Việt Nam là quốc gia có đường bờ biển dài, khí hậu nóng ẩm, cùng tốc độ đô thị hóa nhanh, khiến hàng loạt công trình xây dựng và hạ tầng kỹ thuật thường xuyên đối mặt với tình trạng ăn mòn, hư hỏng, xuống cấp sớm hơn tuổi thọ thiết kế.
Giải pháp vật liệu phủ chống ăn mòn, đặc biệt là công nghệ lớp phủ polyurea thế hệ mới, đang được xem là "áo giáp" hiệu quả giúp kéo dài tuổi thọ công trình trong các môi trường xâm thực khắc nghiệt.
Tuy nhiên, trên thị trường hiện nay có không ít sản phẩm được quảng cáo là polyurea nhưng chất lượng và hiệu quả thực tế còn thiếu kiểm chứng. Vậy làm thế nào để nhận biết đâu là sản phẩm chất lượng thật sự?
Ông Trần Ngọc Anh - kỹ sư chuyên ngành Vật liệu Xây dựng - với kinh nghiệm hơn 20 năm trong lĩnh vực chống ăn mòn và bảo vệ công trình bằng vật liệu gốc polyurea đã chia sẻ về vấn đề này.
Ông Trần Ngọc Anh, kỹ sư chuyên ngành Vật liệu Xây dựng.
Thiệt hại do ăn mòn 20-25 tỷ USD mỗi năm
- Môi trường nào dễ gây ăn mòn nhất cho kết cấu công trình và ngành nào đang bị ăn mòn nghiêm trọng nhất hiện nay?
Các công trình nguy cơ bị ăn mòn lớn như: Công trình xây dựng ven biển hoặc trên biển ( biển đảo, giàn khoan dầu khí, điện gió…). Công trình công nghiệp hóa chất, luyện kim, bể chứa hóa chất, bể chứa xăng dầu. Công trình hạ tầng thoát nước: Nhà máy xử lý nước thải, đường ống, bể chứa…
Môi trường dễ bị ăn mòn là môi trường có chứa các tác nhân như: oxi, nước, ion clorua, a xít, kiềm, khí thải, xăng dầu…Hay nói cách khác, các công trình nằm trong vùng khí quyển biển, công trình sản xuất hóa chất hoặc liên quan hóa chất và nhà máy lọc dầu, nhà máy xử lý nước thải..., là những công trình rất dễ bị ăn mòn.
Kết cấu bê tông cốt thép (KCBTCT) trong các công trình công nghiệp và hạ tầng kỹ thuật cấp thoát nước cũng là dạng ăn mòn rất phổ biến nhất ở nước ta. Và gây tổn thất kinh tế lớn cho các chủ đầu tư.
Nguyên nhân chủ yếu là do KCBTCT (tồn tại ở dạng bể chứa, đường ống, sàn nhà…) tiếp xúc trực tiếp với các tác nhân gây ăn mòn rất mạnh trong các nhà máy sản xuất và nước thải.
Tác nhân gây ăn mòn chủ yếu như: SO2; H2S; CO2; các axit, kiềm, hóa chất phèn PAC; hóa chất CLOR; hóa chất tẩy rửa…Khi KCBTCT tiếp xúc với các hóa chất này thì hầu hết sẽ xảy ra ăn mòn hóa học, phản ứng dạng trung hòa kiềm – axit làm cho bê tông bị ăn mòn (thối rữa) và phá hủy nhanh chóng.
Nhiều công trình xây dựng công nghiệp và hạ tầng kỹ thuật thoát nước bị ăn mòn và phá hủy nghiêm trọng chỉ sau 5-7 năm vận hành nếu không có biện pháp bảo vệ chống ăn mòn phù hợp.
Đối với các bể chứa bằng thép trong các ngành công nghiệp luyện kim, công nghiệp hóa chất…, mặc dù được bảo vệ chống ăn mòn ngay từ khi xây dựng nhưng hầu hết phải thay thế các lớp sơn phủ bảo vệ với chu kỳ hoạt động từ 3-4 năm do trước đây chưa có vật liệu phủ bảo vệ tốt hơn.
- Thiệt hại kịnh tế do ăn mòn đang ở mức độ nào, thưa ông?
Ăn mòn và phá hủy công trình là hiện tượng phổ biến và đáng báo động tại nước ta. Theo Hội Khoa học Kỹ thuật Ăn mòn và Bảo vệ Kim loại Việt Nam, thiệt hại do ăn mòn tại Việt Nam lên đến 5% GDP/năm, tương đương 20–25 tỷ USD. Một con số khiến bất kỳ nhà hoạch định chính sách nào cũng phải giật mình.
Tình trạng ăn mòn kết cấu bê tông cốt thép (KCBTCT) trong các công trình công nghiệp và hạ tầng kỹ thuật cấp thoát nước là dạng ăn mòn rất phổ biến ở nước ta.
- Theo ông, cách nào để hạn chế thiệt hại do ăn mòn?
Việc bảo vệ chống ăn mòn cho kết cấu kim loại và kết cấu bê tông cốt thép (KCBTCT) để kéo dài tuổi thọ của công trình có vai trò rất quan trọng trong nền kinh tế. Để chống ăn mòn kim loại và KCBTCT, có thể áp dụng nhiều biện pháp khác nhau qua việc lựa chọn kết cấu thép.
Biện pháp đầu tiên, đó là lựa chọn vật liệu thép kết cấu thích hợp có độ bền chống ăn mòn cao, như là thép không gỉ, inox.
Bên cạnh đó, có thể sử dụng biện pháp thay đổi độ xâm thực ăn mòn của môi trường, trong đó có sử dụng các chất ức chế ăn mòn như là lựa chọn và sử dụng các lớp sơn phủ có tuổi thọ cao, độ bền cơ học cao;
Biện pháp khác là nâng cao tính năng của bê tông và chiều dày lớp bảo vệ cốt thép hoặc sơn phủ cốt thép đối với KCBTCT trong vùng khí quyển ven biển. Hoặc sơn phủ cho KCBTCT tiếp xúc môi trường hóa chất, môi trường ionclorua, nước thải...
- Giải pháp trọng yếu và phổ biến nhất hiện nay là gì, theo ông?
Trong thực tế, việc sử dụng vật liệu sơn phủ là phương pháp rất phổ biến, có từ lâu và là biện pháp trọng yếu trong việc chống ăn mòn cho kim loại. Phương pháp này thi công đơn giản, dễ bảo trì sửa chữa.
Một số trường hợp cụ thể như các đường ống thép, bể chứa bằng thép chôn ngầm, thì thường hay kết hợp giữa sơn phủ với bảo vệ điện hóa (catot).
Các đường ống, bể chứa lộ thiên thì kết hợp sơn phủ với chất ức chế ăn mòn. Đối với chống ăn mòn cho KCBTCT thường nâng cao chiều dày lớp bê tông bảo vệ cốt thép hoặc nâng cao tính năng cho bê tông hoặc phủ lớp sơn, lớp composite bảo vệ.
Có thể nói, việc lựa chọn vật liệu phủ bảo vệ chống ăn mòn là đặc biệt quan trọng quyết định đến tuổi thọ và hiệu quả đầu tư của công trình. Tuy nhiên, việc lựa chọn biện pháp bảo vệ phải được xem xét kỹ ngay từ khi thiết kế.
Bể xử lý nước thải đơn nguyên A-B Nhà máy xử lý nước thải Bình Hưng hư hỏng sau hơn 10 năm hoạt động, bề mặt bê tông phần ngập nước bị ăn mòn trơ đá. Cốt thép bị gỉ gây thấm, rò rỉ do các hóa chất đưa vào bể để xử lý làm sạch nước thải.
- Lựa chọn vật liệu phủ polyurea đang có chi phí khá cao. Theo ông, làm thế nào để cân đối?
Đúng là chi phí đầu tư ban đầu cho vật liệu phủ polyurea hiện cao hơn 25-30% so với các hệ sơn phủ truyền thống. Tuy nhiên, chi phí vòng đời sản phẩm sẽ rẻ hơn do tuổi thọ của polyurea là cao nhất. Đặc biệt là ứng dụng cho các công trình hầm đường bộ, hầm tàu điện ngầm, hạ tầng kỹ thuật, đường ống chôn ngầm… các công trình cấp đặc biệt hoặc có yêu cầu độ bền cao trên 50 năm.
Để công trình được bền đẹp thì lựa chọn chủng loại vật liệu phù hợp là yếu tố quan trọng nhất ngay từ khi thiết kế công trình. "Bệnh thấm dột" trong ngôi nhà là điều nhức nhối, gây hôi hám không ai mong muốn. "Bệnh ăn mòn" công trình là căn bệnh tiềm tàng duy nhất dẫn đến phá hủy công trình. Vật liệu siêu bền gốc polyurea là liều thuốc phòng ngừa tốt nhất cho cả hai căn bệnh này.
- Hiện nay trên thị trường có nhiều sản phẩm được giới thiệu là lớp phủ polyurea chống ăn mòn. Theo ông, đâu là tiêu chí để đánh giá một sản phẩm polyurea thực sự chất lượng?
Đúng là hiện nay thị trường vật liệu phủ, đặc biệt là dòng sơn phủ polyurea, đang rất sôi động, phần lớn là nhập khẩu từ nước ngoài. Tuy nhiên, không phải sản phẩm nào gắn mác "polyurea" cũng thực sự đạt chuẩn.
Có nhiều loại chỉ là sơn polyurethane cải tiến hoặc urea - hybrid (lai), không phải polyurea tinh khiết – chúng có thể không đáp ứng được yêu cầu về độ bền hóa học, độ bền va đập, khả năng đàn hồi, kháng nứt hay độ bám dính.
Một sản phẩm polyurea chất lượng cần đạt một số tiêu chí rất rõ ràng. Thứ nhất là khả năng đóng rắn nhanh, chỉ từ 5–60 giây. Thứ hai là khả năng đàn hồi và co giãn cao, với độ giãn dài tối thiểu 300%. Cường độ kéo giãn trên 18 MPa. Thứ ba là khả năng kháng hóa chất mạnh, không bị phá hủy khi tiếp xúc với axit, kiềm, hay ion clorua.
Ngoài ra, sản phẩm phải có kết quả thử nghiệm đạt tiêu chuẩn, ví dụ như theo JIS A7502-2 của Nhật hoặc các Tiêu chuẩn chống ăn mòn của Bộ Xây dựng Việt Nam.
- Tuy nhiên, người sử dụng rất khó để có thể tự mình kiểm định những tiêu chuẩn, tiêu chí kỹ thuật nói trên. Vậy theo ông, họ cần lưu ý gì để tránh mua phải hàng kém chất lượng?
Người sử dụng nên yêu cầu đơn vị cung cấp chứng minh nguồn gốc xuất xứ, kết quả thử nghiệm thực tế, và đặc biệt là lựa chọn đơn vị năng lực thi công tốt - vì polyurea yêu cầu máy móc chuyên dụng và công nhân được đào tạo bài bản. Nếu không, chất lượng công trình sẽ không đạt như kỳ vọng, dù vật liệu có tốt đến đâu.
- Xin trân trọng cảm ơn ông!
