Tiêu chuẩn chống ăn mòn và các giải pháp thiết kế đảm bảo độ bền kết cấu, tuổi thọ thiết kế công trình

TS. Nguyễn Hồng Hải, Viện trưởng Viện Khoa học công nghệ xây dựng (IBST).

Hội nghị thu hút khoảng 200 đại biểu là đại diện cơ quan quản lý Nhà nước của Trung ương, các địa phương, các viện nghiên cứu, các trường đại học cùng các doanh nghiệp là thành viên của Hội Bê tông Việt Nam.

Những khó khăn bất cập

Phát biểu khai mạc Hội nghị, TS. Nguyễn Hồng Hải, Viện trưởng Viện IBST cho biết, Việt Nam có tiềm năng lớn về biển với đường bờ biển dài hơn 3.000km. Bên cạnh những lợi ích mang lại, hiện tượng ăn mòn đối với các công trình dân dụng, công nghiệp và giao thông là một trong những vấn đề quan trọng đặt ra đối với ngành Xây dựng và Giao thông.

Trong hệ thống quy chuẩn, tiêu chuẩn kỹ thuật quốc gia, chống ăn mòn và bảo vệ công trình xây dựng đã được quy định trong một số quy chuẩn, tiêu chuẩn như QCVN 03:2022/BXD, TCVN 9346:2012, TCVN 12041:2017, TCVN 12251:2020 và TCVN 11823:2017, đóng góp quan trọng trong các hoạt động xây dựng bảo vệ công trình khi chịu tác động của môi trường xâm thực, trong đó có môi trường biển. Mặc dù vậy, trong quá trình áp dụng thực tiễn, vẫn còn có những bất cập, khó khăn và một số điểm chưa thống nhất.

Để từng bước khắc phục vấn đề này, Hội thảo khoa học chuyên đề về chống ăn mòn và bảo vệ công trình xây dựng nhằm đánh giá thực trạng áp dụng các tiêu chuẩn chống ăn mòn, tìm ra những vấn đề còn tồn tại, trên cơ sở đó kiến nghị rà soát các tiêu chuẩn chống ăn mòn để phù hợp với hệ thống Quy chuẩn, Tiêu chuẩn quốc gia hiện nay và dễ dàng áp dụng trong thực tiễn.

Hiện trạng ăn mòn ảnh hưởng đến tuổi thọ và chất lượng công trình.

Tại Hội thảo, rất nhiều tham luận được trình bày như: Các tiêu chuẩn và hiện trạng chống ăn mòn; Nội dung cơ bản và một số vấn đề của 3 tiêu chuẩn Việt Nam về bảo vệ, chống ăn mòn công trình trong môi trường biển; Thiết kế đảm bảo độ bền lâu cho kết cấu công trình dân dụng; Giải pháp thiết kế bảo vệ chống ăn mòn cho công trình giao thông cầu, cảng; Thiết kế kết cấu bê tông cốt thép trong xây dựng công trình cầu, bến cảng: Giải pháp cải tiến chất lượng lớp bê tông bảo vệ; Xi măng dùng cho công trình biển và giới thiệu công nghệ và vật liệu mới…

Qua thảo luận cho thấy, các tiêu chuẩn thiết kế đảm bảo độ bền lâu hiện nay đã có, nhưng các tiêu chuẩn này chưa đồng bộ. Cùng một nội dung và đối tượng áp dụng, nhưng có thể có những quy định khác nhau. Điều đó, dẫn đến khi áp dụng tiêu chuẩn vào thực tế bị lúng túng. Tiêu chuẩn thiết kế đảm bảo độ bền lâu cho các công trình giao thông cũng khác với công trình dân dụng. Do vậy, sau khi sáp nhập ngành Xây dựng và ngành Giao thông thì cần đặt ra vấn đề đồng bộ của các tiêu chuẩn này.

TS. Hoàng Minh Đức, Giám đốc Viện Chuyên ngành bê tông (IBST).

Khái quát các hệ thống tiêu chuẩn của Việt Nam, của châu Âu, Hoa Kỳ, của Liên bang Nga và các dạng kết cấu bê tông và bê tông cốt thép, kết ấu khối xây, kết cấu thép và kết cấu gỗ dùng trong các lĩnh vực xây dựng dân dụng và công nghiệp, giao thông vận tải và thủy lợi, TS. Hoàng Minh Đức, Giám đốc Viện Chuyên ngành bê tông (IBST) cho biết, những dạng kết cấu này đều được thiết kế theo hệ thống tiêu chuẩn rất chặt chẽ. Mỗi một quốc gia có một hệ thống tiêu chuẩn liên quan mật thiết với nhau.

Trong đó, riêng về kết cấu bê tông và bê tông cốt thép, Việt Nam đang thiết kế theo TCVN 5574:2018, đồng thời viện dẫn đến các tiêu chuẩn chống ăn mòn như: TCVN 9346:2012, TCVN 1204:2017, TCVN 12251:2020.

Đối với kết cấu khối xây, Việt Nam đang thiết kế theo TCVN 5573:2011, phần chống ăn mòn không có tiêu chuẩn riêng mà đã được lồng ghép vào TCVN 5573:2011.

Đối với kết cấu thép, Việt Nam có tiêu chuẩn thiết kế TCVN 5575:2012 và một số các tiêu chuẩn chống ăn mòn liên quan đến các phần kết cấu thép như: TCVN 11197:2015, TCVN 8789:2011, TCVN 12705…

Đáng chú ý, tất cả các tiêu chuẩn thiết kế về bê tông, bê tông cốt thép, khối xây và thép của Việt Nam, gồm 3 tiêu chuẩn đều được chuyển dịch từ 3 tiêu chuẩn của Liên bang Nga. 3 tiêu chuẩn này của Liên bang Nga về vấn đề phòng chống ăn mòn đều viện dẫn đến 2 tiêu chuẩn chính về chống ăn mòn là SP28.13330.2017 về yêu cầu kỹ thuật và SP72.13330.2018 về thi công và nghiệm thu, cho thấy hệ thống tiêu chuẩn của Liên bang Nga rất chặt chẽ…

Điểm khác biệt giữa 2 tiêu chuẩn về chống ăn mòn

Đề cập tới việc cơ quan quản lý Nhà nước đưa ra nhiều tiêu chuẩn về chống ăn mòn làm cho các đơn vị thiết kế, sử dụng công trình gặp khó khăn, TS. Nguyễn Đăng Khoa, Giám đốc Trung tâm tư vấn chống ăn mòn và xây dựng (IBST) đặt vấn đề, các tiêu chuẩn này có sự khác biệt nhau, có thực sự bảo vệ được ăn mòn các công trình? Với nhiều tiêu chuẩn về ăn mòn như vậy, nên áp dụng tiêu chuẩn nào cho hợp lý để giải quyết được vấn đề mà các công trình đang gặp phải?

TS. Nguyễn Đăng Khoa, Viện IBST.

TS. Nguyễn Đăng Khoa, Viện IBST cho biết, TCVN 9346:2012 ra đời dựa trên cơ sở nghiên cứu 10 năm về vấn đề ăn mòn của Viện IBST, điển hình là việc triển khai dự án cấp Nhà nước kéo dài 3 năm từ 2000-2003, sau đó mới ra đời được TCVN 9346:2012.

Tiêu chuẩn TCVN 9346:2012 chủ yếu nói về vấn đề bảo vệ ăn mòn cho kết cấu bê tông cốt thép 50 năm và 100 năm, đặc biệt áp dụng cho các công trình vùng biển, ngoài ra không áp dụng cho các công trình ở môi trường khác. IBST đã tiến hành thử nghiệm trên 50 công trình để cho ra kết quả khảo sát, số liệu phục vụ việc xây dựng TCVN 9346:2012. TCVN 9346:2012 phiên bản đầu tiên ban hành năm 2004, đến nay đã tồn tại 20 năm.

TCVN 12041:2017 được biên soạn dựa trên tiêu chuẩn SP28.13330.2017 của Nga và một số tiêu chuẩn khác của Hiệp hội Bê tông châu Á cũng như các tiêu chuẩn châu Âu. Tiêu chuẩn này nói về việc bảo vệ chống ăn mòn kết cấu bê tông cốt thép ở các môi trường khác nhau: môi trường ăn mòn cacbonat, môi trường ăn mòn biển, môi trường ăn mòn clo không từ biển, môi trường hóa chất nước ngầm.

Đặc biệt, tiêu chuẩn TCVN 12041:2017 nói đến tuổi thọ từ 25 - 100 năm, phạm vi áp dụng tương đối rộng. Phiên bản đầu tiên của TCVN 12041:2017 ban hành năm 2017.

TCVN12251:2020 được biên dịch từ tiêu chuẩn SP28.13330.2018 bảo vệ ăn mòn cho tất cả các kết cấu, bao gồm cả bê tông, bê tông cốt thép, gạch, đá, gỗ, nhôm; trong tất cả các môi trường khác nhau: công nghiệp, hóa chất, biển… Các phần hóa chất được TCVN12251:2020 nói rất rõ, nhưng khi nói đến phần ăn mòn bê tông cốt thép trong môi trường biển thì TCVN12251:2020 chỉ dẫn sang tiêu chuẩn TCVN 9346:2012.

Như vậy, chỉ có 2 tiêu chuẩn nói về vấn đề ăn mòn bê tông cốt thép, là TCVN 9346:2012 và TCVN 12041:2017. Vậy, TCVN 9346:2012 và TCVN 12041:2017 có sự khác biệt gì?

TS. Nguyễn Đăng Khoa cho biết, TCVN 9346:2012 quy định chi tiết yêu cầu thiết kế bê tông, bê tông cốt thép như cường độ, chiều dày lớp bảo vệ, độ chống thấm nước, độ mở vết nứt theo từng vùng và tiểu vùng; trong khi TCVN 12041:2017 quy định cường độ bê tông chung cho các vùng, tiểu vùng khí quyển biển.

Mác bê tông theo cường độ nén TCVN 12041:2017 quy định cao hơn so với TCVN 9346:2012. TCVN 12041:2017 không quy định dộ chống thấm nước của bê tông, nhưng quy định tỷ lệ nước/chất kết dính.

Chiều dày lớp bê tông bảo vệ TCVN 12041:2017 quy định theo cấp cấu tạo độ bền và tuổi thọ và mức độ xâm thực của môi trường; Tiêu chuẩn TCVN 9346:2012 yêu cầu chiều dày bê tông bảo vệ theo từng môi trường với tuổi thọ thiết kế tới 50 năm, khi thiết kế tuổi thọ tới 100 năm thì cần áp dụng biện pháp bảo vệ hỗ trợ như tăng mác 10 MPa, tăng độ chống thấm 2 atm, tăng chiều dày 20mm.

TCVN 12041:2017 có quy tắc tăng giảm cấp cấu tạo và độ bền lâu ở Bảng 5, độ bền lâu từ S1 đến S6 (100 năm), S4 là 50 năm…

Qua phân tích, các tiêu chuẩn đều có ưu điểm, nhược điểm, TS. Nguyễn Đăng Khoa kiến nghị soát xét lại cả 3 tiêu chuẩn này, có thể gộp cả 3 tiêu chuẩn này làm một cho dễ sử dụng…

Kết thúc phần thảo luận về các tiêu chuẩn chống ăn mòn bê tông, bê tông cốt thép, TS. Lê Minh Long, Phó Vụ trưởng Vụ Khoa học công nghệ và môi trường, Bộ Xây dựng ghi nhận, tiếp thu các ý kiến góp ý xác đáng của các chuyên gia, nhà khoa học, trong thời gian tới Vụ Khoa học công nghệ và môi trường sẽ đề xuất xây dựng lộ trình rà soát, hoàn thiện hệ thống tiêu chuẩn chống ăn mòn bảo đảm dễ sử dụng, giải quyết được vấn đề đặt ra trong thực tiễn.

Ngọc Hà