Ενανθράκωση με διάβρωση

[Ροδοπουλος]

Προστασία αναμονών - Νέες κατασκευές - Κομμάτι Α.....συνέχεια

 

Η ταξινομηση διάθεσης προς ατμοσφαιρική διάβρωση είναι

 

Α1. Αγροτικές Περιοχές μακρυά απο λιπάσματα (αμμωνία) σε απόσταση > 1500 μέτρων

 

Οι ατμοσφαιρικές χημικές ενώσεις είναι συνήθως SOx, ΝaCl, CO2 ενω ο ρυθμός επικάθισης διαβρωτικών ενώσεων όπως SO2 και ΝaCl είναι χαμηλός, της τάξεως των  10-15 μg/τμ/ημέρα. Η κρίσιμη υγρασία για διάβρωση είναι > 70%. Ο χαμηλός ρυθμός επικάθισης SOx δεν δίνατε να δημιουργήσει υψηλή συγκέντρωση σε βάθος 10 ετων.

 

Α2. Αγροτικές Περιοχές κοντά σε λιπάσματα

 

Η διαφορά με το Α1 είναι η ύπαρξη NH3 (αμμωνίας). Η αμμωνία με το διοξείδιο του άνθρακα που έχουμε στην ατμόσφαιρα δημιουργεί ουρία και νερό. Με λίγα λόγια έχουμε και την έντονα διαβρωτική ουρία που συνήθως οδηγεί σε σημαντική πτώση των μηχανικών ιδιοτήτων και ιδιαίτερα της ολκιμότητας αλλα ταυτόχρονα έχουμε αύξηση της υγρασίας. Εαν έχουμε λοιπόν στο μυαλό μας την διάβρωση απο ενανθράκωση ή χλωριόντα θα πρέπει να καταλάβουμε οτι στην περίπτωση Α2 μιλάμε για προστασία απο έντονη χημική προσβολή. Το θετικό είναι οτι ο μηχανισμός της παραγωγής ουρίας δεν είναι αυτο-καταλυτικός. Η κρίσιμη υγρασία για διάβρωση είναι > 50%.

 

 

Β1. Αστικές Περιοχές

 

Οι ατμοσφαιρικοί ρύποι είναι συνήθως SOx, ΝaCl, CO2 ενω ο ρυθμός επικάθισης διαβρωτικών ενώσεων όπως SO2 και ΝaCl είναι μέτριος και συνήθως μεγαλύτερος απο 40 μg/τμ/ημέρα. Η κρίσιμη υγρασία για διάβρωση είναι > 60%. Ιδιαίτερη προσοχή θα πρέπει να δοθεί στις περιπτώσεις όξινης βροχής που εμφανίζετε κυρίως στην Αττική και Θεσσαλονίκη. Ο ρυθμός επικάθισης μπορεί να δημιουργήσει κρίσιμη συγκέντρωση SOx σε χρόνο μικρότερο απο 10 χρόνια.

 

To βασικό πρόβλημα εδω είναι οτι το φίλμ στο οπλισμό είναι Ferrous Suphate (FeSO4) το οποίο αντιδρά με το νερό της βροχής και παράγει γ-FeOOH (κοκκινο καφέ σκουριά). Η διαδικασία όμως δεν σταματάει εδω διότι παράγεται πάλι SO4^-2  και υδρογόνο. Το υδρογόνο οδηγεί και αυτό στην πτώση της ολκιμότητας του χάλυβα.

 

Γ1. Βιομηχανικές Περιοχές

Οι ατμοσφαιρικές χημικές ενώσεις είναι συνήθως SOx, NOx, ΝaCl, H2S, CO2, H2PO4, ενω ο ρυθμός επικάθισης διαβρωτικών ενώσεων όπως SO2 και ΝaCl είναι υψηλός και συνήθως μεγαλύτερος απο 80 μg/τμ/ημέρα. Η κρίσιμη υγρασία για διάβρωση είναι < 40%.

 

Εκτός απο το πρόβλημα με το FeSO4 έχουμε και το μέγιστο πρόβλημα με το H2S (υδρόθειο). Εδω το πρόβλημα είναι διπλό. Απο την μία έχουμε ένα απο τα πιο διαβρωτικά για τον χάλυβα αλλα ταυτόχρονα καταστρεπτικό για το σκυρόδεμα. Η αντίδραση με τον χάλυβα και εδω παράγει νερό. Αυτό δικαιόλογεί και το πολύ χαμηλό ποσοστό υγρασίας που απαιτείται.

 

Δ1. Παραθαλάσσιες περιοχές

 

Οι ατμοσφαιρικές χημικές ενώσεις είναι κατά βάση ΝaCl ενω ο ρυθμός επικάθισης είναι υψηλός και συνήθως μεγαλύτερος απο 50 μg/τμ/ημέρα. Η κρίσιμη υγρασία για διάβρωση είναι <40%. Το ΝαCl διασπάτε απο το νερό και μας δίνει Να+ και Cl- (χλωριόντα).  Τα χλωριόντα επικάθονται στο χάλυβα και δημιουργούν FeCl2 το οποίο αντιδρά με το νερό και μας πάει πάλι στο γ-FeOOH. Και αυτή η αντίδραση παράγει νερό σε αστάθεια.

 

Απο τα παραπάνω καταλαβαίνουμε οτι το πρόβλημα της προστασίας των αναμονών απο την ατμοσφαιρική διάβρωση είναι κατα βάση χημική προστασία του χάλυβα. 

 

Ο μεγάλος περιορισμός όμως που έγραψα και παραπάνω είναι οτι δεν μπορούμε να χρησιμοποιήσουμε τις ειδικές βαφές που υπάρχουν στο εμπόριο, όπως στην προστασία πχ μεταλλικών κατασκευών, αλλα να βρούμε μια λύση με μεταθετικότητα.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

   

[Ροδοπουλος]

,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,συνέχεια

 

Οι παράμετροι λοιπόν του προβλήματος που ονομάζετε προστασία του υπερκείμενου μήκους της αναμονής είναι, 

 

α) Περιορισμός της υγρασίας κάτω απο την κρίσιμη

β) Χρήση συστήματος προστασίας που μας προστατεύει οτι την εκάστοτε χημική προσβολή

γ) μεταθετικότητα της λύσης.

 

Τυπικές λύσεις

 

Α1. Επάλειψη με τα τσιμεντοειδή που χρησιμοποιούμε σαν γέφυρα πρόσφυσης. Να προσέξουμε να έχει καλή αντίσταση στην διάχυση CO2 και να είναι ατμοπερατό. Εαν η αγροτική περιοχή που ζούμε παρουσιάζει υψηλή υγρασία καλό είναι να το υδροφοβίσουμε με σιλανιο/σιλοξάνιο. Να επαναλάβουμε τον υδροφοβισμό κάθε 5 χρόνια.

 

Α2. Οπως στο Α1 αλλα αντί για υδροφοβισμό να χρησιμοποιήσουμε μια βαφή σκυροδεμάτων με αντίσταση στην ουρία. Να επαναλάβουμε τον βαφή κάθε 8 χρόνια.

 

Β1. Οπως και η Α1.

 

Γ1. Εδω ξεκινάνε τα δύσκολα. Θα συνιστουσα μετα το τσιμεντοειδές να περάσουμε εποξειδική λιθανθρακόπισα επειδή ακριβώς έχει μεγάλη αντοχή σε διαφόρων ειδών χημική προσβολή.

 

Δ1. Οπως στο Α1 αλλα αντί για υδροφοβισμό να χρησιμοποιήσουμε μια βαφή σκυροδεμάτων με αντίσταση στην διάχυση χλωριόντων. Να επαναλάβουμε τον βαφή κάθε 8 χρόνια.

 

Απο επάνω βέβαια μπορείτε να φτιάξετε διακοσμητικά κουτάκια.

 

Αυριο θα πούμε για την δεύτερη ζώνη της ηλεκτροχημικής (δεν τελειώσαμε ).

[Ροδοπουλος]

Περιοχή Β διεπιφάνεια με σκυρόδεμα - Ηλεκτροχημική διάβρωση

 

Το πλέον βασικό που πρέπει να καταλάβουμε για την περιοχή Β είναι οτι η επικάλυψη είναι ΜΗΔΕΝ. Η επίδραση λοιπόν των χημικών επικαθίσεων δεν έχει χρονο-καθυστέρηση όπως στην περίπτωση της επικάλυψης.

 

Το δεύτερο βασικό είναι να καταλάβουμε οτι δεν είναι μόνο ο χάλυβας που πρέπει να προστατευτεί αλλα και το υφιστάμενο σκυρόδεμα που με τα χρόνια θα χάσει τα ενεργά του χαρακτηριστικά και θα μπει σε μια κατάσταση γήρανσης. Αυτό σημαίνει οτι όταν αυριο με το καλό θα χρειαστούμε μονολιθικότητα δεν θα υπάρχει. Η έλλειψη μονολιθικότητας, και είναι απλό στο υπολογισμό, θα δημιουργήσει μια επιπλέον εντατική κατάσταση κατα βάση διατμητική, πχ στο πόδα. 

 

Το πλέον βασικό πριν μπούμε στην προστασία της περιοχής Β είναι να καταλάβουμε οτι 

 

α) Στην διεπιφάνεια έχουμε ηλεκτροχημική διάβρωση με ηλεκτρολύτη το σκυρόδεμα το οποίο δεν παρέχει όμως καμία προστασία στον χρόνο,

β) η υδατοπερατότητα της διεπιφάνειας είναι μέγιστη. Δηλαδή εύκολα το νερό μπορεί να εισχωρήσει, 

γ) το σκυρόδεμα θα πρέπει να προστατευτεί ώστε να διατηρήσει τα ενεργά του χαρακτηριστικά

 

Προσοχή επειδή πολύ έχουν στο μυαλό τους τα υλικά κάτω απο τον γενικό τίτλο bonding agents μεταξύ ένυδρου και σκληρυμένου σκυροδέματος θα πρέπει να γνωρίζουν οτι τα υλικά αυτά για να δουλέψουν χρειάζονται να υπάρχει ενεργό CaCo3. 

 

πχ στα παραθαλάσσια θα έχουμε

 

2HCl(aq) + CaCO3(s) --> CaCl2(aq) + CO3(g) + H2O

 

ενω στις αστικές περιοχές

 

CaCO₃ + CO₂ + H₂O → Ca(HCO₃)₂

 

Στις βιομηχανικές περιοχές προφανώς τα πράγματα είναι αρκετά πιο πολύπλοκα πχ.

 

CaCO3+2HNO3 -> Ca(NO3)2 + CO2 + H20

 

οι παραπάνω ενώσεις που έβαλα δεν αντιδρούν με τα συστατικά των περισσότερων bonding agents και άρα μια τρύπα στο νερό στα περί μονολιθικότητας. 

 

...........................συνεχίζετε.

[Ροδοπουλος]

Αντιγράφω απο το ACI 503-6R (Guide for the Application of Epoxy and Latex Adhesives for Bonding Freshly Mixed and Hardened Concretes)

 

CHAPTER 2—HARDENED CONCRETE EVALUATION

Contaminated and deteriorated concrete can be detected by visual inspection; however, in many cases, visual determination of the soundness of the concrete is not sufficient to select the repair and preparation methods. It is necessary to determine the extent of the deterioration, its cause, and whether that cause is still active. Guidance on surveys for these determinations may be obtained from ACI 201.1R, ACI 364.1R, ACI 546.1R and ASTM C 823.
Common methods for evaluating and determining concrete condition include sounding with a hammer or chain drag, ultrasonic pulse velocity, petrographic analysis, infrared thermography, radar detection, core evaluation, measurement of chloride ion content, and bond tests such as that described in ACI 228.1R and Appendix A of ACI 503R.

 

Προσοχή ενω έχουμε μάθει οτι βάση του ΕΝ 1504 υπάρχει ελάχιστο αποδεκτό όριο πρόσφυσης και άρα ο κανονισμός αναγνωρίζει το πρόβλημα δεν έχουμε αντίστοιχο για το νωπό σκυρόδεμα και μόνο για τα επισκευαστικά υλικά.

 

Ο λεπτομερής μηχανικός θα πρέπει να ακολουθήσει το ACI 503-5R CHAPTER 6 - ADHESIVES FOR BONDING PLASTIC CONCRETE TO HARDENED CONCRETE

 

Γίνετε λοιπόν αντιληπτό οτι η κατάσταση του σκυροδέματος για την επίτευξη του μέγιστου βαθμού είναι το πλέον βασικό κομμάτι της προστασίας αναμονών.  

 

Προτεινόμενη Λύση

 

Η δημιουργία μιας θυσιαζόμενης προστασίας. Δηλαδή εφαρμόζουμε ένα προιον στην βάση των αναμονών και σε υψος απο 2-4 εκ το οποίο, α) θα είναι αυτό που θα θυσιαστεί (θα παραλάβει του ρύπους, θα προστατέψει απο το νερό της βροχή την διεπιφάνεια, κλπ) και β) θα μπορεί εύκολα να αφαιρεθεί. Εδω θα πρέπει να χρησιμοποιήσουμε αυτο-επιπεδούμενα κονιάματα.

 

Με λίγα λόγια το τελικό μας προϊόν θα πρέπει αν δείχνει όπως αυτό στην φωτό.

 

Οπως και στην περίπτωση τις ατμοσφαιρικής διάβρωσης και ανάλογα με την κατηγορία (αστικά, βιομηχανικά, κλπ) θα πρέπει να υδροφοβίζονται, να βαφονται, κλπ. 

 

Το κόστος είναι τραγικά χαμηλό εαν μάλιστα σκεφτούμε το πόσο σημαντικό πρόβλημα έχουμε μπροστά μας. 

 

Οπως είπα και παραπάνω η λύση έχει μεταθετικότητα και διασφαλίζει τόσο την προστασία των αναμονών όσο και την επίτευξη μονολιθικότητας.

 

Το επισκευαστικό ζώνη Β (πράσινο) μπορεί εύκολα να καθαιρεθεί με ένα κρουστικό και ένα καλέμι διότι έχει πολύ μικρό πάχος. !!!!!!!!!!!!! 

 

Εαν ο μηχανικός είναι και πολύ ψείρας τότε μπορεί στην βάση του επισκευαστικού με το σκυρόδεμα και πριν ρίξει το επισκευαστικό να περάσει ένα κομμάτι χοντρό νάιλον. Το ναιλον με το βάρος του επισκευαστικού απο πάνω θα συμπιεστεί, δεν θα περνάει νερό και ρύποι και οταν θα χρειαστεί να βγάλει το επισκευαστικό θα το κάνει τρομερά εύκολα και χωρίς να τσακίσει σε δόνηση το στοιχείο. 

 

Τέλος.

Edited Σεπτέμβριος 5 , 2013 by Ροδοπουλος

[Ροδοπουλος]

Και επιμένω στα παραπάνω διότι υπάρχει και αυτό που βλέπετε στην φωτό.

 

 

Προσοχή Στο 1643 εχω θεωρήσει οτι υπάρχει ενανθράκωση!!!!!!!!!!!!!!

 

Επιπλέον λάθος το ενεργό συστατικό είναι το Ca(OH)2!!!! και όχι το CaCΟ3!!!!!!!!!!

 

 

Η ταξινόμηση που έβαλα παραπάνω βασίζετε στο πρότυπο ISO 12944.

 

Το λάθος του ενεργού συστατικού

 

Βιομηχανικά

 

Ca(OH)2 + 2HNO3 >> Ca(NO3)2 + 2H2O

 

Ca(OH)2 + H2S = CaS + 2 H2O CaS is an insoluble salt !!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!

 

Αστικα

 

Ca(OH)2 + CO2 = CaCO3 + H2O

Edited Σεπτέμβριος 6 , 2013 by terry

[Faethon11]

Κάνω μία σκέψη και θα ήθελα την άποψή σας.

Αν κάνουμε μια κατασκευή όπως την παρακάτω, τι υλικό θα μπορούσε να είναι το Χ; Θα μπορούσε να είναι ένας πλαστικός σωλήνας πχ;

Ευχαριστώ.

 

 

 

[Ροδοπουλος]

Βέβαια αλλα δεν καταλαβαίνω που το πας? 

[Faethon11]

Για να γλυτώσει κάποιος τη συντήρηση. 

Μετά όταν θα πάει να καθαιρέσει το σκυρόδεμα, δεν θα επηρεάσει τον οπλισμό. 

Ακόμα και αν ρίξει ένα προϊόν μόνο στην βάση (όπως παραπάνω αναφορά) θα μπορούσε να έχει τις αναμονές μέσα σε αυτόν τον σωλήνα.... (κλειστός από την επάνω μεριά)

 

Δεν θα είχαμε έτσι επαρκή προστασία;

 

Σκέψεις κάνω. Δεν προσπαθώ να πάω πουθενά...

[Ροδοπουλος]

Επικάθίσεις δεν θα έχεις σίγουρα διότι θα τις φάει το σκυρόδεμα.

 

Διαβροχή στον χάλυβα δεν θα έχεις διότι θα την φάει το σκυρόδεμα.

 

Υγρασία απο έξω προς το μέσα θα έχεις αλλα περιορισμένη διότι περνάει απο το σκυρόδεμα και εφόσον και ο σωλήνας δεν είναι αεροστεγανός.

 

Ηλιακή ακτινοβολία δεν θα έχεις. 

 

Διάχυση ρύπων θα περιοριστεί σημαντικά. Δεν ξέρω κατα πόσο αλλα σημαντικά.

 

Μεταθετικότητα θα έχεις.

 

Το μοναδικό που με φοβίζει είναι να μην δημιουργεί microbiological induced corrosion MIC επειδή ο αέρας ανάμεσα στον σωλήνα θα είναι στάσιμος και θα παίρνει υγρασία απο κάτω (μικρο-κλίμα) έχεις τις τέλειες συνθήκες για την ανάπτυξη βακτηρίων. Εαν συμβεί αυτό τότε η αναμονή έχει πεθάνει μιλάμε για πολύ σοβαρή διάβρωση. 

 

Προσωπικά να σου πω την αλήθεια θα με φόβιζε πολύ διότι είναι πολύ δύσκολη η ανάλυση για MIC και έχει και μεγάλο συντελεστή σφάλματος. Μόνο τα εργαστηριακά που χρειάζονται είναι πανάκριβα.

Edited Σεπτέμβριος 6 , 2013 by Ροδοπουλος

[Faethon11]

Για αυτό το λόγο ρώτησα. Για απάντηση κάποιου που το έχει ψάξει.

Αν με κάποιο τρόπο μονώσω και την μεταφορά θερμοκρασίας ή υγρασίας;

Ευχαριστώ.