phát hiện các lỗ rỗng hoặc lỗ hổng. Âm thanh sắc nét thường có nghĩa là kết cấu vững chắc, trong khi âm thanh đục chỉ ra các vấn đề về bong tróc hoặc ăn mòn tiềm ẩn.
Ngoài kiểm tra trực quan và thử nghiệm bằng vòi, các kỹ thuật kiểm tra không phá hủy hiện đại như siêu âm và hình ảnh hồng ngoại cũng được sử dụng để phát hiện khả năng ăn mòn thép trong bê tông. Những công nghệ này có thể cung cấp thông tin chi tiết hơn về cấu trúc bên trong, giúp kỹ sư phát hiện kịp thời các vấn đề tiềm ẩn.
"Khi công nghệ tiến bộ, các phương pháp kiểm tra cấu trúc đang trở nên chính xác hơn."
Tuy nhiên, có một số biện pháp mà người xây dựng có thể thực hiện để ngăn ngừa sự ăn mòn của thép. Trong giai đoạn thi công, điều quan trọng là phải lựa chọn vật liệu bê tông chất lượng cao và cải thiện khả năng chống nước và kháng hóa chất của bê tông. Ngoài ra, có thể phủ vật liệu chống ăn mòn lên bề mặt thanh thép hoặc lựa chọn vật liệu chống ăn mòn như thép không gỉ để kéo dài tuổi thọ sử dụng của chúng.
Kết cấu bê tông cũng phải được thiết kế để ngăn chặn sự xâm nhập của độ ẩm và hóa chất. Hệ thống thoát nước tốt có thể làm giảm sự tích tụ nước và giảm nguy cơ ăn mòn thép. Ngoài ra, việc bảo dưỡng đúng cách trong quá trình xây dựng là rất cần thiết để ngăn ngừa độ ẩm tích tụ trong bê tông.
Mặc dù ăn mòn thép là một cuộc khủng hoảng tiềm ẩn, nhưng rủi ro do ăn mòn có thể được giảm đáng kể thông qua việc phát hiện tại chỗ, các biện pháp phòng ngừa và bảo trì kịp thời. Tính ổn định và an toàn của kết cấu bê tông không chỉ phụ thuộc vào việc lựa chọn vật liệu mà còn phụ thuộc vào từng chi tiết thi công và bảo trì. Khi nhu cầu về cơ sở hạ tầng ngày càng tăng trên toàn thế giới, liệu ngành xây dựng có thể tìm ra giải pháp hiệu quả hơn cho vấn đề ăn mòn thép hay không?