Tiêu chuẩn quốc gia TCVN 11197:2015 về Cọc thép - Phương pháp chống ăn mòn - Yêu cầu và nguyên tắc lựa chọn

• Số hiệu: TCVN11197:2015
• Loại văn bản: Tiêu chuẩn Việt Nam
• Nơi ban hành: ***
• Người ký: ***
• Ngày ban hành: Năm 2015

Nội dung kiểm tra		Thời điểm kiểm tra	Phương pháp kiểm tra	Yêu cầu kỹ thuật
Lượng sơn sử dụng		Sau khi sơn	Số thùng sử dụng	Theo thiết kế
Chiều dày lớp phủ sau khi khô		Sau khi sơn khô	Thiết bị đo chiều dầy	Theo thiết kế
Vết rỗ		Sau khi sơn khô	Máy kiểm tra vết rỗ	Không có vết rỗ
Bề mặt	Màu	Sau khi sơn khô	Bằng mắt thường	Phù hợp thiết kế
Khuyết tật	Gỉ			Không ảnh hưởng đến chức năng
	Bong tróc
	Phân lớp
	Phồng rộp
	Xước

7.1.2  Lớp phủ uretan elastome

7.1.2.1  Lớp phủ được chế tạo trong nhà máy sử dụng màng phủ uretan elastome. Lớp phủ uretan elastome là lớp phủ phẳng được tạo ra từ hai thành phần gồm nhựa polyol và isocyanate. Nhựa uretan có đặc tính khô nhanh ở nhiệt độ thấp, đàn hồi, cứng và đặc biệt có khả năng chịu mài mòn vượt trội và có độ bền cao.

7.1.2.2  Lớp phủ uretan elastome được sử dụng chống ăn mòn cho các cọc thép ở khu vực biển và ven biển, chủ yếu ở vùng thủy triều mở rộng. Trong một số trường hợp đặc biệt, lớp phủ này có thể sử dụng trong vùng ngập nước và một phần ngập bùn, khi đó có thể không cần lắp đặt hệ thống bảo vệ catốt.

7.1.2.3  Chiều dài lớp phủ và khu vực được phủ phụ thuộc vào điều kiện sử dụng. Phần không có lớp phủ của các cọc có liên kết với kết cấu bê tông phía trên thường từ 50 mm đến 100 mm xét đến việc chống ăn mòn và liên kết với bê tông.

7.1.2.4  Chiều dầy lớp phủ uretan elastome tối thiểu là 3,5 mm. Đây là giá trị thiết kế để duy trì khả năng chống ăn mòn trong trường hợp có các hư hỏng nhỏ xảy ra trong quá trình thi công và cho phép chịu mài mòn do tia cực tím trong quá trình sử dụng.

7.1.2.5  Để đảm bảo chất lượng của lớp phủ uretan elastome, yêu cầu làm sạch bề mặt cọc thép phải đạt Sa2½ theo ISO 8501-1 trước khi thi công lớp lót. Lớp lót là một quá trình gia công bề mặt trung gian đặc biệt nhằm tăng khả năng chống ăn mòn và phải sử dụng một lớp lót có khả năng dính bám vượt trội khi phủ bằng uretan đàn hồi. Thi công lớp phủ urethan đàn hồi được thực hiện trong nhà máy trên dây chuyền chuyên dụng. Các yêu cầu kiểm tra lớp phủ uretan elastome trong Bảng 2.

7.1.2.6  Yêu cầu kỹ thuật của lớp phủ uretan elastome phụ thuộc vào tuổi thọ yêu cầu của công trình. Nhà thiết kế chống ăn mòn phải đưa ra quy định để đáp ứng tuổi thọ cho công trình cụ thể.

Bảng 2 - Các yêu cầu kiểm tra đối với lớp phủ chất lượng cao (uretan elastomer)

Nội dung kiểm tra

...

...

...

Phương pháp kiểm tra

Yêu cầu kỹ thuật

Chiều dầy lớp phủ sau khi khô

Sau khi khô

Thiết bị kiểm tra độ dầy

Theo thiết kế

Vết rỗ

Sau khi khô

Máy kiểm tra rỗ

...

...

...

Bề mặt

Màu

Sau khi khô

Bằng mắt thường

Phù hợp thiết kế

Khuyết tật

Gỉ

Không ảnh hưởng đến chức năng

Bong tróc

...

...

...

Phồng rộp

Xước

7.1.3  Lớp phủ epoxy siêu dầy

7.1.3.1  Lớp phủ epoxy siêu dầy là lớp bọc hai thành phần gồm keo epoxy và hợp chất amine, chiều dầy 1 mm đến 3 mm có được với số lần sơn ít. Đặc trưng chống ăn mòn được thể hiện qua việc hình thành lớp màng đàn hồi, chịu nước biển, chịu mài mòn và chịu hóa chất rất tốt nhờ đặc tính của epoxy. Lớp phủ ngoài cùng chịu thời tiết được sử dụng khi cọc phơi ngoài không khí sẽ điều chỉnh được mầu sắc, đảm bảo thẩm mỹ của công trình.

7.1.3.2  Khác với các loại sơn epoxy thông thường dùng với mục đích chịu hóa chất cho các bể chứa, nhà máy hóa chất, lớp phủ epoxy siêu dầy được phát triển để chống ăn mòn cho các cọc thép vùng thủy triều mở rộng là chủ yếu. Trong một số trường hợp đặc biệt có thể dùng cho phần ngập nước và một phần trong bùn.

7.1.3.3  Lớp phủ epoxy siêu dầy được sử dụng cùng lớp sơn lót hữu cơ giàu kẽm. Nếu yêu cầu chịu thời tiết và thẩm mỹ vùng phơi ngoài không khí có thể sử dụng lớp sơn chịu thời tiết ngoài cùng. Ví dụ thiết kế lớp phủ epoxy siêu dầy trong Phụ lục C.

7.1.3.4  Để đảm bảo chất lượng của lớp phủ epoxy siêu dầy, yêu cầu làm sạch bề mặt cọc thép phải đạt Sa2½ theo ISO 8501-1. Thi công lớp phủ trong nhà máy hoặc xưởng có mái che và phải thực hiện theo đúng hướng dẫn của nhà cung cấp. Các chỉ tiêu cần kiểm tra để đảm bảo chất lượng lớp phủ epoxy siêu dầy trong nhà máy ở Bảng 3.

7.1.3.4.1  Yêu cầu kỹ thuật của sơn giàu kẽm theo TCVN 9012:2011.

7.1.3.4.2  Yêu cầu kỹ thuật của sơn polyuretan theo TCVN 9013:2011

...

...

...

Bảng 3 - Các chỉ tiêu kiểm tra lớp phủ epoxy siêu dầy

Nội dung kiểm tra

Thời điểm kiểm tra

Phương pháp kiểm tra

Yêu cầu kỹ thuật

Lượng sơn sử dụng

Sau khi sơn

Số thùng sử dụng

Theo thiết kế

...

...

...

Sau khi sơn khô

Thiết bị đo chiều dầy

Theo thiết kế

Vết rỗ

Sau khi sơn khô

Máy kiểm tra rỗ

Không có vết rỗ

Bề mặt

Màu

...

...

...

Bằng mắt thường

Phù hợp với thiết kế

Khuyết tật

Gỉ

Không ảnh hưởng đến chức năng

Bong tróc

Phân lớp

Phồng rộp

Xước

...

...

...

7.1.4.1  Phương pháp bọc kim loại sử dụng một lớp kim loại chịu ăn mòn để bao bọc quanh cọc ống thép. Ngoài tăng độ bền cơ học, lớp bọc kim loại còn có độ bền chống va đập, chịu mài mòn và tuổi thọ cao hơn so với các lớp phủ bảo vệ khác. Lớp bọc kim loại có chi phí ban đầu cao, tuy nhiên đối với các công trình yêu cầu tuổi thọ lâu dài thì chi phí cho cả vòng đời sẽ hợp lý vì độ bền cao và không mất chi phí cho bảo trì, bảo dưỡng trong quá trình khai thác, sử dụng.

7.1.4.2  Kim loại sử dụng để làm lớp bọc là thép không gỉ chịu nước biển. Lớp bọc kim loại được hàn trực tiếp vào cọc thép cần bảo vệ. Do các kim loại khác nhau được hàn với nhau nên vật liệu hàn chuyên dụng được sử dụng cho từng phương pháp hàn.

7.1.4.3  Titan có khả năng chống ăn mòn hoàn hảo trong môi trường tự nhiên cũng được sử dụng làm lớp bọc chống ăn mòn cho cọc thép. Titan có khả năng rất tốt về chống ăn mòn điểm, ăn mòn khe và nứt do ăn mòn ứng suất. Titan thương mại sạch theo JIS H 4600:2012 hoặc tương đương được lựa chọn khi yêu cầu chống ăn mòn cao. Lớp bọc titan là thép tấm gắn lớp titan trong quá trình cán nóng, lớp bọc này được hàn với cọc thép cần bảo vệ.

7.1.4.4  Phương pháp bọc kim loại thường được thực hiện trong nhà máy cho các cọc thép mới. Lớp bọc này áp dụng cho vùng thủy triều mở rộng. Vì thành phần lớp bọc khác với cọc thép nên hình thành cặp pin ăn mòn, do vậy khi áp dụng phương pháp này cần đảm bảo chắc chắn mối hàn được bảo vệ chống ăn mòn bằng lớp phủ tốt và phải nằm trên vùng nước bắn. Nếu đường hàn nằm dưới nước, cần áp dụng kết hợp với bảo vệ catốt để đảm bảo cọc thép không bị ăn mòn.

7.2  Các phương pháp sơn/phủ thực hiện ngoài hiện trường

7.2.1  Sơn epoxy đóng rắn trong nước

7.2.1.1  Sơn đóng rắn trong nước chủ yếu để bảo vệ chống ăn mòn cho các công trình hiện hữu ở vùng thủy triều mở rộng. Đặc tính của loại sơn này có những ưu điểm như sau:

• Có thể áp dụng tại các công trình lớn và có hình dạng phức tạp;

• Thi công dễ dàng và có thể sửa chữa từng phần của công trình;

...

...

...

• Các lớp phủ nhẹ không gây bất lợi cho công trình;

• Do lớp phủ trực tiếp chống ăn mòn nên có thể dễ dàng đánh giá hiệu quả bằng cách quan sát tình trạng bên ngoài của lớp phủ.

7.2.1.2  Có ba loại vật liệu phủ có khả năng đóng rắn trong nước được ứng dụng để bảo vệ các cọc thép là sơn đóng rắn trong nước, ma tít và sơn đóng rắn trên bề mặt ướt.

a) Sơn đóng rắn trong nước

Sơn epoxy đóng rắn trong nước là hệ sơn trên cơ sở nhựa epoxy sử dụng chất đóng rắn polyamide-amine. Loại sơn này có thể thi công dưới nước bằng bay hay bàn xoa, chúng có tính dính bám nổi trội phù hợp với chức năng chống ăn mòn lâu dài.

b) Ma tít đóng rắn trong nước

Lớp phủ này cũng trên cơ sở nhựa epoxy sử dụng chất đóng rắn polyamide-amine nhưng vật liệu được điều chỉnh dưới dạng ma tít. Thi công lớp phủ này bằng tay, ép vật liệu lên nền thép cần bảo vệ cho đến khi đạt độ dầy yêu cầu khoảng 5 mm. Để tăng cường khả năng bám dính của lớp phủ với kim loại nền và tránh cho vật liệu không bị rơi ra trước khi đóng rắn, có thể hàn thêm lưới thép lên bề mặt cọc thép. Chiều dầy lớp phủ có thể đạt tới vài milimét trong một lần thi công do vậy chu trình thi công chỉ cần một lần. Hơn nữa loại này có thể lấp được vào những chỗ hẹp, vị trí khó sơn.

c) Sơn trên bề mặt ướt

Loại sơn này thường được sử dụng để làm mới hoặc sửa chữa phần kết cấu trên mặt nước của các công trình hiện hữu. Tại vùng này kết cấu thép luôn bị ướt do thủy triều, do sóng nên không thể sử dụng các loại sơn thông thường khác được. Thi công loại sơn này bằng bàn chải hoặc con lăn và có thể bố trí để sau khi thi công xong lớp sơn có thể chìm ngay trong nước mà không bị ảnh hưởng đến chất lượng. Các hạng mục kiểm tra chất lượng sơn ngoài hiện trường trong Bảng 4.

...

...

...

Hạng mục kiểm tra

Thời điểm kiểm tra

Phương pháp kiểm tra

Yêu cầu kỹ thuật

Lượng sơn sử dụng

Sau khi sơn

Số thùng sử dụng

Theo thiết kế

Chiều dầy lớp sơn khô

...

...

...

Thiết bị đo chiều dầy

Theo thiết kế

Vết rỗ

Sau khi sơn khô

Máy kiểm tra rỗ

Không có vết rỗ

Bề mặt

Màu

Sau khi sơn khô

...

...

...

Phù hợp với thiết kế

Khuyết tật

Gỉ

Không ảnh hưởng đến chức năng

Bong tróc

Phân lớp

Độ phình

Xước

7.2.2  Lớp phủ từ sản phẩm dầu mỏ

...

...

...

7.2.2.2  Lớp phủ từ sản phẩm dầu mỏ là một dạng sáp dầu mỏ được tách ra từ dầu thô qua quá trình chưng cất chân không. Vật liệu này không những có chức năng chống ăn mòn mà còn là vật liệu không hoạt hóa do vậy thể hiện khả năng chống nước biển, axit, kiềm vượt trội.

7.2.2.3  Lớp phủ từ sản phẩm dầu mỏ thường được làm dưới dạng băng quấn hay dạng tấm trong đó lớp sáp là thành phần chính được trộn với chất ức chế ăn mòn, sau đó ngâm tẩm với lớp vải thưa (dạng vải màn) cùng với ma tít làm chất độn kết thành dạng vật liệu như đất sét. Ngoài ra, còn có các dạng như bột nhão hay bảng quấn chứa dạng bột nhão cũng được sử dụng.

7.2.2.4  Lớp phủ từ sản phẩm dầu mỏ có độ bám dính tốt linh động và liên kết chắc chắn vào bề mặt thép. Hơn nữa, vật liệu này duy trì độ nhớt trong thời gian dài, không khô cứng, không bốc hơi và có đặc trưng đẩy nước nên ngăn được hơi ẩm và không khí tiếp xúc với bề mặt thép. Ngoài ra, quá trình gỉ còn bị ngăn chặn do có lớp màng mỏng chống ăn mòn trên bề mặt thép được tạo ra bởi chất ức chế ăn mòn có trong thành phần.

7.2.2.5  Yêu cầu kỹ thuật của vật liệu phủ từ sản phẩm dầu mỏ phụ thuộc vào tuổi thọ yêu cầu của công trình. Nhà thiết kế chống ăn mòn phải đưa ra quy định để đáp ứng tuổi thọ cho công trình cụ thể.

7.2.2.6  Mức độ làm sạch bề mặt thép khi áp dụng lớp bọc từ sản phẩm dầu mỏ không yêu cầu cao. Mức độ làm sạch ST2 theo ISO 8501-1.

7.2.2.7  Các loại vỏ bọc bảo vệ bên ngoài điển hình được sử dụng kết hợp với lớp phủ từ sản phẩm dầu mỏ được thể hiện trong Bảng 5.

Bảng 5 - Chủng loại và đặc trưng của các lớp bọc bảo vệ ngoài cho lớp phủ từ sản phẩm dầu mỏ

Loại

Loại vật liệu

...

...

...

Nhựa được gia cường

FRP

- Đây là một loại nhựa polyeste không no có đặc trưng tăng độ cứng theo nhiệt độ được gia cường bằng sợi thủy tinh, có khả năng chịu tác động cao, không dễ dàng bị vỡ nhờ có sợi thủy tinh. Ngoài ra, loại vật liệu này chịu tác động hóa học, chịu thời tiết tốt.

- Đối với phương pháp lắp đặt cả 2 loại có gờ bắt bu lông và không có gờ bắt bu lông đều được sử dụng.

FRPP

- Đây là nhựa polypropylene được gia cường bằng sợi thủy tinh, có tính chịu tác động vượt trội. Hơn nữa, đặc trưng chịu thời tiết tốt.

- Bọc bằng FRPP sử dụng phương pháp giống như với bọc FRP.

Nhựa

APC

...

...

...

- Đối với phương pháp lắp đặt loại có gờ bắt bu lông được sử dụng.

PE

- Đây là một loại nhựa polyethylene thêm các hạt carbon đen để nâng cao tính chịu thời tiết. Vì vậy, chúng vượt trội về tính chịu hóa học và chịu nước.

- Các vỏ bọc được gắn bằng cách hàn và được áp dụng loại không gờ bắt bu lông.

Kim loại chống ăn mòn

Titan

- Không có ăn mòn xuất hiện trên titan cả ở trong môi trường biển. Titan luôn luôn có đặc trưng chịu tác động tốt, cường độ tương đương thép. Hơn nữa, titan có độ bền cao, trọng lượng nhẹ chỉ bằng 3/5 thép.

- Phương pháp cho cả loại có gờ bắt bu lông và không có gờ bắt bu lông, loại ống bọc, loại hàn đều dùng được vỏ bọc titan.

Thép không gỉ chịu nước biển

...

...

...

- Loại có gờ bắt bu lông thường được sử dụng.

7.2.3  Lớp phủ vữa bê tông

7.2.3.1  Lớp phủ vữa bê tông là một phương pháp bảo vệ chống ăn mòn cho cọc thép sử dụng lớp vữa bê tông bọc ngoài kết cấu thép kết hợp với hoặc không có lớp bọc bên ngoài. Vữa bê tông duy trì môi trường kiềm trên bề mặt của thép cần bảo vệ đồng thời ngăn cách bề mặt thép với môi trường ăn mòn tạo ra một lớp bảo vệ rất hiệu quả.

7.2.3.2  Lớp phủ vữa bê tông thường được sử dụng để bảo vệ các cọc thép ở vùng thủy triều mở rộng. Chiều dầy lớp phủ có thể từ 5 cm đến 15 cm phụ thuộc vào môi trường. Chiều dày trên 10 cm là cần thiết cho môi trường ăn mòn khắc nghiệt. Lớp phủ vữa bê tông thường xuất hiện vết nứt, do đó cần sử dụng bê tông cốt thép để duy trì chức năng chống ăn mòn trong trường hợp không có lớp bọc bên ngoài.

7.2.3.3  Vữa hoặc bê tông phải được lấp vào tất cả các góc của bề mặt thép và duy trì môi trường kiềm đồng đều trên bề mặt trong thời gian dài để ngăn chặn vật liệu ăn mòn xâm nhập. Khả năng lấp đầy khe hở, chống phân tách vật liệu, chịu nứt và bền được xem xét khi lựa chọn loại vữa hoặc bê tông thích hợp.

7.2.3.4  Trong trường hợp vị trí vữa hoặc bê tông được bơm từ phần thấp nhất, để giảm phân tách vật liệu, phải đảm bảo khả năng chèn lấp (nhìn chung được đánh giá theo độ sụt của vữa hoặc bê tông). Trong trường hợp vữa hoặc bê tông rơi tự do từ độ cao 50 cm hoặc ít hơn, cần phải lựa chọn loại vữa hoặc bê tông với phụ gia không tách nước.

7.2.3.5  Đối với độ bền, ảnh hưởng của vữa hoặc bê tông đến chống ăn mòn có thể duy trì một cách tốt nhất khi không có vết nứt lớn, các nguồn cung cấp ôxy bị ngăn chặn, không cho nồng độ ion Cl^- trên bề mặt thép cao. Tuy nhiên, phải ngăn chặn nứt của vữa hoặc bê tông bằng cách dùng vữa hoặc bê tông đặc để duy trì hiệu quả chống ăn mòn trong suốt thời gian khai thác của kết cấu. Lựa chọn bê tông cho lớp phủ cần tuân theo TCVN 4116:1985 và TCVN 9346:2012.

7.3  Phương pháp bảo vệ catốt

7.3.1  Phạm vi áp dụng phương pháp bảo vệ catốt

...

...

...

7.3.1.2  Vùng thủy triều mở rộng phía trên phải được bảo vệ bằng phương pháp sơn/phủ phù hợp. Tuy nhiên phương pháp bảo vệ catốt vẫn có tác dụng đến vùng này với mức độ bảo vệ ít hơn phụ thuộc vào thời gian ngập trong nước. Hiệu quả bảo vệ chống ăn mòn của hệ thống bảo vệ catốt cho vùng mực nước lên xuống trong Bảng 6.

Bảng 6 - Hiệu quả bảo vệ của phương pháp bảo vệ catốt với thời gian ngập nước

Tỷ lệ thời gian ngập nước

%

Hiệu quả bảo vệ

%

Dưới 40

Dưới 40

Từ 40 đến 80

...

...

...

Từ 80 đến 100

Từ 60 đến 90

100

Trên 90

7.3.1.3  Hiệu quả bảo vệ của hệ thống bảo vệ catốt thường được xác định trên 90 % cho vùng chìm trong nước.

7.3.1.4  Bảo vệ catốt có hai phương pháp: anốt hy sinh và bằng dòng điện ngoài. Để lựa chọn phương pháp hợp lý cho công trình cụ thể phải xem xét các vấn đề như điều kiện môi trường, quy mô công trình, khả năng bảo trì, bảo dưỡng, nguồn điện cung cấp, vốn đầu tư ban đầu.

7.3.2  Bảo vệ catốt bằng anốt hy sinh

7.3.2.1  Phương pháp bảo vệ catốt bằng anốt hy sinh bằng cách gắn kim loại có điện thế thấp hơn (anốt hy sinh) như hợp kim hệ nhôm, kẽm, magiê vào kết cấu thép cần bảo vệ chống ăn mòn. Bố trí tổng quan về phương pháp bảo vệ catốt bằng anốt hy sinh trong Hình 4.

...

...

...

7.3.2.2  Các vấn đề liên quan đến thiết kế, lắp đặt, kiểm tra hệ thống bảo vệ catốt bằng anốt hy sinh quy định trong TCVN 10264:2014.

7.3.2.3  Các vấn đề liên quan đến yêu cầu kỹ thuật của anốt hy sinh và phương pháp thử quy định trong TCVN 10263:2014.

7.3.3  Bảo vệ catốt bằng dòng điện ngoài

7.3.2.1  Đối với phương pháp bảo vệ catốt bằng dòng điện ngoài, dòng điện bảo vệ được lấy từ nguồn điện qua máy biến áp chỉnh lưu đến các anốt trơ rồi theo môi trường nước hay đất đến bề mặt thép cần bảo vệ. Các anốt trơ được nối với cực dương của máy biến áp/chỉnh lưu còn kết cấu thép cần bảo vệ chống ăn mòn nối với cực âm. Sơ đồ bố trí tổng quan của phương pháp bảo vệ bằng dòng điện ngoài trong Hình 5.

Hình 5 - Sơ đồ bố trí tổng quan phương pháp bảo vệ catốt bằng dòng điện ngoài

7.3.2.2  Các vấn đề liên quan đến thiết kế, lắp đặt, kiểm tra và an toàn khi sử dụng phương pháp bảo vệ catốt bằng dòng điện ngoài quy định trong TCVN 10264:2014.

7.4  Phương pháp bù ăn mòn

7.4.1  Bù ăn mòn trong môi trường biển

...

...

...

7.4.2  Bù ăn mòn trong môi trường đất

Trong môi trường đất có tính ăn mòn không cao (thường là đất trung tính), phương pháp bù ăn mòn có thể được áp dụng như một phương pháp chống ăn mòn hiệu quả và kinh tế. Xem xét vấn đề giảm chiều dầy của các cọc thép do ăn mòn, khuyến cáo sử dụng bù ăn mòn 2 mm cho 100 năm trong các trường hợp thông thường đối với cọc thép thường xuyên ngập trong nước ngọt và trong đất, nơi chúng không bị ảnh hưởng bởi nước biển hay nước công nghiệp ô nhiễm, và không cần có thử nghiệm ăn mòn cũng như không cần lớp phủ bảo vệ.

Khi cọc thép bị ảnh hưởng bởi các yếu tố trên, hay khi chúng là đối tượng trong môi trường thay đổi thường xuyên khô, ướt thì cần phải được sơn/phủ hợp lý.

Phụ lục A

(quy định)

Kiểm soát bảo trì hệ thống chống ăn mòn cho cọc thép

A.1  Kiểm soát bảo trì các lớp sơn/phủ

A.1.1  Quy định bảo trì các lớp sơn/phủ

...

...

...

A.1.2  Xem xét và kiểm tra các lớp sơn/phủ

Phải kiểm tra thường xuyên tình trạng hư hỏng của lớp sơn/phủ theo thời gian và hư hỏng do va chạm của các vật trôi nổi hay tầu thuyền để đánh giá những vấn đề bất thường.

Kiểm tra định kỳ tình trạng các lớp sơn/phủ bằng cách quan sát kết cấu. Tại vùng dao động thủy triều thường bị bao bọc bởi lớp sinh vật biển. Việc quan sát sau khi loại bỏ một phần lớp hàu, hà sẽ thu được số liệu kiểm tra chính xác hơn.

Chu kỳ kiểm tra chi tiết các lớp sơn/phủ khác nhau phụ thuộc vào loại công trình, mức độ quan trọng và chủng loại lớp sơn/phủ sao cho khoảng cách kiểm tra phải phù hợp với quy định trong kế hoạch bảo trì. Chu kỳ kiểm tra chi tiết thông thường phải tiến hành 5 năm một lần.

Kiểm tra chi tiết nên tiến hành trên toàn bộ cọc ống thép và cọc ván thép. Nếu điều kiện không cho phép, tiến hành kiểm tra bằng cách chọn một số vị trí đại diện nhất cho công trình. Thông thường, lựa chọn vị trí kiểm tra cách nhau 20 m - 30 m dọc theo kết cấu và ít nhất mỗi trụ một vị trí kiểm tra đối với cầu dẫn.

Kiểm tra chi tiết phải bao gồm bề mặt sơn/phủ trên toàn bộ vùng thủy triều mở rộng. Đối với cọc ống thép mỗi cọc là một vị trí kiểm tra. Với cọc ván thép mỗi vị trí kiểm tra gồm đáy trong, đáy ngoài và mặt cạnh được cạo sạch hàu hà đến hết vùng chuyển tiếp. Việc cạo lớp hàu hà phải được thực hiện rất thận trọng để không làm xước lớp sơn/phủ.

Việc quan sát phải tập trung vào sự xuống cấp của lớp sơn/phủ. Các vị trí đại diện và vị trí xuống cấp phải được chụp ảnh. Các dạng xuống cấp phụ thuộc vào chủng loại lớp sơn/phủ. Tuy nhiên, có thể thấy các dạng xuống cấp như sau:

- Với lớp sơn: Phồng rộp, nứt, bong tróc, gỉ.

- Với lớp phủ hữu cơ: Bong mảng hay các vết nứt nhỏ

...

...

...

- Với lớp phủ vữa, bê tông: Bong mảng, các vết nứt nhỏ, rơi vỡ.

- Với lớp phủ kim loại: Xuất hiện gỉ.

Hình A.1 - Sơ đồ bảo trì các lớp sơn/phủ

A.2  Kiểm soát bảo trì hệ thống bảo vệ catốt

A.2.1  Quy định bảo trì hệ thống bảo vệ catốt

Các hệ thống bảo vệ catốt phải được bảo trì đúng theo kế hoạch bảo trì để đảm bảo hiệu quả chống ăn mòn cho các cọc thép. Việc bảo trì hệ thống bảo vệ catốt phải tuân theo sơ đồ trong Hình A.2.

A.2.2  Kiểm tra hệ thống bảo vệ catốt bằng anốt hy sinh

Để bảo trì hệ thống bảo vệ catốt bằng anốt hy sinh cần kiểm tra các hạng mục sau:

...

...

...

- Kiểm tra các anốt. Kiểm tra tình trạng các mối hàn anốt vào công trình, dòng phát của các anốt (nếu có thể) và mức độ tiêu hao thực tế.

- Kiểm tra hiệu quả bảo vệ thông qua mẫu đối chứng (nếu lắp đặt mẫu đối chứng). Tháo các mẫu đối chứng đã lắp đặt, làm sạch và kiểm tra khối lượng của các mẫu có bảo vệ và không bảo vệ để đánh giá tốc độ ăn mòn, hiệu quả bảo vệ.

- Kiểm tra môi trường. Môi trường bao quanh kết cấu nên được kiểm tra để dự đoán tuổi thọ còn lại của các anốt một cách chính xác hơn.

A.2.3  Kiểm tra hệ thống bảo vệ catốt bằng dòng điện ngoài

Ngoài các hạng mục kiểm tra như đối với anốt hy sinh, hệ thống bảo vệ catốt bằng dòng điện ngoài còn phải kiểm tra thêm các hạng mục sau:

- Kiểm tra nguồn điện cung cấp cho hệ thống. Nguồn điện phải ổn định và liên tục.

- Kiểm tra tình trạng máy biến áp/chỉnh lưu. Máy phải làm việc ổn định, không có tiếng ồn, không có mùi khét. Kiểm tra các đồng hồ đo (kiểm định lại nếu cần), các đầu nối dây và dầu làm mát (nếu có). Kiểm tra nhiệt độ máy, bộ phận chỉnh lưu, các công tắc chuyển mạch vv....

- Kiểm tra hệ thống dây dương từ cực dương của máy tới các anốt trơ và hệ thống dây âm từ cực âm của máy đến kết cấu cần bảo vệ. Đo dòng phát qua các đường dây bằng ampe kìm. So sánh số liệu đo được với các số liệu cũ để phát hiện các bất thường nếu có.

- Kiểm tra các hộp nối dây dương và dây âm. Kiểm tra độ kín khít của các hộp nối, các đầu nối dây, các thiết bị đo dòng điện nếu có.

...

...

...

Hình A.2. Sơ đồ bảo trì hệ thống bảo vệ catốt

Phụ lục B

(tham khảo)

Tốc độ ăn mòn của thép trong môi trường biển

Bảng B1 - Các giá trị tham khảo tốc độ ăn mòn thép môi trường biển

Môi trường ăn mòn

Tốc độ ăn mòn (mm/năm)

...

...

...

Mực nước cao hoặc cao hơn

0,3

Mực nước cao đến Mực nước thấp -1 m

0,1 - 0,3

Mực nước thấp -1 m đến Đáy biển

0,1 - 0,2

Đất đáy biển

0,03

Phía đất liền

...

...

...

0,1

Dưới đất (Từ mức nước dư trở lên)

0,03

Dưới đất (Từ mức nước dư trở xuống)

0,02

Các giá trị đối với “Mực nước cao hoặc cao hơn” trong Bảng B1 chỉ ra tốc độ ăn mòn ngay trên mực nước cao. Tốc độ ăn mòn vùng thủy triều mở rộng và vùng hoàn toàn chìm trong nước biển phải được xác định bằng cách tham khảo tốc độ ăn mòn thực tế theo các tính chất của nước biển xung quanh kết cấu. Các cuộc khảo sát ăn mòn trước đây đã chỉ ra rằng tốc độ ăn mòn khác nhau tùy thuộc vào các tính chất của nước biển và độ sâu của nó. Các giá trị trong Bảng B1 được liệt kê như các số liệu tham khảo có phạm vi biến động. Nói chung, ăn mòn trong vùng thủy triều mở rộng nên được chọn tách biệt với ăn mòn trong vùng ngập nước do có sự khác biệt về các điều kiện môi trường. Ranh giới hợp lý giữa chúng là vùng chuyển tiếp (nên trong khoảng 1,0 m dưới mực nước thấp). Trong các trường hợp ăn mòn tập trung, tốc độ ăn mòn lớn hơn rất nhiều so với các giá trị được liệt kê trong Bảng B1, và do đó các giá trị này không được áp dụng đối với những trường hợp đó.

Phụ lục C

(tham khảo)

...

...

...

Bảng C.1 - Ví dụ thiết kế các hệ sơn thường sử dụng trong môi trường biển

Hạng mục

Yêu cầu thiết kế

Chiều dầy lớp sơn
(mm)

Vùng thủy triều mở rộng

Vùng không khí biển

Làm sạch bề mặt

Phun cát hoặc hạt mài: Sa 2½ hoặc hơn theo ISO 8501-1

Gia công bằng dụng cụ điện: SSPC-SP11^a^,b

...

...

...

Hệ sơn epoxy màng dầy

Sơn lót

Sơn giàu kẽm

75

75

Lớp sơn chống ăn mòn

Epoxy màng dầy

480

...

...

...

Lớp chịu thời tiết

Lớp giữa

Polyuretan

30

Lớp ngoài cùng

Polyuretan

25

...

...

...

555

330

Hệ sơn epoxy vảy thủy tinh

Lớp sơn lót

Sơn giàu kẽm

20

20

Lớp phủ keo chống ăn mòn

...

...

...

800

500

Lớp chịu thời tiết

Lớp giữa

Polyuretan

30

Lớp ngoài cùng

Polyuretan

...

...

...

25

Tổng chiều dầy

820

575

CHÚ THÍCH 1:

^a SSPC SP11, Power Tool Cleaning to bare Metal - Làm sg BảSPC SP11, Power Tool Cleaning to bare Metal - L

^b SSPC - (The Society for Protective Coatings) Hiệp hội sơn/phủ bảo vệ của Mỹ.

CHÚ THÍCH 2:

...

...

...

Bảng C.2 - Ví dụ thiết kế cho lớp phủ epoxy siêu dầy

Hạng mục

Vật liệu lớp phủ/Quy trình thi công

Chiều dầy sơn phủ (mm)

Vùng thủy triều mở rộng

Vùng không khí biển

Chuẩn bị bề mặt

Sa 2½ hoặc hơn theo ISO 8501-1

SSPC-SP11 ^a, b

...

...

...

Lớp phủ

Lớp lót

Sơn giàu kẽm

20

20

Lớp phủ siêu dầy

Epoxy siêu dầy

2500

...

...

...

Chịu thời tiết

Lớp giữa

Polyuretan

30

Lớp ngoài cùng

Polyuretan

25

...

...

...

2520

1325

CHÚ THÍCH 1:

^a SSPC SP11, Power Tool Cleaning to bare Metal - Làm sạch bề mặt bằng dụng cụ điện đến mức kim loại trần.

^b SSPC - (The Society for Protective Coatings) Hiệp hội sơn/phủ bảo vệ của Mỹ.

CHÚ THÍCH 2:

Tuổi thọ của các lớp phủ này đạt được 30 năm tại Nhật Bản.

...

...

...

(tham khảo)

Phân loại môi trường không khí liên quan đến dự đoán mức độ ăn mòn

Bảng D.1 - Phân loại môi trường không khí liên quan đến dự đoán mức độ ăn mòn

Phân loại ăn mòn

Mức độ ăn mòn

Tốc độ ăn mòn thép cabon thấp trong năm đầu phơi mẫu

Ví dụ về loại môi trường

C1

Rất thấp

...

...

...

≤ 1.3 mm/năm

Vùng khô hoặc lạnh, môi trường không khí rất ít bị ô nhiễm và thời gian ướt rất thấp

C2

Thấp

Từ 10 g/(m^2.năm) đến 200 g/(m^2.năm)

Từ 1,3 mm/năm đến 25 mm/năm

Vùng ôn đới, môi trường không khí bị ô nhiễm thấp (SO₂ < 5 mg/m^3). Ví dụ các vùng nông thôn hoặc các thị trấn nhỏ.

Vùng khô hoặc lạnh, môi trường không khí có thời gian ướt ngắn.

C3

...

...

...

Từ 201 g/(m^2.năm) đến 400 g/(m^2.năm)

Từ 26 mm/năm đến 50 mm/năm

Vùng ôn đới, môi trường không khí bị ô nhiễm trung bình (SO₂ từ 5 mg/m^3 đến 30 mg/m^3) hoặc có vài ảnh hưởng của clorua. Ví dụ các vùng đô thị, vùng ven biển có mức độ lắng đọng clorua thấp.

Vùng nhiệt đới hoặc cận nhiệt đới, mức độ ô nhiễm không khí thấp (SO₂ < 5 mg/m^3).

C4

Cao

Từ 401 g/(m^2.năm) đến 650 g/(m^2.năm)

Từ 51 mm/năm đến 80 mm/năm

Vùng ôn đới, mức độ ô nhiễm không khí cao (SO₂ từ 30 mg/m^3 đến 90 mg/m^3) hoặc bị ảnh hưởng tương đối của muối clorua, Ví dụ vùng đô thị bị ô nhiễm, vùng công nghiệp, vùng ven biển không chịu tác động của nước bắn.

...

...

...

C5

Rất cao

Từ 651 g/(m^2.năm) đến 1500 g/(m^2. năm)

Từ 81 mm/năm đến 200 mm/năm

Vùng khí hậu nhiệt đới hoặc cận nhiệt đới, không khí bị ô nhiễm nặng (SO₂ từ 90 mg/m^3 đến 250 mg/m^3) hoặc bị ảnh hưởng nặng của clorua, ví dụ các vùng công nghiệp, vùng ven biển, các vị trí có mái che trên bờ biển

CX

Đặc biệt cao

Từ 1501 g/(m^2.năm) đến 5500 g/(m^2.năm)

Từ 201 mm/năm đến 700 mm/năm

...

...

...

Phụ lục E

(tham khảo)

Các yếu tố ảnh hưởng đến ăn mòn cọc thép

E.1  Các yếu tố ảnh hưởng tới ăn mòn cọc thép trong môi trường biển

E.1.1  Ảnh hưởng của nước biển

(a) Ảnh hưởng của các thành phần hòa tan

Tính chất ăn mòn của nước biển chủ yếu phụ thuộc vào lượng muối clo và các muối hòa tan khác. Lượng muối lớn trong nước biển tạo nên chất điện ly mạnh, trong môi trường đó các phản ứng ăn mòn điện hóa của thép xảy ra. Tỷ trọng của muối hòa tan trong nước biển đại dương khác nhau theo vùng và ở vào khoảng 3,2 % đến 3,6 %. Thành phần hòa tan chủ yếu của nước biển đại dương được đưa ra trong Bảng E1. Yếu tố gây tác động lớn nhất đến ăn mòn trong nước biển là ion Cl^-. Nó làm gỉ sét trở nên xốp và phá hủy màng bảo vệ không dẫn điện trên bề mặt thép. Bên cạnh đó, ion SO₄^2^- cũng ảnh hưởng tới ăn mòn thép với một mức độ nhất định. Thành phần nước biển ven bờ ở nước ta cũng có sự khác biệt giữa các vùng từ bắc tới nam nên khi xây dựng công trình biển, việc khảo sát thành phần nước biển tại vị trí xây dựng theo các mùa và theo thủy triều là cần thiết. Những vị trí ở cửa sông hoặc sâu trong sông có nồng độ muối giảm thì tốc độ ăn mòn cũng giảm theo.

Bảng E.1 - Thành phần chủ yếu của các muối hòa tan trong nước biển đại dương (ppm)

...

...

...

Anion

Na^+

10556

Cl^-

18980

Mg^2^+

1272

SO₄^2-

2649

...

...

...

400

HCO₃^-

140

K^+

380

Br^-

65

Sr^2^+

13

...

...

...

1

BO₃^3-

26

(b) Ảnh hưởng của ôxy hòa tan

Tốc độ ăn mòn được xác định bởi lượng ôxy cấp đến bề mặt thép trong nước biển. Nếu lượng ôxy hòa tan trong nước biển tăng thì lượng ôxy cung cấp đến bề mặt thép cũng tăng. Kết quả là tốc độ ăn mòn tăng tuyến tính.

(c) Ảnh hưởng của dòng chảy

Khi dòng chảy tăng thì chiều dầy của lớp khuếch tán ôxy gần bề mặt thép sẽ bị giảm. Thêm nữa, dòng chảy tăng còn làm cho lớp màng trên bề mặt thép dễ bị rơi rụng, điều đó sẽ làm tăng lượng ôxy cấp đến bề mặt thép và kết quả là tốc độ ăn mòn tăng. Mài mòn do cát sẽ tăng khi dòng chảy tăng nếu công trình nằm gần bãi cát. Hiện tượng này đẩy nhanh tốc độ ăn mòn, do vậy cần có các biện pháp chống ăn mòn phù hợp cho những vùng này. Phương pháp thường được sử dụng nhất là bảo vệ catốt.

...

...

...

Khi nhiệt độ tăng, tỷ lệ khuếch tán ôxy trên bề mặt thép tăng, đồng thời tỷ lệ các phản ứng anốt, catốt trên bề mặt thép cũng tăng dẫn đến tốc độ ăn mòn tăng. Mặc dù tốc độ ăn mòn giảm từ nhiệt độ 80^oC trở lên trong hệ hở, tuy nhiên trong thực tế không cần xem xét ảnh hưởng này trong môi trường biển.

(e) Ảnh hưởng của pH

Khi giá trị pH thay đổi từ 4 đến 10, tốc độ ăn mòn của thép trong nước biển không bị ảnh hưởng bởi độ pH mà được xác định bằng lượng ôxy tiếp xúc với bề mặt thép. Tốc độ ăn mòn thường tăng khi môi trường có độ pH nhỏ hơn 4. Trong môi trường nước biển, giá trị pH thường vào khoảng 7,5 đến 8,3 ngoại trừ những trường hợp thật đặc biệt.

E.1.2  Ảnh hưởng của vật liệu

(a) Ảnh hưởng của thành phần hóa học của thép

Ảnh hưởng của thành phần hợp kim lên chống ăn mòn thép phụ thuộc vào loại môi trường ăn mòn, sự kết hợp giữa các thành phần hợp kim và lượng nguyên tố thêm vào. Hơn nữa, mức độ thay đổi sẽ lớn hơn trong môi trường không khí.

(b) Ảnh hưởng của màng oxit

Màng oxit từ quá trình sản xuất trên bề mặt thép có một số chức năng bảo vệ. Tuy nhiên, chúng sẽ có các vết rách và lỗ hổng làm cho thép bị ăn mòn từ các vị trí đó. Ăn mòn sẽ lan ra diện tích xung quanh và trong môi trường biển thì lớp màng này sẽ bị mất sau nửa năm đến một năm. Lớp màng này có điện thế dương hơn thép nên sẽ trở thành catốt và thép ở các vị trí vết rách trở thành anốt. Kết quả là chiều sâu ăn mòn trong nước biển của thép có lớp màng sẽ lớn hơn so với thép không có lớp màng. Trong không khí biển và ở vùng nước bắn, lớp màng này sẽ làm tăng mức độ gồ ghề của bề mặt thép bị gỉ.

(c) Ảnh hưởng của việc hàn

...

...

...

(d) Ảnh hưởng của hình dạng cọc thép

Nếu nhìn từ mặt cắt ngang của cọc ván thép thì mức độ ăn mòn của mặt đáy là lớn nhất sau đó mới đến phần cánh. Tốc độ ăn mòn nhỏ nhất là các khóa nối. Nguyên nhân ít bị ăn mòn có thể là do hạn chế nước và ôxy tiếp xúc với mối nối vì quá trình đổ đất và cát cũng như máng gỉ hình thành từ quá trình ăn mòn ban đầu.

E.1.3  Các yếu tố khác

a  Ảnh hưởng ăn mòn theo vùng

Khi cọc thép tiếp xúc với môi trường từ vùng thủy triều đến vùng chuyển tiếp, nồng độ ôxy tiếp xúc với bề mặt cọc thép có sự chênh lệch cực kỳ lớn. Trong khi nồng độ ôxy hòa tan trong nước ở vùng chuyển tiếp chỉ ở mức trung bình 8 ppm ở 25 ^oC thì nồng độ ôxy ở vùng thủy triều, phần tiếp xúc với không khí ở mức 20 % (20 0000 ppm). Hai vùng này thường xuyên nằm trong cùng một môi trường điện ly là nước biển nên tạo thành vùng ăn mòn với các phản ứng khử ôxy trong vùng thủy triều chiếm ưu thế tạo ra vùng catốt. Ngược lại, tại vùng chuyển tiếp sẽ xảy ra các phản ứng ôxy hóa thép (phản ứng anốt) làm cho cọc thép bị ăn mòn nghiêm trọng.

b  Ảnh hưởng của ứng suất trùng lặp

Khi có các ứng suất trùng lặp trên các cọc thép và lớp gỉ bị phá hủy thường xuyên tại một vị trí, vùng đó sẽ trở thành anốt so với các vùng khác không bị phá hủy. Hiện tượng này sẽ tạo ra ăn mòn điểm sâu.

c  Ảnh hưởng của tiếp xúc với kim loại khác

Khi cọc thép trong nước biển tiếp xúc với các kim loại khác có điện thế dương hơn chúng sẽ bị ăn mòn. Dạng ăn mòn này thường tập trung ở vùng quanh nơi tiếp xúc.

...

...

...

Sinh vật biển như hàu, hà bám vào cọc thép thường thúc đẩy ăn mòn thông qua việc tạo thành các điểm tập trung ôxy hay các hợp chất của lưu huỳnh được thải ra khi chúng chết hay bị phân hủy. Mặt khác chúng cũng làm giảm ăn mòn bằng cách tạo ra màng canxi không thấm nước biển hoặc trong trường hợp dòng chảy cao, chúng tạo ra một lớp nước cố định trên bề mặt thép.

E.2  Các yếu tố ảnh hưởng đến ăn mòn thép trong môi trường đất

E.2.1  Ảnh hưởng của thành phần đất

Thành phần đất cũng là yếu tố quan trọng ảnh hưởng đến ăn mòn. Phân loại đất theo kích thước hạt theo ASTM D 2487 như sau:

• Đất sét được xác định có kích thước hạt nhỏ hơn 5 mm;

• Phù sa (silt) có kích thước hạt từ 5 mm đến 75 mm;

• Cát có kích thước hạt từ 75 mm đến 4.75 mm.

Vì có kích thước nhỏ và các đặc tích hóa học, đất sét giữ ẩm tốt hơn cát và phù sa và vì vậy chứa ôxy ít hơn. Khi cọc được đóng qua các lớp đất có mặt của sét, phù sa hoặc cát thì phần cọc ở lớp sét thành anốt và phần trong cát, phù sa thành catốt do sự chênh lệch về nồng độ ôxy.

Đất san lấp tồn tại trong nhiều trường hợp gây ăn mòn đáng kể. Trong các trường hợp đó đất được phân lớp theo đất san lấp và đất tự nhiên. Đất san lấp mang tính ăn mòn do các nguyên nhân: Chúng xốp, cho phép ôxy thấm đến bề mặt cọc thép, chúng chứa lượng muối hòa tan cao nên có điện trở đất thấp và thường có pH thấp.

...

...

...

E.2.2  Ảnh hưởng của điện trở suất của đất

Điện trở suất ảnh hưởng tới ăn mòn theo nhiều cách. Đất có điện trở thấp thường chứa nồng độ muối hòa tan cao. Sự có mặt của anion trong muối làm hỏng màng oxit trên thép, thúc đẩy các phản ứng điện hóa trên bề mặt kim loại. Dòng ion trong đất sẽ xuất hiện do ăn mòn vùng phát triển. Khi điện trở suất thấp cường độ dòng điện và sự phân chia vùng anốt, catốt cũng tăng cao. Do đó tốc độ ăn mòn lớn hơn và diện tích ăn mòn cũng mở rộng. Mối tương quan giữa điện trở suất các vùng khác nhau cũng ảnh hưởng lên ăn mòn do mở rộng thêm phân vùng ăn mòn.

E.2.3  Ảnh hưởng của hàm lượng nước trong đất

Đất nằm dưới mực nước dư là một dạng hàm lượng nước trong đất, tại đó nước bão hòa. Một dạng khác là đất khô. Trong trường hợp ăn mòn đều, tính ăn mòn mạnh nhất là đất có độ ẩm trung bình. Ở độ ẩm thấp không đủ nước cho quá trình ăn mòn, trong khi độ ẩm cao thì ôxy bị đẩy loại khỏi bề mặt thép và tốc độ ăn mòn thấp.

E.2.4  Ảnh hưởng của độ pH

Giống như điện trở suất, pH được coi là một trong các yếu tố ảnh hưởng đầu tiên đến ăn mòn trong đất. Trong điều kiện pH thấp, lớp màng bảo vệ thép không ổn định làm cho ăn mòn điểm và phát triển ăn mòn đều. Khi pH dưới 4, Tốc độ khử của ion hydro cao làm tăng tốc độ ăn mòn. Mặt khác thép sẽ phát triển màng thụ động để bảo vệ trong môi trường pH cao. Cũng như trong trường hợp điện trở suất của đất, rất nhiều số liệu phân tán về tốc độ ăn mòn và phải xem xét tất cả các yếu tố thu thập được.

E.2.5  Ảnh hưởng của muối hòa tan

Muối hòa tan làm giảm điện trở suất và ảnh hưởng trực tiếp đến các phản ứng điện hóa trên bề mặt thép. Muối clorua thúc đẩy sự phá hủy các màng bảo vệ trên bề mặt kim loại trong khi muối sulfat làm tăng hoạt động của vi khuẩn khử sulfat dẫn đến ăn mòn vi sinh.

E.2.6  Ảnh hưởng của điện thế tự nhiên và điện thế ôxy hóa khử

...

...

...

E.2.7  Ảnh hưởng của vi sinh

Vi sinh không trực tiếp tấn công thép mà chúng tạo ra môi trường ăn mòn. Môi trường ăn mòn do vi khuẩn khử sulphat kỵ khí gây ra mang tính khử và chứa nồng độ sulfit cao. Điều kiện này thúc đẩy sự phát triển các vùng ăn mòn. Nghiên cứu ăn mòn cọc thép dưới mực nước dư cho thấy ăn mòn vi sinh cũng như các dạng ăn mòn khác không phải là vấn đề đối với cọc thép dưới mực nước dư. Tuy nhiên, vi sinh thường được xem xét như một tác nhân lên ăn mòn cọc thép gần hoặc trên mực nước dư.

E.2.8  Ảnh hưởng của dòng tạp tán (dòng rò)

Cọc thép cũng như các kết cấu ngầm khác phải chịu ăn mòn do dòng tạp tán trong đất. Nguồn của dòng tạp tán bao gồm cá hệ thống bảo vệ catốt đối với các công trình lân cận, hệ thống giao thông sử dụng nguồn một chiều, hoạt động khai thác mỏ, đường dây tải điện cao áp. Dòng điện một chiều từ những nguồn trên không nối điện với kết cấu có thể sử dụng kết cấu như một đường dẫn. Kết cấu được bảo vệ catốt khi dòng điện đi vào, và ăn mòn xuất hiện khi dòng điện đi ra. Ăn mòn tạp tán thường xảy ra đối với kết cấu lớn và nằm dài theo hướng ngang như đường ống. Các cọc cừ hay dãy cọc nối điện với nhau có thể cũng bị ăn mòn tạp tán. Các nhà thiết kế chống ăn mòn cọc thép phải đưa thông số này vào chương trình khảo sát cho từng công trình cụ thể.

Phụ lục F

(tham khảo)

Phạm vi áp dụng của các phương pháp chống ăn mòn

F.1  Phạm vi áp dụng các phương pháp chống ăn mòn cọc thép trong môi trường biển

...

...

...

Các điều kiện áp dụng

Các phương pháp chống ăn mòn

Các vùng môi trường biển

Các loại cọc

Nơi thi công

Tuổi thọ mong muốn

...

...

...

Không khí biển

Thủy triều mở rộng

Chìm trong nước

Đất đáy biển

Cọc ống thép

Ống ván thép và ván thép

Cọc thép hình khác

Trong nhà máy

Trong xưởng tại công trường

...

...

...

Sơn chống ăn mòn

Epoxy màng dầy

Mới

O

O

O

∆

O

O

...

...

...

O

O

O

C

A

Cũ

O

-

-

...

...

...

O

O

O

-

-

O

C

A

Epoxy vảy thủy tinh

...

...

...

O

O

O

∆

O

O

O

O

O

...

...

...

B

B

Cũ

O

-

-

-

O

O

...

...

...

-

-

O

B

B

Lớp phủ hữu cơ

Polyethylene

Mới

O

...

...

...

O

∆

O

∆

-

O

-

-

A

...

...

...

Cũ

-

-

-

-

-

-

-

-

...

...

...

-

-

-

Uretan elastome

Mới

O

O

O

∆

...

...

...

∆

-

O

-

-

A

B

Cũ

-

...

...

...

-

-

-

-

-

-

-

-

-

...

...

...

Epoxy siêu dầy

Mới

O

O

O

∆

O

O

O

...

...

...

O

O

A

B

Cũ

O

-

-

-

...

...

...

O

O

-

-

O

A

C

Epoxy khô trong nước

Mới

...

...

...

O

O

-

O

O

O

-

∆

O

...

...

...

C

Cũ

∆

O

-

-

O

O

O

...

...

...

-

O

B

C

Lớp phủ từ sản phẩm dầu mỏ (petrolatum)

Mới

∆

O

∆

...

...

...

O

-

-

-

∆

O

A

C

Cũ

...

...

...

O

-

-

O

-

-

-

-

O

...

...

...

C

Lớp phủ vô cơ

Bọc bê tông

Mới

O

O

∆

-

O

...

...

...

O

-

-

O

B

B

Cũ

O

O

...

...

...

-

O

O

O

-

-

O

B

B

...

...

...

Mới

∆

O

∆

-

O

∆

∆

O

...

...

...

O

A

C

Cũ

∆

O

-

-

O

...

...

...

O

-

-

O

A

C

Bảo vệ catốt

Anốt hy sinh

Mới

...

...

...

-

O

O

O

O

O

-

∆

O

...

...

...

B

Cũ

-

-

O

O

O

O

O

...

...

...

-

O

A

B

Dòng điện ngoài

Mới

-

-

O

...

...

...

O

O

O

-

-

O

A

A

Cũ

...

...

...

-

O

O

O

O

O

-

-

O

...

...

...

A

Bù ăn mòn

Mới

-

-

-

∆*

O

O

...

...

...

O

-

-

A

A

CHÚ THÍCH

Khả năng áp dụng

Tuổi thọ mong muốn

Chi phí ban đầu

...

...

...

O: Áp dụng được

A: Trên 15 năm

A: Thấp

O: Thi công được

∆: Thường không áp dụng

B: Từ 10 năm đến 15 năm

B: Trung bình

∆: Thi công được nhưng ít áp dụng

-: Không áp dụng được

...

...

...

C: Cao

-: Không thi công được

* Các cọc thép vùng đất đáy biển thường được bảo vệ chống ăn mòn bằng hệ thống bảo vệ catốt. Phương pháp bù ăn mòn chỉ áp dụng cho một số trường hợp trong sông gần biển cho công trình cầu.

Các lớp phủ Plyethylene, Urethan elastome, sơn epoxy siêu dầy qua áp dụng thực tế và phơi mẫu nhiều năm tại Nhật Bản được dự đoán có tuổi thọ 30 năm, các lớp bọc kim loại bằng thép không gỉ, titan được dự đoán có tuổi thọ trên 50 năm.

Các phương pháp chống ăn mòn ở đây là điển hình, các phương pháp khác có thể được áp dụng.

F.2  Phạm vi áp dụng các phương pháp bảo vệ chống ăn mòn cọc thép thường được lựa chọn cho các công trình khác biển

Bảng F.2 - Các phương pháp chống ăn mòn cọc thép thường được sử dụng trong môi trường đất, không khí xa biển và trong môi trường sông

Môi trường sử dụng

Phân vùng

...

...

...

Hướng dẫn lựa chọn

Môi trường đất xa biển

Đất trung tính không ô nhiễm

Bù ăn mòn

Trung bình 0.02 mm/năm

Đất bị ô nhiễm, đất phèn chua

Sơn, bọc bê tông hoặc bảo vệ catot

Sơn epoxy;

Bọc bê tông dầy 10 cm;

...

...

...

Môi trường không khí xa biển

C2 phụ lục D

Hệ sơn bảo vệ

Theo Bảng A2 - TCVN 8789:2011

C3 phụ lục D

Hệ sơn bảo vệ

Theo Bảng A3 - TCVN 8789:2011

C4 phụ lục D

Hệ sơn bảo vệ

...

...

...

C5 phụ lục D

Hệ sơn bảo vệ

Theo Bảng A5 - TCVN 8789:2011

Môi trường sông xa biển không/hoặc ít bị tác động của thủy triều

Vùng ngập trong nước

Bù ăn mòn hoặc sơn

Bù ăn mòn 0.02 mm/năm vùng nước ngọt không bị ô nhiễm

Theo Bảng A8 - TCVN 8789:2011

Vùng dao động

...

...

...

Theo Bảng A4 - TCVN 8789:2011

Môi trường cửa sông chịu tác động thường xuyên của thủy triều

Áp dụng các phương pháp bảo vệ như môi trường biển

Theo bảng F1.

MỤC LỤC

1  Phạm vi áp dụng

2  Tài liệu viện dẫn

3  Thuật ngữ, định nghĩa và thuật ngữ viết tắt

...

...

...

3.2  Ký hiệu viết tắt

4  Quy định chung

5  Phân loại môi trường ăn mòn cọc thép

5.1  Các dạng ăn mòn cọc thép

5.2  Ăn mòn cọc thép trong môi trường biển

5.2.1  Tổng quan

5.2.2  Phân vùng ăn mòn trong môi trường biển

5.2.3  Tốc độ ăn mòn thép trong môi trường biển

5.2.4  Các yếu tố ảnh hưởng đến ăn mòn thép trong môi trường biển

...

...

...

5.3.1  Các yếu tố ảnh hưởng đến ăn mòn thép trong môi trường đất

5.3.2  Tốc độ ăn mòn thép trong môi trường đất xa biển

5.4  Ăn mòn cọc thép trong môi trường khác

5.4.1  Môi trường không khí xa biển

5.4.2  Môi trường sông

6  Nguyên tắc lựa chọn phương pháp chống ăn mòn cho cọc thép

6.1  Phân loại các phương pháp chống ăn mòn

6.1.1  Nguyên tắc cơ bản chống ăn mòn cọc thép.

6.1.2  Các phương pháp chống ăn mòn cọc thép

...

...

...

6.2.1  Tổng quan

6.2.2  Lựa chọn phương pháp chống ăn mòn cọc thép phù hợp với môi trường biển

6.2.3  Lựa chọn phương pháp chống ăn mòn cọc thép môi trường đất khác biển

6.2.4  Lựa chọn phương pháp chống ăn mòn cọc thép tại các vùng khác

6.3  Lựa chọn phương pháp chống ăn mòn phù hợp với các loại cọc

6.3.1  Lựa chọn phương pháp chống ăn mòn cho cọc ống thép

6.3.2  Lựa chọn phương pháp chống ăn mòn cho cọc ván thép và cọc ống ván thép

6.3.3  Lựa chọn phương pháp chống ăn mòn cho các loại cọc khác

7  Các phương pháp chống ăn mòn cho cọc thép

...

...

...

7.1.1  Phương pháp sơn chống ăn mòn

7.1.2  Lớp phủ uretan elastome

7.1.3  Lớp phủ epoxy siêu dầy

7.1.4  Lớp bọc bằng kim loại

7.2  Các phương pháp sơn/phủ thực hiện ngoài hiện trường

7.2.1  Sơn epoxy đóng rắn trong nước

7.2.2  Lớp phủ từ sản phẩm dầu mỏ

7.2.3  Lớp bọc vữa, bê tông

7.3  Phương pháp bảo vệ catốt

...

...

...

7.3.2  Bảo vệ catốt bằng anốt hy sinh

7.3.3  Bảo vệ catốt bằng dòng điện ngoài

7.4  Phương pháp bù ăn mòn

7.4.1  Bù ăn mòn trong môi trường biển

7.4.2  Bù ăn mòn trong môi trường đất

Phụ lục A (Quy định) Kiểm soát bảo trì hệ thống chống ăn mòn cho cọc thép

Phụ lục B (tham khảo) Tốc độ ăn mòn của thép trong môi trường biển

Phụ lục C (tham khảo) Thiết kế các lớp sơn/phủ điển hình

Phụ lục D (tham khảo) Phân loại môi trường không khí liên quan đến dự đoán tốc độ ăn mòn

...

...

...

Phụ lục F (tham khảo) Phạm vi áp dụng của các phương pháp chống ăn mòn