ΥΠΟΛΟΓΙΣΜΟΣ ΙΑΡΚΕΙΑΣ ΖΩΗΣ ΚΑΤΑΣΚΕΥΩΝ ΑΠΟ ΣΚΥΡΟ ΕΜΑ ΚΑΙ ΠΕΙΡΑΜΑΤΙΚΗ ΕΠΙΒΕΒΑΙΩΣΗ

ΥΠΟΛΟΓΙΣΜΟΣ ΙΑΡΚΕΙΑΣ ΖΩΗΣ ΚΑΤΑΣΚΕΥΩΝ ΑΠΟ ΣΚΥΡΟ ΕΜΑ ΚΑΙ ΠΕΙΡΑΜΑΤΙΚΗ ΕΠΙΒΕΒΑΙΩΣΗ 1

2

3

4

5

6

7

ΟΡΙΣΜΟΙ Ως διάρκεια ζωής (διάρκεια χρήσιµης ζωής, working life, service lifetime)µιας κατασκευής ορίζεται η περίοδος του χρόνου µέσα στην οποία η επιτελεστικότητατης κατασκευής διατηρείται σε ένα αποδεκτό, σύµφωνα µε προδιαγραφές επίπεδο, ακολουθώντας ένα κανονικό πρόγραµµα συντήρησης. Επιτελεστικότητα Αρχική καλή ποιότητα Αρχική µέτρια ποιότητα επισκευή Ελάχιστο αποδεκτό όριο Λειτουργική διάρκεια ζωής Χρόνος Σχέση επιτελεστικότητας διάρκειας ζωής κατασκευών από σκυρόδεµα 8

Επιτελεστικότητα (performance) κατασκευής: Η ικανότητα της κατασκευής να επιτελεί τον σκοπό της όσον αφορά την ασφάλεια, την λειτουργικότητα και την εµφάνισή της. Ανθεκτικότητα (durability) µιας κατασκευής σε διάρκεια: Η ικανότητα της κατασκευής να αντιστέκεται σε περιβαλλοντικές επιδράσειςχωρίς η επιτελεστικότητά της να υποχωρεί κάτω από ένα ελάχιστα αποδεκτό όριο. Παράγοντεςπου καθορίζουν την ανθεκτικότητα του σκυροδέµατος στον χρόνο: η σύνθεση σκυροδέµατος (ποιότητα και σχετική ποσότητα των συστατικών του σκυροδέµατος), ο σχεδιασµός, η υλοποίηση και η συντήρηση της κατασκευής οι περιβαλλοντικές συνθήκεςστις οποίες εκτίθεται. Φθορά (deterioration) µιας κατασκευής στον χρόνο ορίζεται κάθε απώλεια επιτελεστικότητας και είναι αποτέλεσµα διαφόρων περιβαλλοντικών δράσεων: µηχανικών, φυσικών, χηµικών και βιοχηµικών διεργασιών. 9

Μηχανισµοί φθοράς και πιθανός χρόνος εµφάνισης ρωγµών/ φθορών στο σκυρόδεµα αρχ. συστολή ΜΗΧΑΝΙΚΟΙ καθίζηση άµεση φόρτιση επιβαλλόµενες παραµορφώσεις θερµοκρασιακές διαφορές ΦΥΣΙΚΟΙ συστολή ξήρανσης δράση παγετού ΧΗΜΙΚΟΙ ΒΙΟΧΗΜΙΚΟΙ δράση οξέων, θειικών, αλκαλίων διάβρωση οπλισµού ανάπτυξη µικροοργανισµών δράσηη 2 S 10 ΩΡΑ ΗΜΕΡΑ ΕΒ ΟΜΑ Α ΜΗΝΑΣ ΕΤΟΣ ΑΙΩΝΑΣ

Προστασία οπλισµού στο σκυρόδεµα:οι ράβδοι οπλισµού στο σκυρόδεµα προστατεύονται από την διάβρωση µέσω ενός λεπτού στρώµατος οξειδίου του σιδήρου που σχηµατίζεται στην επιφάνειά τους (παθητικοποίηση χάλυβα) λόγω της υψηλής αλκαλικότητας (ph περίπου 12.6) του περιβάλλοντος σκυροδέµατος. 11

Μηχανισµοί έναρξης διάβρωσης οπλισµού σκυροδέµατος: ενανθράκωση σκυροδέµατος ph < 9 διείσδυση χλωριόντων l - > κρίσιµη τιµή σκυρόδεµα διάλυση προστατευτικού στρώµατος επιφάνειας οπλισµού ράβδος οπλισµού έναρξη διάβρωσης (απαιτείται παρουσία O 2 και H 2 O) 12

Μηχανισµοί και αποτελέσµατα διάβρωσης οπλισµού σκυροδέµατος: διάχυση O 2 O 2 Fe 2+ H 2 O 2(OH - ) 2e - χάλυβας πόροι σκυροδέµατος µε νερό (ηλεκτρολύτης) άνοδος: Fe Fe 2+ + 2e - κάθοδος: 2e - + H 2 O + 1 / 2 O 2 2(OH - ) στην επιφάνεια της ράβδου: Fe 2+ + 2OH - Fe(OH) 2 2Fe(OH) 2 + 1 / 2 O 2 Fe 2 O 3 H 2 O + H 2 O µείωση διατοµής αποτίναξη επικάλυψης 13

ΤΟ ΕΥΡΩΠΑΪΚΟ ΠΡΟΤΥΠΟ ΕΝ 206 & ΘΕΜΑΤΑ ΑΝΘΕΚΤΙΚΟΤΗΤΑΣ Το νέο Ευρωπαϊκό Πρότυπο ΕΝ 206 προδιαγράφει απαιτήσεις για: τα συστατικά υλικά του σκυροδέµατος τις ιδιότητες του νωπού και σκληρυµένου σκυροδέµατος τους περιορισµούς στην σύνθεση σκυροδέµατος την παραλαβή νωπού σκυροδέµατος την διαδικασία ελέγχου παραγωγής, τα κριτήρια και την επιθεώρηση συµµόρφωσης Η ανάπτυξη του ΕΝ 206 και τα σχετικά µέρη του σχεδιαστικού κώδικα Eurocode 2,όπως η επικάλυψη οπλισµού, παρέχουν για πρώτη φορά σοβαρές τεχνικές προδιαγραφές σχεδιασµού για ανθεκτικότητα κατασκευών από σκυρόδεµα. Η ανθεκτικότητα προδιαγράφεται είτε µέσω της παραδοσιακής πρακτικής των οριακών τιµών στην σύνθεση σκυροδέµατοςείτε µέσω µεθόδων που σχετίζονται µε την επιτελεστικότητα.οι απαιτήσεις πρέπει να λαµβάνουν υπόψη την επιθυµητή διάρκεια ζωής της κατασκευής. Οι περιβαλλοντικές δράσεις ταξινοµούνται σε διάφορες κατηγορίες έκθεσης. Οι κύριες δράσεις φθοράς που λαµβάνονται υπόψη είναι: η διάβρωση του οπλισµούπροκαλούµενη είτε µέσω ενανθράκωσης είτε επίδρασης χλωριόντων, η δράση παγετού και η χηµική προσβολή. 14

Κατηγορία Περιγραφή του περιβάλλοντος Ενδεικτικά παραδείγµατα 1. Χωρίς κίνδυνο διάβρωσης ή άλλης προσβολής X0 Κατηγορίες έκθεσης σύµφωνα µε το Ευρωπαϊκό Πρότυπο ΕΝ 206 Για άοπλο σκυρόδεµα: Όλες οι εκθέσεις, εκτός εάν υπάρχει δράση παγετού, απότριψη ή χηµική προσβολή Για σκυρόδεµα µε οπλισµό ή άλλα ενσωµατωµένα µέταλλα: Πολύ ξηρό 2. ιάβρωση που προκαλείται µέσω ενανθράκωσης Σκυρόδεµα εσωτερικών χώρων µε πολύ χαµηλή υγρασία αέρα Όταν σκυρόδεµα µε οπλισµό ή άλλα ενσωµατωµένα µέταλλα εκτίθεται σε ατµοσφαιρικό αέρα και υγρασία, η έκθεση να κατηγοριοποιείται ως ακολούθως: X1 Ξηρό ή µόνιµα υγρό Σκυρόδεµα εσωτερικών χώρων µε χαµηλή υγρασία αέρα, σκυρόδεµα µόνιµα βυθισµένο σε νερό X2 Υγρό, σπάνια ξηρό Επιφάνειες σκυροδέµατος εκτεθειµένες σε µακροχρόνια επαφή µε νερό, πολλές θεµελιώσεις X3 Μέτρια υγρασία Σκυρόδεµα εσωτερικών χώρων µε µέτρια ή υψηλή υγρασία αέρα, σκυρόδεµα εξωτερικών χώρων προφυλαγµένο από την βροχή X4 Κυκλική εναλλαγή ύγρανσης-ξήρανσης Επιφάνειες σκυροδέµατος εκτεθειµένες σε επαφή µε νερό, εκτός κατηγορίας έκθεσης X2 15

3. ιάβρωση που προκαλείται µέσω χλωριόντων εκτός θαλάσσιου νερού Όταν σκυρόδεµα µε οπλισµό ή άλλα ενσωµατωµένα µέταλλα εκτίθεται σε επαφή µε νερό που περιέχει χλωριόντα περιλαµβάνοντας τα αντιπαγωτικά άλατα, από πηγές άλλες εκτός θαλάσσιου νερού, η έκθεση να κατηγοριοποιείται ως ακολούθως: XD1 Μέτριαυγρασία Επιφάνειες σκυροδέµατος εκτεθειµένες σε χλωριόντα µεταφερόµενα µέσω αέρα XD2 Υγρό,σπάνιαξηρό Πισίνες, σκυρόδεµα εκτεθειµένο σε βιοµηχανικά νερά που περιέχουν l - XD3 Κυκλικήεναλλαγήύγρανσης-ξήρανσης Τµήµατα γεφυρών εκτεθειµένα σε σταγονίδια που περιέχουν l -, πεζοδρόµια, δάπεδα χώρων στάθµευσης 4. ιάβρωση που προκαλείται µέσω χλωριόντων θαλάσσιου νερού Όταν σκυρόδεµα µε οπλισµό ή άλλα ενσωµατωµένα µέταλλα εκτίθεται σε επαφή µε χλωριόντα από θαλάσσιο νερό ή αέρα που µεταφέρει άλατα θαλάσσιου νερού, η έκθεση να κατηγοριοποιείται ως ακολούθως: XS1 Εκτεθειµένο σε άλατα µεταφερόµενα µέσω αέρα αλλά όχι σε άµεση επαφή µε θαλλάσιο νερό Παραθαλάσσιες κατασκευές XS2 Μόνιµα βυθισµένο σε νερό Τµήµατα θαλασσίων κατασκευών XS3 Ζώνη διαβροχής Τµήµατα θαλασσίων κατασκευών 16

5. ράση παγετού µε ή χωρίς αντιπαγωτικά µέσα Όταν σκυρόδεµα εκτίθεται σε σηµαντική δράση παγετού παρουσία υγρασίας, η έκθεση να κατηγοριοποιείται ως ακολούθως: XF1 Μέτριος κορεσµός σε νερό, χωρίς αντιπαγωτικά µέσα Κατακόρυφες επιφάνειες σκυροδέµατος εκτεθειµένες σε βροχή και παγετό XF2 Μέτριος κορεσµός σε νερό, µε αντιπαγωτικά µέσα Κατακόρυφες επιφάνειες σκυροδέµατος σε έργα οδοποιίας εκτεθειµένες σε παγετό και σε αντιπαγωτικά άλατα µεταφερόµενα µέσω αέρα XF3 XF4 Υψηλός κορεσµός σε νερό, χωρίς αντιπαγωτικά µέσα Υψηλός κορεσµός σε νερό, µε αντιπαγωτικά µέσα ή θαλάσσιο νερό Οριζόντιες επιφάνειες σκυροδέµατος εκτεθειµένες σε βροχή και παγετό Οδοί και καταστρώµατα γεφυρών εκτεθειµένα σε αντιπαγωτικά άλατα. Επιφάνειες σκυροδέµατος εκτεθειµένες σε παγετό και άµεση διαβροχή που περιέχει αντιπαγωτικά άλατα. Ζώνη διαβροχής θαλασσίων κατασκευών που εκτίθεται σε παγετό 17

6. Χηµική προσβολή Όταν σκυρόδεµα εκτίθεται σε χηµική προσβολή από φυσικά εδάφη και υπόγεια νερά όπως δίνεται στον Πίνακα 2, η έκθεση να κατηγοριοποιείται ως ακολούθως: Σηµείωση: Μια ειδική µελέτη χρειάζεται για να καθορίσει τις σχετικές συνθήκες έκθεσης όπου υπάρχουν όρια εκτός του Πίνακα 2, άλλα δραστικά χηµικά, χηµικά µολυσµένο έδαφος ή νερό, και υψηλή ταχύτητα νερού σε συνδυασµόµεταχηµικάτουπίνακα 2. XA1 Ασθενώς δραστικό χηµικά, περιβάλλον, σύµφωνα µε τον Πίνακα 2 XA2 Μέτρια δραστικό χηµικά, περιβάλλον, σύµφωνα µε τον Πίνακα 2 XA3 Ισχυρά δραστικό χηµικά, περιβάλλον, σύµφωνα µε τον Πίνακα 2 Χηµικά χαρακτηρ. Μέθοδος δοκιµής XA1 XA2 XA3 Υπόγεια νερά SO 4 2- (mg/l) EN 196-2 200 600 600 3000 3000 6000 ph ISO 4316 5.5 6.5 4.5 5.5 4.0 4.5 O 2 (mg/l) pren 13577 15 40 40 100 100 κορεσµός NH 4+ (mg/l) ISO 7150 15 30 30 60 60 100 Mg 2+ (mg/l) ISO 7980 300 1000 1000 3000 3000 κορεσµός Έδαφος SO 2-4 tot(mg/kg) EN 196-2 2000 3000 3000 12000 12000 24000 18 Οξύτητα (ml/kg) DIN 4030-2 > 200 εν παρουσιάζονται στην πράξη

Οριακές τιµές για σύνθεση σκυροδέµατος Απαιτήσεις προδιαγραφών ώστε το σκυρόδεµα να αντιστέκεται των περιβαλλοντικών δράσεων δίνονται στο ΕΝ 206 υπό την µορφή καθιερωµένων ιδιοτήτων σκυροδέµατος και οριακών τιµών για σύνθεση σκυροδέµατος (επιτρεπόµενοι τύποι και κατηγορίες συστατικών υλικών, µέγιστος λόγος νερού/τσιµέντο, ελάχιστη περιεκτικότητα σε τσιµέντο, ελάχιστη κατηγορία αντοχής, και εάν σχετικό, ελάχιστη περιεκτικότητα σε αέρα). Οι διατάξεις που ισχύουν σε κάθε τοποθεσία χρήσης σκυροδέµατος πρέπει να περιλαµβάνουν απαιτήσεις για προσδοκώµενη διάρκεια ζωής τουλάχιστον 50 έτηυπό κανονικό πρόγραµµα συντήρησης. Εάν το σκυρόδεµα βρίσκεται σε συµµόρφωση µε τις οριακές τιµές, θεωρείται ότι ικανοποιεί τις απαιτήσεις ανθεκτικότητας για την συγκεκριµένη χρήση στο συγκεκριµένο περιβάλλον, αρκεί: το σκυρόδεµα να έχει χυτευθεί κανονικά, συµπυκνωθεί και συντηρηθεί σύµφωνα µε το ENV 13670, ή άλλο σχετικό πρότυπο το σκυρόδεµα να έχει την ελάχιστη επικάλυψη οπλισµού σύµφωνα µε σχετικό σχεδιαστικό πρότυπο που απαιτείται στις συγκεκριµένες περιβαλλοντικές συνθήκες, π.χ., το ENV 1992 να έχει επιλεγεί η σωστή κατηγορία έκθεσης να εφαρµόζεται ένα κανονικό πρόγραµµα συντήρησης 19

Συνιστώµενες οριακές τιµές για την σύνθεση και τις ιδιότητες του σκυροδέµατος (ενδεικτικές κατά ΕΝ 206) Κατηγορίες έκθεσης Χω ρίς διά βρω ση ιάβρωση που προκαλείται µέσω ενανθράκωσης ιάβρωση που προκαλείται µέσω l - θαλάσσιου νερού ιάβρωση που προκαλείται µέσω l - εκτός θαλάσσιου νερού ράση παγετού Χηµικώς δραστικό περιβάλλον X0 X 1 X 2 X 3 X 4 XS 1 XS 2 XS 3 XD 1 XD 2 XD 3 XF 1 XF 2 XF 3 XF 4 XA 1 XA 2 XA 3 Μέγιστος λόγος νερού/ τσιµέντο --- 0.65 0.60 0.55 0.50 0.50 0.45 0.45 0.55 0.55 0.45 0.55 0.55 0.50 0.45 0.55 0.50 0.45 Ελάχιστη κατηγορία αντοχής 12/ 15 20/ 25 25/ 30 30/ 37 30/ 37 30/ 37 35/ 45 35/ 45 30/ 37 30/ 37 35/ 45 30/ 37 25/ 30 30/ 37 30/ 37 30/ 37 30/ 37 35/ 45 Ελάχιστη περιεκτ. σε τσιµέντο (kg/m 3 ) Ελάχιστη περιεκτ. σε αέρα (%) --- 260 280 280 300 300 320 340 300 300 320 300 300 320 340 300 320 360 --- --- --- --- --- --- --- --- --- --- --- --- 4.0 4.0 4.0 --- --- --- Άλλες απαιτήσεις Αδρανή σε συµµόρφωση µε το pren 12620 µε επαρκή αντίσταση σε κύκλο πήξης/τήξης Τσιµέντο ανθεκτικό στα θειικά 20

Μέθοδοι σχεδιασµού σχετιζόµενες µε την επιτελεστικότητα Μια µέθοδος που σχετίζεται µε επιτελεστικότητα εµπεριέχει µε ποσοτικό τρόπο κάθε µηχανισµό φθοράς, την λειτουργική διάρκεια ζωήςτου στοιχείου ή της κατασκευής, και τα κριτήρια που καθορίζουν τοτέλος αυτής της ζωής. Τέτοια µέθοδος µπορεί να βασίζεται σε: ικανοποιητική εµπειρία, µε τοπικές πρακτικές σε τοπικά περιβάλλοντα, σε δεδοµένα µίας καθιερωµένης µεθόδου δοκιµής, ή σε χρήση αξιόπιστων προσοµοιωµάτων πρόβλεψης. Μια τέτοια προσέγγισηεπιβάλλεται, πέραν ενός επανελέγχου της µεθόδου των οριακών τιµών, κυρίως στα παρακάτω πεδία όπου υπάρχει κενό, όπως όταν: απαιτείται µια διάρκεια ζωής σηµαντικά διαφορετική των 50 ετών, το περιβάλλον είναι αόριστο ή ιδιαίτερα επιθετικό, χρησιµοποιούνται νέα ή διαφορετικά συστατικά υλικά σκυροδέµατος, χρησιµοποιείται µια αναβαθµισµένη µέθοδος προστασίας πρόκειται να αναγερθούν ειδικές κατασκευέςή σηµαντικός αριθµός πολλών παρόµοιων κατασκευών, η µέθοδος των οριακών τιµών έχει αποτύχει στην πράξη, επιχειρείται τεχνοοικονοµική αριστοποίηση. 21

ΠΡΟΣΟΜΟΙΩΜΑ ΥΠΟΛΟΓΙΣΜΟΥ ΙΑΡΚΕΙΑΣ ΖΩΗΣ ΚΑΤΑΣΚΕΥΩΝ Το βασικό λογικό διάγραµµαµιας γενικευµένης µεθόδου προσδιορισµού ανθεκτικότητας πρέπει να περιλαµβάνει: Αρχική προσέγγιση της µελέτης σύνθεσης σκυροδέµατοςπου να ικανοποιεί τις δοµικές απαιτήσεις, π.χ., κατηγορία αντοχής. Καθορισµός των περιβαλλοντικών συνθηκώνστις οποίες θα εκτεθεί η κατασκευή. Χρήση δοκιµασµένων θεωρητικών µαθηµατικών µοντέλωνπου να προσοµοιώνουν αξιόπιστα τους µηχανισµούς φθοράς και τον ρυθµό τους. Υπολογισµός διάρκειας ζωήςτης κατασκευής και βελτίωση αρχικής σύνθεσης, εάν απαιτείται. Τεχνοοικονοµική αριστοποίηση. 22

EUON : Logical diagram for computer design of concrete mix for specified strength class, service life and cost. ONRETE MIX DESIGN INPUT ement (ement type according to EN 197, standard strength class, early strength class. omposition of cement in clinker, other main constituents, minor additional constituents, and calcium sulphate. ement density and cement content) Additions (Additions type I: filler aggregate and/or pigments, density and content. Additions type II: siliceous or calcareous fly ash and/or silica fume, fly ash density and content, silica fume density and content) Admixtures (Admixture type: retarder, accelerator, air-entraining, plasticizer, superplasticizer, other. Density, solid content, dosage. Total admixture content) Water (Water added, water from admixtures and aggregates, water density, effective water content) Aggregates (Aggregate type, aggregate density, maximum nominal upper aggregate size) Air (Entrapped-air content, entrained-air content, total air content) ALULATION (Aggregate content, water/cement ratio, aggregate/cement ratio, fresh concrete density) HEMIAL AND VOLUMETRI HARATERISTIS OF ONRETE INPUT ement composition and oxide analysis (Oxide analysis of portland clinker, oxide analysis and activity of other main constituents of cement) Oxide analysis and activity of additions (Oxide analysis and activity of silica fume and fly ash used) ALULATION (Reaction degree of other main constituents of cement and of concrete additions. alcium hydroxide content, calcium-silicate-hydrate content, chemically-bound water content, concrete porosity) 23

ONRETE STRENGTH ALULATION (Mean compressive strength, strength class, strength ratio 2/28 days, strength development) ONRETE LIFE REGARDING ARBONATION INPUT Environ. conditions (exposure class, relative humidity, O 2 -content in air) ALULATION (For specific cover and protection: corrosioninitiation period, corrosion-propagation period, total service life) ONRETE LIFE REGARDING HLORIDE PENETRATION INPUT Environ. conditions (exposure class, relative humidity, l - concentration) Initial-boundary conditions. Threshold for corrosion. ALULATION (For specific cover and protection: corrosion-initiation period, corrosionpropagation period, total service life) ONRETE LIFE REGARDING HEMIAL ATTAK INPUT Envir. conditions (exposure class, relative humidity, type of deteriorating agent and concentration) ALULATION (For specific agent and protection measures: total service life) TEHNIAL AND EONOMIAL OPTIMIZATION Mix design optimization to achieve the specified mechanical and durability characteristics at the lowest cost. OST AND ENVIRON- MENTAL ASPETS INPUT Financial input (purchase cost of constituents, mixing, transport. and delivery cost) Environ. input (environmental impact from constituents production) ALULATION (oncrete production cost. Environmental cost) 24

ιάβρωση οπλισµού προκαλούµενη µέσω ενανθράκωσης Υπολογισµόςβάθουςενανθράκωσης, x c (m): D ( O /100) t x c = 2 e, O2 0.33H+ 0. 214 2 SH (για σχετική υγρασία RH>50%) D e,o2 : t: χρόνος (s) O 2 : περιεκτικότητα σε O 2 του αέρα (%) (αστικές περιοχές: 0.08%, ύπαιθρος: 0.03%) H: περιεκτικότητα a(oh) 2 στο σκυρ. (kg/m 3 ) SH:περιεκτικότητα 3 S 2 H 3 στο σκυρ. (kg/m 3 ) αποτελεσµατική διαχυτότητα O 2 στο σκυρόδεµα (m 2 /s): D ε ε 1 d A -6 2.2 = 6.1.10 c air (1 RH /100) e, O2 A 3 25

Περίοδος εισαγωγής ή επώασης της διάβρωσης, t cr : Χρόνος που απαιτείται ώστε το βάθος ενανθράκωσης να φθάσει στο πάχος επικάλυψης του οπλισµού, c (m), µε συνέπεια την αποπαθητικοποίηση του χάλυβα t cr = (0.33H 2D e, O2 + 0.214SH ) c ( O /100) 2 2 ιάβρωση οπλισµού Κρίσιµο επίπεδο διάβρωσης που προκαλεί ρηγµάτωση 0 Χρόνος Περίοδος εισαγωγής t cr, carb Περίοδος εξέλιξης Τα δύο στάδια κατά την διάβρωση του οπλισµού στο σκυρόδεµα 26

Εκτιµώµενη ελάχιστηδιάρκεια ζωής κατασκευής από σκυρόδεµα σε περίπτωση διάβρωσης οπλισµού που προκαλείται µέσω ενανθράκωσης Χαρακτηριστικά σύνθεσης/ σχεδιασµού Τύποςτσιµέντου EM I 42.5Ν X1 (ξηρό) X1 (µ.υγρό) X2 X3 X4 Μέγιστος λόγος W/ 0.65 0.65 0.60 0.55 0.50 0.50 Ελάχιστη περιεκτικότ. (kg/m 3 ) 260 260 280 280 300 300 Ελάχιστη κατηγορία αντοχής 20/25 20/25 25/30 30/37 30/37 30/37 t cr (χρόνια) για c = 15 mm 5 >100 >100 22 34 84 t cr (χρόνια) για c = 20 mm 8 >100 >100 38 61 >100 t cr (χρόνια) για c = 25 mm 12 >100 >100 60 95 >100 Τύπος τσιµέντου EM II/B-M(W-P-LL) 32.5Ν Μέγιστος λόγος W/ 0.65 0.65 0.60 0.55 0.50 0.50 Ελάχιστη περιεκτικότ. (kg/m 3 ) 260 260 280 280 300 300 Ελάχιστη κατηγορία αντοχής 20/25 20/25 20/25 25/30 25/30 25/30 t cr (χρόνια) για c = 15 mm 2 >100 77 9 13 32 t cr (χρόνια) για c = 20 mm 4 >100 >100 16 23 57 t cr (χρόνια) για c = 25 mm 6 >100 >100 25 36 89 W/: λόγος νερού/τσιµέντο κατά βάρος, : περιεκτικότητα σκυροδέµατος σε τσιµέντο (kg/m 3 ), c: πάχος 27 επικάλυψηςοπλισµού (mm), t cr :διάρκειατηςπεριόδουεισαγωγήςστηνδιάβρωσηµέσωενανθράκωσης.

Προστασία µε χρήση εξωτερικού επιχρίσµατος: (1) επίχρισµα (2) σκυρόδεµα αέρας οπλισµός [O 2 ] o ενανθράκωση µη-ενανθρακ. X c x = 0 x = d x = d + c x c t cr, carb = t d + (0.33H (2) + 0.214SH 2D (2) e, O2 (2) )( c ( O 2 2 + 2dcD /100) (2) e, O2 / D (1) e, O2 ) Αξίζει να σηµειωθεί ότι σε περίπτωση εφαρµογής τυπικού επιχρίσµατος, πάχους, π.χ., 20mm και πλούσιου σε άσβεστο, υπάρχει µια επιµήκυνση της περιόδου εισαγωγής κατά 30 χρόνια. 28

ιάβρωση οπλισµού προκαλούµενη από θαλάσσια χλωριόντα Μαθηµατικό µοντέλοδιάχυσης l - στηνυδατική φάση των πόρων του σκυροδέµατος,ρόφησης-εκρόφησης και δέσµευσης στην στερεά φάση των πόρων: D 1 [ ] [ l( aq) l( aq) e, l + K eq ] t = K eq l [ ( s) ] [ ( s) ] + ε 1+ K [ l( aq) ] sat eq 2 [ l ( aq )] [ ] [ l ( s ] l ( aq ) sat K l = eq ) 1+ K eq [ l( aq) ] 2 2 x2 [l(aq)]: συγκέντρωση l - στην υδατική φάση (kg/m 3 ) [l(s)]: συγκέντρωση l - δεσµευµένων στην στερεά φάση (kg/m 3 ) x: απόσταση από την εξωτερική επιφάνεια (m), t: χρόνος (s) D e,l- : αποτελεσµατική διαχυτότητα l - στο σκυρόδεµα (m 2 /s) K eq : σταθερά ισορροπίας για δέσµευση l - (m 3 sol /kg) [l(s)] sat : συγκέντρωση κορεσµού l - στην στερεά φάση (m 3 /kg) 29

Επίλυση µοντέλου: χρήση λογισµικού EUON υπολογισµός συγκέντρωσης l - σε χώρο/ χρόνο υπολογισµός της περιόδου εισαγωγής στην διάβρωση (tcr). 30

Εκτιµώµενη ελάχιστη διάρκεια ζωής κατασκευής από σκυρόδεµα σε περίπτωση διάβρωσης οπλισµού που προκαλείται µέσω διείσδυσης θαλάσσιων χλωριόντων Χαρακτηριστικά σύνθεσης/ σχεδιασµού XS1 XS2 XS3 Τύποςτσιµέντου EM I 42.5Ν Μέγιστος λόγος W/ 0.50 0.45 0.45 Ελάχιστη περιεκτικότητα τσιµ. (kg/m 3 ) 300 320 340 Ελάχιστη κατηγορία αντοχής 30/37 35/45 35/45 t cr (χρόνια) για c = 30 mm 63 25 32 t cr (χρόνια) για c = 35 mm 80 35 46 t cr (χρόνια) για c = 40 mm 100 48 58 t cr (χρόνια) για c = 45 mm >100 58 70 t cr (χρόνια) για c = 50 mm >100 69 81 Τύπος τσιµέντου EM II/B-M(W-P-LL) 32.5Ν Μέγιστος λόγος W/ 0.50 0.45 0.45 Ελάχιστη περιεκτικότητα τσιµ. (kg/m 3 ) 300 320 340 Ελάχιστη κατηγορία αντοχής 25/30 30/37 30/37 t cr (χρόνια) για c = 30 mm 70 38 35 t cr (χρόνια) για c = 35 mm 100 50 48 t cr (χρόνια) για c = 40 mm >100 67 60 t cr (χρόνια) για c = 45 mm >100 84 75 t cr (χρόνια) για c = 50 mm >100 100 95 31

ΓΕΝΙΚΑ ΣΥΜΠΕΡΑΣΜΑΤΑ Το Ευρωπαϊκό Πρότυπο EN 206 είναι ένα νέο εξαιρετικό εργαλείο σχεδιασµού ανθεκτικών κατασκευών από σκυρόδεµα (διάρκεια ζωής της τάξης των 100 ετών). Σηµεία βελτίωσης: να καθορισθούν µε περισσότερο σαφήνεια και µε µετρήσιµα µεγέθη οι κατηγορίες έκθεσης επίδραση τύπου τσιµέντων (στην περίπτωση των παράκτιων και θαλάσσιων περιοχών, µε κύριο µηχανισµό φθοράς την διάβρωση του οπλισµού που εισάγεται µέσω διείσδυσης χλωριόντων να συνιστάται η χρήση τσιµέντων τύπου EM II έναντι EM I - αντίθετα στην ενανθράκωση) να ορίζονται όρια στο πάχος επικάλυψης οπλισµού να επιτρέπεται µια συνδιαλλαγή µεταξύ σύνθεσης σκυροδέµατος, πάχους επικάλυψης και µέτρων προστασίας, αρκεί να επιτυγχάνεται η επιθυµητή διάρκεια ζωής. να εφαρµόζονται αξιόπιστα και γενικώς αποδεκτά προσοµοιώµατα πρόβλεψης και υπολογισµού διάρκειας ζωής σκυροδέµατος 32

Νόµος των «5» του de Sitter: 1 που δαπανείται κατά την αρχική φάση σχεδιασµού, κατασκευής και ωρίµανσης = 5 που δαπανούνται για παρεµπόδιση των µηχανισµών εισαγωγής στην διάβρωση = 25 που δαπανούνται για παρεµπόδιση των µηχανισµών διάδοσης της διάβρωσης = 125 που δαπανούνται προς αποκατάσταση των εκτεταµένων φθορών της κατασκευής, κλπ. Αυτή η µακροχρόνια εξοικονόµηση οικονοµικών και περιβαλλοντικών πόρων θα πρέπει να λαµβάνεται σηµαντικά υπόψη από τον σχεδιαστή µηχανικό και τον ιδιοκτήτη, αλλά πρωτίστως από τους Κανονιστικούς και Σχεδιαστικούς Νόµους. 33