ΜΕΛΕΤΗ ΤΩΝ ΦΥΣΙΚΟΧΗΜΙΚΩΝ ΔΙΕΡΓΑΣΙΩΝ ΕΝΑΝΘΡΑΚΩΣΗΣ ΤΟΥ ΣΚΛΗΡΥΜΕΝΟΥ ΤΣΙΜΕΝΤΟΠΟΛΤΟΥ ΚΑΙ ΤΩΝ ΕΠΙΠΤΩΣΕΩΝ ΣΤΗΝ ΑΝΘΕΚΤΙΚΟΤΗΤΑ ΣΕ ΔΙΑΡΚΕΙΑ ΤΟΥ ΟΠΛΙΣΜΕΝΟΥ ΣΚΥΡΟΔΕΜΑΤΟΣ

Abstract

STEEL BARS IN REINFORCED CONCRETE ARE PROTECTED FROM CORROSION BY THE HIGH PH ENVIRONMENT OF THE SURRONDING CONCRETE. THIS ALKALINE ENVIRONMENT IS DESTROYED BY THE GRADUAL DIFFUSION OF ATMOSPHERIC CO2 INTO THE CONCRETE PORES, AND ITS REACTION WITH THE CA(OH)2 OF THE CONCRETE MASS. WHEN THIS PROCESS, CALLED CARBONATION OF CONCRETE, REACHES THE REINFORCING BARS, CORROSION OF THE LATTER MAY COMMENCE. IN THIS WORK THE PHYSICOCHEMICAL PROCESSES IN THIS PHENOMENON ARE PRESENTED AND MODELED MATHEMATICALLY, USING FIRST PRINCIPLES AND METHODS OF REACTION ENGINEERING. THE MATHEMATICAL MODEL IS FAIRLY COMPLEX, BUT FOR THE RANGE OF PARAMETER VALUES FOUND IN PRACTICE CERTAIN SIMPLYFYING ASSUMPTIONS CAN BE MADE, WHICH LEAD TO THE FORMATION OF A "CARBONATION FRONT" AND TO A SIMPLE ANALYTICAL EXPRESSION FOR THE EVOLUTION IN TIME OF THIS FRONT, IN TERMS OF THE COMPOSITION OF CEMENT, WATER/CEMENT AND AGGREGATE/CEMENT RATIOS OF CONCRETE AND OF THE ENVIRONMENTAL CONDITIONS, I.E., ATMOSPHERIC CONCENTRATION OF CO2, RELATIVE HUMIDITY AND TEMPERATURE. THIS SIMPLE EXPRESSION IS IN VERY GOOD AGREEMENT WITH EXPERIMENTAL RESULTS OF PREVIOUS WORKERS AND ALSO WITH RESULTS OBTAINED IN THIS WORK USING AN ACCELARATED CARBONATION APPARATUS. THE EFFECT OF SOME PARAMETERS ON THE VELOCITY OF PROPAGATION OF THE CARBONATION FRONT IS ALSO, DISCUSSED.

ΚΑΘΟΡΙΣΤΙΚΟ ΤΗΣ ΑΝΘΕΚΤΙΚΟΤΗΤΑΣ ΣΕ ΔΙΑΡΚΕΙΑ ΤΟΥ ΟΠΛΙΣΜΕΝΟΥ ΣΚΥΡΟΔΕΜΑΤΟΣ, ΕΙΝΑΙ ΤΟ ΕΝΔΕΧΟΜΕΝΟ ΔΙΑΒΡΩΣΗΣ ΤΩΝ ΡΑΒΔΩΝ ΟΠΛΙΣΜΟΥ, ΠΟΥ ΠΡΟΣΤΑΤΕΥΟΝΤΑΙ ΑΠΟ ΤΗ ΔΙΑΒΡΩΣΗ ΜΕΣΩ ΤΗΣ ΑΛΚΑΛΙΚΟΤΗΤΑΣ ΤΟΥ ΣΚΥΡΟΔΕΜΑΤΟΣ ΠΟΥ ΤΙΣ ΠΕΡΙΒΑΛΛΕΙ. Η ΕΝΑΝΘΡΑΚΩΣΗ ΤΟΥ ΣΚΥΡΟΔΕΜΑΤΟΣ, ΔΗΛ. Η ΑΝΤΙΔΡΑΣΗ ΤΟΥ CO2 ΤΗΣ ΑΤΜΟΣΦΑΙΡΑΣ ΜΕ ΤΟ CA(OH)2 ΤΟΥ ΣΚΛΗΡΥΜΕΝΟΥ ΤΣΙΜΕΝΤΟΠΟΛΤΟΥ, ΜΕΙΩΝΕΙ ΤΟ ΡΗ ΤΟΥ ΣΚΥΡΟΔΕΜΑΤΟΣ ΣΕ ΤΙΜΕΣ ΚΑΤΩ ΤΟΥ 9, ΠΡΟΚΑΛΩΝΤΑΣ ΤΗΝ ΑΠΟΠΑΘΗΤΙΚΟΠΟΙΗΣΗ ΤΩΝ ΡΑΒΔΩΝ ΤΟΥ ΟΠΛΙΣΜΟΥ ΚΑΙ ΤΗΝ ΕΝΑΡΞΗ ΤΗΣ ΔΙΑΒΡΩΣΗΣ. ΣΤΗΝ ΠΑΡΟΥΣΑ ΕΡΓΑΣΙΑ ΠΑΡΟΥΣΙΑΖΟΝΤΑΙ ΟΙ ΦΥΣΙΚΟΧΗΜΙΚΕΣ ΔΙΕΡΓΑΣΙΕΣ ΠΟΥ ΟΔΗΓΟΥΝ 'Η ΣΧΕΤΙΖΟΝΤΑΙ ΜΕ ΤΗ ΔΙΑΔΙΚΑΣΙΑ ΤΗΣ ΕΝΑΝΘΡΑΚΩΣΗΣ ΚΑΙ ΤΗΣ ΜΕΙΩΣΗΣ ΤΟΥ ΡΗ, ΚΑΙ ΠΡΟΣΟΜΟΙΩΝΟΝΤΑΙ ΜΑΘΗΜΑΤΙΚΑ. ΤΟ ΜΑΘΗΜΑΤΙΚΟ ΠΡΟΣΟΜΟΙΩΜΑ ΕΠΙΛΥΕΤΑΙ ΑΡΙΘΜΗΤΙΚΑ, ΚΑΙ ΥΠΟ ΟΡΙΣΜΕΝΕΣ ΑΠΛΟΠΟΙΗΤΙΚΕΣ ΥΠΟΘΕΣΕΙΣ ΑΝΑΛΥΤΙΚΑ. Η ΟΡΘΟΤΗΤΑ ΤΟΥ ΠΡΟΣΟΜΟΙΩΜΑΤΟΣ ΕΠΙΒΕΒΑΙΩΝΕΤΑΙ ΣΥΓΚΡΙΝΟΝΤΑΣ ΤΙΣ ΠΡΟΒΛΕΨΕΙΣ ΤΟΥ ΜΕ ΠΕΙΡΑΜΑΤΙΚΑ ΑΠΟΤΕΛΕΣΜΑΤΑ ΑΥΤΗΣΤΗΣ ΕΡΓΑΣΙΑΣ ΚΑΙ ΠΡΟΗΓΟΥΜΕΝΩΝ ΕΡΓΑΣΙΩΝ. ΕΤΣΙ, ΓΙΝΕΤΑΙ ΔΥΝΑΤΗ Η ΠΡΟΒΛΕΨΗ ΤΗΣ ΧΡΟΝΙΚΗΣ ΕΞΕΛΙΞΗΣ ΤΗΣ ΤΙΜΗΣ ΤΟΥ ΡΗ ΣΤΗ ΜΑΖΑ ΤΟΥ ΣΚΥΡΟΔΕΜΑΤΟΣ ΣΑΝ ΣΥΝΑΡΤΗΣΗ ΤΩΝ ΠΕΡΙΒΑΛΛΟΝΤΙΚΩΝ ΣΥΝΘΗΚΩΝ ΚΑΙ ΤΩΝ ΠΑΡΑΜΕΤΡΩΝ ΣΥΝΘΕΣΗΣ ΣΚΥΡΟΔΕΜΑΤΟΣ ΠΟΥ ΕΠΙΛΕΓΕΙ Ο ΜΗΧΑΝΙΚΟΣ, ΓΕΓΟΝΟΣ ΠΟΥ ΟΔΗΓΕΙ ΣΕ ΕΞΑΓΩΓΗ ΠΡΑΚΤΙΚΩΝ ΚΑΝΟΝΩΝ ΓΙΑ ΤΗΝ ΠΡΟΣΤΑΣΙΑ ΤΟΥ ΟΠΛΙΣΜΟΥ ΑΠΟ ΤΗΝ ΔΙΑΒΡΩΣΗ, ΠΟΥ ΠΡΟΚΑΛΕΙ Η ΜΕΙΩΣΗ ΤΗΣ ΑΛΚΑΛΙΚΟΤΗΤΑΣ ΤΟΥ ΣΚΥΡΟΔΕΜΑΤΟΣ.