Đặc điểm thép chịu thời tiết

Thép chịu thời tiết là thép hợp kim thấp có chứa một làm lượng nhỏ các thành phần chống ăn mòn như đồng (Cu), niken (Ni) và crom (Cr). Trong thời gian khai thác cấu kiện thép mà không sơn sẽ có một lớp gỉ mỏng bám dính tốt trên bề mặt thép xuất hiện dần dần, lớp gỉ này sẽ có tác dụng ngăn chặn sự tiến triển tiếp theo vào sâu hơn của quá trình gỉ. Các cầu thép làm bằng loại thép chịu thời tiết sẽ có ưu điểm, thép cầu là lớp thép chống gỉ trên thời tiết kiềm chế ăn mòn. Việc sử dụng thép này còn giúp giảm chi phí bảo trì cầu.

Nhiều cầu thép đã được xây dựng bằng những công nghệ cao liên quan đến các phương pháp xây dựng ở các nước phát triển

Việc áp dụng thép chịu thời tiết để làm cầu thép đã bắt đầu vào những năm 1960 tại Nhật Bản. Tại nước này, cầu thép chịu thời tiết hiện chiếm trên 30% khối lượng thép tiêu thụ để xây dựng cầu thép trong năm 2006. Một số địa phương có đến 80% số cầu thép mới xây dựng gần đây dùng loại thép này.

Do tính chất độc đáo ức chế sự phát triển ăn mòn bởi một lớp gỉ tốt mịn được hình thành trên bề mặt thép, loại vật liệu thép chịu thời tiết cũng đã được sử dụng rộng rãi cho các kết cấu thép khác trong xây dựng dân dụng và công nghiệp. Một sự hiểu biết đúng đắn về tính chất độc đáo này và cách sử dụng của thép phù hợp với mỗi điều kiện môi trường cụ thể có thể cho phép tạo ra những kết cấu cầu thép không cần sơn, tuổi thọ dài với chi phí bảo trì tối thiểu, dẫn đến việc áp dụng ngày càng tăng của thép thời tiết để xây cầu. Ngoài ra, loại thép chịu thời tiết mới có thành phần Ni phù hợp để áp dụng trong các môi trường ăn mòn nghiêm trọng cũng đã được phát triển.

Ứng dụng cầu thép chịu thời tiết ở Việt Nam

Hiện nay, Việt Nam có 4 nhịp cầu giàn đường sắt đã sử dụng thép chịu thời tiết trên tuyến đường sắt Bắc - Nam, các nhịp cầu này đã có hơn 10 năm khai thác bình thường với chi phí bảo dưỡng tối thiểu (không cần sơn lại). Trong quá trình nghiên cứu xem xét hiệu quả việc áp dụng thép chịu thời tiết tại VN, tình trạng gỉ các cấu kiện thép giàn cũng như liên kết bulong cường độ cao sau 10 năm sử dụng cầu đã được khảo sát tỉ mỉ theo định kỳ 2 năm. Một số mẫu thử các loại thép chịu thời tiết có thành phần hóa học khác nhau cũng đã được đặt trên một số cầu ở miền Bắc (Hà Nội), miền Trung (Hà Tĩnh, Đà Nẵng) và miền Nam (TP.Hồ Chí Minh) để theo dõi qua các năm về tình trạng gỉ của chúng.

GS.TS. Nguyễn Viết Trung (Đại học GTVT), đại diện nhóm nghiên cứu về những phát triển gần đây của các xu hướng kỹ thuật của cầu thép liên hợp - bê tông cốt thép và các ứng dụng của thép chịu thời tiết ở Việt Nam cho biết: Dựa trên kết quả nghiên cứu, có thể đánh giá bước đầu về kết quả áp dụng thép chịu thời tiết và các ưu điểm của vật liệu này để làm cầu thép ở VN như sau: Thứ nhất, việc định hướng ứng dụng vật liệu thép tính năng cao BHS và thép chịu thời tiết là rất khả thi trong điều kiện tuyến đường chạy dọc bờ biển VN; Thứ hai, việc sử dụng các khả năng kiềm chế sự ăn mòn của vật liệu thép này có triển vọng rất tốt trong các khu vực dân cư thưa thớt và các điều kiện bảo dưỡng ít hơn; Thứ ba, hàm lượng muối trong không khí không phải là quá lớn (hầu hết dưới 4mmd ở ven biển và nội địa tại VN) cho phép ứng dụng rộng rãi hơn các kết cấu cầu thép bằng thép chịu thời tiết tại VN.

Bên cạnh đó, mặc dù các ứng dụng hiện nay đã có kết quả tốt nhưng trong tương lai cần nghiên cứu thêm về công nghệ, chi phí xây dựng và đặc biệt là cần biên soạn một Tiêu chuẩn thiết kế mới phù hợp các vật liệu mới, đại diện nhóm nghiên cứu nhấn mạnh.