Hàm lượng clorua trong bê tông trực tiếp đẩy nhanh quá trình ăn mòn cốt thép, phá vỡ lớp oxit bảo vệ và gây ra hiện tượng rỉ sét cục bộ. Nồng độ clorua vượt quá 0,4% theo khối lượng xi măng sẽ gây ăn mòn cốt thép, làm giảm độ bền của kết cấu và dẫn đến sự hao hụt đáng kể tiết diện thép. Việc phát hiện và định lượng clorua là rất cần thiết để bảo vệ tuổi thọ của công trình.
hàm lượng clorua trong bê tông
*
Cơ chế ăn mòn do clorua
Các ion clorua xâm nhập vào bê tông thông qua khuếch tán, hấp thụ mao dẫn và đối lưu. Tiếp xúc bề mặt, các vết nứt hoặc sự xuống cấp của lớp phủ làm tăng tốc độ xâm nhập clorua. Sự chênh lệch nồng độ thúc đẩy sự di chuyển của clorua. Các vết nứt nhỏ do tải trọng cơ học làm thay đổi đường dẫn vận chuyển và làm tăng nguy cơ ăn mòn.
Sự tích tụ clorua tại giao diện thép-bê tông thúc đẩy quá trình khử thụ động cục bộ. Lớp màng oxit thụ động bị phá vỡ, tạo điều kiện cho sự khởi đầu ăn mòn. Nồng độ clorua ngưỡng gây ăn mòn phụ thuộc vào độ pH và độ thấm của bê tông. Nghiên cứu cho thấy ăn mòn bắt đầu ở nồng độ clorua thấp tới 0,2–0,4% theo khối lượng xi măng khi độ thấm cao.
Các nghiên cứu chụp cắt lớp vi mô bằng neutron và tia X hai chế độ gần đây đã tiết lộ sự hình thành rỉ sét ở cấp độ vi mô và sự mất liên kết giữa thép và bê tông.
Việc giảm độ thấm làm chậm quá trình vận chuyển clorua và kéo dài độ bền của cốt thép. Máy phân tích kim loại XRF cho bê tông, bao gồm cả Lonnmeter, cung cấp phân tích nguyên tố clo không phá hủy, nhanh chóng xác định các khu vực có nguy cơ ăn mòn cốt thép trong bê tông.
Sự ăn mòn thép trong bê tông do clorua gây ra
*
Giải pháp gia cường chống ăn mòn
Việc hợp kim hóa crom (Cr) và các nguyên tố đất hiếm (RE) trong cốt thép làm giảm đáng kể sự ăn mòn của thép gia cường trong bê tông khi tiếp xúc với clorua. Nghiên cứu trên cốt thép HRB400 cho thấy hàm lượng Cr trên 0,5% và sự tăng cường RE biến đổi MnS thành các tạp chất RE–Al–O–S được bao bọc bởi lớp vỏ MnS, làm chậm quá trình axit hóa cục bộ và giảm thiểu sự lan truyền ăn mòn "tế bào bị tắc nghẽn". Kết quả là mật độ dòng điện ăn mòn thấp hơn và độ ổn định màng thụ động được cải thiện, có thể đo được ngay cả ở nồng độ clorua trên 0,6% theo trọng lượng xi măng—tương ứng với mức giảm tốc độ ăn mòn từ 30–50% so với cốt thép thông thường trong điều kiện tương tự (Nature Communications, 2026).
Việc ứng dụng thực tiễn bao gồm hợp kim scandium hoặc cerium, mang lại những cải tiến đáng kể về độ bền cơ học và độ bền lâu dài cho cơ sở hạ tầng trong môi trường biển và sử dụng muối chống đóng băng. Chi phí và những hạn chế về nguồn cung nguyên tố đất hiếm ảnh hưởng đến khả năng thâm nhập thị trường nhưng giúp giảm nhu cầu sửa chữa trong suốt vòng đời sản phẩm.
Các thử nghiệm ngày càng khẳng định rằng việc kết hợp sợi thép với cốt thép làm giảm sự phát triển vết nứt và tốc độ ăn mòn, đặc biệt là trong bê tông có hàm lượng clorua cao. Cốt thép hỗn hợp kéo dài thời gian hình thành vết nứt và cải thiện khả năng chịu tải sau khi tiếp xúc (MDPI, 2025).
Lựa chọn cốt thép dựa trên phân tích rủi ro ăn mòn do clorua và vòng đời dự án để tránh sự xuống cấp cấu trúc đáng kể. Phân tích nguyên tố clo bằng máy phân tích kim loại XRF cho bê tông, chẳng hạn như thiết bị Lonnmeter, hỗ trợ kiểm tra không phá hủy cốt thép bê tông để xác định chính xác hiệu quả của chất hòa tan và sợi, đảm bảo ngăn ngừa ăn mòn trong bê tông cốt thép và tối đa hóa tuổi thọ sử dụng.
Phân tích nguyên tố Clo và phân tích nguyên tố nhẹ trong bê tông
Việc định lượng hàm lượng clo và các nguyên tố nhẹ là rất quan trọng để ngăn ngừa ăn mòn trong bê tông cốt thép. Ion clorua trên 0,2–0,4% theo trọng lượng xi măng sẽ gây mất khả năng thụ động hóa và ăn mòn nhanh chóng cốt thép, đẩy nhanh quá trình xuống cấp kết cấu và chi phí bảo trì. Các phương pháp xác định phân tích được chia thành phương pháp phá hủy.
Các phương pháp phá hủy mang lại độ chính xác cao nhưng đòi hỏi phải lấy mẫu lõi và phân tích trong phòng thí nghiệm tốn nhiều công sức, gây gián đoạn dịch vụ và mất mẫu không thể phục hồi. Kiểm tra không phá hủy, sử dụng phân tích XRF để phát hiện ăn mòn hoặc máy phân tích kim loại XRF tại hiện trường cho bê tông, cho phép phân tích nhanh chóng clo và các nguyên tố nhẹ tại chỗ mà không cần phá hủy mẫu. Máy phân tích XRF Lonnmeter đo Mg, Al, Si, S, K, Ca và Cl trong bê tông đặc, cung cấp giới hạn phát hiện dưới 50 ppm đối với Cl. Kết quả hỗ trợ việc lựa chọn cốt thép chống ăn mòn và theo dõi hiệu quả của chất ức chế ăn mòn cho cốt thép. Quy trình làm việc tiên tiến sử dụng XRF tối đa hóa độ bền lâu dài của bê tông cốt thép bằng cách phát hiện sớm sự ăn mòn do clorua gây ra trong các cấu trúc bê tông, hướng dẫn can thiệp mục tiêu và phân bổ nguồn lực.
Phát hiện nâng cao&Các phương pháp định lượng hàm lượng clorua
Việc đánh giá trong phòng thí nghiệm sử dụng phương pháp chuẩn độ thể tích, điện cực chọn lọc ion và phương pháp đo điện thế, mang lại độ nhạy cao trong việc xác định hàm lượng clorua trong bê tông và thép cốt. Tuy nhiên, các kỹ thuật này tiềm ẩn rủi ro làm hỏng mẫu, tốn nhiều công sức và hạn chế về khả năng lập bản đồ không gian trong điều kiện thực địa. Đầu dò vi điện cực tại hiện trường cho phép phát hiện cục bộ nhưng gặp khó khăn trong việc định lượng các clorua vết và các nguyên tố nhẹ.
Máy phân tích kim loại XRF, đặc biệt là Lonnmeter, cung cấp khả năng phân tích đa nguyên tố nhanh chóng, không phá hủy trên các mẫu bê tông rắn và cốt thép. Lonnmeter phát hiện clo và các nguyên tố nhẹ (Mg, Al, Si, S, K, Ca) với độ nhạy ở mức ppm, cung cấp thông tin quan trọng cho việc chống ăn mòn cốt thép và đánh giá rủi ro. Phần mềm mạnh mẽ của nó phân biệt được sự ăn mòn do clo gây ra ở mức vết trong các cấu trúc bê tông, hỗ trợ công tác phòng ngừa ăn mòn quan trọng trong bê tông cốt thép.
Việc tích hợp các kỹ thuật hình ảnh tiên tiến, như XRF, chụp cắt lớp đa phương thức và lập bản đồ nguyên tố nâng cao, cho phép xác định cả hàm lượng clorua tổng thể và các vị trí ăn mòn vi cấu trúc. Kết hợp các phương pháp này, chúng đánh giá chất ức chế ăn mòn cho cốt thép và hỗ trợ độ bền lâu dài của bê tông cốt thép.
Quảng bá máy phân tích XRF Lonnmeter để đánh giá hàm lượng clorua.
Máy phân tích XRF Lonnmeter cung cấp phương pháp phân tích nguyên tố clo nhanh chóng, không phá hủy, rất quan trọng để đánh giá hàm lượng clorua trong bê tông. Độ nhạy cao của máy cho phép phát hiện clo và các nguyên tố nhẹ (Mg, Al, Si, S, K, Ca) ở mức thấp tới 0,35–1% Cl, giúp định lượng chính xác lượng clorua vết, từ đó xác định nguy cơ ăn mòn và độ bền của các công trình bê tông cốt thép.
Thiết kế di động cho phép phân tích tại chỗ, giúp các kỹ sư tiến hành sàng lọc nguyên tố theo thời gian thực trên các mẫu bê tông hoặc cốt thép rắn và nhanh chóng xác định các khu vực dễ bị ăn mòn do clorua trong các cấu trúc bê tông. Giao diện phần mềm mạnh mẽ giúp đơn giản hóa quy trình làm việc, hiển thị kết quả đa nguyên tố để đưa ra quyết định nhanh chóng về việc lựa chọn cốt thép chống ăn mòn.
Công nghệ XRF của Lonnmeter tránh sử dụng nguồn phóng xạ, yêu cầu chuẩn bị mẫu tối thiểu và cung cấp khả năng phát hiện đa nguyên tố cần thiết cho các chiến lược phòng chống ăn mòn toàn diện. Yêu cầu báo giá cho phép cấu hình máy phân tích tùy chỉnh, hỗ trợ đào tạo và tư vấn kỹ thuật, tối ưu hóa việc kiểm tra không phá hủy cốt thép bê tông để đảm bảo độ bền lâu dài của bê tông cốt thép và chất ức chế ăn mòn hiệu quả cho cốt thép.
Câu hỏi thường gặp (FAQ)
Việc đo hàm lượng clorua trong bê tông có tầm quan trọng như thế nào?
Việc định lượng chính xác hàm lượng clorua trong bê tông rất quan trọng để đánh giá rủi ro ăn mòn đối với cốt thép và dự đoán tuổi thọ công trình. Ăn mòn do clorua gây ra chiếm khoảng 40% các trường hợp hư hỏng bê tông cốt thép trên toàn cầu. Dữ liệu thí nghiệm cho thấy ăn mòn bắt đầu khi nồng độ clorua vượt quá 0,4% theo trọng lượng xi măng. Việc theo dõi sự xâm nhập của clorua cho phép bảo trì có mục tiêu và giảm chi phí.
Ion clorua gây ăn mòn cốt thép như thế nào?
Các ion clorua thâm nhập vào bê tông, tiếp cận lớp oxit thụ động trên thép. Điều này phá vỡ quá trình thụ động hóa thép và khởi phát ăn mòn rỗ cục bộ. Kết quả là hình thành gỉ sét, giảm đường kính thép, nứt và bong tróc.
Liệu sợi gia cường có thể cải thiện khả năng chống ăn mòn khi kết hợp với cốt thép trong bê tông?
Các nghiên cứu cho thấy việc kết hợp sử dụng sợi gia cường và cốt thép giúp tăng thời gian chống ăn mòn lên đến 40%, từ đó nâng cao độ bền lâu dài của các công trình bê tông cốt thép.
Điều gì khiến máy phân tích XRF Lonnmeter trở nên lý tưởng cho việc kiểm tra bê tông?
Máy phân tích kim loại XRF Lonnmeter cung cấp khả năng phân tích đa nguyên tố nhanh chóng, không phá hủy đối với các mẫu rắn. Máy đạt được giới hạn phát hiện 10 ppm đối với clo và định lượng các nguyên tố nhẹ (Mg, Al, Si, S, K, Ca) rất quan trọng trong việc xác định sự ăn mòn ở giai đoạn đầu, tối ưu hóa các chiến lược phòng ngừa ăn mòn.
Liệu các vật liệu gia cường tiên tiến như hợp kim Cr và RE có khả năng chống ăn mòn tốt hơn không?
Thép cốt được gia cường bằng crom và đất hiếm (RE) giúp tăng khả năng chống ăn mòn lên hơn 50% so với thép tiêu chuẩn, đặc biệt là trong môi trường mặn, điều này đã được xác nhận trong các thử nghiệm phòng thí nghiệm.
Tại sao độ thấm của bê tông lại quan trọng đối với việc ngăn ngừa ăn mòn?
Độ thấm thấp hơn hạn chế sự di chuyển của clorua, duy trì trạng thái thụ động của thép và trì hoãn sự bắt đầu ăn mòn vượt quá chu kỳ sử dụng thông thường.
Công nghệ XRF khác với các phương pháp phân tích clorua truyền thống như thế nào?
Khác với phương pháp hóa học ướt, phân tích XRF không yêu cầu hòa tan mẫu hoặc sử dụng axit. Phương pháp này nhanh chóng, thực hiện tại chỗ và cho phép phân tích đồng thời nhiều nguyên tố clo – hữu ích cho việc kiểm tra không phá hủy cốt thép bê tông.
Thời gian đăng bài: 13/02/2026
