Προστασία Οπλισμών έναντι Διάβρωσης από την φάση Σκυροδέτησης

Είναι φορές που σκέφτεται κανείς ότι, κατά κάποιο τρόπο αφού τα πράγματα είναι σύνθετα, γιατί πρέπει να τα αφήσουμε να γίνουν στο μέλλον πολυσύνθετα; Γιατί θα πρέπει να αφήσουμε τον χρόνο να εκθέσει καταστάσεις; Άλλωστε, αποτελεί αυτοσκοπό η προάσπιση της ιδιοκτησίας, όποιου χαρακτήρα, ιδιωτική ή δημόσια. Ως θέση, ο προβληματισμός ενστερνίζεται την κοινή μαρτυρία, συνάμα και ρήση ή διαπίστευση αν θέλουμε να είμαστε πιο εύστοχοι, που ισχυρίζεται πως “…ο Χρόνος είναι ο καλύτερος κριτής”!! Η Έρευνα βέβαια και η Τεκμηρίωση ως κριτές σαφέστατα, ακόμα καλύτεροι…

Είναι προφανές ότι, η συζήτηση επικεντρώνεται στις δομές από οπλισμένο σκυρόδεμα και ως σημείο αναφοράς εστιάζεται στα κτιριακά, στις βιομηχανικές εγκαταστάσεις και στις κατασκευές έργων υποδομής (όπως για παράδειγμα, υδραυλικά, λιμενικά, συγκοινωνιακά έργα και οδικά δίκτυα που περιλαμβάνουν γέφυρες, σήραγγες κλπ.). Στα πλαίσια εξασφάλισης τρία είναι τα βασικά ζητούμενα για την προάσπισή τους:

η πρόληψη και προστασία από μελλοντικές παθολογίες, αυξάνοντας ουσιαστικά την ικανότητα να αντιστέκονται στις περιβαλλοντικές επιδράσεις οπότε,
η αύξηση της ανθεκτικότητας της κατασκευής και
η παράταση του χρόνου λειτουργίας σε συνδυασμό με τη υψηλή διάρκεια στον χρόνο

Στη φάση μελέτης και κατασκευής, είναι σαφές, σαφέστατο πως η εφαρμογή του κανονιστικού πλαισίου είναι το πρώτο και κύριο μέλημα. Αυτό δεν είναι άλλο από την εφαρμογή των απαιτήσεων σχεδιασμού ως προς τη σύνθεση του σκυροδέματος, απαιτήσεις που καθορίζονται από τον Κανονισμό Τεχνολογίας Σκυροδέματος /ΚΤΣ 2016, που είναι σε ισχύ και εφαρμόζεται. Ειδικότερα, μιας και προφανώς η αναφορά γίνεται σε Νέες Κατασκευές, σε δομές δηλαδή νέες προς σκυροδέτηση, η συζήτηση οδηγείται στον σχεδιασμό της κατασκευής με βάση τις συνθήκες περιβάλλοντος στις οποίες αναμένεται να εκτεθεί. Η εφαρμογή λοιπόν για παράδειγμα όσων αναφέρονται στον Πίνακα Β2-7 του Προτύπου ΕΝ 206-1 του ΚΤΣ, σχετικά με τις απαιτήσεις με βάση τις Κατηγορίες Έκθεσης που σχετίζονται με τις Δράσεις ανάλογα με τις εξωτερικές συνθήκες Περιβάλλοντος στο οποίο βρίσκεται η εκάστοτε κατασκευή που εξετάζεται.

Λόγου χάρη, εάν πρόκειται για κατασκευή που εκτίθεται σε περιβάλλον με υγρές ή ξηρές συνθήκες και κίνδυνο διάβρωσης λόγω ενανθράκωσης, υγρό περιβάλλον με παρουσία χλωριόντων, κινδύνους που προέρχονται από απότομες εναλλαγές συνθηκών, ακραίες ή έντονες θερμοκρασίες χαμηλές (π.χ. περιβάλλον με κίνδυνο παγοπληξίας) ή πολύ υψηλές καθώς επίσης, περιβάλλον επιθετικό με φόβο χημικής προσβολής κλπ. Ανάλογα λοιπόν με τις συνθήκες ορίζεται για το σκυρόδεμα α) η ελάχιστη κατηγορία αντοχής, β) ο μέγιστος λόγος νερού προς τσιμέντο (Ν/Τ) του μίγματος, γ) η ελάχιστη περιεκτικότητα σε τσιμέντο ανά (m3) σκυροδέματος όπως επίσης, ο σχεδιασμός από πλευράς ελάχιστης απαίτησης σε πάχος της ζώνης επικάλυψης των οπλισμών σε (mm), καθώς και ορισμένες ακόμα ειδικές παραμέτρους που αφορούν επιμέρους αναφορές σχετικά με τις απαιτήσεις σχεδιασμού.

Σε συνέχεια των παραπάνω, τηρώντας εννοείται κι εφαρμόζοντας τις παραμέτρους αυτές από πλευράς μελέτης σχεδιασμού, σε διαβρωτικό ή έντονα διαβρωτικό περιβάλλον (όπως π.χ. παράκτιες/ παραθαλάσσιες κατασκευές και λιμενικά έργα), στην ίδια αυτή πορεία και η βελτιστοποίηση των συνθηκών με σκυρόδεμα με χρήση Αναστολέα Διάβρωσης ως πρόσμικτο. Παράμετρος που θα προσέδιδε μία ακόμα επιπρόσθετη δικλείδα προστασίας, εφαρμόζοντάς την μάλιστα από την αρχή με το μικρότερο δυνατό μάλιστα κόστος από πλευράς επεμβάσεων. Με τον τρόπο αυτό, ως μέτρο πρόληψης, προασπίζονται μακρόχρονα τα στοιχεία του χαλύβδινου οπλισμού εξαρχής από δράσεις βελονισμών (pitting-corrosion) και τηρείται μέριμνα έναντι της προσβολής των κατασκευών από τη διείσδυση και τη δράση χλωριόντων.

Η αναφορά γίνεται σε ειδικού τύπου πρόσμικτο σκυροδέματος διαχεόμενου Αναστολέα διάβρωσης, της πιο πρόσφατης γενιάς. Πρόκειται για υλικό της SINTECNO που διατίθεται σε υγρή μορφή, μάλιστα με την μικρότερη δυνατή απαίτηση σε ποσοστό προσθήκης που υπάρχει ενδεχομένως στην Ελληνική αγορά, λαμβάνοντας υπ’ όψη πάντοτε τον ανταγωνισμό. Προϊόν ουδέτερο, συμβατό με τις περισσότερες Τεχνολογίες από πλευράς σύνθεσης, πρόσμικτο σκυροδέματος, που ως υγρός Αναστολέας ανήκει στην ομάδα New generation & Advanced Technology Corrosion Inhibitor systems/ Νεότερης γενιάς, προηγμένης Τεχνολογίας συστήματα Αναστολής της Διάβρωσης. Ανεξαρτήτως κατηγορίας, απαιτούνται μόλις < 3,8 kg/m3 σκυροδέματος, φανταστείτε, στη μέγιστη δυνατή δοσολογία που δύναται το πρόσμικτο αυτό να προστεθεί (π.χ. σύνθεση με χαρακτήρα καθαρά απαιτήσεων Έργου Λιμενικού, για σκυροδετήσεις στο νερό), χωρίς να αυξάνεται ιδιαίτερα το κόστος κατασκευής ή να επηρεάζονται οι φυσικές ιδιότητες του μίγματος του σκυροδέματος. Αρκεί να εφαρμόζονται οι συνιστώμενες δοσολογίες, βάσει των απαιτήσεων σχεδιασμού και να υπάρχει ο έλεγχος και η συνεννόηση με την μονάδα παραγωγής/ προμήθειας σκυροδέματος. Ιδιαίτερα σε περιπτώσεις παράλληλης χρήσης, σε συνδυασμό με παρουσία επιπλέον προσμίκτων (π.χ. ρευστοποιητικά ή υπερρευστοποιητικά υγρά, στεγανωτικά μάζης, μειωτές νερού κ.α.).

Τι ακριβώς κάνει, με ποιο τρόπο λειτουργεί;

Ανήκει στους Αναστολείς διάβρωσης μικτού τύπου, επαφής και αέριας διάχυσης, για ανοδική και καθοδική προστασία οπλισμών ενάντια στη διάβρωση. Tα ενεργά συστατικά του υγρού προσμίκτου, κατανεμημένα στην μάζα του σκυροδέματος, δρουν μέσω των συριγγίων και των τριχοειδών αγγείων, μεταναστεύοντας ουσιαστικά σε όλη τη δομή των πόρων και των κυψελών του σκυροδέματος. Τα μόρια του Αναστολέα, έλκονται εξολοκλήρου, ηλεκτροχημικά από τα στοιχεία του χάλυβα. Μόλις έρθουν σε επαφή με τα στοιχεία των σιδηρών οπλισμών σχηματίζεται ένας υμένας, δηλαδή μία επίστρωση προστασίας που λειτουργεί σαν χιτώνας (jacket) που αναπτύσσεται περιμετρικά γύρω από τον χάλυβα, περιβάλλοντάς τον, προστατεύοντας σε όλο το μήκος τους τα στοιχεία των οπλισμών, σε όποια θέση κι αν αυτά βρίσκονται στη μάζα του σκυροδέματος. Ως μέτρο αντίστασης, εφαρμοσμένο σαν πρόληψη από την αρχή της δομής ενάντια στη διάβρωση, επιβραδύνει σημαντικά την έναρξη και εμφάνισή της, εξασφαλίζοντας μακροπρόθεσμα υψηλό βαθμό προστασίας στους σιδηρούς οπλισμούς από δράσεις διαβρωτικών παραγόντων (π.χ. αέριες μάζες, υγρασία, χλωριόντα και λοιπές δυσμένειες), παρατείνοντας έτσι σημαντικά – σημαντικότατα τη διάρκεια ζωής της κατασκευής. Πρόληψη άλλωστε σημαίνει:

συμβολή στην αύξηση της ανθεκτικότητας της κατασκευής
προστασία κατά των περιβαλλοντικών επιδράσεων, λιγότερες παθολογίες και αριθμητικά, δραστική μείωση τυχών απαιτήσεων εκτέλεσης επισκευών στο μέλλον

Ποια τα πεδία εφαρμογών, σε ποιες περιπτώσεις το μέτρο αυτό προβλέπεται;

σε όλες σχεδόν τις κατασκευές οπλισμένου σκυροδέματος (κτιριακά ή συγκοινωνιακά έργα, αυτοκινητοδρόμους, κατασκευές γεφυρών και σηράγγων, έργα υποδομής και ταμιευτήρες κλπ.),
σε κατασκευές που αναμένεται να εκτεθούν σε αστικό περιβάλλον,
σε προκατασκευασμένα στοιχεία σκυροδέματος καθώς και σε προεντεταμένα τμήματα κατασκευών,
σε έντονα διαβρωτικό περιβάλλον, προφανώς σε λιμενικά έργα, σε κατασκευές επάνω ή μέσα στη θάλασσα / ομοίως, σε διαβρωτικό περιβάλλον, σε παράκτιες κατασκευές και δομές παρακείμενες στη θάλασσα οι οποίες βρίσκονται σε απόσταση ≤ 1,5 χλμ από την ακτή ως ορίζεται στον ΚΤΣ 2016/ Πίνακας Β2-7 του Προτύπου ΕΝ 206-1 (έκθεση σε αερομεταφερόμενα χλωριόντα και θειικά άλατα από spray κυματισμού),
σε μονάδες παραγωγής ενέργειας,
σε βιομηχανικές ζώνες (ΒΙ.ΠΕ.), με έκθεση σε βιομηχανικούς ρύπους (με πιθανή μόλυνση της ατμόσφαιρας από επιδράσεις αέριας μάζας προερχόμενης από την παραγωγική διαδικασία, ενδεχομένως),
σε μονάδες βιολογικού καθαρισμού ή άλλες μονάδες επεξεργασίας/ παραγωγής που υπόκεινται σε έκθεση χημικής προσβολής (π.χ. μονάδες παραγωγής λιπασμάτων και γεωργικών φαρμάκων, τυποποίησης προϊόντων αλιείας, κ.α.),
σε κολυμβητικές δεξαμενές (πισίνες) ή οποιεσδήποτε τεχνητές διαμορφώσεις λιμνών

σε πλάκες σκυροδέματος επί εδάφους, σε χώρους φύλαξης παγολυτικών αλάτων ή συγκέντρωσης ξηρού αλατιού ομοίως, σε θεμελιώσεις που εκτίθενται σε αλμυρό ή υφάλμυρο νερό και γενικώς αλατούχα υπόγεια ύδατα που αναμένεται να προξενήσουν βλάβες από δράσεις χλωριόντων και θειικών αλάτων καθώς επίσης, και σε διάφορες άλλες, σύνθετες ή λιγότερο σύνθετες περιπτώσεις.

Στα πλαίσια διασφάλισης της κατασκευής είναι γνωστό ότι, υπάρχουν συστήματα που προστατεύουν το πορώδες του σκυροδέματος ή την εξωτερική επιφάνεια των στοιχείων (π.χ. πρόσμικτα, συστήματα υδροαπωθητικών εμποτισμών, επικαλύψεις και λοιπές Τεχνολογίες). Σκυρόδεμα όμως σημαίνει, πιθανή εμφάνιση ιχνοειδών ρωγμών και μη δυναμικών μικρο-ρηγματώσεων που ενδέχεται να εκδηλωθούν για παράδειγμα από φυσικά αίτια (όπως π.χ. συστολές ξήρανσης, πλαστική συρρίκνωση, σκυροδέτηση σε ακραίες θερμοκρασίες κατά τη θερινή ή τη χειμερινή περίοδο/ παγοπληξία ή ακόμα-ακόμα πιθανή μετατόπιση των καλουπιών κατά τη σκυροδέτηση). Πόσο μάλλον αν το σκυρόδεμα είναι εμφανές ή και όχι. Ομοίως, φαινόμενα ιχνοειδών και μικρο-ρηγματώσεων ενδέχεται να εμφανιστούν σε περιπτώσεις τήρησης ειδικών παραμέτρων ως προς τις απαιτήσεις σχεδιασμού όπου, για την εξασφάλιση υψηλού ισοδύναμου πάχους αντίστασης σε δράσεις νερού και διαβρωτικών παραγόντων, εφαρμόζεται ζώνη επικάλυψης οπλισμών με ιδιαίτερα μεγάλο πάχος, χωρίς όμως την παράλληλη χρήση επιδερμικού οπλισμού.

Οι Τεχνολογίες αυτές που αναφέρονται στην αρχή της παραγράφου και εφαρμόζονται με σκοπό να προστατέψουν το πορώδες και την εξωτερική επιφάνεια του σκυροδέματος από εξωγενείς παράγοντες, σαφώς συνεισφέρουν αν και παρουσιάζουν συγκεκριμένες δυνατότητες από πλευράς κριτηρίων γεφύρωσης ρωγμών ή δράσεις στα συρίγγια των μικρο-ρηγματώσεων. Οπότε, σε κάθε περίπτωση, θα πρέπει να εξετάζονται και οι ιδιότητες των απαιτήσεων σχεδιασμού που συσχετίζονται με την προάσπιση της κατασκευής έναντι πιθανών φαινομένων εμφάνισης της διάβρωσης (όπως π.χ. λόγος Ν/Τ, βαθμός συνοχής, πορώδες, αερακτικότητα μίγματος, λόγος κενών, πάχος διατομών και όγκοι σκυροδέτησης, πάχη επακαλύψεων οπλισμών, ιδιαίτερες επικρατούσες συνθήκες περιβάλλοντος, καθώς και διάφορες άλλες παράμετροι). Πέρα από την πιθανή παρουσία χλωριόντων ή όχι, με τη χρήση προσμίκτου Αναστολέα Διάβρωσης στο σκυρόδεμα, λόγω της επίστρωσης προστασίας που αναπτύσσει το προϊόν περιμετρικά γύρω από τον χάλυβα, περιβάλλοντάς τον, είναι δεδομένη η συνεισφορά του μέτρου, μιας και αφού προσφέρει, μακροπρόθεσμα, προστασία στον οπλισμό της κατασκευής ακόμα και αν ανακύψουν από φυσικά αίτια ρηγματώσεις.

Υπάρχουν άλλα πεδία εφαρμογής Αναστολέα Διάβρωσης;

Σαφώς και υπάρχουν, σε εφαρμογές τέτοιες όπως:

ως πρόσμικτο σε εκτοξευόμενο σκυρόδεμα με προσθήκη στο νερό του μίγματος
προσθήκη σε σειρές τσιμεντοειδούς βάσης κονιαμάτων επισκευής δομικών μελών σκυροδέματος, επίσης ως πρόσμικτο με προσθήκη στο νερό του μίγματος), αν δεν καταλήξει κανείς σε έτοιμα μίγματα που ήδη υπάρχουν στην γκάμα κι εμπεριέχουν διαχεόμενης μορφής μόρια Αναστολέα στη σύνθεσή τους,
ως πρόσθετο σε τσιμεντοειδούς βάσης, μίγματα ενεμάτωσης, για την πλήρωση καλωδίων προέντασης που έχουν εμφανίσει χαλαρό δεσμό (προσθήκη στο νερό ανάμιξης), αν δεν καταλήξει κανείς σε έτοιμα μίγματα που ήδη υπάρχουν στην γκάμα κι εμπεριέχουν διαχεόμενης μορφής μόρια Αναστολέα στη σύνθεσή τους.