കോറോഷനിൽ നിന്നുള്ള റീഇൻഫോഴ്സ്മെന്റിന്റെ സംരക്ഷണം
ഇന്നത്തെ യൂറോകോഡുകൾ അനുസരിച്ച് കോൺക്രീറ്റിന്റെ സംരക്ഷണ പാളിയുടെ കുറഞ്ഞ കനം (cnom) നിർദ്ദേശിച്ചിരിക്കുന്നു. ഇത്തരമൊരു കോൺക്രീറ്റ് പാളിയുടെ കനം എന്നത് പ്രബലീകരണ കോൺക്രീറ്റ് ഘടകത്തിന്റെ പുറം ഉപരിതലത്തിൽ നിന്ന് ആദ്യത്തെ ഇരുമ്പാക്കലവരെ ഉള്ള ഏറ്റവും കുറഞ്ഞ ദൂരമാണ്. ലീനിയർ ഘടകങ്ങളിൽ അത് സ്റ്റിറപ്പാണ്, ഉപരിതല ഘടകങ്ങളിൽ അത് താഴെയുള്ള നീളമാറ്റ reinforcement ആണ്. നാമമാത്ര സംരക്ഷണ പാളി ഇങ്ങനെ നിർവചിക്കുന്നു: cnom = cmin + Δcdev
cmin എന്നത് നിർബന്ധമായി നിർദേശിച്ചിരിക്കുന്ന കുറഞ്ഞ സംരക്ഷണ പാളിയാണ്; അതിന്റെ മൂല്യം കോൺക്രീറ്റിന്റെയും റീൻഫോഴ്സ്മെന്റിന്റെയും ഒട്ടിച്ചേർപ്പിന്റെ അവസ്ഥകൾ, പരിസ്ഥിതിയുടെ അവസ്ഥകൾ, റീൻഫോഴ്സ്മെന്റിലെ കോറ്റിംഗ് മുതലായവയെ ആശ്രയിച്ചിരിക്കുന്നു. Δcdev എന്നത് നിർവഹണത്തിലെ വ്യതിയാനത്തെ പ്രതിനിധീകരിക്കുന്ന മൂല്യമാണ്. ആംശിക കോൺക്രീറ്റ് ഘടകത്തിന്റെ എക്സ്പോഷർ ക്ലാസിനെ ആശ്രയിച്ച് നാമമാത്ര സംരക്ഷണ പാളിയുടെ വ്യത്യസ്ത മൂല്യങ്ങൾ ഉണ്ടായിരിക്കും; അത് സാധാരണയായി 2,5 cm മുതൽ 3,5 cm വരെ എത്തുന്നു. അടിസ്ഥാനങ്ങൾക്കായി 5cm എന്നാണ് സ്വീകരിക്കുന്നത്.
സിമന്റ് മോർട്ടാറിന്റെയും കോൺക്രീറ്റിന്റെയും ആവർത്തിച്ച ചൂടാക്കലിനും തണുപ്പിക്കലിനുമുള്ള പെരുമാറ്റം
പുതിയ കോൺക്രീറ്റിന്റെ ശക്തി ആവി ഉപയോഗിച്ച് ക്രമേണ ചൂടാക്കുന്നതിനാലോ, ക്രമേണ ചൂടാക്കിയ വെള്ളത്തിൽ നിലനിർത്തുന്നതിനാലോ, തുടർന്ന് സാവധാനത്തിൽ തണുപ്പിക്കുന്നതിനാലോ വേഗത്തിൽ വർധിപ്പിക്കാം. ഈ രീതിയിൽ ഒരുദിവസത്തെ പ്രക്രിയയ്ക്കുശേഷം സാധാരണ നടപടിയിൽ ഏതാനും ആഴ്ചകൾക്കുശേഷം ലഭിക്കുന്ന ശക്തികൾ ലഭിക്കുന്നു. പ്രവർത്തനത്തിന്റെ അളവ് സിമെന്റിന്റെയും അഗ്രിഗേറ്റിന്റെ തരത്തിന്റെയും മേലാണ് ആശ്രയിക്കുന്നത്; എന്നാൽ ചുരുങ്ങിയ കോൺക്രീറ്റിൽ കൊഴുപ്പുള്ള കോൺക്രീറ്റിനെക്കാൾ വളരെ മികച്ച ഫലങ്ങൾ ലഭിക്കുന്നു.
ചൂടാക്കലും തണുപ്പിക്കലും വിശാല പരിധികളിൽ നടത്തുകയാണെങ്കിൽ, അവ വേഗത്തിൽ നടപ്പാക്കിയാൽ കോൺക്രീറ്റ് ഘടകത്തിൽ ഗണ്യമായ ആന്തരിക സമ്മർദ്ദങ്ങൾ ഉണ്ടാകും. അത്തരത്തിലുള്ള സാഹചര്യത്തിൽ, പ്രത്യേകിച്ച് ഇത് ആവർത്തിച്ച് സംഭവിക്കുമ്പോൾ, പുറത്ത് നിന്ന് അകത്തേക്ക് പടരുന്ന വിള്ളലുകൾ പ്രതീക്ഷിക്കണം; അവ കോൺക്രീറ്റിന്റെ യാന്ത്രിക സ്വഭാവങ്ങളെ ബാധിക്കുന്നു. ഈ സമയത്ത് വിവിധ സിമെന്റുകൾ വ്യത്യസ്തമായി പെരുമാറുന്നതുകൊണ്ട്, പ്രായോഗിക ഉപയോഗത്തിനായി സിമെന്റ് സൂക്ഷ്മമായി തിരഞ്ഞെടുക്കാൻ ശുപാർശ ചെയ്യുന്നു.
കോണ്ക്രീറ്റിന്റെ താപ പാരഗമ്യത
കോങ്ക്രീറ്റിന്റെ താപചാലകതയുടെ ഗുണാംശം ആഗ്രിഗേറ്റിന്റെയും സിമെന്റിന്റെയും ഗുണങ്ങൾ, സിമെന്റിന്റെ അളവ്, മിശ്രണത്തിനുള്ള ജലത്തിന്റെ അളവ്, കോൺക്രീറ്റിന്റെ ഈർപ്പം, കൂടാതെ താപനിലയുടെ ഉയരം എന്നിവയെ ആശ്രയിക്കുന്നു. 10 cm കനം ഉള്ള പാളികളിലും വളരെ ഉണക്കിയ കോൺക്രീറ്റിലും നടത്തിയ പരീക്ഷണങ്ങളിൽ, താപചാലകതാ ഗുണാംശം λ 1,163 W/mK എന്നാണ് കണ്ടെത്തിയത് 10 oC-ൽ, അതേസമയം വെള്ളത്തിൽ കിടന്ന കോൺക്രീറ്റിൽ നിന്നുള്ള പാളികളിൽ അത് 2,326 W/mK വരെ എത്തുന്നു. കൂടുതൽ കട്ടിയുള്ള പാളികൾ കൂടുതൽ താപചാലകതാ ഗുണാംശങ്ങൾ നൽകി; പരമാവധി മൂല്യം 2,38 W/mK ആയിരുന്നു.
ചൂടിൽ കോൺക്രീറ്റിന്റെ വിസ്തരണം
വ്യാപനം വലിയ തോതിൽ അഗ്രിഗേറ്റിനെ ആശ്രയിച്ചിരിക്കുന്നു, തുടർന്ന് കോൺക്രീറ്റിന്റെ ഈർപ്പവും സിമന്റും സ്വാധീനിക്കുന്നു. ഇതുവരെ അറിയപ്പെടുന്ന 0 മുതൽ 40 oC വരെയുള്ള പരിമിത മൂല്യങ്ങൾ ഓരോ ഡിഗ്രിക്കും ഏകദേശം 6 മുതൽ 13*10-6 m/m വരെയാണ്.
ആവർത്തിച്ചുള്ള ലോഡിംഗിനോടുള്ള പ്രതിരോധം
1. ക്ഷീണത്തിലെ സമ്മർദ്ദപ്രതിരോധശേഷി. ക്ഷീണശേഷി എന്ന പദം ഇവിടെ പൊതുവായ അർത്ഥത്തിലാണ് ഉപയോഗിച്ചിരിക്കുന്നത്; സാങ്കേതിക പ്രയോഗത്തിനായി, ക്ഷീണത്തിലെ സമ്മർദ്ദപ്രതിരോധശേഷിയുടെ തരങ്ങൾ (സമ്മർദ്ദം, വലിവ്, മാറിമാറി വരുന്ന സമ്മർദ്ദവും വലിവും, വളവ്, ഷിയർ, ശുദ്ധ ഷിയർ, വളയൽ) എന്നും ഭാരം പ്രയോഗിക്കുന്ന രീതി (മാത്രം ശാന്തമായി, മാത്രമത്രേ ആവർത്തിച്ച്, ഭാഗികമായി ശാന്തവും ഭാഗികമായി ഉയർന്നതും) എന്നും എപ്പോഴും വ്യക്തമാക്കണം.
സ്ഥിരഭാരത്തിന്റെ ഫലമായ ക്ഷീണത്തിലെ സമ്മർദ്ദദൃഢത: ദീർഘകാല ഭാരം സഹിക്കുന്ന പ്രതിരോധം സാധാരണ സമ്മർദ്ദപരിശോധനയിൽ ലഭിക്കുന്ന ദൃഢതയുടെ കുറഞ്ഞത് ¾ ആയിരിക്കുമെന്ന് പ്രതീക്ഷിക്കണം.
അടക്കമുള്ള ആവർത്തിച്ച ഭാരം മൂലമുള്ള ക്ഷീണത്തിലെ സമ്മർദ്ദ ശക്തി (അടിസ്ഥാന ഡൈനാമിക് ശക്തി): വ്യത്യസ്ത ഘടനകളുള്ള, പ്രത്യേകിച്ച് വ്യത്യസ്ത സിമന്റ് അളവുകളും വ്യത്യസ്ത ഗ്രാനുലേഷനുകളും ഉള്ള കോൺക്രീറ്റ് തൂണുകളുടെ അടിസ്ഥാന ഡൈനാമിക് സമ്മർദ്ദ ശക്തി, സാധാരണ ലോഡിൽ തകരുന്നത് വരെ ഉള്ള പ്രിസത്തിന്റെ ശക്തിയുടെ കുറഞ്ഞത് 0,5 ആയിരിക്കും എന്ന് കണ്ടെത്തി. ഇതിൽ മിനിറ്റിൽ 260 ഭാരംചക്രങ്ങൾ നടപ്പാക്കി; ഈ അടിസ്ഥാന ഡൈനാമിക് ശക്തി നിർണ്ണയിച്ച മൊത്തം ചക്രങ്ങളുടെ എണ്ണം രണ്ടു ദശലക്ഷം ആയിരുന്നു. മിനിറ്റിൽ ചക്രങ്ങളുടെ എണ്ണം വർധിച്ചതോടെ (മിനിറ്റിൽ 10 മുതൽ 450 ചക്രങ്ങൾ വരെ പരീക്ഷിച്ചു), തകരാറിന് കാരണമായ ആവർത്തനങ്ങളുടെ എണ്ണവും വർധിച്ചു.
മടുപ്പ് മൂലമുള്ള പ്രസ്-ബലക്ഷമത, സ്ഥിരവും ആവർത്തിതവുമായ ഭാരം ഒരുമിച്ച് പ്രവർത്തിക്കുമ്പോൾ: ആവർത്തിത ഭാരങ്ങൾക്ക് സ്ഥിരഭാരം കൂടി ചേർക്കുമ്പോൾ, സ്ഥിരഭാരം കൂടുന്നതിനനുസരിച്ച് സാധാരണയായി ഇരുപത് ലക്ഷം തവണ ആവർത്തിക്കപ്പെടുന്ന ആവർത്തിത ഭാരങ്ങളുടെ ആംപ്ലിറ്റ്യൂഡ് മൂല്യങ്ങൾ കുറഞ്ഞു. ഉദാഹരണത്തിന്, ചിത്രം 1 ആവർത്തിത ഭാരം S-ന്റെ ആംപ്ലിറ്റ്യൂഡുകൾ ഇപ്രകാരം ഉണ്ടായിരുന്നുവെന്ന് കാണിക്കുന്നു:
- നിശ്ചല ഭാരം പ്രവർത്തിക്കുമ്പോൾ σu = 6 kg/cm2 S = 109 kg/cm2
- നിശ്ശബ്ദ ലോഡിംഗിൽ σu = 118 kg/cm2 S = 39 kg/cm2
- നിശ്ശബ്ദ ഭാരംപ്രവർത്തനത്തിൽ σu = 157 kg/cm2 S = 8 kg/cm2
ചിത്രം 1
ചിത്രം. 2
2. ക്ഷീണാവസ്ഥയിലെ കോൺക്രീറ്റിന്റെ വളവ് ശക്തി. ചിത്രത്തിൽ കാണിച്ചിരിക്കുന്ന പരീക്ഷണങ്ങൾ 2-ൽ, സ്ഥിരമായി ഈർപ്പമുള്ള നിലയിൽ സൂക്ഷിച്ചിരുന്ന ബീമുകൾക്കായി, അടിസ്ഥാന ഡൈനാമിക് ഭാരത്തിൽ, ക്ഷീണാവസ്ഥയിലെ വളവ് ശക്തി 28 kg/cm2 ആണെന്ന് കാണിച്ചു, അതേസമയം സാധാരണ വളവ് ശക്തി 53 kg/cm2 ആയിരുന്നു, ഇത് 0,53 എന്ന അനുപാതത്തിനൊത്തതാണ്.
ലഘുബെറ്റൺ
ലഘുകാങ്ക്രീറ്റ് (ഭാരം 18 kN/m3-ന് താഴെയുള്ള കോൺക്രീറ്റ്) പ്യൂമിസ്, ബ്ലാസ്റ്റ് ഫർണസ് സ്ലാഗ്, ബോയിലർ സ്ലാഗ് തുടങ്ങിയ ലഘുവും പൊരുസ് സ്വഭാവമുള്ളതുമായ അഗ്രിഗേറ്റുകൾ ഉപയോഗിച്ച്, കൂടാതെ സ്വാഭാവികമോ കൃത്രിമമോ ആയ മണലും പൊടിയും ഉപയോഗിച്ച്, മോർട്ടാർ തയ്യാറാക്കുമ്പോൾ വാതകങ്ങൾ സൃഷ്ടിക്കുന്ന ചേർക്കലുകൾ (ഗ്യാസ് കോൺക്രീറ്റ്) അല്ലെങ്കിൽ മോർട്ടാറിൽ നുരപോലുള്ളത്വം ഉണ്ടാക്കുന്ന ചേർക്കലുകൾ (ഫോം കോൺക്രീറ്റ്) ഉപയോഗിച്ചാണ് ലഭിക്കുന്നത്.
ലഘു കോൺക്രീറ്റ്, മറ്റു കാര്യങ്ങളോടൊപ്പം, മതിലും മേൽക്കൂരയുമുള്ള കെട്ടിടങ്ങൾക്കുള്ള മേസൺറി ബ്ലോക്കുകളും പ്യൂമിസ് സ്ലാബുകളും നിർമ്മിക്കാൻ വ്യാപകമായി ഉപയോഗിക്കുന്നു; വരണ്ട നിലയിൽ ഇത് ചൂടിന്റെ മോശം ചാലകമാണ്; ശക്തി മിതമായതാണ്, പക്ഷേ എളുപ്പത്തിൽ ക്രമീകരിക്കാവുന്നതുമാണ്, അതിനാൽ താമസ കെട്ടിടങ്ങളുടെ ഭാരം വഹിക്കുന്ന മതിലുകൾക്കായി ലഘു ബ്ലോക്കുകൾ ആത്മവിശ്വാസത്തോടെ നിർമ്മിക്കാം.
ഗ്യാസ് കോൺക്രീറ്റിൽ വാതകം സൃഷ്ടിക്കുന്ന ഏജന്റായി അലുമിനിയം പൊടി ഉപയോഗിക്കുന്നു. മിശ്രിതങ്ങളുടെ അളവും മറ്റു സാഹചര്യങ്ങളും അനുസരിച്ച്, കൂടുതലോ കുറവോ പൊരുസിറ്റിയുള്ള വസ്തു ലഭിക്കുന്നു; വരണ്ട നിലയിലെ ഭാരം ഏകദേശം 3 kN/m3 മുതൽ മുകളിലേക്ക്.
1. ലഘുകങ്ക്രീറ്റിന്റെ ഭരപ്പരിമാണ സാന്ദ്രത. സ്വാഭാവിക പ്യൂമൈസ് ഉപയോഗിക്കുമ്പോൾ — 105 oC-ൽ ഉണക്കിയ അവസ്ഥയെ അടിസ്ഥാനമാക്കി — 7 kN/m3 മുതൽ അതിനുമുകളിലേക്കുള്ള ഭരപ്പരിമാണ സാന്ദ്രതകൾ ഉറപ്പാക്കാം, കൂടാതെ 2 MPa സമ്മർദ്ദ ദൃഢതകളോടുകൂടി. പ്രതീക്ഷിക്കാവുന്ന ഭരപ്പരിമാണ സാന്ദ്രത അഗ്രിഗേറ്റിന്റെയും സിമന്റിന്റെയും തൂക്കി വച്ച അളവുകളുടെ മൊത്തത്തിന് ഏകദേശം തുല്യമാണ്. 8 kN/m3-ന് മുകളിലുള്ള ഭരപ്പരിമാണ സാന്ദ്രതയുള്ള വാതകക്കങ്ക്രീറ്റ് സാധാരണയായി സാങ്കേതികമായി അനുയോജ്യമല്ല.
2. ലഘു കോൺക്രീറ്റിന്റെ സമ്മർദ്ദ ബലം. നിറച്ച കോൺക്രീറ്റിന് പ്രത്യേക നടപടികളില്ലാതെ തന്നെ 8 MPa വരെ ബലങ്ങൾ നേടാം, ഗ്രാവലോടെ എങ്കിൽ 12 MPa വരെ പോലും. നിരന്തര അനുയോജ്യതാ പരിശോധനകൾ ആവശ്യമാണ്. പൊറസായ കോൺക്രീറ്റ് (ഗ്യാസ് കോൺക്രീറ്റും ഫോം കോൺക്രീറ്റും) ആവി മർദ്ദത്തിൽ കാഠിന്യമാകുന്നതിന് ശേഷം മാത്രമേ ഭാരവാഹക ഭിത്തികൾക്ക് അനുയോജ്യമാകൂ. അനുയോജ്യമായ മൂലവസ്തുക്കളോടെ 6 kN/m3 എന്ന വോള്യൂമിക് ഭാരം, 5 MPa എന്ന സമ്മർദ്ദബലം എന്നിവ ഉറപ്പാക്കാൻ കഴിയും.
3. ലഘുബെറ്റണിന്റെ വളവുശക്തി. വളവുശക്തിയുടെയും സമ്മർദ്ദശക്തിയുടെയും അനുപാതം പ്രായോഗിക ആവശ്യങ്ങളുടെ പരിധിയിൽ താരതമ്യേന വലിയതായി കണ്ടു; ശക്തികൾ വർധിക്കുമ്പോൾ ആ അനുപാതം കുറയുന്നു.
4. ലഘുബെറ്റോണിന്റെ ചുരുങ്ങൽനിരക്ക്. ചുരുങ്ങൽനിരക്ക് പ്രധാനമായും അഗ്രിഗേറ്റിന്റെ ഇലാസ്തികതയിലും കാഠിന്യം നേടിയ സിമെന്റിന്റെ ഘടകത്തിന്റെ അളവിലും ആശ്രയിച്ചിരിക്കുന്നു; ലഘുബെറ്റോണിന്റെ ചുരുങ്ങൽ കല്ലുകഷണങ്ങളുള്ള ബെറ്റോണിനെക്കാൾ കൂടുതലാണ്. ഇഷ്ടികചുരണ്ടൽ ബെറ്റോണിൽ ഒരു വർഷത്തിനിടെ ആകെ ചുരുങ്ങൽനിരക്ക് ഏകദേശം 0,65 mm/m ആയതായി കണ്ടു. സ്വാഭാവിക പ്യൂമിസിൽ നിന്നുള്ള പുതുതായി വിതരണം ചെയ്ത ഘടകങ്ങൾ 14 m മാസങ്ങൾക്ക് ശേഷം ഏകദേശം 0,8 mm/m വരെ ചുരുങ്ങി. വായുവിൽ കാഠിന്യം കൈവരിച്ച ഗ്യാസ് ബെറ്റോണിന്റെയും ഫോം ബെറ്റോണിന്റെയും സാമ്പിളുകളിൽ ഇതിലും കൂടുതലായ ചുരുങ്ങൽ കണ്ടു, 2 mm/m-നുമപ്പുറം വരെ. മഴയും ഉരുകിയ മഞ്ഞും മൂലം ഓരോ ബെറ്റോണും നനയുമ്പോൾ വീര്പ്പും, പിന്നീട് ഉണങ്ങുമ്പോൾ വീണ്ടും ചുരുങ്ങലും ഉണ്ടാകുമെന്ന് മറക്കരുത്.
ചിത്രം 3
5. താപചാലകതാ ഗുണാംശം. താപചാലകതാ ഗുണാംശം ഘനഭാരത്തോടൊപ്പം കുറയുന്നു, മറ്റെല്ലാ സാഹചര്യങ്ങളും ഒരുപോലെയായാൽ, അതിലെ വായു രന്ധ്രങ്ങൾ ചെറുതും കൂടുതൽ ഏകീകൃതമായി വിതരണം ചെയ്തതുമായിരിക്ക ככל അത് അത്ര തന്നെ കുറയുന്നു. വായുവിൽ ഉണങ്ങിയ അഴിഞ്ഞുകിടക്കുന്ന കോൺക്രീറ്റിന് ഇത് (λ = 0,4625 9 kN/m3-ക്ക്; λ = 0,58 – 0,7 12 kN/m3-ക്ക്; λ = 0,81 – 1,05 16 kN/m3-ക്ക്) എന്നായിരുന്നു. വായുവിൽ ഉണങ്ങിയ ഗ്യാസ് കോൺക്രീറ്റിനുള്ള വിവരങ്ങൾ ചിത്രത്തിൽ 3 കാണാം.
കുറിപ്പ്:
- 0,1 kcal/mhoC = 0,1163 W/mK
- 0,1 kg/dm3 = 100 kg/m3 = 1 kN/m3