Thành phần chính của gỉ sắt là gì? Công thức & Tác hại trong xây dựng
Thành phần chính của gỉ sắt là Sắt (III) oxit ngậm nước, có công thức hóa học là Fe2O3.nH2O. Đây là một hợp chất có màu nâu đỏ, xốp, giòn và là kết quả của quá trình kim loại sắt bị ăn mòn điện hóa khi tiếp xúc với khí oxi và độ ẩm trong môi trường.
Quá trình và cơ chế hình thành gỉ sắt (Sự oxi hóa)
Sắt bị rỉ là do hiện tượng phản ứng oxi hóa khử với các thành phần tự nhiên trong không khí. Quá trình này diễn ra nhanh hơn khi môi trường có độ ẩm cao, hoặc bị ảnh hưởng bởi muối và các loại axit.
Phản ứng hóa học của sắt trong quá trình tạo gỉ
Sắt trong thực tế (đặc biệt là sắt thép xây dựng) thường có lẫn tạp chất cacbon. Khi tiếp xúc với không khí ẩm (chứa O2, H2O, CO2…), một pin điện hóa được hình thành:
- Tại cực âm (Sắt bị oxi hóa): Fe → Fe2+ + 2e
- Tại cực dương (Tạp chất Cacbon): O2 + 2H2O + 4e → 4OH–
Các ion này kết hợp với nhau tạo thành kết tủa Sắt (II) hidroxit:
Fe2+ + 2OH– → Fe(OH)2 (kết tủa trắng xanh)
Tuy nhiên, Fe(OH)2 tiếp tục bị oxi hóa mạnh trong không khí tạo thành Fe(OH)3. Cuối cùng, Fe(OH)3 bị mất nước dần theo thời gian và chuyển thành gỉ sắt (Fe2O3.nH2O):
2Fe(OH)3 → Fe2O3.nH2O + (3-n)H2O
Tại sao gỉ sắt lại phá hủy kim loại?
Điểm khác biệt lớn nhất là thành phần Fe2O3.nH2O có cấu trúc rất xốp và mềm. Khác với lớp oxit của nhôm hay kẽm có thể tạo thành màng bảo vệ vững chắc, gỉ sắt rất dễ bị bong tróc. Khi lớp ngoài cùng rụng đi, phần sắt nguyên chất bên trong lại tiếp tục tiếp xúc with hơi ẩm, khiến quá trình oxi hóa ăn sâu vào tận lõi cho đến khi phá hủy hoàn toàn khối kim loại.
Tác hại của gỉ sắt trong xây dựng và thi công chống thấm
Trong lĩnh vực xây nhà trọn gói, thép đóng vai trò là cốt lõi chịu lực cho khối bê tông. Khi thép bị gỉ, thể tích của nó nở ra tạo nên một áp lực cực lớn từ bên trong cấu trúc, gây ra hàng loạt hậu quả:
- Suy giảm nghiêm trọng khả năng chịu lực của khung bê tông cốt thép.
- Gây phồng rộp, nứt gãy biến dạng trần, sàn và các cột trụ.
- Tạo ra các khe nứt lớn khiến nước mưa xâm nhập, làm mất tác dụng của các lớp chống thấm dột.
- Nước mang theo gỉ sét chảy ra ngoài gây ố vàng tường và trần nhà mất thẩm mỹ.
Đặc biệt với các hạng mục thường xuyên tiếp xúc với nguồn nước. Nếu cốt thép sàn bị gỉ và nứt, nước sẽ thấm thẳng xuống tầng dưới, gây bong tróc, ẩm mốc và sinh sôi vi khuẩn. Do đó, ngay từ ban đầu, công tác thi công chống thấm nhà vệ sinh và chống thấm tầng hầm cần được thực hiện chuẩn xác để bảo vệ cốt thép khỏi hơi ẩm.
Phương pháp phòng ngừa và xử lý gỉ sét công trình
Để bảo vệ sắt thép, nguyên lý cơ bản nhất là cách ly bề mặt kim loại khỏi nước (hơi ẩm) và Oxi. Trong thực tế thi công, chúng ta áp dụng các biện pháp sau:
- Bảo vệ vật lý: Che bọc kỹ bằng nilon cho các cấu kiện sắt chờ thi công. Quét sơn lót chống gỉ mạ kẽm cho các điểm bị cắt hoặc xước.
- Xử lý hóa học: Phun dung dịch tẩy rỉ sét chuyên dụng hoặc chất chuyển hóa gỉ lên bề mặt cốt thép đã bị ố vàng trước khi tiến hành đổ bê tông.
- Kiểm soát độ ẩm: Thực hiện chống thấm tầng hầm và chống thấm tường nhà để ngăn chặn tình trạng hút ẩm ngược, bảo vệ sắt thép từ sâu bên trong lõi cấu trúc. Đối với mái tôn, nên sử dụng sơn kim loại chống thấm định kỳ.
Mọi thông tin cần tư vấn về giải pháp bảo vệ kết cấu công trình, xử lý nứt vỡ và chống thấm dột do gỉ sắt, Quý khách vui lòng liên hệ hotline: 090.44.11.233
