Πειραματική μελέτη και προσομοίωση οπλισμένου σκυρόδεματος

Τα τελευταία χρόνια, η αντοχή του οπλισμένου ή προεντεταμένου σκυροδέματος έχει γίνει κύριο μέλημα, δεδομένου ότι οι μηχανικοί πρέπει να λαμβάνουν υπόψη την απαιτούμενη διάρκεια ζωής κατά την επιλογή του μίγματος του σκυροδέματος, τη διαδικασία εκτέλεσης και ωρίμανσης και την εκτέλεση της στατικής μελέτης. Η αυξανόμενη έμφαση στο θέμα της αντοχής των κτιρίων και των υλικών απαιτεί μια καλύτερη κατανόηση του σχηματισμού μικροδομής των υλικών τσιμέντου. Το σκυρόδεμα είναι ένα πορώδες υλικό. Η επιρροή της πορώδους δομής στο σκυρόδεμα σχετίζεται με δύο διαφορετικές πτυχές:

Πρώτον, η δομή πόρου επηρεάζει σημαντικά τις μηχανικές ιδιότητες του σκυροδέματος, όπως η ισχύς, η αντοχή και οι ελαστικές ιδιότητες. Δεύτερον το κάλυμα του σκυροδέματος είναι η πιο σημαντική περιοχή στον οπλισμό όταν εκτίθεται στον αέρα. Επιθετικοί παράγοντες (π.χ. CO2, Cl-) μπορούν να διεισδύσουν στο κάλυμμα, προκαλώντας ενανθράκωση και διάβρωση.

Πολλοί ερευνητές έχουν παρατηρήσει ότι η ενυδάτωση του τσιμέντου είναι μια σύνθετη φυσική και χημική διαδικασία. Όταν το τσιμέντο αναμιγνύεται με το νερό, οι αντιδράσεις συμβαίνουν αντιδράσεις ενυδάτωσης και το εναιώρημα νερό-τσιμέντο μετατρέπεται τελικά σε ένα άκαμπτο πορώδες υλικό, το οποίο χρησιμεύει ως μήτρα κονιαμάτων και σκυροδέματος. Η διαδικασία αυτή είναι επίσης μια περίοδος που εξαρτάται από το χρόνο. Η ανάπτυξη μικροδομής εξαρτάται από παράγοντες όπως:
• τύπος τσιμέντου
• κατανομή του μεγέθους σωματιδίων
• ποσοστό ανάμιξης
• Η θερμοκρασία κατά την οποία η αντίδραση γίνεται η αντίδραση
• Ηλικία ωρίμανσης
• Παρουσία των προσμίξεων
• Υγρασία
• μηχανισμοί φθοράς (έκπλυση, ενανθράκωση, είσοδος χλωρίου κλπ.)