Vetyhaurastuminen betoniteräksessä

Abstract

Vetyhaurastumisella tarkoitetaan vedyn vaikutuksesta tapahtuvaa sitkeyden menetystä, joka voi johtaa makroskooppisella tasolla haurasmurtumaa muistuttavaan murtumaan. Teräsbetoni puolestaan on rakennuksissa käytettävä hybridimateriaali, jossa teräsraudoitteet vastaanottavat suurimman osan rakenteeseen kohdistuvista vetävistä jännityksistä. Tämä tutkimus on kirjallisuuskatsaus, joka käsittelee vetyhaurastumista betoniteräksessä. Työn tarkoitus oli selvittää, miten vetyhaurastuminen vaikuttaa teräsbetonirakenteiden suunnitteluun, ja millä keinoilla vetyhaurastumista kannattaa välttää.

Tutkimusaineisto koostuu kirjalähteistä, vertaisarvioiduista tieteellisistä artikkeleista ja standardeista. Ensimmäisissä luvuissa esitellään vetyhaurastumisen teoriaa ja perustietoa raudoitusteräksistä. Viimeisessä käsittelyluvussa tarkastellaan keinoja, joilla vetyhaurastumista voidaan estää käytännössä.

Kirjallisuustutkimuksen perusteella selvisi, että vetyhaurastumisriski tulee ottaa huomioon esijännitetyn betonin suunnittelussa. Esijännitetyssä betonissa teräsjänne puristaa betonia kasaan, minkä vuoksi betoni kestää raskaampia kuormia ja on tiiviimpää. Vetyhaurastumisriski tulee ottaa huomioon, sillä jänneteräksen vetyhaurastuminen voi johtaa koko rakennelman hajoamiseen. Lisäksi tutkimuksen perusteella havaittiin, että teräsjänteen vetyhaurastumisriskiä voidaan laskea valitsemalla oikeanlainen materiaali, hallitsemalla valmistusvaiheessa vetomuottien geometriaa ja lämpökäsittelylämpötiloja ja käyttämällä katodisessa suojauksessa tarvittavan suuria teräksen sähköisiä potentiaaleja. Työssä esitellään jänneteräksiksi soveltuvat materiaalit ja eritellään, miksi ja miten valmistusmenetelmät ja katodinen suojaus vaikuttavat vetyhaurastumisriskiin.