Proračun prodora klorida u beton

Abstract

Na armiranobetonskim konstrukcijama izloženim agresivnom okolišu često nastaju oštećenja uslijed korozije armature izazvane kloridnim ionima. Oštećenja nastaju u obliku pukotina i odlamanja zaštitnog sloja betona uslijed bubrenja produkata korozije, što nepovoljno utječe na nosivost i trajnost konstrukcije. Povrh toga, površina poprečnog presjeka armature smanjuje se istovremeno s procesom degradacije betona. No, oštećenja se javljaju neposredno nakon depasivacije čelika uslijed kritične koncentracije kloridnih iona u blizini armature. Vrijeme koje je potrebno da kritična koncentracija kloridnih iona prodre do armature naziva se faza inicijacije, a osnovni cilj ovog rada je procjena njezinog trajanja. Trajanje faze inicijacije moguće je predvidjeti ukoliko se u obzir uzmu transportni procesi koji se odvijaju kroz zaštitni sloj betona. Najvažniji fizikalni procesi vezani uz fazu inicijacije su transport kapilarne vode, kloridnih iona te topline. Stoga je u okviru ovog rada razvijen 2D numerički model pomoću metode konačnih razlika, koji simulira navedene transportne procese. Primjena modela pokazana je na numeričkom primjeru u kojem je kvadratni poprečni presjek armiranobetonskog stupa izložen agresivnim morskim uvjetima. Proračun je proveden kako bi se istražio utjecaj širine pukotina na trajanje faze inicijacije. Numerički rezultati pokazuju da raspucalost zaštitnog sloja betona značajno smanjuje trajanje faze inicijacije, a samim time i uporabni vijek konstrukcija.