Εθνικό Μετσόβιο Πολυτεχνείο--Μεταπτυχιακή Εργασία. Διεπιστημονικό-Διατμηματικό Πρόγραμμα Μεταπτυχιακών Σπουδών (Δ.Π.Μ.Σ.) “Δομοστατικός Σχεδιασμός και Ανάλυση των Κατασκευών”
(EL)
Στόχος της παρούσας διπλωματικής εργασίας είναι η πειραματική διερεύνηση και η μοντελοποίηση της διείσδυσης των χλωριόντων στο ινοπλισμένο σκυρόδεμα. Εξετάστηκαν τρεις συνθέσεις ινοπλισμένου σκυροδέματος διαφορετικού τύπου ινών, μία σύνθεση με χαλύβδινες ίνες και δύο συνθέσεις με συνθετικές ίνες τύπου Concrix και SikaFiber αντίστοιχα. Ακόμη, εξετάστηκαν δύο διαφορετικά ποσοστά προσθήκης ινών για κάθε σύνθεση, 0.5 % και 1 % κ.ο σκυροδέματος. Επίσης, εξετάστηκε μία σύνθεση συμβατικού σκυροδέματος καθώς και μία σύνθεση με προσθήκη μετακαολίνη σε ποσοστό 10% αντικατάστασης του τσιμέντου. Συγκεκριμένα, διερευνήθηκε η διείσδυση των χλωριόντων σύμφωνα με τα πρότυπα ΝordTest Build 492 και 443 με σκοπό τον υπολογισμό της αντίστασης στη διείσδυση χλωριόντων, καθώς και το ανοικτό πορώδες (OP). Επιπρόσθετα, πραγματοποιήθηκε προσομοίωση με το λογισμικό πεπερασμένων στοιχείων Comsol Multiphysics 4.4 των φαινομένων της διάχυσης των χλωριόντων και της επιταχυνόμενης διείσδυσης των χλωριόντων με την εφαρμογή διαφοράς ηλεκτρικού δυναμικού, με σκοπό τη συσχέτιση μεταξύ των πειραματικών και των αναλυτικών αποτελεσμάτων αλλά και τη συσχέτιση των τιμών των διαφορετικών συντελεστών διείσδυσης των δύο πειραμάτων. Σύμφωνα με τα πειραματικά αποτελέσματα, δεν παρατηρήθηκε ουσιαστική μεταβολή του πορώδους ως προς το αμιγές σκυρόδεμα. Ακόμη, η δοκιμή διάχυσης σύμφωνα με το πρότυπο ΝΤ Build 443 έδειξε μείωση της διείσδυσης με την προσθήκη μετακαολίνη και την προσθήκη χαλύβδινων ινών ενώ η προσθήκη συνθετικών ινών επηρέασε τη διείσδυση θετικά κατά περίπτωση ανάλογα με το ποσοστό των ινών. Παρατηρήθηκε αρκετά καλή συμφωνία μεταξύ αναλυτικών και πειραματικών αποτελεσμάτων, όσον αφορά στις συγκεντρώσεις των χλωριόντων σε διάφορα βάθη. Ειδικότερα, στη δοκιμή διάχυσης υπήρξε αρκετά καλή σύγκλιση, ενώ στη δοκιμή επιταχυνόμενης διείσδυσης, η σύγκλιση επιτεύχθηκε μετά την υιοθέτηση διαφορετικών από τους πειραματικούς, συντελεστών διείσδυσης.
(EL)
The subject of this thesis is the experimental investigation and modeling of the chloride ingress in fiber-reinforced concrete. Three fiber-reinforced concrete mixtures of different types of fibers were examined, a mixture with steel fibers and two mixtures of synthetic fibers, one Concrix type and the other SikaFiber type. Furthermore, two different fiber contents were examined for each mixture, 0.5% and 1% per volume of concrete. There were also examined a mixture of natural concrete and a mixture by adding metakaolin as a replacement of cement in rate of 10%. Specifically, the chloride penetration according to standards NordTest Build 492 and 443 was investigated in order to calculate the resistance to chloride ingress, and also the open porosity (OP). Additionally, the phenomena of chloride diffusion and accelerated chloride penetration by applying an electric potential difference were simulated with finite element software Comsol Multiphysics 4.4 in order to achieve correlation between the experimental and the analytical results and the values of the penetration coefficients of the two experiments. According to the experimental results, no substantial change in porosity was observed as to the neat concrete. Furthermore, the diffusion test in accordance with standard NT Build 443 showed reduced infiltration adding metakaolin and adding steel fibers and the addition of synthetic fibers influenced the penetration positively case on the proportion of the fibers. There was fairly good agreement between analytical and experimental results, in terms of concentrations of chlorides at various depths. In particular, the diffusion test showed quite good convergence, while in the accelerated penetration test, the convergence was achieved by adopting different penetration coefficients.
(EN)
Εθνικό Μετσόβιο Πολυτεχνείο
