Phân tích ảnh hưởng ăn mòn và giải pháp bảo vệ an toàn cho các tấm phù điêu đồng tại Việt Nam

Tóm tắt

Bài báo trình bày nghiên cứu về sự suy giảm cơ học dài hạn của các tấm phù điêu đồng được liên kết vào tường bê tông cốt thép bằng chốt liên kết được sử dụng phổ biến tại Việt Nam, với trọng tâm là ảnh hưởng của ăn mòn và vai trò bảo vệ của praseodymium chloride (PrCl₃). Dữ liệu điện hóa phục vụ mô hình hóa tốc độ ăn mòn được thu thập từ công bố trước đây của cùng nhóm tác giả, trong đó PrCl₃ cho thấy khả năng giảm đáng kể tốc độ ăn mòn của đồng trong dung dịch NaCl 0,6M. Các tốc độ ăn mòn này được tích hợp vào mô hình phần tử hữu hạn 3D để mô phỏng sự phát triển ứng suất, hình thành vết nứt và suy giảm tuổi thọ mỏi trong giai đoạn khai thác 50 năm. Kết quả mô phỏng cho thấy trong trường hợp không sử dụng PrCl₃, sự giảm tiết diện kết hợp với ứng suất tập trung tại vùng tiếp giáp giữa chốt và tấm phù điêu làm vết nứt phát triển nhanh, dẫn đến hư hỏng nghiêm trọng. Ngược lại, PrCl₃ giúp làm chậm quá trình suy giảm tiết diện, giảm mức ứng suất, hạn chế sự phát triển vết nứt và kéo dài đáng kể tuổi thọ dự báo. Phân tích tham số cũng chỉ ra rằng việc tăng số lượng hoặc đường kính chốt inox góp phần phân bố tải trọng đồng đều hơn và nâng cao độ an toàn của hệ kết cấu. Những kết quả này nhấn mạnh tầm quan trọng của việc kết hợp biện pháp bảo vệ hóa học với thiết kế kết cấu tối ưu nhằm bảo tồn lâu dài các tác phẩm phù điêu đồng ngoài trời.