Concete Carbonation For Dummies

Απο την Ενανθράκωση στις Επικαλύψεις ή απο το ΕΛΟΤ ΕΝ 206-1/XC στο ΕΛΟΤ ΕΝ 1504-2 Βασικές Αρχές και Εξισώσεις που πρέπει να γνωρίζουμε Δρ. Χρ. Αλεξ. Ροδόπουλος MSc in Materials Science, Nottingham University, PhD in Stress Corrosion Fatigue, Sheffield University

Δρ. Χρήστος Ροδόπουλος

Dipl-Ing, Patras University MSc in Materials Science, Nottingham University PhD in Stress Corrosion Fatigue, Sheffield University Author of 124 peer-review papers, Author of 4 books in fracture mechanics and fatigue.

Editor in Chief of the International Journal of Structural Integrity CENg in UK, Eur-Ing, Member of ASME, IMEchE, ACI, NACE, ESIS, FEASI, ICRI

Απο την Ενανθράκωση στις Επικαλύψεις ή απο το ΕΛΟΤ ΕΝ 206-1/XC στο ΕΛΟΤ ΕΝ 1504-2 Βασικές Αρχές και Εξισώσεις που πρέπει να γνωρίζουµε Μέρος 1ο από 5: Ο … Ελέφαντας, το Τσιμέντο, ο Μάστορας και η Επίβλεψη 1.

Εισαγωγή στον … Ελέφαντα

Στο µέρος Α του άρθρου θα προσπαθήσουµε χρησιµοποιώντας απλές έννοιες να καταλήξουµε στο συµπέρασµα ότι το φοβερό και τροµερό ΕΝ 206-1, στην περίπτωση της ενανθράκωσης δεν είναι τίποτα παραπάνω από µια απλοποιηµένη do it yourself (DIY) οδηγία για να φτιάξουµε µια τρύπια δεξαµενή που συγκρατεί έναν … ελέφαντα. Μπορεί από πλευράς µηχανικής, η έννοια µιας τρύπιας δεξαµενής να µην είναι το µεγαλύτερο όνειρο ενός µηχανικού, αλλά κάτω από την θεώρηση ότι δεν υπάρχουν στεγανές δεξαµενές, δηλαδή δεν υπάρχει σκυρόδεµα χωρίς πορώδες, η ιδέα της µικρότερης διαρροής αποτέλεσε τεράστιο πρόβληµα για πολλούς επιστήµονες και για πάνω από 45 χρόνια. Η ατµόσφαιρα περιέχει σηµαντικά ποσοστά διοξειδίου του άνθρακα (CO2). To CO2, σε αέρια φάση δεν µπορεί να αντιδράσει µε τα βασικά του συστατικά (υδρίδια/hydrates) του τσιµεντοπολτού. Τα βασικά υδρίδια που µας ενδιαφέρουν στην περίπτωση της ενανθράκωσης είναι το ένυδρο πυριτικό ασβέστιο (C-S-H), το υδροξείδιο του ασβεστίου (CH) και τα µονοθεϊικά άλατα (AFm)/ εντριγκίτης (AFt). Με ένα µικροσκόπιο σάρωσης θα δούµε ότι οι ένυδρες φάσεις έχουν δοµή όπως εµφανίζεται στην Εικόνα 1.

Ένυδρο πυριτικό ασβέστιο (C-S-H)

Υδροξείδιο του ασβεστίου (CH)

1.1

Εντριγκίτης (AFt) Εικόνα 1

Ένυδρες φάσεις σκυροδέµατος.

Το αέριο CO2 (gas) για να αντιδράσει µε τα συστατικά του τσιµέντου πρέπει πρώτα να διαλυθεί σε νερό για να σχηµατισθούν ανθρακικά ιόντα. Ο τύπος των ανθρακικών ιόντων που πρόκειται να παραχθεί εξαρτάται από το pH του διαλύµατος. Στην περίπτωση του ουδέτερου pH, η αντίδραση θα παράγει διττανθρακικό ιόν (HCO3-), CO2 (gas) + H2O = HCO3- + H+ Στην ουσία η συγκέντρωση του CO2(gas) και η υγρασία (νερό) στο περιβάλλον λειτουργίας της κατασκευής ορίζουν τον ελέφαντα, ή πιο επιστηµονικά το φορτίο ενανθράκωσης (carbonation load), Εικόνα 2.

+ Εικόνα 2

=

Η ζυγαριά του ελέφαντα.

Αν και η συγκέντρωση του αερίου CO2 διαφέρει από περιοχή σε περιοχή, από τον εσωτερικό στον εξωτερικό χώρο, από το σπίτι στο εργοστάσιο και σίγουρα αυξάνεται µε τα χρόνια, το ΕΝ 206-1 το θεωρεί σταθερό. Στο δεύτερο µέρος του άρθρου, θα δούµε πιο αναλυτικά πως θα συµπεριλάβουµε τις διαβαθµίσεις αυτές. Για να καταλάβουµε το ρόλο της υγρασίας στην ζυγαριά του ελέφαντα, θα πρέπει να δούµε τι γίνεται µετά την παραγωγή του HCO3-. Στο εσωτερικό του τσιµεντοπολτού το pH είναι υψηλό µε τιµές > 12,0 και ως εκ τούτου τα διττανθρακικά ιόντα διασπώνται και σχηµατίζουν ιόντα ανθρακικού άλατος (CO32-), HCO3 - = CO32- + H+ Το ιόν ανθρακικού άλατος µε την σειρά του θα αντιδράσει µε τα ιόντα Ca στο διάλυµα του πόρου δηµιουργώντας ανθρακικό ασβέστιο, Ca 2+ + CO32- = CaCO3 1.2

Η διαδικασία µειώνει (καταναλώνει) σταδιακά την συγκέντρωση του Ca2+ το οποίο µε τη σειρά του θα οδηγήσει σε διάλυση του υδροξειδίου του ασβεστίου (CH) ενώ το ανθρακικό ασβέστιο θα καθιζάνει και θα σχηµατίζει κρυστάλλους. Η µείωση όµως της συγκέντρωσης Ca2+ στο CH, θα απελευθερώσει Ca2+ από την φάση του CSH σαν αντιστάθµιση. Η βασική αρχή είναι ότι οι υδρίτες βρίσκονται σε µια ισορροπία που εξαρτάται από την συγκέντρωση των Ca2+ και το pH. Η φάση C-S-H αποτελείται από κοντές πυριτικές αλυσίδες που συνδέονται µε Ca2+ και υδροξύλια ΟΗ-. Με την απελευθέρωση Ca2+ από το C-S-H, ο λόγος Ca/Si θα µειώνεται (θεωρητικά ξεκινάει απο Ca/Si=1,65) µέχρι να πέσει κάτω από την µονάδα (θεωρητικά σταµατάει όταν Ca/Si<=0,85). Στην περίπτωση αυτή και όταν το pH στο πόρο πλησιάζει την τιµή 10, το C-S-H θα µετατραπεί σε γέλη πυριτίου (silica gel). Όµοια, διαδικασία ακολουθούν και τα µονοθεϊικά άλατα που αποσυντίθενται σε εντριγκίτη και αργιλικές ενώσεις σε pH≈11,6. Ο εντριγκίτης µε την σειρά του αποσυντίθενται σε θειικά ιόντα και ενώσεις υδροξειδίου του αργιλίου σε pH<=10,6. Στην τιµή pH ≈ 9.2 (αλλαγή χρώµατος φαινολοφθαλεΐνης) καµία από τις φάσεις που περιείχαν (CH) ή παρείχαν (C-S-H) ιόντα Ca δεν υπάρχει (πλήρης κατανάλωση). Όπως δείχνεται στην Εικόνα 3, η διαδικασία της ενανθράκωσης είναι σταδιακή και στην ουσία µπορεί να εκφραστεί σαν µια διαδικασία µετατροπής του CH σε CaCO3.

Εικόνα 3

∆ιεργασίες υπό µορφή ζωνών κατά την διάρκεια της ενανθράκωσης. Παρατηρούµε την µεταβολή του Ca(OH)2 σε σχέση µε το CaCO3. Η πλήρως ενανθρακωµένη ζώνη εµφανίζει pH<9, η περιορισµένη ενανθρακωµένη ζώνη 9<pH<11.5 και η µη ενανθρακωµένη ζώνη pH >11.5.

Το φαινόµενο αυτό µπορούµε να το δούµε εύκολα αν ψεκάσουµε µε διάλυµα φαινολοφθαλεΐνης. Θα παρατηρήσουµε ότι θα έχουµε το άχρωµο µέρος (pH<9), ελαφρύ φούξια (9<pH<11.5) και "δυνατό" φούξια (pH >11.5). Η διαβάθµιση αυτή γίνεται καλύτερα αντιληπτή µε την ταυτόχρονη χρήση ψηφιακού µετρητή pH, Εικόνα 4 ή χρησιµοποιώντας τα µολυβάκια pH.

1.3

Εικόνα 4

Σηµειακές µετρήσεις του pH σκυροδέµατος αποκαλύπτουν τις ζώνες ενανθράκωσης.

Απλοϊκά λοιπόν µπορούµε να πούµε ότι όσο περισσότερα Ca2+ υπάρχουν στο µίγµα του τσιµεντοπολτού τόσο περισσότερος χρόνος θα χρειαστεί ώστε να µετατραπούν σε CaCO3 ή καλύτερα η δεξαµενή που είπαµε παραπάνω είναι στην ουσία µια δεξαµενή που περιέχει Ca2+ . Το ΕΛΟΤ ΕΝ 206-1 προσπαθεί να ορίσει αυτή την δεξαµενή στις στήλες ελάχιστη περιεκτικότητα σε τσιµέντο και ελάχιστη επικάλυψη, Εικόνα 5.

Εικόνα 5

Πίνακας οριακών τιµών σκυροδέµατος κατα ΕΛΟΤ ΕΝ 206-1.

Στην πραγµατικότητα το ΕΛΟΤ ΕΝ 206-1 µέσω των οριακών τιµών τσιµέντου και επικάλυψης ορίζει την διάµετρο και το ύψος της δεξαµενής µας αντίστοιχα, Εικόνα 6α. Με λίγα λόγια για να έχουµε τον ίδιο αριθµό Ca2+ (την ίδια "αντοχή" έναντι ενανθράκωσης) είτε θα πρέπει να αυξήσουµε την διάµετρο (τα κιλά τσιµέντου στο κυβικό) είτε το ύψος (επικάλυψη) της δεξαµενής, Εικόνα 6β.

1.4

α)

β) Εικόνα 6

α) Η λογική του οριακών τιµών του ΕΛΟΤ ΕΝ 206-1 και β) η λογική της ισοδύναµης δεξαµενής.

Για καταλάβουµε αυτή την αντιστοιχία καλύτερα, θα χρειαστούµε να βάλουµε τον ελέφαντα επάνω στην δεξαµενή και να αρχίσουµε να µιλάµε για τάση. Στην περίπτωση αυτή θεωρήστε ότι τα κιλά τσιµέντου στο κυβικό είναι η διάσταση Χ και η επικάλυψη η διάσταση Υ (ορίζουµε την εγκάρσια επιφάνεια), Εικόνα 7.

Εικόνα 7

Ο ελέφαντας στην λογική της ισοδύναµης δεξαµενής.

1.5

Για να καταλάβουµε γιατί το ΕΛΟΤ ΕΝ 206-1 έφτασε στην εφαρµογή των οριακών τιµών, θα πρέπει να δούµε τι θα κάνει ο ελέφαντας αν δεν τις εφαρµόσουµε. Στα 0 χρόνια ο ελέφαντας θα κάτσει επάνω στην δεξαµενή και θα αρχίσει να την συµπιέζει. Στα 5 χρόνια κάποια Ca2+ θα καταναλωθούν (θα πηδήξουν έξω από την δεξαµενή) και άρα η πραγµατική/ωφέλιµη επικάλυψη µε pH >11.5 θα µειωθεί. Η διαδικασία θα συνεχιστεί µέχρι τα Τ=15 χρόνια. Στα 15 χρόνια ο ελέφαντας ετοιµάζεται να τραγουδήσει. Στα Τ=17 χρόνια δεν υπάρχει πλέον επικάλυψη µε pH>9 και ο ελέφαντας ξεκινάει το τραγούδι. Το τραγούδι έχει τίτλο, ξεκινάω να σας τρώω το σίδερο (διάβρωση οπλισµού), Εικόνα 8.

Εικόνα 9 Το πρόβληµα του τραγουδιού του ελέφαντα που προσπαθεί να λύσει το ΕΛΟΤ ΕΝ 206-1.

2

Το Ελεφαντάκι, το Τσιµέντο, ο Μάστορας και η Επίβλεψη

Παρατηρώντας την εικόνα 5 θα διαπιστώσουµε ότι ενώ για την κατηγορία XS έχουµε οδηγίες και ως προς τον τύπου του τσιµέντου π.χ. CEM-II, III, IV εκτός Β-LL, κάτι αντίστοιχο δεν συµβαίνει µε την κατηγορία XC. Στην προηγούµενη παράγραφο επισηµάναµε ότι οι φάσεις CH και C-S-H είναι κατά κανόνα αυτές που παρέχουν τα Ca2+ που θα µας τα "φάει" ο ελέφαντας. Ο καθ. Βαγγέλης Παπαδάκης, σε µια πλειάδα δηµοσιεύσεων κατέληξε στο διάγραµµα της Εικόνας 10, για αρκετούς τύπους τσιµέντου και θεωρώντας ότι το ποσοστό του τσιµέντου (300 kg/m3), το Ν/Τ=0.45, το βάρος του ελέφαντα και η επικάλυψη των 30mm είναι όµοια για κάθε µείγµα. Η ανάλυση έγινε για Τ=50 χρόνια.

1.6

Εικόνα 10

Εκτίµηση βάθους ενανθράκωσης για τύπους τσιµέντου CEM I, II από το άρθρο S. Demis and V. Papadakis (2011) A Comparative Assessment of the Effect of Cement Type on Concrete Durability, 13th International Congress on the Chemistry of Cement.

Στην εικόνα παρατηρούµε ότι κανένα από τα µείγµατα δεν θα ξεπεράσει την επικάλυψη των 30 mm. Εντούτοις, κάποιοι τύποι τσιµέντου εµφανίζονται να "αντέχουν" καλύτερα. Παραδείγµατος χάριν, το βάθος ενανθράκωσης για το CEM I, CEM-II/A-Q(6%), CEM II/A-S(6%) και CEM II/A-Τ(6%) είναι περίπου στα 15mm, ενώ για το CEM-II/Β-L (21%) στα 25mm. Οι κωδικοί των τύπων τσιµέντου και τα ποσοστά των Συµπληρωµατικών Τσιµεντοειδών Προσθέτων (Supplementary Cementitious MaterialSCM) δίνονται στο πρότυπο ΕΝ 197-1, Εικόνα 11.

Εικόνα 11

Οι τύποι τσιµέντου κατά το ΕΛΟΤ ΕΝ 197-1.

Αρχικά µπορεί κάποιος να σκεφτεί, Αφού κανένα µείγµα δεν θα ξεπεράσει τα 30mm επικάλυψης είµαι ΟΚ

1.7

ή και ακόµα, Αν µάλιστα εφαρµόζω το γράµµα του νόµου (ΕΝ 1990-2), που µου λέει να προσθέσω στην ελάχιστη επικάλυψη από το ΕΛΟΤ ΕΝ 206-1 και ∆Cdev=1 mm είµαι SUPER, ασχέτως τύπου τσιµέντου. Η πραγµατικότητα, δυστυχώς, είναι κάπως διαφορετική από αυτή που "θεωρούµε" ότι µας δίνει ΕΛΟΤ ΕΝ 206-1. Θεωρώντας κανονική κατανοµή για το πάχος επικάλυψης και πρωτοβάθµιο σύστηµα αξιοπιστίας (First Order Reliability Method), µπορούµε να εκφράσουµε την τιµή β ως β=µ/σ όπου σ είναι η τυπική απόκλιση και µ η µέση τιµή. Στην ουσία ο δείκτης αξιοπιστίας µας δίνει µια ένδειξη ποιότητας κατασκευής. Για να καταλάβουµε καλύτερα την σύνδεση µε την ποιότητα "κατασκευασιµότητας" ή αν θέλετε µε τον µάστορα που σιδερώνει και τον µηχανικό που επιβλέπει και τον τύπο του τσιµέντου θα πρέπει να ξεκινήσουµε να φτιάχνουµε κάποια σενάρια. Στο πρώτο σενάριο θεωρούµε ότι η µέση επικάλυψη είναι 30 mm και η τυπική απόκλιση 5 mm. Στο σενάριο αυτό β = 30/5 = 6 και θεωρούµε ότι ο συνδυασµός του µάστορα και του επιβλέποντα είναι ο καλύτερος (καλύτερη ποιότητα). Στο δεύτερο σενάριο θεωρούµε ότι η µέση επικάλυψη είναι 30 mm και η τυπική απόκλιση 10 mm (β=3) ας το ονοµάσουµε µέση ποιότητα. Στο τρίτο σενάριο θεωρούµε ότι η µέση επικάλυψη είναι 30 mm και η τυπική απόκλιση 15 mm (β=2) ας το ονοµάσουµε ανεκτή ποιότητα. Στο τελευταίο σενάριο θεωρούµε ότι η µέση επικάλυψη είναι 30 mm και η τυπική απόκλιση 25 mm (β=1,2) και ας το ονοµάσουµε "κου-κου-ρού-κου ποιότητα". Όλα τα σενάρια δίνονται στην Εικόνα 12.

0.09 β=6.0 β=3.0 β=2.0 β=1.2

0.08

Probability Density

0.07 0.06 0.05 0.04 0.03 0.02 0.01 0.00 -60 -50 -40 -30 -20 -10 0

10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 110 120

Επικάλυψη (mm) Εικόνα 12

Ποιότητα "κατασκευασιµότητας" και επικάλυψη. Τα αρνητικά νούµερα στον άξονα Χ µπορούµε να θεωρήσουµε ότι δηλώνουν φωλιές σκυροδέτησης.

1.8

Έχοντας τις κατανοµές της Εικόνας 12, µπορούµε τώρα να βρούµε την πιθανότητα αστοχίας για κάποιους από τους συνδυασµούς της Εικόνας 10. Τα αποτελέσµατα δίνονται στον Πίνακα 1α. Στους υπολογισµούς δεν έχουµε α) υπολογίσει την πιθανότητα ύπαρξης φωλιών ή αρνητική επικάλυψη και β) θεωρούµε ότι το βάθος ενανθράκωσης σαν απόλυτη τιµή (χωρίς κατανοµή). Πίνακας 1α

Η σχέση της ποιότητας "κατασκευασιµότητας", του τύπου του τσιµέντου και της πιθανότητας ενανθράκωσης. ΤΥΠΟΣ ΤΣΙΜΕΝΤΟΥ CEM- CEMCEMCEM- CEMCEMCEMCEMII/A-D II/AII/B-V II/A-P II/B-P II/A-Q II/B-Q II/A-M 6% V 6% 21% 6% 21% 6% 21% 6% ΕΚΤΙΜΩΜΕΝΟ ΒΑΘΟΣ ΕΝΑΝΘΡΑΚΩΣΗΣ (mm) στο τέλος των 50 ετών 16.38 16.00 21.42 16.76 22.43 15.63 21.05 16.26 ΠΙΘΑΝΟΤΗΤΑ ΕΝΑΝΘΡΑΚΩΣΗΣ (%) 0.32 0.26 4.31 0.40 6.50 0.20 3.67 0.30 8.66 8.08 19.54 9.28 22.45 7.54 18.54 8.47 18.19 17.53 28.37 18.87 30.69 16.90 27.54 17.98 29.29 28.77 36.57 29.82 38.10 28.27 36.02 29.13

CEM -I

15.25 β=6,0 β=3,0 β=2,0 β=1,2

0.16 7.01 16.27 27.76

CEMII/Β-M 21% 20.67 3.10 20.67 26.70 35.45

Αν τώρα θέσουµε σαν µέγιστη πιθανότητα την τιµή πχ 10%, η ενανθράκωση να ξεπεράσει την επικάλυψη, ο Πίνακας 1α µετατρέπεται στον Πίνακα 1β. Πίνακας 1β

Η σχέση της ποιότητας "κατασκευασιµότητας", του τύπου του τσιµέντου και µέγιστης πιθανότητας ενανθράκωσης 10%.

CEM -I

15.25 β=6,0 β=3,0 β=2,0 β=1,2

0.16 7.01

ΤΥΠΟΣ ΤΣΙΜΕΝΤΟΥ CEM- CEM CEMCEM- CEMCEMCEMCEMII/A-D -II/AII/B-V II/A-P II/B-P II/A-Q II/B-Q II/A-M 6% V 6% 21% 6% 21% 6% 21% 6% ΕΚΤΙΜΩΜΕΝΟ ΒΑΘΟΣ ΕΝΑΝΘΡΑΚΩΣΗΣ (mm) στο τέλος των 50 ετών 16.38 16.00 21.42 16.76 22.43 15.63 21.05 16.26 ΠΙΘΑΝΟΤΗΤΑ ΕΝΑΝΘΡΑΚΩΣΗΣ (%) 0.32 0.26 4.31 0.40 6.50 0.20 3.67 0.30 8.66 8.08 9.28 7.54 8.47

CEMII/Β-M 21% 20.67 3.10

Με λίγα λόγια καταλήγουµε στο εξής συµπέρασµα, α) τα τσιµέντα CEM-II/B-V 21%, CEM-II/B-P 21%, CEM-II/B-Q 21%, CEM-II/Β-M 21% θα πρέπει να δουλεύονται µόνο κάτω από την καλύτερη δυνατή επίβλεψη και µε τεχνική επάρκεια, ή β) όλα τα τσιµέντα µας κάνουν (όπως διατυπώνεται στο ΕΛΟΤ ΕΝ 206-1) αν και εφόσον δουλεύονται µόνο κάτω από την καλύτερη δυνατή επίβλεψη και µε τεχνική επάρκεια. και άρα η σκέψη "Αφού κανένα µείγµα δεν θα ξεπεράσει τα 30 mm επικάλυψης είµαι ΟΚ" έχει µεγάλη πιθανότητα να είναι λάθος. Με την ίδια λογική ας εξετάσουµε την δεύτερη σκέψη: "Αν µάλιστα εφαρµόζω το γράµµα του νόµου (ΕΝ 1990-2), που µου λέει να προσθέσω στην ελάχιστη επικάλυψη από το ΕΛΟΤ ΕΝ 206-1 και ∆Cdev=10mm είµαι SUPER ασχέτως τύπου τσιµέντου".

1.9

Τα παραπάνω 4 σενάρια που κάναµε, κρατώντας τους ίδιους δείκτες αξιοπιστίας µετατρέπονται σε: Σενάριο 1ο ή β=6

: Μέση επικάλυψη 40 mm και τυπική απόκλιση 6,66 mm

Σενάριο 2ο ή β=3

: Μέση επικάλυψη 40 mm και τυπική απόκλιση 13,33 mm

ο

Σενάριο 3 ή β=2

: Μέση επικάλυψη 40 mm και τυπική απόκλιση 20 mm

ο

Σενάριο 4 ή β=1.2 : Μέση επικάλυψη 40 mm και τυπική απόκλιση 33,33 mm Όµοια µε παραπάνω καταλήγουµε στον Πίνακα 2α, ενω για επιτρεπόµενη πιθανότητα αστοχίας 10% στον Πίνακα 2β. Πίνακας 2α

Η σχέση της ποιότητας "κατασκευασιµότητας", του τύπου του τσιµέντου και της πιθανότητας ενανθράκωσης για την περίπτωση οριακή επικάλυψης +∆Cdev=10mm. ΤΥΠΟΣ ΤΣΙΜΕΝΤΟΥ

CEMI

CEMCEMCEMCEMCEMCEMCEMCEMII/A-D II/A-V II/B-V II/A-P II/B-P II/A-Q II/B-Q II/A-M 6% 6% 21% 6% 21% 6% 21% 6% ΕΚΤΙΜΩΜΕΝΟ ΒΑΘΟΣ ΕΝΑΝΘΡΑΚΩΣΗΣ (mm) στο τέλος των 50 ετών

15.25

16.38

16.00

β=6,0

0.01

0.02

0.02

β=3,0

3.17

3.82

3.59

8.17

4.06

9.37

3.38

7.76

β=2,0

15.25

16.38

11.51

17.64

12.26

18.98

11.15

β=1,2

22.89

23.93

23.57

28.86

24.28

29.90

23.23

Πίνακας 2β

21.42

16.76

22.43

15.63

CEMII/Β-M 21%

21.05

16.26

20.67

ΠΙΘΑΝΟΤΗΤΑ ΕΝΑΝΘΡΑΚΩΣΗΣ (%) 0.26 0.02 0.42 0.01 0.22

0.02

0.19

3.75

7.35

17.17

11.76

16.69

28.48

23.81

28.10

Η σχέση της ποιότητας "κατασκευασιµότητας", του τύπου του τσιµέντου και της πιθανότητας ενανθράκωσης για την περίπτωση οριακή επικάλυψης +∆Cdev=10mm και πιθανότητα αστοχίας ≤10%. Τα γκρίζα κελιά ορίζουν "µη εφαρµογή". ΤΥΠΟΣ ΤΣΙΜΕΝΤΟΥ

CEMI

CEMCEMCEMCEMCEMCEMCEMCEMII/A-D II/A-V II/B-V II/A-P II/B-P II/A-Q II/B-Q II/A-M 6% 6% 21% 6% 21% 6% 21% 6% ΕΚΤΙΜΩΜΕΝΟ ΒΑΘΟΣ ΕΝΑΝΘΡΑΚΩΣΗΣ (mm) στο τέλος των 50 ετών

15.25

16.38

16.00

β=6,0

0.01

0.02

0.02

β=3,0

3.17

3.82

3.59

21.42

21.05

16.26

20.67

ΠΙΘΑΝΟΤΗΤΑ ΕΝΑΝΘΡΑΚΩΣΗΣ (%) 0.26 0.02 0.42 0.01 0.22

0.02

0.19

3.75

7.35

8.17

16.76

4.06

22.43

9.37

15.63

CEMII/Β-M 21%

3.38

7.76

β=2,0 β=1,2

Συγκρίνοντας τον Πίνακα 1β µε τον Πίνακα 2β παρατηρούµε ότι η ποιότητα "κατασκευασιµότητας" γίνεται πιο ανεκτική για το σύνολο των τσιµέντων ή αν θέλετε, όσο αυξάνουµε την επικάλυψη µπορούµε να γίνουµε λιγότερο απαιτητικοί όσον αφορά την ποιότητα "κατασκευασιµότητας" και τον τύπο του τσιµέντου. Στην πραγµατικότητα βέβαια το παραπάνω συµπέρασµα είναι παντελώς "παράνοµο" ή "αυθαίρετο". Η παρανοµία/αυθαιρεσία βρίσκεται στο ποσοστό αστοχίας 10% που ορίσαµε. Το ΕΝ 1990 (Ευρωκώδικας) για την ενανθράκωση ορίζει ένα δείκτη αξιοπιστίας β≥1,5 ή πιθανότητα αστοχίας ≤0,0668 (6.66%). Κάτω από αυτή την οριακή τιµή, ο Πίνακας 1β µετατρέπεται σε 1.10

ΤΥΠΟΣ ΤΣΙΜΕΝΤΟΥ

β=6,0

CEMI

CEMCEMCEMCEMCEMCEMCEMCEMII/A-D II/A-V II/B-V II/A-P II/B-P II/A-Q II/B-Q II/A-M 6% 6% 21% 6% 21% 6% 21% 6% ΕΚΤΙΜΩΜΕΝΟ ΒΑΘΟΣ ΕΝΑΝΘΡΑΚΩΣΗΣ (mm) στο τέλος των 50 ετών

15.25

16.38

16.00

0.16

0.32

0.26

21.42

16.76

22.43

15.63

CEMII/Β-M 21%

21.05

16.26

20.67

ΠΙΘΑΝΟΤΗΤΑ ΕΝΑΝΘΡΑΚΩΣΗΣ (%) 4.31 0.40 0.20 3.67

0.30

3.10

β=3,0 β=2,0 β=1,2

και ο Πίνακας 2β σε

CEM -I

15.25 β=6,0 β=3,0 β=2,0 β=1,2

0.01 3.17

ΤΥΠΟΣ ΤΣΙΜΕΝΤΟΥ CEM- CEMCEMCEM CEM- CEM- CEMCEMCEMII/A-D II/A-V II/B-V -II/A- II/B-P II/A-Q II/B-Q II/A-M II/Β-M 6% 6% 21% P 6% 21% 6% 21% 6% 21% ΕΚΤΙΜΩΜΕΝΟ ΒΑΘΟΣ ΕΝΑΝΘΡΑΚΩΣΗΣ (mm) στο τέλος των 50 ετών 16.38 16.00 21.42 16.76 22.43 15.63 21.05 16.26 20.67 0.02 3.82

0.02 3.59

ΠΙΘΑΝΟΤΗΤΑ ΕΝΑΝΘΡΑΚΩΣΗΣ (%) 0.26 0.02 0.42 0.01 0.22 4.06 3.38

0.02 3.75

0.19

Με λίγα λόγια η θεώρηση, "κάθε τσιµέντο µας κάνει", βρίσκεται κάτω από την ανυπέρβλητη προϋπόθεση ότι η ποιότητα "κατασκευασιµότητας" είναι η καλύτερη δυνατή (β=6) και ότι τηρείται ευλαβικά το άθροισµα οριακή επικάλυψη +∆Cdev=10 mm. Για τους παραπάνω λόγους, σε ορισµένες χώρες όπως στην Σκωτία για παράδειγµα Εικόνα 13, το Εθνικό Παράρτηµα προτρέπει στην χρήση συγκεκριµένων τύπων τσιµέντου.

Εικόνα 13

Προτεινόµενη σύσταση τύπου τσιµέντου στο Σκωτσέζικο ΕΝ 206-1.

1.11

Το µεγάλο ερώτηµα είναι τι συµβολίζει ή τι περιέχει το ρηµάδι το ∆Cdev=10 mm; Τα συστατικά του είναι, α)

Ανοχές της διαµέτρου οπλισµού,

β)

Ανοχές των αποστατήρων,

γ)

Το γεγονός ότι η διάβρωση δεν θα ξεκινήσει στο pH ≤ 9,0 (πλήρη απώλεια των Ca2+ ) αλλά ξεκινάει απο το pH ≤ 10,5 (θα το δούµε στο δεύτερο µέρος),

δ)

Οτι το βάθος ενανθράκωσης δεν είναι οµοιόµορφο κατά το βάθος της επικάλυψης αλλά έχει και αυτό µια κατανοµή,

ε)

Οτι κάτι τρυπούλες αέρα και ρωγµούλες (Εικόνα 14) στην επιφάνεια δηλώνουν προβλεπόµενη απώλεια επικάλυψης. Αν η τρυπούλα ή η ρωγµούλα είναι µεγαλύτερη σε βάθος από 10 mm τα έχουµε κάνει µαντάρα και δεν µας "πιάνει" κανένας κανονισµός. Εκτός συναγωνισµού είµαστε επίσης αν βγάλουµε φωλιές ή µας καεί ο µοναδικός δονητής στο έργο, Εικόνα 15.

ζ)

Τα περιστέρια δεν µετράνε στην επικάλυψη. ∆εν υπάρχει διαβάθµιση κατά το ΕΛΟΤ ΕΝ 197-1, Εικόνα 16.

Εικόνα 14

Τα όρια του ∆Cdev=10 mm.

Εικόνα 15

Έχετε γεια βρυσούλες, λόγγοι, βουνά, ραχούλες...

1.12

Εικόνα 16

3.

Τα περιστέρια και η φωλιά τους δεν µετράνε στην επικάλυψη.

Συµπεράσµατα 1ου Μέρους α)

Το πρότυπο ΕΛΟΤ ΕΝ 206-1 (ο ποιητής) προσπαθεί να µας δώσει τις διαστάσεις µιας δεξαµενής Ca2+ που θα µας φάει ο ελέφαντας (η ενανθράκωση).

β)

Ο ποιητής καταλαβαίνει την ενανθράκωση σαν δυναµική απώλεια ωφέλιµης επικάλυψης ή επικάλυψης µε pH > 11.5.

γ)

Ο ποιητής στην γραµµή 4 της Εικόνας 5, δεν µιλάει για ελάχιστη επικάλυψη της κατασκευής αλλά για ελάχιστη επικάλυψη του υλικού. Η ελάχιστη επικάλυψη της κατασκευής είναι η ελάχιστη του υλικού + 10 mm.

δ)

Ο ποιητής αδιαφορεί για την ποιότητα "κατασκευασιµότητας" και την θεωρεί ότι είναι πάντα η καλύτερη/ιδανική. Αν δεν µπορούµε να ακολουθήσουµε την θεώρηση αυτή, καλό είναι να διαλέξουµε ένα τσιµέντο που θα είναι πιο forgiving.

ε)

Αν τα παραπάνω τα βρήκατε αρκετά ενδιαφέροντα, το 2ο µέρος θα σας αρέσει περισσότερο. Αν δεν τα βρήκατε καθόλου ενδιαφέροντα (αδιάφορα) τότε µην διαβάσετε το 2ο µέρος.

1.13

4.

Βιβλιογραφία 1ου Μέρους

Pr- EN 1992-1-1. 2003. Euro code 2: Design of concrete structures. Part 1.1: General rules and rules for buildings Papadakis V G. Estimation of Concrete Service Life – The Theoretical Background, Patras Science Park, Patras, 2005 Papadakis, V.G. (2000), “Effect of supplementary cementing materials on concrete resistance against carbonation and chloride ingress”, Cement Concrete Res., 30(2), 291-299.

Papadakis, V.G., Fardis, M.N. and Vayenas, C.G. (1991), “Fundamental modeling and experimental investigation of concrete carbonation”, ACI Mater. J., 88(4), 363-373.

Richardson, M.G., Fundamentals of Durable Reinforced Concrete, Spon Press, London (2002).

H. F.W. Taylor, Cement Chemistry, Tomas Telford Services, London, UK, 2nd edition, 1998.

S. Kosmatka & W. Panarese (1988): Design and Control of Concrete Mixes, Portland Cement Association.

M. Mamlouk & J. Zaniewski (1999): Materials for Civil and Construction Engineers, Addison Wesley Longman, Inc. ACI Committee 222, Protection of Metals in Concrete against Corrosion, ACI 222R-01, American Concrete Institute, Farmington Hills, Michigan, 2001.

CEN EN 197-1, 2000. European Standard for Cement - Part 1: Composition, Specifications and ConformityCriteria for Common Cements, Brussels.

Swamy, R.N., Holistic design: Key to sustainability in concrete construction, Structures & Buildings, 146, No.4, pp. 371-379.

Mehta, P.K., Concrete Durability – 50 Years of Progress?, American Concrete Institute, Special Publication SP-126, pp. 1-31.

Saetta, A.V., Schrefler, B.A., and Vitaliani, R.V., The carbonation of concrete and the mechanisms of moisture, heat and carbon dioxide flow through porous materials, Cement and Concrete Research Vol.23, pp.761-772, 1993.

1.14

Απο την Ενανθράκωση στις Επικαλύψεις ή απο το ΕΛΟΤ ΕΝ 206-1/XC στο ΕΛΟΤ ΕΝ 1504-2 Βασικές Αρχές και Εξισώσεις που πρέπει να γνωρίζουµε Μέρος 1ο από 5: Η Ζυγαριά του Ελέφαντα

1.

Από το τσιµέντο, στα CH, C-S-H του σκυροδέµατος και στην διάµετρο της δεξαµενής

Για να καταλάβουµε τον ρόλο των ένυδρων φάσεων CH, C-S-H ας ξεκινήσουµε από την εξίσωση του Βαγγέλη Παπαδάκη που εκτιµά το βάθος ενανθράκωσης,:

(1) όπου XC [CO2] [CH] [CSH] De,CO2 t

είναι το βάθος της ενανθράκωσης σε meters είναι η µοριακή συγκέντρωση του CO2 στον αέρα σε (mol/m3). είναι η συγκέντρωση του CH στο µείγµα του σκυροδέµατος σε (kg/m3). είναι η συγκέντρωση του C-S-H στο µείγµα του σκυροδέµατος σε (kg/m3). είναι η διαχυτότητα της ενανθρακωµένης φάσης του µείγµατος σε (m2/s) είναι ο χρόνος έκθεσης της ενανθράκωσης σε seconds (χρόνος ωφέλιµης ζωής µιας κατασκευής).

H εξίσωση 1 µπορεί επίσης να γραφτεί υπό την µορφή:

(2)

όπου tc είναι ο χρόνος για να φτάσει η ενανθράκωση στο οπλισµό που απέχει απόσταση C (πάχος επικάλυψης). Μπορούµε να παρατηρήσουµε ότι ο αριθµητής της εξίσωσης 2, είναι στην ουσία οι διαστάσεις της δεξαµενής µας µε το C να παίζει τον ρόλο του ύψους της δεξαµενής και το ([CH]+3[C-S-H]) την διάµετρο. Ιδιαίτερο ενδιαφέρον παρουσιάζει το γεγονός ότι η επικάλυψη (ύψος δεξαµενής) είναι υψωµένη στο τετράγωνο ορίζοντας µε τον τρόπο αυτό την µεγάλη βαρύτητα της επικάλυψης στο θέµα.

2.1

Καθαρά εγκυκλοπαιδικά και χωρίς να µπούµε σε λεπτοµέρειες, µπορούµε να υπολογίσουµε τα ποσοστά CH, C-S-H. Ξεκινάµε λοιπόν από τα ποσοστά οξειδίων που έχουµε για να φτιάξουµε το τσιµέντο µας στο καµίνι. Τα ποσοστά αυτά δεν είναι κανένα top secret και δίνονται υποχρεωτικά από τους παραγωγούς τσιµέντου, εικόνα 1. Τα όρια των οξειδίων ορίζονται από το ΕΝ 197-1.

(α)

(β)

2.2

(γ) Εικόνα 1

Χηµική σύσταση οξειδίων για τον τύπο (α) CEM-I, (β) και (γ) CEM-II, CEM III. Τα όρια min, max συνδέονται µε τα όρια που δίνονται στο ΕΝ 197-1.

Μέσα στο καµίνι (kiln), τα οξείδια αντιδρούν και καταλήγουν στην δηµιουργία τεσσάρων βασικών ορυκτολογικών συστατικών (γνωστές και σαν Φάσεις Bogue): πυριτικό τριασβέστιο, πυριτικό διασβέστιο, αργιλικό τριάσβέστιο και αργιλοσιδηρικό τετρασβέστιο. Συντοµογραφικά αυτά γράφονται κατά αντιστοιχία, C3S, C2S, C3A και C4AF. Σε µια απλοποιηµένη διατύπωση το οξείδιο τρισθενούς σιδήρου (Fe2O3) αντιδρά µε το οξείδιο του αλουµινίου (Al2O3) και το οξείδιο του ασβεστίου (CaO) για να σχηµατίσει αργιλοσιδηρικό τετρασβέστιο. Το υπόλοιπο οξείδιο του αλουµινίου αντιδρά µε το οξείδιο του ασβεστίου για να σχηµατίσει αργιλικό τριάσβέστιο. Το οξείδιο του ασβεστίου (CaO) αντιδρά µε το οξείδιο του πυριτίου (SiO2) και σχηµατίζει δύο φάσεις πυριτικού ασβεστίου (πυριτικό τριασβέστιο και πυριτικό διασβέστιο). Οι βασικές ιδιότητες των τεσσάρων φάσεων είναι οι εξής:: Πυριτικό Τριασβέστιο - C3S Το C3S ενυδατώνεται και σκληραίνει πολύ γρήγορα και είναι υπεύθυνο για την αρχική πήξη και την ανάπτυξη πρώιµων αντοχών. Τα κύρια χαρακτηριστικά της φάσης είναι, • Το κυριότερο συστατικό του clinker στο τσιµέντο, συνήθως περισσότερο από 50% κ.β.

• Ανθεκτική ένωση σε παρουσία θείου • Το 25% του προστιθέµενου νερού στο σκυρόδεµα ενώνεται και αντιδρά κατά τη διεργασία ενυδάτωσης του C3S. • Ταχεία ανάπτυξη αντοχής (C3S αντιδρά ταχύτερα από το C2S) • Μεγάλη συνεισφορά στην τελική αντοχή

2.3

Πυριτικό ∆ιασβέστιο - C2S • Το δεύτερο από πλευράς περιεκτικότητας συστατικό του clinker, που κυµαίνεται από 10-60% • Αργή ανάπτυξη αντοχής – Το C2S αντιδρά πιο αργά από το C3S • Το C2S ενυδατώνεται και σκληραίνει πολύ αργά και συµβάλλει κατά κύριο λόγο στην αύξηση της αντοχής µετά την πάροδο µιας εβδοµάδας περίπου από την έναρξη της ενυδάτωσης.

• Συµµετέχει σηµαντικά στην τελική αντοχή • Το 20% του προστιθέµενου νερού ενώνεται και αντιδρά κατά τη διεργασία ενυδάτωσης του C2S Αργιλικό Τριασβέστιο - C3A • Η περιεκτικότητά του στο clinker κυµαίνεται µεταξύ 3-10% • Έχει µικρή συνεισφορά στην ανάπτυξη αρχικής αντοχής (early strength) • Χαµηλή συµβολή στην τελική αντοχή • 40-210% του βάρους του προστιθέµενου νερού χρησιµοποιείται κατά την ενυδάτωση του C3Α Αργιλοσιδηρικό Τετρασβέστιο - C4AF • Κυµαίνεται µεταξύ 5-10% στο τσιµέντο • Έχει µικρή συµµετοχή στην ανάπτυξη αντοχής • 37-70 του βάρους % του προστιθέµενου νερού καταναλώνεται κατά την ενυδάτωσή του Για να βρούµε τα θεωρητικά τα ποσοστά των βασικών συστατικών κάνουµε χρήση των εξισώσεων Bogue, α) για την περίπτωση που %Al2O3 / %Fe2O3 ή Α/F >=0,64 %C3S = 4.0710 %CaO -7.6024 %SiO2 -1.4297 %Fe2O3 - 6.7187 %Al2O3-2,852% SO3 %C2S = 2,867 SiO2 - 0,7544 C3S %C3A = 2,6504 Al2O3 - 1,6920 Fe2O3 %C4AF = 3,0432Fe2O3 και β) για την περίπτωση που Al2O3 / Fe2O3 ή Α/F <0,64 %C3S = 4,0710 %CaO -7,6024 %SiO2 - 2,859 %Fe2O3 - 4,479 %Al2O3 - 2,852 SO3 %C2S = 2,867 %SiO2 - 0,7544 %C3S %C3A = 0 %C4AF = 2,10 %Al2O3 + 1,702 %Fe2O3 Όταν λοιπόν έχουµε την χηµική σύσταση του τσιµέντου από τον παραγωγό, π.χ. Εικόνα 2, µπορούµε να εκτιµήσουµε τις φάσεις Bogue.

2.4

Εικόνα 2

Χηµική σύσταση ενός CEM II/A-P 42.5 R.

Με τις εξισώσεις Bogue µπορούµε εύκολα να κατατάξουµε της κατηγορίες των τσιµέντων που αναφέρονται στο ΕΝ 197-1 σε σχέση µε τις φάσεις Bogue, Πίνακας 2. Κατηγορία Τσιµέντου CEM -I CEM-II CEM -III CEM - IV CEM-V

C3S (%) 50-65 45-65 55-65 35-45 40-65

C2S(%) 10-30 7-30 5-25 28-35 15-30

C3A(%) 6-14 2-8 5-12 3-4 1-5

C4AF(%) 7-10 10-12 5-12 11-18 10-17

Για να συνδέσουµε τις ορυκτολογικές φάσεις µε τα ποσοστά CH, C-S-H, θα πρέπει να δούµε τις εξισώσεις ενυδάτωσης των φάσεων που µας ενδιαφέρουν στην ενανθράκωση (δεξαµενή Ca2+). Αυτές είναι: 2C3S+6H → C3S2H3 (C-S-H) + 3CH 2C2S+4H → C3S2H3 (C-S-H) + CH 2.5

Η διαδικασία της ενυδάτωσης σε σχέση µε τον χρόνο της ενυδάτωσης για τσιµέντο τύπου CEM-I δίνεται ενδεικτικά στην εικόνα 3. Πολύ απλοποιηµένα µπορούµε να θεωρήσουµε ότι κατά την ενυδάτωση του τσιµέντου Portland (CEM-I) το ποσοστό C-S-H θα είναι 50-60% και το CH θα είναι το 20-25% του όγκου του ξηραµένου τσιµεντοπολτού.

Εικόνα 3

νδεικτική δυναµική δηµιουργία φάσεων ενυδάτωσης για CEM-I.

Ο υπολογισµός των ένυδρων φάσεων σε ποσοστά ή και kg/m3 είναι µια αρκετά πολύπλοκη διαδικασία. Υπάρχουν κάποιες αναλυτικές εξισώσεις καθώς και πολύπλοκα υπολογιστικά µοντέλα πχ. Virtual Cement and Concrete Testing Laboratory (VCCTL) απο την NIST. Στο άρθρο αυτό θα δούµε κάποιες πολύ απλές αναλυτικές εξισώσεις για την κατηγορία CEM II που συνήθως χρησιµοποιούνται στα έργα. Για τα τσιµέντα τύπου CEM II/A-D (πυριτικής παιπάλης) CH = 0.29C - 1.62SF CSH= 0.57C + 2.49SF όπου C= κιλά τσιµέντο στο κυβικό και SF= κιλά πυριτικής παιπάλης στο κυβικό. ∆ηλαδή όταν έχουµε, πχ 300 kg/m3 τσιµέντο CEM II/A-D-6% στην ουσία έχουµε 282 kg/m3 κλίνκερ και 18 kg/m3 πυριτική παιπάλη και άρα στο σκληρυµένο σκυρόδεµα θα έχουµε: CH= 0.29C - 1.62SF = 0.29 (282) - 1.62 (18) = 110,9 kg/m3 Υδροξείδιο του ασβεστίου CSH=0.57C + 2.49SF = 0.57 (282) +2.49 (18) = 205,5 lgr/m3 Ένυδρο πυριτικό ασβέστιο και άρα η δεξαµενή µας θα έχει διάµετρο: 0.33[CH] + 0.214[C-S-H] = 0.33(110.9) + 0.214(205.5) = 80,57 kg/m3 Για τα τσιµέντα τύπου CEM II/A-P/B-P/A-Q/B-Q (ποζολανικά): CH = 0.30C - 1.30FL CSH = 0.57C + 1.25FL 2.6

όπου C= κιλά τσιµέντο στο κυβικό και FL= κιλά της ποζολάνης στο κυβικό. ∆ηλαδή όταν έχουµε, πχ 300 kg/m3 τσιµέντο CEM II/B-P 21% στην ουσία έχουµε 237 kg/m3 κλίνκερ και 63 kg/m3 ποζολάνη και άρα στο σκληρυµένο σκυρόδεµα θα έχουµε, CH = 0.30C - 1.30FL = 0.30(237) -1.30(63) = -10.80 kg/m3 Υδροξείδιο του ασβεστίου CSH = 0.57C + 1.25FL = 0.57(237)+1.25(63) = 213.84 kg/m3 Ένυδρο πυριτικό ασβέστιο και άρα η δεξαµενή µας θα έχει διάµετρο: 0.33[CH] + 0.214[C-S-H] = 0.33(-10.8) + 0.214(213.54 )= 42.13 kg/m3 Για τα τσιµέντα τύπου CEM II/A-V/B-V/A-W/B-W (ιπτάµενης τέφρας): CH = 0,29C - 0.50 FH CSH = 0,57C + 0.79 FH FH = κιλά της ιπτάµενης τέφρας στο κυβικό. ∆ηλαδή, η εικόνα 10 του πρώτου µέρους, χονδρικά µπορεί να αποδοθεί όπως φαίνεται στην εικόνα 4.

Εικόνα 4

∆ιαβάθµιση των τύπων τσιµέντου υπό µορφή διαµέτρου δεξαµενής Ca2+.

Σχεδόν µπακαλίστικα µπορούµε να πούµε ότι αν έχουµε διάµετρο δεξαµενής µεγαλύτερη από 55 kg/m3 είµαστε o.k. (θυµηθείτε εδώ το µέρος Α που µιλάγαµε για ποιότητας "κατασκευασιµότητας"). Αυτό που εύκολα παρατηρούµε είναι ότι στις παραπάνω εξισώσεις για τα CH, C-S-H, λείπει η ποσόστωση του νερού στο µείγµα. Η απάντηση είναι ότι η ενυδάτωση του τσιµέντου στο µείγµα είναι πλήρης για τιµές που υπολείπονται σηµαντικά των ποσοστών που συνήθως χρησιµοποιούνται, π.χ. Ν/Τα > 0,45. Μπορούµε κάλλιστα να δούµε στην εικόνα 2 ότι το water demand του τσιµέντου CEM II/A-P 42.5 R είναι µόλις 27,84%. Το εύλογο ερώτηµα είναι: αφού µε τα 55 kg/m3 γιατί το ΕΛΟΤ ΕΝ 206-1 µας δίνει ελάχιστες ποσότητες τσιµέντου; Π.χ. στην κατηγορία ΧC2 ζητάει ≥ 300 kg/m3 ενώ µπορούµε µε 270 kg/m3 CEM II/A-D-6% να πάρουµε δεξαµενή 55 kg/m3.

2.7

Η απάντηση είναι απλή. Το ΕΛΟΤ ΕΝ 206-1 "δεν βλέπει" την επίδραση του τσιµέντου στην διάµετρο της δεξαµενής. Λαϊκά θα µπορούσαµε να πούµε ότι για την κατηγορία XC τα βάζει όλα στο ίδιο σακούλι ή, ακόµα καλύτερα, στην κατηγορία XC είναι περισσότερο περιγραφικό (descriptive). Μια άλλη απάντηση είναι ότι δεν είναι όλοι οι τύποι τσιµέντου εµπορικά διαθέσιµοι σε κάθε χώρα. Στην Ελλάδα για παράδειγµα έχουµε CEM II/B-M (P-W-L) 42,5 N CEM II/A-P 42,5 N CEM II/B-P 32,5 N CEM II/B-M (P-L) 32,5 N CEM II/A-L 42,5 N CEM I 42,5 R CEM I 52,5 N Προσοχή: Το ότι δεν είναι όλοι οι τύποι διαθέσιµοι δεν σηµαίνει ότι δεν µπορούµε να φτιάξουµε τα πάντα! Το κάθε παρασκευαστήριο µπορεί να φτιάξει την δική του "σαλάτα" οξειδίων και άρα CH, C-S-H και άρα δεξαµενή χρησιµοποιώντας συνδυασµούς από τους διαθέσιµους τύπους. Το "γιατί δεν το κάνει;" είναι µια άλλη συζήτηση που περιέχει σωρεία οικονοµικών, ιστορικών, ψυχολογικών και ψυχοσωµατικών παραγόντων.

2.

Από την διάµετρο της δεξαµενής στις κατηγορίες XC

Οι περισσότεροι γνωρίζουµε ότι υπάρχουν τέσσερις διαβαθµίσεις της κατηγορίας XC για το οπλισµένο σκυρόδεµα. Για κάποιο λόγο έχει επικρατήσει η λογική να αναφερόµαστε σε στοιχεία κατασκευών ως εξής: XC1 - Σκυρόδεµα εσωτερικών χώρων µε χαµηλή υγρασία αέρα, σκυρόδεµα µόνιµα βυθισµένο σε νερό XC2 - Επιφάνειες σκυροδέµατος εκτεθειµένες σε µακροχρόνια επαφή µε νερό, πολλές θεµελιώσεις XC3 - Σκυρόδεµα εσωτερικών χώρων µε µέτρια ή υψηλή υγρασία αέρα, σκυρόδεµα εξωτερικών χώρων προφυλαγµένο από την βροχή XC4 - Επιφάνειες σκυροδέµατος εκτεθειµένες σε επαφή µε νερό, εκτός κατηγορίας έκθεσης XC2 Ας δούµε τι σηµαίνει κάθε διαβάθµιση χωριστά σε σχέση µε την υγρασία, XC1 - Σκυρόδεµα εσωτερικών χώρων µε χαµηλή υγρασία αέρα: 45% ≤ RH < 65%.

XC1 - Σκυρόδεµα µόνιµα βυθισµένο σε νερό: RH ≥98% XC2 - Σκυρόδεµα εκτεθειµένο σε µακροχρόνια επαφή µε νερό: 90% ≤ RH < 98% XC3- Σκυρόδεµα εσωτερικών χώρων µε µέτρια ή υψηλή υγρασία αέρα:- 65% ≤ RH < 85% XC3- Σκυρόδεµα εξωτερικών χώρων προφυλαγµένο από την βροχή: 65% ≤ RH < 85% XC4 - Σκυρόδεµα εκτεθειµένο σε κυκλική επαφή µε νερό: 75% ≤ RH < 90%

2.8

Ας ξεχάσουµε για λίγο τους εσωτερικούς/εξωτερικούς χώρους,, τους κύκλους, αν είναι πυλωτή, τον υδροφόρο κλπ και ας συγκεντρωθούµε στα ποσοστά υγρασίας ανά διαβάθµιση. Για να το κάνουµε αυτό χρησιµοποιούµε την παράµετρο της διαχυτότητας που είδαµε στην εξίσωση 1 και που εκφράζεται: µε βάση την σχέση:

(3) Για να καταλάβουµε την εξίσωση 3 σταδιακά και να µην τα µπλέξουµε στο µυαλό µας, θα την γράψουµε υπό την µορφή:

(4) όπου Α είµαι µια σταθερά ίσον µε την µονάδα και RH είναι η σχετική υγρασία. Στην εικόνα 5 µπορούµε να δούµε πλέον την επίδραση των διαβαθµίσεων στην διαχυτότητα.

Η ∆ιαβάθµιση του ΕΛΟΤ ΕΝ 206-1 για XC 0.30 XC3

XC1-A

XC2

Απλοιποιηµένη ∆ιαχυτότητα

0.25 XC1-B XC4 0.20

0.15

0.10

0.05

0.00 40

Εικονα 5

45

50

55

60

65

70

75

80

85

90

95

100

105

Ποσοστό Σχετικής Υγρασίας (%) ∆ιαβάθµιση κατηγοριών XC µε την σχετική υγρασία.

Στην εξίσωση 2 έχουµε την διαχυτότητα στον παρανοµαστή. Με λίγα λόγια όσο µεγαλύτερη τιµή έχει η διαχυτότητα τόσο µικρότερο χρόνο έχουµε για να φάει ο ελέφαντας τα Ca 2+. Θυµάστε τι είπαµε στο πρώτο µέρος; 2.9

Το αέριο CO2 (gas) για να αντιδράσει µε τα συστατικά του τσιµέντου πρέπει πρώτα να διαλυθεί σε νερό για να σχηµατίσουν ανθρακικά ιόντα. Το πόσο όµως αέριο CO2 (gas) θα περάσει στον πόρο του σκυροδέµατος για να αντιδράσει εξαρτάται και από την υγρασία στον πόρο. Η υγρασία µε λίγα λόγια έχει διπλό ρόλο. Από την µια βοηθάει στην διάλυση του CO2 (gas) και από την άλλη "µπλοκάρει" το CO2 (gas) να περάσει στον πόρο. Ας ξεκινήσουµε από τα βασικά,

Το µόριο του CO2(gas) µόριο του νερού

έχει διαστάσεις

που έχει διαστάσεις

και είναι πιο µεγάλο (χονδρό) από το

.

Ας φέρουµε στο µυαλό µας τα club που έχουν πόρτα (face control). Το δικό µας club έχει την φωτεινή επιγραφή

Εικόνα 6

Το club µας. By the way, το club αυτό υπάρχει στην πραγµατικότητα και είναι στην ∆ιεύθυνση Boulevard 1, 33613 Bielefeld στην Γερµανία και γίνεται της κακοµοίρας.

Στο club αυτό, µερικά από τα κορίτσια (H2O) είναι ήδη µέσα (υγρασία στους πόρους) και τα υπόλοιπα (υγρασία περιβάλλοντος) µαζί µε τους µαντραχαλάδες (CO2) κάνουν ουρά έξω από την πόρτα, εικόνα 7α. Το face control αφήνει να περάσουν όσοι χωράνε, εικόνα 7β. Αφού γίνουν οι σχετικές "συστάσεις" ξεκινάει αυτό που συνήθως οι ειδικοί στις σχέσεις ονοµάζουν "χηµεία" ή επιστηµονικότερα η "ζευγαροποίηση" εικόνα 7γ. Το συγκεκριµένο club έχει ένα επίπεδο και το άσµα "µια γυναίκα 2 άντρες κοµπολόι δίχως χάντρες" δεν παίζει ή CO2 (gas) + H2O. Η "σχέση" θα συνεχιστεί και µετά τα "σχετικά" θα βγούνε τα ...... κουτσούβελα (HCO3-) Τα κουτσούβελα για να µεγαλώσουν θα φάνε τα Ca2+ εικόνα 7δ.

.

2.10

Εικόνα 7α

Άνοιξε πέτρα (σκυρόδεµα) να κλειστώ (στο club) ήλιος να µη, ήλιος να µη µε βλέπει (διότι άµα µε δει θα µου πάρει τα κορίτσια/εξάτµιση). Μετατροπή του γνωστού άσµατος του Λευτέρη Παπαδόπουλου και του Μίµη Πλέσσα. Η περιοχή µε το κίτρινο χρώµα είναι το τοίχωµα του πόρου που περιέχει τα Ca 2+. Μερικά κορίτσια (υγρασία) πόρου κάθονται ακριβώς στο τοίχωµα.

Εικόνα 7β

∆ιάλογος. Πόρτα. Αφεντικό δεν χωράνε όλοι είναι και πολλοί και χονδροί, µπούκωσε το µαγαζί. Αφεντικό. Άσε τους άλλους απέξω......

Εικόνα 7γ

Τα ζευγαράκια της .....Αγίας Παρασκευής.

2.11

Εικόνα 7δ

Τα κουτσούβελα.

Εικόνα 7ε

Τα κουτσούβελα ξεκινάνε την µάσα.

Την ∆ευτέρα το club δεν έχει πολλά κορίτσια αλλά το στρατόπεδο στην περιοχή έδωσε βραδινή έξοδο στους φαντάρους, εικόνα 8. Οι χρήση των φαντάρων εξηγείται λίγο παρακάτω. Εφόσον το club είναι σχεδόν άδειο θα µπούνε πολλά αγοράκια και θα ζευγαρώσουν µε όλα σχεδόν τα κοριτσάκια, θα κάνουνε πολλά κουτσουβελάκια που θα φάνε πολλά ιοντάκια. Η ∆ευτέρα λοιπόν είναι η διαβάθµιση XC1 - Σκυρόδεµα εσωτερικών χώρων µε χαµηλή υγρασία αέρα - 45%≤RH<65%.

(α) ( β)

2.12

(γ) Εικόνα 8

( δ)

Οι φαντάροι έχουν βραδινή έξοδο αλλά τα κορίτσια της υγρασίας περιβάλλοντος λίγα.

Την Τρίτη αποφάσισαν όλα τα κορίτσια να κάνουν Ladies Night Out, εικόνα 9. Το στρατόπεδο δεν δίνει έξοδο. Πολύ λίγα αγόρια περνάνε την είσοδο, ζευγαρώνουν και κάνουν φαγανά κουτσουβελάκια, XC1 - Σκυρόδεµα µόνιµα βυθισµένο σε νερό - RH ≥ 98%, εικόνα 9.

Εικόνα 9

(

(α)

β)

(γ)

(δ)

Ladies Night Out

Την Τετάρτη έχουµε πάλι Ladies Night Out αλλά µε ηλικίες +30 ετών. Το στρατόπεδο δεν δίνει έξοδο. Σε σχέση µε την διαβάθµιση XC1- Σκυρόδεµα µόνιµα βυθισµένο σε νερό - RH ≥ 98% λίγα περισσότερα αγοράκια θα περάσουν, κλπ. Σκυρόδεµα εκτεθειµένο σε µακροχρόνια επαφή µε νερό 90% ≤ RH < 98%. Με τον παραπάνω τρόπο µπορούµε να αποτυπώσουµε κάθε διαβάθµιση στο ΕΛΟΤ ΕΝ 206-1. Στη ουσία δηλαδή από την µία τα κορίτσια βοηθάνε (υγρασία στου πόρους) και από την άλλη τα κορίτσια (υγρασία περιβάλλοντος) περιορίζουν την ενανθράκωση κοινώς, "της γυναίκας η καρδιά είναι µια άβυσσος πότε κόλαση και πότε ο παράδεισος". Ο περιορισµός δίνεται στην εικόνα 10 (δηλαδή η δυνατότητα να περάσουν τα αγοράκια στο club είναι σταθερή µέχρι 52% RH και από εκεί και πέρα πέφτει όσο αυξάνονται τα κοριτσάκια στο περιβάλλον.

2.13

Εικόνα 10

Ο ρόλος των κοριτσιών στην διαχυτότητα του CO2.

Είναι προφανές ότι σε κάθε έργο µπορεί κάποιος να καταλήξει και στις 4 διαβαθµίσεις XC. To να προδιαγράψεις όµως για την θεµελίωση την δεξαµενή Α, για τα περιµετρικά υποστυλώµατα την δεξαµενή Β και για τις εσωτερικές πλάκες την δεξαµενή Γ, αυτόµατα µετατρέπει την διαδικασία σε γρίφο/παρωδία. Η παρωδία οφείλεται στο γεγονός ότι το ΕΛΟΤ ΕΝ 206-1 µαζί µε τις στήλες διαµέτρου και ύψους δεξαµενής βάζει και κατηγορία θλιπτικής αντοχής σκυροδέµατος, εικόνα 11.

Μια εξήγηση του γρίφου µπορεί να είναι η λογική κάτσε να τα κάνω ακόµα πιο απλά ή κάτσε να βάλω µια ασφαλιστική δικλείδα ασφάλειας ώστε να ελέγξω και λίγο τα παρασκευαστήρια. Μια άλλη εξήγηση µπορεί να είναι πιθανολογική, δηλαδή αν βάλεις ελάχιστο τσιµέντο Χ και µέγιστο νερό Ψ δύσκολα θα πάρεις θλιπτική αντοχή µικρότερη από την ελάχιστη. Όπως και να έχουν τα πράγµατα στο µυαλό µας δεν θα πρέπει να συνδέονται.

2.14

3.

Το µέγεθος του Club Elephant

Προφανώς υπάρχουν club µικρά, µέτρια και µεγάλα σε µέγεθος. Το µέγεθος του club δεν είναι τίποτα άλλο από το µέγεθος του πορώδους του σκυροδέµατος (η τρύπια δεξαµενή που είπαµε στο πρώτο µέρος). Ας ξαναπιάσουµε λίγο την εξίσωση 3:

εδώ έχουµε τις παραµέτρους: ec

πορώδες ενανθρακωµένης ζώνης υπό µορφή κυβικών αέρα στο κυβικό του σκληρυµένου σκυροδέµατος (air m3/m3),

eair

ποσοστό αέρα που έχουµε εγκλωβίσει στο µείγµα συνήθως επίτηδες (entrapped air m3/m3),

Α

ο όγκος των αδρανών µας (kg/m3)

dA

η πυκνότητα των αδρανών (kg/m3).

Άρα το πρώτο µέρος της εξίσωσης 3 γίνεται:

και µας δίνει το µέγεθος του Club Elephant. Θα αναρωτηθείτε γιατί χρησιµοποιούµε την παράµετρο πορώδες ενανθρακωµένης ζώνης. Η απάντηση είναι απλή. Θεωρούµε ότι η πρώτη εξωτερική φέτα της επικάλυψης ελάχιστου πάχους (dC) ενανθρακώνεται αµέσως πχ σε µία εβδοµάδα, άρα οι κρύσταλλοι που σχηµατίζονται µειώνουν το πορώδες και άρα τα αγόρια και τα κορίτσια για να µπουν club θα περάσουν αναγκαστικά από αυτή την πόρτα. Το µέγεθος της πόρτας αυτής εξαρτάται από τα κιλά τσιµέντου, το τύπο του τσιµέντου και το νεράκι: . Για τα τσιµέντα τύπου CEM II/A-D (πυριτικής παιπάλης):

(5)

πχ 300 kg/m3 CEM II/A-D-6% και W=150 kg/m3 (δηλαδή λόγο νερού προς τσιµέντο =0.5) µας δίνει (150 kg/m3 - 0,267(282 kg/m3) - 0,0278 (18 kg/m3))/1000 = 0,074 kg/m3 Αν βάζαµε π.χ. 300 kg/m3 CEM II/A-D-6% και W=170 kg/m3 (δηλαδή λόγο νερού προς τσιµέντο =0,56) θα είχαµε 0.094 kg/m3.

2.15

Για τα τσιµέντα τύπου CEM II/A-P/B-P/A-Q/B-Q (ποζολανικά) η εξίσωση αλλάζει και έχουµε:

(6) πχ 300 kg/m3 CEM II/B-P 21% και W=150 kg/m3 (δηλαδή λόγο νερού προς τσιµέντο =0.5) µας δίνει 0.075 kg/m3. Για τα τσιµέντα τύπου CEM II/A-V/B-V/A-W/B-W (ιπτάµενης τέφρας): (7) Για τις παραµέτρους Α, dA ας τις κρατήσουµε στο µυαλό µας καθαρά αλγεβρικά και δεν θα µπούµε σε µεγαλύτερη ανάλυση στο άρθρο αυτό. Να θυµάστε µόνο ότι το πορώδες ορίζεται κατά βάση από τα κιλά του τσιµέντου και το Ν/Τ. Αφού µάθαµε πως να εκτιµούµε το πορώδες ας δούµε τώρα και τι είναι πορώδες. Το σκυρόδεµα περιέχει σκληρυµένο τσιµεντοπολτό, τα αδρανή µας και αέρα κοπανιστό. Ο κοπανιστός αέρας είναι διαβαθµισµένος σε πέντε µεγέθη, εικόνα 12.

Εικόνα 12

Τα 5 µεγέθη του πορώδους.

Το να τα µετρήσουµε και να τα υπολογίζουµε αναλυτικά τα ποσοστά κάθε διαβάθµισης γίνεται µε χρήση µικροσκοπίων, ξεκινώντας από τα οπτικά και καταλήγοντας στα ατοµικά (AFM). Ενδεικτικά η διαβάθµιση των πόρων δίνεται στην Εικόνα 13.

2.16

(α)

(β)

(δ) (γ)

(ε) Εικόνα 13

∆ιαβάθµιση των πόρων.Courtesy of Prof. Dr. M. Setzer, UGE - IBPM

Και τα 5 είδη των πόρων συνδέονται µεταξύ τους µέσω ενός δικτύου (porosity network), όπως ενδεικτικά φαίνεται στην εικόνα 14.

2.17

Εικόνα 14

Το δίκτυο των πόρων.

Φανταστείτε αυτό το δίκτυο σαν τους δρόµους της Αθήνας. Μπορώ να πάω όπου θέλω από όπου θέλω. Μπορώ να φύγω από την Κηφισιά και να πάω στον Πειραιά, από την Πειραιά στον Λυκαβηττό, κ.ο.κ. Αν όµως κόψω την Κηφισίας, την Συγγρού και την Ποσειδώνος για να πάω από την Κηφισιά στον Πειραιά θα µου πάρει περισσότερο χρόνο. Με λίγα λόγια το πόσο νερό θα βάλω στο µείγµα του τσιµέντου ορίζει αν θέλετε τους δρόµους που έχω στην διάθεσή µου. Πολύ νερό, µεγάλες λεωφόροι και πάω µε τα χίλια, µικρότεροι δρόµοι πάω πιο αργά και άρα θέλω περισσότερη ώρα, κ.ο.κ.

4.

Οι Μαντραχαλάδες (CO2) και τα Στρατόπεδα

Η ατµόσφαιρα περιέχει σηµαντικές ποσότητες διοξειδίου του άνθρακα (µαντραχαλάδες). Στην εικόνα 15, βλέπουµε σε παγκόσµιο επίπεδο την συγκέντρωση CO2 ξεκινώντας από το 1750.

400 390

European Enviromental Agency

380 370

CO2 (ppm)

360 350 340 330 320 310 300 290 280 270 1725 1750 1775 1800 1825 1850 1875 1900 1925 1950 1975 2000 2025

Period of Data

Εικόνα 15

Μέση παγκόσµια ατµοσφαιρική συγκέντρωση CO2. Πηγή Scripps CO2 Program at the Mauna Loa Observatory in Hawaii.

Μια προσεκτική εξέταση της εικόνας 15 αποκαλύπτει την στενή σχέση µεταξύ των µέσων συγκεντρώσεων του CO2 και των βιοµηχανικών επαναστάσεων, Εικόνα 16. Στην ίδια εικόνα, είναι σηµαντικό να παρατηρήσετε τη δραµατική αύξηση του ποσοστού της συγκέντρωσης του CO2 από το 1970 και ύστερα. Ειδικότερα το 1959 ήταν η πρώτη φορά που ο ρυθµός αύξησης του CO2 ανά έτος ξεπέρασε το όριο των 0,5 ppm/έτος.

2.18

Atmospheric CO2 Concentrations 400 390

European Enviromental Agency

380 370

CO2 (ppm)

360 350 340

1st Time CO2 rate exceed 0.5ppm/year

330 320 310

1st Industrial Revolution 1760-1840

2nd Industrial Revolution 1870-1914

300 290 280 270 1725 1750 1775 1800 1825 1850 1875 1900 1925 1950 1975 2000 2025

Period of Data

Εικόνα 16

Συσχετισµός της µέσης παγκόσµιας ατµοσφαιρικής συγκέντρωσης CO2 και των 2 βιοµηχανικών επαναστάσεων.

Η µέση συγκέντρωση του CO2 (στο ΕΛΟΤ ΕΝ 206-1 έχει θεωρηθεί σαν όριο τα 375 ppm) αποτελεί µια ψευδαίσθηση του φορτίου ενανθράκωσης. Στον Πίνακα 1 µπορούµε να δούµε εξωτερικές συγκεντρώσεις CO2 για διάφορες πόλεις στον κόσµο και διαφορετικές περιόδους. Πίνακας 1

Ενδεικτικές συγκεντρώσεις CO2 για διάφορες πόλεις στον κόσµο.

Country

Population

Height of Measurement from Sea level (m)

Population Density (Inhabitants/ Km2)

Min CO2 (ppm)

Max CO2 (ppm)

Mean CO2 (ppm)

Period

Long Island Sendai Krakow Nottingham Biel Athens Attica Karachi Nagoya London Vancouver Phoenix Cincinnati New Orleans St. Louis Basel Melbourne Mexico City Tokyo Edinburgh

USA Japan Poland UK Switzerland Greece Greece Pakistan Japan UK Canada USA USA USA USA Switzerland Australia Mexico Japan UK

7,568,304 1,028,214 760,700 310,837 53,051 666,046 3,090,508 23,500,000 2,171,557 6,679,332 2,093,125 1,445,632 325,000 593,471 575,238 173,808 4,442,919 19,415,324 13,185,502 778,000

3-125 0.5-30 0-20 0-40 0-25 0-25 0-35 5-15 5-22.5 0-2 3.7-4.6 0-29 0-40 0-37 0-29 -

2,086 6,879 743 4,073 2,500 17,043 7,501 6,662 6,923 5,223 18,205 1,080 2,245 1,167 5,158 7,300 430 6,000 6,000 1,828

290 339 346 344 423 405 357 384 351 402 323 320 332 388 376 424 364 384

315 354 376 345 487 458 370 427 445 481 411 377 346 452 400 472 484 452

349 373 350 468 412 377 359 375 -

1966 1981 1994 1985 1994 2013 2013 1990 1993 1994 1993 2000 1963 1963 1964 2002 2007 2005 2002 2000

Rome

Italy

2,915,244

-

2,256

447

477

-

2004

City

2.19

Στην εικόνα 17 µπορούµε να δούµε τις συγκεντρώσεις και το εύρος του CO2 σε σχέση µε την πυκνότητα του πληθυσµού (PD-population density). Ο αναγνώστης µπορεί εύκολα να καταλάβει ότι οι πόλεις µε PD > 1.000 κατοίκους/km2 παρουσίασαν σηµαντικά υψηλότερες συγκεντρώσεις σε σύγκριση µε το παγκόσµιο µέσο όρο. Από την άλλη πλευρά, πόλεις µε PD < 1.000 κατοίκους/km2 φαίνεται να ακολουθούν την παγκόσµια µέση τιµή, π.χ. Μελβούρνη (2007) και Βασιλεία (2002) µε το PD < 1.000 κατοίκους/km2. Προφανώς παράµετροι όπως εδαφολογικά/µετεωρολογικά/Πολεοδοµικά χαρακτηριστικά, πυκνότητα και είδος βιοµηχανικών χρήσεων και δεκάδες άλλες παράµετροι θα έπρεπε να µπουν στην εκτίµηση. Το βασικό πρόβληµα που προκύπτει από την εικόνα 17 είναι ότι το όριο των 375 ppm (0,0375% ή 0,375 kg/m3) που έχει ασπαστεί το ΕΛΟΤ ΕΝ 206-1, υπολείπεται σηµαντικά ένατι αυτού που µετράται σε πόλεις µε πυκνότητα πληθυσµού >1.000 κατοίκους/km2 για την περίοδο µετά το 1990. Στην Ελλάδα το πρόβληµα είναι ιδιαίτερα αυξηµένο στην Θεσσαλονίκη, Πειραιά και Αθήνα. Στον Πίνακα 2 µπορούµε να δούµε κάποιους από τους δήµους της Ελλάδος µε πυκνότητα πληθυσµού >1000 κατοίκους/km2 από την απογραφή του 2011.

Atmospheric CO2 Concentrations 500 Mean Clobal Vancouver PD=18,205 Phoenix PD=1,080 London PD=5,223 Krakow PD= 743 New Orleans PD=1,167 Rome PD=2,256 Melbourne PD=430

480 460

CO2 (ppm)

440 420 400 380

375 ppm

360 340 320 300 1950

1960

1970

1980

1990

2000

2010

2020

Period of Data Εικόνα 17

Όρια συγκέντρωσης CO2 για διάφορες πόλεις του Πίνακα 1.

2.20

Πίνακας 2

Πυκνότητα Πληθυσµού µε PD> κατοίκους/km2. Πηγή ΕΛ.ΣΤΑΤ.

Περιοχή ∆ΗΜΟΣ ΑΘΗΝΑΙΩΝ ∆ΗΜΟΣ ΒΥΡΩΝΟΣ ∆ΗΜΟΣ ΓΑΛΑΤΣΙΟΥ ∆ΗΜΟΣ ∆ΑΦΝΗΣ - ΥΜΗΤΤΟΥ ∆ΗΜΟΣ ΖΩΓΡΑΦΟΥ ∆ΗΜΟΣ ΗΛΙΟΥΠΟΛΕΩΣ ∆ΗΜΟΣ ΚΑΙΣΑΡΙΑΝΗΣ ∆ΗΜΟΣ ΘΕΣΣΑΛΟΝΙΚΗΣ ∆ΗΜΟΣ ΚΑΛΑΜΑΡΙΑΣ ∆ΗΜΟΣ ΚΟΡ∆ΕΛΙΟΥ - ΕΥΟΣΜΟΥ ∆ΗΜΟΣ ΝΕΑΠΟΛΗΣ - ΣΥΚΕΩΝ ∆ΗΜΟΣ ΠΑΥΛΟΥ ΜΕΛΑ ∆ΗΜΟΣ ΑΜΠΕΛΟΚΗΠΩΝ ΜΕΝΕΜΕΝΗΣ

PD 17.042 6.661 14.740 14.309 8.339 6.142 3.374 16.855 14.260 7.617 6.567 4.176 5.323

Πληθυσµός 664.046 61.308 59.345 33.628 71.026 78.153 26.458 325.182 91.279 101.753 84.741 99.245 52.127

Πολύ απλά, µπορούµε να πούµε ότι το φορτίο ενανθράκωσης στον δήµο Γαλατσίου είναι µεγαλύτερο από το φορτίο ενανθράκωσης στον δήµο Ανάφης µε PD = 6.71 κατοίκους/km2 και άρα (εξίσωση 1) πιο βαθειά θα φτάσει η ενανθράκωση στον ίδιο χρόνο στο Γαλάτσι από ότι στην Ανάφη. Αυτό δεν το βλέπει το ΕΛΟΤ ΕΝ 206-1. Αν νοµίζετε ότι τα 500 ppm είναι πολλά τότε θα εκπλαγείτε όταν ακούσετε ότι το Πανεπιστήµιο Αθηνών έκανε µετρήσεις σε εσωτερικούς χώρους και µέτρησε τιµές µέχρι και 1600 ppm, εικόνα 18. Αυτά είναι τα φανταράκια που έγραψα παραπάνω και που θα βρούµε µόνο στην κατηγορία XC1 σκυρόδεµα εσωτερικών χώρων µε χαµηλή υγρασία αέρα - 45% ≤ RH < 65% και XC3σκυρόδεµα εσωτερικών χώρων µε µέτρια ή υψηλή υγρασία αέρα - 65% ≤ RH < 85%.

Εικόνα 18

Τα στρατόπεδα και η βραδινή έξοδος. Αν µάλιστα καπνίζετε και µερικά πακέτα τσιγάρα την ηµέρα µπορεί να πάει και στα 1780ppm.

2.21

5.

Συµπεράσµατα 2ου Μέρους

α)

Η εξίσωση

στην ουσία είναι : Χρόνος Ενανθράκωσης =

∆ιάµετρος και ύψος Τρύπιας εξαµενής (Αριθµός µαντραχαλάδων και στρατόπεδα) x (Πόρτα και µέγεθος του Club Elephant)

β)

Οι διαβαθµίσεις XC1, 2, 3, 4 είναι στην ουσία ο λόγος των "καλών" κοριτσιών για οικογένεια και κουτσούβελα προς τα "κακά" κορίτσια που ζηλεύουν τις "καλές" και δεν τις αφήνουν να κάνουν κουτσούβελα.

γ)

Οι διαβαθµίσεις των εσωτερικών χώρων XC1, XC3 είναι οι βραδινές άδειες των φαντάρων και τα τσιγάρα.

δ)

Για τους µαντράχαλους στους εξωτερικούς χώρους, ο ποιητής δεν βλέπει διάφορα µεταξύ Ανάφης και Βύρωνα, σίγουρα δεν είναι µέλος της Greenpeace και δεν καταλαβαίνει από ειδικές περιπτώσεις. Το ότι στην Ελλάδα κολλήσαµε τα 2/3 του πληθυσµού στην Αθήνα και στην Θεσσαλονίκη να προσέχαµε. Να πάτε στην Ανάφη ωρέ ....

ε)

Μπορούµε να κάνουµε ότι σαλάτα οξειδίων θέλουµε και φράσεις όπως δεν έχει αυτό τον τύπο ή τον άλλο είναι απλά δικαιολογίες. Είναι καλύτερα να πούµε "εγώ µπετό πουλάω και σιγά µην γίνω και χηµικός από την NASA", παρά "δεν γίνεται".

ζ)

Μην βάζετε πολύ νερό στο τσιµέντο. Είναι σαν το ούζο: αν βάλεις πολύ νερό µετά δεν πίνεται ή πίνεις κατιτίς από ούζο.

η)

Μην κάνουµε τσιγκουνιές στο τσιµέντο βάλτε όσο σας λέει. ∆εν το γράφει ο ποιητής για να µην αδειάσει ο τόπος. Τώρα αν µας βγαίνει πιο ακριβό τι να κάνουµε. Σκεφτείτε το λίγο διαφορετικά. Πας και αγοράζεις την σούπερ ντούπερ Porsche που έχει 800 άλογα, της πετάς επάνω τα καλύτερα δερµάτινα καθίσµατα, βάζεις το καλύτερο ηχοσύστηµα, κλπ µετά..... είναι κρίµα να πεις δεν θα βάλω το λάδι στον κινητήρα που µου λέει ο κατασκευαστής και θα βάλω ΕΛΑΙΣ.

θ)

Αν καταφέρατε και διαβάσατε το 2ο µέρος τότε το τρίτο θα σας φανεί παιχνιδάκι.

2.22

6.

Βιβλιογραφία 2ου Μέρους

Κ. Τσακαλάκης (2010) Τεχνολογία παραγωγής τσιµέντου και σκυροδέµατος, ΕΜΠ.

R. H. Bogue, “Calculation of the compounds in Portland cement,” Industrial and Engineering Chemistry, vol. 1, no. 4, pp. 192–197, 1929.

V.G. Papadakis, S. Tsimas, Supplementary cementing materials in concrete Part I: efficiency and design, Cement and Concrete Research 32 (2002) 1525–1532.

Wierig, H.-J. (1984), ‘Longtime studies on the carbonation of concrete under normal outdoor exposure’, Proceedings of RILEM Seminar on Durability, Hanover.

Hallberg, D. (2005), ‘Quantification of exposure classes in The European Standard EN 206-1’, Proceedings of 10th DBMC International Conference on Durability of Building Materials and Components, 17-20 April 2005, Lyon.

H.J.H. Brouwers, The work of Powers and Brownyard revisited: Part 1, Cement and Concrete Research 34 (2004) 1697–1716 A.V. Saetta, R.V. Vitaliani, Experimental investigation and numerical modeling of carbonation process in reinforced concrete structures: Part I: Theoretical formulation, Cem. Concr. Res. 34 (4) (2004) 571– 579.

A.A. Rahman, F.P. Glasser, Comparative studies of the carbonation of hydrated cements, Adv. Cem. Res. 2 (6) (1989) 49–54.

M. Santamouris, K. Argiroudis, M. Georgiou, K. Pavlou, M. Assimakopoulos, and K. Sfakianaki, Indoor Air Quality in fifty residences in Athens.

Papadakis, V.G. (2000), “Effect of supplementary cementing materials on concrete resistance against carbonation and chloride ingress”, Cement Concrete Res., 30(2), 291-299.

Papadakis, V.G., Fardis, M.N. and Vayenas, C.G. (1991), “Fundamental modeling and experimental investigation of concrete carbonation”, ACI Mater. J., 88(4), 363-373.

Richardson, M.G., Fundamentals of Durable Reinforced Concrete, Spon Press, London (2002).

H. F.W. Taylor, Cement Chemistry, Tomas Telford Services, London, UK, 2nd edition, 1998.

S. Kosmatka & W. Panarese (1988): Design and Control of Concrete Mixes, Portland Cement Association.

M. Mamlouk & J. Zaniewski (1999): Materials for Civil and Construction Engineers, Addison Wesley Longman, Inc. ACI Committee 222, Protection of Metals in Concrete against Corrosion, ACI 222R-01, American Concrete Institute, Farmington Hills, Michigan, 2001.

CEN EN 197-1, 2000. European Standard for Cement - Part 1: Composition, Specifications and Conformity Criteria for Common Cements, Brussels.

Swamy, R.N., Holistic design: Key to sustainability in concrete construction, Structures & Buildings, 146, No.4, pp. 371-379.

Mehta, P.K., Concrete Durability – 50 Years of Progress?, American Concrete Institute, Special Publication SP-126, pp. 1-31.

Saetta, A.V., Schrefler, B.A., and Vitaliani, R.V., The carbonation of concrete and the mechanisms of moisture, heat and carbon dioxide flow through porous materials, Cement and Concrete Research Vol.23, pp.761-772, 1993.

2.23

Steve Kosmatka & William Panarese (1988): Design and Control of Concrete Mixes, Portland Cement Association.

Michael Mamlouk & John Zaniewski (1999): Materials for Civil and Construction Engineers, Addison Wesley Longman, Inc. ACI Committee 222, Protection of Metals in Concrete against Corrosion, ACI 222R-01, American Concrete Institute, Farmington Hills, Michigan, 2001.

Canadell, J. G., Quéré, C. L., Raupach, M. R., Field, C. B., Buitenhuis, E. T., Ciais, P., Marland, G. (2007). Contributions to accelerating atmospheric CO₂ growth from economic activity, carbon intensity, and efficiency of natural sinks. Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America, 104(47), 18866-18870.

Woodwell, G.M., Houghton, R.A., Tempel, N.R., 1973. Atmospheric CO2 at Brookhaven, Long Island, New York: patterns of variation up to 125 m. Journal of Geophysical Research 78, 932–940.

Tanaka, M., Nakazawa, T., Aoki, S., 1983. High quality measurements of the concentrations of atmospheric carbon dioxide over Japan. Journal of Geophysical Research 88, 1339–1344.

Kuc, T., 1991. Concentration and carbon isotopic composition of atmospheric CO2 in southern Poland.

Tellus 43B, 373–378.

Berry, D., Colls, J.J., 1990a. Atmospheric carbon dioxide and sulphur dioxide on an urban/rural transect—I. Continuous measurements at the transect ends. Atmospheric Environment 24A, 2681– 2688.

Sigrist, M.W., 1994. Laser photoacoustic spectrometry for trace gas monitoring. Analyst 119, 525–531.

2.24

Απο την Ενανθράκωση στις Επικαλύψεις ή απο το ΕΛΟΤ ΕΝ 206-1/XC στο ΕΛΟΤ ΕΝ 1504-2 Βασικές Αρχές και Εξισώσεις που πρέπει να γνωρίζουµε Μέρος 3ο από 5: Η Ζυγαριά του Ελέφαντα ....κάποια βασικά προβλήματα

1.

Η Συγκέντρωση του CO2 και τα όρια του ΕΛΟΤ ΕΝ 206-1 - ∆ιαβάθµιση XC1 + XC3

Ας θεωρήσουµε ότι έχουµε την διαβάθµιση XC1 - Σκυρόδεµα εσωτερικών χώρων µε χαµηλή υγρασία αέρα - 45% ≤ RH <6 5%. Στην εικόνα 1 παραθέτουµε ένα πιστοποιηµένο και πραγµατικό µείγµα κατηγορίας C20/25 που κυκλοφορεί στην Ελληνική αγορά. Η θλιπτική αντοχή του µείγµατος έχει µέση τιµή 34.39 MPa και τυπική απόκλιση 0.29 MPa.

ΜΑΖΑ ΜΑΖΑ ΜΑΖΑ ΜΑΖΑ

ΠΟΣΟΤΗΤΕΣ ΑΝΑ ΚΥΒΙΚΟ ΜΕΤΡΟ ΣΚΥΡΟ∆ΕΜΑΤΟΣ ΤΣΙΜΕΝΤΟΥ CEM II 42,5 (kgr) ΤΣΙΜΕΝΤΟΥ CEM II 32,5 (kgr) ΠΟΖΟΛΑΝΗΣ (kgr) ΤΣΙΜΕΝΤΟΥ κ' ΠΟΖOΛΑΝΗΣ(kgr)

ΕΝΕΡΓΟΣ ΛΟΓΟΣ w/(c+p) ΜΑΖΑ ΕΝΕΡΓΟΥ ΝΕΡΟΥ (kgr) ΟΓΚΟΣ ΤΣΙΜΕΝΤΟΥ κ' ΠΟΖΟΛΑΝΗΣ (lt) ΟΓΚΟΣ ΕΝΕΡΓΟΥ ΝΕΡΟΥ(lt) ΠΟΣΟΣΤΟ ΑΕΡΑ ΟΓΚΟΣ ΑΕΡΑ (lt) ΑΠΟΛΥΤΟΣ ΟΓΚΟΣ Α∆ΡΑΝΩΝ (lt) ΘΕΩΡΗΤΙΚΗ ΠΥΚΝΟΤΗΤΑ (kgr/m³)

300 0 0 300 0.538 161 103 161 1.4% 14 721 2389

ΜΕΓΙΣΤΟΣ ΚΟΚΚΟΣ Α∆ΡΑΝΩΝ: ΤΥΠΟΣ ΤΣΙΜΕΝΤΟΥ: ΚΑΤΗΓΟΡΙΑ ΚΑΘΙΣΗΣ: ΟΛΙΚΟΣ ΛΟΓΟΣ Ν/Τ : Α.Π. ΑΙΤΗΣΕΩΣ: ΟΓΚΟΣ ΕΡΓΑΣΤΗΡΙΑΚΟΥ ΑΝΑΜΙΓΜΑΤΟΣ (m3): ΗΜΕΡΟΜΗΝΙΑ:

1" CEM II 42,5

S4 0.644 090578 0.03 02/06/2009

Α/Α ΕΙ∆ΟΣ ΥΛΙΚΩΝ ΠΡΟΕΛΕΥΣΗ ΥΛΙΚΩΝ ∆Ε∆ΟΜΕΝΑ ΥΠΟΛΟΓΙΣΜΩΝ ΑΝΑΛΟΓΙΕΣ ΞΗΡΗ ΜΑΖΑ ΜΑΖΑ ΕΙ∆ΙΚΟ ΑΠΟΡ/ΤΑ % ΑΝΑΜΙΞΕΩΣ Α∆ΡΑΝΩΝ ΥΛΙΚΩΝ (kgr), ΒΑΡΟΣ ΑΝΑ m³ 1 ΑΜΜΟΣ 2.586 1.62% 50.00% 932 932 AMMOΣ ΦΥΣΙΚΗ 2 ΓΑΡΜΠΙΛΙ 2.657 1.24% 18.00% 345 345 3 ΧΑΛΙΚΙ 2.663 1.44% 32.00% 615 615 4 5 ΝΕΡΟ 1.000 193.23 kgr 6 ΤΣΙΜΕΝΤΟ CEM IΙ A-P 42,5 3.100 300.00 kgr 7 ΤΣΙΜΕΝΤΟ CEM IV 32,5 2.900 0.00 kgr 8 ΠΡΟΣΘΕΤΟ 1 1.00% κ.β.τ.

3.0 kgr 9 ΠΡΟΣΘΕΤΟ 2 0.30% κ.β.τ.

0.9 kgr 10 ΠΡΟΣΘΕΤΟ 3 11 ΠΡΟΣΘΕΤΟ 4

Εικόνα 1

Τυπικό µείγµα/σύνθεση σκυροδέµατος C20/25. Καταλαβαίνουµε ότι το µείγµα πληροί πλήρως τις απαιτήσεις (οριακές τιµές) του ΕΛΟΤ ΕΝ 206-1.

3.1

Στο δεύτερο µέρος είδαµε ότι η συγκέντρωση του CO2 σε εσωτερικούς χώρους εύκολα ξεπερνάει τα 1000 ppm. Ας θεωρήσουµε ότι η συγκέντρωση είναι ίση µε 1150 ppm (ντετερµινιστική τιµή). Αν εφαρµόσουµε τις εξισώσεις που είδαµε στο Α και Β µέρος του άρθρου και το µείγµα της εικόνας 1, µπορούµε να υπολογίσουµε το βάθος ενανθράκωσης σε σχέση µε τα χρόνια, εικόνα 2. Το αποτέλεσµα ονοµάζετε κοινώς τζίφος (δεν πιάνουµε τα 50 χρόνια και σίγουρα δεν πιάνουµε το β=1.5).

60 55

RH=55% RH=45% RH=65%

Carbonation Depth (mm)

50 45 40

EN 1990 35 30 EN 206-1 25 20 15 10 5

XC1/Dry-CO2=1150ppm

0 0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100

Years

Εικόνα 2

Τζίφος πρώτος. Η ενανθράκωση ξεπερνάει την επικάλυψη πριν την πάροδο των 50 ετων.

Αν µάλιστα θεωρήσουµε ότι η κατασκευή βρίσκεται στον ∆ήµο Γαλατσίου και η συγκέντρωση είναι ίση µε 1500 ppm, εικόνα 3, τότε έχουµε τζίφο στο τετράγωνο.

70 65

RH=55% RH=45% RH=65%

Carbonation Depth (mm)

60 55 50 45 40

EN 1990

35 30

EN 206-1

25 20 15 10

XC1/Dry-CO2=1500ppm

5 0 0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100

Years

Εικόνα 3

Τζίφος δεύτερος. Ηθικό δίδαγµα "µην καπνίζετε στο σπίτι". Μπορούµε στα πακέτα των τσιγάρων να συµπληρώσουµε στο "βλάπτει σοβαρά την υγεία" το θα βλάψει σοβαρά και το ταβάνι του σπιτιού σας.

3.2

Αν µάλιστα πρόκειται και για βιοµηχανικό κτήριο, όπου τα 2500 ppm δεν είναι και τίποτα ιδιαίτερο, εικόνα 4, τότε ο τζίφος πάει στον κύβο.

Carbonation Depth (mm)

85 80 75

RH=55% RH=45% RH=65%

70 65 60 55 50 45 40

EN 1990

35 30 25

EN 206-1

20 15 10 5

XC1/Dry-CO2=2500ppm

0 0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100

Years

Τζίφος τρίτος. Θέλουµε και βιοµηχανική παραγωγή........ρε ουστ.

Εικόνα 4

Ηθικό δίδαγµα "µην καπνίζετε στο σπίτι". Μπορούµε στα πακέτα των τσιγάρων να συµπληρώσουµε στο "βλάπτει σοβαρά την υγεία" το "θα βλάψει σοβαρά και το ταβάνι του σπιτιού σας". Εύλογα θα αναρωτηθείτε: τι γίνετε εδώ πέρα; Υπάρχουν δύο εκδοχές/απαντήσεις. Εκδοχή (α) Μπορεί το ΕΛΟΤ ΕΝ 206-1 να θεωρεί ότι η συγκέντρωση CO2 τόσο στο εσωτερικό όσο και στο εξωτερικό περιβάλλον δεν αλλάζει και είναι ίση µε 375 ppm. Πράγµατι, αν θεωρήσουµε 375ppm και πάρουµε και την χειρότερη περίπτωση (RH=65%) θα έχουµε τα αποτελέσµατα της εικόνα 5.

50 RH=65%

EN 1990

45

Carbonation Depth (mm)

40 35 30 EN 206-1

25 20 15 10 5

XC1/Dry-CO2=375ppm

0 0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100

Years

Εικόνα 5

Την γλυτώσαµε. Θεωρητικά πάντα διότι και τα 375ppm είναι θεωρητικά.

3.3

Εκδοχή (β) Παραθέτουµε εδώ, από το άρθρο ΥΠΟΛΟΓΙΣΜΟΣ ∆ΙΑΡΚΕΙΑΣ ΖΩΗΣ ΚΑΤΑΣΚΕΥΩΝ ΑΠΟ ΣΚΥΡΟ∆ΕΜΑ ΚΑΙ ΠΕΙΡΑΜΑΤΙΚΗ ΕΠΙΒΕΒΑΙΩΣΗ του καθ. Βαγγέλη Παπαδάκη, τα εξής: "Στην περίπτωση της κατηγορίας έκθεσης XC1 και ξηρό περιβάλλον (προτείνουµε 45% ≤ RH < 65%, µε προτεινόµενη µέση τιµή 55%), η ενανθράκωση βρίσκεται στο µέγιστο ρυθµό της [1,4,9], όµως ο ρυθµός διάβρωσης οπλισµού ενανθρακωµένου σκυροδέµατος είναι ιδιαίτερα χαµηλός λόγω της ανεπαρκούς υγρασίας. Έτσι παρόλο που ο χρόνος tcr είναι εξαιρετικά µικρός για τις παραµέτρους σχεδιασµού του Πίνακα 4, ο χρόνος που απαιτείται για την εξέλιξη της διάβρωσης, tpr, σε σηµείο που να προκαλέσει ρηγµατώσεις είναι πολύ µεγάλος. Αξίζει να τονισθεί ότι κατά Parrot [15], το κρίσιµο βάθος διάβρωσης οπλισµού που προκαλεί ορατή φθορά είναι 100 µm, και επειδή σε αυτή την περιοχή υγρασιών ο ρυθµός διάβρωσης είναι περίπου 0.3 µm/yr [4,15], ο χρόνος tpr είναι >100 χρόνια. Συνεπώς µπορεί να θεωρηθεί ότι οι παράµετροι σχεδιασµού που δίνονται στον Πίνακα 4 εξασφαλίζουν διάρκεια ζωής µεγαλύτερη από 100 χρόνια, για όλα τα εξεταζόµενα πάχη επικάλυψης οπλισµού και τύπους τσιµέντου." Υποσηµείωση Ο Πίνακας 4 που αναφέρεται στο άρθρο υπολείπεται µάλιστα σε οριακές τιµές του Πίνακα στο ΕΛΟΤ ΕΝ 206-1. Το πρόβληµα της πρώτης εκδοχής είναι προφανώς η θεώρηση των 375 ppm που υπολείπεται σηµαντικά των µετρήσεων του Πανεπιστηµίου Αθηνών (Μέρος Β). Στην περίπτωση αυτή καλό είναι να υπάρξει µια αναθεώρηση και συνεργασία. Το πρόβληµα της δεύτερης εκδοχής είναι διπλό. Αν η θεώρηση κατά Parrot θεωρηθεί "κανονιστική" τότε δεν υπάρχει κανένας λόγος να έχουµε οποιαδήποτε επικάλυψη που ξεπερνάει την ελάχιστη που δίνει πλήρη συνεργασία µε τον οπλισµό (τα 100 χρόνια είναι διπλάσιος χρόνος από τον επιθυµητό). Η θεώρηση του Parrot σε διάφορα πρότυπα εµφανίζεται υπό µορφή Πίνακα Ρίσκου (0 ελάχιστο ρίσκο, 1 µικρό ρίσκο, 2 µέτριο ρίσκο και 3 µεγάλο ρίσκο), εικόνα 6.

Εικόνα 6

Πίνακας Ρίσκου µεταξύ υγρασίας, ρυθµού ενανθράκωσης και ρυθµού διάβρωσης.

Προφανώς η θεώρηση κατά Parrot, όχι µόνο δεν θεωρείται "κανονιστική" αλλά έρχεται σε πλήρη αντίθεση µε τον Ευρωκώδικα που ορίζει ότι "από την στιγµή που η ενανθράκωση θα ξεπεράσει την επικάλυψη και µάλιστα µε β=1.5, η διάβρωση θα πρέπει να θεωρείται δεδοµένη".

3.4

Το δεύτερο "ατόπηµα" του Parrot είναι ότι η θεώρηση γίνεται για µέγιστη θερµοκρασία 20 oC. Αν π.χ. η θερµοκρασία είναι 25 oC τότε ο ρυθµός διάβρωσης αυξάνεται περίπου κατά 2 φορές και άρα το ρίσκο µπορεί να γίνει 1. Στους 30 oC το ρίσκο µπορεί να φτάσει και την τιµή 2. Αυτά δεν τα λέει ο Ροδόπουλος αλλά ο ίδιος ο Parrot!!!!, εικόνα 7.

Εικόνα 7

Η θεώρηση του Parrot για τους ρυθµούς διάβρωσης (µην µπερδεύεστε µε το g/m2 είναι το ίδιο πράγµα).

Με τα παραπάνω γίνεται αντιληπτό ότι πιθανότατα αυτό που προσπαθεί να περάσει ο Ευρωκώδικας, δεν είναι κάτι που απλά τους κατέβηκε από το κεφάλι µια ωραία πρωία πίνοντας freddo cappuccino, αλλά αποτελεί στην ουσία µια "λύση" σε ένα πολύπλοκο πρόβληµα. Στο χωρι'ο µου το λέµε engineering solution και πολλές φορές απέχει σηµαντικά από το scientific solution. Το κατά πόσο αυτή η λύση είναι εφαρµόσιµη µε τις συγκεντρώσεις του Καποδιστριακού για την Αθήνα, έχει ήδη απαντηθεί. Για να καταλάβουµε καλύτερα το πρόβληµα που δηµιουργείται παραπάνω, ας το δούµε συνδυαστικά µε την διαβάθµιση XC3- Σκυρόδεµα εσωτερικών χώρων µε µέτρια ή υψηλή υγρασία αέρα - 65% ≤ RH < 85% Στην εικόνα 8 παραθέτουµε ένα πιστοποιηµένο και πραγµατικό µείγµα κατηγορίας C25/30 που κυκλοφορεί στην Ελληνική αγορά. Η θλιπτική αντοχή του µείγµατος έχει µέση τιµή 36.2 MPa και τυπική απόκλιση 0.41 MPa.

3.5

ΜΑΖΑ ΜΑΖΑ ΜΑΖΑ ΜΑΖΑ

ΠΟΣΟΤΗΤΕΣ ΑΝΑ ΚΥΒΙΚΟ ΜΕΤΡΟ ΣΚΥΡΟ∆ΕΜΑΤΟΣ ΤΣΙΜΕΝΤΟΥ CEM II 42,5 (kgr) ΤΣΙΜΕΝΤΟΥ CEM II 32,5 (kgr) ΠΟΖΟΛΑΝΗΣ (kgr) ΤΣΙΜΕΝΤΟΥ κ' ΠΟΖOΛΑΝΗΣ(kgr)

ΕΝΕΡΓΟΣ ΛΟΓΟΣ w/(c+p) ΜΑΖΑ ΕΝΕΡΓΟΥ ΝΕΡΟΥ (kgr) ΟΓΚΟΣ ΤΣΙΜΕΝΤΟΥ κ' ΠΟΖΟΛΑΝΗΣ (lt) ΟΓΚΟΣ ΕΝΕΡΓΟΥ ΝΕΡΟΥ(lt) ΠΟΣΟΣΤΟ ΑΕΡΑ ΟΓΚΟΣ ΑΕΡΑ (lt) ΑΠΟΛΥΤΟΣ ΟΓΚΟΣ Α∆ΡΑΝΩΝ (lt) ΘΕΩΡΗΤΙΚΗ ΠΥΚΝΟΤΗΤΑ (kgr/m³)

0.475 191 117 191 1.4% 14 678 2305

Α/Α ΕΙ∆ΟΣ ΥΛΙΚΩΝ ΠΡΟΕΛΕΥΣΗ ΥΛΙΚΩΝ

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11

ΑΜΜΟΣ ΓΑΡΜΠΙΛΙ ΧΑΛΙΚΙ ΝΕΡΟ ΤΣΙΜΕΝΤΟ ΤΣΙΜΕΝΤΟ ΠΡΟΣΘΕΤΟ ΠΡΟΣΘΕΤΟ ΠΡΟΣΘΕΤΟ ΠΡΟΣΘΕΤΟ

Εικόνα 8

340 0 0 340

AMMOΣ ΦΥΣΙΚΗ

ΜΕΓΙΣΤΟΣ ΚΟΚΚΟΣ Α∆ΡΑΝΩΝ: ΤΥΠΟΣ ΤΣΙΜΕΝΤΟΥ: ΚΑΤΗΓΟΡΙΑ ΚΑΘΙΣΗΣ: ΟΛΙΚΟΣ ΛΟΓΟΣ Ν/Τ : Α.Π. ΑΙΤΗΣΕΩΣ:

1" CEM II 42,5

S4 0.568 090578

ΟΓΚΟΣ ΕΡΓΑΣΤΗΡΙΑΚΟΥ ΑΝΑΜΙΓΜΑΤΟΣ (m3): ΗΜΕΡΟΜΗΝΙΑ:

0.03 09/11/20012

∆Ε∆ΟΜΕΝΑ ΥΠΟΛΟΓΙΣΜΩΝ ΑΝΑΛΟΓΙΕΣ ΞΗΡΗ ΜΑΖΑ ΜΑΖΑ ΕΙ∆ΙΚΟ ΑΠΟΡ/ΤΑ % ΑΝΑΜΙΞΕΩΣ Α∆ΡΑΝΩΝ ΥΛΙΚΩΝ (kgr), ΒΑΡΟΣ ΑΝΑ m³ 2.586 1.62% 55.00% 964 964 2.657 1.24% 6.50% 117 117 2.663 1.44% 38.00% 686 686 1.000 3.100 2.900

CEM IΙ A-P 42,5 CEM IV 32,5

1 2 3 4

193.23 kgr 340.00 kgr 0.00 kgr 3.4 kgr 1.0 kgr

1.00% κ.β.τ.

0.30% κ.β.τ.

Τυπικό µείγµα/σύνθεση σκυροδέµατος C25/30. Καταλαβαίνουµε ότι το µείγµα πληροί πλήρως τις απαιτήσεις (οριακές τιµές) του ΕΛΟΤ ΕΝ 206-1.

Ας δούµε πάλι την επίδραση των ίδιων συγκεντρώσεων CO2 που είχαµε για την διαβάθµιση XC1, εικόνες 9 και 10. Είναι προφανές ότι µπορούµε να την γλυτώσουµε οριακά (προφανώς χωρίς το περιβόητο β). Η διαφορά µε την εικόνα 3 είναι ότι έχουµε µεγαλύτερη τρύπια δεξαµενή. Στην περίπτωση βέβαια της βιοµηχανικής χρήσης δεν την γλυτώνουµε.

65 60

RH=85% RH=75% RH=65%

Carbonation Depth (mm)

55 50

EN 1990

45 40

EN 206-1

35 30 25 20 15 10 5

XC3/Wet-CO2=1150ppm

0 0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100

Years

Εικόνα 9

Οριακός τζίφος.

3.6

Carbonation Depth (mm)

95 90 85 80 75 70 65 60 55 50 45 40 35 30 25 20 15 10 5 0

RH=85% RH=75% RH=65%

EN 1990 EN 206-1

XC3/Wet-CO2=2500ppm 0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100

Years

Εικόνα 10

Τζίφος again.

Από τα παραπάνω µπορούµε να διαπιστώσουµε την µεγάλη συνδροµή της συγκέντρωσης του CO2 στο βάθος ενανθράκωσης. Ειδικότερα, κάνοντας χρήση των µετρήσεων που είδαµε από το Πανεπιστήµιο Αθηνών στο 2ο µέρος διαπιστώνουµε ότι υπάρχει µια οριακή συγκέντρωση της τάξεως των 1237 ppm CO2 (45mm ενανθράκωση στα 50 χρόνια). Στην περίπτωση 65% ≤ RH < 85% είναι προφανές ότι η θεώρηση του Parrot δεν µπορεί να βρει εφαρµογή (100 χρόνια για εκτίναξη). Στην διαβάθµιση αυτή ανήκει και η κατηγορία XC3- Σκυρόδεµα εξωτερικών χώρων προφυλαγµένο από την βροχή 65%≤RH<85%. Η διαφορά µεταξύ των δύο υπο-διαβαθµίσεων XC3 βρίσκεται προφανώς πάλι στην συγκέντρωση του CO2, εικόνα 11.

Carbonation Depth (mm)

65 60

CO2=1150ppm

55

CO2=375 ppm

50 EN 1990

45 40

EN 206-1

35 30 25 20 15 10 5

XC3/RH=85%

0 0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100

Years

Εικόνα 11

Χρησιµοποιώντας την συγκέντρωση του CO2 για την διαφοροποίηση µεταξύ εξωτερικού και εσωτερικού χώρου.

Εύκολα καταλαβαίνουµε ότι στην ουσία των πραγµάτων οι δύο υπό-διαβαθµίσεις της XC3 καταλήγουν σε σηµαντικές διαφορές. Αν θέλετε, στην περίπτωση των εξωτερικών χώρων το ΕΛΟΤ ΕΝ 206-1 είναι αρκετά συντηρητικό ενώ στην περίπτωση των εσωτερικών χώρων κινείται µάλλον στα όρια της αβάσιµης αισιοδοξίας.

3.7

1.1. ∆ηλαδή ...; Για να φτάσουµε να απαντήσουµε στο, "δηλαδή εγώ, ως µελετητής/επίβλεψη/κατασκευαστής, τι ευθύνη έχω όταν θα µε κυνηγάει ο ιδιοκτήτης και θα γυρίζει και θα λέει εσύ φταις", θα πρέπει να ξεκινήσουµε να φτιάχνουµε κάποια σενάρια ή αν θέλετε να βάλουµε το µυαλό µας να κινηθεί σαν ιατροδικαστής. Ας ξεκινήσουµε από την περίπτωση XC1 - Σκυρόδεµα εσωτερικών χώρων µε χαµηλή υγρασία αέρα - 45% ≤ RH <6 5%. Αν πάµε by the book, δηλαδή Τ.Ο.Τ.Ε.Ε. 20701-1/2010 εικόνα 12, θα διαπιστώσουµε ότι η θεώρηση του Parrot µπορεί να βρει εφαρµογή. Η σχετική υγρασία για κάθε προβλεπόµενη χρήση είναι χαµηλότερη από 50%. Η παραδοχή βέβαια εδώ είναι ότι έχουµε θέρµανση και, ιδιαίτερα, κλιµατισµό. Αν όµως ο ιδιοκτήτης κρυώνει και θέλει να έχει 30 oC ή αν βράζει πολλά µακαρόνια και δεν αγόρασε τον σούπερ ντούπερ απορροφητήρα µε τα 5000 m3/h ή αν ο µάστορας δεν έβαλε τα παράθυρα καλά, ή αν του αρέσει να κάνει το µπάνιο χαµάµ τι κάνουµε; Απάντηση δεν υπάρχει. Σίγουρα θα συνεχίσουµε να βλέπουµε εσωτερικά προβλήµατα όπως της εικόνας 13, το ποσοστό των οποίων όµως,, ευτυχώς, δεν είναι µεγάλο διότι πιθανότατα τα κλιµατιστικά στην Ελλάδα είναι αρκετά διαδεδοµένα. Σίγουρα όπως θα δούµε στο 4ο µέρος, οι σοφάδες, οι βαφές κλπ βοηθάνε, αλλά στο 3ο µέρος σχολιάζουµε αποκλειστικά το σκυρόδεµα. Σε κάθε περίπτωση και καθαρά από προσωπική εκτίµηση θα συνιστούσα να γίνεται χρήση αφυγραντήρων.

Εικόνα 13

Ή στραβός είναι ο γιαλός ή στραβά αρµενίζουµε.

3.8

3.9

Μεγάλη προσοχή σίγουρα χρειάζονται οι χρήσεις που ανήκουν στην υπό-διαβάθµιση XC3 Σκυρόδεµα εσωτερικών χώρων µε µέτρια ή υψηλή υγρασία αέρα - 65% ≤ RH < 85%. Τυπικά εδώ θα βρούµε, βιοµηχανικές και επαγγελµατικές χρήσεις που παράγουν αυξηµένες ποσότητες υγρασίας και CO2 και, όσον και αν ακουστεί παράδοξο, οι εκκλησίες µας. Οι Εκκλησίες µας λόγω των τρούλων, των πιστών, των αναµένων κεριών και του συνήθως ελλιπούς εξαερισµού πάσχουν σοβαρότατα από υψηλή συγκέντρωση CO2, υγρασίας και θερµοκρασίας. Η εικόνα 14 θα πρέπει στα µάτια του µελετητή/επιβλέποντα και κατασκευαστή να παραµείνει καλά χαραγµένη. Καλό θα είναι να την παρατηρήσουν και από το Υπουργείο Πολιτισµού.

Εικόνα 14

(α)

(β)

(γ)

(δ)

(α) Ικριώµατα στον τρούλο, (β) ρωγµές στο σοφά του επάνω στον οποίο υπάρχουν οι αγιογραφίες λόγω διάβρωσης από ενανθράκωση, (γ) λόγω του µέτρου ελαστικότητας και των θερµικών/ υγροσκοπικών κύκλων (κόπωση) οι ρωγµές µετατρέπονται και σε δι-επιφανειακές (κούφωµα) και δ) αστοχία τµήµατος περίπου 9 τµ. και πτώση. Είχαν κοινώς είχαν Άγιο αυτοί που ήτανε από κάτω.

3.10

Η υπό-διαβάθµιση XC3 - Σκυρόδεµα εξωτερικών χώρων προφυλαγµένο από την βροχή - 65% ≤ RH < 85% σπάνια θα µας δώσει πρόβληµα αν τηρήσουµε το πρότυπο ΕΛΟΤ ΕΝ 206-1. H υπόδιαβάθµιση XC1 - Σκυρόδεµα µόνιµα βυθισµένο σε νερό - RH ≥98% δεν θα µας δώσει πρόβληµα αν τηρήσουµε το πρότυπο ΕΛΟΤ ΕΝ 206-1 για 2 βασικούς λόγους: (α) η συγκέντρωση του CO2 είναι γενικά µικρότερη από 120 ppm (σε γλυκό νερό έχουν µετρηθεί συγκεντρώσεις τις τάξεως των 50-70 ppm στο θαλασσινό νερό είναι ακόµα µικρότερες) και (β) υπάρχουν πολλά κακά κορίτσια που εµποδίζουν το CO2 να περάσει, εικόνα 15.

0.4

XC1-70 ppm

Carbonation Depth (mm)

RH 98%

0.3

0.2

0.1

0.0 0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100

Years

Εικόνα 15

2.

Τι ωραία, τι καλά. XC1 - Σκυρόδεµα µόνιµα βυθισµένο σε νερό - RH ≥ 98%

Η συγκέντρωση του CO2 και τα όρια του ΕΛΟΤ ΕΝ 206-1 - ∆ιαβάθµιση XC2 + XC4

H διαβάθµιση XC2 αναφέρεται σε εξωτερικές επιφάνειες σκυροδέµατος εκτεθειµένες σε µακροχρόνια επαφή µε νερό, πολλές θεµελιώσεις. Αντιγράφω πάλι από το ΥΠΟΛΟΓΙΣΜΟΣ ∆ΙΑΡΚΕΙΑΣ ΖΩΗΣ ΚΑΤΑΣΚΕΥΩΝ ΑΠΟ ΣΚΥΡΟ∆ΕΜΑ ΚΑΙ ΠΕΙΡΑΜΑΤΙΚΗ ΕΠΙΒΕΒΑΙΩΣΗ, Βαγγέλης Παπαδάκης. "Στην περίπτωση της κατηγορίας έκθεσης XC2 (υγρό - σπάνια ξηρό περιβάλλον, προτείνουµε 90%≤RH<98%, µε προτεινόµενη µέση τιµή: 90%), τόσο ο ρυθµός ενανθράκωσης όσο και διάβρωσης είναι µεγαλύτεροι από τους αντίστοιχους της κατηγορίας XC1 (µόνιµα υγρό περιβάλλον), ιδιαίτερα ο ρυθµός διάβρωσης που χαρακτηρίζεται ως µέγιστος [4,15]." Η συγκέντρωση CO2 στο έδαφος είναι σηµαντικά υψηλότερη από ότι στον αέρα και από τις µετρήσεις που έχουν πραγµατοποιηθεί δείχνουν να αυξάνονται µε το βάθος, εικόνα 16, 17. Στην εικόνα 18 παραθέτουµε µετρήσεις από την περιοχή της Φλώρινας σε βάθος 20 cm που έγιναν το 2012.

3.11

Εικόνα 16

Συγκέντρωση CO2 σε βάθος απο 20 µέχρι και 200cm. S.A. Billings, D.D. Richter and J. Yarie, Soil carbon dioxide fluxes and profile concentrations in two boreal forests Can. J. For. Res. 28: 1773–1783 (1998).

Εικόνα 17 Συγκέντρωση CO2 σε βάθος 10 cm στο Auckland, New Zealand. E.Smid and A. Mazot Soil Gas CO2 Concentrations & CO2 Fluxes in the Auckland Volcanic Field, DEVORA Project, January 2012.

3.12

Εικόνα 18

Συγκέντρωση CO2 στο έδαφος α) σε βάθος 20cm και β) σε βάθος 80cm, στην Φλώρινα, Ελλάδα. Ευρωπαϊκό Πρόγραµµα RISCS. Εθνικό Κέντρο Έρευνας και Τεχνολογικής Ανάπτυξης-ΕΚΕΤΑ.

1000 ppm=0.1%.

Η σχετική υγρασία του εδάφους διέπεται από πολλές παραµέτρους, όπως τύπος εδάφους, θερµοκρασία αέρος και εδάφους, εξάτµιση, υετός, πυκνότητα βροχόπτωσης, υδροφόρος ορίζοντας, κλπ. Στην εικόνα 19 παραθέτουµε την πυκνότητα βροχόπτωσης, την µέση υγρασία και την µέγιστη θερµοκρασία αέρα στην Ελλάδα (µας ενδιαφέρει περισσότερο από την µέση σε Μεσογειακές χώρες). Η βροχόπτωση όµως θεωρείται κυκλική περιβαλλοντική φόρτιση και µάλιστα, στην περίπτωση του εδάφους, όπως θα δούµε παρακάτω, ηµι-κυκλική (λόγω εξάτµισης). Αρα είµαστε πιο κοντά στην περίπτωση XC4.

3.13

Εικόνα 19

Περιβαλλοντικά στοιχεία για την Ελλάδα.

3.14

Γίνεται εύκολα αντιληπτό ότι η διαβάθµιση XC2 µόνο υπό προϋποθέσεις ύπαρξης υδροφόρου ορίζοντα στην στάθµη θεµελίωσης µπορεί να συνδεθεί µε τις θεµελιώσεις. Στην συντριπτική τους πλειονότητα, οι θεµελιώσειςπου δεν ανήκουν στις περιοχές µε υψηλό υδροφόρο ορίζοντα, εµφανίζουν σχετική υγρασία που κυµαίνεται απο 30% έως 70% RH, εικόνα 20.

Εικόνα 20

Τυπική διακύµανση υγρασίας εδάφους.

Σε οποιαδήποτε άλλη περίπτωση οι θεµελιώσεις ανήκουν στην κατηγορία XC4. Στην εικόνα 21 παραθέτουµε τυπικά αποτελέσµατα της διαβάθµισης XC2 για το C25/30 που έχουµε και για συγκέντρωση CO2 2000 ppm.

60 55

RH=95% RH=90%

Carbonation Depth (mm)

50

EN 1990

45 40

EN 206-1

35 30 25 20 15 10 5

CO2=2000ppm

0 0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100

Years

Εικόνα 21

Θεµελίωση σε έδαφος µε όρια υγρασίας 90%≤RH<98% και συγκέντρωση CO2 2000ppm.

3.15

Η διαβάθµιση XC4 αναφέρεται σε σκυρόδεµα εκτεθειµένο σε κυκλική επαφή µε νερό 75%≤RH<90%. Βάσει ΕΛΟΤ ΕΝ 206-1 απαιτείται σκυρόδεµα κατηγορίας ≥ C30/37, µε ελάχιστο τσιµέντο 320 kg/m3 και Ν/Τ ≤ 0.5. Στην εικόνα 22 παραθέτουµε ένα πιστοποιηµένο µίγµα που διατίθεται στην Ελληνική Αγορά. ΠΟΣΟΤΗΤΕΣ ΑΝΑ ΚΥΒΙΚΟ ΜΕΤΡΟ ΣΚΥΡΟ∆ΕΜΑΤΟΣ ΜΑΖΑ ΤΣΙΜΕΝΤΟΥ CEM II 32,5 (kgr) ΜΑΖΑ ΤΣΙΜΕΝΤΟΥ CEM II 32,5 (kgr) ΜΑΖΑ ΠΟΖΟΛΑΝΗΣ (kgr) ΜΑΖΑ ΤΣΙΜΕΝΤΟΥ κ' ΠΟΖOΛΑΝΗΣ(kgr) ΕΝΕΡΓΟΣ ΛΟΓΟΣ w/(c+p) ΜΑΖΑ ΕΝΕΡΓΟΥ ΝΕΡΟΥ (kgr) ΟΓΚΟΣ ΤΣΙΜΕΝΤΟΥ κ' ΠΟΖΟΛΑΝΗΣ (lt) ΟΓΚΟΣ ΕΝΕΡΓΟΥ ΝΕΡΟΥ(lt) ΠΟΣΟΣΤΟ ΑΕΡΑ ΟΓΚΟΣ ΑΕΡΑ (lt) ΑΠΟΛΥΤΟΣ ΟΓΚΟΣ Α∆ΡΑΝΩΝ (lt) ΘΕΩΡΗΤΙΚΗ ΠΥΚΝΟΤΗΤΑ (kgr/m³)

410 0 0 410 0.480 203 141 203 1.4% 14 642 2317

ΜΕΓΙΣΤΟΣ ΚΟΚΚΟΣ Α∆ΡΑΝΩΝ: ΤΥΠΟΣ ΤΣΙΜΕΝΤΟΥ: ΚΑΤΗΓΟΡΙΑ ΚΑΘΙΣΗΣ: ΟΛΙΚΟΣ ΛΟΓΟΣ Ν/Τ : Α.Π. ΑΙΤΗΣΕΩΣ:

Εικόνα 22

ΑΜΜΟΣ ΓΑΡΜΠΙΛΙ ΧΑΛΙΚΙ ΝΕΡΟ ΤΣΙΜΕΝΤΟ ΤΣΙΜΕΝΤΟ ΠΡΟΣΘΕΤΟ 1 ΠΡΟΣΘΕΤΟ 2 ΠΡΟΣΘΕΤΟ 3 ΠΡΟΣΘΕΤΟ 4

AMMOΣ ΦΥΣΙΚΗ

0.03 02/06/2014 kgr/m³ kgr/m³

ΘΕΡΜΟΚΡΑΣΙΑ ΣΚΥΡΟ∆ΕΜΑΤΟΣ:

∆Ε∆ΟΜΕΝΑ ΥΠΟΛΟΓΙΣΜΩΝ ΑΝΑΛΟΓΙΕΣ ΕΙ∆ΙΚΟ ΑΠΟΡ/ΤΑ % ΑΝΑΜΙΞΕΩΣ ΒΑΡΟΣ 2.586 1.62% 52.90% 2.657 1.24% 6.80% 2.663 1.44% 40.30%

CEM II / B-M (P-L) 32,5 N CEM IV 32,5

S4 0.532 090578

ΟΓΚΟΣ ΕΡΓΑΣΤΗΡΙΑΚΟΥ ΑΝΑΜΙΓΜΑΤΟΣ (m3): ΗΜΕΡΟΜΗΝΙΑ: ΦΑΙΝΟΜ. ΒΑΡΟΣ ΝΩΠΟΥ ΣΚΥΡΟ∆ΕΜ. ΠΕΡΙΕΧΟΜΕΝΟΣ ΑΕΡΑΣ ΠΥΚΝΟΤ. ΣΚΛΗΡΥΜ. ΣΚΥΡΟ∆ΕΜΑΤΟΣ ΚΑΘΙΣΗ ΣΕ ΧΡΟΝΟ 0h+5' ΜΕΤΡΗΣΕΙΣ ΚΑΘΙΣΗ ΣΕ ΧΡΟΝΟ 0h+30' ΚΑΘΙΣΗ ΣΕ ΧΡΟΝΟ 0h+45'

Α/Α ΕΙ∆ΟΣ ΥΛΙΚΩΝ ΠΡΟΕΛΕΥΣΗ ΥΛΙΚΩΝ

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11

1" CEM II 32,5

1.000 3.100 2.900 1.20% κ.β.τ.

0.53% κ.β.τ.

Τυπικό µείγµα/σύνθεση σκυροδέµατος C30/37. Καταλαβαίνουµε ότι το µείγµα πληροί πλήρως τις απαιτήσεις (οριακές τιµές) του ΕΛΟΤ ΕΝ 206-1.

Στις εικόνες 23 και 24 παραθέτουµε τα αποτελέσµατα για την κατηγορία XC4 µε τα 375 ppm του ΕΛΟΤ ΕΝ 206-1 και τα 500ppm της Αθήνας.

3.16

50 EN 1990 45

Carbonation Depth (mm)

40 EN 206-1 35 30 25 20 RH=75% RH=85% RH=90%

15 10 5

XC4, CO2=375 ppm

0 0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100

110

Years

Εικόνα 23

XC4 και 375 ppm.

55 50 EN 1990

Carbonation Depth (mm)

45 40 EN 206-1 35 30 25 20 RH=75% RH=85% RH=90%

15 10 5

XC4, CO2=500 ppm

0 0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100

110

Years

Εικόνα 24

XC4 και 500 ppm.

Στο σηµείο αυτό έχει ενδιαφέρον να δούµε τον ρόλο του τσιµέντου. Ας υποθέσουµε ότι στο παραπάνω µίγµα αντί για to CEM II/B-M 32.5N χρησιµοποιούσαµε το CEM II/Α-P 42.5N και µάλιστα όχι µε τα 410 kg/m3 αλλά µε 380 kg/m3 (πάλι C30/37, N/T ≤ 0.5), εικόνα 25.

3.17

55 50 EN 1990

Carbonation Depth (mm)

45 40 EN 206-1 35 30 25 20 15

CEM II/B-M 32.5N CEM II/Α-P 42.5N

10 5

XC4, RH=75%, CO2=500 ppm 0 0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100

110

Years

Εικόνα 25

XC4 και 500 ppm και 2 τσιµέντα. Ποιο είναι πιο forgiving;

3. Στο δια ταύτα.... Προφανώς το ερώτηµα είναι " Πώς επιλέγω την διαβάθµιση για µια κατασκευή;" Ας ξεκινήσουµε από µια γέφυρα που είναι το απλό σενάριο. Η µία γέφυρα Α όπως αυτή στην εικόνα 25α είναι στην Πιερία στην περιοχή του Κορινού, η άλλη γέφυρα Β είναι επί της Κηφισίας (∆ακτυλίδι) εικόνα 25β.

Εικόνα 25

∆υο γεφυρούλες που....δεν µοιάζουν.

Τι κοινό έχουν αυτές οι 2 γέφυρες; Κανένα απολύτως. Και γιατί παρακαλώ; α)

Η γέφυρα Α δεν πρόκειται να "δει" ποτέ CO2 = 500 ppm ακόµα και µετά από 200 χρόνια. Αν σήµερα "βλέπει" και 300 ppm είναι ζήτηµα. Η γέφυρα Β παίζει ήδη στα 500 ppm.

3.18

β)

Η γέφυρα Α "ζει" σε µέση υγρασία 74-76%. Η γέφυρα Β "ζει" σε µέση υγρασία 60-62%.

γ)

Η µέγιστη θερµοκρασία στην Πιερία είναι 37-40 °C. Στην Αθήνα "βαράει" +42 °C, ... βάζω και λίγο από Parrot.

Για να γίνει καλύτερα αντιληπτό ας δούµε την κάτω παρειά του καταστρώµατος (φορέα) και αρχικά ας την θεωρήσουµε σαν XC3. Κάνουµε χρήση πάλι του C25/30 που έχουµε, εικόνα 26.

60 55

Κορινός, Πιερίας ∆ακτυλίδι, Αθήνα

Carbonation Depth (mm)

50

EN 1990

45 40

EN 206-1

35 30 25 20 15 10 5

XC3 0 0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100

110

Years

Εικόνα 26

Τα να βάλουµε και 35 mm επικάλυψη στον Κορινό είναι υπερβολή. Στο ∆ακτυλίδι και πάλι οριακά. Προσοχή µην αρχίσουµε να λέµε "τελικά ήξεραν τι έκαναν που δεν έβαζαν όση επικάλυψη τους έλεγαν διότι, (α) τους έλεγαν στο χαρτί και σπανίως και (β) δεν τον έκαναν για αυτό τον λόγο".

Εύλογα θα πείτε και τότε γιατί βλέπουµε κάτι "σκουριές" στα καταστρώµαταq (εικόνα 27). Πολύ απλά διότι δεν είναι XC3.

Εικόνα 27

Σας την έσκασα ........είµαι XC2. Αν διαβάσετε την παρακάτω παράγραφο θα σας βγει XA (χηµική προσβολή).

3.19

To XC3 µιλάει ξεκάθαρα για σκυρόδεµα εξωτερικών χώρων προφυλαγµένο από την βροχή. Πουθενά δεν µιλάει για τρύπιο σκυρόδεµα προφυλαγµένο από την βροχή. ∆ηλαδή αν ο φορέας ήτανε τρύπιος από την µάνα του (απο κάτι ρωγµούλες ξήρανσης που κανείς δεν δίνει σηµασία να τις κλείσει), ή το ασφαλτόπανο στεγάνωσης αποδήµησε εις Κύριον εν τόπω χλοερώ (by the way επισήµως θα κρατήσει 15-20 χρόνια) ή σιγά µην µπήκε και σωστά ποτέ, τότε δεν έχουµε ΕΛΟΤ ΕΝ 206-1 αλλά κάτι άλλο. Αν ονοµάσουµε το ΕΛΟΤ ΕΝ 206-1 περιβαλλοντικό φορτίο, το φορτίου του κακούς µας του καιρού πως να το πούµε; Αγγλιστί ο τίτλος είναι Second Order Operational Load. Στην περίπτωση αυτή το XC3 µετατρέπεται σε ΧC2 - Σκυρόδεµα εκτεθειµένο σε µακροχρόνια επαφή µε νερό - 90% ≤ RH <9 8%. Το βάζω στην κατηγορία ΧC2 διότι σπανίως ένας τρύπιος φορέας καταφέρνει να στεγνώσει (ειδικά αν έχει κιβώτια) και να θεωρηθεί XC4. Θεωρώντας ότι στην περίπτωση του τρύπιου φορέα η σχετική υγρασία είναι 80%, έχουµε την εικόνα 28. Αντίστοιχο πρόβληµα θα πάρουµε και από τους αρµούς του φορέα.

60 55

Κορινός, Πιερίας ∆ακτυλίδι, Αθήνα

Carbonation Depth (mm)

50

EN 1990

45 40 EN 206-1 35 30 25 20 15 10 5

XC3 που έγινε XC2 0 0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100

110

Years Εικόνα 28

Μετάλλαξη XC2 σε XC3 λόγω τρύπιου φορέα για RH=80%. Εδώ το ∆ακτυλίδι δεν την βγάζει καθαρή για 100 χρόνια. Αν µάλιστα δεν έχει και 35mm τότε το βλέπω νωρίτερα.

Αν και δεν κολλάει µε την ενανθράκωση, αλλά επειδή δεν µπορούµε να τα γράψουµε και όλα, ο φορέας των γεφυρών υποφέρει - εξαιρούµε τα παγολυτικά άλατα, χλωριόντα από την θάλασσα κλπ απο µια πολύπλοκη χηµική προσβολή (ΧΑ). Τα υπολείµµατα τριβής των ελαστικών, οι καταλύτες, τα λάδια κλπ φτιάχνουν ένα κοκτέιλ χηµικών εξαιρετικά επιθετικό. Αυτά µε το νερό της βροχής περνάνε από το ασφαλτικό, το γέµισµα και την τρύπια στεγάνωση στο σκυρόδεµα. Στην περίπτωση αυτή το σκυρόδεµα σπάνια θα την παλέψει, ενώ ο οπλισµός πιθανότατα να χάσει και µηχανικές ιδιότητες. Αν ποτέ µετρήσετε ρυθµό διάβρωσης θα τρίβετε τα µάτια σας από τιµές που ξεπερνάνε και τα 150 µm/year.

3.20

Κάποιες κουλές ονοµασίες από αυτά που έχουν βρεθεί από χηµική ανάλυση σκυροδέµατος καταστρώµατος γεφυρών είναι, Benzaldehyde, Benzothiazole, Cyclobutene, Cyclohexanone, Formamide και η πλειονότητα των βαρέων µετάλλων. Αν µάλιστα ο φορέας για να δείχνει όµορφος έχει και δεντροφύτευση και καλούς κηπουρούς που ρίχνουν και λιπάσµατα, τότε το κοκτέιλ γίνεται rocket fuel, το εξάγουµε στην NASA και ξεχρεώνουµε σαν χώρα. Προφανώς εδώ δεν µιλάµε για Second Order Operational Load αλλά για High Order Operational Load ή κοινώς "γκαντεµιά" (Gantemia Load). Ας πιάσουµε τα βάθρα των παραπάνω γεφυρών. Προφανώς το λογικό είναι να τα θεωρήσουµε XC4. Αν µάλιστα δεν θεωρήσουµε, όπως και δεν θεωρεί το ΕΛΟΤ ΕΝ 206-1, το φορτίο κατακρήµνισης σαν µια επιπλέον αυξητική παράµετρο (αγγλιστί time of wetness) τότε αυτό που θα δούµε είναι ακριβώς το ίδιο µε την εικόνα 28. ∆ηλαδή XC2 = XC4. Ας πιάσουµε την θεµελίωση των δύο γεφυρών. Στην Πιερία έχουµε χωµατάκια, βρύα και λειχήνες. Στην Αθήνα έχουµε άσφαλτο και τσιµέντο. Στην Πιερία πιθανότητα να έχουµε και 3000 ppm CO2 στα πρώτα µέτρα βάθους,, ενώ στην Κηφισίας, επειδή έχει κάποια χρόνια να φυτρώσει οτιδήποτε πράσινο, υποθέτω οτι έχουµε π.χ. 1000 ppm. Στην Πιερία έχουµε 645-723 mm βροχής και στην Αθήνα 486-565 mm βροχής. Επειδή έχουµε χωµατάκι στην Πιερία ας πάρουµε σχετική υγρασία 60% και για το τσιµεντάκι της Αθήνας 40%. Ερώτηση κουίζ. Τι διαβάθµιση να βάλουµε την θεµελίωση; α) XC1 - Σκυρόδεµα εσωτερικών χώρων µε χαµηλή υγρασία αέρα - 45% ≤ RH < 65%. β) XC1 - Σκυρόδεµα µόνιµα βυθισµένο σε νερό - RH ≥ 98% γ) XC2 - Σκυρόδεµα εκτεθειµένο σε µακροχρόνια επαφή µε νερό - 90% ≤ RH < 9 8% δ) XC3- Σκυρόδεµα εσωτερικών χώρων µε µέτρια ή υψηλή υγρασία αέρα - 65% ≤ RH < 85% ε) XC3- Σκυρόδεµα εξωτερικών χώρων προφυλαγµένο από την βροχή - 65% ≤ RH < 85% ζ) XC4 - Σκυρόδεµα εκτεθειµένο σε κυκλική επαφή µε νερό - 75% ≤ RH < 90% Απάντηση Αν ψάχνετε να βρείτε την απάντηση ξεκινήστε πάλι το διάβασµα από την αρχή. ∆εν σας νοιάζει η διαβάθµιση. Αυτό που σας νοιάζει είναι η υγρασία και η συγκέντρωση των CO2 και αυτά τα έχετε ήδη. Αν αναρωτηθείτε "και τώρα πως θα επιλέξω κατηγορία σκυροδέµατος΄" ξεκινήστε πάλι από το µέρος Α για να δείτε ότι επιλέγουµε δεξαµενή Ca 2+ και δεν µας ενδιαφέρει η αντοχή.

3.21

4.

Συµπεράσµατα 3ου Μέρους

1.

Η ενανθράκωση ως χηµικός µηχανισµός εξαρτάται από 2 πράγµατα, από την συγκέντρωση του CO2 και την υγρασία. Οι διαβαθµίσεις είναι µετάφραση και απλοποίηση, εν ολίγοις much ado about nothing που έλεγε και ο Ουίλλιαµ Σαίξπηρ το 1600.

2.

Το χώµα έχει υψηλή συγκέντρωση CO2.

3.

Όταν σκουριάζει ο φορέας της γέφυρας δεν φταίει µόνο η ενανθράκωση. Έχουµε βάλει και εµείς το χεράκι µας.

3.

Η Ελλάδα δεν έχει παντού το ίδιο φορτίο ενανθράκωσης. Στην Ανάφη δεν έχουµε 500 ppm. Αλλού έχει πολύ υγρασία και αλλού δεν έχει πολύ υγρασία.

4.

∆όξα τω Θεώ, έχουµε ήδη στην Ελλάδα τα στοιχεία για να µετατρέψουµε τον χάρτη της Ελλάδος όπως στην εικόνα 29. Πολλά εργαστήρια Πανεπιστηµίων µας έχουν τεράστιο όγκο δεδοµένων. Θα βάζουµε συντεταγµένες και θα πετάγεται η πληροφορία. Απλούστατο. Αν κάτι µας λείπει, να βάλουµε καµία 10αριά νέα παιδιά από τα Πανεπιστήµια να µετρήσουν και να είµαστε οι καλύτεροι του χωριού. Θα κάνουν και ωραία διδακτορικά και µε το καλό θα βρούνε και δουλειά στο .... εξωτερικό.

Εικόνα 30

5.

Χάρτης ενανθράκωσης Ελλάδος και µπορούµε µάλιστα να βάλουµε και περιεκτικότητα σε τσιµέντο, Ν/Τ, επικάλυψη.

Στο τέταρτο µέρος θα παίξουµε λίγο µε εσωτερικούς χώρους, επικαλύψεις, κοστολόγια, κλπ

Κάλο σας Πάσχα και προσοχή στους τρούλους!

3.22

5.

Βιβλιογραφία 3ου Μέρους

Broomfield, J. P. (2003) Corrosion of Steel in Concrete. Understanding, Investigation and Repair, Spon Press, London, UK. Gulikers, J. and Raupach, M. (2006) Preface. Modelling of reinforcement corrosion in concrete, Materials and Corrosion, Vol. 57, No. 8, pp 603-604.

Parrott, L.J. (1987) A review of carbonation in reinforced concrete” Cement and Concrete Association.

Raupach, M. (1996a) Investigations on the influence of oxygen on corrosion of steel in concrete – Part 1, Materials and Structures, Vol. 29, pp 174-184.

Peng J and Stewart M (2008). Carbonation-induced Corrosion Damage and Structural Safety for Concrete Structures under Enhanced Greenhouse Conditions. Research Report, the University of Newcastle.

V Zivica (2002) Significance and influence of the ambient temperature as a rate factor of steel reinforcement corrosion, Bull. Mater. Sci.,Vol.25, No.5, pp.375–379.

R. Jassal, A. Black, M. Novak, K. Morgenstern, Z. Nesic and D. Gaumont-Guay (2005) Relationship between soil CO2 concentrations and forest-floor CO2 effluxes, Agricultural and Forest Meteorology 130, 176–192 Hinkle, M.E., 1994. Environmental conditions affecting concentrations of He, CO2, O2 and N2 in soil gases. Applied Geochemistry. 9: 53–63.

Gunn, J. and Trudgill, T.S., 1982. Carbon dioxide production and concentrations in the soil atmosphere; a case study from New Zealand volcanic ash soils. Catena Giessen 9: 1-2.

Bowden, R.D., Newkirk, K.M., Rullo, G.M., 1998. Carbon dioxide and methane fluxes by a forest soil under laboratory-controlled moisture and temperature conditions. Soil Biol. Biochem. 30, 1591–1597 Fernandez, I.J., Son, Y.W., Kraske, C.R., Rustad, L.E., David, M.B., 1993. Soil carbon-dioxide characteristics under different forest types and after harvest. Soil Sci. Soc. Am. J. 57, 1115–1121

3.23

3.24

Απο την Ενανθράκωση στις Επικαλύψεις ή απο το ΕΛΟΤ ΕΝ 206-1/XC στο ΕΛΟΤ ΕΝ 1504-2 Βασικές Αρχές και Εξισώσεις που πρέπει να γνωρίζουµε Μέρος 4ο από 5: ΕΛΟΤ ΕΝ 206-1 vs EN 1990 1.

Εσωτερικοί χώροι και προβλήµατα

Στο µέρος 3 είδαµε ότι οι εσωτερικοί χώροι διέπονται από υψηλό ρυθµό ενανθράκωσης αλλά κάτω από ιδανικές προϋποθέσεις, η πιθανότητα έναρξης του µηχανισµού της διάβρωσης θεωρείται ελάχιστη ή µικρή. Ας πάρουµε ένα τοιχίο υπογείου πάχους 200 mm το οποίο είναι µερικώς επιχωµατωµένο, (εικόνα 1). Όπως βλέπετε υπάρχουν 3 διαφορετικές περιοχές από πλευράς συγκέντρωσης CO2 και υγρασίας. Είναι επίσης φανερό, ότι το τοιχίο δεν µπορεί να κατασκευαστεί µε άλλη δεξαµενή Ca2+ στην εξωτερική του παρειά και άλλη στην εσωτερική του.

Εικόνα 1

Τυπικό τοιχίο υπογείου.

4.1

Ας ξεκινήσουµε θεωρώντας ένα σκυρόδεµα κατηγορίας C25/30, µε σύνθεση όπως αυτή του 3ου µέρους. Οι απαιτήσεις επικάλυψης για τις τρείς διαφορετικές περιοχές δίνονται στην εικόνα 2.

70 CO2=375ppm, RH=75% CO2=1000ppm, RH=60% CO2=2000ppm, RH=60%

Carbonation Depth (mm)

60

50

40

30

20

10

0 0

Εικόνα 2

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100

Years Ντετερµινιστικός υπολογισµός για την ενανθράκωση των τριών περιοχών.

Είναι προφανές ότι η εικόνα 2 είναι βασισµένη σε ντετερµινιστικές τιµές και εποµένως δεν µπορεί να απαντήσει σε ερωτήµατα όπως: αν δεν είναι 2000 ppm αλλά κυµαίνεται από 1500 µέχρι 3500 ppm; αν η υγρασία του εσωτερικού χώρου δεν είναι 60% αλλά κυµαίνεται από 45 ως 75%; αν υπάρχει και µια υδρορροή που απορρέει κοντά στο τοιχίο και άρα η υγρασία της επιχωµάτωσης δεν είναι 60% αλλά κυµαίνεται από 30 µέχρι και 90%; Ας θεωρήσουµε ότι όλα τα παραπάνω µπορούµε να τα βάλουµε µέσα σε µια κανονική κατανοµή. Ας θεωρήσουµε ότι το τοιχίο είναι στην Κηφισιά Αττικής. Για την περιοχή Α ας θεωρήσουµε ότι η συγκέντρωση CO2 έχει µέση τιµή 400 ppm και τυπική απόκλιση 60 ppm (εικόνα 3α) και η υγρασία έχει µέση τιµή 50% και τυπική απόκλιση 15% (εικόνα 3β).

0.007

0.030

ΠΕΡΙΟΧΗ Α

Συγκέντρωση CO2

ΠΥΚΝΟΤΗΤΑ ΠΙΘΑΝΟΤΗΤΑΣ

ΠΥΚΝΟΤΗΤΑ ΠΙΘΑΝΟΤΗΤΑΣ

0.005

0.004

0.003

0.002

0.001

0.000 200

250

300

350

400

CO2 (ppm)

450

500

550

RH

ΠΕΡΙΟΧΗ Α

0.006

600

0.025

0.020

0.015

0.010

0.005

0.000 0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100

RH (%)

4.2

Εικόνα 3

Αριστερά, κατανοµή CO2 και δεξιά κατανοµή υγρασίας.

Είναι προφανές ότι και για τις δύο κατανοµές είναι πιο λογικό να δεχτούµε το δεξί µέρος από την µέση τιµή. Για την περίπτωση της συγκέντρωσης CO2 είναι δύσκολο ακόµα και στην Κηφισιά να µετρήσουµε συγκέντρωση µικρότερη από 400ppm. Για την περίπτωση της υγρασίας το 50-75% είναι µέσα στα όρια που δίνουν οι µετεωρολογικοί σταθµοί για την Κηφισιά, ενώ τιµές µεταξύ 75-95% µπορούν να θεωρηθούν ότι καλύπτουν µια πιθανή ανιούσα υγρασία από την υδρορροή ή και ακόµα ένα αυτόµατο πότισµα, εικόνα 4.

50

ΠΕΡΙΟΧΗ Α Μέση Τιµή Μέγιστη Τιµή

Carbonation Depth (mm)

40

30

20

10

0 0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100

110

Years

Εικόνα 4

Περιοχή Α. Η βασική αρχή του engineering, is better to be 50% right than 50% wrong.

Για την περιοχή Β µπορούµε να θεωρήσουµε ότι η συγκέντρωση CO2 έχει µέση τιµή 1000 ppm και τυπική απόκλιση 150 ppm (εικόνα 5α) και η υγρασία έχει µέση τιµή 50% και τυπική απόκλιση 10%, (εικόνα 5β). Όπως και παραπάνω ας πάρουµε την δεξιά πλευρά και για τις 2 κατανοµές (πιθανά/λογικά όρια). Τα αποτελέσµατα στην Εικόνα 6.

0.0025 Συγκέντρωση CO2

ΠΕΡΙΟΧΗ Β

Probability Density

0.0020

0.0015

0.0010

0.0005

0.0000 300

400

500

600

700

800

900 1000 1100 1200 1300 1400 1500 1600 1700

CO2 (ppm)

Εικόνα 5α

Μου αρέσει να καπνίζω. Άµα παίζει και η οµάδα, στηνόµαστε καµιά δεκαριά στην TV και πλακωνόµαστε στα τσιγάρα. Έχω και κουζίνα µε φυσικό αέριο διότι άκουσα στο ράδιο ότι είναι οικονοµικότερο. Έχω 5 παιδιά, γυναίκα και πεθερά...τι να κάνουµε να µην εκπνέουµε στο σπίτι ή να τους πω αναπνοή στο σπίτι, εκπνοή έξω στο µπαλκόνι...

4.3

0.05 RH

ΠΕΡΙΟΧΗ Β

Probability Density

0.04

0.03

0.02

0.01

0.00 10

20

30

40

50

60

70

80

90

RH (%)

Εικόνα 5β

...και γιατί παρακαλώ να έχω υγρασία 50%. Θέλω να βράζω πολλά µακαρόνια! ο γείτονας δεν κλιµατίζει τον χώρο του! εγώ λόγω κρίσης δεν θέλω να πληρώνω την ∆ΕΗ που έχει φτάσει να πληρώνεις τρείς κιλοβατώρες και να παίρνεις µία! Μας αρέσει να παίζουµε µε τα νεροπίστολα στο σπίτι! Ζω δίπλα στην θάλασσα και µου αρέσει να έχω τα παράθυρα ανοικτά το καλοκαίρι διότι ζεσταίνοµαι! Μου έβαλε ο µάστορας την υδρορροή δίπλα στην κολώνα και κάτι έγινε και µου βγάζει υγρασία. Θα µας βάλετε και όρια στην υγρασία? ∆ηµοκρατία έχουµε και θα έχουµε όση υγρασία θέλουµε.

80 Παιδί απο σπίτι Τα ποτά και τα τσιγάρα

Carbonation Depth (mm)

70 60 50 40 30 20

ΠΕΡΙΟΧΗ Β 10 0 0

Εικόνα 6

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100

Years Τα όρια της ενανθράκωσης για την περιοχή Β. Κοινώς πάρ' τ' αβγό και κούρευτο.

4.4

Αν συνδυάσουµε την εικόνα 4 και 6 καταλαβαίνετε ότι δεν χρειάζεται καν να φτιάξουµε την εικόνα για την περιοχή Γ. Η πιθανολογική µας λύση έχει αρχίσει και ξεφεύγει αρκετά από τα όρια του ΕΛΟΤ ΕΝ 206-1. Ας δούµε τα παραπάνω λίγο πιο πρακτικά. Έρχεται ο πελάτης να βγάλει άδεια. Ρωτάει τον/την µηχανικό πόσο περίπου θα κοστίσει ο σκελετός για 200 m2. Ο/Η µηχανικός του βγάζει από το συρτάρι ένα ερωτηµατολόγιο για να συµπληρώσει, Ερώτηση 1.

Καπνίζετε και αν ναι πόσα τσιγάρα (τα ηλεκτρονικά βγάζουν υγρασία, µέσα κι' αυτά);

Ερώτηση 2.

Σας αρέσουν τα µακαρόνια;

Ερώτηση 3.

Παιδάκια έχετε και πόσα;

Ερώτηση 4.

Ο γείτονας σας έχει χρήµατα για την ∆ΕΗ;

Ερώτηση 5.

Σκέφτεστε να βάλετε κουζίνα µε φυσικό αέριο;

Ερώτηση 6.

Έχετε µετρήσει την συγκέντρωση του CO2 στο οικόπεδο;

Είναι προφανές ότι στην καλύτερη περίπτωση ο/η µηχανικός θα θεωρηθεί γραφικός/η και στην χειρότερη θα φάει και ξύλο. Για τον πελάτη δεν τίθεται λόγος, ακόµα τρέχει πανικόβλητος λέγοντας "οϊµέ, οϊµέ, γιατί δεν άκουσα τον πατέρα µου να το κάνω αυθαίρετο ....που να σας βράσω τα πτυχία και τα κοµπιούτερς σας". Η άλλη πλευρά της ιστορίας έχει να κάνει µε τα 50 χρόνια. Έρχεται ο πελάτης να βγάλει άδεια. Ρωτάει τον/την µηχανικό πόσο περίπου θα κοστίσει ο σκελετός για 200 m2. Ο/Η µηχανικός του βγάζει από το συρτάρι το παραπάνω ερωτηµατολόγιο για να συµπληρώσει. Ο πελάτης αφού το συµπληρώνει ρωτάει έκπληκτος αλλά ευγενικά. "Γιατί το συµπλήρωσα?" Ο/Η µηχανικός απαντάει "για να δω πόσο θα σου στοιχίσει ο σκελετός για 50 χρόνια". Ο πελάτης παραξενεύεται και ρωτάει "Τι εννοείται για 50 χρόνια?" Ο/Η µηχανικός απαντάει "Ο νόµος λέει για 50 χρόνια". Ο πελάτης έχει αρχίσει και ζαλίζεται και ρωτάει "∆ηλαδή µετά από 50 χρόνια τι θα γίνει?" Ο/Η µηχανικός απαντάει "Τι να σου πω ρε φίλε, µπορεί να σου σκουριάσει το σίδερο και να τρέχεις να το επισκευάσεις διότι η ενανθράκωση, κλπ, κλπ". Ο πελάτης ρωτάει "Α µάλιστα τώρα κατάλαβα, τότε σας παρακαλώ να το µελετήσετε για 100 χρόνια". Ο/Η µηχανικός απαντάει "∆εν γίνεται διότι δεν υπάρχει νόµος, αν θέλετε όµως µπορώ να σας κάνω µια γέφυρα για 100 χρόνια...". Ας απαντήσουµε τώρα στο παρακάτω ερώτηµα: Θεωρείτε ότι η εκπνοή που κάνουν τα Αµερικανάκια παράγει περισσότερο CO2 από ότι τα Ελληνάκια; Αν η απάντηση είναι όχι, τότε δεν θα εκπλαγείτε που η EPA (Environmental Protection Agency -Tools For Schools Program) µέτρησε το CO2 σε πάνω από 7000 τάξεις σχολείων και το βρήκε µεταξύ 1452 και 2250 ppm. Υπόψη ότι οι Αµερικάνικες τάξεις δεν είναι 50 m2 για 40 µαθητές (1,5 m2 ανά µαθητή µας λέει ο ΟΣΚ., αλλά εµείς, βέβαια, βάζουµε όσους χωράνε) και έχουν υποχρεωτικό εξαερισµό. Στην Ελλάδα µάλλον µας κόβω να περνάµε τα 3000 ppm. Μην ανησυχείτε πάντως, αφού η συγκέντρωση του CO2 γίνεται τοξική πάνω από 10000 ppm. Πιθανότατα αυτό που µας σώζει στην Ελλάδα και δεν βλέπουµε συνέχεια διάβρωση από ενανθράκωση στα σχολεία µας είναι ότι τα τζάµια είναι σπασµένα, τα πορτο-παράθυρα µπάζουν από παντού και γενικά υπάρχει "φυσικός" αερισµός που µας κάνει ένα µε το εξωτερικό περιβάλλον, κοινώς ουδέν κακό αµιγές καλού. Θεωρώ ότι µε τα παραπάνω, ήδη αρχίζουµε και µπαίνουµε στο νόηµα ότι το ΕΛΟΤ ΕΝ 206-1 δεν είναι τίποτα άλλο από µια "ελάχιστη απαίτηση" αγνώστου µεγέθους που βασίζεται στην λογική ότι εφόσον είσαι στα όρια που θέτει και δεν καπνίζεις, δεν πίνεις, ζεις στην Ανάφη, ..., µπορεί γενικώς και αορίστως να την βγάλεις καθαρή για 50 χρόνια αλλά ούτε µέρα παραπάνω.

4.5

∆υστυχώς το ΕΛΟΤ ΕΝ 206-1, έχει προβληθεί σε πολλές παρουσιάσεις και άρθρα τόσο στην Ελλάδα όσο και στο εξωτερικό ως "Πανάκεια". Ας αντιγράψουµε από το γνωστό µας Wikipedia: "Η Πανάκεια ήταν ανθρωπόµορφη δευτερεύουσα θεότητα της ελληνικής µυθολογίας, συνυφασµένη µε την έννοια της θεραπείας (ή βοτανοθεραπείας) επί πάσας νόσου. Φέρεται ως κόρη του Ασκληπιού και της Ηπιόνης αδελφή της θεάς Υγιείας, της Ιασούς, του Μαχάωνα και του Ποδαλείριου, Ιατρών του Τρωικού Πολέµου κατά τον Όµηρο. Λατρευόταν κυρίως στον Ωρωπό Αττικής, στην Κάλυµνο, στην Κω κ.α.. Η µορφή της παρίσταται και στο Ασκληπιείο Αθηνών. Επειδή θεωρείτο ως θεά ικανή να θεραπεύει κάθε νόσο, το όνοµά της διαδόθηκε γρήγορα σε όλες τις ελληνικές πόλεις, ειδικότερα σε φάρµακα ικανά να θεραπεύουν αν όχι όλες τις νόσους τουλάχιστον τις περισσότερες από αυτές."

H πραγµατικότητα, όπως είδαµε παραπάνω είναι τελείως διαφορετική. Ας κάνουµε τώρα ένα εσκεµµένο διάλειµµα από τα µαθηµατικά και τα διαγράµµατα ώστε να ξεκουράσουµε το µυαλό µας διότι θα το χρειαστούµε στην συνέχεια. ∆ευτέρα πρωί, πρωί µπαίνει ο καθηγητής στο αµφιθέατρο. Καθηγητής. "Αν µου πείτε µου γιατί συνεργάζεται ο οπλισµός και το σκυρόδεµα στις κατασκευές ... θα περάσετε το µάθηµα µε 10" Ο Παπαδόπουλος που παρεµπιπτόντως είναι και καλός φοιτητής πετάγεται και λέει: Παπαδόπουλος. "Κύριε Καθηγητά συνεργάζονται διότι το µεν σκυρόδεµα έχει, ανάλογα τον τύπο του τσιµέντου και των αδρανών, συντελεστή θερµικής διαστολής από 0.6-1.3 x 10-5/ °C και ο χάλυβας, ανάλογα την κραµατοποίηση, απο 0.8 ως 1.3 x 10-5/ °C και µπορείτε να τα βρείτε στο βιβλίο του Emil Mörsch, Der Eisenbetonbau που εκδόθηκε το 1909". Ο καθηγητής κοιτάει επίµονα στα µάτια το Παπαδόπουλο και µετά από µερικά δευτερόλεπτα του λέει: Καθηγητής. ".....παιδί µου κόπηκες!" . Tαυτόχρονα γυρίζει τα µάτια του στους υπόλοιπους και ρωτάει, Καθηγητής.".........καµία άλλη απάντηση;". Νεκρική σιγή. Στο µυαλό των φοιτητών γυρίζει η ιδέα, "Κοτζάµ Παπαδόπουλος που διαβάζει 30 ώρες την ηµέρα και την πάτησε που πάµε εµείς γυµνοί στα αγγούρια, οεο!!!". Περνάνε µερικά λεπτά και κάποιος από πίσω φωνάζει, " ...θα µας πείτε ή θα µας σκάσετε ;" Ο καθηγητής αφού έχει πλέον ευχαριστηθεί το πρωινό κάζο, κάθεται στις µπροστινές θέσεις και λέει: Καθηγητής. "Παπαδόπουλε αν το µπετόν έχει pH έξι, six, sechs, 六 (για να µάθετε και κινέζικα!!), τι θα πάθει ο χάλυβας;" Παπαδόπουλος. "Θα σκουριάσει κύριε Καθηγητά" Καθηγητής. "και αν σκουριάσει Παπαδόπουλε τι θα γίνει;" Ο Παπαδόπουλος έχει αρχίσει ήδη να τρέχει στο µυαλό του όλες αυτές τις εξισώσεις που έχει µάθει και καθυστερεί να απαντήσει.

4.6

Καθηγητής. "Παπαδόπουλε η απάντηση είναι απλή και δεν χρειάζεται ιδιαίτερη σκέψη, δεν θα συνεργαστούν και θα έχουµε µια κατασκευή φτιαγµένη από µπετόν και τρύπες κοινώς ΤΡΟΥΠΙΟ ΜΠΕΤΟΝ. Είναι κάτι σαν το γάµο. Ξεκινάς όλα µέλι γάλα (pH > 12) και µπορεί να τελειώσεις µε διαζύγιο (pH < 9). Αν δεν βοηθήσεις ενδιάµεσα τον γάµο µε διάφορες κινήσεις θα πάρεις διαζύγιο πιο γρήγορα. Αν τον βοηθήσεις, θα αργήσει να έρθει το διαζύγιο". Παρατηρώντας ο καθηγητής ότι η παραβολή έχει αρχίσει και πιάνει τόπο, ακόµα και οι πίσω σταµάτησαν να παίζουν µε το facebook που η φάτσα του Παπαδόπουλου στο "κόπηκες" έφτασε ήδη στην Κούβα, συνεχίζει, Καθηγητής. "Φέρτε στο µυαλό σας την ταινία η Προξενήτρα µε την Βασιλειάδου (εικόνα 7). Τι έλεγε η προξενήτρα; "Εσείς ταιριάζετε, θα παντρευτείτε και θα είστε ευτυχισµένοι διότι το είδα στο φλιτζάνι.!" Κάτι αντίστοιχο λέει και το ΕΛΟΤ ΕΝ 206-1. Σε ένα ιδανικό κόσµο (το φλιτζάνι), εσείς θα συνεχίζετε να είστε παντρεµένοι για 50 χρόνια. Στατιστικά βέβαια 6 στα 10 ζευγάρια χωρίζουν. Τα αίτια που οδηγούν στο διαζύγιο πολλά και διάφορα. Μπορεί ο άντρας ή και η γυναίκα και µην είναι αρκετά "πιστοί" και να παίζουν δεξιά και αριστερά κάτι π.χ. σαν την επικάλυψη που στην κατανοµή της παίζει και αυτή δεξιά και αριστερά. Μπορεί να έχουν και τίποτα πεθερικά της κακιάς ώρας (υγρασία και συγκέντρωση CO2). Οι πιθανότητες πολλές και σύνθετες."

Εικόνα 7

2.

Η προξενήτρα.

ΕΝ 206-1 και ΕΝ 1990. Οι δύο ποιητές διαφωνούν

Αφού καταλάβαµε τα περί γάµου και τα περί του ποιητή ΕΛΟΤ ΕΝ 206-1, ας δούµε τώρα έναν άλλο ποιητή που απαγγέλει και αυτός στο ίδιο στασίδι, το ΕΝ 1990:2002. Ας αντιγράψουµε µερικά κοµµάτια από τον δεύτερο ποιητή - Μέρος 0.

2.4

Ανθεκτικότητα

(1)

Ο φορέας θα σχεδιάζεται µε τέτοιο τρόπο ώστε η φθορά του κατά τη διάρκειας ζωής σχεδιασµού του να µην εξασθενεί την επιτελεστικότητα του φορέα κάτω από το επιδιωκόµενο επίπεδο, λαµβάνοντας υπόψη το περιβάλλον ή /και το αναµενόµενο επίπεδο συντήρησης.

4.7

(2)

Προκειµένου να επιτευχθεί ένας φορέας µε επαρκή ανθεκτικότητα, πρέπει να ληφθούν υπόψη τα ακόλουθα: -

η προοριζόµενη ή προβλεπόµενη χρήση του φορέα τα απαιτούµενα κριτήρια σχεδιασµού οι αναµενόµενες περιβαλλοντικές συνθήκες η σύνθεση, οι ιδιότητες και η επιτελεστικότητα των υλικών και των προϊόντων οι ιδιότητες του εδάφους η επιλογή του φέροντος συστήµατος το σχήµα των επιµέρους στοιχείων και οι κατασκευαστικές λεπτοµέρειες η ποιότητα της εκτέλεσης των εργασιών και το επίπεδο ελέγχου τα εξειδικευµένα προστατευτικά µέτρα η σκοπούµενη συντήρηση κατά τη διάρκεια ζωής σχεδιασµού

ΣΗΜΕΙΩΣΗ: Τα σχετικά ΕΝ 1992 έως ΕΝ 1999 προσδιορίζουν τα κατάλληλα µέτρα για τη µείωση της φθοράς.

(3)

Οι περιβαλλοντικές συνθήκες θα επισηµαίνονται κατά το στάδιο του σχεδιασµού έτσι ώστε η σηµασία τους να εκτιµηθεί σε σχέση µε την ανθεκτικότητα και να ληφθούν επαρκή µέτρα για την προστασία των υλικών τα οποία χρησιµοποιούνται.

(4)

Ο βαθµός οποιασδήποτε φθοράς µπορεί να εκτιµηθεί βάσει υπολογισµών, πειραµατικών ερευνών, εµπειρίας από προγενέστερες κατασκευές, ή βάσει ενός συνδυασµού των παραπάνω παραγόντων.

Ας δούµε επιλεκτικά κάποιες φράσεις 1.

"οι αναµενόµενες περιβαλλοντικές συνθήκες", "οι ιδιότητες του εδάφους" Εδώ προφανώς πχ για την περίπτωση της ενανθράκωσης, ορίζει τα όρια της υγρασίας και την συγκέντρωση CO2.

2.

"το σχήµα των επιµέρους στοιχείων και οι κατασκευαστικές λεπτοµέρειες" Εδώ προσπαθεί να προσδώσει, ατυχώς, την επίδραση του σχεδιασµού (το σχήµα) στο θέµα της ανθεκτικότητας. Ας δούµε µια απλή λύση σε τοµή για το εξωτερικό τελείωµα ενός φορέα γέφυρας που θα µπορούσε να περιορίσει την υγρασία, την ενανθράκωση και την πιθανότητα διάβρωσης (εικ. 8).

Εικόνα 8

(Α) Η κλασσική σχεδιαστική εφαρµογή και (Β) χρησιµοποιώντας την λογική του rain runoff angle και της θυσιαζόµενης επικάλυψης. Η διαµόρφωση της εγκοπής στο (Β) συντελεί στην γρήγορη απορροή του βρόχινου νερού. Ταυτόχρονα το αυξηµένο πάχος της παρέχει µεγαλύτερη δεξαµενή Ca2+ στην περιοχή αυξηµένης πυκνότητας οπλισµού. Η διαγραµµισµένη περιοχή αποτελεί την τοµή της περιοχής όπλισης και παραµένει σταθερή και στις δύο περιπτώσεις. Η µη διαγραµµισµένη περιοχή δίνει την τοµή της επικάλυψης κατά ΕΝ 206-1.

4.8

3.

"η ποιότητα της εκτέλεσης των εργασιών και το επίπεδο ελέγχου" Για την περίπτωσή µας επικεντρώνεται στην επικάλυψη και στους αποστατήρες, εικόνα 9.

Εικόνα 9

4.

Αποστατήρες για όλα τα γούστα και τύπου lego.

"τα εξειδικευµένα προστατευτικά µέτρα" Αυτά θα τα δούµε στο 5ο µέρος του άρθρου.

5.

"η σύνθεση, οι ιδιότητες και η επιτελεστικότητα των υλικών και των προϊόντων" ∆ηλαδή οι δεξαµενές των Ca2+ και πολλά άλλα.

6.

"Οι περιβαλλοντικές συνθήκες θα επισηµαίνονται κατά το στάδιο του σχεδιασµού έτσι ώστε η σηµασία τους να εκτιµηθεί σε σχέση µε την ανθεκτικότητα και να ληφθούν επαρκή µέτρα για την προστασία των υλικών τα οποία χρησιµοποιούνται " Ο όρος περιβαλλοντικές συνθήκες προφανώς αναφέρεται στην υγρασία και την συγκέντρωση CO2. Η διαβάθµιση ΧC1-XC4 δεν είναι περιβαλλοντικές συνθήκες.

7.

"η σκοπούµενη συντήρηση κατά τη διάρκεια ζωής σχεδιασµού" Ο όρος υπό συνθήκες µεγάλων έργων απαιτεί µελέτη συντήρησης ή οποία θα καταλήξει σε ανάλυση κόστους κύκλου ζωής. Αυτό σηµαίνει ότι θα πρέπει η αρχική µελέτη να συσχετισθεί µε την µελέτη συντήρησης και µετά από πολλά loops να βελτιστοποιηθούν και οι δύο µε κοινό παρανοµαστή το κόστος. Μπορεί εύκολα να πεί κανείς ότι για κάτι τέτοιο στην πράξη θα εφαρµοσθεί η "µέθοδος του φλιτζανιού", πλην όµως εδώ µπαίνουν και θέµατα ποιότητας και ελέγχων.

8.

"η ποιότητα της εκτέλεσης των εργασιών και το επίπεδο ελέγχου" Πρόκειται για παραµέτρους που θα πρέπει να ποσοτικοποιηθούν και µάλιστα µε πιθανολογικές κατανοµές. Μια τέτοια κατανοµή θα µπορούσε να είναι το πάχος επικάλυψης. Μια άλλη µπορεί να είναι το πορώδες του σκυροδέµατος,..., µέχρι και η επίδραση της κραµατοποίησης του χάλυβα που χρησιµοποιούµε στην πιθανότητα διάβρωσης. Το τελευταίο βρίσκει εφαρµογή σε πολλές χώρες για να υποστηρίξει την χρήση κάποιων τύπων ανοξείδωτου χάλυβα, ιδιαίτερα σε περιπτώσεις προσβολής από χλωριόντα. Τα παραπάνω µην σας ακούγονται εξωφρενικά διότι υπάρχει τρελή έρευνα και µερικές εταιρείες βγάζουν αρκετά χρήµατα φτιάχνοντας control permeability liners προσπαθώντας να µειώσουν το πορώδες του σκυροδέµατος (εικόνα 10).

4.9

Εικόνα 10

Control permeability liners. Η δεξιά φωτό, είναι η τελική επιφάνεια µε και χωρίς.

Μην φαντάζεσθε ότι έλα µωρέ δεν θα έχω τρυπούλες και τί έγινε!, διότι στην περίπτωση της ενανθράκωσης το Τεχνικό Πανεπιστήµιο του Μονάχου το 1995, κατέληξε στο συµπέρασµα ότι τόσο η διείσδυση του νερού όσο και η ενανθράκωση µειώνονται περισσότερο από 60% για την ίδια σύνθεση σκυροδέµατος (εικόνα 11).

Εικόνα 11

Το 3 mm προς το 10 mm ας µην το θεωτούµε ως µικρή διαφορά και µάλιστα µε Ν/Τ = 0,55 !!!. Το θέµα θα το εξηγήσουµε παρακάτω.

Αφού χαϊδέψαµε λίγο τον όρο "η ποιότητα της εκτέλεσης των εργασιών και το επίπεδο ελέγχου" συνεχίζουµε το διάβασµα του ΕΝ 1990, 4.10

2.5

∆ιαχείριση ποιότητας

(1)

Προκειµένου να παραχθεί ένας φορέας ο οποίος να ανταποκρίνεται στις απαιτήσεις και τις παραδοχές οι οποίες έγιναν κατά το σχεδιασµό, θα πρέπει να εφαρµοσθούν κατάλληλα µέτρα διαχείρισης ποιότητας. Τα µέτρα αυτά περιλαµβάνουν: - προσδιορισµό των απαιτήσεων αξιοπιστίας - οργανωτικά µέτρα και - διεξαγωγή ελέγχων κατά τα στάδια σχεδιασµού, εκτέλεσης, χρήσης και συντήρησης.

4.1.7 Περιβαλλοντικές επιδράσεις (1)

Οι περιβαλλοντικές επιδράσεις οι οποίες είναι σε θέση να επηρεάσουν την ανθεκτικότητα του φορέα θα πρέπει να ληφθούν υπόψη κατά την επιλογή των δοµικών υλικών και των προδιαγραφών τους καθώς και στη σύλληψη του φορέα και στον λεπτοµερή σχεδιασµό του. Πίνακας Γ2 – ∆είκτης επιδιωκόµενης αξιοπιστίας β για δοµικά µέλη της Κατηγορίας ΤΑ21) Οριακή Κατάσταση Αστοχίας

∆είκτης επιδιωκόµενης αξιοπιστίας 1 χρόνος

50 χρόνια

4,7

3,8 1,5 έως 3,82)

Κόπωσης Λειτουργικότητας (µη-αναστρέψιµη) 1) 2)

(2)

2,9

1,5

Βλέπε Παράρτηµα Β Εξαρτάται από το βαθµό επιθεωρησιµότητας, επισκευασιµότητας και ανεκτικότητας σε βλάβες.

Η πραγµατική συχνότητα αστοχίας εξαρτάται σε σηµαντικό µέρος από τα ανθρώπινα σφάλµατα, τα οποία δεν λαµβάνονται υπόψη στον σχεδιασµό µε βάση τους επιµέρους συντελεστές (βλέπε Παράρτηµα Β). Ως εκ τούτου το β δεν παρέχει απαραίτητα ένδειξη της πραγµατικής συχνότητας της αστοχίας του φορέα. Ο Πίνακας Γ2 ορίζει ότι ο δείκτης επιδιωκόµενης αξιοπιστίας β = 1.5 για µη αναστρέψιµη λειτουργικότητα και για Τ=50 χρόνια. ∆ηλαδή η πιθανότητα έναρξης διάβρωσης από ενανθράκωση πρέπει να είναι Pf ≤ 0,0668.

Στην συνέχεια αναλύονται τρείς επιπλέον όροι που έχουν ιδιαίτερη σηµασία. Επιθεωρησιµότητα Είναι η δυνατότητα πρόσβασης για την διεξαγωγή µετρήσεων που θα µας επιτρέψουν να αξιολογήσουµε ένα συγκεκριµένο πρόβληµα. Για παράδειγµα το υποστύλωµα, µια δοκός, το βάθρο, ο φορέας γέφυρας θεωρούνται στοιχεία που παρέχουν επιθεωρησιµότητα. Αντίθετα, µια κλασσική θεµελίωση θα απαιτήσει εκσκαφή που δυσκολεύει την διεξαγωγή µετρήσεων και αυξάνει το κόστος. Η θεµελίωση µε πάσσαλους όµως, δυσκολεύει πάρα πολύ τα πράγµατα σε επίπεδο που πρέπει να θεωρηθεί µηδενικής επιθεωρησιµότητας. Αν λοιπόν ο δείκτης επιδιωκόµενης αξιοπιστίας είναι β = 1,5 για τα επιθεωρήσιµα στοιχεία, θα µπορούσε κάποιος να προδιαγράψει β = 2,5 για την κλασσική θεµελίωση και β = 3,8 για την θεµελίωση µε πάσσαλους. Όπως θα δούµε παρακάτω, στην περίπτωση β = 3,8 η επικάλυψη θα ξεπεράσει τα 100 mm δηµιουργώντας σωρεία άλλων προβληµάτων.

4.11

Αντίστοιχα προβλήµατα µηδενικής επιθεωρησιµότητας έχουµε στους κιβωτιοειδείς φορείς, τις απολήξεις προέντασης -και ειδικότερα στους αναδυόµενους τένοντες-, στα τοιχία αντιστήριξης που δεν υπάρχει πρόσβαση στην εσωτερική τους παρειά, κλπ. Επισκευασιµότητα Ο όρος είναι άρρητα συνδεδεµένος µε τρείς παραµέτρους: (α) την επιθεωρησιµότητα / προσβασιµότητα, (β) την σκοπούµενη συντήρηση κατά τη διάρκεια ζωής σχεδιασµού και (γ) την πιθανότητα ανάκτησης λειτουργικότητας µέσω επεµβάσεων/επισκευών. Η σκοπούµενη συντήρηση είναι η δυνατότητα εφαρµογής µεθόδων και υλικών (στο 5ο µέρος ονοµάζονται Αρχές) που σκοπό έχουν, στην περίπτωση πχ της ενανθράκωσης να διατηρήσουν το β στην στάθµη που έχουµε επιλέξει. Σε πιο απλά Ελληνικά να µειώσουν την πιθανότητα να ξεπεράσουµε τον δείκτη επιδιωκόµενης αξιοπιστίας. Η επεµβατική ανάκτηση θεωρεί ότι π.χ. η ενανθράκωση έχει ενεργοποιήσει την διάβρωση και πλέον µιλάµε για ανάκτηση λειτουργικότητας. Ένα παράδειγµα είναι η ανάκτηση ποσοστού της τάσης συνάφειας χάλυβα/σκυροδέµατος που έχει µειωθεί λόγω δηµιουργίας οξειδίων διάβρωσης. Η επεµβατική ανάκτηση δεν θα µας απασχολήσει σε αυτό το άρθρο. Ανεκτικότητας σε βλάβες Ο όρος είναι δανεισµένος από την αεροναυπηγική και Αγγλιστί ονοµάζεται Damage Tolerance. Στα Ελληνικά θα µπορούσε να διατυπωθεί ως η δυνατότητα διατήρησης µιας οριακής αλλά ασφαλούς επιτελεστικότητας όταν µια βλάβη ή οµάδα βλαβών βρίσκονται σε εξέλιξη. Ένα παράδειγµα θα µπορούσε να είναι πάλι η πτώση της τάσης συνάφειας λόγω οξειδίων διάβρωσης από ενανθράκωση. Η ανεκτικότητα στην βλάβη προφανώς και έχει παράγωγο τον χρόνο ενώ ταυτόχρονα επηρεάζεται έµµεσα τόσο από την επιθεωρησιµότητα όσο και από την επισκευασιµότητα. Καταλαβαίνω ότι έχουµε αρχίσει και µπερδευόµαστε για αυτό θα προσπαθήσω να φτιάξω ένα παράδειγµα. Ας θεωρήσουµε ότι το όριο µας (όριο ανεκτικού σχεδιασµού) είναι για παράδειγµα η πτώση της τάσης συνάφειας, λόγω οξειδίων διάβρωσης από ενανθράκωση, της τάξεως του 30%. ∆ηλαδή οι συντελεστές ασφαλείας που έχουµε χρησιµοποιήσει τείνουν στην µονάδα όταν η υπολειπόµενη συνάφεια (residual bond strength) είναι ίση µε το 70% της τάσης συνάφειας σχεδιασµού (nominal bond strength). Με τον τρόπο αυτό έχουµε ποσοτικοποίηση της βλάβης σε κάτι µετρήσιµο. Υπάρχουν αρκετές εξισώσεις επί του θέµατος που µπορεί κάποιος να βρει στην βιβλιογραφία του µέρους αυτού. Το πρόβληµα όµως είναι "το πότε" αυτή η βλάβη θα συµβεί. Εδώ υπάρχουν πάλι εξισώσεις εκτίµησης, όµως αρκετά πιο πολύπλοκες. Ας αφήσουµε για λίγο τις εξισώσεις και να πάµε πίσω στα διαγράµµατα που φτιάξαµε, π.χ. το διάγραµµα 6. Ας ξεχάσουµε ότι το διάγραµµα είναι η περιοχή Β του παραπάνω προβλήµατος και ας θεωρήσουµε ότι είναι ένα οποιοδήποτε στοιχείο σε ένα οποιοδήποτε έργο (εικόνα 12), που έχει σχεδιαστεί για Τ=50 χρόνια. Θεωρούµε επίσης ότι η επικάλυψη είναι 30 mm (διακεκοµµένη µπλε γραµµή). Επίσης έχουµε υπολογίσει ότι η φούξια γραµµή είναι η πτώση συνάφειας κατά 30% και η πράσινη γραµµή είναι η πτώση συνάφειας κατά 60%.

4.12

80 Κάτω Οριο Ενανθράκωσης Aνω Oριο Ενανθράκωσης

Carbonation Depth (mm)

70 60 50 40 30 20 10 0 0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100

Years Εικόνα 12

Ο άξονας Υ είναι στην ουσία σε Ευρώ, θα το δείτε παρακάτω !!!

Παρατηρούµε ότι στην περίπτωση RH = 50% και CO2 = 1000 ppm (δηλαδή κάτω όριο) η χρονική περίοδος της ανεκτικότητας της βλάβης είναι από τα 46,4 χρόνια µέχρι τα 66 χρόνια. Η πιθανότητα να ξεπεράσουµε στα 50 χρόνια λειτουργίας το 30% απώλειας συνάφειας είναι µηδενική. Οµοίως υπολογίζουµε ότι η χρονική περίοδος της ανεκτικότητας της βλάβης στην περίπτωση RH = 80% και CO2 = 1600 ppm (δηλαδή άνω όριο) είναι από τα 12,8 χρόνια µέχρι τα 19,6 χρόνια. Εδώ βέβαια η χρονική πιθανότητα υπέρβασης της ανεκτικότητας βλάβης είναι 50 - 19,6 = 30,4 χρόνια ή αν θέλετε για το 60,8% του χρόνου λειτουργίας το στοιχείο θα λειτουργεί εκτός των ορίων ανεκτικού σχεδιασµού που θέσαµε (0-30%). Αντίστοιχα, µπορούµε να υπολογίσουµε ότι για 50 - 34,9 = 15,1 χρόνια το στοιχείο θα λειτουργεί µε πτώση συνάφειας 30 - 60%, κ.ο.κ. Βέβαια ανά τύπο στοιχείου η απώλεια συνάφειας έχει διαφορετική επίδραση στην επιτελεστικότητα, αλλά αυτό είναι θέµα σχεδιασµού και εκτός των ορίων αυτού του άρθρου. Η κατάληξη σε κάθε περίπτωση είναι η ίδια: α) η επιτελεστικότητα µειώνεται µε τα χρόνια, β) ο ρυθµός µείωσης επηρεάζεται από πολλές παραµέτρους (τοις είδαµε στα προηγούµενα µέρη) και γ) η πιθανότητα περιορισµού του ρυθµού εξαρτάται από την επισκευασιµότητα και την επιθεωρησιµότητα (οι τρείς όροι πάνε πακέτο). Ένα άλλο πρόβληµα είναι η επιλογή και η διασφάλιση των 25 mm ως όριο επικάλυψης. Και αν δεν είναι 25 mm αλλά αλλού 18 mm και αλλού 27 mm; και αν δεν είναι και τα 25 mm της προκοπής; Ας κάνουµε τα παραπάνω ταληράκια ώστε να τα καταλάβουµε. Για την διασπορά του πάχους επικάλυψης θεωρώ ότι δεν χρειάζεται να µπω σε λεπτοµέρειες και όλοι γνωρίζουµε ότι υπάρχει σε όλα τα έργα. Αν τώρα έχει τυπική απόκλιση είναι 5 ή 15 mm θα µου πείτε ότι είναι θέµα επίβλεψης, τεχνίτη και καλά θα κάνετε ως ένα βαθµό. Όµως µπορεί κάποιος να πει ότι και η επίβλεψη έχει όρια, π.χ. τυπική απόκλιση > 10mm είναι θέµα επίβλεψης 100%, από 5 έως 10mm όµως ποιά είναι η συνεισφορά της επίβλεψης ; 4.13

Η απάντηση βρίσκεται: (α) στην γνώση της επίβλεψης και (β) στο budget του έργου. Η γνώση έχει να κάνει µε την επιλογή τόσο του κατάλληλου τύπου όσο και της πυκνότητας των αποστατήρων που είδαµε στην εικόνα 9. Οι επιλογές πολλές, η γνώση λίγη, το κόστος µεγάλο. Το budget του έργου προφανώς µας δίνει και αυτό όρια και µάλιστα µε µικρή τυπική απόκλιση (συνήθως 5-10%). Ας δούµε τα παραπάνω σε ένα παράδειγµα. Έχουµε ένα τοιχίο 10 m, ύψους 5 m και πάχους 0,4 m, µε συνολικό όγκο 19,6 m3. Για να φτιάξω µια επικάλυψη ανθεκτικότητας 30 mm θα χρειαστώ επιπλέον 1,62 m3 (η συνολική επικάλυψη είναι 40 mm αλλά τα 10 mm είναι η επικάλυψη λειτουργίας του οπλισµού). Ας πούµε ότι το κυβικό έχει 60 €. Το κόστος θα είναι 1,62 x 60 = 97,20 ευρώπουλα. Ας λύσουµε το ίδιο πρόβληµα θεωρώντας όµως ότι η τυπική απόκλιση δεν µπορεί να ξεπεράσει τα 10 mm. Για να το επιτύχουµε αυτό ας θεωρήσουµε ότι χρειαζόµαστε 20 αποστατήρες κόστους 1,8 € έκαστος. Το κόστος της επικάλυψης γίνεται 97,2 + 36,0 = 133,2 €. Αν θεωρήσουµε ότι η τυπική απόκλιση δεν µπορεί να ξεπεράσει τα 5 mm, τότε θα χρειαστούµε 40 αποστατήρες κόστους 2,5 € έκαστος (καλύτερη ποιότητα, τύπος, ASTM D 256, κλπ) δηλαδή 97,2 + 100 = 197,2 €. ∆ηλαδή, το αρχικό µας κόστος των 97,2 € υπερδιπλασιάστηκε, ή αν θέλετε το κόστος του m3 σκυροδέµατος ανά mm επικάλυψης έγινε 6,5 € / mm σκυροδέµατος επικάλυψης ή 3,65 € / m2 επικάλυψης 30 mm. ∆ηλαδή, για την κάτω παρειά ενός φορέα γέφυρας 2000 m2 θα πληρώσουµε 7300 € για την επικάλυψη ανθεκτικότητας. Θα πάµε λοιπόν στο Υπουργείο,/πελάτη,/ΚτΕ και θα τους πούµε θέλουµε 7300 € επιπλέον για την επικάλυψη ανθεκτικότητας. Τι θα κερδίσουµε; θα πει το Υπουργείο/πελάτης/ΚτΕ. Απαντάµε: θα σας διασφαλίσουµε την συνάφεια για τουλάχιστον 19,6 χρόνια. Μα η γέφυρα πρέπει να έχει ζωή 100 χρόνια!, λέει το Υπουργείο/πελάτης/ΚτΕ.

H συζήτηση όσο και αν ακούγεται τραγελαφική, είναι το αποτέλεσµα του κόστους κύκλου ζωής. Στο σηµείο αυτό της συζήτησης παρεµβαίνει ένας τρελός επιστήµονας (εικόνα 12), που αρχίζει και λέει. "Ποια θα είναι η ποιότητα των 30 mm ή ποια θα είναι η διαχυτότητα των 30 mm επικάλυψης;"

Εικόνα 12

Να µου το κάνετε κύριοι σε ευρώ ανα µονάδα διαχυτότητας για να µε πείσετε. ∆ιαφορετικά δεν σας δίνουµε δεκάρα τσακιστή.

Αφού ο τρελός επιστήµονας καταλαβαίνει ότι οι υπόλοιποι δεν κατάλαβαν Χριστό από την ερώτηση, τους ξεκινάει !!

4.14

Κύριοι ακούστε µε προσεκτικά διότι βαριέµαι να λέω τα ίδια δύο φορές. Η ωρίµανση του σκυροδέµατος ξεκινάει από έξω προς τα µέσα διότι έξω έχουµε τον αέρα, την θερµοκρασία, τα καλούπια που άλλα απορροφούν πολύ νερό και άλλα όχι, το βρέξιµο που τους κάνουµε ή δεν τους κάνουµε, το πόσο βρέξιµο τους κάνουµε, το πόσο νερό θα φύγει από τα µαδέρια, το πόσο νερό θα µείνει στα µαδέρια, το που έφτασε και έκατσε το σκύρο Νο. 125487- µεγέθους 32,6 mm όταν ρίχναµε το µπετό από τα 3,22 µέτρα, το που θα έφτανε αν δεν είχαµε 120 kg/κυβικο χάλυβα αλλά 180, που έκατσε το σκύρο Νο. 125487 σε σχέση µε το Νο. 125488, αν δονήσαµε καλά µε τόσους παλµούς το λεπτό, αν ξεκαλουπώσαµε νωρίς ή αργά, αν το τσιµέντο είχε µεγάλη απώλεια πύρωσης και πόσο, αν το οξείδιο Α τσακώθηκε µε το οξείδιο Β, αν τα οξείδια Α και Β τσακώθηκαν µε τον ρευστοποιητή, αν µου είχε ψοφήσει εκείνη την ηµέρα η γάτα και ανέβαζα φωτογραφίες της στο facebook µπας και πάρω κανένα like και χαρώ λίγο και δεν έκανα επίβλεψη, αν ο εργολάβος έδωσε µεγάλη έκπτωση και µου κλαίγετε βοήθα ρε φίλε να µην µε βάλουν φυλακή, αν.... Για όλα τα παραπάνω και αρκετά περισσότερα αν, που βαριέµαι να σας πω, κύριοι θα µου µετρήσετε την διαχυτότητα για να πάρετε 7300 €. Σύξυλοι εµείς. Με περίσσεια τσαντίλας που µας την είπε ο παλαβιάρης, γυρίζουµε και του λέµε, "Τι λες ρε φίλε και γιατί δεν τα γράφει αυτά κανένας κανονισµός ούτε στο Ελλάντα ούτε στας Ευρώπας;" Ο τρελός επιστήµονας απαντάει, "Τα γράφει, αλλά τα γράφει για να τα καταλαβαίνουν οι ειδικοί, διότι άµα τα καταλάβουν οι µη ειδικοί τότε οι ειδικοί δεν θα έχουν δουλειά". Ο τρελός επιστήµονας συνεχίζει, "γιατί φτιάξαµε την δόνηση και λέµε τόσο σε τέτοια ακτίνα και τέτοιο overlap; γιατί λέµε να τα βρέχουµε τόσο και τόσο, γιατί λέµε να µην ξεκαλουπώνετε άµα φυσάει τόσο; γιατί λέει στο ∆ιαχείριση ποιότητας...διεξαγωγή ελέγχων κατά τα στάδια ... εκτέλεσης; ∆ιότι άµα τα κάνεις όλα αυτά υπάρχει πιθανότητα να έχεις 30 mm επικάλυψη της προκοπής. Άµα δεν τα κάνεις θα έχεις 20 mm της προκοπής και 10 mm ιµιτασιόν και άρα δεν µου ζητάς 3,65 €/m2 µέτρο επικάλυψης 30 mm αλλά 3,65 €/m2 επικάλυψης 2 0mm". Να σας το πω και διαφορετικά, γιατί φτιάξαµε τα control permeability liner και παίρνουµε µε Ν/Τ =0,55 (που είναι και παραπάνω από το όριο του ΕΛΟΤ ΕΝ 206-1) καλύτερη αντίσταση ενανθράκωσης, που ο ΕΛΟΤ ΕΝ 206-1 δεν θα δει ούτε µε 400 κιλά στο κυβικό και Ν/Τ=0,5; Για να µου πουλήσετε λοιπόν 30 mm της προκοπής έχουµε και λέµε: 97,2 + 100 + 50 (1 €/m2 το liner)= 247,2 € για τα 54 m2 . Πόσο για τα 2.000 m2 της γέφυρας; ⇒ Χ = 9.155 €. Άρα κύριοι µου ζητάτε 9.155 € για 19,6 χρόνια!!! Αν βάζαµε ένα οικονοµολόγο στο παιχνίδι, θεωρώντας επιτόκιο 3,25%, έλεγε: Kύριοι µου ζητάτε 14,986 € για 19,6 χρόνια!!! Αν θέλετε, µου ζητάτε να επενδύσω το κόστος 250 m3 σκυροδέµατος για να µου δώσετε 19,6 στα 100 χρόνια! ∆ηλαδή αν σας ζητούσα 100 χρόνια πόσα θα κόστιζε ρε παιδιά, καµία κατοστάρα; Ας πάµε όµως λίγο πίσω στον τρελό επιστήµονα που έχει κολλήσει µε την διαχυτότητα. Κάποιοι άλλοι τρελοί επιστήµονες στην Ελβετία έπεισαν το κράτος να βγάλει την προδιαγραφή SIA SN 505 262/1, Annexe E (2005) η οποία χρησιµοποιεί δύο µεθόδους ποιοτικής µετρήσεως της επικάλυψης και καταλήγει σε ένα νοµόγραµµα (εικόνα 13). Στον άξονα των Χ έχουµε τις µετρήσεις αεροπερατότητας (Torrent air permeability). ή αν θέλετε µια πολύ καλή ένδειξη του πορώδους. και στο άξονα Υ την δυνατότητα του πορώδους να συγκρατεί υγρασία που την µετράµε εύκολα µέσω της ειδικής ηλεκτρικής αντίστασης σκυροδέµατος (εικόνα 14.)

4.15

Στην ουσία "κατηγοριοποιείται η επικάλυψη υπό µορφή απόδοσης φίλτρου". Αν είµαστε στην περιοχή 1 έχουµε καλό φίλτρο και άρα χαλάλι τα 14.986 €, αν είµαστε στην περιοχή 2 είµαστε ψιλο-καλά, άντε να πάρεις 10.500 €, στην περιοχή 3 φίλτρο ιµιτασιόν από Κίνα, πάρε 3.000 €, στην περιοχή 4 φίλτρο ιµιτασιόν από Μπαγκλαντές πάρε 2.000 € και στην περιοχή 5 µας το έκλεψαν το βράδυ στην Κάνιγγος και άρα δεκάρα τσακιστή.

Εικόνα 13

Ελβετική ποιότητα ωρολογοποιίας στο σκυρόδεµα.

Εικόνα 14

Με την συσκευή αριστερά µετράµε την αεροπερατότητα και µε την συσκευή δεξιά την ηλεκτρική αντίσταση. Τα βάζουµε παρέα και το παίζουµε Ελβετοί!!.

Ας κάνουµε στο σηµείο αυτό µια µικρή ανασκόπηση για την επικάλυψη ανθεκτικότητας: α)

ο τύπος του τσιµέντου επιδρά σηµαντικά στην δεξαµενή των Ca2+ και στο πορώδες,

β)

το πορώδες/διαχυτότητα επηρεάζετε από την κοκκοµετρική των αδρανών της σύνθεσης, την διαδικασία ωρίµανσης, κλπ, 4.16

γ)

αλλού έχουµε 500, αλλού 1500 και αλλού 5000 ppm CO2,

δ)

αλλού έχουµε 50% αλλού 75% και αλλού 98% υγρασία,

ε)

η επικάλυψη σαν γεωµετρικό µέγεθος µε απόκλιση έχει κόστος και µάλιστα αρκετά υψηλό και

στ)

η επικάλυψη όµως είναι φίλτρο και άρα δεν µας ενδιαφέρει ιδιαίτερα σαν γεωµετρικό µέγεθος αλλά σαν ποιοτικό.

Τι αποδείξαµε µέσα σε µια παράγραφο; Ότι το ΕΛΟΤ ΕΝ 206-1 υπό προϋποθέσεις και µε κόστος που δεν έχει σχέση µε το σκυρόδεµα σαν υλικό, µπορεί να προσφέρει συγκεκριµένη ασφάλεια εντός συγκεκριµένων ορίων. Αυτή αν θέλετε είναι η politically correct εκδοχή. Η politically incorrect όµως εκδοχή είναι ότι το ΕΛΟΤ ΕΝ 206-1 κινείταο στα όρια της αστρολογίας/οροσκοπίων και αστρολογικών προβλέψεων του τύπου: Στην αστρολογία ο φετινός Απρίλιος µε τη δεύτερη Έκλειψη του 2015 στο Ζυγό σε όψη µε το µεσοδιάστηµα Ουρανού/Πλούτωνα δεν είναι και ότι καλύτερο για νέα ξεκινήµατα σε επαγγελµατικά, οικονοµικά ή συναισθηµατικά γιατί αργά ή γρήγορα θα χρειαστεί να αντιµετωπίσουµε οδυνηρές απώλειες. Σύµφωνα µε την αστρολογία ο Ήλιος (έως 20/4), ο Νότιος ∆εσµός της Σελήνης (όλο το µήνα), ο Ερµής (έως 15/4) και ο Ουρανός (όλο το µήνα) στον Κριό αυξάνουν το δυναµισµό, την αποφασιστικότητα, αλλά µας κάνουν και πολύ πιο οξύθυµους, παρορµητικούς και εριστικούς, αυξάνοντας τις αντιδράσεις, την επαναστατικότητα και τις διαµαρτυρίες για τις αδικίες που γίνονται. Μπορεί να θεωρήσετε υπερβολική την παραπάνω παράγραφο και για περιπτώσεις όπως του φορέα της γέφυρας στην Ανάφη "µπορεί" να είναι. Βάζω το µπορεί σε εισαγωγικά διότι µπορεί και να µην είναι κάτω από την παραδοχή β = 1,5.

3.

ΕΝ 1990 και ο ∆είκτης επιδιωκόµενης αξιοπιστίας

Ας δούµε τι είναι αυτό το περιβόητο β = 1,5 που το ακούµε από το µέρος 1 και µας έχει σπάσει τα νεύρα. Η τιµή β για όσους θέλουν να το δούνε παραπέρα απορρέει από το ISO 2394 και ονοµάζεται Αγγλιστί target reliability index, όπου η επιδίωξη (target) είναι η χρονική διάρκεια και εκφράζεται υπό την µορφή βD=50 όπου π.χ. D=50 δηλώνει τα 50 χρόνια. Η ενανθράκωση για τον Ευρωκώδικα θεωρείται µη αναστρέψιµη οριακή κατάσταση και δεν µπαίνει καν στην λογική τύπου Parrot που είδαµε στο 3ο Μέρος. Αν θέλετε, ακολουθεί την λογική του Καθηγητή που διαβάσαµε παραπάνω που θεωρεί ότι, "σε καµία περίπτωση η ενανθράκωση δεν πρέπει να ξεπεράσει την επικάλυψη διότι αν την ξεπεράσει, ...πολύ απλά, δεν έχουµε καµία κανονιστική οδηγία για να µελετήσουµε τις επιπτώσεις" Προφανώς, το αν θα επιφέρει έναρξη διάβρωσης και πότε ή ποιος θα είναι ο πιθανός ρυθµός της, είναι παντελώς αδιάφορο. Για να καταλάβουµε το β = 1,5 θα φτιάξουµε ένα πιο πραγµατικό παράδειγµα για τον φορέα µιας γέφυρας που δεν έχει τρύπες, XC3. Στην περιοχή που θα φτιάξουµε την γέφυρα µετρήσαµε µέση τιµή 350 ppm µε τυπική απόκλιση 30 ppm για το CO2 και υγρασία µε µέση τιµή 60% και τυπική απόκλιση 5%. Η επικάλυψη ανθεκτικότητας της κάτω παρειάς του φορέα της γέφυρας κατασκευάζεται από τον εργολάβο Α µε µία µέση ποιότητα σκυροδέτησης (δεν του δώσαµε αρκετά χρήµατα για να βάλει πολλούς αποστατήρες, να δονήσει καλά, κλπ) που εκφράζεται µετά από µετρήσεις που διενεργήσαµε σε µια µέση τιµή 26 mm και τυπική απόκλιση 4 mm, στο όριο των 45mm (35 mm από το ΕΛΟΤ ΕΝ 206-1 + 10mm) που θέσαµε.

4.17

Στα 10 χρόνια υπολογίζουµε µε το µοντέλο µας για το C25/30 που έχουµε στο Μέρος 3 ότι η µέση τιµή ενανθράκωσης θα είναι 8.5mm µε τυπική απόκλιση 0.48 mm. Βάζουµε τις 2 κατανοµές (επικάλυψη και ενανθράκωση) που θεωρούµε by the book κανονικές (σε όλες τις αναφορές παγκοσµίως ορίζονται ότι ανήκουν στην οµάδα των κανονικών κατανοµών) στο ίδιο διάγραµµα, (εικόνα 15).

1.0

T=10 years Cover in mm Carbonation in mm

Probability Density

0.8

0.6

0.4

0.2

0.0 5

. Εικόνα 15

10

15

20

25

30

35

40

Depth (mm)

Οι κατανοµές της επικάλυψης και το βάθους ενανθράκωσης για Τ=10 χρόνια.

Η διαφορά των µέσων τιµών για Τ=10 χρόνια, µD=10 είναι:

όπου µcov είναι η µέση τιµή της επικάλυψης και µcarb,T=10 είναι η µέση τιµή του βάθους ενανθράκωσης για Τ=10 χρόνια. Αντίστοιχα, για την τυπική απόκλιση των 2 κατανοµών έχουµε:

όπου σcov είναι η τυπική απόκλιση της επικάλυψης και σcarb,T=10 είναι η τυπική απόκλιση του βάθους ενανθράκωσης για Τ=10 χρόνια. Ο δείκτης επιδιωκόµενης αξιοπιστίας για Τ=10 χρόνια είναι:

Στην εικόνα 16 έχουµε την κατανοµή της ενανθράκωσης και της επικάλυψης για Τ=30 χρόνια.

4.18

0.6

T=30 years Cover in mm Carbonation in mm

Probability Density

0.5

0.4

0.3

0.2

0.1

0.0 10

15

20

25

30

35

40

Depth (mm)

Εικόνα 16

Οι κατανοµές της επικάλυψης και το βάθους ενανθράκωσης για Τ=30 χρόνια.

Ο δείκτης επιδιωκόµενης αξιοπιστίας για Τ=30 χρόνια είναι:

Ο δείκτης επιδιωκόµενης αξιοπιστίας για Τ=40 χρόνια είναι:

Ο δείκτης επιδιωκόµενης αξιοπιστίας για Τ=50 χρόνια είναι:

και άρα τζίφος, µας κόβει ο ποιητής ΕΝ 1990, διότι το β = 1,23 είναι µικρότερο από το β = 1,5! Με τα παραπάνω αποδείξαµε ότι: α)

το β µειώνεται µε τα χρόνια και

β)

σε χρόνο Τ < 50 χρόνια µας κόβει το ΕΝ 1990 και άρα δεν ισχύει το ΕΛΟΤ ΕΝ 206-1 για τον φορέα που σχεδιάσαµε για Τ=100 χρόνια.

Θα µου πείτε ότι το ΕΛΟΤ ΕΝ 206-1 είναι για µέγιστο χρόνο Τ=50 χρόνια και άρα ψιλο-είναι o.k.. Αυτό όµως δεν το ξέρουµε µε βεβαιότητα και µάλιστα αν φωνάξουµε τους Ελβετούς να µας µετρήσουν την ποιότητα επικάλυψης, θα µας πουν ότι εκτός από την απόκλιση που έχουµε ανήκουµε στην κατηγορία 3, διότι δεν κάναµε καλή δόνηση, τα πλακάζ ήταν µπαγιάτικα και ξεκαλουπώσαµε γρήγορα. Θα αποφανθούν λοιπόν οι Ελβετοί ότι δεν έχουµε µέση τιµή 26 mm και τυπική απόκλιση 4 mm αλλά πραγµατική µέση τιµή 21 mm και τυπική απόκλιση 4 mm και άρα στα 32 χρόνια θα έχουµε β < 1,5. Σε αντίστοιχο συµπέρασµα θα καταλήγαµε αν η γέφυρα ήταν στην Αθήνα (περισσότερα ppm).

4.19

Είναι τουλάχιστον βέβαιο ότι φτάνοντας στον 4ο µέρος του άρθρου έχετε καταλάβει ότι δεν υπάρχει καµία διασφάλιση ή, αν θέλετε, το ΕΛΟΤ ΕΝ 206-1 µας δίνει πιθανότητα διασφάλισης µε αρκετά µεγάλο εύρος, που θα πρέπει εµείς να την "περάσουµε" στο Υπουργείο/πελάτη/ΚτΕ. Εδώ υπάρχουν 3 περιπτώσεις:, α)

σιγά µην τους πούµε τίποτα διότι ακόµα και αν τους πούµε θα πρέπει να δώσουν 14.986 € που δεν έχουν,

β)

τους ζητάµε 14.986 € για 19,6 χρόνια και αναλαµβάνουµε εµείς την ευθύνη και

γ)

προδιαγράφουµε Ελβετική ποιότητα τουλάχιστον 2, µε επικάλυψη 50 mm και µε το πιο forgiving τσιµέντο και άσε τον εργολάβο να πάει να βγάλει άκρη.

Στην τελευταία περίπτωση έχουµε µεγάλο έργο και µεγάλο εργολάβο που έχει κάποια τσακάλια µηχανικούς, τσακάλια οικονοµολόγους και τσακάλια δικηγόρους. Πάνε παρεούλα στο Υπουργείο και λένε ΝΕΑ ΕΡΓΑΣΙΑ και ΝΕΑ ΤΙΜΗ ΜΟΝΑ∆ΑΣ, που θα περιέχει τα ακόλουθα: Υ∆Ρ 9.10.07

95,00 €/m3

Πρόσθετη τιµή για την διαµόρφωση επιµεληµένων τελειωµάτων επιφανειών σκυροδέµατος

Υ∆Ρ 9.06

6,00 €/m2

Πρόσµικτα µείωσης λόγου νερού προς τσιµέντο, κατά ΕΛΟΤ EN 934-2 (διαφορετικά δεν βγαίνουν οι οριακές τιµές του ΕΛΟΤ ΕΝ 206-1)

Υ∆Ρ 9.23.02

0,71 €/kg

Ινες πολυπροπυλενίου σκυροδεµάτων κατά ΕΛΟΤ EN 14889-2 (επειδή θέλετε και επικάλυψη 50 mm)

Υ∆Ρ 9.23.05

5,50 €/kg

Ψεκασµός επιφανειών νωπού σκυροδέµατος µε συνθετικά υλικά επιβράδυνσης της πρώιµης αφυδάτωσης (curing) (επειδή θα "προσπαθήσουµε" να το βγάλουµε και ως Ελβετική ποιότητα 2)

Υ∆Ρ 9.25

1,24 €/m2

τιµή εµπορίου

10,00 €/m2

Σκυρόδεµα C30/37

Σούπερ ντούπερ αποστατήρες

Εστω λοιπόν ότι η µελέτη προβλέπει βάθρο διαστάσεων 3,5 x 1,2 x 5,0= 21,0 m3, επιφάνειας σκυροδέµατος 2 x (3,5 + 1,2) x 5,0 = 47,0 m2 • • •

Για το Υ∆Ρ 9.10.07 θέλουµε: 21,0 m3 x 95,00 €/m3 = 3

Για τo Υ∆Ρ 9.23.02 (πρόσµικτα, έστω 6,8 kg/m ): 21,0 x 6,8 x 0,71 = 3

Για το Υ∆Ρ 9.23.05 (ίνες, έστω 1,5 kg/m ): 21,0 x 1,5 x 5,50 = 2

2

1.995,00 € 101,39 € 173,25 €

•

Για το Υ∆Ρ 9.06 (τελειώµατα) 47,0 m x 6,00 €/m =

•

Για το Υ∆Ρ 9.25 (curing): 47,0 m2 x 1,24 €/m2 =

58,28 €

•

Για τους αποστατήρες: 47,0 m2 x 10,00 €/m2 =

470,00 €

Άρα για τα 21,0 κυβικά θα πληρώσετε:

282,00 €

3.079,72 €

Επειδή µου βάλατε και Ελβετικά πρότυπα, εκπτώσεις και άλλες παιδικές ασθένειες δεν έχει. Ακούει το νούµερο ο Tµηµατάρχης και πέφτει ξερός, ακούει το νούµερο ο ∆ιευθυντής και πέφτει και αυτός ξερός. Φτάνει στον Γενικό Γραµµατέα, στον Υπουργό και τελικά στα ΜΜΕ ...

4.20

...µας πίνουν το αίµα για µια γέφυρα. Ο καπιταλισµός του κεφαλαίου κρύβεται στα ΕΝ. Οι Βρυξέλες χρεοκοπούν την χώρα µε τα ΕΝ και τα ∆ηµόσια Εργα. Πήγανε στα µπουζούκια και στόλισαν µε γαρύφαλλα αξίας 15,000 € την τραγουδίστρια Επικάλυψη.

Tο µεγαλύτερο πρόβληµα µε το ΕΛΟΤ ΕΝ 206-1 ξεκινάει από το ότι για ένα ποσοστό 2-5% του όγκου, που αποτελεί η επικάλυψη σε ένα στοιχείο σκυροδέµατος, θα "πληρώσεις" για όλο το σκυρόδεµα του στοιχείου. Να το πούµε πιο απλά. Για το C30/37 της επικάλυψης θα πληρώσεις το C30/37 για όλο το στοιχείο, ασχέτως αν "βγαίνεις" στους υπολογισµούς και µε C20/25 και ζεις στην Ανάφη!

4. Συµπεράσµατα 4ου Μέρους Αν καταλάβατε ότι είµαι κατά του ΕΛΟΤ ΕΝ 206-1, διαβάστε ξανά από την αρχή όλα τα άρθρα! Αν όµως καταλάβατε τα προβλήµατα και τις πιθανολογικές παραµέτρους, τότε θα συµφωνήσετε ότι το ΕΛΟΤ ΕΝ 206-1 δεν είναι ένα κακό πρότυπο, αλλά απλά ένα πρότυπο που ξεκάθαρα λέει ΟΡΙΑΚΕΣ ΤΙΜΕΣ και θεωρεί ότι ΟΛΑ τα υπόλοιπα πρότυπα ποιότητας τηρούνται ευλαβικά. Αποφθέγµατα του τύπου το έκαναν για να κονοµήσουν οι "τσιµεντάδες¨ είναι πέρα για πέρα αναληθή για τον λόγο ότι, στη ουσία, δεν κονοµάει κανένας (ούτε τα πρόσµικτα). Ο λόγοι είναι πολλοί, και ο βασικότερος είναι ότι η αύξηση των προϋπολογισµών θα λειτουργήσει και "αρνητικά" σε όρους αγοράς. Αλλες αρνητικές παράµετροι είναι το κόστος ποιοτικού ελέγχου της παραγωγής, η αύξηση του ρυθµού φθοράς µηχανηµάτων, το κόστος ενέργειας, το CO2 footprint, κλπ. Πιθανότατα ο µόνος κλάδος που µπορεί να δει αύξηση στον τζίρο, είναι αυτοί που πουλάνε αποστατήρες και liners. Η πραγµατικότητα είναι ότι µε χρόνο-καθυστέρηση πλέον των 60 χρόνων, από τότε που κάποιοι τρελοί επιστήµονες φωνάζουν για την διάβρωση, αποφάσισαν να φτιάξουν ένα ελάχιστο πρότυπο. Το πρότυπο έχει αρκετές παιδικές ασθένειες αλλά τουλάχιστον είναι µια προσπάθεια στον σωστό δρόµο. Οι ελάχιστες τιµές είναι απλώς ελάχιστες και τίποτα παραπάνω και σε καµία περίπτωση δεν καλύπτουν όλες τις πιθανές κατανοµές CO2 και RH. Το σηµαντικότερο όµως συµπέρασµα είναι ότι χρειαζόµαστε 3 βασικά, επιπλέον πράγµατα, ειδικά για τα ∆ηµόσια Εργα: α)

Έναν χάρτη Φορτίου Ενανθράκωσης ανά νοµό της Ελλάδος. Είναι παντελώς παράλογο να βάζουµε την Ανάφη και το Γαλάτσι στο ίδιο σακί. Ο χάρτης αυτός καλό θα είναι να υπάρχει και στον νέο ΚΤΣ και στο ΕΛΟΤ ΕΝ 206-1. Ο χάρτης µπορεί να γίνει πολύ εύκολα διότι διαθέτουµε το βασικότερο, και µάλιστα σε πλεόνασµα, "νέα παιδιά µε διάθεση και πολύ καλύτερη επιστηµονική κατάρτιση από τις παλαιότερες γενιές".

β)

Αναθεώρηση των τιµολογίων δηµοσίων έργων, τήρηση ενός σοβαρού επιπέδου ποιότητας και ορθολογισµός των πιθανών εκπτώσεων. ΕΛΟΤ ΕΝ 206-1 και 50% έκπτωση δεν γίνεται!!!

γ)

Λίγο περισσότερο "επιστηµονικό µάρκετινγκ" από τους παραγωγούς σκυροδέµατος. ∆όξα τω Θεώ, υπάρχουν αρκετά µοντέλα που οι παραγωγοί µπορούν να υιοθετήσουν και να εκτιµήσουν για το µίγµα τους την επικάλυψη ανθεκτικότητας.

4.21

Παράδειγµα εκτίµησης που θεωρώ αρκετά επεξηγηµατικό δίνεταιστην εικόνα 17. Η λογική είναι ότι δεν απαιτούνται 4 συνθέσεις και 4 κατηγορίες αντοχής για κάθε διαβάθµιση XC, αλλά µία και µοναδική. Θα βάζει ο µηχανικός στο Android 715-X τις συντεταγµένες CO2 και RH και αυτόµατα το λογισµικό θα του πετάει την επικάλυψη. Σε αυτήν θα προσθέτει και 10 mm και τελειώσαµε. Όλη η λογική είναι να κάνουµε χρήση των forgiving τσιµέντων και όχι των µη forgiving. ∆ιαφορετικά δεν βλέπω κανένα λόγο να παράγουµε τόσους πολλούς τύπους τσιµέντου για τα συµβατικά έργα. Αν στους παραγωγούς δεν αρέσει αυτό υπάρχει και η λύση να υιοθετήσουν το πρότυπο ΕΝ 1062-6 (∆ιαπερατότητα CO2). Στο πέµπτο και τελευταίο µέρος θα δούµε την µάχη µεταξύ ΕΛΟΤ ΕΝ 206-1, ΕΝ 1990 και ΕΛΟΤ ΕΝ 1504-2. Η µάχη έχει τεράστιο ενδιαφέρον και αποδεικνύει για άλλη µια φορά ότι οι Τεχνικές Επιτροπές που τα έβγαλαν µάλλον είναι τσακωµένες µεταξύ τους και δεν ανταλλάσουν ούτε e-mail.

CEM II/Α-P 42.5N- 340Kg/m3, N/T=0.5 Cover, T=50 Years 100 95

mm 15

80

mm 20

40 m

m 10m

85

m

90

5mm 10mm 15mm0mm m 2 m 2530mm mm 35 m 40m m m 45 mm mm 50 55 mm mm mm 55 5 25 3

m m m 40

60

35 m

55

45

15 mm

m

m

m

20 m

25 m

m 30

50

m 55m m 50m

65 45m

RH (%)

70

75mm 70mm 65mm 60mm

75

m

40 35

10 mm

30 5mm

25 20 100

1000

CO2 (ppm) Εικόνα 17

Φανταστείτε το σε εφαρµογή για smartphones!!. Αν µάλιστα έχετε και δορυφορικό δέκτη, όπου και αν είσαστε στην Ελλάδα θα σας πετάει την ελάχιστη επικάλυψη.

4.22

Βιβλιογραφία 4ου Μέρους Teplý B., Králová H., Stewart M.: “Ambient Carbon Dioxide, Carbonation and Deterioration of RC Structures.” International Journal of Materials & Structural Reliability, Vol. 1 (2002), p. 31–36 Sarja, A. 2002, Integrated Life Cycle Design of Structures, 1st ed. London, Spon Press.

Mitchell, D., Frohnsdorff, G.: Service-Life Modelling and Design of Concrete Structures for Durability, Concrete International, December 2004.

ISO 2394:2015, General principles on reliability for structures Potter, RJ, “Background to design for durability in AS3600”, Pacific Concrete Conference, 8-11 November 1988, p559-567.

Merretz, WE, “Design for durability – curing of concrete – the relationship between AS 3600 and the BCA”, National Precast Concrete Association of Australia, 2002.

Kropp, J. & H.K. Hilsdorf (ed). 1995: Performance criteria for concrete durability.- RILEM report 12, E & FN Spon.

SIA 262/1: Concrete Structures– Supplementary Specifications (in German).- SIA Zürich, Polder, R. et al. 2000: Test methods for on site measurements of resistivity of concrete. RILEM TC 154-EMC, Materials & Structures, 33, 603-611.

NAHE (2004), Durable concrete structures – Part 2: Practical guidelines for durability design and concrete quality assurance, 1st Ed., Norwegian Association for Harbor Engineers, TEKNA, Oslo. (In Norwegian) Sengul, O. and Gjørv, O.E. (2008), “Electrical resistivity measurements for quality control during concrete construction”, ACI Mater. J.,105( 6), 541-547.

Alonso C., Andrade C., Rodríguez J. y Díez J.M. : Factors controlling cracking of concrete affected by reinforcement corrosion. Materials and Structures, Vol. 31 pp 435-441 (1998) Rodríguez, J., Ortega, L.M., Casal, J.: “Load bearing capacity of concrete columns with corroded reinforcement” 4th Simposium on Corrosion of Reinforcement in Concrete Structures, Cambridge, UK, Edited by C.L Page, P.F Bamfort and J.W. Fig., SCI, The Royal Society Chemistry, (1996) Pantazopoulou S J, Papoulia K D. Modeling cover cracking due to reinforcement corrosion in RC structures. Journal of Engineering Mechanics, 2001, 127(4): 342–351.

Lundgren K. (2002). Modelling the effect of corrosion on bond in r.c. “Magazine of Concrete Research”, Vol. 54, No. 3, pp. 165-173.

DuraCrete. Probabilistic Performance based Durability Design of Concrete Structures, Brite EuRam III, BE95-1347.

4.23

4.24

Απο την Ενανθράκωση στις Επικαλύψεις ή απο το ΕΛΟΤ ΕΝ 206-1/XC στο ΕΛΟΤ ΕΝ 1504-2 Βασικές Αρχές και Εξισώσεις που πρέπει να γνωρίζουµε Μέρος 5A από 5: Από την γιαγιά στην συνεργασία τύπου "Μάλτα Γιοκ"

1. Ο Εισαγγελέας και οι λοιποί

Εικόνα 1

Ο ∆ηµήτρης Ψαθάς και η ενανθράκωση.

Εισαγγελέας

Κύριε Εργολάβε τι εµπειρία έχετε σε έργα;

Εργολάβος

Έχω φτιάξει 50 πολυκατοικίες στην Αθήνα και δεν έχουν κανένα πρόβληµα...

Εισαγγελέας

Τι σηµαίνει πρόβληµα κύριε;

Εργολάβος

...δεν µου σκούριασε το σίδερο και δεν έπεσαν από το σεισµό.

Εισαγγελέας

Μάλιστα. Η άποψή σας ισχύει και για την θεµελίωση;

Εργολάβος

...και εγώ που θέλετε να ξέρω; Τι είµαι, γαιοσκώληκας να τρυπήσω το χώµα να την δω;

Εισαγγελέας

Αν βρεθεί πρόβληµα είστε διατεθειµένος να το φτιάξετε µε δικά σας έξοδα;

Εργολάβος

Όχι, αφού δεν έπεσε στα 10 χρόνια τι µε νοιάζει εµένα σήµερα. Στο φινάλε είναι υποχρέωση του Μηχανικού, αυτός έβαλε την υπογραφή του.

Εισαγγελέας

Κύριε Μηχανικέ τι εµπειρία έχετε σε έργα;

5-1.1

Μηχανικός

Έχω φτιάξει 50 πολυκατοικίες στην Αθήνα και δεν έχουν κανένα πρόβληµα...

Εισαγγελέας

Τι σηµαίνει πρόβληµα κύριε;

Μηχανικός

Όλα έγιναν µε το γράµµα του Νόµου και ακόµα παραπάνω. Με τους σεισµούς βγήκαν µόνο οι προβλεπόµενες ρωγµές.

Εισαγγελέας

Ποια ήταν η επικάλυψη της θεµελίωσης;

Μηχανικός

40 mm, κύριε Εισαγγελέα.

Εισαγγελέας

Είστε σίγουρος;

Μηχανικός

Βεβαιότατα το γράφει και το σχέδιο!!

Εισαγγελέας

Έχετε µετρήσεις για την επικάλυψη που το επιβεβαιώνουν;

Μηχανικός

∆εν πιστεύω να έχει κάτι η Επίβλεψη. Κανένας δεν κάνει τέτοιες µετρήσεις.

Εισαγγελέας

∆ηλαδή δεν µπορείτε µε σιγουριά να υποστηρίξετε τα 40 mm;

Μηχανικός

Προφανώς και όχι!.

Εισαγγελέας

Τι είδους σκυρόδεµα χρησιµοποιήσατε;

Μηχανικός

C25/30 βάσει ΕΛΟΤ ΕΝ 206-1.

Εισαγγελέας

Έχετε µετρήσεις που το επιβεβαιώνουν;

Μηχανικός

Βεβαίως και σας καταθέτω αντίγραφο των αποτελεσµάτων αντοχής από τις µήτρες που σπάσαµε.

Εισαγγελέας

Ποιός τύπου τσιµέντου χρησιµοποιήθηκε στην σύνθεση του C25/30;

Μηχανικός

∆εν το γνωρίζω. Το τιµολόγιο λέει ότι είναι C25/30.

Εισαγγελέας

Κύριε Μηχανικέ, είναι όλοι οι τύποι τσιµέντου το ίδιο καλοί;

Επεµβαίνει ο συνήγορος του Μηχανικού Συνήγορος

Κύριε Εισαγγελέα δεν είµαστε υποχρεωµένοι να γνωρίζουµε όλα τα τσιµέντα. ∆εν το γράφει κανένας κανονισµός.

Εισαγγελέας

Κύριε Μηχανικέ, σε τί κατάσταση βρίσκεται σήµερα η θεµελίωση από πλευράς ενανθράκωσης;

Μηχανικός

∆εν πρέπει να έχει ξεπεράσει το βάθος επικάλυψης, διότι η ηλικία της κατασκευής είναι µικρότερη από 50 χρόνια.

Εισαγγελέας

Εννοείτε 50 χρόνια για ελάχιστο β=1,5 που λέει ο Ευρωκώδικας;

Μηχανικός

Αυτό δεν το γνωρίζω.

Εισαγγελέας

Λογικά τι β θα έπρεπε να βάλετε σε µια θεµελίωση που θεωρείτε µη επιθεωρήσιµο στοιχείο;

5-1.2

Μηχανικός

Περίπου β=3.

Εισαγγελέας

Θεωρείτε ότι βάλατε στην µελέτη β=3;

Μηχανικός

Όχι διότι το κόστος έβγαινε υπερβολικό και ο πελάτης δεν µπορούσε να το υποστηρίξει.

Εισαγγελέας

Αν βρεθεί πρόβληµα είστε διατεθειµένος να το φτιάξετε µε δικά σας έξοδα;

Μηχανικός

Οχι βέβαια, διότι δεν έκανα τίποτα που δεν είναι σύµφωνο µε το γράµµα του Νόµου.

Εισαγγελέας

∆ηλαδή θεωρείτε ότι τηρήσατε µε ευλάβεια όλα τα Πρότυπα που αναφέρονται και έχετε αποδείξεις για να το υποστηρίξετε ενώπιον του ∆ικαστηρίου;

Μηχανικός

Όχι, διότι το κόστος έβγαινε υπερβολικό και ο πελάτης δεν µπορούσε να το υποστηρίξει.

Εισαγγελέας

Τελικά τηρήσατε ή όχι τον Νόµο;

Μηχανικός

Τήρησα τον Νόµο στο πλαίσιο του εφικτού.

Επεµβαίνει πάλι συνήγορος του Μηχανικού. Συνήγορος 1

Κύριε Εισαγγελέα, όπως καταλαβαίνετε, η τήρηση του Νόµου δεν είναι πάντοτε εφικτή και δεν µπορεί να αποδειχτεί αµέλεια ή δόλος ούτε από την πλευρά του Εργολάβου ούτε του Μηχανικού.

Επεµβαίνει ο συνήγορος του ιδιοκτήτη Συνήγορος 2

Ένσταση κύριε Εισαγγελέα. Ο πελάτης µου πλήρωσε για 50 χρόνια και σήµερα καλείται να πληρώσει ένα δυσανάλογο ποσό που δεν διαθέτει για να νιώσει ασφάλεια σε ένα κτήριο που η ίδια η Πολιτεία µέσω των κανονισµών θεωρεί ότι δεν θα πρέπει να έχει κανένα πρόβληµα.

Εισαγγελέας

Κύριε Συνήγορε ο πελάτης σας, όπως απεδείχθη, δεν είχε τα χρήµατα να πληρώσει όλα όσα γράφει ο Κανονισµός για να διασφαλίσει τα 50 χρόνια. Επιπλέον δεν έχει προβεί και σε καµία συντήρηση της θεµελίωσης.

Συνήγορος 2

Ένσταση κύριε Εισαγγελέα, είναι αδύνατο να προβούµε σε συντήρηση της θεµελίωσης, διότι λόγω γειτνίασης µε άλλα κτήρια αυτό θα ήταν και επικίνδυνο και το κόστος θα ήταν υπερβολικό.

Εισαγγελέας

Κύριε Μηχανικέ πήρατε τίποτα άλλα µέτρα για την θεµελίωση πλέον της επικάλυψης;

Μηχανικός

Βεβαίως. Περάσαµε εξωτερικά πίσσα βενζίνης για στεγάνωση.

Εισαγγελέας

Κύριε Μηχανικέ, τι προδιαγραφές είχε η πίσσα βενζίνης για να αντισταθεί στην ενανθράκωση και ποιος είναι ο ωφέλιµος χρόνος ζωής της;

Μηχανικός

∆εν µπορώ να απαντήσω στο ερώτηµα, διότι δεν πιστεύω ότι υπάρχουν τέτοιες προδιαγραφές για την πίσσα βενζίνης. Θεωρούµε απλά ότι παρέχει κάποια προστασία.

Εισαγγελέας

Υπάρχει κάτι άλλο που θα µπορούσατε να έχετε κάνει για να διασφαλίσετε την θεµελίωση του πελάτη σας;

Μηχανικός

Υπάρχουν υλικά βάσει Προτύπου ΕΛΟΤ ΕΝ 1504-2 τα οποία όµως θα αύξαναν το κόστος και ο πελάτης δεν µπορούσε να το υποστηρίξει.

5-1.3

Εισαγγελέας

∆ηλαδή θεωρείτε ότι αν ο πελάτης είχε περισσότερα χρήµατα σήµερα δεν θα είχε πρόβληµα;

Μηχανικός

Θεωρώ ότι αν ο πελάτης µου είχε περισσότερα χρήµατα θα µπορούσαµε σήµερα να είµαστε πιο σίγουροι για την ασφάλεια του κτηρίου.

Εισαγγελέας

∆ηλαδή πάλι δεν είστε σίγουρος;

Μηχανικός

∆εν είπα ότι δεν είµαι σίγουρος. Σας είπα ότι θα µπορούσαµε να υπολογίσουµε την πιθανότητα αστοχίας µε µεγαλύτερη ακρίβεια.

Εισαγγελέας

∆ηλαδή για τα υλικά ΕΛΟΤ ΕΝ 1504-2 µπορείτε να είστε σίγουρος και για το σκυρόδεµα ΕΛΟΤ ΕΝ 206-1 δεν µπορείτε;

Μηχανικός

Ακριβώς, διότι τα υλικά ΕΛΟΤ ΕΝ 1504-2 πληρούν πολύ πιο αυστηρές οριακές προδιαγραφές από ότι οι οριακές προδιαγραφές για το σκυρόδεµα ΕΛΟΤ ΕΝ 206-1.

Εισαγγελέας

Και αν ξεπερνούσατε τις οριακές τιµές του ΕΛΟΤ ΕΝ 206-1;

Μηχανικός

Θα έπρεπε να αλλάξω όλη την µελέτη διότι θα αύξανα την κατηγορία αντοχής του σκυροδέµατος. Με τα υλικά ΕΛΟΤ ΕΝ 1504-2 αυτό δεν χρειάζεται να το κάνω διότι είναι σχεδιασµένα για να προστατεύουν µόνο την επικάλυψη.

Εισαγγελέας

Κύριε Πρόεδρε, αυτό που κατάλαβα από τις ερωτήσεις µου είναι ότι υπάρχει µια τεράστια γκρίζα ζώνη στο θέµα και εισηγούµαι να αθωωθούν οι κατηγορούµενοι.

Συνήγορος 2

Ένσταση κύριε Πρόεδρε. Η εισήγηση του κυρίου Εισαγγελέα δηµιουργεί 2 και 3 κατηγορίες ιδιοκτητών, ανάλογα τα χρήµατα που διαθέτουν. Αυτό είναι παράλογο και δεν αναγράφεται πουθενά σε κανένα Κώδικα.

Εικόνα 2 Η Θέµις έχει νευρά.

Πρόεδρος

Κύριε συνήγορε έχετε αυτοκίνητο;

Συνήγορος 2

Βεβαίως!.

Πρόεδρος

Αν επιτρέπετε, τι αυτοκίνητο έχετε;

Συνήγορος 2

Eχω το SUPER X Coupe.

5-1.4

Πρόεδρος

Έχει αερόσακους, ABS, ESP και αστεράκια στο crash test κλπ;

Συνήγορος 2

Τα πάντα όλα. Έχει 12 αερόσακους, 2 συστήµατα διαγώνιου ABS, το καλύτερο ESP και ΠΕΝΤΕ αστεράκια στο crash test.

Πρόεδρος

Αν δεν τα είχατε όλα αυτά στο αυτοκίνητο σας και είχατε ένα πιο απλό θα ερχόσασταν σήµερα στο ∆ικαστήριο;

Συνήγορος 2

Προφανώς!

Πρόεδρος

Τότε γιατί αγοράσατε το SUPER X Coupe αφού δεν αλλάζει τίποτα;

Συνήγορος 2

∆ιότι σε περίπτωση ατυχήµατος θα είµαι πιο ασφαλής.

Πρόεδρος

∆ηλαδή µου λέτε ότι αν είχατε το αυτοκίνητο MEDIUM M Coupe που έχει 1 αερόσακο και 1 απλό ABS δεν θα νιώθατε το ίδιο ασφαλής?

Συνήγορος 2

∆εν το λέω εγώ αλλά όλα τα περιοδικά, οι κατασκευαστές αυτοκινήτων, οι στατιστικές, κλπ.

Πρόεδρος

Πόσο σας κόστισε το SUPER X Coupe;

Συνήγορος 2

62.000 €

Πρόεδρος

∆ηλαδή, αν δεν είχατε τα 62.000 € θα νιώθατε λιγότερο ασφαλής;

Συνήγορος 2

Προφανώς!.

Πρόεδρος

Πόσα χιλιόµετρα έχει στο κοντέρ.

Συνήγορος 2

305.000.

Πρόεδρος

Σας έχει βγάλει προβλήµατα;

Συνήγορος 2

Τίποτα απολύτως είναι τροµερά ανθεκτικό.

Πρόεδρος

Εγώ κύριε Συνήγορε έχω το MEDIUM M Coupe, το πήρα 22.000 €, έχει 100.000 χιλιόµετρα και µου έχει αδειάσει το πορτοφόλι σε επισκευές.

Εικόνα 3

(α) SUPER X Coupe και (β) MEDIUM M Coupe

Συνήγορος 2

Τα παθήµατα να γίνονται µαθήµατα κύριε Πρόεδρε. Την επόµενή φορά να πάρετε το SUPER X Coupe.

Πρόεδρος

Κύριε Συνήγορε µόλις αποδείξατε ότι υπάρχουν 2 και 3 κατηγορίες ιδιοκτητών ανάλογα τα χρήµατα που διαθέτουν και άρα η ένσταση σας απορρίπτεται.

5-1.5

Συνήγορος 2

Κύριε Πρόεδρε είστε πολύ έξυπνος άνθρωπος αλλά εγώ είµαι εξυπνότερος.

Πρόεδρος

Γιατί κ. Συνήγορε;

Συνήγορος 2

∆ιότι και το ΕΛΟΤ ΕΝ 206-1 και το ΕΛΟΤ ΕΝ 1504-2 είναι υποχρεωτικά και άρα δεν θα έπρεπε να έχετε αγοράσει το MEDIUM M Coupe αλλά το SUPER X Coupe.

Πρόεδρος

Μα εγώ δεν έχω χρήµατα να πληρώσω τους 12 αερόσακους ...

Συνήγορος 2

Ντροπή κύριε Πρόεδρε. Ο Νόµος είναι Νόµος!.

Με το παραπάνω φανταστικό σενάριο προσπαθούµε να απλοποιήσουµε και εν µέρει να διασκεδάσουµε το µεγαλύτερο, πιθανότατα, πρόβληµα του 21ου αιώνα, αυτό της αξιοπιστίας των κατασκευών. Στο στασίδι όµως της αξιοπιστίας των κατασκευών για την ενανθράκωση, απαγγέλουν τρεις "ποιητές" που έχουν τρείς διαφορετικές "ιδεολογίες": Το ΕΝ 1990 δηλώνει:

"Εµένα δεν µε νοιάζει το πώς θα το κάνετε και πόσο θα στοιχίσει. Θέλω απλά β ≥ 1,5"

Το ΕΝ 206-1 δηλώνει:

"Εµένα επειδή µε νοιάζει το πόσο θα στοιχίσει σας δίνω κάποια ελάχιστα όρια για το σκυρόδεµα και βλέπουµε στην πορεία πως θα πάει το θέµα. Οι υπερβάσεις κόστους οφείλονται στο ΕΝ 1990 και δεν µε ενδιαφέρουν."

Το ΕΝ 1504 δηλώνει:

"Εγώ επειδή γνωρίζω τι µπορώ να κάνω µε την τεχνολογία µου, µπορώ να σας εγγυηθώ και στους δύο ότι αν µε τηρήσετε σωστά δεν θα έχετε κανένα πρόβληµα και θα σας µειώσω και το κόστος"

Ας το απλοποιήσουµε περισσότερο: Το ΕΝ 1990 δηλώνει:

"Εγώ ξέρω από µαθηµατικά, µην µε µπερδεύετε µε τα οικονοµικά και τις χηµείες. Το δικό µου email είναι info@engineering-mathematics.com "

Το ΕΝ 206-1 δηλώνει:

"Εγώ ξέρω από οικονοµικά και θεωρώ ότι το ρίσκο είναι αναπόφευκτο όπως τα πάντα στην ζωή. Το δικό µου email είναι info@euros-per-riskratio.com "

Το ΕΝ 1504 δηλώνει:

"Εγώ ξέρω από χηµεία και θεωρώ ότι το ρίσκο θα πρέπει να είναι µηδενικό. Το δικό µου email είναι info@chemistry-et-al.com ".

2. Μηδενικό ρίσκο στο engineering! Τι άλλο θα δούνε τα µάτια µας... ∆ευτέρα πρωί-πρωί µπαίνει ο καθηγητής στο αµφιθέατρο. Καθηγητής

Παπαδόπουλε, αν µου µελετήσεις την επικάλυψη µε σχεδόν µηδενικό ρίσκο για ενανθράκωση θα περάσεις µε 10.

Ο Παπαδόπουλος πλέον έχει µπει στο νόηµα και σκέφτεται "θα σε φτιάξω ρε κερατά" Παπαδόπουλος

Κύριε καθηγητά θα βάλουµε επικάλυψη +70 mm, µε ποιότητα σκυροδέµατος την καλύτερη, κατηγορίας C500/750, θα βάλουµε liners, θα βάλουµε, θα βάλουµε ....

5-1.6

Καθηγητής

Και ποιός θα τα πληρώσει όλα αυτά Παπαδόπουλε; Τα ευρώπουλα φυτρώνουν µε υδροπονία; ...Κόπηκες!

:Από πίσω ακούγεται: "Παπαδόπουλε θα πάρεις πτυχίο όταν ο Πανιώνιος θα πάρει το Champions League!!" Ο φοιτητής Κωστόπουλος αγανακτισµένος από τα πρωινά κάζα σηκώνεται και λέει στον καθηγητή: Κωστόπουλος

Κύριε καθηγητά. Ο πατέρας µου είναι εργολάβος και επειδή πάω µαζί του στην οικοδοµή σπάνια βλέπουµε στις κατεδαφίσεις σκουριασµένα σίδερα. Ακόµα και µετά από 70 χρόνια τα σίδερα βγαίνουν καθαρά, ασηµένιο ατσάλι, χωρίς σκουριά ... Που είναι η αλήθεια; Where is the "catch?

Καθηγητής

Στην µπογιά και στους σοφάδες Κωστόπουλε αλλά δεν είναι πάντα έτσι!

Κωστόπουλος

Τότε κύριε καθηγητά γιατί µας έχετε πρήξει µε τα µπετά και δεν πάµε κατευθείαν στους σοφάδες και στις µπογιές να τελειώνουµε;

Καθηγητής

Αν σου έλεγα κατευθείαν για τις µπογιές και τους σοφάδες, χωρίς να σου πω το πρόβληµα, θα πήγαινες στο µαγαζί και θα έλεγες βάλτε µου 50 κιλά µπογιά φούξια και θα νόµιζες ότι έλυσες το πρόβληµα.

Κωστόπουλος

∆ηλαδή θα πρέπει να µάθουµε και άλλες εξισώσεις και να δούµε και άλλα διαγράµµατα;

Καθηγητής

Μην φοβάστε θα τα κάνουµε ταληράκια πάλι. Καθίστε συγκεντρωµένοι µιας και είναι το τελευταίο µάθηµα και θα δείτε.

Ο καθηγητής κάθεται στις µπροστινές θέσεις και ξεκινάει. Θυµάµαι την γιαγιά µου, που είχε λόξα µε την καθαριότητα, να καθαρίζει τους τοίχους µε βρεγµένο πανί. Μερικές φορές σαν παιδί τα χέρια µου ήταν βρώµικα και µου άρεσε να πιάνω τους τοίχους και να αφήνω σηµάδια. Όπως καταλαβαίνετε το βρεγµένο πανί δεν έφτανε πάντα και αφού πρώτα µε κατσάδιαζε φώναζε στον παππού. Αύριο να πάς να πάρεις µπογιά και να έρθεις να βάψεις τον τοίχο. Την επόµενη µέρα πράγµατι και για να γλυτώσει την γκρίνια της γιαγιάς, ο παππούς ξεκινούσε το βάψιµο. Τα χρόνια πέρναγαν και από την µία ο τοίχος βρώµιζε και από την άλλη βάφονταν. Καταλαβαίνετε βέβαια ότι δεν έβγαζαν την προηγούµενη στρώση αλλά έβαφαν από πάνω. Αν µάλιστα βγάλετε µια φλούδα µπογιάς από τον τοίχο θα διαπιστώσετε από τα χρώµατα που θα βρείτε, όλες τις µοδάτες επιλογές των τελευταίων 70 χρόνων. Ο παππούς πέθανε το 2001, ετών 86. Κάπνιζε θυµάµαι Άσσο άφιλτρο κασετίνα. Η γιαγιά πέθανε µερικά χρόνια αργότερα, το 2005. Με την γυναίκα µου αποφασίσαµε να το κατεδαφίσουµε και στην θέση του να φτιάξουµε ένα σπίτι λίγο πιο µοντέρνο και στατικά πιο επαρκές. Έλεγα τότε στην γυναίκα µο: "Θα βρούµε τα σίδερα σκουριασµένα και λειωµένα".. Προς µεγάλη όµως µου έκπληξη τα σίδερα βγήκαν όπως λέει και ο Κωστόπουλος καθαρά, ασηµένιο ατσάλι, χωρίς σκουριά.. Θυµάµαι ήταν Παρασκευή πρωί και πηγαίνοντας στο γιαπί, βρίσκω ένα κοµµάτι σκυρόδεµα πάχους 8 εκατοστών που είχε επάνω του τον σοφά και το χρώµα. Η χαρά µου ήταν τόσο µεγάλη διότι θα µπορούσα να κάνω πειράµατα και να δω γιατί ρε παιδί µου τα σίδερα βγήκαν καθαρά, ασηµένιο ατσάλι, χωρίς σκουριά...µετά από 70 χρόνια ή µετά από 800.000 τσιγάρα Άσσο άφιλτρο! Παίρνω το ψεκαστήρα µε την φαινολοφθαλεΐνη και ψεκάζω. Φούξια πουθενά ούτε καν ροζ στα πρώτα 2 εκατοστά του σκυροδέµατος ούτε στο σοφά. Τα τελευταία 6 εκατοστά όµως είχαν έντονο χρώµα φούξια.

5-1.7

Τρελάθηκα. Με βάσει τους υπολογισµούς (θεώρησα ότι το σκυρόδεµα, στην καλύτερη περίπτωση, θα είχε 200 κιλά τσιµέντο στο κυβικό) θα έπρεπε η ενανθράκωση να έχει φτάσει τα 8-9 εκατοστά. Μέτρησα όµως 2 εκατοστά. Τι συνέβη; Το επόµενο πρωί πάω πίσω στο γιαπί και βρίσκω ότι η επικάλυψη δεν ήταν πουθενά παραπάνω από ένα πόντο και µάλιστα ποιότητα όχι 5 που λένε οι Ελβετοί αλλά 15. Ο σοφάς την εποχή εκείνη έπαιζε και τον ρόλο του µπαλώµατος/φερετζέ. Τρύπα είχες, σοφά έβαζες, φωλιά είχες, σοφά έβαζες, σου ξέφυγε το καλούπι, σοφά έβαζες. Πολύ προσεκτικά µε ένα νυστέρι βγάζω την βαφή και την µετράω µε ένα ψηφιακό παχύµετρο. Τα µάτια µου έλαµψαν όπως όταν πήρα το πρώτο µου ποδήλατο, η βαφή είχε πάχος 1,2 mm. Καταλάβατε παιδία!!!... η βαφή είχε πάχος 1,2mm. Στο αµφιθέατρο πάλι νεκρική σιγή. Ξαφνικά ακούγεται κάποιος από πίσω να λέει: "Και τι έγινε ρε φίλε, λογικό µου ακούγεται, αφού η γιαγιά σου το τσάκισε στα βαψίµατα!!!" Καθηγητής

Αγαπητέ µου φοιτητή έχεις δίκιο αλλά µπορείς να µου αποδείξεις, αφού η γιαγιά µου δεν ήξερε, καθότι απόφοιτος γυµνασίου, ούτε τον καθ. Παπαδάκη ούτε τον καθ.

Parrot, πως γλύτωσε το σπίτι της από την σκουριά;

Από πίσω ακούγεται: "Μάγκες εγώ λέω να ξεγραφτούµε από την σχολή διότι δίπλωµα δεν µας βλέπω να παίρνουµε. Από τα οξείδια πήγαµε στις πιθανότητες, από τον εισαγγελέα και τα αµάξια θυµήθηκε την γιαγιά του και τα ποδήλατα. Σε λίγο θα µας βάλει µέσα και τον Κολοκοτρώνη µε την Μαρία Μαγδαληνή" Καθηγητής

Λίγη υποµονή και θα δείτε. Η γιαγιά µου δεν ήξερε σίγουρα ούτε τον Παπαδάκη, ούτε τον Parrot, ούτε το ΕΝ 1990, ούτε το ΕΝ 206-1 ούτε κανένα άλλο ΕΝ. Το µόνο που ήξερε ήταν ότι οι τοίχοι πρέπει να είναι καθαροί. Ο εργολάβος και ο µηχανικός δεν ήξεραν ούτε και αυτοί κανένα ΕΝ διότι δεν υπήρχαν πριν από 70 χρόνια. Το µόνο που ήξεραν είναι µπετόν, σοφάς και µπογιά. Αυτό τελικά όµως που σίγουρα ήξεραν όλοι τους, είναι το ΕΛΟΤ ΕΝ 1504-2 και µάλιστα είναι αυτοί που το έφτιαξαν !!!

Από πίσω ακούγεται πάλι: "Σας τα έλεγα εγώ, ο Prof τα έχασε παντελώς... πέσαµε σε τρελό που πιστεύει ότι η γιαγιά του και ο Μήτσος ο εργολάβος ήταν ο Einstein. Αχ ρε πατέρα που ήθελες να µε δεις και µηχανικό. Τρελό θα µε δεις". Καθηγητής

Καταλάβατε τι έφτιαξε η γιαγιά µου µε τα βαψίµατα; Έφτιαξε ένα δικό της φίλτρο πάνω από την επικάλυψη. Το φίλτρο αυτό έκοψε κάτι από τα τσιγάρα του παππού (τα ppm του CO2) αλλά το βασικότερο από όλα είναι ότι έκοψε την υγρασία που περνάει στο µπετόν. Το πάχος των 1,2 mm είναι τόσο χονδρό που στην ουσία σφράγισε το µπετνό. Ας πούµε ότι έχουµε από τον παππού µε τον Άσσο άφιλτρο 1500 ppm και επειδή το σπίτι είναι παλιό, η υγρασία του εσωτερικού χώρου είναι 65%., Ας πούµε ότι είχαµε 200 κιλά στο κυβικό τσιµέντο και µε µπόλικο νεράκι (Ν/Τ=0.7). Με τα βαψίµατα η γιαγιά κατέβασε τα ppm στα 1000 αλλά µείωσε σηµαντικά την υγρασία στο 35%. Ας τα δούµε στην εικόνα 4. Αυτό που στην ουσία έκαναν οι χηµικοί που έφτιαξαν το ΕΛΟΤ ΕΝ 1504-2 είναι να παρατηρήσουν ότι όταν οι γιαγιάδες σε όλο τον κόσµο έβαφαν το σπίτι τους, το βάθος ενανθράκωσης µειώνονταν αισθητά και τα σίδερα έβγαιναν ...καθαρά, ασηµένιο ατσάλι, χωρίς σκουριά... διότι µε το 35% υγρασία όπως λέει και ο Parrot δύσκολα θα σκουριάσει το σίδερο. Άρα η γιαγιά µου είναι σούπερ επιστήµονας, εικόνα 5, και οι χηµικοί που έφτιαξαν τα υλικά ΕΛΟΤ ΕΝ 1504-2 απλά της έκλεψαν την πατέντα!

5-1.8

120 Το µπετό της Γιαγιάς χωρίς βάψιµο Η Γιαγιά τσάκισε το µπετό στο βάψιµο

Βάθος Ενανθράκωσης (mm)

100

80

60

40

20

0 0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100

Χρόνια

Εικόνα 4

Μας έσωσε η γιαγιά!!!.

Εικόνα 5 Γιαγιά: "Να σας βράσω τα πτυχία, το ΕΝ 1990, το ΕΛΟΤ ΕΝ 206-1, κορόιδα...."

Με λίγα λόγια, αγαπητοί σπουδαστές, η γιαγιά µου έφτιαξε τις εικόνες που βλέπετε στην πρώτη σελίδα όλων των άρθρων που σας έφτιαξα (εικόνα 6).

(α)

Εικόνα 6

(β)

(γ)

Γιαγιά: Απλούστατο...κορόιδα που έχετε φάει 500 εξισώσεις και 1000 διαγράµµατα και ακόµα δεν καταλάβατε την τύφλα σας ... Η (α) είναι το φίλτρο των τσιγάρων του παππού, η (β) είναι το νερό (υγρασία) που µένει απέξω και η (γ) είναι το νερό (υγρασία) που βγαίνει από µέσα έξω.

5-1.9

Κωστόπουλος

∆ηλαδή µας λέτε ότι αν το βάψω το ρηµάδι θα γλυτώσω από όλα αυτά τα κουλά µε τα οξείδια, την Ανάφη, το Γαλάτσι, τους Ελβετούς, τα β, τα υδροπονικά ευρώπουλα και τον κακό µας τον καιρό;

Καθηγητής

Προφανώς!!! Και µάλιστα για να το επιβεβαιώσω θα σας πω ότι όπου δεν υπάρχει η γιαγιά για να το βάψει, όπως στα εµφανή µπετά και στις γέφυρες, άµα βρείτε ένα δείγµα στην Αθήνα ή στην Θεσσαλονίκη που να µην έχει σκουριάσει σε λιγότερο από 30 χρόνια να µου τρυπήσετε την µύτη.

Παπαδόπουλος

Κύριε καθηγητά σας έπιασα αδιάβαστο εδώ. Στο σπίτι µου έχουµε πρόβληµα σκουριάς σε µια κολώνα που είναι βαµµένη.

Καθηγητής

Τι κολώνα είναι αυτή Παπαδόπουλε;

Παπαδόπουλος

Καθίστε να σας την δείξω από το κινητό που την έχω σε φωτό (εικόνα 7)

Εικόνα 7

Μας έφαγε ο Μάστορας.

Καθηγητής

Παπαδόπουλε κάτσε να σου εξηγήσω τι έγινε. Ο µάστορας έβαλε το σοβατεπί λάθος. Επειδή βαριόνταν δεν έβαλε αρµόκολλα από κάτω (στην επαφή µε το µάρµαρο). Πέρασε λοιπόν το νερό κάτω από το σοβατεπί, πότισε το µπετόν, έκανε και ανιούσα και µας έφαγε το σίδερο. Η βαφή της γιαγιάς εδώ δυστυχώς δούλεψε αρνητικά διότι δεν είχε προδιαγραφές ΕΛΟΤ ΕΝ 1504-2 και δεν επέτρεψε την διαπνοή. Με λίγα λόγια δεν µείωσε την υγρασία αλλά την αύξησε αφού το µπετόν δεν µπορούσε να εξατµίσει την υγρασία. Προφανώς καταλαβαίνετε ότι όταν ο µάστορας βαριέται ή δεν ξέρει τι κάνει, κανένα ΕΝ δεν µας σώζει!

Κωστόπουλος

Κύριε καθηγητά σας έχω και µια άλλη φωτογραφία (εικόνα 8). Αυτό είναι πολύ κουφό διότι είναι εσωτερικός χώρος και όταν ψεκάσαµε µε φαινολοφθαλεΐνη δεν ήταν τόσο χάλια.

5-1.10

Εικόνα 8

Καθηγητής

Κουφή σκουριά.

Για να σκάψουµε από κάτω να δούµε τι γίνεται (φωτό 9). Μάλιστα. Βρήκαµε την αποχέτευση!!! και άρα δεν έχουµε µόνο ενανθράκωση και την υγρασία του εσωτερικού χώρου, αλλά περισσότερη υγρασία και πιθανότατα και χηµική προσβολή και άρα έπρεπε να έχουµε µπετόν από την κατηγορία XA του ΕΛΟΤ ΕΝ 206-1.

Εικόνα 9 ∆εν είναι όλα ενανθράκωση!

Καθηγητής

Οι χηµικοί του ΕΛΟΤ ΕΝ 1504-2 προχώρησαν όµως στο κλέψιµο και παραπέρα. Έφτιαξαν και σοφάδες που έχουν και αυτοί φίλτρο και τους ονόµασαν λεπτόκοκκα τσιµεντοειδή προστασίας επιφάνειας. Βέβαια δεν είναι κλασσικοί σοβάδες αλλά περιέχουν εκατοντάδες πολυµερή. Καθίστε να κάνουµε ένα παράδειγµα µε τις µπογιές και τους σοφάδες του καθηγητή. Στην εικόνα 10 έχουµε τις προδιαγραφές µιας βαφής και λεπτόκοκκων τσιµεντοειδών βάσει ΕΛΟΤ ΕΝ 1504-2 από την εταιρία Σίκαλη ΑΕ.

5-1.11

(α)

(β) Εικόνα 10

Προδιαγραφές φίλτρων βάσει ΕΛΟΤ ΕΝ 1504-2.

Εικόνα 11

Τρία φίλτρα παρεούλα!!

5-1.12

Αν εφαρµόσουµε την βαφή, το ειδικό επίχρισµα και το σκυρόδεµα θα έχουµε 3 φίλτρα της γιαγιάς πριν φτάσουµε στον οπλισµό, εικόνα 11. Ας το πάµε µπακαλίστικα στην αρχή. Έχουµε από έξω 800 ppm CO2 και RH=70%. Η βαφή θα κόψει πχ. 500 ppm CO2 και 40% υγρασία. Από τα 300 ppm CO2 και 30% υγρασία που θα περάσουν από την βαφή, το επίχρισµα θα κόψει άλλα 200 ppm CO2 και 20% υγρασία. Αυτό που τελικά θα φτάσει στο σκυρόδεµα θα είναι 100 ppm CO2 και 10% υγρασία. Αν τρέξουµε το C25/30 που έχουµε από το Μέρος 4 θα βρούµε ότι στα 50 χρόνια η ενανθράκωση θα έχει φτάσει στα 0.3 mm!!! Είναι πλέον προφανές ότι αν η επικάλυψη που έχουµε βάσει ΕΛΟΤ ΕΝ 206-1+ ΕΝ 1990 είναι 35mm, τότε το β πάει στον Θεό (β >>> 1,5) και άρα έχουµε στην ουσία µηδενικό ρίσκο. Καθηγητής

Κατάλαβες Παπαδόπουλε πως µελετάς το µηδενικό ρίσκο? Παρασκευόπουλε γιατί η γιαγιά µου είναι τελικά ο Einstein? "

Κατάλαβες

Κωστόπουλος

Και τότε κύριε καθηγητά γιατί έχουµε το ΕΛΟΤ ΕΝ 206-1, το ΕΝ 1990 µε το β και µας έχετε πρήξει και δεν κρατάµε µόνο το ΕΝ 1504-2;

Καθηγητής

∆ιότι (α) οι τρείς ποιητές έχουν διαφορετική φιλοσοφία και e-mail και άρα δεν µιλάνε µεταξύ τους (ΜΑΛΤΑ ΓΙΟΚ) και (β) διότι ο καθένας προσπαθεί να διασφαλίσει τα του οίκου του.

Κωστόπουλος

∆ηλαδή είναι πάλι θέµα συµφερόντων;

Καθηγητής

Προφανώς, αλλά τα συµφέροντα είναι η φυσική κατάληξη και όχι η αιτία. Το πρόβληµα ξεκινάει από: α) Το β του ΕΝ 1990, που όπως είδαµε για να διασφαλιστεί δεν απαιτεί µόνο το σκυρόδεµα ως υλικό και γεωµετρία, αλλά πολλά άλλα πράγµατα που θα διασφαλίσουν την ποιότητα του σκυροδέµατος ως φίλτρο. Το πρόβληµα όµως του σκυροδέµατος ως υλικό είναι ότι αν το φίλτρο της επικάλυψης είναι C30/37, τότε όλο το στοιχείο θα είναι C30/37. β)

Το ΕΛΟΤ ΕΝ 206-1 µε τον τρόπο που είναι γραµµένο, στην Ελλάδα, για το XC δεν µπορεί να αµυνθεί και να πει ότι υπάρχουν πιο forgiving τσιµέντα ή και ακόµα, πολύ, µα πάρα πολύ πιο forgiving µελέτες σύνθεσης, π.χ. µε περισσότερη ιπτάµενη τέφρα από ότι µπαίνει µε τα όρια του ΕΝ 197-1, που µπορούν να αυξήσουν το β. Βέβαια και στην περίπτωση µιας πολύ πιο forgiving µελέτης σύνθεσης δεν θα γλυτώσεις από το να το βάλεις παντού και όχι µόνο στην επικάλυψη. Με λίγα λόγια το κόστος για το 2-5% του όγκου του στοιχείου που είναι η επικάλυψη θα πληρώσεις για το 100%.

γ)

Το ΕΛΟΤ ΕΝ 1504-2 στην ουσία εκµεταλλεύεται το (α) και το (β) και δηλώνει µε τις πολύ αυστηρές οριακές του τιµές, υπέρµετρη υπεροχή. Είναι σαν να πολεµάς µε πέτρες τους Super Cruiser Missiles.

Κωστόπουλος

Και εµείς σαν µηχανικοί τι πρέπει να κάνουµε;

Καθηγητής

Θα πρέπει να µάθουµε να κάνουµε µια εύκολη ανάλυση κόστους ζωής!

Κωστόπουλος

Πάλι εξισώσεις δηλαδή ...

5-1.13

3. Η βάπτιση, ο ΚΤΣ 2015, το ΕΛΟΤ ΕΝ 206-1 Πριν ξεκινήσουµε µε τις εξισώσεις καλό θα είναι να δούµε λίγο την … τελετή της βάπτισης.

•

Ιερέας (ας πούµε ότι είναι ο ΚΤΕ): " Ἀποτάσση τῷ Σατανᾷ; Καί πᾶσι τοῖς ἔργοις αὐτοῦ; Καί πάση τῇ λατρείᾳ αὐτοῦ; Καί πᾶσι τοῖς ἀγγέλοις αὐτοῦ; Καί πάση τῇ ποµπῇ αὐτοῦ;" (Ο Σατανάς ας πούµε ότι είναι η ενανθράκωση)

•

Και απαντά ο ανάδοχος: " Ἀποτάσσοµαι."

Ρωτά πάλι 3 τρείς φορές ο ιερέας : •

Ιερέας : " Ἀπετάξω τῷ Σατανᾷ; "

•

Και απαντά ο ανάδοχος: " Ἀπεταξάµην" (Ο ανάδοχος είναι ο εργολάβος, η επίβλεψη, η µελέτη, ο µάστορας, κλπ)

•

Και λέει ο ιερέας: " Και ἐµφύσησον, καί ἔµπτυσον αὐτῷ."

•

Και ο ανάδοχος φυσά 3 φορές στον αέρα και φτύνει 3 φορές στο έδαφος. (Προσοχή τρείς φορές για να είµαστε σίγουροι)

Στρέφονται ανατολικά (προς το Ιερό) και ρωτά ο ιερέας 3 φορές: •

Ιερέας: "Συντάσση τῷ Χριστῷ;" (Ο Χριστός εδώ ας πούµε ότι είναι το ΕΝ 1990)

•

Και απαντά ο ανάδοχος: "Συντάσσοµαι."

Ρωτάει πάλι ο ιερέας 3 φορές : •

Ιερέα : " Συνετάξω τῷ Χριστῷ; "

•

Και απαντάει ο ανάδοχο : "Συνεταξάµην" (Προσοχή ΠΑΛΙ τρείς φορές για να είµαστε σίγουροι)

•

Και λέει ο ιερέας : "Και πιστεύεις αὐτῷ;"

•

Καί απαντάει ο ανάδοχος: " Πιστεύω αὐτῷ ὡς Βασιλεῖ καί Θεῷ."

Μετά υπάρχει το Πιστεύω ...

•

Στή συνέχεια ρωτάει πάλι ο Ιερέας 3 τρείς φορές: " Συνετάξω τῷ Χριστῷ;" (Προσοχή ΠΑΛΙ τρείς φορές για να είµαστε σίγουροι. Σύνολο ΕΝΝΕΑ.)

•

Καί απαντάει ο ανάδοχος: "Συνεταξάµην"

•

Καί λεέι ο Ιερέας: "Καί προσκύνησον αὐτῷ;"

•

Καί ο ανάδοχος απαντάει: "Προσκυνῶ Πατέρα, Υἱόν, καί Ἅγιον Πνεῦµα, Τριάδα ὁµοούσιον καί ἀχώριστον." (Ας πούµε ότι η τριάδα είναι το ΕΝ 1990, ΕΛΟΤ ΕΝ 206-1 και ΕΛΟΤ ΕΝ 1504-2)

Όπως πολύ καλά γνωρίζετε αν ο ανάδοχος δεν ακολουθήσει την διαδικασία, βάπτιση δεν γίνεται, σου παίρνουν το µωρό και βρίσκουν άλλο ανάδοχο. Άρα η λογική του µηχανικού "Τήρησα τον νόµο στα πλαίσια του εφικτού" δεν είναι αποδεκτή, ή αν θέλετε το κάτι από βάπτιση δεν είναι αποδεκτό.

5-1.14

Για να το κάνουµε λίγο πιο ευκολονόητο. ∆εν τον βαφτίσαµε ακριβώς Γιώργο, αλλά έχει και λίγο από Θανάση και λίγο από Κώστα σε καµία Εκκλησία του κόσµου δεν γίνεται αποδεκτό. Η µεγαλύτερη διαφορά µεταξύ του Ιερέα (ΚΤΕ) και του Ελληνικού ∆ηµοσίου ή πολίτη ΚΤΕ είναι ότι ο µεν Ιερέας γνωρίζει πολύ καλά το "τροπάρι" και δεν πιάνεται πουθενά αδιάβαστος, ενώ το Ελληνικό ∆ηµόσιο ή πολίτης ΚΤΕ πιθανότατα δεν γνωρίζει καλά το τροπάρι και ξεκινάει να κόβει γωνιές (cut corners που λένε στην Ανάφη). Αντί λοιπόν να διασφαλίσει υψηλό β κάνοντας χρήση ΕΝΝΕΑ φορές των λέξεων "Συνεταξάµην" και "Συντάσσοµαι", ξεχνάει τις 8 και ρωτάει ΜΙΑ. Αυτή η ΜΙΑ φορά και, συγγνώµη που το λέω µε αυτόν τον τρόπο, βρίσκεται και στο ΕΛΟΤ ΕΝ 206-1 και στον ΚΤΣ-2015 και το εξηγώ ... Γράφει ο ΚΤΣ 2015: Β2.2.5.2

Για την κατηγορία έκθεσης «∆ιάβρωση λόγω ενανθράκωσης», όταν οι επιφάνειες του σκυροδέµατος είναι επιχρισµένες µε ασβεστοτσιµεντοκονίαµα πάχους τουλάχιστον 20 mm ή έτοιµο τσιµεντοκονίαµα πάχους τουλάχιστον 15 mm, δίνεται η δυνατότητα στον µελετητή να επιλέξει την ακριβώς χαµηλότερη κατηγορία έκθεσης από την προβλεπόµενη. ∆ηλαδή η ευµενής δράση του επιχρίσµατος επιτρέπει την επιλογή, αντί των κατηγοριών έκθεσης XC2, XC3 και XC4, την επιλογή των XC1, XC2 και XC3 αντίστοιχα. Στην περίπτωση αυτή για την κατηγορία ΧC1 η min περιεκτικότητα σε τσιµέντο είναι 270 kg/m3. Απαραίτητη προϋπόθεση για τη χρήση αυτής της επιλογής, είναι η άµεση εφαρµογή του επιχρίσµατος στο σκυρόδεµα.

Αφού λοιπόν σε 4 µέρη µέχρι στιγµής έχουµε φάει τα σωθικά µας να καταλάβουµε τα οξείδια, τα τσιµέντα, τα ppm, τα β και τους τρείς ποιητές, έρχεται ο ΚΤΣ 2015 και µας λέει βάλε σοφά 2 πόντους και κόψε µια κατηγορία κάτω !! Ερωτώ λοιπόν: "πως θα διασφαλίσω το β του ΕΝ 1990 αν βάλω σοφά και µειώσω την κατηγορία, ή αν θέλετε, ποια είναι η ευµενής δράση του επιχρίσµατος σε σχέση µε το β;" Η απάντηση στην καλύτερη πςείπτωση είναι: "Ποιό β και πράσινα άλογα ρε φιλαράκι!! Εµείς δεν γνωρίζουµε για ΕΝ 1990 και β" Ας δούµε πρώτα όµως γιατί έχει φάει τέτοιο κόλληµα ο ΚΤΣ 2015 µε τους σοφάδες. Ο Παπαδάκης, ο Φαρδής και ο Βαγενάς στο "Effect of composition, environmental factors and cement-lime mortar coating on concrete carbonation, Materials and Structures, 1992, 25, 293304 γράφουν για την ευµενή δράση των επιχρισµάτων. ∆εν γράφουν όµως για ένα γενικό και αόριστο ασβεστοτσιµεντοκονίαµα αλλά λένε: In what follows we will concentrate on this latter case, i.e. on the application of a lime-cement mortar coating and on its effect on the rate of carbonation. We will consider only lime produced by hydration of high-calcium quicklime, as that originating from the burning of limestone. Finally, in the following we will call dry hydrated lime, i.e. Ca(OH)2 without excess water, simply 'lime', and we will denote by I its weight in the mixture in a water-saturated, surface-dry form. Αφού λοιπόν υπολογίζουν στο άρθρο τα στοιχειοµετρικά, την σύνθεση του ασβεστοτσιµεντοκονίαµατος που φτιάχνετε µε τόσο CEM I, τόσο lime, τόσο νερό, τα CH, C-S-H, κλπ καταλήγουν:

5-1.15

Provided that its water/cement ratio is relatively low and its lime content high, a lime-cement mortar coating of the usual thickness (around 20 mm) is found to be an extremely effective means of postponing or even preventing carbonation-induced corrosion initiation: it postpones the onset of concrete carbonation by the time required for carbonation to fully penetrate the coating, and it retards its further penetration into the concrete because atmospheric CO2 has to travel further to reach the carbonation front. Μήπως γράφουν πουθενά οι άνθρωποι βάλτε γενικά και αόριστα ασβεστοτσιµεντοκονίαµα 2 πόντους και κατεβάστε το σκυρόδεµα µια κατηγορία κάτω; Εφόσον λοιπόν θέλουµε να χρησιµοποιούµε την επιστηµονική αρθρογραφία και καλά κάνουµε, όπως γίνεται σε όλο τον κόσµο, να την χρησιµοποιούµε σωστά και όχι επιλεκτικά και εξηγώ: Ο Βαγγέλης Παπαδάκης γράφει στο ΥΠΟΛΟΓΙΣΜΟΣ ∆ΙΑΡΚΕΙΑΣ ΖΩΗΣ ΚΑΤΑΣΚΕΥΩΝ ΑΠΟ ΣΚΥΡΟ∆ΕΜΑ ΚΑΙ ΠΕΙΡΑΜΑΤΙΚΗ ΕΠΙΒΕΒΑΙΩΣΗ: Υπάρχουν παρά ταύτα σηµεία που θα πρέπει να βελτιωθούν στις προτάσεις του ΕΝ 206, ώστε να επιτυγχάνεται καλύτερα ο ανωτέρω στόχος, όπως: •

Για τον συνήθη, σε συνθήκες ενδοχώρας (αστικές ή υπαίθριες), µηχανισµό διάβρωσης µέσω ενανθράκωσης, θα πρέπει να καθορισθούν µε περισσότερο σαφήνεια και µε µετρήσιµα µεγέθη οι κατηγορίες έκθεσης XC1-XC4, όπως π.χ. µέση σχετική υγρασία αέρα. Επιπλέον, σε αστικές και βιοµηχανικές περιοχές ή χώρους ιδιαίτερης συνάθροισης ανθρώπων, ο σχεδιασµός θα πρέπει να είναι αυστηρότερος έναντι περιοχών υπαίθρου, λόγω υψηλότερης περιεκτικότητας σε ατµοσφαιρικό CO2. Για την κρίσιµη κατηγορία έκθεσης XC3 θα πρέπει να υιοθετηθούν αυστηρότερες οριακές τιµές σύνθεσης σκυροδέµατος (µέγιστο W/C: 0.50, ελάχιστη περιεκτικότητα σε τσιµέντο C τουλάχιστον 300 kg/m3) και συνεπώς να υπάρχει ενοποίηση µε την κατηγορία έκθεσης XC4. Όταν επιπλέον γίνεται χρήση τσιµέντων τύπου CEM II – CEM V θα πρέπει το πάχος επικάλυψης οπλισµού να ανέρχεται αυστηρά στα 30 mm. Πιθανόν, να πρέπει να επιτρέπεται µια συνδιαλλαγή µεταξύ σύνθεσης σκυροδέµατος, πάχους επικάλυψης και µέτρων προστασίας, αρκεί να επιτυγχάνεται η επιθυµητή διάρκεια ζωής.

Εµείς όµως το µέγιστο Ν/Τ=0,50 το κάναµε 0,55! Θα µου πείτε ότι ο ΚΤΣ δεν είναι κανονισµός µελέτης όπως ο Ευρωκώδικας για να "βλέπει" το β, αλλά κοιτάει µόνο το σκυρόδεµα ως υλικό !!! Λάθος πάλι διότι ο ΚΤΣ µπαίνει και στα χωράφια ποιότητας τελειωµένης εργασίας που είναι δουλειά του ΕΝ 1990 και άλλων προτύπων και επιπλέον δίνει και οδηγίες στον µελετητή π.χ., Για την κατηγορία έκθεσης «∆ιάβρωση λόγω ενανθράκωσης», όταν οι επιφάνειες του σκυροδέµατος είναι επιχρισµένες µε ασβεστοτσιµεντοκονίαµα πάχους τουλάχιστον 20 mm ή έτοιµο τσιµεντοκονίαµα πάχους τουλάχιστον 15mm, δίνεται η δυνατότητα στον µελετητή να επιλέξει την ακριβώς χαµηλότερη κατηγορία έκθεσης από την προβλεπόµενη. και συνεχίζει για να κάνει τα πράγµατα ακόµα πιο επεξηγηµατικά (τροµάρα του): ∆ηλαδή η ευµενής δράση του επιχρίσµατος επιτρέπει την επιλογή, αντί των κατηγοριών έκθεσης XC2, XC3 και XC4, την επιλογή των XC1, XC2 και XC3 αντίστοιχα. Εδώ πραγµατικά η επιστήµη σηκώνει τα χέρια ψηλά και παραδίδεται άνευ όρων.

5-1.16

∆εν είπαµε ρε ΚΤΣ 2015 ότι οι διαβαθµίσεις είναι: XC1 - Σκυρόδεµα εσωτερικών χώρων µε χαµηλή υγρασία αέρα (45% ≤ RH < 65%) XC1 - Σκυρόδεµα µόνιµα βυθισµένο σε νερό (RH ≥ 98%) XC2 - Σκυρόδεµα εκτεθειµένο σε µακροχρόνια επαφή µε νερό (90% ≤ RH < 98%) XC3- Σκυρόδεµα εσωτερικών χώρων µε µέτρια ή υψηλή υγρασία αέρα (65% ≤ RH < 85%) XC3- Σκυρόδεµα εξωτερικών χώρων προφυλαγµένο από την βροχή (65% ≤ RH < 85%) XC4 - Σκυρόδεµα εκτεθειµένο σε κυκλική επαφή µε νερό (75% ≤ RH < 90%) Πως θα κατεβάσω το XC3 σε XC2 αφού το XC3 - Σκυρόδεµα εσωτερικών χώρων µε µέτρια ή υψηλή υγρασία αέρα δεν έχει καµία σχέση µε το XC2 - Σκυρόδεµα εκτεθειµένο σε µακροχρόνια επαφή µε νερό (90% ≤ RH < 98%) !! Ποια είναι η επιστηµονική εξήγηση που µετατρέπει τα 1500 ppm σε 150 ppm; Αν κάποιος την ξέρει να την δηµοσιεύσει στο Nature. Σταµατήστε, please, να κάνετε το πρότυπο ασανσέρ, θα µας τρελάνετε. Το τραγικότερο βέβαια που κάνει ο ΚΤΣ 2015 είναι ότι ενώ "διαφηµίζει" τα αγνώστου πατρός "ασβεστοτσιµεντοκονίαµατα" και µάλιστα µε περίσσεια σιγουριάς, προσέξτε ότι για τα έτοιµα τσιµεντοκονιάµατα µας λέει όχι 20 αλλά 15 mm, έχει ξεχάσει παντελώς τον τρίτο ποιητή που ακούει στο όνοµα ΕΛΟΤ ΕΝ 1504-2. Μάλιστα δε το ΕΛΟΤ ΕΝ 1504-2 περιλαµβάνεται σε Κοινή Υπουργική Απόφαση (ΚΥΑ) υποχρεωτικής εφαρµογής, που έχει δηµοσιευθεί στο ΦΕΚ το 2010!

4. Συµπεράσµατα Μέρους 5Α1 Έχει να γίνει της κακοµοίρας στα ∆ικαστήρια, και θα ευθύνεται κατά βάση το Ελληνικό ∆ηµόσιο. Ας ετοιµάζονται για µηνύσεις, δικηγόρους και ευρώπουλα σε αποζηµιώσεις.

1

ο

Το μέρος 5 βγήκε τελικά μεγάλο και έπρεπε να "σπάσει" σε 5Α και 5Β

5-1.17

5-1.18

Απο την Ενανθράκωση στις Επικαλύψεις ή απο το ΕΛΟΤ ΕΝ 206-1/XC στο ΕΛΟΤ ΕΝ 1504-2 Βασικές Αρχές και Εξισώσεις που πρέπει να γνωρίζουµε Μέρος 5B: ΕΛΟΤ ΕΝ 1504. Υπολογίζοντας το β και δεν τελειώσαμε ακόμα... Το ΕΛΟΤ ΕΝ 1504-2 και το β του ΕΝ 1990. Πόσο υγρασία είπατε; Πριν γράψω το µέρος 5B µε πήραν κάποιοι τηλέφωνο και µου είπαν ότι το ΕΛΟΤ ΕΝ 1504 αναφέρεται σε επισκευές και άρα καλώς δεν µπαίνει στο ΕΛΟΤ ΕΝ 206-1 που αναφέρεται σε καινούργιες κατασκευές. Τους ρώτησα αν έχουν διαβάσει τον τίτλο του προτύπου στο ΦΕΚ που αναγράφει πρώτο, πρώτο τον όρο προστασία … ΕΛΟΤ ΕΝ 1504: "Προϊόντα και συστήµατα για την προστασία και επισκευή δοµηµάτων από σκυρόδεµα"

Αφού το λύσαµε και αυτό συνεχίζουµε µπας και τελειώσουµε. Στο µέρος 5A φτάσαµε στα φίλτρα της γιαγιάς και είδαµε και κάποιες τιµές που ξαναβάζω (εικόνα 1).

(α)

(β) Εικόνα 1

Προδιαγραφές φίλτρων βάσει ΕΛΟΤ ΕΝ 1504-2, (α) για την βαφή και (β) για το ειδικό επίχρισµα.

Αυτό που µας ενδιαφέρει να βρούµε είναι 2 πράγµατα: (α) πόσο θα κόψουν τα φίλτρα αυτά τα ppm και (β) πόσο θα κόψουν την υγρασία.

5.2.1

Πριν πάµε σε αυτά όµως ας απαντήσουµε σε κάποιες βασικές ερωτήσεις. Ερώτηση Α

Η υγρασία ενός εξωτερικού στοιχείου εµφανούς σκυροδέµατος, παντελώς ελευθέρου, XC4 - Σκυρόδεµα εκτεθειµένο σε κυκλική επαφή µε νερό, µειώνεται ή αυξάνεται µε τα χρόνια λειτουργίας;

Ας θεωρήσουµε ότι το στοιχείο πάχους 30 cm είναι φτιαγµένο µε C30/37, είναι στην Κατερίνη µε βορεινό προσανατολισµό και "τρώει" την θερµοκρασία, την υγρασία και την βροχή της Κατερίνης. Αν χρησιµοποιήσουµε µοντέλα που υπολογίζουν το ποσοστό νερού που θα παραµείνει στο σκυρόδεµα (water content) µε τα χρόνια, τα µοντέλα ανήκουν στην επιστηµονική περιοχή Building Materials Physics, θα παρατηρήσουµε ότι υπάρχει µια αύξηση της υγρασίας στον πόρο του σκυροδέµατος (µας ενδιαφέρει η υγρασία στον πόρο για την ενανθράκωση µην το ξεχνάτε !!) και σταδιακή σταθεροποίηση µετά από µερικά χρόνια. ∆ηλαδή το "ρούφα" υγρασία και "βγάλε" υγρασία (εικόνα 2α). Αν το στοιχείο έχει νότιο προσανατολισµό (εικ. 2β), αυτό προφανώς θα αλλάξει. Όµοια και για τον ανατολικό προσανατολισµό (εικ. 2γ).

(α)

(β)

5.2.2

(γ) Εικόνα 2

ΧC4 στην Κατερίνη: (α) Προς τον Βορά, αµάν σταθεροποιείται προς τα πάνω, (β) προς το Νότο, ψιλο-είναι σταθερό και (γ) προς Ανατολάς, πάλι µου αρπάζει υγρασία. Μην ξεχνάτε ότι µιλάµε για 10 ολόκληρα χρόνια ή για το 1/5 του ΕΛΟΤ ΕΝ 206-1.

Μπορούµε εύκολα να καταλάβουµε ότι η διαφοροποίηση του προσανατολισµού θα επηρεάσει το ποσοστό υγρασίας και άρα τον ρυθµό ενανθράκωσης. ∆εν θα µπούµε σε ανάλυση του πόσο θα επηρεάσει διότι θα καταλήξουµε σε πολύπλοκα πιθανολογικά µοντέλα που δεν χρειάζονται. Προφανώς αν κάνουµε την ίδια ανάλυση για την Αθήνα, την Ανάφη, τα Χανία κλπ θα πάρουµε διαφορετικές υγρασίες στον πόρο του σκυροδέµατος. Ας βάλουµε τώρα εξωτερικά ένα ειδικό επίχρισµα πάχους 1,0 mm βάσει ΕΛΟΤ ΕΝ 1504-2 µε αντίσταση Sd H2O = 1,0 m (τάξη Ι ή τάξη πλήρους δ ιαπνοής βάσει του προτύπου). Είµαστε πάλι στην Κατερίνη και προσανατολισµός ανατολικός (εικόνα 3α). Παρατηρούµε ότι η υγρασία στον πόρο του σκυροδέµατος µειώνεται. Μείωση της υγρασίας, πχ από 70% στο 50% σηµαίνει µείωση στον ρυθµό ενανθράκωσης της τάξεως του 15% (µόνο από την διαφορά υγρασίας) και άρα αύξηση του β. Απλούστατο που έλεγε και η συγχωρεµένη Βουγιουκλάκη.

Εικόνα 3α

Το ειδικό επίχρισµα του ΕΛΟΤ ΕΝ 1504-2 µε Sd του µπετού.

H2O=1

m επιτρέπει περισσότερο στέγνωµα

5.2.3

Ας κάνουµε το επίχρισµα τάξης ΙΙI (χωρίς διαπνοή) µε SdH2O = 1000 m. Πάλι στην Κατερίνη µε προσανατολισµό ανατολικό και πάχος πάλι 1,0 mm (εικόνα 3β). Αν νοµίσατε ότι όσο αυξάνεται το Sd H2O τόσο καλύτερα, την πατήσατε άσχηµα !! διότι το σκυρόδεµα παίρνει χρόνια να στεγνώσει και βάζοντας το επίχρισµα τάξης ΙΙI του µπλοκάραµε το µηχανισµό "στεγνώµατος".

Εικόνα 3β

Το ειδικό επίχρισµα του ΕΛΟΤ ΕΝ 1504-2 µε SdH2O = 1000 m µας µπλοκάρει το στέγνωµα του µπετού.

Για κάτσε ρε φιλαράκο "τι είναι αυτά τα kg/m3 που βλέπουµε στον άξονα του Υ;" Είναι το νεράκι που µπήκε στο µίγµα του σκυροδέµατος και δεν απορροφήθηκε από το τσιµέντο και από τα αδρανή. Μην ξεχνάτε ότι το τσιµέντο θα απορροφήσει πχ το 40% για να φτιάξει τα ένυδρα στοιχεία ανάλογα τον τύπο του. Βάλτε π.χ. και ένα 5% που συνήθως θα απορροφήσουν τα αδρανή και έχουµε σύνολο 45%. Βάλαµε λοιπόν 150 κιλά νεράκι στο κυβικό και µας έµεινε το 55% ή 82,5 κιλά στο κυβικό. Αυτό το περίσσιο νεράκι θα προσπαθήσει να φύγει µε τα χρόνια σαν ατµός (gas). Το πόσο και το πότε θα φύγει το νερό έχει να κάνει µε τις περιβαλλοντικές συνθήκες, τον προσανατολισµό, την πυκνότητα βροχής που δέχεται, τον τύπο τσιµέντου, το Ν/Τ, το πόσο τσιµέντο στο κυβικό, τα πρόσµικτα και πολλές άλλες παραµέτρους. Γίνεται λοιπόν κατανοητό ότι το µοντέλο που χρησιµοποιήσαµε στα παραπάνω µέρη καθώς και όλα τα µοντέλα που θα βρείτε στην βιβλιογραφία που εκτιµούν τον ρυθµό ενανθράκωσης, είναι πιθανότατα αδύνατο να συνυπολογίσουν όλες αυτές τις παραµέτρους. Αν θέλετε, ο ακριβής υπολογισµός του β γίνεται ακόµα πιο πολύπλοκος. Κάτι τέτοιο µπορούµε να το διαπιστώσουµε παρατηρώντας µια µήτρα αποτελεσµάτων από εµφανή σκυροδέµατα κατηγορίας C25/30 ως C30/37. Τι παρατηρούµε δηλαδή; Οτι γίνεται της κακοµοίρας ή καλύτερα ότι η διασπορά είναι τόσο µεγάλη που γίνεται της κακοµοίρας (εικόνα 4).

5.2.4

Corrected Carbonation Depth (mm)

100

80

60

40

20 HU- Athens, Greece HU- Thessaloniki,Greece 0 5

10

15

20

25

30

35

40

45

50

55

60

65

Age at Measurement (Years) Εικόνα 4

Αποτελέσµατα βάθους ενανθράκωσης διαβάθµισης XC4 από Αθήνα και Θεσσαλονίκη.

Ας βάλουµε τώρα πάνω από το ειδικό επίχρισµα µε αντίσταση SdH2O = 1,0 m και την βαφή µε αντίσταση SdH2O = 2,4 m (διπλό φίλτρο), εικόνα 5.

Εικ. 5

Τα 2 φίλτρα παρέα. Στην ουσία δεν επιτύχαµε κάτι καλύτερο διότι και τα 2 "αναπνέουν" σχεδόν το ίδιο.

Μην ξεχνάτε (σε περίπτωση που το ξεχάσατε!!) ότι συγκρίνουµε την εικόνα 2γ µε την εικόνα 5 ή αν θέλετε από τα 95 κιλά νεράκι στο κυβικό που µας έµεινε στο "χωρίς φίλτρο" πήγαµε στα 65 κιλά νεράκι στο κυβικό "µε το φίλτρο". Ας το κάνουµε πάλι ταληράκια για να το εµπεδώσουµε.

5.2.5

Ξεκινήσαµε µε 150 κιλά στο κυβικό νεράκι, µας ρούφηξαν π.χ. τα 67,5 και µας άφησαν τα 82,5 κιλά στο κυβικό να τα βλέπουµε να τα χαιρόµαστε. Από τα 82,5 κιλά στο κυβικό χωρίς το φίλτρο πήγαµε στα 95 κιλά στο κυβικό διότι στην Κατερίνη δεν στεγνώνει. Βάλαµε το φιλτράκι και πήγαµε στα 65 κιλά στο κυβικό. Η διαφορά µας είναι 30 κιλά νεράκι. Τι είναι αυτά τα 30 κιλά διαφοράς; Είναι σαν να είχαµε ένα αρχικό µίγµα µε 120 kg/m3. Αν βέβαια θεωρήσουµε ότι το τσιµέντο ήταν 300 kg/m3 (Ν/T = 0,5 για τα 150 kg νεράκι), µε το φίλτρο είναι σαν να είχαµε Ν/T =120/300 = 0,4. Η διαφορά του Ν/Τα = 0,4 µε το Ν/Τα = 0,5 είναι τεράστια αν αναλογιστεί κανείς µια κάθιση S4. Κοινώς για να πάρεις µε Ν/Τα = 0,4 κάθιση S4, θα πληρώσεις την µάνα σου και το πατέρα σου σε πρόσµικτα. Άρα το ΕΛΟΤ ΕΝ 1504-2 κόβει φαϊ και από τα πρόσµικτα. Αυτό δεν το έχουν καταλάβει οι παραγωγοί των προσµίκτων ακόµα πιθανότατα διότι και αυτοί δεν βλέπουν το "στέγνωµα". Πάλι όµως άλλη ιστορία που βαριέµαι να αναλύσω. Ο αρχιτέκτονας Κιθάρας όµως, θέλει εµφανές σκυρόδεµα διότι το νιώθει πιο "ζεστό" και έχει δίκιο. Πως θα βολέψουµε µια τέτοια απαίτηση µε το ΕΛΟΤ ΕΝ 1504-2; Θα βάλουµε διάφανη βαφή. Αν όµως γυαλίζει στον ήλιο θα δείχνει χάλια. Να βάλει διάφανη βαφή τύπου µατ που δεν γυαλίζει. Αν έχει και µερικά ευρώ περισσότερα µπορεί να βάλει και µατ βαφή εµποτισµού που κάνει σχεδόν µηδενικό φίλµ. Πάει και ο Κιθάρας που είναι δύσκολος πελάτης. Ερώτηση Β

Η υγρασία ενός "µπασταρδεµένου υποστυλώµατος" µειώνεται ή αυξάνεται µε τα χρόνια λειτουργίας;

Το λέω µπασταρδεµένο διότι το µισό είναι έξω στο χωράφι και το άλλο µισό είναι στα σαλόνια. Το µισό λοιπόν βλέπει την βροχούλα, τις πεταλουδίτσες, τον ήλιο, το κρύο, την υγρασία και τα 400 ppm και το άλλο µισό ακούει Ζαµπέτα, έχει σταθερή θερµοκρασία (20-22 βαθµούς όλο τον χρόνο), υγρασία 40-60% όλο τον χρόνο, δεν ξέρει από ήλιο αλλά του έχουν αλλάξει τα φώτα µε τα τσιγάρα (1500 ppm). Το µπασταρδεµένο το έχουµε φτιάξει µε C30/37 και είναι στην Κατερίνη, προς ανατολάς. Ας δούµε πρώτα πόσο θα στεγνώσει χωρίς φίλτρα (εικόνα 6α).

Εικόνα 6α

Το "µπασταρδεµένο" υποστύλωµα εκ Κατερίνης. Είµαι γυµνό χωρίς ρουχαλάκια.

Λόγω της κρίσης ας πούµε ότι δεν έχουµε λεφτά για να βάλουµε τίποτα από την πλευρά του χωραφιού και φτιάχνουµε µόνο το µέσα (του σαλονιού) για να το βλέπει η πεθερά. Πάµε στον µάστορα και µας φτιάχνει ένα σπατουλαριστό 20 mm "µούρλια" και του κοπανάµε και από επάνω και µια µπογιά φούξια που πήραµε από το σουπερµάρκετ σε καταπληκτική τιµή µαζί µε τα φασολάκια (εικόνα 6β).

5.2.6

Εικόνα 6β

Ο κύριος του σπιτιού: "Αµάν γυναίκα πέσαµε σε µάπα µάστορα. Αυτό σε λίγο θα γίνει σιντριβάνι. Να βάλεις το καλοριφέρ πιο δυνατά να στεγνώσει ...σου χάλασε την κουρτίνα". Πεθερά: "Πήγατε σε αχαΐρευτο µηχανικό που ήθελε και C30/37 και µας έπιασε και τον ποπό".

Πάει η πεθερά και βάζει το θερµοστάτη στους 30 βαθµούς. Χειµώνα στους 30, καλοκαίρι στους 30. Το σπίτι χαµάµ, ο κύριος του σπιτιού µε το µαγιό (εικόνα 6γ).

Εικόνα 6γ

Ο κύριος του σπιτιού: "Γυναίκα έχουµε πληρώσει 5000 ευρώ σε θέρµανση εδώ και 2 χρόνια και το ρηµάδι δεν στεγνώνει". Πεθερά: "Να πας ρε κορόιδο στον µηχανικό και να του σπάσεις τα µούτρα".

Στην επόµενη εκδοχή το έφτιαξαν προ κρίσης. Πήγανε στον µάστορα και τους φτιάχνει ένα σπατουλαριστό 30 mm µέσα/έξω "µούρλια" και του κοπανάνε και από επάνω και µια µπογιά φούξια που πήρανε από το σουπερµάρκετ, µάλιστα την ακριβότερη στο ράφι, µαζί µε τα φασολάκια (εικ. 6δ).

5.2.7

Εικόνα 6δ

Ο κύριος του σπιτιού: "Άµα κύριε έχεις λεφτά, σε 10 χρόνια το ρίχνεις κατά 4,5 κιλά το κυβικό. Υγρασία τώρα που το λέτε έχει λιγουλάκι αλλά η κουρτίνα δεν έπαθε τίποτα".

Κάπου στο αέρα ακούγεται µια φωνή "και τι θες να κάνουµε ρε φιλαράκι να µένουµε στο νοίκι για να περιµένουµε να στεγνώσει, µπιτ ζαβό είσαι;". Η απάντηση είναι να βάλετε 1,0 mm επίχρισµα µέσα έξω µε SdH2O = 1,0 m και βαφή µε αντίσταση SdH2O = 2,4 m (εικόνα 7).

Εικόνα 7

Ο κύριος του σπιτιού: "Άµα ακούς κύριε τον µηχανικό, σε 10 χρόνια το ρίχνεις το νεράκι κατά 14,5 κιλά το κυβικό. Υγρασία δεν έχει."

Ας το συνδέσουµε τώρα µε το Μέρος 2. Τι είναι αυτή η υγρασία που µας µένει µέσα στους πόρους και δεν µας φεύγει ή και µεγαλώνει (ανάλογα το φίλτρο, κλπ); Τα καλά κορίτσια του Club Elephant που ζευγαρώνουν µε τους µαντράχαλους (CO2) και κάνουν φαγανά κουτσουβελάκια που µας τρώνε τα ιοντάκια, που µένουµε ρέστοι από pHάκια και µετά το σιδεράκι πονάει και εµείς τρέχουµε πανικόβλητοι διότι κανονισµός ΓΙΟΚ και θα ξεκινήσουµε τις επισκευές, τα ζουµιά µε τους αναστολείς διάβρωσης, τα λάδια, τα ξύδια και άντε να βγάλεις άκρη τι θα γίνει µετά από 10 χρόνια.

5.2.8

Αν µέχρι αυτό το σηµείο έχετε διαβάσει καλά τότε θα αναρωτηθείτε: "τι σχέση έχει το ποσοστό υγρασίας του πόρου µε την RH;" Έχει και µάλιστα µεγάλη! Σε όλα τα παραπάνω διαγράµµατα στο δεξιό άξονα Υ, έχουµε το ποσοστό % του παραµένοντος νερού ως προς το βάρος του σκυροδέµατος. Αν το συσχετίσουµε µε την σχετική υγρασία περιβάλλοντος παίρνουµε την καµπύλη Sorption Isotherm (εικόνα 8). Η καµπύλη αυτή διαφέρει από µελέτη σύνθεσης σε µελέτη σύνθεσης αλλά δεν χρειάζεται να µπούµε σε λεπτοµέρειες.

5.0 C25/30

4.5

Moisture Content (%)

4.0 3.5 3.0 2.5 2.0 1.5 1.0 0.5 0.0 0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100

RH (%) Εικόνα 8

Καµπύλη Sorption Isotherm για το σκυρόδεµα.

∆ηλαδή όταν έχουµε π.χ. 50% υγρασία δεν σηµαίνει ότι και το σκυρόδεµα "ζει" µε 50% υγρασία. Ανάλογα τον προσανατολισµό, τον κύριο του σπιτιού, το επίχρισµα, την φούξια µπογιά και την πεθερά µπορεί να ανεβάσει την υγρασία ή να την κατεβάσει ή να την ανεβοκατεβάσει. Αν ρωτήσετε τότε γιατί το ΕΛΟΤ ΕΝ 206-1 µας λέει: XC1 - Σκυρόδεµα εσωτερικών χώρων µε χαµηλή υγρασία αέρα - 45% ≤ RH < 65% ... µην τα παίρνετε όλα τοις µετρητοίς, ... ευχή κάνει και το γραφεί κιόλας. Επειδή όµως είναι πονηρό σου λέει φιλαράκι υπάρχει και το XC3- Σκυρόδεµα εσωτερικών χώρων µε µέτρια ή υψηλή υγρασία αέρα - 65% ≤ RH < 85% Γιατί λοιπόν µας ενδιαφέρει µόνο το RH του αέρα και όχι ο συνδυασµός του µε την υγρασία του πόρου; ∆ιότι σε όλα τα µοντέλα έχουµε θεωρήσει ότι η υγρασία του πόρου είναι σταθερή (για πάντα!!) και ίση µε κάποια τιµή που επηρεάζεται µόνο από το RH του αέρα, που δεν την ξέρουµε και την περνάµε µέσα σε µια απλοποιηµένη έννοια της διαχυτότητας που όµως εκ προοιµίου δεν καλύπτει την περίπτωση της µεταβλητής υγρασίας του πόρου µε τον χρόνο. Αν προσπαθούσαµε να µοντελοποιήσουµε αξιόπιστα έναν τέτοιο µηχανισµό θα χρειαστούµε µερικές δεκάδες χρόνια ακόµα. Αν θέλετε, βάζουµε το β, το ΕΛΟΤ ΕΝ 206-1 στην κατάψυξη και περιµένουµε.

5.2.9

Θα µου πείτε τι σε έπιασε ρε φίλε και µας λες αυτά τα κουφά;. Ξεχάστε τα, και να µας µείνει ένα και µόνο πράγµα: ∆εν µειώνουµε την διαπνοή του σκυροδέµατος ΠΟΤΕ των ΠΟΤΩΝ, τελεία και παύλα. και ξανά για να το καταλάβουµε, ∆εν µειώνουµε την διαπνοή του σκυροδέµατος ΠΟΤΕ των ΠΟΤΩΝ, τελεία και παύλα. και ακολουθώντας το έθιµο της Βάπτισης ... ∆εν µειώνουµε την διαπνοή του σκυροδέµατος ΠΟΤΕ των ΠΟΤΩΝ, τελεία και παύλα. Πάντα θα βάζουµε υλικά µε αντίσταση SdH2O < 5m εφόσον δεν χρειαζόµαστε φράγµα υδρατµών. Αν δεν ξέρουµε το SdH2O του υλικού να µην το βάλουµε καθόλου. ∆ηλαδή ρε φιλαράκι στο µέρος 5α που βάλαµε πίσσα βενζίνης του κάναµε κακό; Of course !! διότι το κακόµοιρο δεν θα στεγνώσει όσο θα µπορούσε. Βέβαια η πίσσα θα κόψει και τα ppm απο την επιφάνεια και άρα του κάναµε και καλό ή µάλλον λίγο από καλό και λίγο από κακό. Εισαγγελέας

Κύριε Μηχανικέ πήρατε τίποτα άλλα µέτρα για την θεµελίωση πλέον της επικάλυψης;

Μηχανικός

Βεβαίως. Περάσαµε εξωτερικά πίσσα βενζίνης για στεγάνωση.

Εισαγγελέας

Κύριε Μηχανικέ, και πως θα φύγει η υγρασία από το σκυρόδεµα;

Μηχανικός

Αν υπάρχει τέτοιο θέµα κύριε Εισαγγελέα, γιατί την γράφουν οι προδιαγραφές των δηµοσίων έργων;

Εισαγγελέας

Να κάνετε κύριε Μηχανικέ επίσηµη ερώτηση στο κράτος και να τους ρωτήσετε "αφού απαγορεύεται η µείωση της διαπνοής γιατί βάζουµε πίσσα;"

Μετά από µερικές ηµέρες ξαναγυρίζει ο Μηχανικός. Μηχανικός

Κύριε Εισαγγελέα το µόνο που µου απάντησαν είναι ότι χρησιµοποιείται για φράγµα υδρατµών ή για στεγάνωση. Οταν τους ρώτησα γιατί δεν έχουµε τιµές για άλλα υλικά βάσει ΕΛΟΤ ΕΝ 1504-2 που κάνουν και στεγάνωση και δεν µπλοκάρουν την διαπνοή µου απάντησαν "να φτιάξεις τα άρθρα µόνος σου και να µας τα φέρεις, εµείς δεν ξέρουµε από αυτά".

Το πρόβληµα µε το XC1 στην Ελλάδα. Ερώτηση

∆ηλαδή θα πρέπει για όλα τα εσωτερικά στοιχεία να ξεχάσουµε το XC1 = C20/25 µε 25 mm και να πάµε στο XC3=C25/30 µε 35 mm;

Απάντηση

Και δεν θα φτάσει ... ∆ιότι όπως είδαµε και παραπάνω τα τσιγάρα είναι πολλά και το β δεν το βλέπω να την βγάζει. Το XC1 το βάζεις αν είσαι στο Las Vegas των ΗΠΑ και παίζεις κόκκαλα µαζί µε τον Nick the Greek. Στο Las Vegas για όσους θέλουν να παντρευτούν, καλό θα είναι να κυκλοφορείτε µε ενυδατική κρέµα ...µόνιµα.

Ερώτηση

Και της γιαγιάς στο Μέρος 5α γιατί της έφτασε και βγήκε το σίδερο σινιέ και ασηµί;

Απάντηση

∆ιότι, όπως θα δούµε στην συνέχεια, έκοψε τα ppm.

Ερώτηση

Το βασικό δεν είναι να µην σκουριάσει;

Απάντηση

ΟΧΙ, NO, NEIN, 没有,το βασικό είναι το β ≥ 1,5. Αστοχία υλικού υπάρχει και το ∆καστήριο θα το πάρει υπέρ σου, αστοχία ποιότητας επικάλυψης υπάρχει και το ∆ικαστήριο θα το πάρει υπέρ σου, αστοχία µελέτης δεν υπάρχει και το δικαστήριο...

5.2.10

Προσοχή!!

Μην νοµίζετε ότι η υγρασία µας επηρεάζει µόνο την ενανθράκωση, διότι µας επηρεάζει και την αντοχή του σκυροδέµατος !!

Ας δούµε ένα πραγµατικό παράδειγµα. Κάποιοι αποφάσισαν να φτιάξουν ένα κολυµβητήριο. Οπλισµένα τοιχία περιµετρικά πάχους 20 εκ φτιαγµένα µε C20/25, σωστό φρούριο (εικόνα 9α). Στην πορεία όµως ή τους χάλασε ο κλιµατισµός και ο εξαερισµός ή έκαναν µόνο ανακύκλωση αέρα ή ξέµειναν από χρήµατα για να τα λειτουργήσουν ή τους ήρθε ο λογαριασµός της ∆ΕΗ και έπαθαν έµφραγµα. Το αποτέλεσµα είναι το κολυµβητήριο να έχει µόνιµα θερµοκρασία από 23-33 βαθµούς και υγρασία 91-99%. Το έβαψαν µέσα έξω µε µπογιά αγνώστου πατρός. Τ.Ο.Τ.Ε.Ε.

20701-1/2010, ASHRAE 62 και πράσινα άλογα δεν έχει, διότι κοστίζει πολύ σε ρεύµα. Το αποτέλεσµα είναι το µπετόν να ρουφάει νερό σαν σφουγγάρι (εικόνα 9β).

Εικόνα 9α

Με τα πλακάκια του, τον βατήρα, το κίτρινο καγκελάκι του, όλα ωραία και ανθηρά. Αισθητικά µου θυµίζει κάτι από Τsaouseskou αλλά αυτό είναι άλλη ιστορία. Υπόψη, στην Ρουµανία ήξεραν από φίλτρα. Πολλά διδακτορικά βλέπετε...

Εικόνα 9β

Ρε παιδιά ........αυτό τράβηξε το διπλάσιο νεράκι.

Για να καταλάβετε τι σηµαίνει υγρασία 91-99% κοιτάξτε την εικόνα 9γ. Και τι σηµαίνει ότι ρούφηξε το µπετόν άλλα 50 κιλά στο κυβικό νεράκι; Σηµαίνει...την εικόνα 9δ. Και τί θα πάθει; Θα ξύνεις το µπετόν µε το νύχι και θα το βγάζεις (εικόνα 9ε).

5.2.11

Εικόνα 9γ

Οι φουσκαλίτσες είναι η υγρασία. Για την σκουριά ...να µην το βάλει κανένας στην κατηγορία XD διότι το χλώριο στο νερό της πισίνας όταν µετατρέπεται σε ατµό, περιέχει πολύπλοκες χηµικές ενώσεις και µάλιστα οδηγεί σε µικροβιολογική διάβρωση του οπλισµού (θα χρειαστούµε διδακτορικό για να το βρούµε, αν µάλιστα έχει και κανένας πρόβληµα µε τον προστάτη τότε θέλουµε πολλά διδακτορικά). Κύριοι ηλεκτρολόγοι, µην ξεκινήσετε µε το ρεύµα και την υγρασία... Και µία που το θυµήθηκα. ∆εν θα µας δώσει διάβρωση από stray current, Αγγλιστί "διαφυγόν ρεύµα", αλλά από "φουλ ρεύµα".

Εικόνα 9δ

… σηµαίνει ότι το µπετόν έγινε χαλβάς Τρικάλων, κοινώς C0/0. Το γνωστό "φιλότιµο" την έκοψε ...για Ανάφη.

5.2.12

Εικόνα 9ε

Να µπει επιγραφή "παρακαλείστε να µην ξύνετε το µπετό".

Εδώ λοιπόν θα έπρεπε να βάλουµε πίσσα (φράγµα υδρατµών). Το φράγµα το βάζουµε κατόπιν µελέτης και όχι γενικά και αόριστα επειδή το έκανε και ο Τάσος προχθές στο υπόγειο (εικ. 9ζ).

Εικόνα 9ζ

Προσοχή

Αν είχαµε βάλει φράγµα υγρασίας από µέσα.

Μην µπερδευτούµε µε το ΕΛΟΤ ΕΝ 206-1 και από την υγρασία βγάζουµε κατηγορία σκυροδέµατος !!! Το ΕΛΟΤ ΕΝ 206-1 κοιτάει την υγρασία σε σχέση µε την ενανθράκωση και µόνο.

Ακόµα και αν το µπετόν στο κολυµβητήριο ήταν C30/37, πάλι θα τράβαγε πολύ νεράκι και θα έπεφτε η αντοχή του αρκετά (εικόνα 10).

5.2.13

Εικόνα 10

Αν είχαµε βάλει C30/37 πάλι τζίφος. Το γράφω για να προλάβω τους εργολάβους που θέλουν και ανακεφαλαιωτικό ...

Ο ακριβής µηχανισµός υποβάθµισης της αντοχής του σκυροδέµατος είναι βέβαια λόγω υγροσκοπικών και θερµικών κύκλων αλλά πάει µακριά η βαλίτσα για αυτό το άρθρο (διαβάστε και τίποτα µόνοι σας). Στο δια ταύτα: Εισαγγελέας

Κύριε µηχανικέ πήρατε τίποτα άλλα µέτρα για την προστασία του φέροντα οργανισµού του κολυµβητηρίου;

Μηχανικός

Ήθελα να βάλω µια ειδική µεµβράνη βάσει ΕΛΟΤ ΕΝ 1504, αλλά το κόστος ξέρετε...

Εισαγγελέας

Μάλιστα καταλαβαίνω. Γιατί όµως δεν ρωτήσατε τον ΚΤΕ αν θα έχει για τα 50 χρόνια λειτουργίας τα χρήµατα για να κάνει σωστή χρήση του κλιµατισµού και του εξαερισµού;

Μηχανικός

...τι να σας πω κύριε Εισαγγελέα, αν και θα έπρεπε (βλέπε ΕΝ 1990 περί λειτουργίας και συντήρησης) γενικά δεν ρωτάµε τέτοια πράγµατα.

Εισαγγελέας

∆ηλαδή δεν κάνετε σωστά την δουλειά σας.

Μηχανικός

Τι θέλετε να κάνουµε κύριε Εισαγγελέα να τους πούµε αν δεν έχετε λεφτά για µεµβράνη και για σωστή λειτουργία των ΗΜ να µην φτιάξετε κολυµβητήριο;

Εισαγγελέας

Προφανώς!

Μηχανικός

Να πάτε να τους το πείτε εσείς κύριε Εισαγγελέα.

Εισαγγελέας

Έχετε εν µέρει δίκιο αλλά εσείς υπογράψατε και όχι εγώ.

Μηχανικός

o.k. λοιπόν σας λέω ότι το κτίριο είναι επικίνδυνο και κανένας δεν νοιάζεται και δεν φταίω εγώ αλλά ο ΚτΕ. Εσείς τι µπορείτε να κάνετε;

Εισαγγελέας

Ξέρετε τα πράγµατα είναι λίγο δύσκολα και πολυδιάστατα όσον αφορά το κράτος.

5.2.14

Μηχανικός

Υπάρχει ξέρετε και η Αµερικάνικη λύση. Φτιάχνεις µια βάση δεδοµένων µε όλες τις γέφυρες που είναι ετοιµόρροπες, την κοτσάρεις στο ιντερνετ και λες στον κόσµο "Περνάς µε δική σου ευθύνη, άµα πέσει ας πρόσεχες"

Εισαγγελέας

Μα τι λέτε τώρα!!! υπάρχει τέτοιο πράγµα;

Μηχανικός

Βεβαιότατα. Κοιτάξτε στον γούγλη το The Fix We’re In For: The State of Our Bridges. Μάλιστα το έχουν περάσει και στους χάρτες των πλοηγών. Βάζεις πχ να πας από το Fairmount της Νέας Υόρκης στο New Jersey και πλέον δεν σε ρωτάει αν θες την ταχύτερη ή την συντοµότερη διαδροµή αλλά πόσες ετοιµόρροπες γέφυρες θες να περάσεις. Θες να είναι 10, θες 20 διαλέγεις και παίρνεις.

Εισαγγελέας

∆ηλαδή έχασαν το β;

Μηχανικός

Ποιό β κύριε εισαγγελέα. Την µάνα τους και τον πατέρα τους έχασαν.

Εισαγγελέας

Και κοτζάµ Αµερική δεν έχει χρήµατα να τα φτιάξει;

Μηχανικός

Τα ευρώπουλα κύριε εισαγγελέα δεν φυτρώνουν µε υδροπονία. Αν φτιάξουν τις 3 χιλιάδες γέφυρες που έχουν πρόβληµα θα µπούνε και αυτοί στο ∆ΝΤ.

Εισαγγελέας

∆ηλαδή κύριε µηχανικέ µου λέτε ότι από την σκουριά κινδυνεύει κοτζάµ Αµερική να φαλιρίσει;

Μηχανικός

Το λένε πολλοί επίσηµοι φορείς και το ΤΕΕ τους. Το 30-40% του προβλήµατος είναι από σκουριά. Άµα ο Οµπάµα αποφασίσει να τις φτιάξει θα έρθουν στην Ελλάδα για δανεικά.

Απο το Ισοδύναµο πάχος σκυροδέµατος, στην ισοδύναµη στρώση αέρα και στα πόσα ppm θα περάσουν; Είναι όλα τα φίλτρα ίδια; Προφανώς και όχι. Άλλα είναι καλύτερα άλλα χειρότερα ή άλλα θα αφήσουν να περάσουν 100 και άλλα 300 από τα 800 ppm. Πριν πάµε στις βαφές και στα ειδικά επιχρίσµατα ας δούµε λίγο το σκυρόδεµα και την επικάλυψη σαν φίλτρο και όχι σαν γεωµετρία. Η έννοια του φίλτρου όπως είδαµε στα µέρη 1 ως 3, δίνεται από την παράµετρο της διαχυτότητας που προσπαθεί αν υπολογίσει ο Παπαδάκης και πολλοί άλλοι. Στο ΕΝ 1990 και σε άλλες αναφορές της International Federation for Structural Concrete ή Fédération internationale du béton (αν πήγατε σχολείο στις Καλόγριες) θα βρούµε την εξίσωση που υπολογίζει την διαχυτότητα κατόπιν εορτής (έχω ενανθράκωση τόσο στα τόσα χρόνια): (1) όπου: Κ Τ Χ

είναι ο συντελεστής ρυθµού ενανθράκωσης σε µονάδες mm year-1/2 είναι ο χρόνος σε χρόνια είναι το βάθος ενανθράκωσης σε mm.

Ας πούµε ότι έχουµε µετά από 10 χρόνια έκθεσης, ψεκάσαµε µε το ζουµί και βρήκαµε βάθος ενανθράκωσης 10 mm, άρα: (2)

Για να µετατρέπουµε την εξίσωση 1 σε διαχυτότητα κάνουµε χρήση του τύπου: (3) 2

όπου D είναι η διαχυτότητα του Παπαδάκη σε mm / year.

5.2.15

Πάµε πάλι πίσω στο παράδειγµα:

Προσοχή !!

Οι εξισώσεις 1και 3 δεν βλέπουν αν είναι σκυρόδεµα ή φιστίκια Αιγίνης ή αν το έφτιαξαν Ελβετοί ή αν έχει τόσα ppm ή τόση υγρασία ή αν έχει µπογιά φούξια. Είναι µια απλή µαθηµατική εξίσωση που βρήκαµε ότι ταιριάζει µε τις µετρήσεις.

Ήρθαν τώρα οι Αγγλο-Κινέζοι (英国中国)απο το Hong Kong (香港) µε το Model Specification for Protective Coatings for Concrete και µας κότσαραν µια νέα εξίσωση και µάλιστα κανονιστική από το 1994 που την βρίσκουµε στον δικό τους ΚΤΣ (Εθνική Hong Kong vs Εθνική Ελλάδος σκορ 20-Μηδεν, δεν χώσαµε ούτε το ένα της ντροπής),

όπου: Sc είναι το ισοδύναµο πάχος σκυροδέµατος σε mm Χο είναι το βάθος της ενανθράκωσης σε mm µετά από Το χρόνια έκθεσης Χm είναι το επιτρεπόµενο βάθος της ενανθράκωσης σε mm µετά από Tm χρόνια έκθεσης.

Μην µπερδεύεστε µε τον όρο coatings και µου πείτε ότι είναι ΜΟΝΟ για βαφές, διότι είναι για όποιο και ότι φίλτρο θέλετε (είναι µαθηµατική λύση φίλτρων 1ης Λυκείου). Η "επιστηµονική µαγκιά" βεβαία είναι ότι την βάφτισαν ισοδύναµο πάχος σκυροδέµατος. Και ισοδύναµο πάχος λάσπης ή ισοδύναµο πάχος κανταϊφιού να το λέγανε δεν αλλάζει τίποτα εφόσον το D είναι του κανταϊφιού ή της λάσπης (εικόνα 11).

=

Εικόνα 11

=

Ισοδύναµο πάχος φίλτρου.

Ας πάµε πάλι πίσω στο παράδειγµα για να καταλάβουµε το κανταΐφι. Έχουµε και λέµε: Βρήκα ότι το D είναι 3.2 mm2/year, ξέρω ότι έφτασε στα Χο = 8 mm µετά από Το = 10 χρόνια. Ξέρω ότι ο οπλισµός µου είναι σε βάθος 25 mm (Χm). Πόσο καλό είναι το φίλτρο του κανταϊφιού σε µονάδες ισοδύναµου πάχους σκυροδέµατος µετά απο Tm = 50 χρόνια;

Και τι σηµαίνει το ΜΕΙΟΝ; ∆εν είπαµε ότι το βάθος ενανθράκωσης δίνεται από την σχέση (1), εικ. 12. ∆ηλ. δεν χρειάζεσαι καλύτερο φίλτρο και µεγαλύτερη επικάλυψη και την παλεύεις µε αυτό που έχεις.

5.2.16

` Ουφ την γλυτώσαµε!

Εικόνα 12

Αν όµως το βάθος της επικάλυψης δεν είναι 25 mm αλλά 15 mm;

Το θετικό πρόσηµο σηµαίνει ότι δεν την παλεύεις µε το φίλτρο και την επικάλυψη (τρύπια δεξαµενή) που έχεις (εικόνα 13).

30

Βάθος Ενανθράκωσης (mm)

25

20

15

10

5 Κ=3.16 mm/sqrt(year) 0 0

10

20

30

40

50

60

Χρόνια Εκθεσης Εικόνα 13

Στα 23 χρόνια την πάτησες φιλαράκο και ετοιµάσου για δικαστήρια.

Και τι σηµαίνει ισοδύναµο πάχος σκυροδέµατος απλοϊκά; Είναι η τρύπια δεξαµενή του Ελέφαντα που είδαµε στα προηγούµενα µέρη.

5.2.17

Και τί είναι το Sd,CO2 που µας τσαµπουνάει το ΕΛΟΤ ΕΝ 1504-2; Επειδή υπάρχουν πολλά υλικά και κανταΐφια είπαµε να τα συγκρίνουµε κάτω από µια κοινή βάση. Και επειδή µιλάµε για διαχυτότητα µας φάνηκε λογικό να τα συγκρίνουµε µε την διαχυτότητα του στάσιµου αέρα (να µην φυσάει!!), που την ονοµάσαµε ισοδύναµο πάχος αέρα. ∆ηλαδή το CO2 που θα περάσει από ένα κανταΐφι, ένα σκυρόδεµα, ένα ξύλο, µια µπανάνα είναι ίσον µε το CO2 που θα περάσει από τόσα µέτρα στάσιµου αέρα. Και που θα ξέρω εγώ αν είναι µπανάνα ή σκυρόδεµα; Φτιάχνουµε την εξίσωση:

και όπου µ (συντελεστής αντίστασης CO2) βάζουµε το υλικό που µας ενδιαφέρει, πχ για το σκυρόδεµα βάζουµε µ = 400 για το CO2. Για το παράδειγµα που λύσαµε παραπάνω έχουµε:

Είναι η ίδια λογική και για την υγρασία που είδαµε παραπάνω όταν γράφαµε Sd,H2O; Ακριβώς η ίδια απλά θα έχουµε άλλο µ. Στην Ελλάδα το µ το λέµε αντίσταση διαπίδυσης. Για την υγρασία το λέµε αντίσταση διαπίδυσης υδρατµών, για το CO2 αντίσταση διαπίδυσης CO2, για το Marlboro Lights αντίσταση διαπίδυσης Marlboro Lights, κλπ. Το µ δεν έχει ποτέ µονάδες (φτιάχνει το ισοδύναµο). Για το παράδειγµα της υγρασίας έχουµε µετρήσει το µ για διάφορα υλικά και τα βάλαµε στο ΙSO 10456:2007, εικόνα 14. Ένα ωραίο πινακάκι έχει και ο Καθ. Κορωναίος από το ΕΜΠ στα τεχνικά υλικά ΙΙ, εικόνα 15.

5.2.18

Εικόνα 14

Αντίσταση διαπίδυσης υδρατµών στο ISO.

5.2.19

Εικόνα 15

Αντίσταση διαπίδυσης υδρατµών στα τεχνικά Υλικά ΙΙ από τους Κορωναίο, Πουλάκο. Αν δεν το θυµάστε, µάλλον είχατε πάει για πρέφα. Προσοχή για να µην σας πιάσουν Κώτσους. Οι Αγγλοσάξονες το SdCO2 το συµβολίζουν µε R (σε περίπτωση που πάτε για interview στα ξένα). Στην Ελλάδα θα βρείτε την διαπίδυση γραµµένη και διαπερατότητα. Στην Αµερική θα σας ταράξουν στα perms για την διαπίδυση υδρατµών. Το perm βγαίνει από το permeance και δεν έχει καµία σχέση µε την περµανάντ.

Για να δούµε τώρα τα βάθρα µιας γέφυρας στην Αθήνα σε κατηγορία XC4. To ELOT EN 206-1 µας λέει βάλτε οριακά τσιµέντο 320 kg/m3, Ν/Τα = 0,5 και φτιάξτε ένα C30/37. Μετά βάλτε επικάλυψη 35 mm + 10 mm για το ΕΝ 1990. Τα πάντα βέβαια µε ποιότητα Ελβετίας.

5.2.20

Επειδή είναι στην Αθήνα και είναι εξωτερικό στοιχείο δεν θα δει αύξηση της εσωτερικής του υγρασίας (υγρασίας πόρου) µε βάση τις κλιµατολογικές συνθήκες της περιοχής (2 κιλά πάνω, 2 κιλά κάτω στο κυβικό δεν αλλάζουν τα πράγµατα και το µοντέλο του Παπαδάκη την γλιτώνει). Οσο για τον τύπο τσιµέντου, θα βάλουµε το καλύτερο της αγοράς. Η συγκέντρωση CO2 ας πούµε ότι είναι 450 ppm µε τυπική απόκλιση 20 ppm. Αν τρέξουµε το µοντέλο του Παπαδάκη για 50 χρόνια εκτιµούµε ότι θα δώσει µέση ενανθράκωση 15,7 mm και max 24,85 mm. Πάµε και το µετράµε µε το ζουµί και βρίσκουµε, π.χ. ότι ο Παπαδάκης έπεσε µέσα, και άρα: • για την µέση τιµή:

και

και

• για την µέγιστη τιµή:

και

και

και άρα ψιλο-βγαίνουµε o.k. για τα 100 χρόνια! Ας πούµε τώρα ότι δεν είχαµε τα λεφτά να εγγυηθούµε τα 35 mm, αλλά βάλε και τον Ελβετό που µέτρησε, βάλε και την έκπτωση που δώσαµε, βάλε και τις φουσκάλες, τα µαδέρια κλπ και έχουµε 28 mm της προκοπής (7 mm διαφορά... σιγά τα ωά!!). Για σκεφτείτε το λίγο. Είναι δυνατό να φτιάχνω µια γέφυρα 140 µέτρων και να κάθοµαι να σκέφτοµαι τα 7 mm; Ρε, ουστ!

• για την µέση τιµή:

• για την µέγιστη τιµή:

5.2.21

Εφόσον το πρόσηµο είναι θετικό (δεν φτάνει η δεξαµενή από µόνη της) θα χρειαστούµε ένα φίλτρο µε SdCO2 ίσον µε 71,6 mm x 400 = 28,6 m. Ας αφήσουµε την γέφυρα και τα 100 χρόνια, διότι δεν τα βλέπει το ΕΛΟΤ ΕΝ 206-1, ΚΤΣ 2015. Μερικοί µελετητές που επικαλούνται το ΕΛΟΤ ΕΝ 206-1 για γέφυρες και άλλα έργα µε ηλικία >50 ετών έχουν κάνει τροµερό ατόπηµα και πρέπει να ριχθούν στην πυρά!! Θυµάστε τι είπαµε; 50 χρόνια, ούτε µέρα παραπάνω και β ≥ 1,5 (εικόνα 16).

Εικόνα 16

...γιατί, κύριοι και κυρίες της συντακτικής οµάδας του ΚΤΣ 2015 δεν γράφετε για T ≤ 50 ετών στην λεζάντα του Πίνακα Β2-7 και µπερδεύεται ο κόσµος και το εφαρµόζει σε γέφυρες και άλλα έργα; Όταν αγοράζετε γάλα δεν γράφει ότι το πίνεις για τρεις ηµέρες;

Ας πάρουµε τώρα την περίπτωση που είχαµε περάσει στην επιφάνεια ένα ειδικό κονίαµα βάσει ΕΛΟΤ ΕΝ 1504-2. Το κονίαµα αυτό βαφτίστε το επίχρισµα, σοφά, κανταΐφι... ή φίλτρο διαπίδυσης CO2. Το κονίαµα βάσει ΕΛΟΤ ΕΝ 1504-2 έχει ελάχιστο φίλτρο SdCO2 ≥ 50 m. Συνήθως έχει ελάχιστο πάχος 2 mm και µέγιστο 4 mm. Επιλέγουµε στην αρχή το ειδικό κονίαµα διότι σε αντίθεση µε την βαφή που θα δούµε παρακάτω, δεν υποφέρει από µηχανισµούς γήρανσης. Επειδή µάλιστα φτιάχνεται και από πολυµερή, δεν έχει τους µηχανισµούς κορεσµού (µας έφαγαν τα ιοντάκια) που έχει το ασβεστοκονίαµα.... θοῦ, Κύριε, φυλακὴν τῷ στόµατί µου µε την λέξη αυτή. Η διαδικασία και ο εξοπλισµός είναι απλούστατος και µπορεί να το κάνει και ανειδίκευτος εργάτης (εικόνα 17). Θεωρήστε ότι βγαίνουν περίπου 250-300 m2 την ηµέρα. Το κόστος του εξοπλισµού είναι 600-800 €. Γράφω τα ευρώπουλα ώστε το Ελληνικό ∆ηµόσιο να µην µπερδευτεί και πιστέψει τους εργολάβους που θα το παρουσιάσουν σαν διαστηµική τεχνολογία µε διαστηµικό κόστος επειδή έχει κόκκινο λάστιχο και πρίζα.

5.2.22

Εικόνα 17

Ο χειριστής και ο εξοπλισµός. Βέβαια ο χειριστής εδώ είναι λίγο "τρόµπας", που λέµε στην Ελλάδα, διότι δεν χρησιµοποιεί κανένα µέσο προστασίας και τον βλέπω στην ουρά του ΙΚΑ να περιµένει να δει οφθαλµίατρο. Το σύστηµα λέγεται Hopper Gun. Βέβαια στην Ελλάδα, που είµαστε της πατέντα,ς θα προσαρµόσουµε 2 straps στο χωνί και θα το συνδέσουµε µε ανάρτηση στους ώµους µας. Στην περίπτωση αυτή το ένα χέρι θα είναι ελεύθερο για το κινητό, τσιγαράκι, freddo, κλπ και θα βγάζουµε και περισσότερα τετραγωνικά και πιο ξεκούραστα.

Το µόνο που χρειαζόµαστε είναι 2-3 ακροφύσια, κόστους 15 € έκαστο, ανάλογα µε τον µέγιστο κόκκο του ειδικού κονιάµατος που θα βάλουµε. Οι εταιρίες που παράγουν τα κονιάµατα πρέπει να έχουν οδηγίες για τα ακροφύσια. Αν δεν έχουν οδηγίες και ξεκινήσουν τα "θα πάρουµε τηλέφωνο και θα σας πούµε", βγάλτε το νεροπίστολο και κατευθείαν στο "∆όξα Πατρί" που έλεγαν και οι Μάγκες του Ρολογιού στα µέσα του 19ου αιώνα. Το Ρολόι µας το έδωσε ο Έλγιν σαν αντάλλαγµα για τα µάρµαρα του Παρθενώνα που βούτηξε (εικόνα 18). Ένα πράµα σαν τους Ισπανούς που πήγαιναν στην Νότιο Αµερική και έδιναν στους ιθαγενείς τις χάντρες Made in China.

Εικόνα 18

Αριστερά το Ρολόι του Ελγιν στην Παλιά Αγορά των Αθηνών εν έτη 1875. Μπροστά από την Μητρόπολη και την εκκλησία της Παναγίας Γρηγορούσας. Με το βελάκι διακρίνεται ο πύργος του ωρολογίου. ∆εξιά ο "µάγκας του ρολογιού" και το "θα στην ρίξω στο ∆όξα Πατρί".

Για να σας "φτιάξω" πριν πάµε στις εξισώσεις, βαπτίζω τον κύριο στην εικόνα 17, Ειδικό επί Θεµάτων Ανθεκτικότητας, Αγγλιστί Durability Expert ή τον Βασιλιά του β που δεν πήγε µάλιστα και στο Πολυτεχνείο, εκτός από µια φορά για να πάρει την κοπελιά του από το µάθηµα και να πάνε για καφέ. Με λίγα λόγια, από την µια η γιαγιά και από την άλλη ο Βασιλιάς του β και είµαστε σούπερ και χωρίς διδακτορικό, ΚΤΣ 2015, ΕΛΟΤ ΕΝ 206-1 και εξηγώ. Έρχεται το ΕΛΟΤ ΕΝ 1504-2 και µας λέει SdCO2 ≥ 50 m δηλαδή:

5.2.23

Ξαναβάζουµε το µ = 400 του σκυροδέµατος. Οι µηχανικοί από το Χονγκ Κονγκ για να βοηθήσουν έφτιαξαν και µια επιπλέον εξίσωση:

όπου:

Τe είναι ο χρόνος απο την τοποθέτηση του φίλτρου µέχρι έναν χρόνο στο µέλλον και, Χfilter είναι το βάθος ενανθράκωσης µε το φίλτρο. Ας πάρουµε την χειρότερη περίπτωση (µέγιστη τιµή) του Παπαδάκη µε D = 6,17 mm2/year και ξεκινάµε. Ας πούµε ότι µέχρι να βάλουµε το φίλτρο το σκυρόδεµα "άρπαξε" 0,1 mm ενανθράκωση (τουτέστιν τίποτα), και, επειδή το φίλτρο είναι φτιαγµένο από πολυµερή και δεν γηράσκει, ας θεωρήσουµε ότι Τe=100 χρόνια, οπότε:

και

∆ΗΛΑ∆Η: Μετά από 100 χρόνια το βάθος ενανθράκωσης, µόνο µε το κανταΐφι, θα είναι 5 mm. Μην µε βάλετε please να σας βρω το β διότι το δείξαµε σε προηγούµενο µέρος. Το σίγουρο είναι ότι το β θα είναι >> 1,5 ακόµα και µε 10 mm ελάχιστη επικάλυψη. Μην ξεχνάτε οτι χρησιµοποιήσαµε το ελάχιστο όριο του ΕΛΟΤ ΕΝ 1504-2, SdCO2 = 50 m και κάναµε τον υπολογισµό για 100 χρόνια ή το διπλάσιο του ΕΛΟΤ ΕΝ 206-1. Ας πούµε τώρα ότι είχαµε το πιο ΜΑΠΑ σκυρόδεµα του πλανήτη, που δεν ακολουθεί το ΕΛΟΤ ΕΝ 206-1, που έχει τρύπες, ελβετική ποιότητα 55, ότι ο εργολάβος τα έκανε µαντάρα, κλπ.

Βαθός Ενανθράκωσης (mm)

Αυτό θα το πούµε D = 40 mm2/year ή Κ = 8,94 mm year-1/2 και το δείχνουµε στην εικόνα 18.

95 90 85 80 75 70 65 60 55 50 45 40 35 30 25 20 15 10 5 0

Σκυρόδεµα, κατασκευή, επίβλεψη ΜΑΠΑ

0

5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 70 75 80 85 90 95 100105

Χρόνια

Εικόνα 18

Πιο µάπα δεν γίνεται ... Έχουµε 200 κιλά τσιµέντο, Ν/T = 0,75 και στο περίπου κατηγορία C12/15. Στα 100 χρόνια πιάσαµε 9 πόντους ενανθράκωση.

5.2.24

Τι αποδείξαµε; Οτι ακόµα και µε το πιο µάπα σκυρόδεµα και µε επικάλυψη 35 mm θα έχουµε κάποιο β. Τι άλλο όµως αποδείξαµε; α)

Αν σου βγαίνει µε C20/25 δεν χρειάζεται να πας µε C30/37.

β)

∆εν σε ενδιαφέρει το β. Θα είναι πάντοτε µεγαλύτερο από 1.5 ακόµα και µάλιστα µετά από 100 χρόνια και όχι τα 50 του ΕΛΟΤ ΕΝ 206-1 (γλυτώνεις τα ∆ικαστήρια).

γ)

∆εν χρειάζεται να πληρώσεις την µάνα σου και το πατέρα σου για να επιτύχεις ποιότητα επικάλυψης Ελβετική (γλυτώνεις ευρώπουλα).

δ)

∆εν χρειάζεται να µετράς τα ppm, να ξέρεις από οξείδια, από Ανάφη, από υγρασία, κλπ.

Θα µου πείτε και ποιος θα κάτσει να λύσει, τις απλές βέβαια εξισώσεις για την ρηµάδα την γέφυρα και να υπολογίσει το β; Το έχουν κάνει άλλοι για εσάς! (εικόνα 19).

Εικόνα 19

Υπάρχει και έτοιµο λυµένο αν βαριέστε και είναι ∆ΗΛΩΣΗ κατασκευαστή κατά το CE (δεν είναι κάτι στο στυλ περίπου 35 mm επικάλυψη!!!).

Ας το κάνουµε τώρα ταληράκια-αλά-ppm. Πόσα ppm θα πρέπει να έχω στην Αθήνα ώστε µετά από 100 χρόνια να έχω 4,93 mm βάθος ενανθράκωσης; Ξανά ο Παπαδάκης....καµιά 60αριά ppm. Το καλύτερο βέβαια είναι ότι το ελάχιστο SdCO2=50 m που πήραµε στις πράξεις είναι όντως το ελάχιστο. Σε αυτά τα φίλτρα (προστασίας επικάλυψης) θα βρείτε και SdCO2 = 90m και SdCO2 = 210m. Καταλαβαίνετε βέβαια, ότι στην περίπτωση αυτή το β, ακόµα και µε ένα πόντο επικάλυψης, θα πάει στο Θεό. Αφού λοιπόν καταλάβατε την λύση και έχετε χαρεί (παίξτε και µόνοι σας µε τις εξισώσεις, κακό δεν κάνει) διότι στην ουσία έχουµε λύσει το τροµερό και φοβερό πρόβληµα της ενανθράκωσης, µπορείτε να µου πείτε πως θα χαρακτηρίζατε την παρακάτω πρόταση που την βρίσκουµε στο ΚΤΣ 2015; Β2.2.5.2

Για την κατηγορία έκθεσης «∆ιάβρωση λόγω ενανθράκωσης», όταν οι επιφάνειες του σκυροδέµατος είναι επιχρισµένες µε ασβεστοτσιµεντοκονίαµα πάχους τουλάχιστον 20 mm ή έτοιµο τσιµεντοκονίαµα πάχους τουλάχιστον 15 mm, δίνεται η δυνατότητα στον µελετητή να επιλέξει την ακριβώς χαµηλότερη κατηγορία έκθεσης από την προβλεπόµενη.

5.2.25

∆ηλαδή η ευµενής δράση του επιχρίσµατος επιτρέπει την επιλογή, αντί των κατηγοριών έκθεσης XC2,XC3 και XC4, την επιλογή των XC1, XC2 και XC3 αντίστοιχα. Στην περίπτωση αυτή για την κατηγορία ΧC1 η min περιεκτικότητα σε τσιµέντο είναι 270 kg/m3. Απαραίτητη προϋπόθεση για τη χρήση αυτής της επιλογής, είναι η άµεση εφαρµογή του επιχρίσµατος στο σκυρόδεµα. Β2.2.5.3

Σκυρόδεµα το οποίο έχει επικαλυφθεί µε οποιοδήποτε άλλο υλικό εκτός των επιχρισµάτων που αναφέρονται στη παράγραφο Β2.2.5.2, (πλάκες, πλακίδια, φύλλα αλουµινίου, χρώµατα, στεγανοποιητικές επαλείψεις, κ.ά.) θεωρείται απροστάτευτο και ισχύουν οι οριακές τιµές στοιχείων της σύνθεσης του σκυροδέµατος του Πίνακα Β2-7.

Για εµένα πάντως ο µόνος χαρακτηρισµός που µου επιτρέπεται να γράψω σε ένα τέτοιο κείµενο είναι @@@ …, οπότε και αντιγράφω από το λαϊκό άσµα: Τρία πουλάκια κάθονταν στου ∆ιάκου το ταµπούρι το 'να τηράει τη Λειβαδιά και τ' άλλο το Ζητούνι, το τρίτο το καλύτερο µοιρολογάει και λέει: Πολλή µαυρίλα πλάκωσε, µαύρη σαν καλιακούδα. Και οι βαφές του ΕΛΟΤ ΕΝ 1504-2 βγαίνουν µε τις ίδιες εξισώσεις που είδαµε παραπάνω. Η µόνη διαφορά είναι οτι έχουν πεπερασµένο χρόνο ζωής. Τα έχουµε γράψει αναλυτικά στο Selection of Protective Coatings according to ELOT EN 1504-2 Against Concrete Carbonation, που θα βρείτε στο http://e-archimedes.gr/component/k2/item/5888-

Συµπεράσµατα Μέρους 5Β Προς την συντακτική επιτροπή του ΚΤΣ 2015:

"Προσπαθήστε να βρείτε στα Ελληνικά Πανεπιστήµια κάποιος ανθρώπους όπως ο Βαγγέλης Παπαδάκης, ο Κοσµάς Σίδερης, η Ιωάννα Παπαγιάννη και πολλοί άλλοι να σας βοηθήσουν. Ψάξτε και στον γούγλη και θα βρείτε και τηλέφωνα και τα email τους. Αν δεν έχετε πρόσβαση σε ιντερνέτ υπάρχει και το Silver Alert."

5.2.26

Επίλογος

Ό

πως καταλάβατε από τα προηγούµενα µέρη, αυτό που κάνει το ΕΛΟΤ ΕΝ 1504-2 είναι να διασφαλίσει το β του ΕΝ 1990 σε περιπτώσεις που το ΕΛΟΤ ΕΝ 206-1 αδυνατεί να το κάνει. Οι περιπτώσεις αυτές µπορεί να οφείλονται σε παραµέτρους όπως η συγκέντρωση CO2, η υγρασία, το "στέγνωµα" του σκυροδέµατος, η συντήρηση του σκυροδέµατος, ο τύπος τσιµέντου και γενικά η Ελβετική ποιότητα της επικάλυψης που το πρότυπο θεωρεί πάντα ιδανική. Τα παραπάνω προσπαθήσαµε απλοϊκά και µε χιούµορ να τα δείξουµε από το πρώτο Μέρος. Έγινε αντιληπτό ότι το ΕΛΟΤ ΕΝ 206-1 υποφέρει από σωρεία προβληµάτων και ασαφειών. Η πλέον σοβαρή είναι η παντελής έλλειψη συνεργασίας µε το ΕΝ 1990 και ιδιαίτερα µε το β. Η ασυνεννοησία αυτή δεν θα δηµιουργήσει µόνο δικαστικές διαµάχες αλλά κατά βάση θα ωθήσει τους µελετητές και κατασκευαστές σε µια διαδικασία που οι µεν θα κυνηγάνε την ουρά των δε. Η Ελληνική Πολιτεία, όπως και η Γερµανική, η Ιταλική, της Χιλής, των ΗΠΑ και οποιαδήποτε άλλης χώρας που διαθέτει κάποιο πλαίσιο ελέγχου τεχνικών έργων, θα προσπαθήσουν να πάρουν θέση. Είναι σαφές ότι λόγω της κρισιµότητας του ΕΝ 1990 αλλά και λόγω ότι οι ειδικοί µάρτυρες θα είναι πιο "κοντά" στο ΕΝ 1990, σε µεγάλο ποσοστό θα κυριαρχήσει η έννοια του β. Και ο πιο "πρακτικός" Πρόεδρος ∆ικαστηρίου θα βρεθεί στο δίληµµα "αν το β δεν ήταν σηµαντικό γιατί αφιερώνουν 40 σελίδες;". Όταν µάλιστα θα ακούσει τον µάρτυρα Χ, ότι "έχουµε το β διότι δεν έχουµε κανένα άλλο κανονισµό που να καλύπτει την περίπτωση αστοχίας/διάβρωσης", τα πράγµατα θα γίνουν ιδιαίτερα δύσκολα -σχεδόν αδύνατα- για να υποστηρίξει κάποιος ότι το ΕΛΟΤ ΕΝ 206-1 δεν είναι "φτιαγµένο" ώστε να διασφαλίσει στο 100% την µη ύπαρξη προβληµάτων και µάλιστα για >50 χρόνια ζωής της κατασκευής. Εδώ καλό είναι να φέρουµε στο µυαλό µας τις ΤΠ, ΠΕΤΕΠ, ΕΤΕΠ επί του θέµατος που προσπαθούν να δώσουν λύση. Σε καµία από αυτές δεν διασφαλίζεται κανένα β και σίγουρα αφορούν σε αστοχίες τοπικού χαρακτήρα. Σε περιπτώσεις όµως µεγάλης έκτασης ή σε περιπτώσεις για µερικούς πόδες υποστυλωµάτων ή µερικών κόµβων ή σε πλάκες καταστρώµατος ή σε περιοχές στήριξης εφεδράνων, το πρόβληµα απαιτεί µελέτη και εφαρµογή µελέτης ενίσχυσης ή, αν θέλετε, πάλι ένα β! ∆υστυχώς στο ΕΝ 1990 µέρος 8-3, το β δεν αναφέρεταιεξειδικευµένα ή αν θέλετε δεν διαφοροποιείται από το β που ήδη έχει δηλώσει στο µέρος 0. Η έλλειψη αυτή θα "οδηγήσει" τον µελετητή να γίνει ακόµα πιο συντηρητικός. Η διαδικασία θα καταλήξει σε σηµαντική αύξηση του κόστους επέµβασης και µάλιστα κάτω από ιδιάζουσες συνθήκες. Οι ιδιάζουσες συνθήκες είναι αποτέλεσµα πάλι της έλλειψης µιας "σειράς εξισώσεων διασφάλισης του β" και άρα των συντελεστών ασφαλείας. Τα νερά της επέµβασης δεν είναι "αχαρτογράφητα" όπως πιθανόν θα θεωρήσετε. Υπάρχουν διαδικασίες υπολογισµού είτε ντετερµινιστικές είτε πιθανολογικές σε χιλιάδες επιστηµονικά άρθρα, αναφορές της FIB, διδακτορικά, κλπ. Το Model Code 2010 (επόµενος Ευρωκώδικας) κάνει µια µικρή προσπάθεια, αλλά περιορισµένης έκτασης. Από την υποχρεωτική του όµως εφαρµογή, την δηµιουργία αξιόπιστων λογισµικών µέχρι την εκπαίδευση που θα απαιτήσει το Model Code 2010, θα χρειαστούµε µερικές δεκαετίες. Η χρονική αυτή µετάβαση θα είναι ιδιαίτερα πολύπλοκη, δύσκολη και πιθανότατα υψηλού κόστους. Αν θέλετε, η µηχανική των κατασκευών από οπλισµένο σκυρόδεµα θα πλησιάσει αυτή των αεροσκαφών, πλοίων και µηχανών. Μην ξεχνάτε ότι το driving force της µηχανικής ορίζεται κατά βάση από τους παραπάνω τοµείς. Το καλύτερο παράδειγµα είναι η χρήση της θεωρίας των Πεπερασµένων Στοιχείων/∆ιαφορών.

5.2.27

Ταυτόχρονα όπως είδαµε και στο Μέρος 5β, άλλοι επιστηµονικοί τοµείς, όπως Building Physics, Materials Science, Corrosion Science αρχίζουν πλέον και αποτελούν πόλους συνεργειών. Η κατασκευή, και ιδιαίτερα η νέα κατασκευή, στον 21ο αιώνα θα έχει απαιτήσεις αξιοπιστίας σε τέτοιο βαθµό που ποτέ άλλοτε στην ιστορία των κατασκευών δεν έχουν καταγραφεί. Μπορεί να είναι αποτέλεσµα έλλειψης οικονοµικών πόρων, µπορεί να είναι αποτέλεσµα της σαφώς υψηλότερης επιστηµοσύνης που διδάσκεται και παράγεται καθηµερινά, σίγουρα όµως είναι αποτέλεσµα στατιστικών από τους προηγούµενους αιώνες. Τα στατιστικά είναι ανελέητα και καταλήγουν ότι µόνο το 3,5% των κατασκευών κατάφερε να "ζήσει" χωρίς προβλήµατα εντός του προβλεπόµενου χρόνου. Ποσοστό κοντά στο 60% κατέληξε σε προβλήµατα πριν καν συµπληρωθεί το 70% του προβλεπόµενου χρόνου. Το γεγονός ότι στις ΗΠΑ πλέον έχουµε βάση δεδοµένων για τις "προβληµατικές" γέφυρες αναρτηµένη στο διαδίκτυο, ξεπερνάει το πλαίσιο ενός τεχνικού και οικονοµικού προβλήµατος και γίνεται ή έχει ήδη γίνει σοβαρότατα κοινωνικό πρόβληµα. Ο πλανήτης υποφέρει από επικίνδυνες κατασκευές που µε τα χρόνια αυξάνονται και πλέον έχουµε ξεπεράσει το σηµείο ανάκτησης. Σκεφτείτε λίγο το πολιτικό κόστος, όχι των 3-4 κοµµάτων της κάθε Βουλής, αλλά το πολιτικό κόστος ενός κράτους που δηλώνει στους πολίτες του αδυναµία και οικονοµική κατάρρευση αν προβεί σε νέες κατασκευές. ∆εν είναι η γέφυρα ή ο οχετός. Αύριο µπορεί η βάση δεδοµένων να αποκτήσει ένα drop down menu που θα περιέχει σχολεία, νοσοκοµεία, εργοστάσια, αεροδρόµια, ... Το πρόβληµα δεν είναι µόνο στις ΗΠΑ αλλά και στην Ιαπωνία, στον Καναδά, στην Αυστραλία, στην Γερµανία και σίγουρα και στην Ελλάδα. Το ότι δεν έχουµε µια αντίστοιχη βάση δεδοµένων, δεν σηµαίνει ότι δεν υπάρχει πρόβληµα. Σηµαίνει ότι δεν έχουµε το κοινωνικό σθένος να την δηµιουργήσουµε και ακόµα περισσότερο να την αποδεχτούµε. Το ΕΛΟΤ ΕΝ 206-1, το ΕΛΟΤ ΕΝ 1504 δεν είναι τεχνικά πρότυπα αλλά κοινωνικά πρότυπα. Πρότυπα που καταλήγουν σε µία µητέρα που απαιτεί το παιδί της να εκπαιδεύεται σε ένα σχολείο που είναι αξιόπιστο σαν κατασκευή. Καµία µητέρα σε κανένα µέρος του κόσµου δεν µπορεί και δεν πρέπει να σκέφτεται σε µονάδες ρίσκου. Ρίσκο που παράγεται είτε από τον Μηχανικό, τον ΚΤΕ, τον Εργολάβο είτε από τα ίδια τα Πρότυπα δεν πρέπει σε καµία περίπτωση να την απασχολεί. Θα πρέπει να απασχολεί αυτούς που η κοινωνία επέλεξε και µόνο αυτούς. Το κοινωνικό αυτό πρόβληµα προσπαθεί να λύσει το ΕΝ 1990 βάζοντας το β ≥ 1,5, βάζοντας τους συντελεστές ασφαλείας, την ποιότητα έργων και τα πρότυπα. Το ΕΛΟΤ ΕΝ 1504 για την ενανθράκωση, και όχι µόνο, καλύπτει πλειάδα προβληµάτων, δεν είναι και αυτό πανάκεια. Έχει προβλήµατα, κόστος, απαιτεί γνώσεις αλλά τουλάχιστον µε τις οριακές του τιµές αυξάνει σηµαντικά τις συνθήκες αξιοπιστίας και µάλιστα µε ένα τρόπο που δεν αυξάνει το τελικό κόστος χρήσης. Σε πολλές περιπτώσεις µάλιστα την µειώνει. Μια βαφή σε ένα στοιχείο σκυροδέµατος, ακόµα και αν µετά από 15 χρόνια σταµατήσει να παρέχει προστασία θα µας έχει δώσει 15 χρόνια ελάχιστου βάθους ενανθράκωσης που δεν θα µπορούσαµε να πάρουµε µε κανένα σκυρόδεµα ακόµα και αν πληρώσουµε το 10πλάσιο του κόστους της βαφής για να το αποκτήσουµε. Ένα ειδικό κονίαµα θα κάνει το ίδιο και µάλιστα για πολλά χρόνια. Έχοντας και τα 2 µαζί µιλάµε για εκθετική προστασία. Αν βάλουµε και έναν υδροφοβισµό, και ένα .... Τα ευρώπουλα, τα δολάρια και τα ρούβλια δεν παράγονται µε υδροπονία. Το ξέρουµε στην Ελλάδα καλύτερα από τον καθένα. Το "κόψε" νόµισµα για να φτιάξω τα σχολεία και τις γέφυρες δεν είναι βιώσιµη λύση και ήδη δεν εφαρµόζεται. Έχουµε ήδη φτάσει στο σηµείο να επιλέγουµε µεταξύ φτιάχνω την γέφυρα ή δίνω φάρµακα. Φτιάχνω το νοσοκοµείο, το σχολείο ή δίνω φαγητό στους άστεγους. Οι εποχές του ρίξε µπετόν όπου βρεις και όπως βρεις έχουν περάσει.

5.2.28

Σήµερα δεν έχουµε τέτοια πολυτέλεια. Πιθανότατα ποτέ δεν είχαµε αλλά δεν το ξέραµε ή δεν θέλαµε να το ξέρουµε. Πιθανότατα η κατασκευή χρησιµοποιήθηκε σαν διαδικασία αλληλεγγύης µεταξύ των κοινωνικών στρωµάτων ή σαν διαδικασία διανοµής του χρήµατος που κόβαµε ή ακόµα και σαν διαδικασία εκδηµοκρατισµού. Σήµερα όµως η πολυτέλεια αυτή τελείωσε. Αν µη τι άλλο ας ανοίξουµε τα µάτια µας σαν άνθρωποι που είχαµε την τυχηµατική δυνατότητα να µπορούµε να δούµε την πραγµατικότητα. Σας ευχαριστώ

Χρήστος Ροδόπουλος, 2015

Υ.Γ. Θα ήθελα µε τις σελίδες αυτές να τιµήσω την µνήµη του καθηγητή Eduardo de los Rios που πέθανε το 2014, ο οποίος κατάφερε µε την προσωπικότητα του, τόσο σε έµενα αλλά και σε δεκάδες άλλους, να εµφυσήσει το κοινωνικό κοµµάτι της έρευνας και της επιστήµης να µας εξηγήσει ότι όσοι ερευνούµε και εκπαιδεύουµε το κάνουµε ώστε η κοινωνία να γίνει καλύτερη και όχι απλά τεχνολογικά πιο προηγµένη.

5.2.29

www.e-archimedes.gr