| Περίληψη: | Φαινόμενα πρόωρης γήρανσης των κατασκευών Οπλισμένου Σκυροδέματος (Ο/Σ) ανέδειξαν τη διάβρωση του χάλυβα οπλισμού ως κύρια αιτία υποβάθμισης της επιτελεστικότητας (performance) και της ανθεκτικότητας (durability) αυτών. Στην Ελλάδα, ιδιαίτερα, όπου μεγάλο μέρος των κατασκευών εντοπίζεται σε παράκτιο περιβάλλον, η υψηλή συγκέντρωση χλωριόντων ευνοεί το φαινόμενο της διάβρωσης, υποβαθμίζοντας την ορθή λειτουργία του οπλισμένου σκυροδέματος. Από τις πολυεπίπεδες αρνητικές συνέπειες της διάβρωσης, πρωτίστως επηρεάζεται ο μηχανισμός της συνάφειας μεταξύ χάλυβα και σκυροδέματος, καθώς λόγω της ανάπτυξης οξειδίων σιδήρου αλλοιώνονται οι συνθήκες στη διεπιφάνεια μεταξύ των δύο υλικών, περιορίζοντας έτσι την ικανότητα μεταφοράς των δυνάμεων.
Υπό αυτό το πρίσμα, η παρούσα διπλωματική εργασία εστιάζει στο φαινόμενο υποβάθμισης του μηχανισμού συνάφειας λόγω διάβρωσης μελετώντας το σε δύο άξονες. Συγκεκριμένα, στο πρώτο πρώτο άξονα μελέτης, πραγματοποιήθηκε προσομοίωση της υποβαθμισμένης συνάφειας λόγω διάβρωσης μέσω της μοντελοποίησης πειραματικών δοκιμών εξόλκευσης (pull out tests) που διεξήχθησαν στο Εργαστήριο Τεχνολογίας και Αντοχής των Υλικών. Κύριες παράμετροι που εξετάσθηκαν ήταν: ο βαθμός διάβρωσης του χάλυβα οπλισμού και το επίπεδο περίσφιγξης μέσω συνδετήρων διακρίνοντας τις περιπτώσεις: α) απουσία περίσφιγξης (δίχως συνδετήρες) και β) μέτρια περίσφιγξη (συνδετήρες Φ8/120 mm). Από την ανάπτυξη του αναλυτικού μοντέλου στο λογισμικό πεπερασμένων στοιχείων Abaqus προέκυψε ότι το μοντέλο έρχεται σε ικανοποιητική συμφωνία με τις εξαγόμενες πειραματικές τιμές αντοχής συνάφειας τόσο σε συνθήκες αναφοράς όσο και σε συνθήκες διάβρωσης. Η πρόβλεψη της σχετικής ολίσθησης χάλυβα - σκυροδέματος παρουσιάζεται ομοίως ικανοποιητική στην περίπτωση ύπαρξης περίσφιγξης, ενώ στην περίπτωση απουσίας αυτής η πρόβλεψη της ολίσθησης σε συνθήκες διάβρωσης υστερεί.
Σημαντική παρατήρηση αποτελεί ότι το επίπεδο περίσφιγξης, μέσω διαφορετικής πυκνότητας συνδετήρων, διαφοροποιεί αισθητά το ρυθμό πτώσης της αντοχής συνάφειας. Μελετώντας δε, τις αντίστοιχες προτάσεις του fib Model Code 2010, όπου η πτώση της αντοχής συνάφειας λόγω διάβρωσης προβλέπεται λαμβάνοντας υπόψη το βαθμό διάβρωσης του χάλυβα (σε όρους διείσδυσης της διάβρωσης ή του εύρους επιφανειακής ρηγμάτωσης του σκυροδέματος) και την απουσία ή παρουσία των συνδετήρων αγνοώντας την παράμετρο της πυκνότητας αυτών, καταστρώθηκε ο δεύτερος μελέτης της εργασίας. Σε αυτόν, συγκεντρώθηκαν αποτελέσματα της απώλειας αντοχής συνάφειας λόγω διάβρωσης από διάφορες μελέτες της πρόσφατης διεθνούς βιβλιογραφίας και ύστερα από τη διάκρισή τους σε ομάδες με βάση το επίπεδο περίσφιγξης (απόσταση μεταξύ των συνδετήρων) πραγματοποιήθηκε στατιστική ανάλυση με σκοπό την εξαγωγή νόμων πρόβλεψης της απώλειας συνάφειας. Από την παρούσα μελέτη προέκυψε ότι η αύξηση του βαθμού διάβρωσης στο χάλυβα προκαλεί εκθετική μείωση της αντοχής συνάφειας, ο ρυθμός της ο-ποίας εξαρτάται σημαντικά από την πυκνότητα των συνδετήρων. Προς τούτο, προτείνεται η κατηγοριοποίηση των διαφορετικών επιπέδων περίσφιγξης στοιχείων Ο/Σ, ώστε να αντιπροσωπεύονται διάφορες περιπτώσεις πυκνότητας συνδετήρων, αναγνωρίζοντας τα εξής επίπεδα: Δίχως περίσφιγξη (απουσία συνδετήρων), και στην περίπτωση παρουσίας συνδετήρων Ελαφρά, Μέτρια και Ισχυρή περίσφιγξη. Με βάση τα ανωτέρω, από την ανάλυση της μη γραμμικής παλινδρόμησης των πειραματικών δεδομένων υιοθετήθηκε μία μονοπαραμετρική εκθετική συνάρτηση για την πρόβλεψη της απώλειας αντοχής συνάφειας (σε συνάρτηση είτε με το βάθος διείσδυσης της διάβρωσης στο χάλυβα είτε με το πλάτος των επιφανειακών ρωγμών στο σκυρόδεμα). Τα αποτελέσματα της ανάλυσης έδειξαν ότι η τιμή της παραμέτρου των εκθετικών μοντέλων πρόβλεψης εξαρτάται από την πυκνότητα των συνδετήρων και μειώνεται με την αύξηση του επιπέδου περίσφιγξης.
|
|---|
