Cacbonat hóa bê tông có liên quan đến sự ăn mòn cốt thép và co ngót. Tuy nhiên, nó cũng làm tăng cả cường độ nén và cường độ uốn của bê tông, do đó, không phải tất cả các ảnh hưởng của nó đến bê tông đều có hại.

Cacbonat hóa có nguyên nhân từ sự hòa tan CO2 trong dung dịch tại các lỗ rỗng của bê tông và phản ứng với canxi từ canxi hydroxit và canxi silicat hydrate để tạo ra khoáng calcite (CaCO3). Aragonite có thể được hình thành trong điều kiện trời nóng (nhiệt độ cao).

Trong vòng vài giờ, hoặc một, hai ngày, bề mặt bê tông tươi sẽ phản ứng với CO2 trong không khí. Dần dần, quá trình thâm nhập sâu hơn vào bê tông tỷ lệ với căn bậc hai của thời gian. Sau một năm hoặc lâu hơn, nó có thể đạt đến độ sâu khoảng 1 mm đối với bê tông đặc chắc có độ thấm thấp, được chế tạo với tỷ lệ nước/xi măng thấp, hoặc lên đến 5 mm hoặc nhiều hơn đối với bê tông có độ xốp hơn và thấm vào bê tông được chế tạo với tỷ lệ nước/xi măng cao.

Thí nghiệm cho quá trình cacbonat hóa:

Độ sâu bị ảnh hưởng từ bề mặt bê tông có thể được thể hiện bằng cách sử dụng dung dịch chỉ thị phenolphthalein. Phenolphthalein là một chất kết tinh màu trắng hoặc vàng nhạt. Để sử dụng làm chỉ thị nó được hòa tan trong dung môi thích hợp như dung dịch rượu isopropyl (isopropanol) nồng độ 1%.

Cảnh báo: giống như tất cả các hóa chất, dung dịch phenolphthalein cần được sử dụng hết sức cẩn thận. Ngay cả chính phenolphthalein và rượu isopropyl đều có hại và vì nó chứa cồn nên dung dịch chỉ thị dễ cháy. Nên tránh nuốt phải, hoặc tiếp xúc với da hoặc mắt, cũng như hít phải hơi. Tác động có thể xảy ra đối với cơ thể con người bao gồm tổn thương thận và gây ung thư.

Dung dịch chỉ thị phenolphthalein được nhỏ giọt trên bề mặt bê tông mới tạo vết nứt. Nếu chất chỉ thị chuyển sang màu tím, độ pH trên 8,6. Trường hợp dung dịch vẫn không màu, độ pH của bê tông dưới 8,6. Cho thấy hồ xi măng bị cacbonat hóa hoàn toàn có độ pH khoảng 8,4.

Trên thực tế, ở độ pH 8,6 chỉ có thể cho thấy màu hơi hồng nhạt. Sự thay đổi màu sắc mạnh mẽ, tức thời, màu tím cho thấy có độ pH cao hơn, có lẽ pH là 9 hoặc 10. Thông thường dung dịch lỗ rỗng của bê tông bão hoà với canxi hydroxit và cũng có chứa natri và kali hydroxit; độ pH thường là 13 - 14. Bê tông với dung dịch lỗ rỗng có pH 10 - 12 ít có tính kiềm hơn bê tông vẫn trong tình trạng tốt nhưng vẫn tạo ra sự thay đổi màu mạnh với chỉ thị phenolphthalein. Do đó, sau đó thử nghiệm chất chỉ thị có thể đánh giá chưa đúng độ sâu mà quá trình cacbonat hóa đã xảy ra.
Ảnh hưởng của quá trình cacbonat hóa tới bê tông
Thí nghiệm cho quá trình cacbonat hóa.

Để khẳng định điều này, sử dụng kính hiển vi hoặc kính hiển vi quang học mẫu mặt cắt mỏng, hoặc kính hiển vi điện tử quét sử dụng các phần đánh bóng - cho thấy các hiệu ứng cacbonat hóa ở độ sâu lớn hơn so với chất chỉ thị phenolphthalein. Mặc dù vậy, thí nghiệm này rất hữu ích như là phương tiện đánh giá ban đầu – là cách nhanh chóng, dễ dàng và được sử dụng rộng rãi.

Chất chỉ thị đã không thay đổi màu sắc gần bề mặt trên và mặt dưới, cho thấy những vùng gần bề mặt này đã cacbonat hóa đến độ sâu ít nhất 4 mm so với mặt trên cùng và 6 mm so với mặt dưới. Trường hợp chất chỉ thị đã chuyển màu tím - phần trung tâm của phiến bê tông - độ pH của dung dịch lỗ rỗng bê tông vẫn còn cao (trên 8,6 có lẽ gần 10). Liệu hồ xi măng ở đây có phải hoàn toàn chưa cacbonat hóa là không xác định, mặc dù màu chỉ thị màu tím mạnh; một đánh giá đầy đủ hơn sẽ yêu cầu kiểm tra dưới kính hiển vi. Chất chỉ thị không được áp dụng cho phần bê tông ở bên phải của hình ảnh này và vì thế bê tông ở đây vẫn giữ nguyên màu sắc ban đầu.

Độ sâu cacbonat hóa xấp xỉ với tỷ lệ căn bậc hai của thời gian. Ví dụ, nếu độ sâu cacbonat hóa là 1mm trong bê tông một năm, nó sẽ khoảng 3 mm sau 9 năm, 5 mm sau 25 năm và 10 mm sau 100 năm.

Như vậy, vấn đề này cần được quan sát và lường trước trong quá trình thi công các công trình, đặc biệt với các kết cấu cần sự ổn định lâu dài, đảm bảo tuổi thọ bền vững cho công trình.

VLXD.org (TH)

Tin liên quan

Giảm ngập úng cho đô thị từ vật liệu bê tông: Kiểm nghiệm kỹ trước khi nhân rộng

Mới đây, Viện Khoa học công nghệ xây dựng (Bộ Xây dựng) đã công bố kết quả thí nghiệm khả năng thoát nước của vật liệu bê tông rỗng, có thể ứng dụng góp phần giảm ngập úng cho các công trình hạ tầng và giao thông đô thị. Song các chuyên gia cho rằng, để đưa vào thực tế cần phải có kiểm nghiệm kỹ càng.


Xem chi tiết: Giảm ngập úng cho đô thị từ vật liệu bê tông: Kiểm nghiệm kỹ trước khi nhân rộng

Tái sử dụng bê tông phát triển bền vững trong tương lai

Liệu có thể tái chế bê tông sau khi phá dỡ các tòa nhà cũ là câu hỏi được nhiều chuyên gia xây dựng, kiến trúc và cả chủ nhà quan tâm tìm hiểu. Tái sử dụng bê tông không chỉ giúp tiết kiệm chi phí mà còn góp phần bảo vệ tài nguyên thiên nhiên, môi trường, đảm bảo phát triển bền vững trong tương lai.


Xem chi tiết: Tái sử dụng bê tông phát triển bền vững trong tương lai

Nghiên cứu đánh giá tổng quan các đặc tính cơ học của bê tông chất lượng siêu cao UHPC

Những đặc điểm cơ học cơ bản của bê tông chất lượng siêu cao UHPC (Ultra-high performance concrete) được làm rõ thông qua các nghiên cứu ở CHLB Đức.


Xem chi tiết: Nghiên cứu đánh giá tổng quan các đặc tính cơ học của bê tông chất lượng siêu cao UHPC

Bê tông hốc rỗng góp phần giải quyết tình trạng ngập úng tại các đô thị lớn

Bê tông hốc rỗng là vật liệu đang được nghiên cứu ứng dụng nhằm góp phần giải quyết tình trạng ngập úng tại các đô thị lớn như Thành phố Hà Nội, trong một giải pháp mang tính tổng thể.


Xem chi tiết: Bê tông hốc rỗng góp phần giải quyết tình trạng ngập úng tại các đô thị lớn

Đánh giá cường độ chống cắt trượt hai lớp bê tông mặt đường hư hỏng

Nghiên cứu thực nghiệm đánh giá cường độ chống cắt trượt giữa hai lớp bê tông nhựa (BTN) của các mẫu khoan tại vị trí mặt đường nhựa hư hỏng bề mặt.


Xem chi tiết: Đánh giá cường độ chống cắt trượt hai lớp bê tông mặt đường hư hỏng

Nghiên cứu chế tạo bê tông nhẹ có khả năng cách nhiệt và chịu lực từ gạch vữa phế thải xây dựng

Nhóm nghiên cứu của trường ĐH Xây dựng và Viện Nghiên cứu Ứng dụng Công nghệ Xây dựng IAB Weimar, Đức, đã thành công trong việc làm chủ quy trình công nghệ chế tạo hạt cốt liệu nhẹ từ gạch vữa phế thải xây dựng Việt Nam để tạo ra các loại bê tông nhẹ có khả năng cách nhiệt và chịu lực.


Xem chi tiết: Nghiên cứu chế tạo bê tông nhẹ có khả năng cách nhiệt và chịu lực từ gạch vữa phế thải xây dựng

Bê tông từ cây gai dầu: Có thể trở thành VLXD bền vững trong tương lai

Lịch sử đã ghi chép lại rất nhiều ứng dụng của cây gai dầu trong sản xuất dây thừng, vải, giấy và tới ngày nay là bê tông, gạch gai dầu. Vậy vật liệu này có thể trở thành tương lai của vật liệu xây dựng không?


Xem chi tiết: Bê tông từ cây gai dầu: Có thể trở thành VLXD bền vững trong tương lai

Bê tông tự lèn và ưu điểm trong thi công xây dựng

Có nhiều ưu điểm mang lại hiệu quả kinh tế, tiết kiệm được thời gian chi phí, thi công đồng thời giúp nâng cao chất lượng, độ bền của công trình,… nên bê tông tự lèn được sử dụng rộng rãi trong thi công công trình xây dựng.


Xem chi tiết: Bê tông tự lèn và ưu điểm trong thi công xây dựng

Khách sạn Babylonstoren ở Nam Phi chính thức mở cửa Vườn gia vị

Supernormal thiết kế lớp học kiểu mới cho trung tâm giáo dục trẻ em ở Massachusetts

Phòng tắm sẽ trông như thế nào trong tương lai?

Ván gỗ: Sự khác nhau giữa gỗ MDF, MDP, Plywood và OSB

10 ý tưởng thông minh để trưng bày nồi và chảo trong bếp

Thiết kế cửa gỗ xoay giúp căn hộ ở São Paulo trở nên mềm mại hơn

Phân biệt Coverlet, Duvet, Quilt và Comforter

9 cách để tận dụng tối đa không gian sân hiên nhà bạn

Yusuke Seki với lột xác Bang & Olufsen Audio Kyoto

10 sắc đỏ rạng rỡ cho Powder Room (phòng tắm dành cho khách)