Tình trạng ăn mòn bê tông cốt thép và giải pháp chống ăn mòn cho công trình bê tông cốt thép trong môi trường biển Việt Nam

 44 
TÌNH TRẠNG ĂN MÒN BÊ TÔNG CỐT THÉP VÀ GIẢI PHÁP 
CHỐNG ĂN MÒN CHO CÔNG TRÌNH BÊ TÔNG CỐT THÉP 
 TRONG MÔI TRƯỜNG BIỂN VIỆT NAM 
TS. Đồng Kim Hạnh 
ThS. Dương Thị Thanh Hiền 
Bộ môn Công nghệ & QLXD, ĐHTL 
Tóm tắt: Ăn mòn cốt thép là nguyên nhân phổ biến làm hư hỏng kết cấu BTCT trong môi 
trường biển. Bài viết tóm tắt những nghiên cứu về nguyên nhân, thực trạng ăn mòn và phá huỷ 
BTCT dưới tác động của nước biển. Trên cơ sở những kết quả đó bài viết đề xuất một số biện 
pháp sửa chữa nhằm nâng cao độ bền cho công trình BTCT trong vùng biển Việt Nam. 
I. ĐẶT VẤN ĐỀ 
Trong môi trường xâm thực vùng biển, 
hiện tượng ăn mòn cốt thép và bê tông dẫn 
đến làm nứt vỡ và phá huỷ kết cấu bê tông và 
BTCT, làm bê tông bị hư hỏng sớm, không 
đảm bảo tuổi thọ công trình. Độ bền thực tế 
của kết cấu BTCT phụ thuộc vào mức độ xâm 
thực của môi trường và chất lượng vật liệu sử 
dụng (cường độ bê tông, mác chống thấm, khả 
năng chống ăn mòn, chủng loại xi măng, phụ 
gia, loại cốt thép, chất lượng thiết kế, thi công 
và biện pháp quản lý, sử dụng công trình...). 
Quan điểm chung về chống ăn mòn cho kết 
cấu bê tông & BTCT là: bảo vệ bê tông, lấy 
bê tông bảo vệ cốt thép. Vì vậy cần thiết phải 
làm rõ thực trạng và tìm các giải pháp bảo vệ 
chống ăn mòn cho kết cấu bê tông cốt thép 
phù hợp với điều kiện đặc thù Việt Nam. 
II. TÌNH TRẠNG ĂN MÒN BÊ TÔNG CỐT 
THÉP Ở VÙNG BIỂN VIỆT NAM 
Việt Nam có đường bờ biển dài hơn 3200 
km từ 8037’ đến 21032’ Bắc. Sau năm 1960 số 
lượng các công trình làm việc trong môi 
trường biển tăng đáng kể. Theo kết quả khảo 
sát của các cơ quan nghiên cứu trong nước 
như Viện KHCN xây dựng, viện KH vật liệu, 
viện KH thuỷ lợi, viện KHCN giao thông vận 
tải, trường ĐH bách khoa Đà Nẵng,  thì tình 
trạng suy giảm tuổi thọ công trình bê tông và 
BTCT làm việc trong môi trường biển đáng để 
quan tâm. Thực tế có hơn 50% bộ phận kết 
cấu bê tông và BTCT bị ăn mòn, hư hỏng 
nặng hoặc bị phá huỷ chỉ sau từ 10-30 năm sử 
dụng. Hầu hết các kết cấu này trong quá trình 
làm việc đều tiếp xúc với môi trường không 
khí và nước biển. Giữa vật liệu và môi trường 
luôn xảy ra các tác động qua lại và bản thân 
bê tông luôn thay đổi trạng thái cấu trúc. 
Tác động xâm thực của môi trường biển tới 
độ bền công trình bê tông và BTCT chủ yếu 
do các quá trình sau: 
- Quá trình cácbonát hoá làm giảm nồng độ 
pH của bê tông theo thời gian, làm vỡ màng 
thụ động có tác dụng bảo vệ cốt thép, đẩy 
nhanh quá trình ăn mòn cốt thép dẫn đến phá 
huỷ kết cấu. 
- Quá trình thấm ion SO42- vào bê tông, 
tương tác với các sản phẩm thuỷ hoá của xi 
măng tạo ra khoáng Ettringit trương nở thể 
tích gây phá huỷ kết cấu (Ăn mòn sunfát) 
- Quá trình khuếch tán ôxy, ion Cl- và hơi ẩm vào 
bê tông trong điều kiện nhiệt độ không khí cao 
- Quá trình ăn mòn vi sinh vật, ăn mòn cơ 
học do sóng, ăn mòn rửa trôi. 
Căn cứ theo tính chất xâm thực và mức độ tác 
động của môi trường biển lên kết cấu bê tông và 
BTCT có thể phân làm ba vùng như sau: 
- Vùng hoàn toàn ngập nước 
 45 
- Vùng nước lên xuống và sóng đánh 
- Vùng khí quyển trên biển và ven biển, 
gồm các tiểu vùng : 
. Sát mép nước: 0- 0,25km 
. Ven bờ: 0,25 - 1km 
. Gần bờ: 1- 20km 
Có thể phân loại mức độ xâm thực tại các 
vùng như bảng 2.1 
Bảng 2.1 Mức độ xâm thực tại các vùng 
Mức độ xâm thực của môi trường đối với kết cấu TT Môi trường 
Bê tông Bê tông cốt thép 
1 Vùng khí quyển gần bờ - trung bình 
2 Vùng ven bờ nhẹ mạnh 
3 Vùng sát mép nước trung bình mạnh 
4 Vùng nước lên xuống và sóng đánh mạnh rất mạnh 
5 Vùng ngập nước biển mạnh mạnh 
2.1 Vùng hoàn toàn ngập nước 
Theo tài liệu “Ăn mòn khí quyển đối với 
bê tông và BTCT vùng ven biển Việt Nam” 
của Viện khí tượng thì nước biển Việt Nam 
có thành phần hoá học, độ mặn và tính xâm 
thực tương đương với các vùng biển khác 
trên thế giới. Riêng vùng gần bờ, do ảnh 
hưởng của các sông chảy ra biển nên khác 
chút ít. Kết quả phân tích như trong bảng 2.2 
[1,2] 
Bảng 2.2 Thành phần nước biển Việt Nam và thế giới 
Chỉ tiêu Đơn vị Vùng biển 
Hòn Gai 
Vùng biển 
Hải Phòng 
Biển Bắc Mỹ Biển Bantíc 
pH - 7,8 - 8,4 7,5 - 8,3 7,5 8,0 
Cl- g/l 6,5 - 18,0 9,0 - 18,0 18,0 19,0 
Na+ g/l - - 12,0 10,5 
SO42- g/l 1,4 - 2,5 0,002 - 2,2 2,6 2,6 
Mg2+ g/l 0,2 - 1,2 0,002 - 1,1 1,4 1,3 
Các công trình bê tông và BTCT trong các 
vùng biển này chịu tác động của nước biển 
với lượng muối hoà tan khá lớn, hàm lượng 
SO42- vượt quá tiêu chuẩn. Hiện tượng ăn mòn 
hoá lý sẽ xảy ra, các ion SO42- sẽ phản ứng với 
các sản phẩm hydrát hóa bê tông tạo ra hợp 
chất khó hoà tan. Khi nồng độ SO42- lớn sẽ tạo 
ra muối CaSO4.2H2O. Sản phẩm tạo ra có thể 
tích gấp 2,86 lần gây ứng suất phá vỡ bê tông 
[1]. 
Bảng 2.3 Độ mặn nước biển tầng mặt trong vùng biển Việt Nam, % 
Tháng 
Mùa đông Mùa hè Trạm 
XII I II VI VII VIII 
Trung bình 
năm 
Cửa Ông 29,2 30,0 30,4 25,3 23,4 21,3 26,6 
Hòn gai 30,8 31,5 31,6 31,2 30,8 29,3 30,9 
Hòn Dấu 26,3 28,1 28,1 17,1 11,9 10,9 21,2 
Văn Lý 25,9 18,3 29,5 25,4 20,1 19,0 24,4 
Cửa Tùng 22,8 27,2 29,3 31,8 31,3 31,7 17,4 
Sơn Trà 8,7 17,6 22,8 - 21,2 26,9 - 
Vũng tàu 30,4 33,1 34,7 29,8 29,8 27,6 30,1 
Bạch long vĩ 32,7 33,3 33,6 33,5 32,6 32,0 33,0 
Trường sa 32,9 33,1 33,0 33,4 33,0 32,8 33,1 
 46 
 H×nh 2.1 ¡n mßn bª t«ng cèng Vµm §ån - BÕn Tre 
 H×nh 2.2 ¡n mßn bª t«ng cèng A1 - TP Hå ChÝ Minh 
2.2 Vùng nước lên xuống và sóng đánh 
Cùng với quá trình ăn mòn hoá học, điện 
hoá thì trên bề mặt các kết cấu bê tông và 
BTCT còn bị bào mòn cơ học do áp lực 
sóng, đặc biệt là sóng có cường độ mạnh do 
gió bão gây ra. Trên bề mặt kết cấu, quá 
trình khô ướt xảy ra thường xuyên làm tăng 
nhanh quá trình tích tụ ion Cl-, O2-. Nước 
biển cũng thâm nhập vào bê tông thông qua 
quá trình khuyếch tán và lực hút mao quản. 
Khảo sát kết cấu bên trong công trình khi 
đục kiểm tra tại các vết nứt thấy cốt thép bị 
gỉ rất nặng, mặt cắt ngang cốt thép có thể 
giảm từ 40% đến 60%, cốt thép đai nằm bên 
ngoài thường bị gỉ nặng hơn và đứt nhiều. 
Kiểm tra điện thế ăn mòn bằng máy đo điện 
thế CANIN thì thấy: điện thế đạt -900 mV, 
chứng tỏ cốt thép bị ăn mòn rất mạnh. Khi 
sử dụng phương pháp điện cực so sánh 
Ag/AgCl. Kết quả đo dạc được đánh giá dựa 
vào tiêu chuẩn ÁTM C 876 và giản đồ E-pH 
của hệ Fe-H2O như bảng 2.4 [2]: 
Bảng 2.4 Kết quả đo đạc điện thế ăn mòn cốt thép và khả năng ăn mòn tại các công trình 
Công trình Điện thế so với điện 
thế Ag/AgCl 
Khả năng ăn 
mòn cốt thép 
Phương phá đánh giá 
Cảng Tiên Sa -436 đến -516 %95 ASTM C876 
Cảng Thuận Phước -409 đến -450 %90 ASTM C876 
Cảng Liên Chiểu -320 đến -460 %90 ASTM C876 
Cảng Nguyễn Văn Trỗi -306 đến -325 %90 Giản đồ E-pH hệ Fe-H2O 
 47 
Khi kiểm tra thành phần hoá học của bê 
tông theo chiều từ ngoài vào trong thì thấy: tại 
vị trí xuất hiện vết nứt, cách mép vết nứt từ 
15-20 cm, miền bê tông cận cốt thép độ pH 
thường có giá trị nhỏ hơn 11,6; hàm lượng ion 
Cl- rất cao, thường nằm trong khoảng 
(1,513,5) kg/m3 bê tông, hàm lượng SO42- 
nhỏ hơn 4% khối lượng xi măng. 
2.3 Vùng khí quyển trên biển và ven biển 
Tại mặt ngoài, hiện tượng ăn mòn và phá 
huỷ kết cấu thường xảy ra mạnh với những vị 
trí trực diện với gió biển hoặc thường xuyên 
hứng chịu mưa gió và khí hậu khô ẩm. Dạng 
ăn mòn thường gặp là trên bề mặt lớp bê tông 
bảo vệ xuất hiện các vết nứt có bề rộng trung 
bình từ (525) mm chạy dọc theo các thanh 
thép chịu lực. Với kết cấu dạng bản, sàn 
thường bị bong tách thành từng mảng lớn lớp 
bê tông bảo vệ, cốt thép lộ ra ngoài và bị gỉ rất 
nặng. 
Phía bên trong kết cấu, khi đục mở rộng 
các vết nứt thì thấy cốt thép bị gỉ nặng, thiết 
diện giảm từ (2060)%, nhiều thanh bị đứt rời 
hẳn, nhất là thép đai. Khi kiểm tra khả năng 
chịu tải theo tiêu chuẩn Việt Nam có tính đến 
độ suy giảm thiết diện bê tông cốt thép do ăn 
mòn thì thấy nhiều kết cấu không còn đủ khả 
năng chịu lực. 
H×nh 2.3 ¡n mßn cèt thÐp dµn van cèng sau 22 n¨m - Nam §Þnh 
III. GIẢI PHÁP CHỐNG ĂN MÒN, NÂNG 
CAO ĐỘ BỀN CÔNG TRÌNH BÊ TÔNG VÀ BÊ 
TÔNG CỐT THÉP TRONG MÔI TRƯỜNG 
BIỂN VIỆT NAM 
3.1. Đề xuất giải pháp 
Tiêu chuẩn TCXDVN 327: 2004 đã đưa ra 
các yêu cầu kỹ thuật về thiết kế, lựa chọn vật 
liệu, thi công nhằm đảm bảo khả năng chống 
ăn mòn cho kết cấu bê tông và BTCT. Tiêu 
chuẩn TCVN 4453-1995 được áp dụng cho 
các công trình bê tông và BTCT xây dựng 
trong môi trường biển. Trong quá trình sửa 
chữa không làm được kết cấu BTCT hoặc 
chiều dày lớp bảo vệ tương đương như yêu 
cầu, có thể áp dụng các biện pháp chống thấm 
bổ sung như sau: 
1. Trát vữa chống thấm: Vữa xi măng có 
pha nhũ tương pôlime M250 ¸ 300. 
2. Sơn chống ăn mòn cốt thép: Sơn xi măng, 
sơn ximăng- pôlime, sơn hoá chất cao phân tử, 
các loại sơn này phải đảm bảo khả năng dính 
kết giữa cốt thép được sơn với bê tông. 
3. Sơn phủ mặt ngoài kết cấu: Dùng các 
loại sơn epoxy và các hợp chất cao phân tử có 
độ dính kết cao với bê tông và đàn hồi tốt. 
4. Sử dụng chất ức chế ăn mòn canxi nitrit 
5. Sử dụng vật liệu composit thay thế cho 
bê tông thông thường. 
Các biện pháp sửa chữa thông thường (từ 1 
đến 4) đã và đang được áp dụng tại các vùng 
biển Việt Nam. Tuy nhiên, sử dụng vật liệu 
mới composit là một hướng mới trong quy 
 48 
trình sửa chữa. Bê tông cốt sợi phân tán đã 
được ứng dụng rộng rãi để sửa chữa, gia cố bề 
mặt cho các công trình BTCT trên thế giới 
khoảng 40 năm nay nhưng ở Việt Nam gần 
như chưa được ứng dụng trong thực tế, chủ 
yếu là do chưa nghiên cứu ứng dụng vật liệu 
composit một cách đầy đủ trong điều kiện khí 
hậu Việt Nam. 
3.2 Nội dung đã nghiên cứu 
Dựa vào đặc tính kỹ thuật và khả năng 
dùng bê tông có cốt để sửa chữa công trình, 
tác giả đề xuất nghiên cứu việc sử dụng bê 
tông cốt sợi phân tán (sợi thép và sợi 
polypropylen) trong quá trình sửa chữa thông 
qua một số đặc tính kỹ thuật đã được nghiên 
cứu [3,4]: 
Bảng 3.1 Tương quan giữa lỗ rỗng và tính thấm nước của bê tông cốt sợi 
Tính chất lỗ 
rỗng 
Loại bê tông 
Đường kính 
sợi d, мм 
% sợi trong 
hỗn hợp о 
,% 
Chiều dày thấm 
cácbon của mẫu 
thử sau 28 ngày  
Bê tông hạt mịn không sợi - - 6,48 0,42 0,6 
Bê tông cốt sợi thép hạt mịn với sợi cắt đoạn 0,5 1,1 3,91 0,28 0,7 
Bê tông cốt sợi thép hạt mịn với sợi cắt đoạn 1,6 34 2,21 0,21 0,7 
Bê tông cốt sợi thép hạt mịn với sợi sản xuất 
tại nhà máy 
0,6 2,92 2,05 0,15 0,8 
Bê tông cốt sợi thép hạt mịn kết hợp giữa 
sợi thép và sợi polypropylene với μ0 / n = 
1,62/0,6 
0,6 
1,62 
1,90 
0,12 
0,8 
Bê tông với cốt liệu lớn - - 7,11 0,36 0,6 
Bê tông cót sợi cốt liệu lớn và sợi thép sản 
xuất từ nhà máy 
0,6 2,5 3,30 0,25 0,7 
Bảng 3.2 Đặc trưng liên kết của sợi với đá 
xi măng 
Diễn giải Loại sợi 
min, 
% 
Rнг, 
МPа 
Rкз, 
МPа 
Rфц, 
МPа 
 , 
МPа 
Sợi thép được cắt 
bằng máy 
0,5 
3,0 
4,2 
4,25 
1,7 
Sợi thép cắt bằng 
máy và sơi 
polypropylen 
0,4 
3,0 
4,2 
4,60 
2,1 
Bảng 3.3 Tính chất của bê tông cốt sợi trong điều kiện nóng ẩm 
Cường độ, МPа 
Loại bê tông Rk Rn 
Chiều sâu thấm 
cácbon, мм 
Mác 
chống thấm 
Bê tông hạt mịn không sợi 6,3 35,2 4,3 W8 
Bê tông cốt sợi thép ( = 1,6 % thể tích.) 12,2 43,2 2,3 W16 
Bê tông cốt sợi, Sợi thép (μ=1,6 % thể tích) 
và sợi polypropylen (μ=0,4 % thể tích) 
14,6 
47,1 
1,9 
W18 
10,0
9,0 
7,0 
6,0 
5,0 
4,0
3,0 
2,0
1,0 
0,0 
0,3 
8,0
0,4 0,5 0,6 0,7 0,8 0,9
Tỷ lệ sợi theo thể tích , % 
 - Sợi thép 
 - Hỗn hợp sợi thép và sợi 
 polypropylen 
4,25
4,6 
Rk, MPa 
Hình 3.1 Sự phụ thuộc cường độ chịu kéo vào tỷ 
lệ của sợi trong hỗn hợp đá xi măng 
 49 
3.3. Nhận xét: 
Kết quả nghiên cứu đã cho thấy tính ưu 
việt của loại vật liệu có cốt (sợi thép và sợi 
polypropylen). Khi sử dụng loại vật liệu 
này thì độ chống thấm của bê tông tăng lên, 
khẳ năng chịu kéo, uốn, nén và va đập cũng 
tăng, quá trình thấm cácbon giảm đi đáng 
kể, sẽ ức chế quá trình ăn mòn trong bê 
tông. 
Đây là giải pháp đề xuất, đã được nghiên 
cứu trong môi trường nước ngọt và điều kiện 
khí hậu Việt Nam. Nên để có kết quả chính 
xác và cụ thể thì cần thêm các nghiên cứu ứng 
dụng và thực nghiệm mẫu tại các vùng biển để 
có sự so sánh. 
IV. KẾT LUẬN 
Có thể thấy tại vùng biển VIệt Nam, tác 
động xâm thực do môi trường là rất mạnh dẫn 
đến ăn mòn và phá huỷ công trình. Mức độ ăn 
mòn phụ thuộc vào vị trí và điều kiện làm việc 
của công trình. Với đặc thù khí hậu nóng, ẩm, 
mưa bão nhiều thì tốc độ và mức độ bị ăn mòn 
của công trình bê tông và BTCT sẽ nhanh 
hơn, tuổi thọ công trình sẽ giảm đi đáng kể. Vì 
vật việc tìm ra các biện pháp phòng ngừa 
chống ăn mòn và các giải pháp kỹ thuật nâng 
cao khả năng làm việc, bảo đảm chất lượng và 
tuổi thọ lâu dài cho công trình là một vấn đề 
hết sức quan trọng, có ý nghĩa to lớn với nền 
kinh tế Việt Nam. 
TÀI LIỆU THAM KHẢO 
[1]. Cao Duy Tiến, Phạm Văn Khoan, Lê Quang Hùng và ctv, “Báo cáo tổng kết dự án KT - 
KT chống ăn mòn và bảo vệ các công trình bê tông và BTCT vùng biển”, Viện KHCN Xây 
dựng, 11/2003. 
[2]. Trương Hoài Chính, Huỳnh Quyền, Trần Văn Quang, Nguyễn Phan; “Tổng hợp, phân 
tích, đánh giá và dự báo hiện trạng ăn mòn xâm thực các công trình xây dựng DD & CN vùng 
ven biển Đà Nẵng”- Đề tài nghiên cứu khoa học cấp thành phố Đà Nẵng, 11/2007. 
[3]. ДОНГ КИМ ХАНЬ, “Использование фибробетона при восстановлении 
гидротехнических сооружений Вьетнама”; Вестник гражданских инженеров. – 2008. – 
№4 (17).– С. 67 – 68. 
[4]. ДОНГ КИМ ХАНЬ, “Фибробетон для ремонтных работ на поверхности 
гидротехнических сооружений во Вьетнаме”, Автореф.. дис канд. техн. Наук, 
СПбГАСУ, СПб, 2009 – 20 с. 
Abstract 
CORROSION OF REINFORCED CONCRETE AND THE METHOD 
TO AVOID CORROSION FOR REINFORCED CONCRETE STRUCTURES 
IN VIETNAM’S SEA 
Corrosion of reinforced steel is a widespread construction problem in the coastal areas. This 
article summarizes the causes and status of the abrasion of reinforcement in reinforced 
concrete structure under sea. Base on the results, this article propose some maintain methods to 
increase the durability of reinforced concrete structures in Vietnam’s sea.