Sắt bị rỉ sét là do sắt phản ứng với oxy khi có nước, tạo thành lớp oxit sắt ngậm nước màu nâu đỏ. Thiếu một trong hai thứ, nước hoặc oxy, thì sắt gần như không gỉ. Đó là lý do thanh sắt để trong phòng khô vài năm vẫn sáng, còn để ngoài sân mưa nắng thì vài tuần đã nổi gỉ. Bài này giải thích sắt thép gỉ nhanh trong điều kiện nào, gỉ sét ảnh hưởng gì tới công trình, thép xây dựng bị gỉ bao nhiêu thì còn dùng được, và các cách chống gỉ theo từng trường hợp.
Vì sao sắt bị gỉ và gỉ nhanh trong điều kiện nào
Gỉ sét là ăn mòn điện hóa. Trên mặt sắt có màng nước, dù mỏng, sẽ hình thành những vùng nhường điện tử (sắt tan ra) và những vùng nhận điện tử (oxy bị khử). Sản phẩm cuối là oxit sắt ngậm nước, thứ ta gọi là gỉ. Lớp gỉ xốp và bong dần, không che được lớp sắt bên dưới, nên sắt tiếp tục gỉ sâu vào trong. Nhôm hay kẽm thì khác: lớp oxit của chúng đặc và bám chặt, nên tự bảo vệ được.
Những yếu tố làm sắt gỉ nhanh hơn:
- Độ ẩm cao và thời gian bề mặt bị ướt: khí hậu nóng ẩm ở Việt Nam, sương đêm, mưa phùn đều làm bề mặt ướt nhiều giờ mỗi ngày. Chỗ đọng nước như rãnh thép, chân cột, mép tôn gỉ trước.
- Muối: hơi muối biển và muối clorua làm màng nước dẫn điện tốt hơn, phá lớp gỉ bảo vệ. Sắt thép gần biển gỉ nhanh gấp nhiều lần trong đất liền.
- Khí thải công nghiệp: khí lưu huỳnh tạo axit khi gặp hơi ẩm, làm tăng tốc ăn mòn.
- Tiếp xúc kim loại khác: thép chạm đồng, inox trong môi trường ẩm sẽ gỉ nhanh ở chỗ tiếp xúc, vì thép đóng vai bên bị hy sinh.
- Khe hẹp: khe giữa hai tấm ghép, dưới đệm, dưới lớp sơn bong giữ ẩm lâu, gỉ ăn sâu mà nhìn ngoài không thấy.
Gỉ sét có ảnh hưởng gì không
- Mất tiết diện, giảm khả năng chịu lực: thép gỉ là thép mất dần đi. Với thép tấm, thép hình mỏng, vài năm gỉ không xử lý có thể làm mất một phần đáng kể chiều dày.
- Nứt bê tông: gỉ chiếm thể tích lớn hơn nhiều so với lượng thép đã mất. Cốt thép gỉ trong bê tông nở ra, đẩy lớp bê tông bảo vệ nứt dọc theo thanh thép rồi bong mảng. Đây là hư hỏng thường gặp ở ban công, sênh, nhà ven biển lâu năm.
- Bong sơn, rò mái: gỉ dưới lớp sơn đẩy sơn phồng lên. Mái tôn gỉ thủng ở vị trí lỗ vít và mép chồng.
- Còn chuyện uốn ván: nhiều người nghĩ bị vật gỉ đâm thì gỉ gây uốn ván. Thực ra uốn ván do vi khuẩn sống trong đất, bụi bẩn gây ra. Đồ sắt gỉ để ngoài trời hay dính đất bẩn nên mới liên quan. Vết thương do vật bẩn đâm, gỉ hay không gỉ, đều nên được xử lý y tế.
Thép xây dựng bị gỉ có dùng được không
Thép cây để ngoài bãi vài tuần thường có lớp gỉ mỏng như phấn màu cam. Lớp này phổ biến và không đáng lo. Lo là khi gỉ đã thành vảy, gõ bong ra từng mảng và thanh thép bị mỏng đi.
TCVN 4453:1995 yêu cầu cốt thép trước khi đổ bê tông phải có bề mặt sạch, không dính bùn đất, dầu mỡ, sơn, không có vảy sắt và lớp gỉ. Thanh thép bị giảm tiết diện do làm sạch gỉ hoặc lý do khác thì không được vượt 2% đường kính. Vượt mức đó thì phải tính theo tiết diện thực còn lại. Cách làm thực tế ở công trường:
- Gỉ phấn mỏng, lau tay chỉ dính màu: đánh bàn chải sắt cho sạch phần gỉ bám lỏng rồi dùng.
- Gỉ thành vảy: đánh sạch, đo lại đường kính bằng thước kẹp ở chỗ bị gỉ nặng nhất. Thanh D16 mà còn dưới khoảng 15,7 mm (giảm hơn 2%) thì báo kỹ sư giám sát.
- Gỉ ăn lỗ chỗ thành rỗ sâu: loại bỏ, không dùng cho cấu kiện chịu lực.
Cách hay nhất vẫn là không để thép gỉ ngay từ đầu: kê thép cao khỏi mặt đất, che bạt, mua đủ dùng theo tiến độ thay vì để tồn lâu ngoài bãi. Trong bê tông, lớp bê tông bảo vệ đủ dày và đặc là thứ giữ cho cốt thép không gỉ, xem bài lớp bê tông bảo vệ cốt thép dầm.
Các cách chống gỉ cho sắt thép
| Cách | Hợp với | Lưu ý |
|---|---|---|
| Sơn chống gỉ | Khung, cổng, kết cấu trong nhà và ngoài trời | Bền hay không phụ thuộc làm sạch bề mặt trước khi sơn. Sơn lên gỉ còn bám thì gỉ vẫn lan dưới lớp sơn |
| Mạ kẽm | Hộp, ống, tôn, bu lông, kết cấu ngoài trời | Nhúng nóng bền hơn hàng mạ sẵn nhiều lần. Vết cắt, vết hàn phải dặm lại |
| Tôn lạnh mạ nhôm kẽm | Mái, vách | Bền hơn tôn kẽm cùng lượng mạ khi để ngoài trời |
| Thép không gỉ (inox) | Bếp, lan can trang trí, môi trường hóa chất, ven biển | Inox 201 vẫn có thể gỉ ở môi trường muối, ven biển nên dùng 304 hoặc 316 |
| Thép chịu thời tiết (corten) | Kết cấu để lộ, kiến trúc | Lớp gỉ bảo vệ chỉ hình thành khi khô ướt xen kẽ, không hợp với chỗ đọng nước |
| Dầu, mỡ bảo quản | Thép tồn kho, khuôn, chi tiết máy | Tạm thời, phải tẩy sạch trước khi sơn |
Cơ chế kẽm bảo vệ thép và năm cách mạ kẽm có ở bài vì sao lớp kẽm giữ cho thép không gỉ. Khác biệt giữa các mác inox và vì sao inox vẫn có lúc gỉ có ở bài thép không gỉ 201, 304, 316.
Sơn chống gỉ thế nào cho bền
- Làm sạch: cạo sạch gỉ bám lỏng, vảy cán, sơn cũ bong bằng bàn chải sắt, máy mài hoặc phun cát. Kết cấu quan trọng thì phun cát tới mặt thép sáng.
- Tẩy dầu mỡ: lau dung môi. Sơn không bám được lên mặt dính dầu.
- Sơn lót chống gỉ ngay: mặt thép vừa làm sạch để qua đêm ẩm là gỉ lại. Sơn lót trong cùng ngày.
- Sơn phủ đủ lớp: lớp sơn phủ che lớp lót khỏi nắng, nước. Chú ý mép, góc, đầu bu lông là nơi sơn mỏng nhất và gỉ trước.
- Không đọng nước: khoan lỗ thoát nước cho các chi tiết hứng nước, bịt đầu ống hộp.
Với đồ sắt nhỏ đã gỉ trong nhà như dao, kéo, dụng cụ, các cách tẩy tại nhà bằng giấm, chanh, baking soda, kem đánh răng có ở bài cách tẩy rỉ sét trên sắt tại nhà.
Câu hỏi thường gặp
Sắt bị gỉ là hiện tượng gì?
Là ăn mòn điện hóa: sắt phản ứng với oxy trong môi trường có nước, tạo ra oxit sắt ngậm nước. Lớp gỉ xốp nên sắt bên dưới tiếp tục gỉ.
Vì sao sắt gần biển gỉ nhanh?
Hơi muối làm màng nước trên bề mặt dẫn điện tốt hơn và phá lớp gỉ bảo vệ, nên tốc độ ăn mòn tăng lên nhiều lần so với vùng xa biển.
Thép không gỉ có bị gỉ không?
Có thể, nếu chọn sai mác cho môi trường. Inox 201 dễ ố gỉ ở môi trường muối, inox 304, 316 bền hơn. Bụi sắt bám lên bề mặt inox khi cắt mài cũng gây vết gỉ.
Làm sao để sắt không bị gỉ?
Ngăn nước và oxy tiếp xúc với sắt: sơn chống gỉ đúng cách, mạ kẽm, dùng tôn lạnh cho mái, hoặc dùng inox. Bảo quản thép nơi khô, kê cao, không để đọng nước.