Η διάβρωση του οπλισμού είναι η πιο κοινή αιτία υποβάθμισης των κατασκευών οπλισμένου σκυροδέματος, περιορίζοντας την αντοχή και την απόδοση τους. Πολλοί ερευνητές μελέτησαν το μηχανισμό διάβρωσης και τη συμπεριφορά των κατασκευών που έχουν υποστεί διάβρωση, ωστόσο οι πειραματικές έρευνες που έχουν διεξαχθεί βασίζονται περισσότερο σε τεχνητή διάβρωση και πολύ λιγότερο σε φυσική διάβρωση που μπορεί να επηρεάζει με διαφορετικό τρόπο την συμπεριφορά των μελών οπλισμένου σκυροδέματος. Αυτή η μεταπτυχιακή εργασία αποσκοπεί στην εμβάνθυνση κατανόησης του μηχανισμού διάβρωσης και να ανασκοπήσει διεξοδικά τα πειράματα και αναλυτικές μεθόδους που υπάρχουν στην σχετική διεθνή βιβλιογραφία, και επιπλέον να προτείνει ένα μοντέλο για την προσομοίωση της επίδρασης της διάβρωσης σε διάφορες διατομές οπλισμένου σκυροδέματος.
Η μελέτη των διατομών και η προσομοίωση τους έγινε με τη χρήση του προγράμματος Response 2000, ένα πρόγραμμα που επιτρέπει την ανάλυση διαφόρων διατομών σκυροδέματος, όπως κολώνες, δοκούς & πλάκες. Σε αντίθεση με τα περισσότερα προγράμματα, το συγκεκριμένο περιλαμβάνει τις επιπτώσεις της διάτμησης στη συμπεριφορά τους και βασίζεται στη θεωρία ότι τα επίπεδα τμήματα παραμένουν επίπεδα, ότι δεν υπάρχει εγκάρσια τάση, και ότι η διαξονική συμπεριφορά μπορεί να μοντελοποιηθεί καλά από τη Θεωρία Πεδίου Τροποποιημένης Συμπίεσης (Bentz, E. C., 2000).
Η προσομοίωση του μοντέλου βασίστηκε κυρίως στη μείωση της διαμέτρου του οπλισμού και στις μηχανικές ιδιότητες του σκυροδέματος. Παράλληλα λήφθηκαν υπόψη οι διαμήκης ρωγμές στη επιφάνεια του σκυροδέματος. Αναλύθηκαν διατομές με διάβρωση και χωρίς, με φορτίο ή χωρίς, και τέλος για διάφορα ποσοστά διάβρωσης ελέγχθηκε το πως επηρεάζεται η σχέση μεταξύ μείωσης της διαμέτρου του χάλυβα, ρωγμών και δεσμού σκυροδέματος-οπλισμού.
Το μοντέλο ελέγχθηκε με βάση ένα σύνολο πειραματικών ερευνών και τα αποτελέσματα υποδεικνύουν ότι η πρόβλεψη είναι καλή και σύμφωνη όσον αφορά τη συμπεριφορά των στοιχείων από οπλισμένο σκυρόδεμα.
Corrosion of reinforcement is the most common cause of degradation of reinforced concrete structures, limiting their strength and performance. Many researchers have studied the corrosion mechanism and the behaviour of corrosion-resistant structures, but the experimental investigations have been based more on artificial corrosion and much less on natural corrosion that may affect the behaviour of reinforced concrete members. This postgraduate thesis aims at deepening the understanding of the corrosion mechanism and thoroughly reviewing the experiments and analytical methods available in the respective international literature and in addition to propose a model for simulating the effect of corrosion on various reinforced concrete sections.
The study of the cross sections and their simulation was done using the program Response 2000, a program that allows the analysis of various cross-sections such as beams, columns & slabs. Unlike most programs, this includes the effects of shear on their behaviour and is based on the theory that plane sections remain plane, that there is no transverse stress, and that biaxial behaviour can be well modelled by Modified Compression Field Theory (Bentz, EC, 2000).
The simulation of the model was based mainly on the reduction of the diameter of the reinforcement and on the mechanical properties of the concrete. At the same time, the longitudinal cracks on the surface of the concrete were taken into account. Cross sections with corrosion and free of corrosion were analyzed, with or without load, and finally, for different corrosion rates, it was analyzed how is affected the relationship between diameter steel loss, cover cracking and deterioration of concrete-steel reinforcement bond.
The model was verified against a set of experimental studies and the results indicate that the prediction is good and consistent with respect to the behaviour of reinforced concrete elements.
Διερεύνηση φαινομένου διάβρωσης σε κατασκευές οπλισμένου σκυροδέματος και τρόποι πρόληψης.