Ενανθράκωση με διάβρωση

[Ροδοπουλος]

Λοιπον με την σειρά (ξανα)

 

κ1 καινούργιος Β500C (εγκλείσματα MnS)

Κ2 αρχικά στάδια διάβρωσης (MnS dissolution due to Cl in concrete pore solution)

k3 μέτριο στάδιο διάβρωσης

Κ4 σοβαρό στάδιο διάβρωσης

 

Προσοχή κοιτάμε κάτω απο την επιφάνεια και άρα το να λέμε χάσαμε Χ χιλ του Φ είναι βλακεία διότι οι τρυπούλες στην μάζα του χάλυβα οταν φορτιστούν, ανοίγουν και γίνονται ρωγμές, οι ρωγμές συνενώνονται και κλπ κλπ πάμε σε rapid crack growth με αποτέλεσμα η ολκιμοτητα να πάει στο ΜΗΔΕΝ.

[Ροδοπουλος]

Σε 3 περιπτώσεις νέων κατασκευών (μπετα < 1 έτος) και πάντα απο συγκεκριμένη μεγάλη εταιρία σκυροδέματος βρήκα C20/25 με πεχά κοντά στο 8. Ολα τα παραπάνω το τελευταίο εξάμηνο.

 

Τελικά μήπως θα πρέπει ο ρημάδης ο κανονισμός να απαιτεί Ph>12?

 

Με λίγα λόγια αγοράστε ενα Ph meter και όταν έρχετε η βαρέλα μετρήστε το Ph. Εαν είναι κάτω απο 12,30 (+-0.7) το στέλνετε πίσω. Εαν σας πούνε τίποτα κατευθείαν μήνυση και ζητήστε το CE certificate.

Edited Νοέμβριος 16 , 2012 by Ροδοπουλος

[Ροδοπουλος]

Τα τελευταία χρόνια έχουμε καταλάβει οτι η στοχευμένη συντήρηση αποτελεί το μόνο μοναδικό μας όπλο ενάντια στην διάβρωση του οπλισμού. Παραθέτω αποτελέσματα απο ενα διδακτορικό στο Monash που έχω την τύχη να επιβλέπω μαζί με άλλους 2 συναδέλφους. Αυτό που έχουμε καταλήξει είναι οτι η ηλεκτρική αντίσταση του σκυροδέματος είναι η μόνη παράμετρος που μπορεί να μας δώσει μια ένδειξη του δυναμικού προβλήματος. Προσπαθήσαμε να καταλάβουμε ένα δύσκολο σενάριο αυτό με 3 δια δραστικούς μηχανισμούς (chloride capillary absorption, chloride diffusion and carbonation) σε μια προσπάθεια να καταλάβουμε τι συμβαίνει σε κατασκευές που είναι κοντά στην θάλασσα (<150 μέτρα και σε αστική περιοχή).

 

Οι 3 αυτοί δια δραστικοί μηχανισμοί δημιουργούν μια πολύπλοκη εικόνα στον λόγο ελεύθερων/δεσμευμένων χλωριόντων και κατ' επέκταση στην πιθανότητα για έναρξη διάβρωσης με τον χρόνο. Δεν θα μπω σε λεπτομέρειες επειδή το φόρουμ έχει άλλο χαρακτήρα αλλα θα προσπαθήσω να σας δώσω μια απλοποιημένη εξήγηση που πιθανολογώ οτι θα μπορέσετε να την χρησιμοποιήσετε.

 

Ας βάλουμε όμως κάποια δεδομένα ώστε να ορίσουμε το πλαίσιο της εργασίας μας.

 

α) Δεν υπάρχει γραμμική σχέση μεταξύ της αντοχής του σκυροδέματος και της ηλεκτρικής αντίστασης του. Διαφορετικά πρόσμικτα, τύπος σκυροδέματος ακόμα και τύπος αδρανών επηρεάζουν την σχέση αυτή.

β) Το πάχος επικάλυψης είναι σημαντικό αλλα και πάλι δεν έχει αυτόνομη συμπεριφορά όσον αφορά την αντίσταση στην διάβρωση. Αντίθετα και οι 3 διαδραστικοί μηχανισμοί βλέπουν τον χρόνο διαφορετικά.

γ) Υπάρχουν σημεία κορεσμού και επανεκκίνησης στην δέσμευση των ελεύθερων χλωριόντων.

δ) Στην ουσία βλέπετε πιθανότητες έναρξης διάβρωσης.

 

Στην Εικόνα 1 βλέπετε την συμπεριφορά ενος στοιχείου ΩΣ που διατηρούμε την ηλεκτρική αντίσταση του στα 50Κohmcm. Μην ξεχνάτε οτι ο βασικός μηχανισμός μεταβολής της αντίστασης είναι η παραμένουσα υγρασία. Προφανώς το σκυρόδεμα θα πρέπει να σχεδιαστεί με αρχική αντίσταση 50Κohmcm και μετά μέσω της συντήρησης να διατηρηθεί. Αυτό που μπορεί κάποιος να δεί μέσα απο τα αποτελέσματα είναι τα διαστήματα συντήρησης.

 

Σε όλα τα παρακατω προσπαθήστε να δείτε τις πιθανότητες!!!!

 

α)Στο σκυρόδεμα με αντοχή 20-40MPa βλέπετε ότι ακόμα και με 6 εκ επικάλυψης έχουμε τυχηματική πιθανότητα για διάβρωση στο εύρος της ζωής (1-100). Αυτό οφείλετε στο γεγονός οτι οι πόροι και το δίκτυο τους δεν αντιδρούν με τους μηχανισμούς. Στατιστικά έχουμε μεγάλο σφάλμα.

 

β) Στο σκυρόδεμα με αντοχή 50 βλέπουμε τα εξής, α) για να επιτύχουμε 50 χρόνια χρειαζόμαστε επικάλυψη 6 ενώ για 68 χρόνια επικάλυψη 2,5. Το θέμα βέβαια είναι οτι εαν ξεκινάγαμε με 2,5 δεν θα φτάναμε ποτέ στα 68 χρόνια.

 

γ) Στο σκυρόδεμα με αντοχή 70 βλέπουμε οτι μια επικάλυψη 3,5 θα μας βγάλει άνετα μεταξύ 50- 100 χρόνια.

 

δ) Στο σκυρόδεμα με αντοχή 80 βλέπουμε οτι μια επικάλυψη 3,5 θα μας βγάλει άνετα μεταξύ 98-100 χρόνια.

 

Το άλλο άκρο είναι ένα κακό σκυρόδεμα 4Kohm cm που δεν συντηρείτε.

 

Επίσης βάζω και ενα 75Kohm cm και εδώ θα δείτε οτι η διαδραστικότητα των μηχανισμών εξαφανίζετε. Βάζω επίσης και το 90Kohm cm,

mich-50kohmcm.bmp

mich-4kohmcm.bmp

75-mich.bmp

90-mich.bmp

Edited Νοέμβριος 26 , 2012 by Ροδοπουλος

[Ροδοπουλος]

ΕΤΑΙΡΕΙΑ ΕΡΕΥΝΑΣ ΚΑΙ ΠΡΟΩΘΗΣΗΣ ΤΗΣ ΕΠΙΣΤΗΜΟΝΙΚΗΣ ΑΝΑΣΤΗΛΩΣΗΣ ΤΩΝ ΜΝΗΜΕΙΩΝ (ΕΤΕΠΑΜ)

 

Πρακτικά 3ου Πανελλήνιου Συνεδρίου Αναστηλώσεων, Αθήνα 1-3 Νοεμβρίου 2012

 

Καθοδική Προστασία (Γαλβανική) για την Αντιμετώπιση της Διάβρωσης του Χαλύβδινου Οπλισμού από Χλωριόντα, σε Ιστορικό Διατηρητέο Κτίριο Οπλισμένου Σκυροδέματος

121102_KARYDIS_GALVANIC_F2.pdf

[Ροδοπουλος]

Ενα διαδακτορικό στο υδροφοβισμό σκυροδέματος εδω

[Ροδοπουλος]

Επειδή υπάρχουν διάφορες ερωτήσεις που έχω λάβει καθημερινά όσον αφορά την λειτουργία των ανοδίων και τις διαφορές απόδοσης τους με βάση το περιβάλλον λειτουργίας.

 

Ας πάρουμε πρώτα την περίπτωση της καθαρής ενανθράκωσης. Στην εικόνα 1 βλέπουμε με διακεκομμένη γραμμή την περιοχή διάβρωσης υλικών που περιέχουν Σίδηρο. Ενδιαφέρον είναι να καταλάβουμε οτι αυτό που μετράμε σαν δυναμικό διάβρωσης εξαρτάτε απο το Ph του ηλεκτρολύτη. Πχ. Η μέγιστη τιμή στο 9 είναι -480mV ενώ στο 7 -370mV. Με λίγα λόγια εαν μετρήσουμε -370 σε Ph 7 δεν σημαίνει οτι έχουμε λιγότερη διάβρωση απο εκεί που έχουμε 9 και -480mV. Ενα επίσης σημαντικό είναι η Θερμοκρασία κατά την μέτρηση. Στην εικόνα 2 βλέπουμε μια αύξηση των ορίων στους 40 βαθμούς.

 

Ας δούμε τώρα πως συμπεριφέρεται ο Ψευδάργυρος στο ίδιο περιβάλλον (ας υποθέσουμε οτι η κονία που περιβάλει την μήτρα του ανοδίου είναι και αυτή ενανθρακωμένη. Εικόνα 3. Συγκρίνοντας την εικόνα 1 με την 3 θα δείτε οτι αν και πιο ηλεκτρο-αρνητικός, η διαφορά μεταξύ Zn, Fe δεν είναι μεγάλη με αποτέλεσμα η διαφορά δυναμικού να μην ξεπερνάει τα -50 εώς -70mV. Οπως καταλαβαίνετε η προσφορά του ανοδίου στην περίπτωση αυτή θα ήταν ελάχιστη και άρα η προστασία. Οι κατασκευαστές ανοδίων προφανώς το γνωρίζουν αυτό και μέλημά τους είναι να διατηρήσουν το ανόδιο σε κατάσταση αυξημένης διαφοράς με βάση τον χάλυβα.

 

Υπάρχουν 2 γενικά τρόποι να το κάνεις αυτό α) να διατηρήσεις κορεσμένο (buffered) Ph=14 της κονίας πχ SIKA-Vector χρησιμοποιώντας LiO στο νερό της ανάμιξης για την παραγωγή της κονίας (περίπου 28-31 γρ ανα λίτρο νερού) και άρα δουλεύεις το ανόδιο στα <-850mV (εικόνα 4) και β) να βάλεις λίγο αλάτι στο νερό της κονίας (BASF, Cortec) και να κάνεις buffered σε Ph 11-14. εικόνα 5.

 

Το πρόβλημα με τα ανόδια του ψευδαργύρου είναι οτι εαν δεν μελετηθούν σωστά υπάρχει πιθανότητα να μην παθητικοποιήσουν τον χάλυβα (αυτό δεν σημαίνει οτι δεν θα περιορίσουν την διάβρωση, απλα δεν θα βρεθούμε σταματήσουμε την διάβρωση 100%). Γι'αυτό και η μέγιστη απόσταση είναι εξαιρετικά κρίσιμη και οι εταιρίες δίνουν ελάχιστες απόστάσεις.

 

Ενα επιπλέον πρόβλημα του ψευδαργύρου είναι η περιορισμένη του capacitance δηλαδή η απόδοση του σε Ah/Kgr. Για τον ψευδαργύρο είναι 805 Ah/Kgr. Αυτό σημαίνει οτι τα ανόδια δεν μπορούν να σχεδιαστούν για πλέον τον 20 ετών χωρίς σημαντική πύκνωση.

 

Τα τελευταία χρόνια κυκλοφορούν τα ανόδια τύπου Al-Mg-In-Zn-Ti. To In χρησιμοποιείται για να δώσει ομοιόμορφη διάβρωση στο ανόδιο (χωρίς αυτό θα έκανε pitting). Τα θετικά τους είναι α) η μεγάλη απόδοση -1260-1340mV, β) capacitance 2600 Ah/Kgr και γ) η δυνατότητα να λειτουργούν με υψηλή απόδοση ακόμα και σε χαμηλό Ph (14-8.55). Προφανώς στα αρνητικά είναι το κόστος (στις ΗΠΑ είναι περίπου 1,8 φορές του ψευδαργύρου). Στην Ελλάδα εαν ποτέ έρθουν τα βλέπω να είναι ακόμα ακριβότερα.

Edited Δεκέμβριος 14 , 2012 by Ροδοπουλος

[Ροδοπουλος]

Σε παγκόσμιο επίπεδο ο τζίρος της γαλβανικής/καθοδικής έχει μια αύξηση της τάξεως του 9% ετησίως και αποτιμάτε περίπου στα 744 Εκ Δολάρια. Αυτό έχει σαν αποτέλεσμα πολλά πανεπιστήμια να έχουν επενδύσει στην έρευνα ανοδίων και άλλων τεχνικών π.χ. υβριδικά, πολύπλοκων καθοδικών, ψεκασμών με particles ανοδίου, κλπ. Σήμερα ερευνητικά υπάρχουν πάνω απο 300 διαφορετικοί τύποι θυσιαζόμενων ανοδίων (κραμάτων) ενω στην αγορά αναμένετε να ενσωματωθούν περίπου 26 μέχρι το 2014. Η Κίνα βάζει σε λειτουργία μια μονάδα παραγωγής 8000 ανοδίων την ημέρα μέσα στο 2013 και άλλες 2 μέσα στο 2014. Συνολικά αναμένετε η παγκόσμια παραγωγή να ξεπεράσει τα 18000 ανόδια ημερησίως μέχρι το 2015.

 

Μια μελέτη που έγινε απο μεγάλο οργανισμό επενδύσεων έδειξε οτι το 2020 οι παγκόσμιες ανάγκες για ανόδια σκυροδέματος θα ξεπεράσουν τα 3,2 εκ κομμάτια ετησίως αφού ο γηράσκων δομικός πλούτος θα πλησιάζει τα 45 χρόνια.

 

Τα θυσιαζόμενα ανόδια όσο και εαν ακούγεται εξωπραγματικό θα ξεπεράσουν σε τζίρο το 2017 τα 4 δις δολάρια παγκοσμίως ενω για το τέλος του 2020 αναμένεται να ξεπεράσουν τα 5,7 δις. Η αύξηση αυτή είναι επακόλουθο των γενναίων προγραμμάτων συντήρησης που έχουν ανακοινωθεί σε ΗΠΑ, Καναδά, Αυστραλία, Βραζιλία, Κίνα και Ινδία.

 

Βάση του Παγκόσμιου Οργανισμού Διάβρωσης το ετήσιο κόστος της διάβρωσης μόνο στις ΗΠΑ είναι 276 δις ενω πολλοί μιλάνε για 3-5% του παγκόσμιου ΑΕΠ (2 τρις). Μία επίσημη κατανομή δίνετε εδώ

Edited Δεκέμβριος 14 , 2012 by Ροδοπουλος

[man21]

Ενδιαφέροντα όλα αυτά.

[Ροδοπουλος]

Η πλάκα είναι οτι αν και είναι το μεγαλύτερο πρόβλημα παγκοσμίως απο πλευράς κόστους υπάρχει μια εμμονή με τον σεισμό που έχει αναλογικά μικρό κόστος 50δις/ετησίως και την φωτιά (19δις/ετησίως). Απλά αυτό που έχουν καταλάβει οι πολιτικοί είναι οτι εαν αποφασίσουν να πάρουν μέτρα και να μην παίζουν στο κόκκινο με την διάβρωση θα υπάρχει τεράστιο πρόβλημα στην παγκόσμια οικονομία. Βέβαια τα ΜΜΕ δεν ξέρουν απο διάβρωση και απο συντήρηση και ο σεισμός πουλάει. Μπορούν να σου δείχνουν επι ώρες μια ρωγμή σε κοτέτσι αλλα δεν πάνε μια βόλτα σε κάτι εργοστάσια στην Ελλάδα να δούνε κάτι σκουριές που λες γιατί κάθετε το κακόμοιρο με την δεξαμενή HCL 7 τόνων απο πάνω του.

Edited Δεκέμβριος 15 , 2012 by Ροδοπουλος

[Ροδοπουλος]

Τα τελευταία 8 χρόνια σε πολλές χώρες του κόσμου υπάρχει ενας πίνακας βαθμολογίας δημοσίων έργων αλλα και μεγάλων ιδιωτικών. Παραθέτω ένα παράδειγμα στην εικόνα απο την Κυβέρνηση του Ιρακ.