Studiul influenței factorilor cu proces de carbonatare și îngheț-dezgheț asupra durabilității construcțiilor din beton armat

Abstract

Lucrarea investighează influența proceselor de carbonatare și îngheț-dezgheț asupra durabilității structurilor din beton armat. Betonul, deși unul dintre cele mai utilizate materiale, este expus unor factori de degradare care reduc durata de viață a construcțiilor. În acest context, analiza se concentrează pe aplicarea diferitelor modele teoretice pentru a evalua adâncimea carbonatării și efectele ciclurilor de îngheț-dezgheț, utilizând date specifice Republicii Moldova. Modelele folosite pentru carbonatare includ formula clasică, Papadakis și DurarCalc, iar pentru îngheț-dezgheț au fost aplicate modelele Powers & Helmuth, Fagerlund, Li, Bazant & Kaplan și EN 12390-9. Rezultatele au evidențiat diferențe semnificative între modele. Modelul EN 12390-9 este considerat cel mai potrivit pentru condițiile locale datorită compatibilității cu standardele europene și oferă estimări echilibrate ale pierderilor de masă și ale adâncimii fisurilor cauzate de îngheț. În același timp, modelul Papadakis a demonstrat o predicție mai conservatoare a adâncimii carbonatării, ceea ce îl face relevant pentru mediile urbane și industriale. Modelele Powers & Helmuth și Bazant & Kaplan au oferit rezultate mai conservatoare, fiind utile pentru proiectarea unor măsuri preventive suplimentare. Analiza comparativă a modelelor a arătat că modelele conservatoare tind să ofere estimări mai ridicate ale degradării, ceea ce poate conduce la proiectarea unor măsuri suplimentare de protecție. În schimb, metodele standardizate, precum EN 12390-9, oferă o abordare echilibrată, fiind mai ușor de aplicat în practică. Aceste modele pot fi integrate în proiectele de infrastructură locală, având în vedere compatibilitatea cu normativele naționale și europene. De asemenea, analiza a evidențiat necesitatea adoptării unor măsuri preventive pentru a asigura durabilitatea structurilor, precum utilizarea aditivilor de aerare, protecția armăturilor împotriva coroziunii și monitorizarea periodică a stării betonului. Implementarea acestor măsuri poate contribui semnificativ la prelungirea duratei de viață a construcțiilor și la reducerea costurilor de întreținere pe termen lung.

This paper investigates the influence of carbonation and freeze-thaw processes on the durability of reinforced concrete structures. Concrete, although one of the most widely used construction materials, is exposed to degradation factors that reduce the lifespan of constructions. In this context, the analysis focuses on applying various theoretical models to evaluate carbonation depth and the effects of freeze-thaw cycles using data specific to the Republic of Moldova. The models used for carbonation include the classical formula, Papadakis, and DurarCalc, while the models applied for freeze-thaw processes are Powers & Helmuth, Fagerlund, Li, Bazant & Kaplan, and EN 12390-9. The results showed significant differences between the models. The EN 12390-9 model is considered the most suitable for local conditions due to its compatibility with European standards and its balanced estimates of mass losses and crack depths caused by freezing. At the same time, the Papadakis model demonstrated a more conservative prediction of carbonation depth, making it relevant for urban and industrial environments. The Powers & Helmuth and Bazant & Kaplan models provided more conservative results, being useful for designing additional preventive measures. The comparative analysis of the models showed that conservative models tend to offer higher degradation estimates, which can lead to designing additional protection measures. In contrast, standardized methods like EN 12390-9 offer a more balanced approach and are easier to apply in practice. These models can also be integrated into local infrastructure projects due to their compatibility with national and European standards. Additionally, the analysis highlighted the necessity of adopting preventive measures to ensure the durability of structures, such as using air-entraining additives, protecting reinforcements against corrosion, and periodically monitoring the condition of concrete. Implementing these measures can significantly contribute to extending the lifespan of constructions and reducing long-term maintenance costs. The thesis consists of an introduction, three chapters, conclusions, and a bibliography.