Ενανθράκωση με διάβρωση

[Ροδοπουλος]

Στο παρελθόν έχω (επέμενα και αρκετά στην εσπερίδα) πεί οτι η ποιότητα της επικάλυψης παίζει πολύ πιο σημαντικό ρόλο στην προστασία της όπλισης απο το πάχος της επικάλυψης. Αυτό δεν είναι ακαδημαϊκό αλλα διέπεται απο διεθνή πρότυπα ποιότητας. Η μελετητής λοιπόν που υπογράφει για 50 χρόνια και θεωρεί μια επικάλυψη πχ 20χιλ θα πρέπει να καταλάβει ενα φαινόμενο που λέγεται κλίμακα. Σε ένα μεγάλο τεχνικό έργο είναι αρκετά δύσκολο να κρατήσουμε μια καλή ποιότητα σκυροδέτησης απο ότι σε ενα σπίτι. Στα πολλά κυβικά θα έχουμε κατα βάση μεγάλους πόρους εγκλωβισμένου αέρα που δεν θα φύγουν ευκολα με την δόνηση. Με την ξήρανση θα σπάσουν και θα μειώσουν σημαντικά την ποιότητα της επιφάνειας. Οι πόροι αυτοί μπορούν να φτάσουν σε βάθος 15-20 χιλιοστών το οποίο είναι το ίδιο με την επιλεγμένη επικάλυψη. Σαν αποτέλεσμα θα έχουμε διάβρωση σε εξαιρετικά μικρό χρονικό διάστημα (9 χρόνια στην φωτό). Η λύση σαφώς δεν είναι η αύξηση του πάχους επικάλυψης διότι αυτή θα επιφέρει επιπλέον προβλήματα στην δόνηση. Μιλάμε πάντα για πολλά κυβικά και όχι για <200. Ο ρευστοποιητής επίσης δεν πρόκειται να βοηθήσει. Ελάχιστη βοήθεια θα πάρουμε απο την καθίζηση. Το αυτοσυμπυκνούμενο είναι μια λύση αλλά αρκετά ακριβή ιδιαίτερα οταν μιλάμε για 12000 κυβικά ανα εργο. H λύση δεν είναι καινούργια αλλα αρκετά παλιά

 

http://en.wikipedia.org/wiki/Controlled_permeability_formwork

 

http://www.maxfrank.de/intl-en/produkte/schalungstechnik/schalungsbahn-zemdrain.php

 

βάζω και μια 2η φωτο με τα βελακια για να καταλαβαιτε το βάθος των πόρων.

[terry]

Στην ουσια δεν "ρουφανε" το νερο του σκυροδεματος σωστα??

[Ροδοπουλος]

ΟΧΙ αντίθετα ρουφάνε το νερό με τον αέρα. Μην φοβάσαι μια επιφανειακή μείωση στο Ν/Τ είναι καλό.

[ΓΙΑΝΝΗΣ Γ]

Πολύ πρωτοποριακό μου φαίνεται.....Απο Γερμανία?Ελλάδα έχει χρησιμοποιηθεί-δοκιμαστεί?Το κόστος είναι προσιτό για έργα μεγάλης κλίμακας ή και για μια συμβατική κατασκευή Ο.Σ. ?

[Ροδοπουλος]

Εχει δοκιμαστεί και στην Ελλάδα απο μεγάλο κατασκευαστή. Το κόστος θα πρέπει να το δείς ως εξής. Κατασκευάζεις μια γέφυρα και την επομένη έρχεται η επίβλεψη και σου λέει κενα σκυροδέτησης, εδω και εκεί και φτιάχτα για να πάρεις τα χρήματα. Το κόστος απο ΗΠΑ είναι απο 14-35Ε το τμ. Κρατάει περίπου 30 φορές. Προστατεύει και τα καλούπια απο φθορά. Δεν είναι πρωτοποριακό καθόλου. Υπάρχει χρόνια. Σκεφτείτε οτι την επόμενη φορά που ο κατασκευαστής θα χρειαστεί να επισκευάσει και με βάση το 1504 και οχι το ΠΕΤΕΠ τα χρήματα θα είναι πολλαπλάσια.

[Ροδοπουλος]

Συνάδελφοι

 

έχω διαπιστώσει οτι γίνεται ψεκασμός με δείκτη ελαίου για πεχα σκυροδέματος ανεξαρτήτου της πιθανολογίας της βλάβης. Οπως γνωρίζετε ο δείκτης χρωματίζει την αλκαλικότητα και δεν είναι απάντηση του ερωτήματος έχει δεν έχει ενανθράκωση. Η επίθεση χλωριόντων και αυτή μειώνει το πεχα και μάλιστα σε μεγαλύτερο βαθμό. Η προφανής λύση, είναι κόντα στην θάλασσα αρα μειώσει της αλκαλικότητας είναι απο χλωριόντα δεν είναι αρκετή όπως και το αντίθετο. Υπάρχουν πειράματα μέτρησης των χλωριόντων και συσκευές μέτρησης του πεχα.

 

Μία επίσης λύση για την σύνδεση αναμονών χωρίς να κάνουμε σπείρωμα (κόστος) και τα λοιπά προβλήματα που έχει (δύσκολες ανοχές λόγω νεύρων) είναι εδω

 

http://www.terwa.nl/english/building.html

[Ροδοπουλος]

Ενα απο τα προβληματα που θα κληθεί ο ΠΜ να απαντήσει είναι αυτό της χρόνο-επάρκειας. Της δυνατότητας δηλαδή να προβλέψει βάση δεδομένων την μείωση επάρκειας με βάση το χρόνο. Πολλές φορές έχω πει οτι το ΕΝ206 δεν λύνει το πρόβλημα απλά δίνει κάποιες οδηγίες. Τόσο η περιεκτικότητα σε τσιμέντο, το Ν/Τ, το πάχος επικάλυψης κλπ δεν μπορούν να προσδιορίσουν την ανθεκτικότητα της κατασκευής, αφού όπως έχω πει αρκετές φορές το πάχος επικάλυψης είναι καθαρά ποσοτικός και όχι ποιοτικός οδηγός. Σε προηγούμενες εικόνες σας έδειξα πόρους μεγάλους αρκετά ώστε να μειώνουν σημαντικά την επικάλυψη ή το γεγονός οτι το Ν/Τ της επιφάνειας είναι μεγαλύτερο απο αυτό της μήτρας (του βασικού όγκου). Το ερώτημα λοιπόν που δημιουργείται είναι κατα πόσο μία νέα σκυροδέτηση θα πρέπει να θεωρηθεί ώς το σημείο μηδέν απο πλευράς αντοχής στο χρόνο? H απάντηση είναι πολύπλοκη.

 

Ας ξεκινήσουμε λοιπον με το γεγονός οτι το Ν/Τ της επιφάνειας είναι μεγαλύτερο. Ενδεικτικές τιμές είναι της τάξεως των 0.64 για τιμή μήτρας το 0.55. Ιδιαίτερο ενδιαφέρον αποτελεί το βάθος του Ν/Τ απο την επιφάνεια. Για να καταλάβετε καλυτερα βάζω αποτελέσματα απο πραγματική σκυροδέτηση. Στην φωτό επίσης θα δείτε οτι όσο αυξάνουμε τον όγκο της σκυροδέτησης τα αποτελέσματα διαφέρουν προς το χειρότερο. Οπως καταλαβαίνετε λοιπόν ακόμα και ένα σχεδόν ιδεατό σκυρόδεμα στην πραγματικότητα έχει φτωχή ποιότητα επιφάνειας και οτι όσο αυξάνουμε τον όγκο η ποιότητα της επιφάνειας γίνεται φτωχότερη.

 

Οπως βλεπετε απο την φωτο η όπλιση ειναι στα 20 χιλιοστά. Εαν την βάλουμε στα 10 χιλιοστά τότε καταλαβαίνετε οτι το πρόβλημα είναι ακόμα χειρότερο. Οι μετρήσεις έγιναν με ESEM και μετρήθηκε το porosity.

[Ροδοπουλος]

Το Ν/Τ της επιφάνειας μέσα απο πίνακες συνήθως μας δίνει μια ένδειξη εύρους permeability factor. Προφανώς το μεγαλύτερο Ν/Τ δίνει χειρότερη κατηγορία. Επίσης η δόνηση, ο όγκος σκυροδέτησης κλπ επιπλέον επηρεαζουν το permeability factor. Αναλογα με την τιμή μπορούμε να επιλέξουμε υδροφοβισμό, υδροφοβισμό + σφράγιση, επισκευαστική πολύ λεπτόκοκκη + υδροφοβισμό + σφράγιση. Αυτο που προσπαθώ να πώ είναι οτι ακόμα και καινούργιες κατασκευές δεν αποτελούν το σημείο μηδεν αφού η διάχυση σε χιλιοστά ανα έτος επηρεάζετε απο την ποιότητα της επιφάνειας. Δηλαδή μια επιφάνεια με 0.5 χιλιοστά ανα έτος και μια με 1 χιλιοστό ανα έτος έχουν επι της ουσίας διαφορετικό σημείο εκκίνησης.

 

Εχω γράψει στο παρελθόν οτι μείωση του πεχα γίνεται και λόγο της διάβρωσης παρουσίας χλωριόντων. Η χημική εξήγηση στην φωτό.

[Ροδοπουλος]

Αγαπητοί συνάδελφοι

 

πριν λίγο καιρό είχα την τύχη να γράψω κάποια σχόλια για ενα λογισμικό που σχεδιάστηκε με σκοπό την χρονοεπάρκεια. Το λογισμικό λέγεται MIDAS και ειδικότερα περιέχει πολλές δυνατότητες για την προσέγγιση βλαβών, όπως

 

midas FEA supports the following material models for steel and concrete structures.

 

* General Material Models

- von Mises

- Tresca

- Mohr-Coulomb

- Drucker-Prager

- Rankine

_ Masonry

- User-Supplined Material (FORTRAN Format)

 

* Interface Models

- Coulomb Friction

- Discrete Cracking

- Crack Dilatancy

- Bond-Slip

- Combined Cracking-Shearing-Crushing

 

* Visco-Elastic Models

- Kelvin

- Creep-Shrinkage (Design Code)

- Temperature-Dependent Material

 

* Concrete Cracking Models

- Total Strain Crack

- Smeared Crack

[Ροδοπουλος]

Why Do Concrete Repairs Fail?

 

In the last few years, many materials and methods have been developed to repair concrete. Sales representatives selling epoxy resins, caulks, sealants, and adhesives all promise wondrous results with their products.

 

But some experts estimate that up to half of all concrete repairs fail. Many of the "wonderful" materials don’t work, and concrete repairs are tricky. There are few engineers who have adequate knowledge of concrete repair, and contractors with experience in concrete repair are scarce too.

 

Bryant Mather, formerly the director of the Structures Laboratory, U.S. Army Corps of Engineers, Engineer Research and Development Center, Vicksburg, Miss., and James Warner, a consulting engineer in Mariposa, Calif., were interviewed about concrete repair and failure.

 

Q: Are most concrete failures due to the incorrect specifications or the contractor not following the specs?

 

MATHER: In my opinion it’s about 50/50. For example, if the attack on the concrete by sulfates derived from the soils involved was the cause of deterioration, it will be clear that the concrete was deficient in sulfate resistance.

 

If cement with an appropriate degree of sulfate resistance was not specified, then the deficiency was in the specifications. If the proper cement was specified, but was not used, the deficiency was in the execution of the work in accordance with the specification requirements.

 

Q: What factors can cause premature deterioration in concrete?

 

MATHER: The main factors are:

 

* freezing and thawing

* aggressive chemical exposure

* mechanical abrasion

* corrosion of steel and other embedded metals

* chemical reactions of aggregates

* non-uniform volume change

 

Other factors are:

 

* unsound cement with excessive amounts of unhydrated CaO or MgO and

* plastic shrinkage, the lack of maintained moisture content during the time when the concrete remains plastic

 

Q: What causes most serious failures?

 

MATHER: About a fourth of them will be structural failures and the other three-fourths will be durability problems.

 

WARNER: The problems are usually that the concrete is not appropriate for the intended use and/or is not of sufficient durability. When water and salt get into concrete, the reinforcing steel corrodes. That’s why the concrete cover over the reinforcing steel has to be dense and of low permeability. There is a commonly held misconception that high-strength concrete will provide high durability. This is not correct. Concrete strength and durability are not directly related. Very high strength concrete can be of low durability.

 

The measure most often used for concrete is strength, not durability. But durability is all important.

 

Q: How do repairs differ from new construction?

 

WARNER: With new construction, you know where to start. You can hire your contractor and inspector and make sure everything is right each step of the way.

 

With repairs, you never know where you are starting. You don’t know what’s in that structure. It’s very rare that you have the original specs and that those specs are accurate. Even with a good condition survey prior to design, many surprises occur when the contractor opens up the work, and removals are made. A team approach with close cooperation between designers and contractors is essential with repair work. Also, the contract documents must be sufficiently flexible. Changes will occur in most significant repair projects.

 

Q: If concrete is failing, what should be done?

 

MATHER: If the concrete is already failing, then you have to make a thorough inspection of the situation to find out the nature, extent and cause, of the defect. After you make the inspection, you can drill cores or break or saw off pieces to examine and check in the laboratory.

 

Next, you must decide what to do to the structure. The first question you must ask is: "Can it be repaired or does the structure have to be replaced?" Usually the structure can be repaired.

 

Most problems with concrete can be solved by figuring out a way to keep the water from getting in. Almost every concrete failure can be traced to a water problem.

 

Q: Why do many repairs fail?

 

WARNER: Repairs usually fail because of inappropriate selection of repair material. Many new products have come on the market in the last several decades. But these materials and their properties, such as co-efficient of thermal expansion and modulus of elasticity, are often very different from those of concrete. When a repair is made in concrete, you have to match the properties of the repair material to those of the concrete.

 

Also, some concrete repairs fail because of insufficient or inappropriate surface preparation such as not removing all the bad concrete or all the corrosion product from the reinforcing steel.

 

MATHER: The same amount of negligence when repairing will do much more damage to the repair that it would to new construction. For example, if a whole sidewalk dries too soon, it may turn out all right. But a one-inch patch will curl up and pull away.

 

Q: Are concrete repairs expensive?

 

WARNER: In some cases, repairs can cost more than new construction. Usually, it’s not the repair itself that is so expensive, but what you have to do to get to the point where you can do the repair. Providing access, scaffolding, selective removal of the faulty concrete, handling of the debris, and abrasive blasting of the reinforcing all take time and cost money.

 

Loss of use of a building is also a big factor. Often, work can be staged so that the building can continue to be used, but this takes longer and costs more.

 

MATHER: The thing about concrete repairs is that most people don’t realize the extent of the damage. Then they’re shocked when they find out how much it will cost to repair.

 

Let’s talk about a building of steel-reinforced concrete. When the owner thinks that just the outer one-inch must be replaced, it’s one thing. But inspection reveals that eight inches of the concrete must be replaced, and the steel must be sandblasted. Let’s say the whole wall is only 16 inches thick. If the owner doesn’t understand all of this, then the cost will shock him.

 

Q: What recommendations do you have for those who must write specifications to concrete?

 

MATHER: First of all, I don’t think the architect or engineer should write the specifications for concrete and concrete repairs. They should use the specifications provided by the American Concrete Institute, which are also contained in most of the city and state building codes.

 

WARNER: It’s difficult to write specs for concrete repairs. It’s hard to know the actual extent of the repair until the work is actually done. If you’re going to be specifying concrete and concrete repairs, you must be keenly aware of the material properties. The annual short course on Repair of Concrete at the University of Wisconsin devotes several hours to this subject. Also, the International Concrete Repair Institute’s Guideline No. 03733—"Guide for Selecting and Specifying Materials for Repair of Concrete Surfaces" provides a systematic approach to material selection and includes checklist forms for evaluation of the material requirements. It’s my considered opinion, that every concrete repair designer and specifier should use this guideline.

 

Q: Why is concrete repair such a big issue now?

 

WARNER: Some of our design and construction practices in the last 30 or 40 years have not been as good as they might have been. Far too little attention has been given to the amount of reinforcing cover concrete and the quality of that concrete. Reliance on the myth that high-strength concrete would automatically provide good durability has also contributed to concrete failure.

 

For more information:

 

Articles:

"Concrete Need Not Deteriorate," by Bryant Mather, Concrete International, Sept. 1979, Vol. 1, No. 9, pp 32-37.

"Concrete Durability—Lessons Learned from Past Performance," by James Warner, Proceedings, Concrete 95—Toward Better Concrete Structures, Federation Internationale de la Precontrainte, Brisbane, Australia, September 1995.

"Even With Innovative Materials, the Basics Still Matter," by James Warner, Proceedings, Third Materials Engineering Conference, Materials Engineering Division, ASCE, San Diego, CA, 1994.

"Guide for Selecting and Specifying Materials for Repair of Concrete Surfaces," Guideline No. 03733, International Concrete Repair Institute, Sterling, VA.

Seminars:

"Repair of Concrete," held annually at the University of Wisconsin, Department of Engineering Professional Development, Madison, WI (608) 263-3372.

 

This article is based upon work supported by the University of Wisconsin–Madison Department of Engineering Professional Development. It is for general information and distribution. It is not intended to provide specific solutions or advice for specific circumstances, which should be sought from appropriate professionals.