Υποβάθμιση των παραμέτρων συνάφειας διαβρωμένων στοιχείων οπλισμένου σκυροδέματος σε αυξανόμενα δυναμικά φορτία (διάρκεια ζωής, αντοχή συνάφειας και ολίσθηση)
Η διάβρωση του χάλυβα οπλισμού των κατασκευών σκυροδέματος αναγνωρίζεται ως κύρια αιτία της πρόωρης γήρανσης και υποβάθμισης της επιτελεστικότητας των κατασκευών Οπλισμένου Σκυροδέματος (Ο/Σ). Στην Ελλάδα, ιδιαίτερα, όπου μεγάλο μέρος των κατασκευών εντοπίζεται σε παράκτιο περιβάλλον, η υψηλή συγκέν...
| Κύριος συγγραφέας: | |
|---|---|
| Άλλοι συγγραφείς: | |
| Γλώσσα: | Greek |
| Έκδοση: |
2023
|
| Θέματα: | |
| Διαθέσιμο Online: | https://hdl.handle.net/10889/25303 |
| id |
nemertes-10889-25303 |
|---|---|
| record_format |
dspace |
| institution |
UPatras |
| collection |
Nemertes |
| language |
Greek |
| topic |
Οπλισμένο Σκυρόδεμα Διάβρωση Ολίσθηση Δυναμική εξόλκευση Reinforced Concrete Corrosion Slip Dynamic pull-out |
| spellingShingle |
Οπλισμένο Σκυρόδεμα Διάβρωση Ολίσθηση Δυναμική εξόλκευση Reinforced Concrete Corrosion Slip Dynamic pull-out Αραπάκος, Γεώργιος Υποβάθμιση των παραμέτρων συνάφειας διαβρωμένων στοιχείων οπλισμένου σκυροδέματος σε αυξανόμενα δυναμικά φορτία (διάρκεια ζωής, αντοχή συνάφειας και ολίσθηση) |
| description |
Η διάβρωση του χάλυβα οπλισμού των κατασκευών σκυροδέματος αναγνωρίζεται ως κύρια αιτία της πρόωρης γήρανσης και υποβάθμισης της επιτελεστικότητας των κατασκευών Οπλισμένου Σκυροδέματος (Ο/Σ). Στην Ελλάδα, ιδιαίτερα, όπου μεγάλο μέρος των κατασκευών εντοπίζεται σε παράκτιο περιβάλλον, η υψηλή συγκέντρωση χλωριόντων ευνοεί το φαινόμενο της διάβρωσης, και σε συνδυασμό με την έντονη σεισμική δραστηριότητα, η ανθεκτικότητα του οπλισμένου σκυροδέματος υποβαθμίζεται σημαντικά σε βάθος χρόνου. Κύρια επίπτωση της διάβρωσης στη μηχανική συμπεριφορά του οπλισμένου σκυροδέματος είναι η υποβάθμιση του δεσμού συνάφειας χάλυβα - σκυροδέματος, καθώς λόγω της ανάπτυξης οξειδίων σιδήρου από τη διάβρωση του χάλυβα αλλοιώνονται οι συνθήκες στη διεπιφάνεια μεταξύ των δύο υλικών, περιορίζοντας έτσι την ικανότητα μεταφοράς των δυνάμεων.
Λαμβάνοντας υπόψη τα ανωτέρω, η παρούσα εργασία εστιάζει στη μελέτη απόκρισης του μηχανισμού συνάφειας (χάλυβα – σκυροδέματος) λόγω διάβρωσης υπό δυναμικά φορτία (σεισμικά φορτία). Για τις ανάγκες της μελέτης παρήχθησαν δοκίμια οπλισμένου σκυροδέματος, διεξήχθησαν εργαστηριακές δοκιμές επιταχυνόμενης διάβρωσης για την πρόκληση βλάβης διάβρωσης στο χαλύβδινο οπλισμό και εν συνεχεία πραγματοποιήθηκαν μηχανικές δοκιμές εξόλκευσης (pull out tests) επιβάλλοντας δυναμικά φορτία. Η υποβάθμιση των παραμέτρων της συνάφειας διαβρωμένων στοιχείων οπλισμένου σκυροδέματος σε αυξανόμενα Δυναμικά Φορτία αποτυπώθηκε μέσω των μεγεθών της διάρκειας ζωής (κύκλων φόρτισης), της αντοχής (μέγιστης δύναμης) συνάφειας και της σχετικής ολίσθησης μεταξύ χάλυβα και σκυροδέματος λαμβάνοντας υπόψη το επίπεδο της απώλειας μάζας του χάλυβα και το επίπεδο περίσφιγξης μέσω του εγκάρσιου οπλισμού (συνδετήρων).
Τα αποτελέσματα έδειξαν ότι η διάβρωση επιδρά αρνητικά στο μηχανισμό συνάφειας μειώνοντας ραγδαία την αντοχή συνάφειας και περιορίζοντας τη διάρκεια ζωής του οπλισμένου σκυροδέματος σε δυναμικά φορτία. Παράλληλα, η αλλοίωση της διεπιφάνειας μεταξύ χάλυβα και σκυροδέματος λόγω της διάβρωσης επιτρέπει την ανάπτυξη σχετικής ολίσθησης μεταξύ τους και την εξόλκευση της ράβδου από το σκυρόδεμα, μέγεθος το οποίο συνδέεται άρρηκτα με την ικανότητα στροφής των γραμμικών στοιχείων οπλισμένου σκυροδέματος.
Τα αποτελέσματα της μελέτης έδειξαν ότι η παρουσία συνδετήρων διατηρεί την αντοχή συνάφειας και τη διάρκεια ζωής του οπλισμένου σκυροδέματος σε ικανοποιητικά επίπεδα, ωστόσο δεν αποτρέπεται η ανάπτυξη σχετικής ολίσθησης μεταξύ των δύο υλικών. Μετά ταύτα, κρίνεται απαραίτητη η περαιτέρω ανάλυση και επέκταση της τρέχουσας μελέτης με σκοπό να διερευνηθούν σε βάθος οι παράμετροι επιρροής του μηχανισμού συνάφειας σε διαβρωμένα στοιχεία Οπλισμένου Σκυροδέματος, όταν αυτά καταπονούνται με ισχυρά δυναμικά φορτία (φορτία από ισχυρά σεισμικά συμβάντα). |
| author2 |
Arapakos, George |
| author_facet |
Arapakos, George Αραπάκος, Γεώργιος |
| author |
Αραπάκος, Γεώργιος |
| author_sort |
Αραπάκος, Γεώργιος |
| title |
Υποβάθμιση των παραμέτρων συνάφειας διαβρωμένων στοιχείων οπλισμένου σκυροδέματος σε αυξανόμενα δυναμικά φορτία (διάρκεια ζωής, αντοχή συνάφειας και ολίσθηση) |
| title_short |
Υποβάθμιση των παραμέτρων συνάφειας διαβρωμένων στοιχείων οπλισμένου σκυροδέματος σε αυξανόμενα δυναμικά φορτία (διάρκεια ζωής, αντοχή συνάφειας και ολίσθηση) |
| title_full |
Υποβάθμιση των παραμέτρων συνάφειας διαβρωμένων στοιχείων οπλισμένου σκυροδέματος σε αυξανόμενα δυναμικά φορτία (διάρκεια ζωής, αντοχή συνάφειας και ολίσθηση) |
| title_fullStr |
Υποβάθμιση των παραμέτρων συνάφειας διαβρωμένων στοιχείων οπλισμένου σκυροδέματος σε αυξανόμενα δυναμικά φορτία (διάρκεια ζωής, αντοχή συνάφειας και ολίσθηση) |
| title_full_unstemmed |
Υποβάθμιση των παραμέτρων συνάφειας διαβρωμένων στοιχείων οπλισμένου σκυροδέματος σε αυξανόμενα δυναμικά φορτία (διάρκεια ζωής, αντοχή συνάφειας και ολίσθηση) |
| title_sort |
υποβάθμιση των παραμέτρων συνάφειας διαβρωμένων στοιχείων οπλισμένου σκυροδέματος σε αυξανόμενα δυναμικά φορτία (διάρκεια ζωής, αντοχή συνάφειας και ολίσθηση) |
| publishDate |
2023 |
| url |
https://hdl.handle.net/10889/25303 |
| work_keys_str_mv |
AT arapakosgeōrgios ypobathmisētōnparametrōnsynapheiasdiabrōmenōnstoicheiōnoplismenouskyrodematosseauxanomenadynamikaphortiadiarkeiazōēsantochēsynapheiaskaiolisthēsē AT arapakosgeōrgios bonddegradationofcorrodedreinforcedconcreteelementsunderincreaseddynamicloadingslifecyclebondstrengthandslip |
| _version_ |
1771297249445281792 |
| spelling |
nemertes-10889-253032023-07-04T03:57:08Z Υποβάθμιση των παραμέτρων συνάφειας διαβρωμένων στοιχείων οπλισμένου σκυροδέματος σε αυξανόμενα δυναμικά φορτία (διάρκεια ζωής, αντοχή συνάφειας και ολίσθηση) Bond degradation of corroded reinforced concrete elements under increased dynamic loadings (life cycle, bond strength and slip) Αραπάκος, Γεώργιος Arapakos, George Οπλισμένο Σκυρόδεμα Διάβρωση Ολίσθηση Δυναμική εξόλκευση Reinforced Concrete Corrosion Slip Dynamic pull-out Η διάβρωση του χάλυβα οπλισμού των κατασκευών σκυροδέματος αναγνωρίζεται ως κύρια αιτία της πρόωρης γήρανσης και υποβάθμισης της επιτελεστικότητας των κατασκευών Οπλισμένου Σκυροδέματος (Ο/Σ). Στην Ελλάδα, ιδιαίτερα, όπου μεγάλο μέρος των κατασκευών εντοπίζεται σε παράκτιο περιβάλλον, η υψηλή συγκέντρωση χλωριόντων ευνοεί το φαινόμενο της διάβρωσης, και σε συνδυασμό με την έντονη σεισμική δραστηριότητα, η ανθεκτικότητα του οπλισμένου σκυροδέματος υποβαθμίζεται σημαντικά σε βάθος χρόνου. Κύρια επίπτωση της διάβρωσης στη μηχανική συμπεριφορά του οπλισμένου σκυροδέματος είναι η υποβάθμιση του δεσμού συνάφειας χάλυβα - σκυροδέματος, καθώς λόγω της ανάπτυξης οξειδίων σιδήρου από τη διάβρωση του χάλυβα αλλοιώνονται οι συνθήκες στη διεπιφάνεια μεταξύ των δύο υλικών, περιορίζοντας έτσι την ικανότητα μεταφοράς των δυνάμεων. Λαμβάνοντας υπόψη τα ανωτέρω, η παρούσα εργασία εστιάζει στη μελέτη απόκρισης του μηχανισμού συνάφειας (χάλυβα – σκυροδέματος) λόγω διάβρωσης υπό δυναμικά φορτία (σεισμικά φορτία). Για τις ανάγκες της μελέτης παρήχθησαν δοκίμια οπλισμένου σκυροδέματος, διεξήχθησαν εργαστηριακές δοκιμές επιταχυνόμενης διάβρωσης για την πρόκληση βλάβης διάβρωσης στο χαλύβδινο οπλισμό και εν συνεχεία πραγματοποιήθηκαν μηχανικές δοκιμές εξόλκευσης (pull out tests) επιβάλλοντας δυναμικά φορτία. Η υποβάθμιση των παραμέτρων της συνάφειας διαβρωμένων στοιχείων οπλισμένου σκυροδέματος σε αυξανόμενα Δυναμικά Φορτία αποτυπώθηκε μέσω των μεγεθών της διάρκειας ζωής (κύκλων φόρτισης), της αντοχής (μέγιστης δύναμης) συνάφειας και της σχετικής ολίσθησης μεταξύ χάλυβα και σκυροδέματος λαμβάνοντας υπόψη το επίπεδο της απώλειας μάζας του χάλυβα και το επίπεδο περίσφιγξης μέσω του εγκάρσιου οπλισμού (συνδετήρων). Τα αποτελέσματα έδειξαν ότι η διάβρωση επιδρά αρνητικά στο μηχανισμό συνάφειας μειώνοντας ραγδαία την αντοχή συνάφειας και περιορίζοντας τη διάρκεια ζωής του οπλισμένου σκυροδέματος σε δυναμικά φορτία. Παράλληλα, η αλλοίωση της διεπιφάνειας μεταξύ χάλυβα και σκυροδέματος λόγω της διάβρωσης επιτρέπει την ανάπτυξη σχετικής ολίσθησης μεταξύ τους και την εξόλκευση της ράβδου από το σκυρόδεμα, μέγεθος το οποίο συνδέεται άρρηκτα με την ικανότητα στροφής των γραμμικών στοιχείων οπλισμένου σκυροδέματος. Τα αποτελέσματα της μελέτης έδειξαν ότι η παρουσία συνδετήρων διατηρεί την αντοχή συνάφειας και τη διάρκεια ζωής του οπλισμένου σκυροδέματος σε ικανοποιητικά επίπεδα, ωστόσο δεν αποτρέπεται η ανάπτυξη σχετικής ολίσθησης μεταξύ των δύο υλικών. Μετά ταύτα, κρίνεται απαραίτητη η περαιτέρω ανάλυση και επέκταση της τρέχουσας μελέτης με σκοπό να διερευνηθούν σε βάθος οι παράμετροι επιρροής του μηχανισμού συνάφειας σε διαβρωμένα στοιχεία Οπλισμένου Σκυροδέματος, όταν αυτά καταπονούνται με ισχυρά δυναμικά φορτία (φορτία από ισχυρά σεισμικά συμβάντα). As it is widely known, corrosion of reinforcing steel is now recognized as the major cause of premature ageing and degradation of concrete structures in many areas worldwide. Particularly, in Greece, a country the major part of which is located in a coastal environment, the high concentration of chlorides favors the phenomenon of corrosion. The electrochemical phenomenon of corrosion in combination with the intense seismic activity of the area, greatly deteriorates the durability of reinforced concrete constructions over time. The main effect of corrosion on the mechanical behavior of reinforced concrete is the deterioration of the steel–concrete interface, which leads to concrete cracking and results in significant degradation of the bond strength. The aforementioned deterioration of the interface is owed to the oxides produced on steel, which occupy greater volume than the parental steel mass. Consequently, the conditions at the interface between steel and concrete are altered, thus limiting the ability to transfer forces. Taking into account the abovementioned knowledge, this work focuses on the response of bonding mechanism (steel – concrete) due to corrosion, under dynamic loads. For the needs of the present study, reinforced concrete samples were produced, accelerated corrosion laboratory tests were conducted to simulate corrosion damage on the steel reinforcement examined, and then mechanical pull-out tests were carried out by imposing dynamic loads. The degradation noticed on bonding mechanism of corroded reinforced concrete elements, under increasing Dynamic Loads was captured through the estimation of service life (load cycles), bond strength (maximum force) and relative slip between steel and concrete, considering the level of steel mass loss and the level of clamping through the transverse reinforcement (stirrups). It was proved that corrosion adversely affects the bond mechanism, by rapidly reducing the bond strength and limiting the service life of reinforced concrete under dynamic loads. At the same time, degradation of steel-concrete interface, due to corrosion impact, allows the development of relative slip and reduces the bond strength between them, as well as it permits the pullout of the bar from concrete, a parameter which is inextricably related to the rotational capacity of the corroded reinforced concrete elements. The results obtained proved that stirrups provide regional tightening, which maintains bond strength and life expectancy of reinforced concrete. However, stirrups are not capable to prevent the development of relative slip between the two materials. Given the above presented results, further experimental study and analysis is deemed necessary in order to investigate in detail the influencing parameters of the bonding mechanism in corroded Reinforced Concrete elements, when they are stressed under strong dynamic loads (loads originating from strong seismic events). 2023-07-03T10:14:07Z 2023-07-03T10:14:07Z 2023-07-03 https://hdl.handle.net/10889/25303 el CC0 1.0 Universal http://creativecommons.org/publicdomain/zero/1.0/ application/pdf |
