Luận án Nghiên cứu độ bền sun phát và ion clo của bê tông xi măng mặt đường ở khu vực duyên hải Nam Trung Bộ

. 
Để thuận tiện cho việc lấy các mẫu bột bê tông theo chiều sâu bê tông, thời gian lấy 
mẫu được thực hiện vào các ngày mùa hè thời tiết thuận lợi, đặc biệt là các công trình 
ở vùng thủy triều. Vị trí cần lấy mẫu của kết cấu bê tông phải thông thoáng và có mặt 
hướng về phía biển. Đối với các bộ phận công trình ở vùng thủy triều, vị trí lấy mẫu 
phải đảm bảo nằm trong biên độ dao động của thủy triều (lấy mẫu khi triều xuống). 
Hình 2.3 Công tác khoan lấy mẫu bê tông để xác định hàm lượng clo theo chiều sâu 
53 
Hàm lượng clo theo chiều sâu trong các công trình BTCT ven biển khu vực Đà 
Nẵng được xác định bằng phương pháp hòa tan trong nước theo TCVN 7572-15 [25]. 
Quy trình thực hiện bao gồm: Vệ sinh sạch bề mặt bê tông ở vị trí cần lấy mẫu; dùng 
mũi khoan đường kính 16 mm khoan 6 mũi trong một vùng diện tích khoảng 15 cm2 ở 
các chiều sâu 0-1,5 cm; 1,5-3,0 cm; 3,0-5,0 cm và 5,0-7,0 cm; trong quá trình khoan 
dùng giấy bóng kính để hứng bột và dùng que gạt thép để lấy mẫu còn sót trong lỗ 
khoan ở mỗi chiều sâu khoan. 
Các mẫu bê tông bột thu được tiếp tục được sấy khô và nghiền mịn trong phòng thí 
nghiệm đảm bảo lọt hết qua sàng 140 m và tiến hành thí nghiệm xác định nồng độ 
clo theo chiều sâu lỗ khoan tương ứng với từng công trình. 
Thí nghiệm được tiến hành tại phòng Thí nghiệm LAS XD73 – Trung tâm Kỹ thuật 
Đường bộ 3 – Cục Quản lý Đường bộ III. 
2.2.3 Phân tích kết quả thí nghiệm 
Kết quả thí nghiệm hàm lượng clo (CCL) trong các công trình kết cấu bê tông ở vùng 
khí quyển biển và vùng thủy triều được tổng hợp như trong bảng 2.6 và 2.7. 
Bảng 2.6 Kết quả thí nghiệm xác định hàm lượng clo theo chiều sâu của các công 
trình ở vùng khí quyển biển 
TT Công trình 
Tuổi 
(năm) 
Hàm lượng clo ứng với chiều sâu mẫu khoan, % 
0-15 mm 15-30 mm 30-50 mm 50-70 mm 
1 Đường ven biển 4,0 0,1976 0,1342 0,0639 0,0503 
2 Kè ven biển 10,0 0,3437 0,2511 0,1882 0,1212 
3 Đường ven biển 19,0 0,4112 0,3725 0,2333 0,1848 
4 Mố cầu 4,0 0,1643 0,1324 0,0703 0,0563 
5 Đường ven biển 3,0 0,1764 0,1227 0,0779 0,0443 
6 Kè ven biển 7,0 0,2842 0,2144 0,1551 0,0847 
7 Đường ven biển 1,0 0,1136 0,0952 0,0526 0,0424 
8 Kè ven biển 9,0 0,2897 0,1987 0,1268 0,0784 
9 Kè ven biển 6,0 0,2754 0,2473 0,1366 0,0864 
10 Trụ cầu 11,0 0,3342 0,2945 0,1466 0,0991 
54 
Bảng 2.7 Kết quả thí nghiệm xác định hàm lượng clo theo chiều sâu của các công 
trình ở vùng thủy triều 
TT Công trình 
Tuổi 
(năm) 
Hàm lượng clo ứng với chiều sâu mẫu khoan, % 
0-15 mm 15-30 mm 30-50 mm 50-70 mm 
1 Trụ cầu 19,0 0,8961 0,6455 0,4094 0,3009 
2 Trụ cầu 5,0 0,5474 0,3470 0,1843 0,1252 
3 Kè ven biển 4,0 0,4538 0,2478 0,1838 0,1064 
4 Kè ven biển 5,0 0,4957 0,3644 0,2268 0,1842 
5 Kè ven biển 9,0 0,5651 0,4428 0,2913 0,1950 
6 Mố cầu 11,0 0,6782 0,5281 0,3231 0,2624 
7 Mố cầu 12,0 0,7678 0,5765 0,3421 0,2509 
8 Trụ cầu 16,0 0,8120 0,6255 0,3702 0,2709 
Từ kết quả các bảng 2.6 và 2.7 cho thấy rằng hàm lượng clo xâm nhập vào bê tông 
theo chiều sâu phụ thuộc mạnh mẽ vào các điều kiện tiếp xúc và thời gian tiếp xúc, ở 
vùng thủy triều nồng độ clo theo chiều sâu cao hơn so với vùng khí quyển biển, kết 
quả này phù hợp với các nghiên cứu của Costa et al [53], Jun Liu et al [70]. Điều này 
có thể giải thích như sau: Đối với vùng khí quyển biển, clo tích bám xảy ra liên tục 
theo thời gian. Đối với vùng thủy triều, lớp da bê tông chịu các chu kỳ khô và ướt với 
nước biển, cơ chế này dẫn đến tích lũy clo ở vùng bề mặt và có thể làm gia tăng nồng 
độ clo bề mặt cao nhất, từ đó đẩy nhanh quá trình khuyếch tán clo vào sâu bên trong 
bê tông theo thời gian. 
2.2.4 Phân tích sự thay đổi của nồng độ clo bề mặt bê tông theo thời gian 
Để xác định nồng độ clo bề mặt của các kết cấu bê tông, giả định thâm nhập clo vào 
bê tông theo chiều sâu tuân theo qui luật hàm logarit tự nhiên, khi đó nồng độ clo giảm 
dần theo chiều sâu. Tức là quan hệ giữa nồng độ clo CCL (% khối lượng bê tông) và 
chiều sâu trung bình (chiều sâu tính từ mặt ngoài bê tông đến điểm giữa của mỗi chiều 
sâu khoan) x (cm) được thể hiện theo phương trình: 
CCL(x) = CS.e-mx (2.9) 
Trong đó: 
- CCL(x) là nồng độ clo của bê tông phụ thuộc vào chiều sâu bê tông; 
55 
- x là chiều sâu trung bình của bê tông tính từ mặt ngoài cùng; 
- m, CS là các tham số cần xác định và e là hằng số Napier. 
Dùng phương pháp phân tích hồi quy, ta vẽ được đồ thị và xác định được các tham 
số CS và m như ở hình 2.4 và hình 2.5. 
 Chiều sâu trung bình, cm 
Hình 2.4 Đường cong hồi qui của công trình mặt đường BTXM 4 tuổi ở vùng khí 
quyển biển 
 Chiều sâu trung bình, cm 
Hình 2.5 Đường cong hồi qui của công trình trụ cầu 19 tuổi ở vùng thủy triều 
Bằng cách phân tích hồi qui tương tự, được kết quả các giá trị nồng độ clo bề mặt 
CS (x = 0) và hệ số m tương ứng với các công trình kết cấu bê tông như ở bảng 2.8. 
Như trên đã trình bày, nồng độ clo bề mặt tỉ lệ với căn bậc hai của thời gian [98, 
105]. Các kết quả nghiên cứu của Swamy và cộng sự [100] và Costa và cộng sự [53] 
cũng kết luận rằng sự gia tăng của CS có xu hướng giảm dần theo thời gian. Tuy nhiên, 
họ thấy rằng CS không luôn luôn tỉ lệ với căn bậc hai của thời gian t và họ đề nghị mối 
quan hệ giữa CS và t thể hiện theo phương trình: 
953,0R
e.234,0)x(C
2
x27,0
CL
951,0R
e.029,1)x(C
2
x21,0
CL
H
àm
 lư
ợn
g 
cl
o,
 %
 k
.l 
bê
 tô
ng
H
àm
 lư
ợn
g 
cl
o,
 %
 k
.l 
bê
 tô
ng
  Thực nghiệm 
 ― Đường cong hồi qui 
  Thực nghiệm 
 ― Đường cong hồi qui 
56 
CS(t) = C1.tn (2.10) 
Trong đó: 
- CS(t) là nồng độ clo bề mặt của bê tông phụ thuộc vào thời gian tiếp xúc; 
- t là thời gian tiếp xúc (tuổi của bê tông), năm; 
- n và C1 là các tham số cần được xác định. 
Bảng 2.8 Giá trị các tham số CS và m của các kết cấu bê tông với các điều kiện tiếp 
xúc khác nhau 
Điều kiện tiếp xúc TT Tuổi (năm) Nồng độ bề mặt CS Số mũ m Hệ số tương quan 
Vùng Khí quyển 
1 4,0 0,234 0,27 0,953 
2 10,0 0,397 0,19 0,997 
3 19,0 0,486 0,16 0,956 
4 4,0 0,196 0,21 0,952 
5 3,0 0,218 0,26 0,998 
6 7,0 0,352 0,22 0,982 
7 1,0 0,135 0,20 0,950 
8 9,0 0,348 0,25 0,999 
9 6,0 0,360 0,23 0,962 
10 11,0 0,437 0,24 0,956 
Vùng Thủy triều 
1 19,0 1,029 0,21 0,988 
2 5,0 0,654 0,28 0,984 
3 4,0 0,511 0,26 0,977 
4 5,0 0,555 0,19 0,968 
5 9,0 0,676 0,20 0,996 
6 11,0 0,773 0,19 0,967 
7 12,0 0,905 0,22 0,984 
8 16,0 0,963 0,21 0,983 
Từ kết quả các giá trị nồng độ clo bề mặt CS (% khối lượng bê tông) và tuổi của các 
kết cấu bê tông t (năm) ở bảng 2.8, bằng cách phân tích hồi qui theo phương trình 
(2.10) ta vẽ được đồ thị và xác định được các tham số C1 và n như ở hình 2.6 và 2.7. 
57 
Thời gian tiếp xúc t, năm 
Hình 2.6 Đường cong thể hiện nồng độ clo bề mặt bê tông theo thời gian của các 
kết cấu bê tông ở vùng khí quyển biển 
 Thời gian tiếp xúc t, năm 
Hình 2.7 Đường cong thể hiện nồng độ clo bề mặt bê tông theo thời gian của các 
kết cấu bê tông ở vùng thủy triều 
Từ kết quả trên, nồng độ clo bề mặt CS (% theo khối lượng bê tông) theo thời gian t 
(năm) của các các kết cấu bê tông được thiết lập theo các phương trình sau: 
- Đối với vùng khí quyển biển: 
CS(t) = 0,128.t0,476 (2.11) 
- Đối với vùng thủy triều: 
CS(t) = 0,291.t0,426 (2.12) 
Từ kết quả bảng 2.8, hình 2.6, hình 2.7 và các công thức (2.11) và (2.12) cho thấy 
rằng nồng độ clo bề mặt CS bị ảnh hưởng đặc biệt bởi các điều kiện tiếp xúc và thời 
gian tiếp xúc, vùng thủy có nồng độ clo bề mặt cao hơn vùng khí quyển biển, kết quả 
này cũng hoàn toàn phù hợp với các nghiên cứu của Swamy và cộng sự [100] và Costa 
và cộng sự [53, 54]. Điều này cũng cho thấy rằng môi trường biển xâm thực khác nhau 
923,0R
t.128,0)t(C
2
476,0
S
925,0R
t.291,0)t(C
2
426,0
S
C
S, 
%
 K
hố
i l
ượ
ng
 b
ê 
tô
ng
C
S, 
%
 K
hố
i l
ượ
ng
 b
ê 
tô
ng
  Thực nghiệm 
 ― Đường cong hồi qui 
  Thực nghiệm 
 ― Đường cong hồi qui 
58 
đáng kể với các điều kiện tiếp xúc khác nhau và do đó yêu cầu độ bền của bê tông ở 
những điều kiện xâm thực biển khác nhau cũng nên khác nhau. 
2.3 DỰ BÁO TUỔI THỌ CỦA MẶT ĐƯỜNG BTXM ĐANG KHAI THÁC Ở 
KHU VỰC QUẢNG NAM – ĐÀ NẴNG DO CACBONAT HÓA VÀ XÂM NHẬP 
ION CLO 
2.3.1 Dự báo tuổi thọ của mặt đường BTXM đang khai thác ở khu vực Quảng 
Nam – Đà Nẵng do cacbonat hóa 
Trong trường hợp mặt đường BTXM có cốt thép, có thể xác định được tuổi thọ 
(thời gian bắt đầu ăn mòn cốt thép do cacbonat hóa đạt đến mặt ngoài của cốt thép) 
của mặt đường BTXM bằng cách sử dụng công thức (2.7), lúc này xem x là chiều dày 
thiết kế của lớp bê tông bảo vệ, t là tuổi thọ (thời bắt đầu ăn mòn cốt thép). Lấy dung 
sai lớp bê tông bảo vệ x = 15 mm, lúc này ta có thể viết lại công thức (2.7) như sau: 
 (x - x ) = 8,18t0,5 (2.13) 
Từ (2.13) suy ra thời gian bắt đầu ăn mòn cốt thép tbđ: 
 tbđ = 2
2
18,8
)15x( (năm) (2.14) 
Theo [3], cốt thép bố trí cách mép trên và mép dưới của tấm bê tông từ 50 mm đến 
(1/4-1/3) chiều dày tấm bê tông h. Chọn chiều dày lớp bê tông bảo vệ lần lượt là x = 
50, 60 và 70 mm. Từ (2.14) tính được tuổi thọ của mặt đường BTXM đang khai thác ở 
khu vực Quảng Nam – Đà Nẵng do cacbonat hóa được ghi ở bảng 2.9. 
 Bảng 2.9 Tuổi thọ của mặt đường BTXM ở khu vực Quảng Nam – Đà Nẵng do 
cacbonat hóa 
Loại bê tông x (mm) tbđ (năm) 
Mặt đường khu vực 
Quảng Nam– Đà Nẵng 
50 
60 
70 
18,31 
30,26 
45,20 
Ta thấy rằng tuổi thọ của mặt đường BTXM do cacbonat hóa là khá lớn. Theo [3] 
tuổi thọ thiết kế yêu cầu của mặt đường BTXM cấp cao (mặt đường cao tốc, cấp I, cấp 
II) tyc = 30 năm. Từ bảng (2.9) ta thấy rằng, khi lớp bê tông bảo vệ x = 60 mm thì tbđ 
59 
đáp ứng được tuổi thọ thiết kế yêu cầu tyc (đảm bảo điều kiện tbđ > tyc). Như vậy vấn đề 
ăn mòn cốt thép do cacbonat hóa không quá nguy hiểm đối với mặt đường BTXM. 
2.3.2 Dự báo tuổi thọ của mặt đường BTXM đang khai thác ở khu vực Quảng 
Nam – Đà Nẵng do xâm nhập ion clo 
Ở mục này, Nghiên cứu sinh ứng dụng kết quả nghiên cứu ở mục 4.4 của Chương 4 
để dự báo tuổi thọ (thời gian bắt đầu ăn mòn cốt thép) của mặt đường BTXM đang 
khai thác ở khu vực Quảng Nam – Đà Nẵng do xâm nhập ion clo ở môi trường khí 
quyển biển. 
Các khái niệm về thiết kế tuổi thọ, khung thiết kế tuổi thọ và xâm nhập ion clo khởi 
đầu ăn mòn cốt thép sẽ được trình bày trong Chương 4. 
Tuổi thọ (thời gian bắt đầu ăn mòn cốt thép) của mặt đường BTXM đang khai thác 
ở khu vực Quảng Nam – Đà Nẵng do xâm nhập ion clo được tính theo công thức: 
 tbđ = 
m1
1
2
476,0
bđ
CR1m
28ec28
2
t.128,0
C1erf.t.k.k.D.4
)xx(
 (2.15) 
Trong đó 
- tbđ = Tuổi thọ (thời gian bắt đầu ăn mòn cốt thép) của mặt đường BTXM, năm; 
- x = Giá trị thiết kế của chiều dày lớp bê tông bảo vệ, m; 
- x = dung sai chiều dày lớp bê tông bảo vệ, m; 
- D28 = Hệ số khuyếch tán ion clo của mặt đường bê tông ở tuổi 28 ngày; 
- C C R = Nồng độ clo tới hạn gây ăn mòn cốt thép (tính theo % khối lượng bê tông), 
với bê tông xi măng không sử dụng phụ gia khoáng lấy theo bảng 2.10 [57, 58]. 
Bảng 2.10 Giá trị đặc trưng nồng độ clo tới hạn 
Biến Bê tông không sử dụng phụ gia khoáng Gía trị đặc trưng Đơn vị 
CCR 
CCR 
CCR 
N/CKD = 0,50 
N/CKD = 0,40 
N/CKD = 0,30 
0,50 
0,80 
0,90 
[%] chất kết dính 
[%] chất kết dính 
[%] chất kết dính 
- kc = Hệ số kể đến việc bảo dưỡng bê tông; 
60 
- ke = Hệ số kể đến điều kiện môi trường tiếp xúc; 
- m = Hệ số tuổi của bê tông; 
- erf-1 = Hàm ngược của hàm sai số erf. 
* Các thông số đầu vào như sau: 
- t28 = 28 ngày = 0,0767 năm; 
- x là dung sai lớp bê tông bảo vệ, lấy x = 15 mm; 
- kc = 0,79 ứng với điều kiện bảo dưỡng 28 ngày (bảng 4.1, mục 4.3, Chương 4); 
- ke = 0,68 ứng với điều kiện khí quyển biển (bảng 4.2, mục 4.3, Chương 4); 
- Hệ số m = 0,20 đối với bê tông thường (bảng 4.3, mục 4.3, Chương 4); 
- CCR: Nồng độ clo tới hạn gây ăn mòn cốt thép lấy theo bảng 2.10. Với bê tông có 
cường độ nén 25-30 MPa (lấy N/X = 0,46) nên CCR = 0,62%X (X = 380 kg/m3) tương 
đương CCR = 0,098% bê tông (1m3 bê tông = 2400 kg); 
- Hệ số khuyếch ion clo Dt của bê tông có thể được xác định thông qua thí nghiệm 
thấm ion clo bằng phương pháp điện lượng Qt. Theo Berke và Hicks [45] mối tương 
quan giữa hệ số khuyếch ion clo Dt và độ thấm ion clo Qt của bê tông ở độ tuổi t có thể 
được xác định theo công thức thực nghiệm như sau: 
Dt = 1,03x10-14(Qt)0,84 (m2/s) (2.16) 
- Theo [28, 57, 58] thì quan hệ giữa hệ số khuyếch tán ion clo của bê tông ở thời 
điểm t và ở 28 ngày được xác định theo công thức: 
m
28
28t t
t.DD 
 (2.17) 
Các mẫu bê tông khoan ở các công trình mặt đường thực tế và được thí nghiệm độ 
thấm ion clo ở thời điểm t là Qt, từ công thức (2.16) ta xác định được hệ số khuyếch 
ion clo ở thời điểm t là Dt. Có Dt, từ công thức (2.17) ta tính được hệ số khuyếch tán 
ion clo ở 28 ngày tuổi là D28 như trong bảng 2.11. 
Bảng 2.11 cho thấy rằng độ thấm ion clo của bê tông không những phụ thuộc vào 
thành phần, chất lượng mà còn phụ thuộc vào độ tuổi của bê tông, tuổi của bê tông 
càng lớn thì độ thấm ion clo càng thấp. Hệ số khuyếch tán ion clo của các công trình 
mặt đường BTXM khu vực Quảng Nam – Đà Nẵng ở tuổi 28 ngày được thể hiện như 
trong hình 2.8. 
61 
Bảng 2.11 Độ thấm và hệ số khuyếch tán ion clo ở 28 ngày của mặt đường BTXM ở 
khu vực Quảng Nam – Đà Nẵng 
Mặt đường Thời gian (năm) 
Qt 
(Culông) 
Dt 
(m2/s) 
D28 
(m2/s) 
D28 
(m2/năm) 
Mặt đường 1 0,33 (4 tháng) 3868 1,06249E-11 1,42256E-11 4,486.10-4 
Mặt đường 2 0,25 (3 tháng) 5810 1,49536E-11 1,89397E-11 5,973.10-4 
Mặt đường 3 0,083 (1 tháng) 6650 1,67497E-11 1,69751E-11 5,353.10-4 
Mặt đường 4 0,67 (8 tháng) 3430 9,60471E-12 1,48163E-11 4,672.10-4 
Mặt đường 5 1,00 (12 tháng) 3100 8,82228E-12 1,47442E-11 4,650.10-4 
Mặt đường 6 3,67 (44 tháng) 1433 4,61407E-12 1,00013E-11 4,405.10-4 
Gía trị trung bình 1,49572E-11 4,715.10-4 
MĐ3 MĐ4 MĐ5 MĐ6
4,49
5,97
5,35
4,67 4,65 4,41
0
2,0
4,0
6,0
MĐ1
1,0
3,0
5,0
7,0
MĐ2 
Hình 2.8 Hệ số khuyếch tán ion clo ở 28 ngày của mặt đường BTXM ở khu vực 
Quảng Nam – Đà Nẵng 
Hình 2.8 cho thấy rằng hệ số khuyếch tán ion clo của các mặt đường bê tông qui đổi 
về 28 ngày là xấp xỉ nhau. 
Theo [3], cốt thép bố trí cách mép trên và mép dưới của tấm bê tông xi măng từ 50 
mm đến (1/4-1/3) chiều dày tấm BTXM h, như vậy chiều dày của lớp bê tông bảo vệ 
có thể đạt tối đa đến 90-100 mm. Từ công thức (4.13) ta tính được thời gian bắt đầu ăn 
mòn cốt thép tbđ, vì công thức (4.13) ở vế trái và vế phải đều có tbđ nên phải dùng 
phương pháp thử dần để xác định tbđ (thử dần các giá trị tbđ sao cho ở vế trái và vế phải 
của công thức (4.13) cân bằng nhau), kết quả tính toán tuổi thọ của mặt đường BTXM 
ở khu vực Quảng Nam – Đà Nẵng được ghi như trong bảng 2.12. 
D
28
 (x
10
-4
) m
2 /
nă
m
62 
Bảng 2.12 Tuổi thọ của mặt đường BTXM ở khu vực Quảng Nam – Đà Nẵng do 
xâm nhập ion clo 
Điều kiện 
biển 
Loại bê tông 
D28 
(m2/năm) 
Hệ số 
m 
CCR 
(%) 
x 
(mm) 
tbđ 
(năm) 
Vùng khí 
quyển biển 
Mặt đường khu vực 
Quảng Nam– Đà Nẵng 
0,00047147 0,20 0,098 50 6,00 
0,00047147 0,20 0,098 60 8,62 
0,00047147 0,20 0,098 70 11,69 
0,00047147 0,20 0,098 80 15,25 
0,00047147 0,20 0,098 90 19,28 
0,00047147 0,20 0,098 100 23,79 
Biểu đồ quan hệ giữa tuổi thọ của mặt đường BTXM ở khu vực Quảng Nam – Đà 
Nẵng và chiều dày lớp bê tông bảo vệ x (mm) được thể hiện như hình 2.9. 
0
10
20
30
40
50 60 70 80 90 100
5
15
25
35
t3yc
t2yc
t1yc
6,00
8,62 11,69
15,25
19,28
23,79
 Chiều dày lớp bê tông bảo vệ (mm) 
Hình 2.9 Quan hệ giữa tuổi thọ của mặt đường BTXM ở khu vực Quảng Nam – Đà 
Nẵng do xâm nhập ion clo và chiều dày lớp bê tông bảo vệ 
Theo [3], thời hạn phục vụ thiết kế yêu cầu (về mặt cường độ) tyc của mặt đường 
BTXM qui định là t1yc = 30 năm đối với mặt đường cao tốc; cấp I, cấp II; t2yc = 20 năm 
đối với mặt đường cấp III; và t3yc = 15 năm đối với mặt đường cấp IV trở xuống. Để 
đảm bảo mặt đường đạt được thời hạn phục vụ thiết kế yêu cầu tyc thì thời gian bắt đầu 
ăn mòn cốt thép do xâm nhập clo tbđ phải lớn hơn tyc. 
Th
ời
 g
ia
n 
bắ
t đ
ầu
 ă
n 
m
òn
, n
ăm
63 
Kết quả ở bảng 2.11 và hình 2.9 cho thấy tuổi thọ của mặt đường bê tông khu vực 
Quảng Nam – Đà Nẵng do xâm nhập clo là ngắn hơn khoảng 67,23 – 71,51% so với 
cacbonat hóa khi có cùng chiều dày lớp bê tông bảo vệ. 
Chiều dày lớp bê tông bảo vệ phải đạt đến 90 mm và 100 mm thì tbđ mới đáp ứng 
được tuổi thọ thiết kế yêu cầu của mặt đường BTXM cấp IV trở xuống (tbđ > t3yc = 15 
năm) và của mặt đường BTXM cấp III (tbđ > t2yc = 20 năm). Như vậy vấn đề ăn mòn 
cốt thép do xâm nhập ion clo là rất nguy hiểm đối với mặt đường BTXM nói riêng và 
với các kết cấu bê tông nói chung. 
2.4 KẾT LUẬN CHƯƠNG 2 
1. Thực nghiệm đánh giá được độ bền của mặt đường BTXM đang khai thác ở khu 
vực Quảng Nam – Đà Nẵng do cacbonat hóa và xâm nhập ion clo dưới tác động của 
khí hậu biển, cụ thể như sau: 
- Hệ số cacbonat hóa của mặt đường BTXM là Kca = 8,18 mm/(năm)0,5 
- Hệ số khuyếch tán ion clo của mặt đường BTXM qui đổi về 28 ngày D28 = 
1,49.10-11 (m2/s). 
- Tuổi thọ của mặt đường BTXM đang khai thác ở khu vực Quảng Nam – Đà Nẵng 
do cacbonat hóa và do xâm nhập ion clo dự báo lần lượt là 18,31 và 30,26 năm; 6,00 
và 8,62 năm tương ứng với lớp bê tông bảo vệ lần lượt là 50 và 60 mm. Tuổi thọ của 
mặt đường BTXM do xâm nhập ion clo ngắn hơn khoảng 67,23 – 71,51% so với 
cacbonat hóa khi cùng loại bê tông và cùng chiều dày lớp bê tông bảo vệ. 
- Khi chiều dày lớp bê tông bảo vệ đạt đến 90 mm và 100 mm thì mặt đường 
BTXM ở khu vực Quảng Nam - Đà Nẵng mới đáp ứng được thời hạn thiết kế yêu cầu 
của mặt đường BTXM cấp IV trở xuống (tbđ > t3yc = 15 năm) và của mặt đường BTXM 
cấp III (tbđ > t2yc = 20 năm). 
- Cần nghiên cứu một loại bê tông mới có độ bền và tuổi thọ cao hơn (Chương 3). 
2. Thực nghiệm xác định và phân tích nồng độ clo bề mặt bê tông theo thời gian của 
các kết cấu bê tông ven biển khu vực Đà Nẵng theo các phương trình (2.11) và (2.12): 
+ Đối với vùng khí quyển biển: CS(t) = 0,128.t0,476 (2.11) 
+ Đối với vùng thủy triều: CS(t) = 0,291.t0,426 (2.12) 
64 
- Tốc độ xâm nhập clo vào bê tông theo chiều sâu phụ thuộc mạnh mẽ vào các điều 
kiện tiếp xúc và thời gian tiếp xúc, ở vùng thủy triều tốc độ xâm nhập clo vào bê tông 
cao hơn nhiều so với vùng khí quyển biển; thời gian tiếp xúc càng dài thì nồng độ clo 
bề mặt càng cao. 
- Các công thức (2.11) và (2.12) có thể sử dụng trong các nghiên cứu về dự đoán 
tuổi thọ của các công trình BTCT ở môi trường biển phù hợp với thực tế hơn khi sử 
dụng nồng độ clo bề mặt CS là hằng số (không thay đổi theo thời gian). 
65 
Chương 3: NGHIÊN CỨU THỰC NGHIỆM XÁC ĐỊNH CÁC ĐẶC 
TRƯNG CƯỜNG ĐỘ, ĐỘ BỀN SUN PHÁT VÀ ĐỘ THẤM ION CLO 
CỦA BÊ TÔNG 
3.1 CÁC YÊU CẦU CỦA XI MĂNG VÀ BÊ TÔNG XI MĂNG DÙNG 
TRONG XÂY DỰNG MẶT ĐƯỜNG Ô TÔ 
3.1.1 Các yêu cầu đối với xi măng dùng trong xây dựng mặt đường ô tô 
Theo QĐ-BGTVT số 1951 ngày 17/08/2012 [3], xi măng dùng trong xây dựng lớp 
mặt BTXM đường ô tô có thể là xi măng poóc lăng hoặc xi măng poóc lăng hỗn hợp 
có cường độ và các chỉ tiêu hóa, lý được qui định trong bảng 3.1 và 3.2. 
3.1.2 Các yêu cầu đối với BTXM dùng trong xây dựng mặt đường ô tô 
Bê tông làm đường trực tiếp chịu tác dụng của tải trọng xe chạy, tác dụng của các 
điều kiện khí hậu thời tiết, của điều kiện địa hình, đất và của chế độ thủy nhiệt khu vực 
xây dựng đường. Yêu cầu đối với bê tông làm đường là phải đảm bảo được cường độ 
và độ ổn định cần thiết dưới tác dụng của môi trường khai thác. Yêu cầu về cường độ 
là phải đảm bảo cho mặt đường chịu được tác dụng của tải trọng xe chạy; yêu cầu về 
ổn định là mặt đường phải chịu được các tác dụng xâm thực bên ngoài [10]. 
Theo QĐ-BGTVT số 3230 ngày 14/12/2012 [3], cường độ kéo uốn thiết kế yêu cầu 
của bê tông dùng trong xây dựng mặt đường ô tô Rku như sau: 
- Rku 5,0 MPa đối với mặt đường cao tốc, cấp I, II và các đường có qui mô giao 
thông nặng, rất