Đánh giá mô hình ăn mòn kết cấu bê tông cốt thép phù hợp với điều kiện khí hậu biển Việt Nam

Từ khóa:

Bê tông
sự suy giảm
tuổi thọ
ăn mòn
môi trường xung quanh

https://doi.org/10.59382/j-ibst.2025.vi.vol3-6

Tóm tắt:

Bài báo này trình bày về hiện tượng suy giảm chất lượng bê tông theo thời gian. Việc nghiên cứu, đánh giá sự suy giảm này là cần thiết và quan trọng, nhằm phục vụ công tác xác định khả năng chịu lực của kết cấu cũng như dự báo tuổi thọ công trình. Chất lượng bê tông biến đổi theo thời gian chịu tác động của nhiều yếu tố: chất lượng ban đầu, điều kiện môi trường xung quanh (nhiệt độ, độ ẩm), sự xâm nhập của ion Cl⁻, CO₂, quá trình cacbonat hóa, điều kiện khu vực,... Những yếu tố này khiến việc kiểm soát hay nghiên cứu sự suy giảm chất lượng bê tông trở thành một vấn đề phức tạp. Chính vì vậy, vấn đề này đã sớm thu hút sự quan tâm của nhiều nhà khoa học, với nhiều mô hình đã được xây dựng, chẳng hạn như: mô hình tuyến tính (Linear degradation model), mô hình suy giảm do ăn mòn cốt thép (Corrosion-induced degradation models), mô hình dựa trên xác suất (Probabilistic degradation models), các mô hình theo tiêu chuẩn Eurocode và FIB Model Code, mô hình tích hợp cơ học – hóa học – môi trường (Mechanistic-based models),... Mỗi mô hình đều có những ưu điểm, hạn chế riêng cũng như phạm vi và điều kiện áp dụng cụ thể. Tuy nhiên, để áp dụng một mô hình cụ thể nào đó trong điều kiện Việt Nam nhằm đánh giá chất lượng bê tông thì cần có các nghiên cứu nghiêm túc. Mục đích nghiên cứu là hướng đến đánh giá và đề xuất mô hình phù hợp điều kiện Việt Nam.

Nội dung:

Tài liệu tham khảo:

[1] M. Mottl, J. Pazderka, and P. J. C. Reiterman (2025), "Crystalline Coating and Its Influence on Chloride Ion Diffusion Resistance of Carbonated Concrete", MPDI vol. 15, no. 2, p. 163.

[2] M. Aliet al. (2024), "A review on chloride induced corrosion in reinforced concrete structures: lab and in situ investigation", RSC Adv, vol. 14, no. 50, pp. 37252-37271, Nov 19.

[3]  U. M. Angst et al.(2024), "Chloride-induced corrosion of steel in concrete-insights from bimodal neutron and X-ray microtomography combined with ex-situ microscopy", Mater Struct, vol. 57, no. 4, p. 56.

[4] Z. Bažant and L. J. M. e. C. Panula (1978), "Practical prediction of time-dependent deformations of concrete: Part II: Basic creep", vol. 11, no. 5, pp. 317-328.

[5] L. Casanova et al.(2023), "Recent Advances in the Use of Green Corrosion Inhibitors to Prevent Chloride-Induced Corrosion in Reinforced Concrete", Materials (Basel), vol. 16, no. 23, Nov 30.

[6] R. R. Hussain, A. Alhozaimy, A. Al-Negheimish, D. D. N. Singh, and M. Ahmed (2024), "Synergistic protection of borate and silicate salts composite for controlling the chloride-induced pitting and uniform corrosion of steel reinforcement bars embedded in mortars", Sci Rep, vol. 14, no. 1, p. 7069, Mar 25.

[7] E. Menendez, C. Argiz, and M. A. Sanjuan (2019), "Chloride Induced Reinforcement Corrosion in Mortars Containing Coal Bottom Ash and Coal Fly Ash", Materials (Basel), vol. 12, no. 12, Jun 15.

[8] J. A. Mukhti, K. P. V. Robles, K. H. Lee, and S. H. Kee (2023), "Evaluation of Early Concrete Damage Caused by Chloride-Induced Steel Corrosion Using a Deep Learning Approach Based on RNN for Ultrasonic Pulse Waves", Materials (Basel), vol. 16, no. 9, May 1.

[9]  L. Skarzynski, K. Kibort, and A. Malachowska (2021), "3D X-ray Micro-CT Analysis of Rebar Corrosion in Reinforced Concrete Subjected to a Chloride-Induced Environment", Molecules, vol. 27, no. 1, Dec 29.

[10] K. Li, Y. Zhang, S. Wang, J. J. M. Zeng (2018), "Impact of carbonation on the chloride diffusivity in concrete: experiment, analysis and application", Materials and Structuers. vol. 51, no. 6, p. 164.

[11]  R. Folić, D. Zenunović, and Z. J. J. o. t. S. C. S. Brujić (2024), "Effects of carbonation and chloride ingress on the durability of concrete structures", Journal of the Serbian Chemical Society. vol. 89, no. 5, pp. 729-742.

[12] K. Ichimiya, R. Yamamoto, K. Ikeda, Q. D. Nguyen, and A. Castel (2024), "A New Performance-Based Test for Assessing Chloride-Induced Reinforcement Corrosion Resistance of Geopolymer Mortars", Materials (Basel), vol. 17, no. 21, Oct 23.

[13]  I. Stipanovic Oslakovic, D. Bjegovic, D. J. M. Mikulic (2010), "Evaluation of service life design models on concrete structures exposed to marine environment", Materials and Structuers .vol. 43, no. 10, pp. 1397-1412.

[14] H. Tang, J. Sun, D. Su, Y. Huang, and P. Wu (2021), "Coumarin as a green inhibitor of chloride-induced aluminum corrosion: theoretical calculation and experimental exploration", RSC Adv, vol. 11, no. 40, pp. 24926-24937, Jul 13.

[15]  M. Valcuende, R. Calabuig, A. Martinez-Ibernon, and J. Soto (2020), "Influence of Hydrated Lime on the Chloride-Induced Reinforcement Corrosion in Eco-Efficient Concretes Made with High-Volume Fly Ash", Materials (Basel), vol. 13, no. 22, Nov 14.

[16] D.-Q. Phan, V.-P. Phan, N.-L. J. A. Tran (2025), "Effects of environments contaminated with chlorides and sulfates on rc columns", Architecture and Engineering.vol. 10, no. 1, pp. 59-69.

[17] U. Angst, B. Elsener, C. K. Larsen, Ø. J. C. Vennesland (2009), "Critical chloride content in reinforced concrete—A review", Cement and Concrete Research. vol. 39, no. 12, pp. 1122-1138.

[18] A. Committee (2001), "Guide to durable concrete", American Concrete Institute.

[19] N. Concha and A. Oreta (2018), "A model for time-to-cracking of concrete due to chloride induced corrosion using artificial neural network", in IOP Conference Series: Materials Science and Engineering, vol. 431, no. 7, p. 072009: IOP Publishing.

[20] E. Ertekin, J. K. Hatt, K. T. Konstantinidis, and U. Tezel (2016), "Similar Microbial Consortia and Genes Are Involved in the Biodegradation of Benzalkonium Chlorides in Different Environments", Environ Sci Technol, vol. 50, no. 8, pp. 4304-13, Apr 19.

[21] Soutsos, Marios, ed (2010). Concrete durability: a practical guide to the design of durable concrete structures. Thomas Telford Ltd. 

[22] Lindvall, Anders (1998). "Duracrete–probabilistic performance based durability design of concrete structures". In 2nd Int. PhD. Symposium in civil engineering.

[23] E. Messinaet al.(2021), "Synergistic Inhibition Effect of Chitosan and L-Cysteine for the Protection of Copper-Based Alloys against Atmospheric Chloride-Induced Indoor Corrosion", Int J Mol Sci, vol. 22, no. 19, Sep 25.

[24] Z. Bažant and L. J. M. e. C. Panula (1979), "Practical prediction of time-dependent deformations of concrete", Materials and Structuers .vol. 12, no. 3, pp. 169-174.

[25] M. Alexander, H. J. C. Beushausen (2019), "Durability, service life prediction, and modelling for reinforced concrete structures–review and critique", Cement and Concrete Research .vol. 122, pp. 17-29.

[26] B. Fu and D.-C. J. J. o. B. E. Feng (2021), "A machine learning-based time-dependent shear strength model for corroded reinforced concrete beams", Journal of Building Engineering. vol. 36, p. 102118.

[27] W. Gao, X. Chen, and D. Chen (2019), "Genetic programming approach for predicting service life of tunnel structures subject to chloride-induced corrosion", J Adv Res, vol. 20, pp. 141-152, Nov.

[28] H. Ji and H. Ye (2024), "Dataset on carbonation and chloride-induced steel corrosion in cementitious mortars", Data Brief,vol. 55, p. 110595, Aug.

[29]  H. J. P. o. t. I. o. C. E. Kew (2010), "Concrete durability-a practical guide to the design of durable concrete structures", Proceedings of the Institution of Civil Engineers .vol. 163, no. 1, p. 16.

[30]  G. Lin, Y. Liu, Z. J. C. Xiang (2010), "Numerical modeling for predicting service life of reinforced concrete structures exposed to chloride environments", Cement and concrete composites. vol. 32, no. 8, pp. 571-579.

[31] X. Liu, W. Zhang, P. Sun, and M. Liu (2022), "Time-Dependent Seismic Fragility of Typical Concrete Girder Bridges under Chloride-Induced Corrosion", Materials (Basel), vol. 15, no. 14, Jul 19.

[32] V. T. Phan, Đ. T. J. V. J. o. S. E. Ngô (2013), "Biến đổi khí hậu ở Việt Nam: Một số kết quả nghiên cứu, thách thức và cơ hội trong hội nhập quốc tế", VNU Journal of Science: Earth and Environmental Sciences, vol. 29, no. 2.

[33] N. V. Thắng, nnk (2010), "Biến đổi khí hậu và tác động ở Việt Nam", Viện Khoa học và Khí tượng Việt Nam.

[34] N. V. Thanh (2024), "Tác động biến đổi khí hậu đến sự phát triển bền vững của Việt Nam", Tạp chí Khoa học xã hội Việt Nam, số 4.