Ảnh minh họa: AI

Theo quá trình khảo sát và đánh giá, phần lớn các công trình bê tông cũ, đặc biệt là cầu và công trình cảng, trước đây chưa được sơn phủ bảo vệ. Trong quá trình khai thác, các kết cấu này phải chịu tác động liên tục của môi trường biển khắc nghiệt, dẫn đến hiện tượng ăn mòn cốt thép, nứt vỡ bê tông và suy giảm khả năng chịu lực. Một trong những giải pháp phổ biến hiện nay trong công tác duy tu, sửa chữa là sử dụng các lớp sơn phủ nhằm hạn chế quá trình phá hủy tiếp diễn, đặc biệt đối với phần cốt thép bên trong.

Tuy nhiên, tại Việt Nam, việc nghiên cứu, chế tạo và ứng dụng sơn phủ bảo vệ kết cấu bê tông vẫn còn hạn chế, dù tiêu chuẩn TCVN 12574:2018 về sơn phủ bảo vệ kết cấu bê tông đã được ban hành từ năm 2018.

Trong khi đó, trên thế giới, các hệ lớp phủ đã được ứng dụng rộng rãi trong nhiều loại công trình như hầm đô thị, cầu vượt, đường bộ, đường sắt và công trình cảng biển. Các loại sơn phổ biến gồm sơn lót, sơn trung gian và sơn phủ hoàn thiện, sử dụng các vật liệu như epoxy, acrylic, silan, silicat, polyuretan hay polyme fluor, với độ bền có thể đạt từ 10 đến 20 năm, thậm chí lên tới 60 năm đối với một số hệ sơn cao cấp.

Với nhu cầu phát triển hạ tầng giao thông ngày càng tăng, việc duy tu, sửa chữa các công trình cầu cũ trở thành nhiệm vụ cấp thiết. Mặc dù ngân sách hàng năm dành cho công tác này là không nhỏ, song vẫn chưa đáp ứng đủ so với số lượng lớn công trình cần bảo trì.

Xuất phát từ thực tiễn đó, PGS.TS Nguyễn Thị Bích Thủy cùng nhóm nghiên cứu tại Trường Đại học Công nghệ Giao thông Vận tải đã triển khai đề tài “Nghiên cứu ứng dụng các hệ lớp phủ có độ bền cao để bảo vệ các công trình bê tông cốt thép làm việc trong môi trường ven biển”. Mục tiêu của đề tài là lựa chọn và phát triển các hệ lớp phủ hiệu quả, phù hợp với điều kiện môi trường biển tại Việt Nam, đồng thời xây dựng quy trình thiết kế, thi công và nghiệm thu phục vụ cả công trình mới và công tác sửa chữa.

Sau thời gian nghiên cứu, nhóm đã đạt được nhiều kết quả đáng chú ý. Cụ thể, các nhà khoa học đã xây dựng thành công công thức chế tạo sơn phủ bảo vệ bê tông trên cơ sở nhựa polyuretan có độ bền cao, đáp ứng tiêu chuẩn kỹ thuật hiện hành. Đồng thời, nhóm cũng xây dựng công thức sơn lót trên nền nhựa epoxy với hàm lượng hợp chất hữu cơ bay hơi (VOC) thấp, thân thiện hơn với môi trường.

Từ các kết quả nghiên cứu, hai hệ lớp phủ hoàn chỉnh đã được lựa chọn, bao gồm lớp phủ ngoài sử dụng vật liệu polyuretan hoặc polyme fluor, kết hợp với sơn lót dạng màng trên nền epoxy và sơn trung gian từ polyuretan hoặc polyurea. Các sản phẩm này đã được chế tạo thử nghiệm và triển khai đánh giá thực tế tại cầu Sông Chanh (Quảng Yên, Quảng Ninh), khu vực chịu ảnh hưởng trực tiếp của môi trường khí quyển biển. Kết quả bước đầu cho thấy chất lượng lớp phủ đạt yêu cầu, khả năng bảo vệ tốt.

Diễn biến suy giảm độ bóng màng sơn của mẫu khi thử QUV

Bên cạnh đó, nhóm nghiên cứu cũng xây dựng hoàn chỉnh quy trình chế tạo, thi công và nghiệm thu các hệ sơn phủ bảo vệ bê tông cốt thép trong môi trường ven biển. Đồng thời, các chỉ dẫn kỹ thuật chi tiết đã được ban hành, tạo cơ sở để áp dụng rộng rãi trong thực tế xây dựng mới cũng như duy tu, sửa chữa công trình.

Đáng chú ý, các sản phẩm sơn do nhóm nghiên cứu phát triển đều có thể sản xuất trong nước và đáp ứng đầy đủ các yêu cầu kỹ thuật đối với sơn phủ bảo vệ kết cấu bê tông, mở ra triển vọng giảm chi phí và chủ động nguồn vật liệu cho ngành xây dựng.

Việc ứng dụng thành công các hệ lớp phủ bền cao được kỳ vọng sẽ góp phần nâng cao độ bền, giảm chi phí bảo trì và đảm bảo an toàn cho các công trình hạ tầng ven biển trong dài hạn.