σε Σεισμογόνους Περιοχές υπό Διαβρωτικό Περιβάλλον

Χ. Α. Αποστολόπουλος, Εργαστήριο Τεχνολογίας και Αντοχής Υλικών, Τμήμα Μηχανολόγων και Αεροναυπηγών Μηχανικών, Πανεπιστήμιο Πατρών.

Λέξεις Κλειδιά: σιδηροοπλισμός S500s, διάβρωση αλατονέφωσης, βλάβη διάβρωσης, ολιγοκυκλική κόπωση, υποβάθμιση του ωφέλιμου χρόνου ζωής.

ΠΕΡΙΛΗΨΗ

Στην παρούσα εργασία παρουσιάζεται μία πειραματική μελέτη αποτίμησης της επίδρασης της βαθμιαίας συσσώρευσης βλάβης εξαιτίας εργαστηριακής διάβρωσης αλατονέφωσης (laboratory salt spray corrosion) στην μηχανική συμπεριφορά ράβδων σιδηροοπλισμού S500s tempcore, όταν αυτές υπόκεινται σε εναλλασσόμενες κυκλικές φορτίσεις στην περιοχή της ολιγοκυκλικής κόπωσης. Τα αποτελέσματα της ολιγοκυκλικής κόπωσης (R=-l) έδειξαν ότι τα προδιαβρωμένα δοκίμια σιδηροοπλισμού S500s παρουσιάζουν βαθμιαία μείωση τόσο της διατιθέμενης προς ανάλωση ενέργειας και του αριθμού κύκλων αστοχίας όσο και της δυνατότητας μεταφοράς αξονικών φορτίων. Καθώς οι δύο σημαντικοί παράγοντες υποβάθμισης η διάβρωση και η ολιγοκυκλική κόπωση είναι συναρτήσεις του χρόνου, φαίνεται ότι η δομική ακεραιότητα του σιδηροοπλισμού S500s tempcore είναι χρονικά εξαρτώμενη.

ΕΙΣΑΓΩΓΗ

Τα τελευταία χρόνια έχουν αναπτυχθεί διάφορες κατηγορίες σιδηροοπλισμού με κύριο στόχο την αύξηση της αντοχής και της ασφάλειας των κατασκευών. Σύμφωνα με τις ισχύουσες προδιαγραφές (ΕΛΟΤ) για τον χάλυβα οπλισμού σκυροδέματος S500s tempcore, ενώ απαιτείται η ικανοποίηση ελάχιστων τιμών για τις μηχανικές ιδιότητες της τάση διαρροής (Rp), της μέγιστης τάσης (Rm), της παραμόρφωσης θραύσης (fu) καθώς και του λόγου Rn/Rp, ωστόσο παραβλέπονται οι παράγοντες υποβάθμισης όπως η διάβρωση και η κόπωση που επηρεάζουν χρονικά την μηχανική απόδοση των χαλύβων σε βάθος χρόνου.
Η υποβάθμιση της αντοχής των παλαιών κατασκευών οπλισμένου σκυροδέματος λόγω διάβρωσης του σιδηροοπλισμού μόλις τελευταία άρχισε να προσελκύει την προσοχή των ερευνητών παγκοσμίως. Μέχρι τώρα σχετικά λίγη δουλειά έχει γίνει στην ποσοτικοποίηση της επίδρασης της διάβρωσης στις μηχανικές ιδιότητες των χαλύβων σιδηροοπλισμού και ακόμη λιγότερη πάνω στο θέμα της φέρουσας ικανότητας και της μηχανικής υποβάθμισης στοιχείων οπλισμένου σκυροδέματος (Manning 1992, Apostolopoulos 2005). Ως συνήθεις επιδράσεις της διάβρωσης στα στοιχεία οπλισμένου σκυροδέματος καταγράφεται η μείωση της διατομής του χάλυβα, η μικρορηγμάτωση, η εκτίναξη και η μείωση της διατομής του σκυροδέματος. Επιπλέον, (Apostolopoulos 2005, Broomfield 1997) παρουσιάζεται μία σημαντική υποβάθμιση των μηχανικών ιδιοτήτων αντοχής και ολκιμότητας στον εφελκυσμό προδιαβρωμένων ράβδων σιδηροοπλισμού S500s tempcore.
Η υποτίμηση του διαβρωτικού παράγοντα ξεκινάει από την εντύπωση ότι υπό κανονικές συνθήκες το ίδιο το σκυρόδεμα μπορεί να προστατεύσει τον σιδηροοπλισμό. Αποτέλεσμα της αυξανόμενης διαβρωτικής δράσης είναι η μείωση της ενεργού φέρουσας διατομής του σιδηροοπλισμού και μία σχετική αύξηση του όγκου της, από 3 μέχρι 8 φορές (Glass 2000). Αυτή η αύξηση του όγκου προκαλεί στα φέροντα στοιχεία της κατασκευής εσωτερικές τάσεις οι οποίες είναι υπεύθυνες για την εκτίναξη του σκυροδέματος που επικαλύπτει τον σιδηροοπλισμό. Παράλληλα με την διαρκή αύξηση του όγκου, μειώνεται η συνάφεια (Bonding) μεταξύ σκυροδέματος και σιδηροοπλισμού (Maslehuddin 1993, Fang 2004).

Επιστροφή στα Τεύχη