Ενανθράκωση

Η προστασία των ράβδων οπλισμού πραγματοποιείται από ένα λεπτό επιφανειακό στρώμα – υμένα ένυδρου οξειδίου του σιδήρου, που δημιουργείται εξαιτίας της υψηλής αλκαλικότητας που χαρακτηρίζει τις στρώσεις σκυροδέματος που τις περιβάλλει. Η αλκαλικότητα αυτή επιτυγχάνεται για τιμές του δείκτη ph άνω 12.5, που αντιστοιχεί στην υπό συνήθη θερμοκρασία συγκέντρωση ισορροπίας του υδροξειδίου του ασβεστίου Ca(OH)2, στο νερό στο τριχοειδές σύστημα των πόρων.

Ιόντα χλωρίου, αν η συγκέντρωση των τελευταίων υπερβαίνει το 0.2 έως 0.6 % του βάρους του τσιμέντου, ή να εξαφανιστεί πλήρως, λόγω μείωσης της αλκαλικότητας του σκυροδέματος γύρω από την ράβδο, σε τιμές του pH κάτω από 9.0.Παρατηρείται λοιπόν αποπαθητικοποίση του χάλυβα.

Η μείωση του pH του σκυροδέματος σε τιμές κάτω του 9.0 οφείλεται στην χημική αντίδραση του Ca(OH)2 του νερού των πόρων (και γενικότερα του ιστού του σκληρυμένου τσιμεντοπολτού) με το διοξείδιο του άνθρακος (CO2 ) της ατμόσφαιρας, που σταδιακά διαχέεται προς το εσωτερικό του σκυροδέματος μέσω της αέριας φάσης των πόρων. Η διαδικασία αυτή έχει σαν αποτέλεσμα τη μετατροπή του Ca(OH)2 σε ανθρακικό ασβέστιο (CaCO3) σύμφωνα με την αντίδραση: Ca(OH)2 + CO2 -> CaCO3 + H2O

Η  διαδικασία ονομάζεται ενανθράκωση του σκυροδέματος. Αξίζει να αναφερθεί ότι η ενανθράκωση,  οδηγεί στην σκλήρυνση του ασβέστη σε σημείο όπου τα τεμάχη σκυροδέματος αποσαρθρούνται.

Παράμετροι που επηρεάζουν την ενανθράκωση. (Τάσιος, Θ. Π. και Αλιγιζάκη, Κ)

  • Συνθήκες περιβάλλοντος: Για σχετική υγρασία περιβάλλοντος 50% έως 70% παρατηρείται το μέγιστο ποσοστό ενανθράκωσης.

  • Ποιότητα και πάχος της επικάλυψης των ράβδων οπλισμού

• Χαμηλή διαπερατότητα. Μειώνει ή και αναστέλλει τη διείσδυση του CO2.
• Ρωγμές.
• Μικρές τιμές Ν/Τ. Περιορίζεται πολύ η διείσδυση υγρασίας και CO2.

  • Είδος τσιμέντου

• Κατά τον U. Ludwing (1890). Τσιμέντα που περιέχουν σκωρίες υψικαμίνων και ποζολάνες ενανθρακωνονται πιο γρήγορα από το Portland. Παναγιώτης Τσίκας – Χαράλαμπος Παπασπυριδάκος
• Κατά τον Matthews (1984). Η προσθήκη ιπταμένων τεφρών στο τσιμέντο επιταχύνει την ενανθράκωση σε σκυροδέματα με αντοχή μικρότερη από 30 έως 35 MPa.
• Από τους A. Zhu (1982), και X. Tan (1982). Η προσθήκη λιγνοσουλφόνης στο σκυρόδεμα σε ποσότητα 0,25% κ.β. μειώνει την ταχύτητα ενανθράκωσης κατά 10 έως 30%.
• Η προσθήκη πυριτικής παιπάλης. Επιταχύνει την ενανθράκωση.