Επιρροή της ψηγματοβολής στη μηχανική απόδοση ράβδων χάλυβα B500c και στην αντίσταση του έναντι διάβρωσης

• Κύριος συγγραφέας: Κούτσικος, Παύλος
• Άλλοι συγγραφείς: Koutsikos, Pavlos
• Γλώσσα: Greek
• Έκδοση: 2022
• Θέματα: Χάλυβας οπλισμού; Διάβρωση; Ψηγματοβολή; Μονοτονική φόρτιση; Συνθήκες ολιγοκυκλικής κόπωσης; Reinforcing steel; Corrosion; Shoot blasting; Monotonic loading; Low-cycle fatigue conditions

Όπως είναι ευρέως γνωστό, η απόδοση σε βάθος χρόνου του οπλισμένου σκυροδέματος (ΟΣ) αξιολογείται με δύο βασικά κριτήρια, τη λειτουργικότητα και την ανθεκτικότητα. Η λειτουργικότητα σχετίζεται με τη δομική ακεραιότητα, την ικανότητα του στοιχείου να αντέχει τα φορτία καθ' όλη τη διάρκεια της ζωής του και να εκτελεί την προβλεπόμενη λειτουργία του. Η ανθεκτικότητα αναφέρεται στην ικανότητα του υλικού να αντιστέκεται στις αλλαγές της μικροδομής και των ιδιοτήτων του, ιδίως όταν οι αλλαγές αυτές μπορεί να επηρεάσουν αρνητικά τη λειτουργικότητα του στοιχείου. Έτσι, οι κατασκευές Ο/Σ χρειάζονται σημαντική συντήρηση λόγω της επιβλαβούς επίδρασης των διαβρωτικών παραγόντων στον χάλυβα οπλισμού, υποβαθμίζοντας σταδιακά τόσο τις μηχανικές ιδιότητες όσο και την ολκιμότητα, η οποία είναι ζωτικής σημασίας για την εξασφάλιση της φέρουσας ικανότητας των στοιχείων και συνεπώς τη μηχανική απόδοση των κατασκευών Ο/Σ. Υπό το πρίσμα αυτό, διάφορες άμεσες ή έμμεσες μέθοδοι αντιδιαβρωτικής προστασίας του χάλυβα υιοθετούνται από την επιστημονική κοινότητα με σκοπό την καθυστέρηση εμφάνισης διαβρωτικών φαινομένων στο χάλυβα. Στην παρούσα πειραματική εργασία μελετάται η επιρροή της ψηγματοβολής με ολιβίνη και υαλοσφαιρίδια στη βλάβη διάβρωσης του χάλυβα οπλισμού και τη μηχανική του απόκριση, τόσο σε μονοτονική φόρτιση όσο και σε συνθήκες ολιγοκυκλικής κόπωσης. Για τις ανάγκες της εργαστηριακής μελέτης χρησιμοποιήθηκαν συνολικά 200 ράβδοι χάλυβα και ονομαστικής διαμέτρου 12 mm. Τα δοκίμια οργανώθηκαν σε δύο σειρές δοκιμίων, εκ των οποίων η μια αποτέλεσε τα δοκίμια εφελκυσμού συνολικού μήκους 50 cm και η δεύτερη σειρά αποτέλεσε τα δοκίμια κόπωσης συνολικού μήκους 20 cm, αντίστοιχα. Έκαστη σειρά χωρίστηκε σε δύο κατηγορίες, τα γυμνά και τα ψηγματοβολημένα δοκίμια. Για την προσομοίωση συνθηκών διαβρωτικού περιβάλλοντος XS1, κατά ΚΤΣ 2016, πραγματοποιήθηκαν πειράματα επιταχυνόμενης διάβρωσης διατηρώντας τα δοκίμια σε θάλαμο αλατονέφωσης για χρόνους έκθεσης 30, 60, 90 και 120 ημερών. Με την ολοκλήρωση των πειραμάτων διάβρωσης, πραγματοποιήθηκαν μηχανικές δοκιμές εφελκυσμού και ολιγοκυκλικής κόπωσης με επιβαλλόμενα εύρη παραμόρφωσης ±0.5%, ±0.75% και ±1.25%. Εξετάζοντας τα αποτελέσματα των μηχανικών δοκιμών εφελκυσμού, διαφαίνεται πως η εφαρμογή της ψηγματοβολής, σε μικρούς χρόνους έκθεσης, δεν επιδρά σημαντικά στη μηχανική απόκριση των δοκιμίων χάλυβα. Αντίθετα, τα αποτελέσματα της πειραματικής διαδικασίας για κάθε κατηγορία δοκιμίων έναντι ολιγοκυκλικής κόπωσης, δείχνουν μια ελαφρά βελτίωση των ψηγματοβολημένων δοκιμίων σε μικρούς χρόνους διάβρωσης, τόσο στη διάρκεια ζωής τους όσο και στην ικανότητά τους να απορροφούν ενέργεια, καταγράφοντας δυνατότητα ανάληψης μεγαλύτερων τιμών μηχανικής τάσης σε σχέση με τα γυμνά δοκίμια. Τέλος, με βάση το δείκτη βλάβης σε κόπωση που παρουσιάστηκε σε όρους μηχανικής απόδοσης, προέκυψε η υπεροχή των ψηγματοβολημένων δοκιμίων. Η εφαρμογή της συγκεκριμένης ψηγματοβολής, βελτίωσε την διάρκεια ζωής του χάλυβα οπλισμού, γεγονός που αποτυπώθηκε για όλα εύρη παραμόρφωσης που εξετάστηκαν.