Μελέτη νέων σύνθετων υλικών και μεθόδων για την αποκατάσταση κατασκευών σκυροδέματος προσβληθέντων από χλωριόντα

Η διάβρωση του οπλισμού των κατασκευών σκυροδέματος εξαιτίας της ύπαρξης χλωριόντων και διοξειδίου του άνθρακα στο περιβάλλον περιορίζει σημαντικά το χρόνο ζωής των κατασκευών. Η αντιμετώπιση του φαινομένου απαιτεί συχνές επισκευές των κατασκευών, γεγονός το οποίο αυξάνει κατά πολύ το κόστος συντήρησής τους. Στις Η.Π.Α. το ετήσιο κόστος για την επισκευή αποκλειστικά και μόνο των γεφυρών που έχουν υποστεί φθορά λόγω διάβρωσης του οπλισμού υπολογίζεται περίπου στα 8.3 δισεκατομμύρια δολάρια. Προκειμένου ν’ αντιμετωπιστεί αυτό το πολύ σημαντικό πρόβλημα, ένα μεγάλο μέρος της έρευνας έχει εστιάσει στην ανάπτυξη νέων υλικών και μεθόδων, η εφαρμογή των οποίων δύναται να βελτιώσει τις ιδιότητες και την ανθεκτικότητα των κατασκευών σκυροδέματος απέναντι στα στοιχεία του περιβάλλοντος. Σκοπός της διδακτορικής διατριβής είναι η μελέτη της επίδρασης που δύναται να έχει η εφαρμογή νέων σύνθετων υλικών και μεθόδων κατά την επισκευή (ή/και ανέγερση) κατασκευών σκυροδέματος στις ιδιότητες και κυρίως στην ανθεκτικότητα αυτών απέναντι στη διείσδυση χλωριόντων και διοξειδίου του άνθρακα της ατμόσφαιρας. Κατά την εκπόνηση της διδακτορικής διατριβής μελετήθηκε η επίδραση του τύπου των αδρανών στις ιδιότητες κονιαμάτων. Παρασκευάστηκαν κονιάματα με διαφορετικούς τύπους άμμου (Ασβεστολιθική, Πυριτική) και διαφορετικούς λόγους Νερό/Τσιμέντο (Ν/Τ) και εκτιμήθηκε η διαπερατότητα χλωριόντων, η θλιπτική αντοχή και η ενανθράκωση των κονιαμάτων αυτών για διάφορες ηλικίες συντήρησης. Επίσης, μελετήθηκε η επίδραση της εφαρμογής Συμπληρωματικών Τσιμεντοειδών Υλικών (Μετακαολίνης, Nanosilica) ως υλικά αντικατάστασης μέρους του τσιμέντου στις ιδιότητες (διαπερατότητα χλωριόντων, θλιπτική αντοχή, ενανθράκωση, ηλεκτρική αγωγιμότητα) και τη μικροδομή κονιαμάτων. Ακόμη μελετήθηκε η επίδραση των καλουπιών ελεγχόμενης διαπερατότητας στις ιδιότητες κονιαμάτων όπως η διαπερατότητα χλωριόντων, η επιφανειακή απορρόφηση, η επιφανειακή σκληρότητα, η ενανθράκωση και η ταχύτητα διάδοσης υπερήχων. Εκτιμήθηκε επίσης, με πειραματικό και θεωρητικό τρόπο, η ανθεκτικότητα επισκευασμένου σκυροδέματος απέναντι στη διείσδυση χλωριόντων. Η επισκευή του σκυροδέματος πραγματοποιήθηκε με κονιάματα (μικροσκυροδέματα) τα οποία περιείχαν συμπληρωματικά τσιμεντοειδή υλικά και με καλούπια ελεγχόμενης διαπερατότητας. Τέλος, μελετήθηκε μέσω μετρήσεων διαπερατότητας χλωριόντων η δυνατότητα ενίσχυσης με εφαρμογή ηλεκτροκινούμενων νανοϋλικών της ανθεκτικότητας των κατασκευών σκυροδέματος απέναντι στη διείσδυση χλωριόντων.