La vida de diseño puede ser una de dos cosas diferentes, y no son intercambiables.
Una referencia a '100 años de vida útil de diseño' podría significar que está diseñada para un estuche de carga '1 en 100 años' (carga de viento, marejada, o lo que sea). Esto se trata únicamente de un medio de cuantificar la magnitud de la carga. En realidad, no tiene nada que ver con la durabilidad de la estructura, se trata de la resistencia de la estructura.
La pregunta se refiere a un asunto diferente: la durabilidad, y específicamente la durabilidad del hormigón armado. Se cuantifica normalmente por referencia a la experiencia pasada en el entorno particular que le dice cuál es el mecanismo crítico de deterioro y, luego, se hace referencia a una solución estándar o un cálculo de la vida útil de ese mecanismo. Los cálculos son normalmente hasta cierto punto empíricos.
Para una estructura 'estándar', con una condición de exposición 'normal', características de concreto 'normales' y requisitos de vida de diseño 'normales', habrá soluciones estándar en el código de diseño relevante, que probablemente simplemente define la cantidad de cobertura que Satisfacer la vida de diseño. Lo que constituye "normal" dependerá de la jurisdicción del código de diseño: diferentes mezclas de cemento están disponibles en diferentes partes del mundo, y lo que es "normal" para un código de diseño nacional en un país totalmente templado no será " normal 'en los trópicos o regiones polares.
Por ejemplo, en una estructura en la zona de chapoteo en la península arábiga, el ataque de heladas no va a ser un problema, pero el ataque físico de sal (o la meteorización por sal) sí lo será. El ataque de escarcha es donde el agua que se congela en poros y grietas se expande y rompe el concreto. La meteorización por sal es donde el agua salada se absorbe y se evapora a una velocidad tal que los cristales de sal crecen dentro de los poros y rompen el concreto.
Si un diseñador se desvía de lo que sus reglas de diseño locales consideran "normal", o si el entorno es especialmente agresivo, o los requisitos de durabilidad son inusualmente onerosos, entonces se requerirá un cálculo específico.
La falla más común del hormigón armado es que el refuerzo metálico comienza a corroerse. El acero en el concreto no se corroe porque el concreto tiene un pH muy alto, y el acero en un ambiente de pH alto está 'pasivado' y no se corroe. Sin embargo, lentamente con el tiempo, el dióxido de carbono de la atmósfera se difunde hacia el concreto y lo neutraliza. Si conoce las características de su concreto, puede predecir qué tan rápido sucederá (por referencia a la experiencia empírica).
Sin embargo, lo que normalmente desencadena la corrosión (al menos en ambientes marinos u otros ambientes salados, por ejemplo, sal de carretera) es el ataque de cloruro, donde los iones de cloruro se difunden desde la superficie. Una vez que la concentración de los iones de cloruro en la superficie de la barra alcanza un valor crítico, la corrosión pronto se impondrá. Puede calcular esto, si supone una concentración de cloruro en la superficie (a partir de datos empíricos), y conoce las características del concreto (ya sea datos empíricos o probando qué tan rápido los iones de cloruro se difunden a través de él, pero tenga cuidado con eso como el concreto edades, sus características cambian, y debe permitir eso), y conocer el umbral crítico (a partir de datos empíricos).
Hay un práctico programa gratuito que realiza este cálculo por usted llamado Life-365 , y proviene de un comité del American Concrete Institute. Realiza el cálculo de difusión de cloruro por usted, dibuja gráficos y otras cosas, y si está en los EE. UU., Incluso tiene los datos empíricos que necesita incorporados, por lo que no necesita buscar cuáles son las condiciones locales. (Uso el programa, pero no estoy asociado con él de otra manera). El manual del programa tiene una discusión más detallada de la ciencia detrás de él, pero lo mejor es que puedes jugar con él y ver qué efecto tiene cambiar algo en la vida.
Si realiza el cálculo y no obtiene suficiente vida, puede poner el refuerzo más profundo (por lo que el cloruro tarda más en difundirse), o puede hacer que el concreto sea más resistente al cloruro que se difunde a través de él, o usa una barra que necesita un valor umbral más alto de cloruro (inoxidable, por ejemplo), o trata superficialmente la barra, o el concreto, o coloca sistemas galvánicos o electroquímicos, o inhibidores de corrosión, o algo más. Muchas de estas cosas vuelven a datos empíricos: lo han probado y tienen datos de prueba que muestran que evitará la corrosión durante n años si pones x cantidad de lo que sea.