ΜΕΛΕΤΗ ΤΡΟΠΟΠΟΙΗΜΕΝΩΝ ΕΠΙΧΡΙΣΜΑΤΩΝ ΜΕ ΒΑΣΗ ΤΟΝ ΠΗΛΟ ΓΙΑ ΤΗΝ ΠΡΟΣΤΑΣΙΑ ΩΜΟΠΛΙΝΟΔΟΜΩΝ ΕΝΑΝΤΙ ΥΓΡΑΣΙΑΣ. ΠΙΤΥΤΖΟΓΙΑ ΑΝΑΣΤΑΣΙΑ Πολιτικός Μηχανικός

Transcript

1 ΑΡΙΣΤΟΤΕΛΕΙΟ ΠΑΝΕΠΙΣΤΗΜΙΟ ΘΕΣΣΑΛΟΝΙΚΗΣ ΔΙΑΤΜΗΜΑΤΙΚΟ ΠΡΟΓΡΑΜΜΑ ΜΕΤΑΠΤΥΧΙΑΚΩΝ ΣΟΥΔΩΝ ΠΡΟΣΤΑΣΙΑ, ΣΥΝΤΗΡΗΣΗ ΚΑΙ ΑΠΟΚΑΤΑΣΤΑΣΗ ΜΝΗΜΕΙΩΝ ΠΟΛΙΤΙΣΜΟΥ ΜΕΛΕΤΗ ΤΡΟΠΟΠΟΙΗΜΕΝΩΝ ΕΠΙΧΡΙΣΜΑΤΩΝ ΜΕ ΒΑΣΗ ΤΟΝ ΠΗΛΟ ΓΙΑ ΤΗΝ ΠΡΟΣΤΑΣΙΑ ΩΜΟΠΛΙΝΟΔΟΜΩΝ ΕΝΑΝΤΙ ΥΓΡΑΣΙΑΣ ΜΕΤΑΠΤΥΧΙΑΚΗ ΔΙΠΛΩΜΑΤΙΚΗ ΕΡΓΑΣΙΑ ΠΙΤΥΤΖΟΓΙΑ ΑΝΑΣΤΑΣΙΑ Πολιτικός Μηχανικός ΕΠΙΒΛΕΠΟΥΣΑ: ΠΑΠΑΓΙΑΝΝΗ ΙΩΑΝΝΑ-ΚΑΘΗΓΗΤΡΙΑ Α.Π.Θ. ΘΕΣΣΑΛΟΝΙΚΗ 2014

2 ΑΡΙΣΤΟΤΕΛΕΙΟ ΠΑΝΕΠΙΣΤΗΜΙΟ ΘΕΣΣΑΛΟΝΙΚΗΣ ΠΟΛΥΤΕΧΝΙΚΗ ΣΧΟΛΗ ΔΙΑΤΜΗΜΑΤΙΚΟ ΠΡΟΓΡΑΜΜΑ ΜΕΤΑΠΤΥΧΙΑΚΩΝ ΣΟΥΔΩΝ ΠΡΟΣΤΑΣΙΑ, ΣΥΝΤΗΡΗΣΗ ΚΑΙ ΑΠΟΚΑΤΑΣΤΑΣΗ ΜΝΗΜΕΙΩΝ ΠΟΛΙΤΙΣΜΟΥ ΜΕΛΕΤΗ ΤΡΟΠΟΠΟΙΗΜΕΝΩΝ ΕΠΙΧΡΙΣΜΑΤΩΝ ΜΕ ΒΑΣΗ ΤΟΝ ΠΗΛΟ ΓΙΑ ΤΗΝ ΠΡΟΣΤΑΣΙΑ ΩΜΟΠΛΙΝΟΔΟΜΩΝ ΕΝΑΝΤΙ ΥΓΡΑΣΙΑΣ ΜΕΤΑΠΤΥΧΙΑΚΗ ΔΙΠΛΩΜΑΤΙΚΗ ΕΡΓΑΣΙΑ ΠΙΤΥΤΖΟΓΙΑ ΑΝΑΣΤΑΣΙΑ Πολιτικός Μηχανικός ΕΠΙΒΛΕΠΟΥΣΑ: ΠΑΠΑΓΙΑΝΝΗ ΙΩΑΝΝΑ-ΚΑΘΗΓΗΤΡΙΑ Α.Π.Θ. ΘΕΣΣΑΛΟΝΙΚΗ 2014

3

4 ΠΡΟΛΟΓΟΣ Η παρούσα διπλωματική έγινε υπό την επίβλεψη και καθοδήγηση της καθηγήτριας κα. Ιωάννας Παπαγιάννη, τον οποία και ευχαριστώ θερμά, και υποβλήθηκε ως τμήμα των υποχρεώσεων της συγγραφέως για την απόκτηση του μεταπτυχιακού διπλώματος από το διατμηματικό πρόγραμμα μεταπτυχιακών σπουδών του ΑΠΘ "Προστασία Συντήρηση και Αποκατάσταση Μνημείων Πολιτισμού". Σκοπός της ήταν η πειραματική μελέτη τροποποιημένων επιχρισμάτων με βάση τον πηλό για την προστασία των ωμοπλινθοδομών από την υγρασία. Η πειραματική διερεύνηση έλαβε χώρα στο Εργαστήριο Δομικών Υλικών του τμήματος Πολιτικών Μηχανικών του Αριστοτελείου Πανεπιστημίου Θεσσαλονίκης, στο διάστημα Φεβρουάριος-Οκτώβριος Θα ήθελα επίσης να ευχαριστήσω την επ. καθηγήτρια κα. Μαρία Στεφανίδου για την καθοδήγηση και τις πολύτιμες συμβουλές της στην πραγματοποίηση των πειραματικών δοκιμών και τον λέκτορα κ. Ελευθέριο Αναστασίου για την πολύτιμη βοήθειά του. Παράλληλα ευχαριστίες οφείλονται, για την συνεργασία τους σε όλη τη διάρκεια των πειραματικών διαδικασιών, στις μεταπτυχιακές φοιτήτριες Κατερίνα Μανωλοπούλου και Ασπασία Καρόζου καθώς και στους Νίκο Μπακάλη, Σταυρούλα Κονοπίση, Φωτεινή Κεσικίδου και στο υπόλοιπο τεχνικό και επιστημονικό προσωπικό, που εργάζονται στο εργαστήριο Δομικών Υλικών.

5 ΠΕΡΙΛΗΨΗ Οι τεχνικές κατασκευής με πηλό είναι γνωστές πάνω από 9000 χρόνια. Αποτελούν βασικό στοιχείο της αρχιτεκτονικής κληρονομιάς της χώρας μας αλλά και ολόκληρου του κόσμου. Μεγάλο τμήμα του παγκόσμιου πληθυσμού κατοικεί ακόμη σε κτίρια από πηλό και τα τελευταία χρόνια υπάρχει αυξημένο επιστημονικό ενδιαφέρον, διότι λόγω της βιοκλιματικής του ικανότητας αλλά και του χαμηλού κόστους ο πηλός αποτελεί μια ρεαλιστική εναλλακτική υλικού δόμησης. Προκύπτει η ανάγκη σύνταξης κανονισμών σχεδιασμού και προστασίας για την εναρμόνιση των πηλοκατασκευών με σύγχρονους όρους. Η υγρασία αποτελεί μία από τις κύριες αιτίες διάβρωσης των κατασκευών από πηλό. Στη διεθνή βιβλιογραφία συναντούμε αρκετές παραδοσιακές και σύγχρονες μεθόδους προστασίας. Αντικείμενο μελέτης της παρούσας διπλωματικής εργασίας είναι η ενίσχυση των ωμοπλινθοδομών έναντι υγρασίας με τη χρήση τροποποιημένων επιχρισμάτων. Στόχος είναι η παρασκευή πηλοεπιχρισμάτων τα οποία εμποδίζουν την είσοδο της υγρασίας επιτρέπουν όμως τη διάχυση των υδρατμών. Πραγματοποιήθηκε πειραματική διερεύνηση τροποποιημένων επιχρισμάτων με βάση τον πηλό τα οποία χρησιμοποιήθηκαν για την επικάλυψη ωμοπλίνθων. Τα επιχρίσματα είχαν ως βάση τον πηλό ώστε να είναι συμβατά με το υπόστρωμα και τα πρόσθετα υλικά που έχουν επιλεγεί για την βελτίωση των ιδιοτήτων τους, καθιστούν τα επιχρίσματα μια αντιστρεπτή λύση. Η πειραματική διαδικασία χωρίζεται σε δύο φάσεις και περιγράφεται αναλυτικά στο 4 ο κεφάλαιο. Στην πρώτη φάση μελετήθηκαν 10 συνθέσεις ενυδατωμένων κονιών, οι οποίες υποβλήθηκαν σε ελέγχους συστολής ξήρανσης, πορώδους, μηχανικών αντοχών και συμπεριφοράς σε κύκλους ύγρανσης ξήρανσης και ψύξης απόψυξης. Όλες οι συνθέσεις περιείχαν πηλό και άσβεστο, προστίθενται όμως και άλλα υλικά για την πρόσδοση χαρακτηριστικών υδροφοβικότητας και ανθεκτικότητας. Προστέθηκε σε όλες τις συνθέσεις μικρή ποσότητα από λινέλαιο και τα υπόλοιπα πρόσθετα που χρησιμοποιήθηκαν για την παρασκευή των συνθέσεων ήταν πυριτικό νάτριο και υδροξείδιο του νατρίου, νανοπυρίτιο, λευκό τσιμέντο, μετακαολίνης, Silica fume, ίνες νανοάνθρακα και ίνες πολυπροπυλενίου. Επίσης σε μία σύνθεση αντικαταστάθηκε η αερική άσβεστος με υδραυλική άσβεστο. Στην δεύτερη φάση της πειραματικής διαδικασίας επιλέχθηκαν τρεις από τις συνθέσεις της πρώτης φάσης που εκτιμήθηκε ότι είχαν καλύτερες ιδιότητες και έγινε εφαρμογή τους σε συμπιεσμένες ωμοπλίνθους, που είχαν παραχθεί εργαστηριακά. Διερευνήθηκε ο τρόπος εφαρμογής του επιχρίσματος, η αντίσταση στην υγρασία και η συνάφεια μεταξύ του επιχρίσματος και των ωμοπλίνθων. Η εφαρμογή των επιχρισμάτων πραγματοποιήθηκε με δύο τρόπους. Ο πρώτος τρόπος αποτελεί την συμβατική χειρωνακτική εφαρμογή ενώ ο δεύτερος έγινε με πίεση του επιχρίσματος πάνω στην

6 ωμόπλινθο, μέσω υδραυλικής πρέσας. Πραγματοποιήθηκε δοκιμή τριχοειδούς αναρρόφησης, γωνίας επαφής σταγόνας και δοκιμή προσδιορισμού αντοχής πρόσφυσης "pull out". Επίσης είχαν προηγηθεί έλεγχοι τραχύτητας, τριχοειδούς απορρόφησης και σκληρότητας στις ωμοπλίνθους, δηλαδή στο υπόστρωμα εφαρμογής των επιχρισμάτων. Ακολουθεί στο 5 ο κεφάλαιο η εξαγωγή γενικών συμπερασμάτων και προτάσεων για περαιτέρω διερεύνηση. Διαπιστώθηκε ότι η εφαρμογή τροποποιημένων πηλοεπιχρισμάτων σε ωμοπλίνθους μείωσε τουλάχιστον κατά 65% την τριχοειδή απορρόφηση. Επίσης, σε όλους τους ελέγχους φαίνεται ότι η εφαρμογή του επιχρίσματος με μηχανική πίεση βελτιώνει τα αποτελέσματα σε σχέση με την απλή χειρωνακτική εφαρμογή όσον αφορά την αδιαβροχοποίηση της επιφάνειας αλλά και τη συνάφεια μεταξύ του επιχρίσματος των ωμοπλίνθων. Συμπεραίνουμε ότι η χρήση τροποποιημένων επιχρισμάτων μπορεί να βελτιώσει τις ιδιότητες των ωμοπλινθοδομών είτε στη φάση της παρασκευής τους είτε κατά την επισκευή υφιστάμενης κατασκευής και να αποτελέσει μια επέμβαση συμβατή με το υπόστρωμα και αντιστρέψιμη καθώς επίσης και οικονομική.

7 ABSTRACT Earthen construction is known over 9000 years. Great part of human population still lives in buildings made of earth and in the last years there is an increased scientific interest, because, as a result of its bioclimatic behavior and of its low cost, earth constitutes a realistic alternative for building construction. The problem of the preservation of earth constructions arises from their vulnerability to earthquake movements and water erosion. In the 3 rd chapter of this thesis traditional and modern methods for the protection of earthen buildings are presented. In most cases the applied solutions for the restoration of buildings with earth blocks resulted in their destruction. There is the need for the establishment of design regulations and conservation regulations for earthen construction. The subject of this research is the reinforcement of unbaked brick masonry against moisture with the application of modified coatings. The intention is to create clay coatings which block the water inlet allowing the vapor infusion. The experimental investigation of modified surface coatings, which were used for the plastering of unbaked bricks (adobes), was conducted. Lime-clay plasters were selected in order to be compatible with the substrate and the additives used for the improvement of their properties, make them a reversible solution. The experimental procedure is separated in two phases and is presented in chapter 4. In the first phase hydrated mortars (pastes) with 10 different compositions were studied. They were subjected to tests in order to evaluate their porosity, drying shrinkage percentage, resistance to wetting drying and freeze thaw cycles and mechanical properties. All compositions contained clay and air lime with the addition of materials which concluded in giving to the plasters characteristics of hydrophobicity and durability. Linseed oil was added in all compositions and the rest of the additives that were used for the preparation of the plasters were NaSi and NaOH, nano-silica (SiO 2), white cement, Silica fume, carbon nanofibers and polypropylene fibers. Also in one coating composition the air lime was substituted by hydraulic lime. In the second phase of the experiments, three coating compositions were chosen, which were estimated to have the best characteristics, and the application of the coatings to compressed adobes, that have been created in the Construction Materials Laboratory for a previous project, was conducted. The procedure of the application, the resistance to moisture and the cohesion between the coating and the adobe was tested. The application of the coatings was realized in two different manners, the conventional application by hand and the application with mechanical pressure of the coating on the adobe. The resistance against moisture was investigated with capillary absorption tests and drop shape analysis and the

8 coherence between the coating and the adobe with pull out tests. Also roughness, capillary absorption and hardness tests were conducted to the earth blocks used for the experiments. General conclusions and suggestions for further research follow in chapter 5. It has been found that the application of modified loam plasters to adobe bricks has reduced at least 65% the capillary absorption. In addition, in all tests it seems that the application of the coatings with mechanical pressure improves the results in comparison to the manual application, concerning the hydrophobicity of the surface but also the adhesion between the coating and the adobe bricks. These results lead to the conclusion that the use of modified plasters can be a compatible and cost effective intervention that will enhance the properties of the unbaked brick masonry, either during the preparation of the compressed earth blocks either for the retrofit of existing earth block structures.

9 ΚΑΤΑΛΟΓΟΣ ΕΙΚΟΝΩΝ Εικόνα 1.1 Παγκόσμια κατανομή αρχιτεκτονικής από πηλό [De Sensi B., 2003] Εικόνα 1.2 Εσωτερικοί τοίχοι από ωμές πλίνθους που έχουν βρεθεί στο Ακρωτήρι της Θήρας.[Παλυβού K., 2006] Εικόνα 1.3 Οκταώροφα κτίρια κατοικιών, 500 χρόνων, από ωμόπλινθους στο Shibam της Υεμένης Εικόνα 1.4 Ανεμόμυλοι, 300 χρόνων περίπου, χτισμένοι από πηλό, άχυρα και ξύλο στο Ιράν Εικόνα 1.5. Κορέστεια Καστοριάς [πηγή: 16 Εικόνα 1.6 Αγ.Γερμανός Φλώρινας Εικόνα 1.7 Λαγκαδάς Θεσσαλονίκης (δεξιά) [πηγή: 16 Εικόνα 1.8 Κτίριο από πλιθιά στον Κρανιώνα Καστοριάς Εικόνα 1.9 Κατασκευή με την τεχνική cob στο Devon της Αγγλίας (1539). [ 19 Εικόνα 1.10 Σύγχρονη κατοικία κατασκευασμένη με την τεχνική cob στο Όρεγκον των Η.Π.Α. [ 19 Εικόνα 1.11 Κατασκευή τοίχων από σβώλους υγρού πηλού, νότια Γκάνα. [Minke G., 2006]. 19 Εικόνα 1.12 Κατοικία με ωμοπλίνθους και ξύλινα δικτυώματα στην Γουμένισσα Εικόνα 1.13 Μπαγδατότοιχος στα Κορέστεια [πηγή: 20 Εικόνα 2.1 Αποθηκευτικοί χώροι κτισμένοι με ωμοπλίνθους πριν από 3200 χρόνια, ναός του Ramses II, Gourna, Αίγυπτος [Minke G., 2006] Εικόνα 2.2 Κατασκευή με ωμόπλινθους στη Σαουδική Αραβία [naturalhomes.org] Εικόνα 2.3 Τρόποι τοποθέτησης πλίνθων για την κατασκευή ωμοπλινθοδομών [Guillaud H. et al, 1995] Εικόνα 2.4 Διάβρωση της βάσης της τοιχοποιίας [Atzeni C., Sanna A., 2008] Εικόνα 2.5 Αποσάθρωση ωμοπλίνθων και αποκόλληση επιχρισμάτων Εικόνα 3.1 Συντήρηση δώματος από φύκια και πηλό με μαρμάρινο κύλινδρο στη Σαμοθράκη (1893) [ 29 Εικόνα 3.2 Σκαρίφημα θέσεων δειγμάτων πηλοεπιχρισμάτων από οικίσκο στο Σέσκλο (αριστερά) και πηλοεπίχρισμα τοίχου και οροφής Σέσκλου (δεξιά) [Τσούντας, 1908] Εικόνα 3.3 Το Μεγάλο Τζαμί (The Great Mosque) στο Djenné, Μαλί είναι από τα ψηλότερα κτίρια του κόσμου κατασκευασμένο από ωμοπλίνθους. Μετά την εποχή των βροχοπτώσεων όλη η κοινότητα επισκευάζει τους τοίχους του τεμένους με μίγμα λάσπης, φλοιούς ρυζιού και άχυρο.[ 32 Εικόνα 4.1 Έλεγχος τριχοειδούς αναρρόφησης σε δοκίμια ωμοπλίνθων Εικόνα 4.2 Έλεγχος σκληρότητας επιφάνειας με την κλίμακα Mohs... 42

10 Εικόνα 4.3 Μέτρηση γωνίας επαφής α) Υδρόφοβη επιφάνεια (θ>90), β) Υδρόφιλη επιφάνεια (θ<90), γ) πλήρης διαβροχή (θ=0) Εικόνα 4.4 Πηλός Ηλιάδη Εικόνα 4.5 Υδράσβεστος CaO Hellas Εικόνα 4.6 Υδραυλική άσβεστος Εικόνα 4.7 Λευκό τσιμέντο Εικόνα 4.8 Λινέλαιο Εικόνα 4.9 Μετακαολίνης Εικόνα 4.10 Silica fume Εικόνα 4.11 Νανοίνες άνθρακα Εικόνα 4.12 Ίνες πολυπροπυλαινίου Εικόνα 4.13 Παρασκευή και τοποθέτηση του μίγματος σε μεταλλική μήτρα Εικόνα 4.14 Τοποθέτηση του μίγματος και κάλυψη με μεταλλική πλάκα Εικόνα 4.15 Θραύση του δοκιμίου 1-14/3-Α (Σύνθεση 1.Ageo) μετά από 2 κύκλους ξήρανσης ύγρανσης Εικόνα 4.16 Θραύση του δοκιμίου 2-6/3 (Σύνθεση 2.Αnano) μετά από 2 κύκλους ξήρανσης ύγρανσης Εικόνα 4.17 Θραύση του δοκιμίου 3-19/3-A (Σύνθεση 3.ΑS) μετά από 3 κύκλους ξήρανσης ύγρανσης Εικόνα 4.18 Δοκίμιο 4-24/2-2 (Σύνθεση 4.ΑS). Εικόνα πριν και μετά τους κύκλους ξήρανσης ύγρανσης Εικόνα 4.19 Δοκίμιο 5-7/3-2 (Σύνθεση 5.ΑSI(C)). Εικόνα πριν και μετά τους κύκλους ξήρανσης ύγρανσης Εικόνα 4.20 Δοκίμιο 7-20/3-D (Σύνθεση 7.ΑgeoT). Εικόνα πριν και μετά τους κύκλους ξήρανσης ύγρανσης Εικόνα 4.21 Σύνθεση 8.YA. Εικόνα πριν και μετά τους κύκλους ξήρανσης ύγρανσης Εικόνα 4.22 Σύνθεση 9.ΑΑ. Εικόνα πριν και μετά τους κύκλους ξήρανσης ύγρανσης Εικόνα 4.23 Σύνθεση 10.ΑTSI(PP). Εικόνα πριν και μετά τους κύκλους ξήρανσης ύγρανσης Εικόνα 4.24 Δοκίμιο 1-14/3 (Σύνθεση 1.Αgeo). Πριν και μετά τους κύκλους ψύξης απόψυξης Εικόνα 4.25 Δοκίμιο 2-5/3 (Σύνθεση 2.Αnano). Πριν και μετά τους κύκλους ψύξης απόψυξης Εικόνα 4.26 Δοκίμιο 3-19/3-2 (Σύνθεση 3.AgeoMK). Πριν και μετά τους κύκλους ψύξης απόψυξης Εικόνα 4.27 Δοκίμιο 4-24/2-C (Σύνθεση 4.ΑS). Πριν και μετά τους κύκλους ψύξης απόψυξης... 63

11 Εικόνα 4.28 Δοκίμιο 4-25/22-Β (Σύνθεση 4.ΑS). Πριν και μετά τους κύκλους ψύξης απόψυξης Εικόνα 4.29 Δοκίμιο 5-10/3-Ε (Σύνθεση 5.ΑSI(C)). Κύκλοι ψύξης απόψυξης (πριν και μετά).. 64 Εικόνα 4.30 Δοκίμιο 6-21/3-Β (Σύνθεση 6.ΑSI(PP)). Κύκλοι ψύξης απόψυξης (πριν και μετά) 64 Εικόνα 4.31 Δοκίμιο 7-19/3-Α (Σύνθεση 7.ΑgeoT). Κύκλοι ψύξης απόψυξης (πριν και μετά). 65 Εικόνα 4.32 Δοκίμιο 8-27/2-Α (Σύνθεση 8.ΥΑ). Κύκλοι ψύξης απόψυξης (πριν και μετά) Εικόνα 4.33 Δοκίμιο 9-20/5-Α (Σύνθεση 9.ΑΑ). Εικόνα πριν και μετά τους κύκλους ψύξηςαπόψυξης Εικόνα 4.34 Δοκίμιο 10-21/5-G (Σύνθεση 10.ATSI(PP)). Πριν και μετά τους κύκλους ψύξηςαπόψυξης Εικόνα 4.35 Δοκιμή θλίψης Εικόνα 4.36 Εκτράχυνση της επιφάνειας και διαβροχή με διάλυμα ασβέστη πηλού και ασβέστη νανοπυριτίου Εικόνα 4.37 Εφαρμογή πίεσης χειρωνακτικά Εικόνα 4.38 Προετοιμασία δοκιμίου για την εφαρμογή μηχανικής πίεσης Εικόνα 4.39 Εφαρμογή πίεσης μηχανικά Εικόνα 4.40 Χάραξη επιφανειών για την αποφυγή εμφάνισης επιφανειακών ρωγμών Εικόνα 4.41 Δημιουργία ρωγμών σε δοκίμιο που δεν έγινε χάραξη Εικόνα 4.42 Δοκίμιο ΠΑ-8 (39,5 ) Εικόνα 4.43 Δοκίμιο ΝΑ-9 (29,5 ) Εικόνα 4.44 Δοκίμιο ΠΑ-10 (41,7 ) Εικόνα 4.45 Δοκίμιο ΝΑ-10 (54,7 ) Εικόνα 4.46 Δοκίμιο ΠΑ-8-Μ (44,5 ) Εικόνα 4.47 Δοκίμιο ΝΑ-8-Μ (52,4 ) Εικόνα 4.48 Δοκίμιο ΠΑ-9-Μ (59,5 ) Εικόνα 4.49 Δοκίμιο ΝΑ-9-Μ (63,6 ) Εικόνα 4.50 Δοκίμιο ΠΑ-10-Μ (55 ) Εικόνα 4.51 Δοκίμιο ΝΑ-10-Μ (66,3 ) Εικόνα 4.52 Δοκιμή τριχοειδούς απορρόφησης. Ενδεικτικές εικόνες των δοκιμίων μετά από 10, 120 και 1440 λεπτά Εικόνα 4.53 Τύποι θραύσης[βs ΕΝ ] Εικόνα 4.54 Δοκιμή pull out Εικόνα 4.55 Θραύση μέσα στο σώμα του επιχρίσματος (συνοχής) Εικόνα 4.56 Θραύση λόγω αποκόλλησης από το υπόστρωμα (πρόσφυσης)... 83

12 ΚΑΤΑΛΟΓΟΣ ΠΙΝΑΚΩΝ Πίνακας 4.1 Συνθέσεις ωμοπλίνθων[μανωλοπούλου Α., Παπαδοπούλου Κ., 2012] Πίνακας 4.2 Συντελεστής τριχοειδούς απορρόφησης δοκιμίων ωμοπλίνθων χωρίς ίνες Πίνακας 4.3 Συντελεστής τριχοειδούς απορρόφησης δοκιμίων ωμοπλίνθων με ίνες Πίνακας 4.4 Μέση αριθμητική τραχύτητα Ra ωμοπλίνθων Πίνακας 4.5 Συνθέσεις των κονιαμάτων (τα πρόσθετα δίνονται σε ποσοστό κ.β. των κονιών, εκτός των ινών που δίνονται σε ποσοστό κ.ο. των κονιών) Πίνακας 4.6 Λόγος νερού προς τσιμέντο Πίνακας 4.7 Υπολογισμός πορώδους Πίνακας 4.8 Αποτελέσματα μετρήσεων συστολής ξήρανσης Πίνακας 4.9 Ποσοστό μεταβολής βάρους λόγω υποβολής των δοκιμίων σε κύκλους ξήρανσης ύγρανσης Πίνακας 4.10 Αποτελέσματα κύκλων ψύξης απόψυξης Πίνακας 4.11 Καμπτική και θλιπτική αντοχή κονιαμάτων Πίνακας 4.12 Συνθέσεις επιχρισμάτων δοκιμίων 2 ης φάσης Πίνακας 4.13 Δοκίμια 2 ης φάσης Πίνακας 4.14 Λόγος νερού προς κονίες δοκιμίων 2 ης φάσης Πίνακας 4.15 Γωνίες επαφής σταγόνας δοκιμίων 2ης φάσης Πίνακας 4.16 Συντελεστής απορρόφησης δοκιμίων με εφαρμογή με το χέρι Πίνακας 4.17 Συντελεστής απορρόφησης δοκιμίων με εφαρμογή με την πρέσσα Πίνακας 4.18 Συντελεστής απορρόφησης ωμοπλίνθου Πίνακας 4.19 Έλεγχος pull out πηλοεπιχρισμάτων εφαρμοσμένων σε ωμοπλίνθους Πίνακας I.1. Κόστος πρόσθετων υλικών σύνθεσης 10. ΑΤSI(PP) Πίνακας ΙΙ.1. Μεταβολή βάρους Δοκιμίου 1Χ (Ωμόπλινθος χωρίς ίνες) Πίνακας ΙΙ.2 Μεταβολή βάρους Δοκιμίου 2Χ (Ωμόπλινθος χωρίς ίνες) Πίνακας ΙΙ.3 Μεταβολή βάρους Δοκιμίου 3Χ (Ωμόπλινθος χωρίς ίνες) Πίνακας ΙΙ.4 Απώλεια βάρους Δοκιμίου 1Χ (Ωμόπλινθος χωρίς ίνες) Πίνακας ΙΙ.5 Απώλεια βάρους Δοκιμίου 2Χ (Ωμόπλινθος χωρίς ίνες) Πίνακας ΙΙ.6 Απώλεια βάρους Δοκιμίου 3Χ (Ωμόπλινθος χωρίς ίνες) Πίνακας ΙΙ.7 Μεταβολή βάρους πλίνθου1ι (Ωμόπλινθος με ίνες) Πίνακας ΙΙ.8 Μεταβολή βάρους Πλίνθου2Ι (Ωμόπλινθος με ίνες) Πίνακας ΙΙ.9 Συστολή ξήρανσης δοκιμίου 1-12/ Πίνακας ΙΙ.10 Συστολή ξήρανσης δοκιμίου 1-12/ Πίνακας ΙΙ.11 Συστολή ξήρανσης δοκιμίου 2-5/ Πίνακας ΙΙ.12 Συστολή ξήρανσης δοκιμίου 3-19/ Πίνακας ΙΙ.13 Συστολή ξήρανσης δοκιμίου 3-19/ Πίνακας ΙΙ.14 Συστολή ξήρανσης δοκιμίου 4-24/

13 Πίνακας ΙΙ.15 Συστολή ξήρανσης δοκιμίου 4-24/ Πίνακας ΙΙ.16 Συστολή ξήρανσης δοκιμίου 5-10/ Πίνακας ΙΙ.17 Συστολή ξήρανσης δοκιμίου 5-10/ Πίνακας ΙΙ.18 Συστολή ξήρανσης δοκιμίου 5-10/ Πίνακας ΙΙ.19 Συστολή ξήρανσης δοκιμίου 6-21/ Πίνακας ΙΙ.20 Συστολή ξήρανσης δοκιμίου 6-21/ Πίνακας ΙΙ.21 Συστολή ξήρανσης δοκιμίου 6-21/ Πίνακας ΙΙ.22 Συστολή ξήρανσης δοκιμίου 7-19/ Πίνακας ΙΙ.23 Συστολή ξήρανσης δοκιμίου 7-19/ Πίνακας ΙΙ.24 Συστολή ξήρανσης δοκιμίου 7-19/ Πίνακας ΙΙ.25 Συστολή ξήρανσης δοκιμίου 8-26/ Πίνακας ΙΙ.26 Συστολή ξήρανσης δοκιμίου 8-26/ Πίνακας ΙΙ.27 Συστολή ξήρανσης δοκιμίου 9-20/5-Α Πίνακας ΙΙ.28 Συστολή ξήρανσης δοκιμίου 9-20/5-Β Πίνακας ΙΙ.29 Συστολή ξήρανσης δοκιμίου 9-20/5-C Πίνακας ΙΙ.30 Συστολή ξήρανσης δοκιμίου 10-21/5-Α Πίνακας ΙΙ.31 Συστολή ξήρανσης δοκιμίου 10-21/5-Β Πίνακας ΙΙ.32 Συστολή ξήρανσης δοκιμίου 10-21/5-C Πίνακας ΙΙ.33 Υπολογισμός πορώδους Πίνακας ΙΙ.34 Μεταβολή βάρους δοκιμίων λόγω υποβολής τους σε κύκλους ύγρανσηςξήρανσης Πίνακας ΙΙ.35 Υπολογισμός μέτρου ελαστικότητας Ε Πίνακας ΙΙ.36 Αποτελέσματα ελέγχων αντοχής σε κάμψη και θλίψη Πίνακας ΙΙ.37 Μεταβολή βάρους δοκιμίων με χειρωνακτική εφαρμογή λόγω τριχοειδούς απορρόφησης Πίνακας ΙΙ.38 Μεταβολή βάρους δοκιμίων με μηχανική εφαρμογή λόγω τριχοειδούς απορρόφησης Πίνακας ΙΙ.39 Απορρόφηση υγρασίας ανά cm 2 δοκιμίων με χειρωνακτική εφαρμογή λόγω τριχοειδούς απορρόφησης Πίνακας ΙΙ.40 Απορρόφηση υγρασίας ανά cm 2 δοκιμίων με μηχανική εφαρμογή λόγω τριχοειδούς απορρόφησης

14 ΚΑΤΑΛΟΓΟΣ ΣΧΗΜΑΤΩΝ Σχήμα 4.1 Διάγραμμα τριχοειδούς απορρόφησης δοκιμίων ωμοπλίνθων χωρίς ίνες Σχήμα 4.2 Διάγραμμα απώλειας υγρασίας συναρτήσει της ρίζας του χρόνου δοκιμίων ωμοπλίνθων χωρίς ίνες Σχήμα 4.3 Διάγραμμα τριχοειδούς απορρόφησης δοκιμίων ωμοπλίνθων με ίνες Σχήμα 4.4 Αποτελέσματα προφιλομέτρησης ωμόπλινθου Σχήμα 4.5 Αποτελέσματα προφιλομέτρησης ωμόπλινθου Σχήμα 4.6 Αποτελέσματα προφιλομέτρησης ωμόπλινθου Σχήμα 4.7 XRD ανάλυση πηλού Σχήμα 4.8 Διάγραμμα υγρής διασποράς υδράσβεστου Σχήμα 4.9 TGA-DTA για το δείγμα του ασβέστη Σχήμα 4.10 Διάγραμμα υγρής διασποράς υδραυλικής ασβέστου Σχήμα 4.11 Διάγραμμα υγρής διασποράς λευκού τσιμέντου Σχήμα 4.12 Διάγραμμα υγρής διασποράς μετακαολίνη (Δαλκαφούκη) Σχήμα 4.13 Διάγραμμα υγρής διασποράς silica fume Σχήμα 4.14 Διάγραμμα μεταβολής όγκου λόγω συστολής ξήρανσης Σχήμα 4.15 Διάγραμμα ποσοστιαίας μεταβολής βάρους στους κύκλους ξήρανσης-ύγρανσης Σχήμα 4.16 Συγκριτικό διάγραμμα καμπτικής αντοχής δοκιμίων πηλοκονιαμάτων Σχήμα 4.17 Συγκριτικό διάγραμμα θλιπτικής αντοχής δοκιμίων πηλοκονιαμάτων Σχήμα 4.18 Συγκριτικό διάγραμμα, γωνιών επαφής σταγόνας, των πηλοεπιχρισμάτων που εφαρμόστηκαν στις ωμοπλίνθους Σχήμα 4.19 Διάγραμμα τριχοειδούς απορρόφησης Σχήμα 4.20 Διάγραμμα τριχοειδούς απορρόφησης δοκιμίων σύνθεσης 8.ΥΑ Σχήμα 4.21 Διάγραμμα τριχοειδούς απορρόφησης δοκιμίων σύνθεσης 9.ΑΑ Σχήμα 4.22 Διάγραμμα τριχοειδούς απορρόφησης δοκιμίων σύνθεσης 10.ΑΤSI(PP) Σχήμα 4.23 Διάγραμμα τριχοειδούς απορρόφησης δοκιμίων όπου η εφαρμογή του επιχρίσματος έγινε χειρωνακτικά Σχήμα 4.24 Διάγραμμα τριχοειδούς απορρόφησης δοκιμίων όπου η εφαρμογή του επιχρίσματος έγινε με μηχανική πίεση Σχήμα 4.25 Συγκριτικό διάγραμμα τάσης αποκόλλησης(μpa) των πηλοεπιχρισμάτων από το υπόστρωμα ωμοπλίνθου... 83

15 ΠΕΡΙΕΧΟΜΕΝΑ ΠΕΡΙΛΗΨΗ... 1 ABSTRACT... 3 ΚΑΤΑΛΟΓΟΣ ΕΙΚΟΝΩΝ... 5 ΚΑΤΑΛΟΓΟΣ ΠΙΝΑΚΩΝ... 8 ΚΑΤΑΛΟΓΟΣ ΣΧΗΜΑΤΩΝ Η ΧΡΗΣΗ ΤΟΥ ΠΗΛΟΥ ΣΤΗ ΔΟΜΗΣΗ Εισαγωγή Ιστορική αναδρομή Σύνθεση και χαρακτηριστικά του πηλού ως δομικό υλικό Τύποι δόμησης ΩΜΟΠΛΙΝΘΟΔΟΜΕΣ Ωμόπλινθοι Πηλοκονιάματα Παθολογία και προβλήματα φθοράς Επίδραση της υγρασίας Πλεονεκτήματα ΠΡΟΣΤΑΣΙΑ ΩΜΟΠΛΙΝΘΟΔΟΜΩΝ Προστασία με σταθεροποίηση της επιφάνειας Προστασία με εφαρμογή επιχρισμάτων Ιστορική επισκόπηση Επιχρίσματα με βάση τον πηλό Επιχρίσματα με βάση την άσβεστο Επιχρίσματα με βάση το τσιμέντο Επιχρίσματα από οργανικά υλικά Προστασία με στερεωτικά Ενέματα ΠΕΙΡΑΜΑΤΙΚΟ ΜΕΡΟΣ Υλικά υποστρώματος... 37

16 Χαρακτηριστικά ωμοπλίνθων Τριχοειδής απορρόφηση Τραχύτητα Σκληρότητα Γωνία επαφής Πηλοεπιχρίσματα - 1 η φάση Υλικά συνθέσεων Σχεδιασμός συνθέσεων Φυσικές και μηχανικές ιδιότητες πηλοεπιχρισμάτων Συμπεράσματα 1ης φάσης Πηλοεπιχρίσματα - 2 η φάση Σχεδιασμός και παρασκευή δοκιμίων Έλεγχοι δοκιμίων 2ης φάσης Συμπεράσματα 2ης φάσης ΓΕΝΙΚΑ ΣΥΜΠΕΡΑΣΜΑΤΑ ΣΥΝΟΨΗ ΒΙΒΛΙΟΓΡΑΦΙΑ ΠΑΡΑΡΤΗΜΑ Ι ΠΑΡΑΡΤΗΜΑ ΙΙ... 92

17 Η ΧΡΗΣΗ ΤΟΥ ΠΗΛΟΥ ΣΤΗ ΔΟΜΗΣΗ Η ΧΡΗΣΗ ΤΟΥ ΠΗΛΟΥ ΣΤΗ ΔΟΜΗΣΗ 1.1. Εισαγωγή Ο πηλός είναι ένα από τα αρχαιότερα διαχρονικά φυσικά δομικά υλικά. Αποτελεί βασικό στοιχείο της αρχιτεκτονικής κληρονομιάς της χώρας μας αλλά και ολόκληρου του κόσμου. Ακόμη και σήμερα χρησιμοποιούνται κτίσματα λαϊκής αρχιτεκτονικής με πηλό, τα οποία βρίσκονται κυρίως στην περιφέρεια και λιγότερο στα αστικά κέντρα. Το ένα τρίτο του παγκόσμιου πληθυσμού κατοικεί σε σπίτια από πηλό και ειδικά στις αναπτυσσόμενες χώρες περισσότερο από το 50% των κατοίκων. Έχει αποδειχθεί αδύνατο να ικανοποιηθούν οι τεράστιες ανάγκες για στέγαση με δομικά υλικά, όπως τα τούβλα, το σκυρόδεμα και ο χάλυβας. Από οικονομικής πλευράς, οι ωμόπλινθοι είναι σήμερα συγκρίσιμοι σε σχέση με τα σύγχρονα υλικά δόμησης και μερικές φορές ανταγωνιστικοί. Η αυξανόμενη ζήτηση για κτίρια χαμηλής ενεργειακής κατανάλωσης τα οποία δίνουν έμφαση στο ισορροπημένο και υγιεινό εσωτερικό κλίμα καθώς και οι νέες προηγμένες κατασκευαστικές τεχνικές σχετικές με τον πηλό, δείχνουν τη αξία που έχει ακόμη και για τη βιομηχανοποιημένη κατασκευή.[μπέη Γ., 2004] Το πρόβλημα της χαμηλής αντισεισμικότητας των κατασκευών από πηλό, το οποίο είναι μεγαλύτερο σε σεισμογενείς περιοχές, οδήγησε στην υποτίμηση του πηλού ως δομικό υλικό. Εκτός όμως από τον σεισμό ένα εξίσου σημαντικό πρόβλημα είναι η διάβρωση από το νερό. [Μπέη Γ., 2004] Οι επεμβάσεις που εφαρμόστηκαν για την αποκατάσταση των πλινθόκτιστων κτιρίων σε αρκετές περιπτώσεις είχαν ως αποτέλεσμα την καταστροφή πολλών από αυτά. Οι κτιριακοί κανονισμοί σε πολλές χώρες αγνοούν τις κατασκευές από πηλό αν και τα τελευταία χρόνια το ενδιαφέρον διεθνώς έχει αυξηθεί. Η έλλειψη βασικής και εφαρμοσμένης έρευνας εμποδίζει την βελτίωση και τυποποίηση των υλικών και τεχνικών σχετικών με τον πηλό. [Avrami E., Guillaud H., 2008] Έτσι προκύπτει η ανάγκη σύνταξης κανονισμών σχεδιασμού για την εναρμόνιση των πηλοκατασκευών με σύγχρονους όρους. Εικόνα 1.1 Παγκόσμια κατανομή αρχιτεκτονικής από πηλό [De Sensi B., 2003]

18 Η ΧΡΗΣΗ ΤΟΥ ΠΗΛΟΥ ΣΤΗ ΔΟΜΗΣΗ Ιστορική αναδρομή Οι τεχνικές κατασκευής με πηλό είναι γνωστές πάνω από 9000 χρόνια. Ο πηλός χρησιμοποιήθηκε σαν δομικό υλικό σε όλους τους αρχαίους πολιτισμούς, όχι μόνο για την κατασκευή κατοικιών αλλά και θρησκευτικών κτιρίων.[minke G., 2006] Ο Wright (Wright, 2005) αναφέρει ότι από την νεολιθική εποχή οι άνθρωποι τον χρησιμοποιούσαν για την παρασκευή κονιαμάτων, επιχρισμάτων αλλά και για την κατασκευή φέρουσας τοιχοποιίας, αναπτύσσοντας τεχνικές με τη κατάλληλη ανάμιξη διαφόρων χωμάτων μαζί με πρόσμικτα και την απαραίτητη ποσότητα νερού. Ο πηλός για την κατασκευή τοιχοποιιών χρησιμοποιούνταν σε μια ποικιλία μορφών και εφαρμογών. Μπορούσε να εφαρμοστεί με τη μορφή χειροποίητων μονάδων εύπλαστου πηλού ή με τη μορφή πλίνθων, οι οποίες ξηραίνονταν στον ήλιο, και διαμορφώνονταν είτε με το χέρι είτε με συγκεκριμένες φόρμες. Στον οικισμό Ιεριχώ (8000 π.χ.) ανακαλύφθηκαν διάφορα σχήματα ωμοπλίνθων, τα οποία μιμούνταν το σχήμα των τοπικών λίθων, συνήθως κυκλικοελειψοειδές, διαμορφώνοντας τους πρώτους τύπους σπιτιών κυκλικής κάτοψης.[πάχτα Β., 2011] Στο Ρωσικό Τουρεστάν έχουν ανακαλυφθεί κατοικίες κατασκευασμένες με ωμόπλινθους που χρονολογούνται από 8000 έως 6000 χρόνια π.χ. (Pumpelly, 1908). Στη Μεσοποταμία από την 4 η χιλιετία π.χ. ο πηλός ήταν κυρίαρχο δομικό υλικό. Οι κατασκευές αποτελούνταν από στρώσεις ωμοπλίνθων οι οποίες τοποθετούνταν πριν ξεραθούν εντελώς και συχνά ανάμεσα στις στρώσεις υπήρχαν ενισχυτικές ζώνες από ξύλα, καλάμια ή ψάθες.[πάχτα Β., 2011] Το 4000 χρόνων κινεζικό τείχος είχε κτιστεί αρχικά μόνο από συμπιεσμένο χώμα και αργότερα προστέθηκε η επικάλυψη από πέτρες και πλίνθους δίνοντάς του την εμφάνιση πέτρινου τείχους. Στη Γερμανία ο πηλός χρησιμοποιούνταν από την εποχή του Χαλκού ( π.χ.) για την πλήρωση των ξύλινων πλαισίων των κτιρίων ή για να σφραγίσουν τοίχους που κατασκευάζονταν από κορμούς δέντρων. Επίσης γνωρίζουμε από αρχαία κείμενα του Pliny ότι υπήρχαν φρούρια από πηλό στην Ισπανία από το 100 π.χ., ενώ στο Μεξικό στην κεντρική και νότια Αμερική, κτίρια από ωμοπλίνθους είναι γνωστά σχεδόν σε όλους τους προ-κολομβιανούς πολιτισμούς.[minke G., 2006] Κατά τους προϊστορικούς χρόνους στον ελλαδικό χώρο ο πηλός, ως κύριο δομικό υλικό χρησιμοποιείται από νωρίς με τη μορφή πλινθόκτιστων κατασκευών: οι ωμές πλίνθοι, αφού στεγνώσουν στον ήλιο, τοποθετούνται σε οριζόντιες στρώσεις πάνω σε χαμηλή λίθινη βάση (αλλά και χωρίς βάση στα παλαιότερα κτίσματα), με παχύ στρώμα πηλοκονιάματος στους οριζόντιους αρμούς. Οι ωμές πλίνθοι κατασκευάζονται με το χέρι, αλλά και το ξύλινο καλούπι είναι γνωστό ήδη από την Πρώιμη Εποχή του Χαλκού ( π.χ.). Επίσης τα προϊστορικά κτίσματα βασίζονται σε μεγάλο βαθμό στο πηλό με τη μορφή της κοινής αργολιθοδομής με παχύ στρώμα συνδετικού πηλοκονιάματος. Τέτοια παραδείγματα υπάρχουν από την 6 η χιλιετία (6000π.Χ.) στη Θεσσαλία, στο Σιδάρι Κέρκυρας όπως επίσης και στους νεολιθικούς οικισμούς του Σέσκλου και Διμηνίου.[Πάχτα Β., 2011]

19 Η ΧΡΗΣΗ ΤΟΥ ΠΗΛΟΥ ΣΤΗ ΔΟΜΗΣΗ 15 Από πηλό ήταν και οι περισσότερες επενδύσεις τοίχων και πατωμάτων. Αυτό που γνωρίζουμε από το Ακρωτήρι της Θήρας είναι ότι πλίνθοι τοποθετούνται όρθιες για την κατασκευή λεπτών διαχωριστικών τοίχων στους άνω ορόφους. Στη μινωική αρχιτεκτονική της Κρήτης όπου τα κτίρια τελείωναν με επίπεδο δώμα, έχουν βρεθεί σε πολλές θέσεις κομμάτια από αυτά, από παχύ στρώμα πηλού.[παλυβού K., 2006] Εικόνα 1.2 Εσωτερικοί τοίχοι από ωμές πλίνθους που έχουν βρεθεί στο Ακρωτήρι της Θήρας.[Παλυβού K., 2006] Στη Μεσαιωνική περίοδο (13 ος -17 ος αιώνας), ο πηλός χρησιμοποιήθηκε στην κεντρική Ευρώπη σαν υλικό πλήρωσης των ξύλινων πλαισίων των σπιτιών, όπως επίσης και για την κάλυψη σκεπών από άχυρο ώστε να έχουν αντίσταση στη φωτιά. Στην Γαλλία, η τεχνική του συμπιεσμένου χώματος (terre pisé) διαδόθηκε από τον 15 ο έως τον 19 ο αιώνα. Κοντά στην πόλη της Λυόν υπάρχουν αρκετά κτίρια τα οποία είναι 300 χρόνων και κατοικούνται μέχρι και σήμερα.[minke G., 2006] Η τεχνική των ωμοπλίνθων ("adobe") ήταν αρκετά διαδεδομένη και στη Μέση Ανατολή και Βόρεια Αφρική. Από ωμόπλινθους έχουν κατασκευαστεί τα τείχη ύψους 30 μέτρων περίπου αλλά και κτίρια κατοικιών στις πόλεις Shibah και Tarim στη Βόρεια Υεμένη μεταξύ του 15 ου και 19 ου αιώνα (Εικ. 1.3). Στις Η.Π.Α. η τεχνική είχε διαδοθεί τόσο ώστε αναπτύχθηκε εντατική παραγωγή adobe. Εικόνα 1.3 Οκταώροφα κτίρια κατοικιών, 500 χρόνων, από ωμόπλινθους στο Shibam της Υεμένης Εικόνα 1.4 Ανεμόμυλοι, 300 χρόνων περίπου, χτισμένοι από πηλό, άχυρα και ξύλο στο Ιράν Από τον 18 ο αιώνα στην Ευρώπη, η ανάπτυξη των αστικών κέντρων και η βιομηχανική ανάπτυξη οδήγησε στην κατασκευή υψηλότερων κτιρίων και στην μαζική παραγωγή δομικών υλικών. Η τοπική παραγωγή ωμοπλίνθων αντικαταστάθηκε από

20 Η ΧΡΗΣΗ ΤΟΥ ΠΗΛΟΥ ΣΤΗ ΔΟΜΗΣΗ 16 βιομηχανίες ή βιοτεχνίες οπτόπλινθων. Η χρήση του πηλού περιορίστηκε σε ορισμένα σημεία του πλανήτη κυρίως στις λιγότερο αναπτυγμένες, αγροτικές κοινωνίες στις οποίες οι κάτοικοι κατασκεύαζαν μόνοι τους τα σπίτια τους. Η εμφάνιση νέων υλικών όπως ο χάλυβας και το τσιμέντο (μέσα του 19 ου αιώνα) οδήγησαν στην πλήρη εγκατάλειψη του πηλού στις κατασκευές. Στον ελληνικό χώρο η κατασκευή κτιρίων με την παραδοσιακή τεχνική των ωμοπλίνθων ήταν αρκετά διαδεδομένη κυρίως σε αγροτικές περιοχές και εκεί όπου υπήρχαν τα κεραμαριά (δανειοθάλαμοι πηλού) σε πεδινές περιοχές, κοντά σε ποταμούς και λίμνες, όπου άνθιζε η αγγειοπλαστική (Θεσσαλία, Μακεδονία, νησιά του Βόρειου Αιγαίου, Κρήτη). Η χρήση των ωμοπλίνθων σταμάτησε στα τέλη της δεκαετίας του Σήμερα παραδείγματα τέτοιων κατασκευών συναντώνται στα Κορέστεια (Εικ. 1.5) και στις Πρέσπες στην περιοχή της Καστοριάς και της Φλώρινας, στα χωριά του Θεσσαλικού κάμπου και της Μακεδονίας καθώς και στα νησιά του Αιγαίου. Η εγκατάλειψη των ωμοπλίνθων αλλά και γενικότερα του πηλού ως υλικό δόμησης δεν είναι μόνο αποτέλεσμα της εισαγωγής νέων υλικών ή της ανάγκης των κοινωνιών να υιοθετούν νέες τεχνολογίες ευκολότερης εφαρμογής όπως το σκυρόδεμα. Η τρωτότητα των κατασκευών από πηλό στις σεισμικές δράσεις και κατά την επαφή τους με το νερό κατέστησε τις τοιχοποιίες αυτές ακατάλληλες ως σύγχρονο δομικό σύστημα.[μπέη Γ., 2004] Εικόνα 1.5. Κορέστεια Καστοριάς [πηγή: Εικόνα 1.6 Αγ.Γερμανός Φλώρινας Εικόνα 1.7 Λαγκαδάς Θεσσαλονίκης (δεξιά) [πηγή: Εικόνα 1.8 Κτίριο από πλιθιά στον Κρανιώνα Καστοριάς

21 Η ΧΡΗΣΗ ΤΟΥ ΠΗΛΟΥ ΣΤΗ ΔΟΜΗΣΗ Σύνθεση και χαρακτηριστικά του πηλού ως δομικό υλικό Η άργιλος, που αποτελεί το κύριο συστατικό όλων των πρώτων υλών για την παρασκευή προϊόντων όπτησης, είναι μίγμα διάφορων ορυκτών σε μορφή πλακοειδών κόκκων με μέγιστη διάμετρο 2μm. Τα ορυκτά αυτά είναι κυρίως ένυδρες πυριτικές ενώσεις του αργιλίου και προέρχονται από την αποσάθρωση πυριτικών πετρωμάτων, όπως για παράδειγμα ο καολίνης, ο μοντμοριλονίτης, ο ιλλίτης και ο αλλοϋσίτης. Κατατάσσονται ως ορυκτά με σταθερή κρυσταλλική δομή (π.χ. τα ορυκτά της ομάδας του καολινίτη), εύκαμπτη (π.χ. μοντμοριλονίτης), ή ενδιάμεση κρυσταλλική δομή. Προσδίδουν χαρακτηριστικά στο έδαφος τα οποία αντικατοπτρίζονται στην υψηλή απορρόφηση και ικανότητα κατακράτησης νερού, στη χαμηλή διαπερατότητα, στην πλαστικότητα κ.α. Η πιο σημαντική από αυτές τις ιδιότητες είναι η συνεκτικότητα, που εκδηλώνεται μέσω της εφελκυστικής τους αντοχής. Τα ορυκτά της αργίλου βρίσκονται επίσης αναμιγμένα με προσμίξεις και κυρίως με οξείδια του σιδήρου που καθορίζουν και το χαρακτηριστικό κίτρινο ή κόκκινο χρώμα. Χημικές ενώσεις μαγγανίου δίνουν ένα καφέ χρώμα, ασβεστολιθικές ενώσεις και ενώσεις μαγνησίου έχουν ως αποτέλεσμα το άσπρο χρώμα, ενώ οργανικές προσμίξεις δίνουν ένα βαθύ καφέ χρώμα. Το μίγμα αργίλου και λεπτής άμμου ονομάζεται πηλός, και όταν αναμιχθεί με κατάλληλη ποσότητα νερού σχηματίζει πολτό μεγάλης πλαστικότητας. Η πήξη και σκλήρυνση του πολτού οφείλεται στην εξάτμιση του νερού και χαρακτηρίζεται από συστολή που είναι ανάλογη της περιεκτικότητας σε άργιλο. Γενικά μεγαλύτερο ποσοστό αργίλου προσδίδει μεγαλύτερη πλαστικότητα και συνοχή και μικρότερη διαπερατότητα και γωνία τριβής. Ο διαποτισμός του πηλού με νερό επαναφέρει το υλικό στην αρχική κατάσταση πλαστικότητας. Το υλικό αυτό αποτελεί την πρώτη ύλη για την κατασκευή πλίνθων και προϊόντων κεραμευτικής.[τριανταφύλλου A.X., 2004],[Μπέη Γ., 2004] Πιο αναλυτικά τα συστατικά του πηλού μπορούν να χωριστούν στα χονδρόκοκκα χημικώς αδρανή συστατικά, όπως είναι το ρύζι, οι χάλικες, τα σκύρα (4-32mm) και η άμμος (0,08 4mm) τα οποία προσδίδουν αντοχή στο υλικό μέσω της επαφής των αδρανών και της ενεργοποίησης εσωτερικών δυνάμεων συνοχής, στα λεπτόκοκκα χημικώς αδρανή συστατικά, τα οποία ονομάζονται ιλύες (0,002-0,08mm), και στα λεπτόκοκκα χημικώς ενεργά συστατικά αργιλοπυριτικής βάσεως. Επίσης στα συστατικά του πηλού περιλαμβάνονται και άλλα στοιχεία λεπτόκοκκα και δραστικά που μπορεί να έχουν είτε θετικές επιδράσεις, όπως είναι τα οξείδια του σιδήρου είτε αρνητικές όπως είναι τα θειικά οξέα, τα χλωρικά οξέα και τα οργανικά υλικά.[μπέη Γ., 2004] Η ποικιλία των εδαφών-πηλών στη γη είναι πολύ μεγάλη. Η σύσταση και τα ιδιαίτερα χαρακτηριστικά των πηλών εξαρτώνται από τις τοπικές συνθήκες. Για παράδειγμα, χαλικώδη ορεινά εδάφη είναι πιο κατάλληλα για καλουπωτές τοιχοποιίες (εφόσον περιέχουν αρκετή άργιλο), ενώ τα παραποτάμια εδάφη συχνά είναι πιο λασπώδη και άρα

22 Η ΧΡΗΣΗ ΤΟΥ ΠΗΛΟΥ ΣΤΗ ΔΟΜΗΣΗ 18 λιγότερο ανθεκτικά στις καιρικές συνθήκες και με μικρότερη αντοχή σε συμπίεση. Εντούτοις σχεδόν όλοι οι πηλοί μπορούν χρησιμοποιηθούν στη δόμηση αρκεί να μην περιέχουν οργανικές προσμίξεις. Επίσης ο πηλός μπορεί να τροποποιηθεί ώστε να βελτιωθούν ορισμένα χαρακτηριστικά του για χρήση στη δόμηση, όπως είναι η αλλαγή της κοκκομετρικής καμπύλης, η προσθήκη υδραυλικών κονιών (τσιμέντο, άσβεστος, πουζολάνη), προσμίκτων ή ρητινών και η προσθήκη φυτικών ζωικών ή και συνθετικών ινών.[παπαγιάννη Ι. και Μπέη Γ., 2000], [Minke G., 2006] 1.4. Τύποι δόμησης Ο πηλός αποτέλεσε το πρώτο δομικό υλικό, που χρησιμοποιήθηκε αρχικά ως μέσο ενίσχυσης της φέρουσας κατασκευής (επιχρίσματα, κονιάματα δόμησης και επίστρωσης δαπέδων). Με την πάροδο του χρόνου και την ανάπτυξη της τεχνολογίας, χρησιμοποιήθηκε σαν το κύριο υλικό κατασκευής, σε ποικίλες μορφές. Οι βασικές κατηγορίες χρήσης του πηλού διαμορφώνονται ως εξής: Ωμοπλινθοδομές Στις κατασκευές από ωμοπλινθοδομές οι φέροντες τοίχοι είναι αποκλειστικά φτιαγμένοι από ωμοπλίνθους και συνδέονται μεταξύ τους με πηλοκονίαμα. Το ύψος των κτιρίων αυτών περιορίζεται συνήθως στους 2-3 ορόφους και συνήθως η χρήση τους είναι για κατοικία. Ο τρόπος αυτός δόμησης θα περιγραφεί αναλυτικά στο επόμενο κεφάλαιο καθώς αποτελεί τον κύριο τύπο δόμησης με πηλό στην Ελλάδα και αντικείμενο μελέτης της παρούσας εργασίας. Καλουπωτές τοιχοποιίες από πηλό (rammed earth) Η απλούστερη μέθοδος κατασκευής με πηλό είναι η καλουπωτή τοιχοποιία (rammed earth), όπου η κατασκευή μπορεί να γίνει κατευθείαν από το έδαφος. Αποτελεί χαρακτηριστική τεχνική η οποία χρησιμοποιείται στις πεδιάδες της Βόρειας Κίνας.[Warren J., 1993] Επίσης είναι αρκετά διαδεδομένη και στη Γαλλία με την ονομασία terre pisé. Για την κατασκευή της χρησιμοποιούνται καλούπια όπου χύνεται μίγμα υγρού πηλού σε στρώσεις και ακολουθεί το επαναλαμβανόμενο χτύπημα της στρώσης, παλιότερα με ένα βαρίδι που αποτελείται από ένα ξύλο που την άκρη του φέρει μία λίθινη ή μεταλλική πλάκα και σήμερα με μηχανικούς τρόπους. Πρόκειται δηλαδή για ολόσωμους φέροντες τοίχους από πηλό, οι οποίοι κατασκευάζονται από λεπτόκοκκα υλικά (0-5mm), με υψηλό ποσοστό παιπάλης (πάνω από 50%).[Μπέη Γ., 2004], [Minke G., 2006] Τοίχοι από συμπιεσμένους σβώλους πηλού (cob) Παρόμοια τεχνική της καλουπωτής τοιχοποιίας είναι η κατασκευή από συμπιεσμένους σβώλους πηλού, η οποία συναντάται κυρίως στην Νοτιοδυτική Αγγλία, όπου ονομάζεται cob. Η χρήση της τεχνικής αυτής ξεκίνησε από τον 15ο αι. και

23 Η ΧΡΗΣΗ ΤΟΥ ΠΗΛΟΥ ΣΤΗ ΔΟΜΗΣΗ 19 συνεχίστηκε μέχρι και τον 19ο αι. Σε αυτή την τεχνική, χρησιμοποιούνται σβώλοι από πηλό σε σχετικά υγρή κατάσταση, οι οποίοι κτίζονται χωρίς τη χρήση καλουπιών και είτε τοποθετούνται με πίεση ή ρίχνονται με δύναμη. Με τον τρόπο αυτό κατασκευάζονταν τμήματα τοιχοποιίας ύψους 50-60cm, τα οποία αφού στέγνωσουν αποτελούσαν τη βάση για τις επόμενες στρώσεις. Τα πάχη των τοιχοποιιών που κατασκευάζονταν κυμαίνονταν από 45 έως 60cm. Το μειονέκτημα αυτής της μεθόδου είναι ότι τα υλικά εμφανίζουν υψηλό ποσοστό συστολής λόγω ξήρανσης. Παραδείγματα αυτού του τύπου δόμησης έχουμε και στη Βόρεια Υεμένη με την ονομασία zabour, στη νότια Ινδία, στην Γκάνα, στην Γερμανία ( Wellerbau ) και αλλού.[minke G., 2006], [Καραβαριώτη Α., 2012] Εικόνα 1.9 Κατασκευή με την τεχνική cob στο Devon της Αγγλίας (1539). [ Εικόνα 1.10 Σύγχρονη κατοικία κατασκευασμένη με την τεχνική cob στο Όρεγκον των Η.Π.Α. [ Εικόνα 1.11 Κατασκευή τοίχων από σβώλους υγρού πηλού, νότια Γκάνα. [Minke G., 2006] Ξύλινα δικτυώματα επιχρισμένα από πηλό Για χιλιάδες χρόνια, στην Ευρώπη, αλλά και στην Αφρική και την Ασία, ο πηλός χρησιμοποιούταν ως γέμισμα σε κατασκευές ξύλινων δικτυωμάτων. Υπάρχουν πολλές παραλλαγές αυτής της τεχνικής αλλά κατά βάση το μίγμα υγρού πηλού το οποίο περιέχει συχνά άχυρα, τοποθετείται συνήθως με δύναμη σε ένα πλέγμα από κλαδιά ή ξύλα τοποθετημένα οριζόντια και κάθετα. Στην Ελλάδα αυτός ο τρόπος δόμησης χρησιμοποιήθηκε αρκετά στην παραδοσιακή αρχιτεκτονική με τη μορφή των τσατμαδότοιχων, όπου οι φέροντες τοίχοι αποτελούνται από ξύλινα πλαίσια με ή χωρίς διαγώνιες αντηρίδες στα οποία η πλήρωση γίνεται είτε με χυτό πηλό είτε με τοιχοποιία ωμόπλινθων ή οπτόπλινθων, και των μπαγδατότοιχων, όπου στα ξύλινα πλαίσια η επένδυση γίνεται είτε από σανίδες εν επαφή είτε από ξύλινους πήχεις με διάκενα όπου εφαρμόζεται το επίχρισμα από μίγμα πηλού και ινών (κατά παράδοση άχυρο). Το μίγμα συνήθως καλύπτει τουλάχιστον 2cm πάχους των ξύλινων στοιχείων, έτσι ώστε να μην

24 Η ΧΡΗΣΗ ΤΟΥ ΠΗΛΟΥ ΣΤΗ ΔΟΜΗΣΗ 20 καταστρέφεται και διαβρώνεται εύκολα. Σε κάποιες περιπτώσεις χρησιμοποιείται χονδρό χαλίκι ή και πέτρες ως γέμισμα μαζί με το μίγμα πηλού. Τα κτίρια αυτά αποτελούσαν σχεδόν τον κανόνα και στην κεντρική Ευρώπη μέχρι τον 18 ο αιώνα. [Minke G., 2006], [Καραβαριώτη Α., 2012], [Δουδούμης Ι., 2003] Εικόνα 1.12 Κατοικία με ωμοπλίνθους και ξύλινα δικτυώματα στην Γουμένισσα Εικόνα 1.13 Μπαγδατότοιχος στα Κορέστεια [πηγή:

25 ΩΜΟΠΛΙΝΘΟΔΟΜΕΣ ΩΜΟΠΛΙΝΘΟΔΟΜΕΣ Η τοιχοποιία από ωμοπλίνθους αποτελεί δομικό στοιχείο της αρχιτεκτονικής κληρονομιάς της χώρας μας. Οι φέρουσες τοιχοποιίες από ωμόπλινθους στηρίζονται σε συνεχή θεμελίωση από λιθοδομή ύψους cm, η οποία προεξέχει από την επιφάνεια του εδάφους. Οι ωμόπλινθοι είναι τοποθετημένοι πάνω στη λίθινη βάση σε ομοιόμορφες οριζόντιες στρώσεις και συνδέονται με κονίαμα από πηλό. Σε πολλές περιπτώσεις ο ισόγειος όροφος παραδοσιακών κτηρίων αποτελείται από λιθοδομή ενώ ο άνω όροφος είναι δομημένος με ωμόπλινθους Ωμόπλινθοι Η μέθοδος παραγωγής των παραδοσιακών ωμοπλίνθων (ή πλιθιά) είναι χιλιάδων ετών, όπως αναφέρθηκε σε προηγούμενο κεφάλαιο, με καταγωγή από τη Μεσοποταμία. Το όνομα "adobe" που έχει επικρατήσει στη διεθνή βιβλιογραφία προέρχεται από το λήμμα "τουμπ" όπως λέγονταν στην Αίγυπτο οι ωμόπλινθοι. Η αρχή παραγωγής τους βασίζεται στη μείξη ενός πολύ αργιλικού πηλού, συχνά με την προσθήκη ινών (άχυρα, τρίχες κ.α.) ή και πρόσθετων όπως άμμοι, χάλικες και κεραμικά. Το μείγμα τοποθετείται σε ξύλινα καλούπια πάνω στο έδαφος και συμπυκνώνεται με το χέρι. Στη συνέχεια αφαιρείται το καλούπι και το υλικό στεγνώνει στον ατμοσφαιρικό αέρα. Η περιεχόμενη υγρασία του μείγματος είναι λίγο μικρότερη από το όριο υδαρότητας του πηλού που χρησιμοποιείται. Για τους συνήθεις πηλούς, η περιεχόμενη υγρασία παρουσιάζει ποσοστά από 25-35%. Η παραγωγή των ωμοπλίνθων εμφανίζεται με διάφορους τρόπους στη διάρκεια των αιώνων και ανάλογα με την περιοχή, η βασική αρχή όμως παραμένει ίδια. [Μπέη Γ., 2004] Εικόνα 2.1 Αποθηκευτικοί χώροι κτισμένοι με ωμοπλίνθους πριν από 3200 χρόνια, ναός του Ramses II, Gourna, Αίγυπτος [Minke G., 2006] Εικόνα 2.2 Κατασκευή με ωμόπλινθους στη Σαουδική Αραβία [naturalhomes.org] Σήμερα οι ωμόπλινθοι παράγονται με συμπύκνωση του υλικού με πρέσα, ώστε να βελτιωθούν οι φυσικές και μηχανικές τους ιδιότητες. Η τεχνική των σύγχρονων συμπιεσμένων ωμοπλίνθων αναπτύχθηκε στις αρχές της δεκαετίας του Στόχος της συμπύκνωσης είναι η προσέγγιση των κόκκων του εδάφους μέσω αποβολής του περιεχόμενου αέρα που βρίσκεται στο χαλαρό υλικό, ώστε να βελτιωθούν τα εγγενή

26 ΩΜΟΠΛΙΝΘΟΔΟΜΕΣ 22 χαρακτηριστικά του. Αυτό έχει ως αποτέλεσμα τη μείωση του αρχικού όγκου του υλικού, την καλύτερη τακτοποίηση των συμπιεσμένων κόκκων και τη μείωση των σχετικών μετακινήσεων. Οι τάσεις που επιβάλλονται για την παραγωγή συμπιεσμένων ωμοπλίνθων κυμαίνονται από 0.1 έως 0.5ΜPa.[Μπέη Γ., 2004] Αναφέρεται από τους Guillaud et al (1995) ότι η συμπίεση του πηλού χρησιμοποιώντας πρέσα βελτιώνει την ποιότητα του υλικού διότι πετυχαίνουμε υψηλότερη πυκνότητα και μικρότερο πορώδες. Ως αποτέλεσμα των παραπάνω αυξάνεται σημαντικά το φαινόμενο ειδικό βάρος, η θλιπτική αντοχή των πλίνθων, όπως επίσης και η αντίσταση στην διάβρωση, στην υγρασία και στη φθορά λόγω τριβής. Η ποιότητα των συμπιεσμένων ωμοπλίνθων εξαρτάται από την επιλογή του πηλού, την προετοιμασία και τη σωστή επεξεργασία του παραγόμενου υλικού. Εικόνα 2.3 Τρόποι τοποθέτησης πλίνθων για την κατασκευή ωμοπλινθοδομών [Guillaud H. et al, 1995] 2.2. Πηλοκονιάματα Το κονίαμα με βάση τον πηλό αποτελεί τον πρώτο τύπο συνδετικού κονιάματος που χρησιμοποιήθηκε από τα προϊστορικά χρόνια και παρέμεινε για χιλιετίες στη δόμηση, λόγω της αφθονίας της πρώτης ύλης και της απλής χρήσης του. Η παρασκευή των νεολιθικών πηλοκονιαμάτων ακολουθούσε τα ίδια στάδια με αυτά της παρασκευής των ωμοπλίνθων και πραγματοποιούνταν σε κοντινό σημείο από το προς κατασκευή έργο με καλή ανάμιξη του πηλού, συνήθως με οργανικά (χόρτα, ρίζες, άχυρα, καλάμια) ή ανόργανα πρόσθετα (άμμος, χαλίκι).[πάχτα Β., 2011] Το κονίαμα που χρησιμοποιείται για την κατασκευή ωμοπλινθοδομών πρέπει να είναι εύπλαστο, να επιτρέπει την διέλευση της υγρασίας και να έχει μηχανικές ιδιότητες οι οποίες είναι συμβατές με αυτές των ωμοπλίνθων. Ένα κονίαμα με χαμηλή αντοχή διατρέχει τον κίνδυνο της διάβρωσης, της διήθησης του νερού και της αλλοίωσης των ωμοπλίνθων. Διάβρωση και ρηγμάτωση του κονιάματος, σε συνδυασμό με τη χαμηλή αντοχή των ωμοπλίνθων οδηγεί στην αποσάρθρωσή τους. Από τη άλλη όταν ένα κονίαμα έχει πολύ υψηλή αντοχή υπάρχει ο κίνδυνος της διάβρωσης των ωμοπλίνθων λόγω της παγίδευσης της υγρασίας σε κενά της επιφάνειας της τοιχοποιίας, προκαλώντας μείωση της αντοχή της.[guillaud H. et al, 1995] Βασικό ρόλο παίζει η ποιότητα και η ποσότητα του πηλού, οι προστιθέμενες κονίες και ο υδρομετρικός συντελεστής τους, διότι επηρεάζει σημαντικά τα μηχανικά και φυσικά χαρακτηριστικά των κονιαμάτων. Ο πηλός που χρησιμοποιείται στα πηλοκονιάματα έχει μέγιστο κόκκο 2mm και είναι παρόμοιος με αυτόν που χρησιμοποιείται για τις

27 ΩΜΟΠΛΙΝΘΟΔΟΜΕΣ 23 ωμοπλίνθους. Η χρήση φυτικών ή άλλων ινών εφαρμόζεται για τον περιορισμό των ρηγματώσεων που οφείλεται στο αργιλικό ποσοστό του πηλοκονιάματος, για την επιτάχυνση της ξήρανσης σκλήρυνσής του, χάρη στη διοχέτευση της υγρασίας προς την ατμόσφαιρα μέσω της ίνας και για την αύξηση της εφελκυστικής αντοχής του. Οι αντοχές των πηλοκονιαμάτων αυξάνονται με το χρόνο και κυμαίνονται σύμφωνα με τη βιβλιογραφία μεταξύ 0,2N/mm 2 και 12N/mm 2. Στη σύγχρονη δόμηση ο πηλός αναμιγνύεται συχνά με τσιμέντο για τα κονιάματα δόμησης ή άσβεστο για τα επιχρίσματα. Τα πρόσθετα αυτά χρησιμοποιούνται για να βελτιώσουν τη συμπεριφορά του υλικού, όσον αφορά την αντοχή του και την ανθεκτικότητά του.[μπέη Γ., 2004] 2.3. Παθολογία και προβλήματα φθοράς Συγκρινόμενο με τα συνήθη βιομηχανικά δομικά υλικά ο πηλός δεν είναι ένα τυποποιημένο δομικό υλικό. Ανάλογα με την τοποθεσία από όπου προέρχεται ο πηλός, αποτελείται από διαφορετικές ποσότητες και τύπους αργίλου, άμμου και αδρανών. Έτσι τα χαρακτηριστικά και η ποιότητα του μπορεί να διαφέρουν από περιοχή σε περιοχή και η προετοιμασία ή η σωστή ανάμειξη για συγκεκριμένη εφαρμογή μπορεί επίσης να διαφέρει. Η συμπεριφορά μιας ωμοπλινθοδομής εξαρτάται επίσης σε μεγάλο βαθμό από την τεχνική της δόμησης, την εμπειρία και την ικανότητα των τεχνιτών, την ποιότητα των υλικών και την προσθήκη ενισχυτικών υλικών. Η παθολογία των περισσότερων κτιρίων οφείλεται κυρίως στις σεισμικές δράσεις, στην επίδραση της υγρασίας και στην έλλειψη συντήρησης, μπορεί όμως και να έχει προκληθεί από εγγενείς παράγοντες (κακή κατασκευή), από μεταγενέστερη αλλαγή στον οργανισμό του κτιρίου ή από ακατάλληλες εργασίες συντήρησης.[minke G., 2006], [Sanna A., Atzeni C., 2008] Οι πηλοκατασκευές θεωρούνται οι πρώτες στην κλίμακα τρωτότητας μεταξύ των υπόλοιπων σύγχρονων τύπων δόμησης. Οι βλάβες που παρατηρούνται κατά τη διάρκεια του σεισμού μπορεί να είναι κατακόρυφες ρωγμές στις γωνίες και στους εσωτερικούς εγκάρσιους τοίχους που οφείλονται στην τάση για αποκόλληση των εγκάρσιων τοίχων ή μπορεί να είναι διαγώνιες ρωγμές στο επίπεδο της τοιχοποιίας. Οι ρωγμές που δημιουργούνται λόγω αποκόλλησης των εγκάρσιων τοιχοποιιών είναι λίγες αλλά μεγάλου εύρους και μπορούν να οδηγήσουν σε αποκόλληση τμημάτων τοίχου από το υπόλοιπο κτίριο. Ωστόσο πρέπει να σημειωθεί ότι η κατάρρευση δεν είναι άμεση και γίνεται μετά από αρκετές ταλαντώσεις.[μπέη Γ., 2010] Η δράση του ανέμου είναι ακόμη ένας παράγοντας παθολογίας. Η άμμος που μεταφέρεται με τον άνεμο παρουσιάζεται πολλές φορές ως παράγοντας διάβρωσης ωμοπλινθοδομών. Συνήθως προσβάλλονται οι επιφάνειες του τοίχου πάνω από το μέσο ύψος του και τα γωνιακά σημεία. Επίσης τα φυτά και τα έντομα αποτελούν φυσικά φαινόμενα τα οποία είναι δυνατόν να επιταχύνουν τη διάβρωση των κατασκευών από πηλό και να δημιουργήσουν ρωγμές.

28 ΩΜΟΠΛΙΝΘΟΔΟΜΕΣ 24 Συχνά ζώα, πουλιά και έντομα ζουν σε αυτές τις κατασκευές τρυπώνοντας και φτιάχνοντας φωλιές σε τοίχους ή θεμέλια. Τα κτίρια από πηλό είναι πιο πιθανό να υποστούν καταστροφές λόγω των φυτών από ότι τα κτίρια από οπτοπλίνθους ή λίθους και σε πολλές περιπτώσεις αποτελούν το φυσικό μέσο για τη διατήρησή τους. Επιπλέον η ύπαρξη υγρασίας βοηθάει την ανάπτυξη των φυτών των οποίων οι ρίζες μπορεί να προκαλέσουν διαχωρισμό των υλικών των ωμοπλίνθων ή να μετατρέψουν τον πηλό σε χώμα ή ακόμη και θραύση Επίδραση της υγρασίας Τα δομικά υλικά από πηλό είναι εγγενώς πορώδη και ασταθή όταν απορροφούν μεγάλες ποσότητες νερού, ως αποτέλεσμα της διόγκωσης τους.[warren J., 1993] Η διόγκωση συμβαίνει μόνο αν η ωμόπλινθος έρθει σε άμεση επαφή με τόσο μεγάλη ποσότητα νερού ώστε να χάσει την στερεή του κατάσταση. Η απορρόφηση υγρασίας από την ατμόσφαιρα δεν οδηγεί σε διόγκωση.[minke G., 2006] Επίσης η δράση του παγετού, η φυσική διάβρωση, η ανάπτυξη φυτών ακόμη και η κατάρρευση μπορεί να είναι συνέπειες της προσβολής από την υγρασία.[warren J., 1993] Τα υψηλά επίπεδα υγρασίας στις τοιχοποιίες από πηλό συνήθως προκαλούνται λόγω βροχής, χιονιού, συμπύκνωσης υδρατμών του αέρα, από διαρροές στις οροφές και στις υδρορροές, από ανερχόμενη υγρασία ή από ανύψωση του υδροφόρου ορίζοντα και επιδεινώνονται στις περιπτώσεις όπου έχουν γίνει ακατάλληλες επεμβάσεις, όπως η εφαρμογή συμβατικών κονιαμάτων από υλικά μεγαλύτερης αντοχής, όπως το τσιμέντο. Στην ωμοπλινθοδομή η υγρασία μπορεί να προκαλέσει τις εξής βλάβες: Διάβρωση της βάσης των τοίχων Οφείλεται στη διείσδυση στη μάζα της τοιχοποιίας υγρασίας εδάφους. Η δράση της υγρασίας προκαλεί την αποσάθρωση των ωμοπλίνθων και τον σχηματισμό οριζόντιων κοιλοτήτων στη διεπιφάνεια ωμοπλινθοδομής λιθοδομής. Η διάβρωση της βάσης της ωμοπλινθοδομής μπορεί να έχει ως αποτέλεσμα την απώλεια φέρουσας επιφάνειας της τοιχοποιίας και την εισαγωγή εκκεντροτήτων.[warren J., 1993] Εικόνα 2.4 Διάβρωση της βάσης της τοιχοποιίας [Atzeni C., Sanna A., 2008]

29 ΩΜΟΠΛΙΝΘΟΔΟΜΕΣ 25 Διάβρωση του άνω τμήματος του τοίχου Η βροχή σε τοιχοποιίες από ωμοπλίνθους μπορεί να προκαλέσει αποσάθρωση και αποκόλληση των επιχρισμάτων και διείσδυση του νερού στη μάζα της ωμοπλινθοδομής, μέσα από υπάρχουσες ρωγμές, προκαλώντας τη διάβρωση του υλικού. Αυτό έχει ως αποτέλεσμα το σχηματισμό κατακόρυφων ασυνεχειών και ρωγμών στις περιοχές όπου έχει διεισδύσει η υγρασία.[morton T., 2008] Όταν η επιφάνεια μιας κατασκευής από πηλό διαβραχεί, το νερό απορροφάται από την εξωτερική στρώση και το υλικό διογκώνεται. Υπό τη προϋπόθεση ότι στην ξηρή κατάσταση, η επιφάνεια έχει ικανοποιητική πυκνότητα, το αποτέλεσμα της διόγκωσης είναι το κλείσιμο των πόρων του υλικού και η μείωση του ποσοστού απορρόφησης νερού στο εσωτερικό. Η εξωτερική επιφάνεια έτσι αποκτά μία ακαμψία και το επιπλέον νερό απομακρύνεται. Η διείσδυση του νερού όμως συνεχίζεται με πιο αργούς ρυθμούς λόγω της τριχοειδούς απορρόφησης που έχει ως συνέπεια να γίνεται η επιφάνεια πιο μαλακή από στρώση σε στρώση. Αν το ποσοστό της βροχής είναι πολύ υψηλό και αν η επίδραση είναι ουσιαστική, το υλικό που έχει μαλακώσει θα διαβρωθεί. Εντούτοις στις περισσότερες περιπτώσεις η υγρή αλλά όχι διαλυμένη εξωτερική στρώση θα αποτελέσει ένα φράγμα στην περαιτέρω είσοδο υγρασίας και όταν επέλθει η ξήρανση μπορεί να σχηματιστεί μια σκληρή αλλά ψαθυρή επιφάνεια σαν κρούστα. Κάτω από αυτή την επιφάνεια θα σχηματιστεί μια στρώση υλικού με μειωμένη πυκνότητα, η οποία ενώ είχε διογκωθεί δεν έχει επανέλθει εντελώς στην αρχική της κατάσταση μετά την απομάκρυνση της υγρασίας. Έτσι στην επόμενη διαβροχή η εύθραυστη επιφάνεια που έχει δημιουργηθεί είναι πιο ευάλωτη και η διείσδυση της υγρασίας θα έχει πιο σοβαρές συνέπειες. Αναπόφευκτα υπάρχει απώλεια υλικού σε κάθε έναν από τους κύκλους υγρασίας.[warren J., 1993]. Αποσάθρωση ωμοπλίνθων Οι ωμόπλινθοι, λόγω του ότι δε περνούν από τη διαδικασία της όπτησης, διατηρούν την μικροδομή, τα μορφολογικά και χημικά χαρακτηριστικά του αρχικού πηλού και γι αυτόν παρουσιάζουν μικρή αντίσταση στο νερό. Ενώ οι μηχανισμοί αποσάθρωσης των ωμοπλίνθων είναι κατά βάση ίδιοι με αυτούς που συμβαίνουν στις οπτόπλινθους, η λειτουργία τους μπορεί μερικές φορές να είναι εντελώς διαφορετική. Αυτό συμβαίνει διότι η προοδευτική ύγρανση των πλίνθων μπορεί να φτάσει μέχρι την διάλυση του υλικού. Όταν οι ωμόπλινθοι βρεθούν σε κορεσμένη κατάσταση χάνεται η συνοχή μεταξύ των στοιχείων του υλικού, οι πόροι εξαφανίζονται όπως και οι επιφανειακές τάσεις, επιτρέποντας στα μόρια του υλικού να κινούνται και κατά συνέπεια το υλικό χάνει την αντοχή του. Αν υπάρχουν συνδετικές ίνες (άχυρα, τρίχες, κ.ά.), μπορεί να υποστούν αποσύνθεση, μειώνοντας την εφελκυστική αντοχή των ωμοπλίνθων.[morton T., 2008] Σύμφωνα με τα αποτελέσματα πειραμάτων σε συμπιεσμένες ωμοπλίνθους παρατηρήθηκε ότι η αύξηση της

30 ΩΜΟΠΛΙΝΘΟΔΟΜΕΣ 26 σχετικής υγρασίας των ωμοπλίνθων προκαλεί τόσο στην καμπτική όσο και στη θλιπτική αντοχή μείωση της τάξης του 50%.[Μανωλοπούλου Α. και Παπαδοπούλου Κ., 2012] Επίσης όπως προαναφέρθηκε, κατά την ύγρανσή του ο πηλός διαστέλλεται. Μία τυπική συμπιεσμένη ωμόπλινθος μπορεί να αυξήσει τον όγκο της κατά 10% και να απορροφήσει το βάρος της σε νερό διατηρώντας τη θλιπτική της αντοχή. Αυξάνεται όμως σε μεγάλο βαθμό και η πλαστικότητα της και η αύξηση του όγκου συνοδεύεται από παραμορφώσεις λόγω των μόνιμων φορτίων που δέχεται. Αυτό μπορεί να οδηγήσει σε βύθιση και τελικά κατάρρευση του τοίχου εάν τα επίπεδα υγρασίας φτάσουν τα όρια πλαστικοποίησης και ρευστοποίησης. Μετά την απομάκρυνση του νερού οι ωμόπλινθοι αποβάλλουν τη υγρασία διατηρώντας όμως αυτές τις παραμορφώσεις και είναι πιθανόν τα φορτία να μεταφερθούν προς τα κάτω. Αυτή η διαδικασία μπορεί να επαναλαμβάνεται συνεχώς αλλάζοντας το σύστημα μεταφοράς των φορτίων.[morton T., 2008] Εικόνα 2.5 Αποσάθρωση ωμοπλίνθων και αποκόλληση επιχρισμάτων Διάβρωση των ξύλινων στοιχείων Σε φυσιολογικά επίπεδα υγρασίας, κάτω από 15% περίπου, τα δομικά στοιχεία από πηλό έχουν την ικανότητα να απομακρύνουν την υγρασία από τα ξύλινα στοιχεία βοηθώντας στη διατήρησή τους. Όμως σε υψηλά επίπεδα υγρασίας τα ξύλινα στοιχεία αποσυντίθενται οδηγώντας προοδευτικά σε πιο σοβαρές βλάβες. Συσσώρευση διαλυτών αλάτων Διάβρωση προκαλείται από την απόθεση αλάτων πάνω αλλά και κάτω από την επιφάνεια των τοιχοποιιών. Όταν απορροφάται από μια τοιχοποιία υγρασία εδάφους που περιέχει άλατα, μετά την εξάτμιση του νερού παραμένουν στον τοίχο κρυσταλλικά άλατα που διογκώνονται. Καθώς οι κρύσταλλοι μεγαλώνουν τα μόρια του πηλού και της άμμου διαχωρίζονται και η συνοχή της επιφάνειας ή οι δυνάμεις τριβής παύουν να λειτουργούν. Σε αυτή την χαλαρή κατάσταση τα στοιχεία του υλικού είναι ελεύθερα να απομακρυνθούν εύκολα από την επίδραση του ανέμου, δονήσεις ή ακόμη και έντομα. Πιο επικίνδυνο είναι όταν η κρυσταλλοποίηση συμβαίνει στη βάση των τοίχων.[morton T., 2008]

31 ΩΜΟΠΛΙΝΘΟΔΟΜΕΣ Πλεονεκτήματα Ο πηλός αποτελεί ένα κατεξοχήν οικολογικό υλικό καθώς έχει εξαιρετικές ιδιότητες βιοκλιματικής συμπεριφοράς. Είναι ένα πορώδες υλικό που έχει τη δυνατότητα να απορροφά και να αναδίνει υγρασία γρηγορότερα και σε μεγαλύτερη ποσότητα από ένα άλλο δομικό υλικό, επιτρέποντάς του να ισορροπεί στο εσωτερικό την υγρασία του αέρα. Σύμφωνα με έρευνες του BRL (Building Research Laboratory) του Πανεπιστημίου Kassel της Γερμανίας όταν η σχετική υγρασία ενός δωματίου αυξήθηκε ξαφνικά από 50% σε 80%, οι ωμόπλινθοι κατάφεραν σε δύο ημέρες να απορροφήσουν 30 φορές περισσότερη υγρασία από τις ψημένες πλίνθους. Από παρόμοιες έρευνες έχει διαπιστωθεί ότι οι κατασκευές από πηλό παράγουν ένα πιο υγιεινό περιβάλλον διαβίωσης με μειωμένη υγρασία το καλοκαίρι και αυξημένη υγρασία το χειμώνα. Επίσης όπως όλα τα βαριά υλικά, ο πηλός αποθηκεύει θερμότητα. Σε κλιματικές ζώνες με μεγάλες ημερήσιες θερμοκρασιακές μεταβολές ή όπου είναι απαραίτητο να αποθηκεύεται ηλιακή θερμότητα με παθητικά μέσα, η χρήση του πηλού μπορεί να ισορροπήσει το εσωτερικό κλίμα. Οι ωμόπλινθοι έχουν το πλεονέκτημα ότι μπορούν να παράγονται τοπικά και να χρησιμοποιούνται άμεσα. Η προετοιμασία, μεταφορά και χρήση του πηλού επί τόπου απαιτεί μόνο 1% της ενέργειας που χρειάζεται για την παραγωγή μεταφορά και επεξεργασία των ψημένων πλίνθων ή του οπλισμένου σκυροδέματος. Συχνά μπορεί να ληφθεί απευθείας όταν γίνεται η εκσκαφή για την κατασκευή των θεμελίων ή του υπογείου. Τέλος ο πηλός που δεν έχει περάσει από τη διαδικασία ψησίματος αλλά έχει υποστεί μια παρατεταμένη περίοδο ξήρανσης (συνήθως στον ήλιο) μπορεί να διατηρηθεί μεν για εκατοντάδες χρόνια αλλά και να ανακυκλωθεί και να επαναχρησιμοποιηθεί άπειρες φορές για ένα εξαιρετικά μεγάλο χρονικό διάστημα. Ο πηλός που έχει υποστεί ξήρανση στον ήλιο μπορεί να επαναχρησιμοποιηθεί αφού εμποτιστεί στο νερό.[minke G., 2006] Συμπεραίνουμε λοιπόν ότι ο πηλός είναι ένα υλικό που έχει χρησιμοποιηθεί στη δόμηση και κυρίως στην κατασκευή κατοικιών γιατί εκτός από το γεγονός ότι είναι διαθέσιμο στις περισσότερες περιοχές του κόσμου έχει πολλές ιδιότητες που του επιτρέπουν να παρουσιάζει πλεονεκτήματα, κυρίως ως προς το κόστος και το περιβαλλοντικό "ίχνος", σε σχέση με άλλα δομικά υλικά. Αυτοί είναι οι λόγοι για τους οποίους τα τελευταία χρόνια η μελέτη της συμπεριφοράς του πηλού ως δομικό υλικό έχει αποκτήσει ενδιαφέρον και μελετάται από την επιστημονική κοινότητα σε συστηματική βάση ως προς τις ιδιότητες του και τους τρόπους βελτίωσης του. Στην παρούσα διπλωματική εργασία γίνεται μελέτη τροποποιημένων επιχρισμάτων με βάση τον πηλό για την προστασία νέων αλλά και υφιστάμενων ωμοπλινθοδομών από την υγρασία.

32 ΠΡΟΣΤΑΣΙΑ ΩΜΟΠΛΙΝΘΟΔΟΜΩΝ ΠΡΟΣΤΑΣΙΑ ΩΜΟΠΛΙΝΘΟΔΟΜΩΝ Αδιαμφησβήτητα η πιο ευτυχής περίπτωση είναι όταν ένα κτίριο διατηρεί την αρχική του χρήση και συντηρείται σε μια κατάσταση όπως αρχικώς προβλεπόταν. Η διατήρηση αυτής της κατάστασης είναι πιθανό να απαιτεί το σοβάτισμα των τοίχων κάθε ένα με δέκα χρόνια ανάλογα με την επεξεργασία και το κλίμα. Σημεία του κτιρίου που διαβρώνονται πιο γρήγορα, όπως το ανώτερο τμήμα των τοίχων, τα στηθαία και τμήματα που βρίσκονται κοντά στο έδαφος, μπορεί να χρειάζονται πιο συχνή συντήρηση.[warren J., 1993]. Όταν μιλάμε για την προστασία, συντήρηση και αποκατάσταση παραδοσιακών κτιρίων, όπως είναι αυτά που έχουν κατασκευαστεί με ωμοπλινθοδομές και ειδικά όταν αυτά αποτελούν μνημεία, τότε επιθυμούμε τα υλικά που επιλέγονται να έχουν τις εξής ιδιότητες: Να προστατεύουν από την υγρασία Να επιτρέπουν την διάχυση των υδρατμών, δηλαδή την «αναπνοή» του υποστρώματος αφήνοντας τους πόρους του υλικού ανοιχτούς Να είναι ανθεκτικά σε περιβαλλοντικούς παράγοντες Να μην αλλοιώνονται οι οπτικές ιδιότητες του πηλού (π.χ. το χρώμα) Το κόστος τους να είναι τέτοιο που να μπορεί να χρησιμοποιηθεί σε ευρεία κλίμακα Να μην είναι επιβλαβή για το περιβάλλον Η εφαρμογή τους να είναι αντιστρεπτή Να είναι συμβατά με το υπόστρωμα Η συμβατότητα των κονιαμάτων καθορίζεται από τα αισθητικά χαρακτηριστικά του (χρώμα, υφή, τραχύτητα), τη σύσταση (τύπο συνδετικής κονίας, κοκκομετρία αδρανών), το επίπεδο αντοχής (θλιπτικής και εφελκυστικής), το πορώδες (κατανομή πόρων), το συντελεστή θερμικής διαστολής. Στη συνέχεια παρουσιάζονται οι μέθοδοι που συναντώνται στη διεθνή βιβλιογραφία σχετικά με τη συντήρηση και προστασία κατασκευών από πηλό Προστασία με σταθεροποίηση της επιφάνειας Η απλούστερη μέθοδος σκλήρυνσης της επιφάνειας, κυρίως για τη βελτίωση της αντίστασης στη διάβρωση λόγω της βροχής και του ανέμου είναι η σταθεροποίηση της. Αυτό μπορεί να γίνει με την τριβή με ένα μεταλλικό μυστρί με μεγάλη πίεση πάνω στην επιφάνεια όταν είναι υγρή και ελαφρώς εύπλαστη. Παραδοσιακές ινδικές και αφρικανικές μέθοδοι χρησιμοποιούν επίπεδες αλλά ελαφρές και κυρτές πέτρες, οι οποίες τρίβονται κυκλικά στην επιφάνεια με μεγάλη δύναμη. Η κατεργασία είναι επαρκής εάν η επιφάνεια εμφανίζεται γυαλιστερή και χωρίς εμφανείς πόρους ή ρωγμές. Με αυτή την διαδικασία η σύνθεση (του υποστρώματος) του υλικού δόμησης παραμένει αναλλοίωτη ενώ ταυτόχρονα δημιουργείται σημαντικός βαθμός αντίστασης στις καιρικές συνθήκες.[minke G., 2006] Ο

33 ΠΡΟΣΤΑΣΙΑ ΩΜΟΠΛΙΝΘΟΔΟΜΩΝ 29 Warren J. (1993) αναφέρει ότι συχνά χρησιμοποιούνται μικροί κύλινδροι για την σταθεροποίηση των χωμάτινων επιφανειών (στο δώμα συνήθως), όταν έχουν υγρανθεί μετά από κάποια βροχή. Αυτό έχει ως αποτέλεσμα μία διαρκή απώλεια υλικού, η οποία όμως αποκαθίσταται από την επικάλυψη με το νέο υλικό, το οποίο είναι πιο πλούσιο σε πηλό απ ότι το διαθέσιμο υπόστρωμα. Εικόνα 3.1 Συντήρηση δώματος από φύκια και πηλό με μαρμάρινο κύλινδρο στη Σαμοθράκη (1893) [ Προστασία με εφαρμογή επιχρισμάτων Τα επιχρίσματα για την προστασία κατασκευών από πηλό μπορούν να κατηγοριοποιηθούν ως υδρόφοβα υλικά, ως επιχρίσματα που σφραγίζουν τους πόρους ή ως επιχρίσματα που θυσιάζονται (δηλαδή εφαρμόζονται με την προοπτική να καταστραφούν αυτά αντί των ωμοπλίνθων και να αντικατασταθούν), αλλά όλα έχουν τον ίδιο σκοπό, την αύξηση της αντίστασης στην υγρασία των υλικών από πηλό. Αποτελούν ελκυστική λύση διότι διατηρούν τη φυσική εμφάνιση των ωμοπλινθοδομών και δεν επισκιάζουν το παλιό υλικό. [Oliver Α., 2008] Ιστορική επισκόπηση Η προϊστορική ( π.χ.) χρήση του πηλού σαν επίχρισμα εμφανίζεται στη μορφή επαλείψεων με αιώρημα πηλού ή με πηλοκονίαμα των πασσαλόπηκτων καλυβών. Τα πρωιμότερα παραδείγματα χρονολογούνται στη μεσολιθική εποχή στην Αίγυπτο και Μεσοποταμία, όπου χρησιμοποιούνταν μίγματα πηλού σε συνδυασμό με ρίζες, κλαδιά, φύλλα, καλάμια κλπ. Σημαντικό στοιχείο είναι και η κατεργασία ασβεστόλιθου και γύψου για την παραγωγή επιχρισμάτων μεγαλύτερης σκληρότητας και αντοχής αλλά και για την δημιουργία διακοσμημένων επιφανειών.[wright, 2005] Η χρήση της ασβέστου είναι γνωστή από τα προϊστορικά χρόνια και χρησιμοποιούνταν ως δομικό υλικό και κυρίως για την επίχριση επιφανειών. Στον ελλαδικό χώρο, η πρώτη χρήση πηλοεπιχρισμάτων σε ξύλινες καλύβες ξεκινά στην κεντρική και βόρεια ηπειρωτική Ελλάδα κατά την 7 η χιλιετία π.χ. [Παλυβού 2005]. Στο νεολιθικό οικισμό του Σέσκλου τα ανασκαφικά ευρήματα των πασσαλόπηκτων καλυβών της ακρόπολης έδωσαν πληροφορίες επίχρισης από πηλό τόσο στους τοίχους όσο και στην οροφή τους (Εικ. 3.2).[Τσούντας, 1908], [Πάχτα Β., 2011]

34 ΠΡΟΣΤΑΣΙΑ ΩΜΟΠΛΙΝΘΟΔΟΜΩΝ 30 Εικόνα 3.2 Σκαρίφημα θέσεων δειγμάτων πηλοεπιχρισμάτων από οικίσκο στο Σέσκλο (αριστερά) και πηλοεπίχρισμα τοίχου και οροφής Σέσκλου (δεξιά) [Τσούντας, 1908] Στην Μεσοποταμία από την 4 η χιλιετία π.χ. οι ωμοπλινθοδομές επιχρίονταν εξωτερικά από επιχρίσματα βασισμένα στον πηλό, την άσβεστο, τη γύψο ή την άσφαλτο. Κατά τη μινωική περίοδο (2 η χιλιετία π.χ.) η επίχριση ήταν συνηθέστερη με κονιάματα βασισμένα στην άσβεστο, τη γύψο και τον πηλό. Στο ακρωτήρι της Θήρας κατά την τελευταία περίοδο (1500π.Χ.) τα επιχρίσματα βασίζονται συνήθως στον πηλό ή και την άσβεστο. Οι αργολιθοδομές έφεραν σχεδόν πάντα πηλοεπίχρισμα μεγάλου πάχους που εξομάλυνε την επιφάνεια δημιουργώντας μία ενιαία στρώση. Συνήθως είχε την ίδια σύσταση με το συνδετικό πηλοκονίαμα αλλά περιείχε μεγάλη ποσότητα αδρανών τεμαχίων από παλιά ασβεστοκονιάματα και όστρακα. Στην παραδοσιακή αρχιτεκτονική ιδιωτικών κατοικιών του 19 ου και 20 ου αιώνα, οι αργολιθοδομές και πλινθοδομές συνήθως επιχρίονταν ακολουθώντας τις τοπικές παραδόσεις και τη διαθεσιμότητα των πρώτων υλών. Τα επιχρίσματα αποτελούνταν συνήθως από δύο ή τρεις στρώσεις και βασίζονταν στον πηλό, την άσβεστο ή σε ανάμιξή τους. Συνήθως οι εσωτερικές στρώσεις αφορούσαν σε πηλοεπιχρίσματα, ενώ εξωτερικά βασίζονταν στην άσβεστο. Συχνά αναμιγνύονταν με τεμάχια ξύλου, άχυρου ή τρίχες για την αύξηση της ανθεκτικότητας. Η αντοχή τους ήταν συνήθως χαμηλή και εξαρτιόταν εκτός από τα συστατικά τους και από τον τρόπο συμπύκνωσης τους.[πάχτα Β., 2011] Επιχρίσματα με βάση τον πηλό Τα πηλοεπιχρίσματα αποτελούνται κυρίως από άμμο και λάσπη με τη μικρότερη αναγκαία ποσότητα πηλού (συνήθως μεταξύ 5-12%) για την ανάπτυξη των συγκολλητικών και συνδετικών τους δυνάμεων. Οι αναλογίες των υλικών ενός ιδανικού επιχρίσματος με βάση τον πηλό είναι δύσκολο να καθοριστούν, επειδή οι ιδιότητες του μίγματος επηρεάζονται και από άλλους παράγοντες όπως είναι η κοκκομετρία της άμμου, η ποσότητα του νερού που προστίθεται, ο τύπος του πηλού, ο τρόπος προετοιμασίας και εφαρμογής και τα πρόσμικτα.[minke G., 2006]. Σύμφωνα με τα αποτελέσματα αναλύσεων των Παπαγιάννη Ι. και Μπέη Γ., (2000) σε πηλοκονιάματα υφιστάμενων κτιρίων, τα εξωτερικά επιχρίσματα περιέχουν υψηλό ποσοστό CaO, έτσι ώστε να χαρακτηρίζονται πηλοασβεστοκονιάματα και ίνες σε ποσοστό 0,7 έως 1,5%, από άχυρα μήκους 2 έως 5mm, ή μικρά ξύλα διαμέτρου έως 3mm και μήκους έως 20mm.

35 ΠΡΟΣΤΑΣΙΑ ΩΜΟΠΛΙΝΘΟΔΟΜΩΝ 31 Πηλοεπιχρίσματα τα οποία εκτίθεται άμεσα στις περιβαλλοντικές συνθήκες, πρέπει να έχουν τα εξής χαρακτηριστικά [Παπαγιάννη Ι., Μπέη Γ., 2000] : υψηλή ταχύτητα σκλήρυνσης ικανοποιητική υδατοστεγανότητα χαμηλό ποσοστό μικρορηγματώσεων κατά τη ξήρανση αρκετά καλή συνάφεια με το υπόστρωμα. Επίσης είναι σημαντικό να έχουν μικρή αντίσταση στη διάχυση των υδρατμών ώστε το νερό που συμπυκνώνεται στον τοίχο να μπορεί εύκολα να διαφύγει προς το εξωτερικό. Δοκίμια με διάφορες συστάσεις θα πρέπει πρώτα να ελεγχθούν, ώστε να διαπιστωθεί η καταλληλότητα των επιχρισμάτων.[warren J., 1993] Όπως προαναφέρθηκε τα παραδοσιακά επιχρίσματα περιέχουν συνήθως ίνες γιατί οι συνθέσεις που περιέχουν μεγάλη αναλογία πηλού έχουν την τάση να συρρικνώνονται και να εμφανίζουν ρωγμές. Η εισαγωγή άχυρου ή άλλων ινών είναι ένα πλεονέκτημα για την διαδικασία ξήρανσης μπορεί όμως να γίνει μειονέκτημα αν αρχίσει να αποσυντίθεται προσελκύοντας διάφορα έντομα. Κομμένες ίνες πολυπροπυλενίου έχουν χρησιμοποιηθεί σαν εναλλακτική των φυσικών ινών με επιτυχία και γενικά ο χρόνος ζωής των παραδοσιακών κονιαμάτων μπορεί να επεκταθεί με τη χρήση τέτοιων ανθεκτικών συνθετικών υλικών. Εντούτοις υπάρχει η άποψη ότι η εισαγωγή αυτών των υλικών σε μια παραδοσιακή τεχνική αλλοιώνει το χαρακτήρα της, αν και επιτρέπει την αναγνώριση και χρονολόγηση του επιχρίσματος, δηλαδή δηλώνει την εποχή του.[warren J., 1993] Καθώς τα επιχρίσματα με βάση τον πηλό δεν αντιδρούν χημικά με την επιφάνεια εφαρμογής, πρέπει αυτή να είναι αρκετά τραχιά ώστε να αναπτυχθούν ισχυροί φυσικοί δεσμοί. Εάν η τοιχοποιία που επιχρίεται αποτελείται από μεγάλες και λείες πλίνθους, προτείνεται να κόβεται ένα τμήμα των αρμών με το μυστρί, με γωνίας 45. Μία άλλη μέθοδος για καλύτερη πρόσφυση όταν έχουμε ωμοπλινθοδομές προς επικάλυψη είναι η διαβροχή τους έως ότου μαλακώσουν οι επιφάνειες και στη συνέχεια η δημιουργία διαγώνιων αυλακώσεων με μια μικρή τσουγκράνα ή ένα κατάλληλο μυστρί. Αν η επιφάνεια είναι αρκετά τραχιά, τότε τα πηλοεπιχρίσματα μπορούν να έχουν καλή πρόσφυση όχι μόνο σε ωμοπλινθοδομές και γενικά χωμάτινες επιφάνειες, αλλά και σε οπτοπλινθοδομές, στο σκυρόδεμα και την πέτρα. Ειδικά στις κατακόρυφες επιφάνειες η επικάλυψη μπορεί να είναι πολτός, ο οποίος δουλεύεται με πίεση στο υλικό του υποστρώματος και η απορρόφηση της υγρασίας του επιχρίσματος δημιουργεί δεσμούς μεταξύ του νέου και του παλιού υλικού. Αναφέρεται ότι, για να εξασφαλιστεί ότι τα επιχρίσματα έχουν καλή συνάφεια με το υπόστρωμα, μπορεί να χρησιμοποιηθεί γαλβανισμένο συρματόπλεγμα ή πλαστικό πλέγμα κ.α.[minke G., 2006], [Warren J., 1993] Σε όλες αυτές τις εργασίες η χειρωνακτική επεξεργασία είναι πολύ σημαντικό τμήμα της διαδικασίας και η πλαστιμότητα του υλικού που χρησιμοποιείται για την επικάλυψη

36 ΠΡΟΣΤΑΣΙΑ ΩΜΟΠΛΙΝΘΟΔΟΜΩΝ 32 είναι μια ιδιότητα που εκτιμάται πάρα πολύ σε όλες τις παραδοσιακές τεχνικές. Αυτό επηρεάζει και την επιλογή του πηλού και της άμμου που χρησιμοποιείται όπως επίσης και την επιλογή πρόσθετων υλικών που αυξάνουν την ρευστότητα.[warren J., 1993]. Εικόνα 3.3 Το Μεγάλο Τζαμί (The Great Mosque) στο Djenné, Μαλί είναι από τα ψηλότερα κτίρια του κόσμου κατασκευασμένο από ωμοπλίνθους. Μετά την εποχή των βροχοπτώσεων όλη η κοινότητα επισκευάζει τους τοίχους του τεμένους με μίγμα λάσπης, φλοιούς ρυζιού και άχυρο.[ Επιχρίσματα με βάση την άσβεστο Το συνηθέστερο από τα διάφορα υλικά που έχουν χρησιμοποιηθεί για την επικάλυψη των τοίχων από ωμόπλινθους, κυρίως στα υγρά κλίματα, είναι το ασβεστόνερο, το οποίο είναι καθαρή πρόσφατα ενυδατωμένη άσβεστος. Κατά την ξήρανσή του ανθρακώνεται και σχηματίζει ένα σκληρό κάλυμμα, το οποίο έχει πόρους και επιτρέπει την διάχυση των υδρατμών μέσω του τοίχου αλλά προστατεύει και την επιφάνεια του από την βροχή. Τα επιχρίσματα ασβέστη έχουν χρησιμοποιηθεί για την επίχριση τόσο των εσωτερικών όσο και των εξωτερικών τοίχων και έχουν μεγαλύτερη σκληρότητα από τα επιχρίσματα πηλού. Είναι εντούτοις λιγότερο εύπλαστα και ρηγματώνονται εύκολα. Αποτελούνται από ασβέστη, άμμο και νερό και εφαρμόζονται με μυστρί ή βούρτσα. Για να ενισχυθεί η πρόσφυση με το υπόστρωμα από πηλό συχνά χαράσσεται διαγώνια δημιουργώντας αυλακώσεις βάθους 3cm περίπου. Οι αυλακώσεις γεμίζονται με ασβεστοκονίαμα και μικρές πέτρες ή σπασμένα κεραμίδια. Στη συνέχεια ο τοίχος καλύπτεται με παχύ στρώμα ασβεστοκονιάματος. Οι κρύσταλλοι ασβεστίτη όμως ή το ανθρακικό ασβέστιο είναι ελαφρώς διαλυτοί στο νερό της βροχής και διαβρώνονται σταδιακά λόγω των καιρικών συνθηκών. Το νερό της βροχής είναι ελαφρώς όξινο εξαιτίας της παρουσίας διαλυμένου διοξειδίου του άνθρακα. Το φαινόμενο προκαλείται όχι τόσο εξαιτίας της άμεσης διάλυσης, αλλά λόγω της εκτόπισης σωματιδίων προερχόμενα από την μερική διάλυση της κρυσταλλικής δομής. Η βροχή που μεταφέρεται με τον αέρα και οι κακές καιρικές συνθήκες χειροτερεύουν την κατάσταση, και οι κύκλοι ανανέωσης του ασβεστόνερου που απαιτούνται εξαρτώνται από την έκθεση σε αυτές. Σε δύσκολες περιπτώσεις απαιτείται ετήσια ανανέωση, που δημιουργεί τελικά μία πυκνή επικάλυψη της επιφάνειας που μοιάζει με κιμωλία, η οποία έχει το

37 ΠΡΟΣΤΑΣΙΑ ΩΜΟΠΛΙΝΘΟΔΟΜΩΝ 33 προτέρημα της ωραίας εμφάνισης οπτικά ενώ ταυτόχρονα προστατεύει και από την υγρασία. Παραδοσιακές συνταγές περιλαμβάνουν λάδια (π.χ. από λιναρόσπορο) ή ζωικά λίπη στις αρχικές συνθέσεις, η χρήση των οποίων επηρεάζει την σκληρότητα. Το ωμό λάδι λιναρόσπορου οξειδώνεται και παραμένει σχετικά σταθερό προσδίδοντας συνοχή ανάμεσα στα μόρια. Τα ζωικά λίπη καταστρέφονται από τα βακτήρια αλλά μέχρι να συμβεί αυτό έχουν την ικανότητα να αναστέλλουν τη διείσδυση του νερού. Η επίδραση τους όμως, στην εξωτερική υδροπερατότητα δεν διαρκεί. Τελικά η συσσώρευση των στρώσεων ασβέστη παράγει μία σκληρότητα στο επίχρισμα που μπορεί να οδηγήσει στην αποκόλληση του από το μαλακότερο υπόστρωμα και στη δημιουργία ρωγμών πριν απομακρυνθεί εντελώς.[warren J., 1993] Υπάρχουν αρκετές έρευνες στη διεθνή βιβλιογραφία που μελετούν την βελτίωση κονιαμάτων ασβέστου με την χρήση πρόσθετων για την χρήση σε αποκαταστάσεις μνημείων. Διαπιστώθηκε από τους Andrejkovocova S. et al (2013) ότι η αντικατάσταση ποσοστού 20% της ασβέστου με μετακαολίνη ή 5% με sepiolite μπορεί να βελτιώσει τα χαρακτηριστικά των κονιαμάτων για χρήση σε αποκαταστάσεις μνημείων από πηλό, βελτιώνοντας τη μικροδομή και την αντίσταση στη διείσδυση του νερού, αλλά παρουσιάζοντας μειωμένες μηχανικές αντοχές. Επίσης η προσθήκη νανο-cao σε ασβεστιτικές πάστες μπορεί να βελτιώσει την εργασιμότητα, τις μηχανικές αντοχές και τις φυσικές ιδιότητες τους ενώ αντίθετα η προσθήκη νανοσωματιδίων SiO 2 σε ασβεστοποζολανικές πάστες επηρέασε αρνητικά την εργασιμότητα και κατ επέκταση την αντοχή, το πορώδες και τη συρρίκνωση, αν και δημιούργησε μια πιο συμπαγή δομή.[στεφανίδου Μ., 2011]. Τέλος οι Alvarez J.I. et al (2013) διαπιστώνουν βελτιωμένα μηχανικά χαρακτηριστικά με την προσθήκη nanosilica σε κονιάματα με βάση την άσβεστο αν και παρατηρούν την απαίτηση μεγαλύτερης ποσότητας νερού για την επίτευξη της ίδιας εργασιμότητας Επιχρίσματα με βάση το τσιμέντο Μερικές φορές μίγματα με βάση το τσιμέντο εφαρμόζονται με τη μορφή πολτού, τα οποία μετατρέπονται γρήγορα σε μία σκληρή επικάλυψη. Η συνάφεια μεταξύ αυτού του υλικού και του υποστρώματος είναι απίθανο να είναι ικανοποιητική και σε μεγάλες περιοχές τσιμεντοεπιχρίσματος εμφανίζονται ρηγματώσεις και τελικά προκύπτει θραύση, θυσιάζοντας το αρχικό υλικό του πηλού.[warren J., 1993] Η χρήση του τσιμέντου για τη σταθεροποίηση του πηλού αποτελεί δημοφιλή πρακτική τα τελευταία 50 χρόνια. Είναι πιο ανθεκτικό και λιγότερο ευαίσθητο στις περιβαλλοντικές συνθήκες από αερική άσβεστο και έχει μεγαλύτερη αντοχή από την υδραυλική άσβεστο. Όταν χρησιμοποιείται σε μεγάλες ποσότητες, το τσιμέντο δεν είναι συμβατό με τα υλικά από πηλό και το χρώμα του, η σκληρότητα, η απουσία ελαστικότητας (που συχνά οδηγεί στη διάβρωση των γειτονικών μη σταθεροποιημένων υλικών και στη ρηγμάτωση των σταθεροποιημένων) και η

38 ΠΡΟΣΤΑΣΙΑ ΩΜΟΠΛΙΝΘΟΔΟΜΩΝ 34 περιεκτικότητα διαλυτών αλάτων οδηγεί στην κατάρρευση πολλών πηλοκονιαμάτων σταθεροποιημένων με τσιμέντο. Αυτές οι βλάβες βοηθούν στην κατανόηση των περιορισμών στη χρήση του τσιμέντου και έτσι χρησιμοποιοείται ακόμη σήμερα με καλά αποτελέσματα, όταν όμως προστίθεται σε μικρό ποσοστό που κυμαίνεται από 5% έως 10%. [Oliver A., 2008] Επιχρίσματα από οργανικά υλικά Τα τελευταία χρόνια ένα μεγάλο εύρος συνθετικών οργανικών υλικών έχουν διευρευνηθεί για τη συντήρηση κατασκευών από πηλό. Η κυρίαρχη τάση με το πέρασμα του χρόνου ήταν τα υλικά αυτά, να μην δημιουργούν μία απόλυτα αδιάβροχη επιφάνεια, αλλά μία επιφάνεια που απωθεί το νερό και επιτρέπει στο υπόστρωμα να αναπνέει. Ως πιο κατάλληλα για την αύξηση της αντοχής στο νερό χρησιμοποιήθηκαν τα αλκοξυλάνια. Επίσης έχουν χρησιμοποιηθεί διαλύματα ακρυλικού και πολυβυνιλεστέρα, ενώ έχουν γίνει μελέτες στις οποίες, ως θυσιαζόμενη επίστρωση χρησιμοποιήθηκε επίχρισμα από πηλό με προσθήκη ακρυλικής ρητίνης. [Καραβαριώτη Α., 2012], [A. Oliver, 2008] Ένα άλλο επίχρισμα που χρησιμοποιούνταν σε ωμοπλινθοδομές, καθώς και σε άλλα είδη τοιχοποιιών για την προστασία από την υγρασία ήταν η πίσσα. Ενώ είναι δυνατόν να αποκτήσουμε μία καλή σύνδεση μεταξύ της ασφάλτου και του και του σώματος της ωμοπλινδοδομής, η χαμηλή αντοχή της ήταν η αιτία της κατάρρευσης. Ένα άλλο πρόβλημα που προκύπτει είναι το μαύρο χρώμα και το γεγονός ότι διακόπτεται διάχυση των υδρατμών από και προς το εσωτερικό και υπάρχει κίνδυνος υγροποίησης πίσω από το στρώμα της επικάλυψης προκαλώντας βλάβη του υποστρώματος.[warren J., 1993] 3.3. Προστασία με στερεωτικά Τα στερεωτικά συνήθως καλούνται να αντιμετωπίσουν τα προβλήματα αποσύνθεσης που προκαλούνται από το νερό συχνά σε συνδυασμό με την παρουσία διαλυτών αλάτων. Χρησιμοποιούνται κυρίως για την αποκατάσταση σε αρχαιολογικούς χώρους όπου δεν υπάρχουν στέγες, συστήματα αποχέτευσης και επιχρίσματα. Τα υλικά που έχουν χρησιμοποιηθεί στη βιβλιογραφία για την στερέωση κατασκευών από πηλό μπορούν να διαχωριστούν σε τρεις βασικές κατηγορίες με βάση τη χημική τους σύσταση: ανόργανα στερεωτικά (alkaline silicates), φυσικά οργανικά και συνθετικά οργανικά. Το συνηθέστερα χρησιμοποιούμενο ανόργανο στερεωτικό είναι το πυριτικό κάλιο το οποίο προτιμάται από το πυριτικό νάτριο, που είναι παρόμοιο αλλά φθηνότερο, λόγω της ικανότητας του να μη δημιουργεί εξανθήματα. Η μέθοδος εφαρμογής είναι απλή και τελικά παράγεται μία ανόργανη δομή στο προς στερέωση υλικό χωρίς το έμφυτο πρόβλημα των οργανικών συστατικών που είναι ευαίσθητα σε βιολογικές επιθέσεις και βλάβες, αν και ενθαρρυντικά αποτελέσματα δίνονται μόνο μετά από πολύ συγκεκριμένες συνθήκες προετοιμασίας και εφαρμογής του υλικού.

39 ΠΡΟΣΤΑΣΙΑ ΩΜΟΠΛΙΝΘΟΔΟΜΩΝ 35 Από τα τέλη της δεκαετίας του 80 έχει αναδειχθεί η χρήση των φυσικών οργανικών ρητινών ως στερεωτικών και ως επιφανειακών επιστρωμάτων. Κατά καιρούς, έχουν προταθεί διάφορα υλικά για εφαρμογή σε κατασκευές από πηλό, όπως η πίσσα, το αραβικό κόμμι, το κολοφώνιο, διάφορες φυσικές ρητίνες από φυτά (π.χ. από διάφορους κάκτους, την μπανανιά, την χαρουπιά) καθώς και φυτικά έλαια όπως το λινέλαιο. Έχουν προταθεί επίσης παράγωγα ζώων όπως το αίμα και η κοπριά. Σε γενικές γραμμές τα αποτελέσματα της στερέωσης του πηλού με τέτοιου είδους υλικά είναι ικανοποιητικά, όμως η αντοχή τους στη πάροδο του χρόνου είναι ιδιαίτερα μειωμένη και έτσι απαιτείται η συνεχής εφαρμογή τους για τη συντήρηση της ωμοπλινθοδομής. Τα αλκοξυσιλάνια χρησιμοποιούνται πολύ συχνά στη συντήρηση κατασκευών από πηλό και θεωρείται ότι πλησιάζουν περισσότερο τα κριτήρια ενός ιδανικού συνθετικού στερεωτικού αν και η χρήση τους δε δίνει πάντα τις καλύτερες συμπεριφορές ως προς την αντοχή και την αντίσταση στην είσοδο του νερού. Η συμπεριφορά των αλκοξυσιλανίων σε συνδυασμό με άλλα υλικά, είτε σαν διαδοχικές στρώσεις, είτε σαν μίγμα, έχει αποτελέσει επίσης αντικείμενο δοκιμών και έρευνας. Ένα άλλο παράδειγμα συνθετικών οργανικών στερεωτικών αποτελούν οι συνθετικές ρητίνες. Τα πιο συχνά χρησιμοποιούμενα είναι οι πολυοξικοί βινυλεστέρες (PVA), ακρυλικές ενώσεις (Acriloid B72 και Primal AC33) και πολυισοκυανικοί εστέρες. Οι συνθετικές ρητίνες δρουν ως στερεωτικά εισχωρώντας στο εσωτερικό των πόρων και δημιουργώντας ένα στρώμα γύρω από τους χαλαρούς κόκκους του υλικού. Συνήθως, δεν υπάρχει χημική αντίδραση μεταξύ του πολυμερούς και του υλικού προς προστασία. Πρέπει να σημειωθεί πως η χρήση συνθετικών ρητινών, στις περισσότερες περιπτώσεις, αποτελεί μία μη αντιστρεπτή επέμβαση συντήρησης. [Καραβαριωτη Α., 2012], [A. Oliver, 2008] 3.4. Ενέματα Για την αντιμετώπιση ρωγμών και κενών που έχουν δημιουργηθεί σε μια ωμοπλινθοδομή, ώστε να προστατευθεί και η κατασκευή από περαιτέρω διείσδυση νερού, μπορεί να γίνει γέμισμα με ένεμα. Στις περισσότερες περιπτώσεις η λύση που προτείνεται είναι η σύνθεση ενεμάτων που έχουν ως βάση τον πηλό με τη προσθήκη σταθεροποιητών, όπως για παράδειγμα ο μπετονίτης και η άσβεστος ή η υδραυλική άσβεστος, για την μείωση της συρρίκνωσης, την αύξηση της αντοχής και πιθανόν τη βελτίωση της συνοχής. Σε όλες τις περιπτώσεις η αντοχή του ενέματος είναι ίση ή λίγο μεγαλύτερη από αυτή του αυθεντικού υλικού από πηλό. Ένα μειονέκτημα είναι ότι το χαμηλό πορώδες των ωμοπλίνθων προκαλεί δυσκολία στη διείσδυση του ενέματος υπό πίεση (περίπου 1 atm) και επιπλέον υψηλές πιέσεις μπορεί να οδηγήσουν στην κατάρρευση του υλικού.[papayianni I., 2007] Η αξιολόγηση της αποτελεσματικότητας των ενεμάτων για την επισκευή κατασκευών από πηλό και ο βαθμός συνάφειας με το αρχικό υλικό χρήζει περαιτέρω διερεύνησης.[oliver Α., 2008]

40 ΠΕΙΡΑΜΑΤΙΚΟ ΜΕΡΟΣ ΠΕΙΡΑΜΑΤΙΚΟ ΜΕΡΟΣ Όπως προαναφέρθηκε η υγρασία αποτελεί μία από τις κύριες αιτίες διάβρωσης των υφιστάμενων αλλά και των νέων κατασκευών από πηλό. Στη παρούσα διπλωματική εργασία διερευνάται η προστασία των ωμοπλινθοδομών από την υγρασία με τη χρήση τροποποιημένων επιχρισμάτων. Στόχος είναι η παρασκευή επιχρισμάτων με βάση τον πηλό, τα οποία μετά την τροποποίηση τους με την προσθήκη διάφορων υλικών, προστατεύουν τις ωμοπλινθοδομές εμποδίζοντας την είσοδο της υγρασίας, επιτρέποντας όμως τη διάχυση των υδρατμών, δηλαδή αφήνοντας τον τοίχο να "αναπνέει". Τα επιχρίσματα που μελετήθηκαν ήταν βασισμένα στον πηλό και την άσβεστο, ώστε να είναι συμβατά με το υπόστρωμα, και τα πρόσθετα υλικά που έχουν επιλεγεί για την βελτίωση των ιδιοτήτων τους, καθιστούν τα επιχρίσματα μια αντιστρεπτή λύση, στην περίπτωση εφαρμογής σε υφιστάμενες κατασκευές. Πιο αναλυτικά στο πειραματικό μέρος της διπλωματικής εργασίας παρασκευάστηκαν επιχρίσματα με βάση τον πηλό και έγινε έλεγχος των μηχανικών και φυσικών τους χαρακτηριστικών, κυρίως όσον αφορά στην επίδραση του νερού. Η πειραματική διερεύνηση χωρίστηκε σε δύο φάσεις. Στην πρώτη φάση μελετήθηκαν 10 συνθέσεις ενυδατωμένων κονιών (πάστες), οι οποίες παρασκευάστηκαν σε πρισματική μορφή και υποβλήθηκαν σε ελέγχους συστολής ξήρανσης, πορώδους, μηχανικών αντοχών και συμπεριφοράς σε κύκλους ύγρανσης-ξήρανσης. Όλες οι συνθέσεις περιείχαν πηλό και άσβεστο, προστίθενται όμως και άλλα υλικά για την πρόσδοση χαρακτηριστικών υδροφοβικότητας και ανθεκτικότητας, όπως είναι το λινέλαιο, ο μετακαολίνης, το silica fume, ίνες προπυλαινίου κ.α. Στην δεύτερη φάση της πειραματικής διαδικασίας επιλέχθηκαν τρεις από τις συνθέσεις της πρώτης φάσης, που εκτιμήθηκε ότι εμφάνισαν τις καλύτερες ιδιότητες, και έγινε εφαρμογή τους σε ωμοπλίνθους, που είχαν παραχθεί εργαστηριακά. Διερευνήθηκε μέσω των πειραματικών δοκιμών ο τρόπος εφαρμογής του επιχρίσματος, η αντίσταση στην υγρασία και η συνάφεια μεταξύ του επιχρίσματος και των ωμοπλίνθων. Επίσης είχαν προηγηθεί έλεγχοι στο υπόστρωμα εφαρμογής των επιχρισμάτων δηλαδή στις ωμοπλίνθους και πιο συγκεκριμένα δοκιμές τραχύτητας, τριχοειδούς απορρόφησης, και σκληρότητας. Τα πειράματα διεξήχθησαν στο εργαστήριο Δομικών Υλικών του τμήματος Πολιτικών Μηχανικών. Στο παρόν κεφάλαιο περιγράφονται αναλυτικά ο τρόπος παρασκευής και εφαρμογής των πηλοεπιχρισμάτων, τα υλικά που χρησιμοποιήθηκαν και οι έλεγχοι που πραγματοποιήθηκαν.

41 ΠΕΙΡΑΜΑΤΙΚΟ ΜΕΡΟΣ Υλικά υποστρώματος Χρησιμοποιήθηκαν ως υπόστρωμα των πηλοκονιαμάτων ωμόπλινθοι του Εργαστηρίου Δομικών Υλικών από προηγούμενες ερευνητικές εργασίες. Οι ωμόπλινθοι ήταν διαστάσεων 250x120x80mm. Πραγματοποιήθηκαν οι δοκιμές τριχοειδούς απορρόφησης, τραχύτητας, σκληρότητας και γωνίας επαφής σταγόνας στις συμπιεσμένες ωμοπλίνθους του εργαστηρίου, για την διερεύνηση των χαρακτηριστικών του υποστρώματος, όπου θα εφαρμόζονταν τα πηλοεπιχρίσματα Χαρακτηριστικά ωμοπλίνθων Σύμφωνα με την αναφερόμενη βιβλιογραφία (Μπέη Γ., (2000), Μανωλοπούλου Α. και Παπαδοπούλου Κ., (2012)), στη σύνθεση των ωμοπλίνθων, για να βελτιωθεί η ποιότητα τους, εκτός από πηλό προστέθηκε στη σύνθεση άμμος και ιπτάμενη τέφρα, η οποία χρησιμοποιήθηκε ως σταθεροποιητής. Οι ωμόπλινθοι παρασκευάστηκαν με τη μέθοδο της στατικής συμπύκνωσης με τάση συμπίεσης 4-4.5ΜPa. Χρησιμοποιήθηκε υδραυλική πρέσα μέγιστου φορτίου 400ΚΝ στην οποία προσαρμόστηκε ειδική μεταλλική μήτρα (καλούπι). Ωμόπλινθοι χωρίς ίνες Ωμόπλινθοι με ίνες Πηλός (%κ.β.) Άμμος (%κ.β.) Ιπτάμενη τέφρα (%κ.β) Ίνες πολυπροπυλενίου (%κ.ό.) Νερό (%κ.β. των στερεών συστατικών) , ,07 15,5 Πίνακας 4.1 Συνθέσεις ωμοπλίνθων[μανωλοπούλου Α., Παπαδοπούλου Κ., 2012] Χρησιμοποιήθηκε πηλός από την περιοχή του Κιλκίς, ο οποίος είχε υποστεί επεξεργασία άλεσης με μέγιστο κόκκο 2mm. Κατά την κοκκομετρική ανάλυσή του βρέθηκε ότι οι αναλογίες των κλασμάτων αργίλου, ιλύος και άμμου είναι 8,30%, 3,85% και 54,85% κ.β. αντίστοιχα. Τα όρια Attemberg είναι: όριο υδαρότητας LL32,5, όριο πλαστικότητας PL 19.5 και δείκτης πλαστικότητας PI 13. Με βάση αυτά τα όρια ο πηλός ανήκει στην κατηγορία CL κατά ASTM D2487. Η χημική ανάλυση του έδειξε αυξημένα ποσοστά οξειδίου του αργίλου και οξειδίου του πυριτίου, 13,8% και 67,4% αντίστοιχα, που σε συνδυασμό με τα όρια Attemberg και την κοκκομετρική ανάλυση επιβεβαιώνουν πηλό αργιλοπυριτικής σύστασης. Η ορυκτολογική ανάλυση έδειξε ότι ο πηλός είναι πλούσιος σε χαλαζία, σμεκτίτες και ιλλίτες. Επίσης με βάση τη δοκιμή ASTM D584 προσδιορίστηκε το ειδικό βάρος του πηλού και προέκυψε ότι είναι ίσο με 2,6g/cm 3. Τέλος, κατά τον έλεγχο συμπύκνωσης με την τροποποιημένη μέθοδο Proctor προέκυψαν, μέγιστη ξηρή πυκνότητα ρ dmax=2.3gr/cm 3 και βέλτιστη υγρασία w opt=11.2%.

42 ΠΕΙΡΑΜΑΤΙΚΟ ΜΕΡΟΣ 38 Η άμμος που χρησιμοποιήθηκε προέρχεται από τον ποταμό Αξιό. Το ειδικό βάρος της άμμου βάσει της προδιαγραφής ASTM C144 βρέθηκε ίσο με 2,65gr/cm3. Η ιπτάμενη τέφρα που χρησιμοποιήθηκε προέρχεται από τη περιοχή της Πτολεμαΐδας. Έχει λεπτότητα άλεσης R 45m=38,5%. Η χημική ανάλυση της έδωσε ποσοστά ελεύθερου οξειδίου του ασβεστίου (CaO) 11,23% και οξειδίου του θείου (SO 3) 5,51%.[Papayianni I., Bei G., 2002], [Μανωλοπούλου Α., Παπαδοπούλου Κ., 2012] Τριχοειδής απορρόφηση Η επιφάνεια ενός υλικού που είναι υγρή μπορεί να απορροφήσει νερό μέσα στους πόρους του μέσω τριχοειδούς αναρρίχησης, επομένως η ιδιότητα του τριχοειδούς ενδιαφέρει τα δομικά υλικά που έρχονται σε επαφή με το νερό ή την υγρασία εδάφους ή της ατμόσφαιρας. Συνέπεια της απορρόφησης νερού μέσα στους πόρους του υλικού είναι η συμπύκνωση του νερού (σχηματισμός σταγονιδίων στους πόρους). Η δοκιμή τριχοειδούς απορρόφησης έγινε σύμφωνα με το πρότυπο EN771-1 και DIN Κόπηκαν δοκίμια ωμοπλίνθου με και χωρίς ίνες, σε διαστάσεις 40x40x160mm, από τα αρχικά δοκίμια διαστάσεων 250x120x85mm, ώστε να χρησιμοποιηθούν στους ελέγχους. Πραγματοποιήθηκε καταγραφή της αύξησης του βάρους των δοκιμίων σε συνάρτηση με το χρόνο από την αρχική επαφή του δοκιμίου με το νερό. Πιο συγκεκριμένα μετρήθηκε το ξηρό βάρος του στεγνού δοκιμίου και τοποθετήθηκε μέσα σε πλαστική δεξαμενή νερού πάνω σε ειδικό διηθητικό χαρτί το οποίο έχει διαβραχεί. Η επιφάνεια με την οποία τοποθετείται πρέπει να είναι επίπεδη και κατά το δυνατόν λεία. Το βάρος του δοκιμίου ξαναμετρήθηκε μετά από 5, 10, 15, 30, 60, 90, 120 και 1440 λεπτά, φροντίζοντας να παραμένει το χαρτί σε υγρή κατάσταση. Αφαιρώντας το αρχικό βάρος από το βάρος που μετρήθηκε στις δεδομένες χρονικές στιγμές και διαιρώντας με το εμβαδόν της επιφάνειας που εφάπτεται στο διηθητικό χαρτί, προκύπτουν οι τιμές που σχεδιάζονται στο διάγραμμα συναρτήσει της ρίζας του χρόνου (Σχ. 1.1, 1.3). Με τον ίδιο τρόπο χρησιμοποιώντας όμως ένα στεγνό διηθητικό χαρτί μετρήθηκε ο ρυθμός απώλειας της υγρασίας που είχε απορροφηθεί (Σχ. 1.2). Ο συντελεστής απορρόφησης νερού τριχοειδών C προσδιορίζεται κατά ΕΝ σύμφωνα με τον τύπο: Kg C = 0.1 (M 2 M 1 ) ( m 2 min 0.5),όπου Μ 1: Η μάζα του δοκιμίου μετά από 10 λεπτά (g) και Μ 2: Η μάζα του δοκιμίου μετά από 90 λεπτά (g) Τα αποτελέσματα των μετρήσεων δίνονται στους πίνακες και τα διαγράμματα που ακολουθούν. Όπως είναι λογικό οι ωμόπλινθοι έχουν μεγάλο συντελεστή τριχοειδούς απορρόφησης που κυμαίνεται από 1,17-1,37 Kg/m 2 /min 0.5 για τα δοκίμια χωρίς ίνες και από 1,24-1,36 Kg/m 2 /min 0.5 για τα δοκίμια με ίνες. Το βάρος των δοκιμίων των ωμοπλίνθων χωρίς ίνες αυξήθηκε κατά μέσο όρο 3,4gr/cm 2 μετά από 24 ώρες και το βάρος δοκιμίων

43 ΠΕΙΡΑΜΑΤΙΚΟ ΜΕΡΟΣ 39 των ωμοπλίνθων με ίνες αυξήθηκε κατά μέσο όρο 3,8gr/cm 2. Τέλος διαπιστώνουμε ότι οι ωμόπλινθοι αποβάλλουν την υγρασία με πολύ μικρότερο ρυθμό από ότι την προσλαμβάνουν, καθώς η παραμένουσα υγρασία είναι 95,3% (μέσος όρος) αυτής που απορροφήθηκε. Σχήμα 4.1 Διάγραμμα τριχοειδούς απορρόφησης δοκιμίων ωμοπλίνθων χωρίς ίνες Σχήμα 4.2 Διάγραμμα απώλειας υγρασίας συναρτήσει της ρίζας του χρόνου δοκιμίων ωμοπλίνθων χωρίς ίνες

44 ΠΕΙΡΑΜΑΤΙΚΟ ΜΕΡΟΣ 40 Σχήμα 4.3 Διάγραμμα τριχοειδούς απορρόφησης δοκιμίων ωμοπλίνθων με ίνες Ωμόπλινθοι χωρίς ίνες Δοκίμιο 1Χ Δοκίμιο 2Χ Δοκίμιο 3Χ C (Kg/m 2 /min 0.5 ) 1,373 1,173 1,261 Πίνακας 4.2 Συντελεστής τριχοειδούς απορρόφησης δοκιμίων ωμοπλίνθων χωρίς ίνες Ωμόπλινθοι με ίνες Πλίνθος 1Ι Πλίνθος 2Ι C (Kg/m 2 /min 0.5 ) 1,364 1,244 Πίνακας 4.3 Συντελεστής τριχοειδούς απορρόφησης δοκιμίων ωμοπλίνθων με ίνες Εικόνα 4.1 Έλεγχος τριχοειδούς αναρρόφησης σε δοκίμια ωμοπλίνθων

45 ΠΕΙΡΑΜΑΤΙΚΟ ΜΕΡΟΣ Τραχύτητα Η τραχύτητα επιφάνειας αποτελεί ένα μέτρο της υφής μιας επιφάνειας. Ως τραχύτητα ορίζεται το μέτρο των κάθετων αποκλίσεων της πραγματικής επιφάνειας από την ιδανικής μορφής επιφάνεια. Μετρήθηκαν με τραχύμετρο 31 τιμές πάνω στην επιφάνεια τριών ωμοπλίνθων χωρίς ίνες, από τις οποίες προσδιορίστηκε η μέση αριθμητική τραχύτητα Ra. Με βάση τα αποτελέσματα φαίνεται να υπάρχει απόκλιση των τιμών που σημαίνει ότι υπάρχει διαφορετική τραχύτητα μεταξύ των ωμοπλίνθων. Δοκίμιο Τραχύτητα Ra (mm) Μέση τιμή Ra (mm) Ωμόπλινθος 1 0,109 Ωμόπλινθος 2 0,258 0,264 Ωμόπλινθος 3 0,427 Πίνακας 4.4 Μέση αριθμητική τραχύτητα Ra ωμοπλίνθων Ωμόπλινθος 1 Σχήμα 4.4 Αποτελέσματα προφιλομέτρησης ωμόπλινθου 1 Ωμόπλινθος 2 Σχήμα 4.5 Αποτελέσματα προφιλομέτρησης ωμόπλινθου 2

46 ΠΕΙΡΑΜΑΤΙΚΟ ΜΕΡΟΣ 42 Ωμόπλινθος 3 Σχήμα 4.6 Αποτελέσματα προφιλομέτρησης ωμόπλινθου Σκληρότητα Ο έλεγχος της σκληρότητας προσδιορίστηκε με τη κλίμακα Mohs και η ωμόπλινθος κατατάσσεται ανάμεσα στον τάλκη και στον γύψο δηλαδή στα 1 και 2 ορυκτά της κλίμακας. Το ίδιο ισχύει για τις ωμοπλίνθους με ή χωρίς ίνες (Εικ. 4.2). Σκληρότητα είναι η αντίσταση που προβάλλει ένα σώμα στην πίεση για την εισχώρηση ενός άλλου. Από τη σκληρότητα εξαρτάται η αντίσταση σε φθορές χρήσεως. Αυτό σημαίνει ότι η επιφάνεια των ωμοπλίνθων είναι μαλακή, που είναι λογικό αν σκεφτούμε ότι οι επιφάνειες αυτές χαράσσονταν με σχέδια ως διακόσμηση. Εικόνα 4.2 Έλεγχος σκληρότητας επιφάνειας με την κλίμακα Mohs Γωνία επαφής Ο έλεγχος της υδροφοβικότητας της επιφάνειας πραγματοποιήθηκε με την τεχνική της σταγόνας (Drop Shape Analysis) και πραγματοποιήθηκε με το όργανο Kruss DSA 100. Όταν μια σταγόνα υγρού τοποθετηθεί άνω σε μια επιφάνεια τότε η γωνία που σχηματίζεται στο τριπλό σημείο συνύπαρξης στερεού, υγρού και αερίου ονομάζεται γωνία επαφής, θ (βλ. Εικ. 4.3). Η γωνία επαφής θ, καθορίζεται από τις συνιστώσες της επιφανειακής ελεύθερης ενέργειας του υγρού και του στερεού. Μέτρο της υδρόφοβικότητας ή της υδροφιλικότητας, μιας στερεής επιφάνειας, είναι η τιμή της γωνίας επαφής σταγόνας νερού επικαθήμενης στην επιφάνεια. Γενικά, μια υδρόφιλη επιφάνεια έχει

47 ΠΕΙΡΑΜΑΤΙΚΟ ΜΕΡΟΣ 43 μικρή γωνία επαφής (<90º) και μια υδρόφοβη επιφάνεια έχει μεγάλη γωνία επαφής (>90º). Τα δύο όρια της διαβρεκτικότητας είναι για γωνία επαφής θ = 180 C, η οποία αντιστοιχεί στην περίπτωση πλήρους μη διαβροχής (σχεδόν σφαιρική σταγόνα) και για γωνία επαφής θ= 0 C, η οποία αντιστοιχεί στην περίπτωση της πλήρους διαβροχής όπου το υγρό απλώνεται ομοιόμορφα πάνω στην επιφάνεια και δημιουργεί ένα λεπτό υγρό στρώμα. Στην περίπτωση των ωμοπλίνθων χωρίς ίνες που μελετήθηκαν, η γωνία επαφής της σταγόνας με την επιφάνεια του δοκιμίου του ωμοπλίνθου είναι μηδενική, δηλαδή έχουμε πλήρη διαβροχοποίηση. Εικόνα 4.3 Μέτρηση γωνίας επαφής α) Υδρόφοβη επιφάνεια (θ>90), β) Υδρόφιλη επιφάνεια (θ<90), γ) πλήρης διαβροχή (θ=0)

48 ΠΕΙΡΑΜΑΤΙΚΟ ΜΕΡΟΣ Πηλοεπιχρίσματα - 1 η φάση Σκοπός της πρώτης φάσης της πειραματικής έρευνας ήταν να ελεγχθούν αρκετές συνθέσεις πηλοεπιχρισμάτων ώστε να καταλήξουμε σε αυτές με τις καλύτερες ιδιότητες για την εφαρμογή στις ωμοπλίνθους. Αρχικά παρασκευάστηκαν 10 διαφορετικές συνθέσεις ενυδατωμένων κονιών (πάστες), δηλαδή χωρίς την προσθήκη άμμου. Τα δοκίμια είχαν πρισματική μορφή με διαστάσεις 40x40x160mm. Τα υλικά για τη δημιουργία αυτών των συνθέσεων, επιλέχθηκαν με σκοπό την επίτευξη υδροφοβικότητας αλλά και συνάφειας και συμβατότητας μεταξύ του νέου και του παλιού υλικού. Τα δοκίμια ελέγχθηκαν ως προς: την εργασιμότητα το ανοιχτό πορώδες τη συστολή κατά τη διάρκεια της ξήρανσης την ανθεκτικότητα σε κύκλους ξήρανσης ύγρανσης την ανθεκτικότητα σε κύκλους ψύξης απόψυξης την πρισματική θλιπτική αντοχή τους fmc την καμπτική αντοχή ή αλλιώς εφελκυστική αντοχή από κάμψη fmfl Υλικά συνθέσεων Οι κονίες που χρησιμοποιήθηκαν για την παρασκευή των παστών ήταν ο πηλός και η άσβεστος, που αποτελούν υλικά των παραδοσιακών επιχρισμάτων, με αναλογία στις περισσότερες συνθέσεις 1:2. Σε μια σύνθεση αντικαταστάθηκε η αερική άσβεστος με υδραυλική άσβεστο και σε δύο συνθέσεις αντικαταστάθηκε 10% της ασβέστου με λευκό τσιμέντο Πηλός Βάση όλων των συνθέσεων όπως προαναφέρθηκε ήταν ο πηλός, καθώς αποτελεί και το κύριο συστατικό των ωμοπλίνθων. Στις συνθέσεις ο πηλός που χρησιμοποιήθηκε είχε μέγιστο μέγεθος κόκκων 0,25mm. Το χρώμα του προσδιορίστηκε με κατάταξή του στην κλίμακα Munsell στην κατηγορία 10ΥR, 4/6, "dark yellowish brown". Η χημική ανάλυση που έγινε με XRD δίνεται στο επόμενο διάγραμμα (Σχ. 4.7).

49 ΠΕΙΡΑΜΑΤΙΚΟ ΜΕΡΟΣ 45 Σχήμα 4.7 XRD ανάλυση πηλού Αερική άσβεστος Όπως έχει ήδη αναφερθεί σε προηγούμενο κεφάλαιο η άσβεστος χρησιμοποιείται για την παρασκευή επιχρισμάτων καθώς προσδίδει σκληρότητα και προστασία των επιφανειών από τη βροχή. Χρησιμοποιήθηκε υδράσβεστος της εταιρίας CaO Hellas με την παρακάτω κοκκομετρική διαβάθμιση (Σχ. 4.8). Είναι λεπτόκοκκο υλικό με μέγιστο κόκκο κάτω από 50μm και ειδική επιφάνεια 2,25 m2/g. Τα αποτελέσματα της ανάλυσης DTA-DG φαίνονται στο Σχήμα 4.9. Το δραστικό Ca(OH) 2 είναι 52,6%. Volume (%) Particle Size Distribution Particle Size (µm) CaO Hellas υδρασβεστος-2, Τετάρτη, 10 Μαρτίου :16:50 μμ d(0.1)= 1.2 d(0.5)=3.09 d(0.9)=10,8 Σχήμα 4.8 Διάγραμμα υγρής διασποράς υδράσβεστου

50 ΠΕΙΡΑΜΑΤΙΚΟ ΜΕΡΟΣ 46 Σχήμα 4.9 TGA-DTA για το δείγμα του ασβέστη Εικόνα 4.4 Πηλός Ηλιάδη Εικόνα 4.5 Υδράσβεστος CaO Hellas Υδραυλική άσβεστος Η χρήση της υδραυλικής ασβέστου γίνεται όλο και περισσότερο δημοφιλής, διότι ως ένα αδύναμο τσιμέντο, μπορεί να αποκτά πιο γρήγορα αντοχή, να ρηγματώνεται πιο δύσκολα και να είναι λιγότερο ευαίσθητο στις συνθήκες εφαρμογής και συντήρησης και άρα είναι πιο ανθεκτικό από την αερική άσβεστο.[oliver A., 2008] Για την παραγωγή υδραυλικής άσβεστου κρίνονται κατάλληλοι οι ασβεστόλιθοι με περιεκτικότητα σε άργιλο 10-15%. Η όπτηση επιτυγχάνεται στα συνηθισμένα ασβεστουργικά καμίνια και σε θερμοκρασία μεγαλύτερη των 1000 ºC αλλά μικρότερη των 1300ºC. Η όπτηση στη θερμοκρασία αυτή βοηθάει στον σχηματισμό οξειδίων αργιλίου, πυριτίου και σιδήρου με

51 ΠΕΙΡΑΜΑΤΙΚΟ ΜΕΡΟΣ 47 την άσβεστο. Τα οξείδια αυτά συνιστούν τους υδραυλικούς παράγοντες της κονίας. Στην Ελλάδα δεν παράγονται υδραυλικοί άσβεστοι βιομηχανικά. Volume (%) d(0.1)= 1.7 d(0.5)=9.6 d(0.9)= Λευκό τσιμέντο Particle Size Distribution Particle Size (µm) δαλκαφούκη albaria calce-1, Τετάρτη, 10 Μαρτίου :53:52 μμ Σχήμα 4.10 Διάγραμμα υγρής διασποράς υδραυλικής ασβέστου Το λευκό τσιμέντο είναι απαλλαγμένο από θειικά άλατα και χρησιμοποιείται συχνά για την παρασκευή κονιαμάτων που εφαρμόζονται σε περιπτώσεις αποκαταστάσεων με παραδοσιακά υλικά, καθώς βοηθάει στην ανάπτυξη αντοχών σε μικρότερο χρονικό διάστημα. Η κοκκομετρική διαβάθμιση του λευκού τσιμέντου ΤΙΤΑΝ που χρησιμοποιήθηκε δίνεται στο Σχήμα Η ειδική επιφανεια είναι 1,03 m 2 /g. 6 Particle Size Distribution 5 Volume (%) Particle Size (µm) τιταν λευκο τσιμεντο-1, Τετάρτη, 10 Μαρτίου :27:41 μμ d(0.1)= 2,1 d(0.5)=17 d(0.9)=57,9 Σχήμα 4.11 Διάγραμμα υγρής διασποράς λευκού τσιμέντου Εικόνα 4.6 Υδραυλική άσβεστος Εικόνα 4.7 Λευκό τσιμέντο

52 ΠΕΙΡΑΜΑΤΙΚΟ ΜΕΡΟΣ Πρόσθετα Σε όλες τις συνθέσεις προστέθηκε λινέλαιο σε ποσοστό 1,5% κ.β. Το λινέλαιο λαμβάνεται από εκχύλιση των σπόρων του λιναρόσπορου και χρησιμοποιείται κυρίως στη παραγωγή οικοδομικών επιχρισμάτων και μονωτικών, καθώς επίσης αποτελεί το βασικό συστατικό των ελαιοχρωμάτων και των ασταριών. Η απόφαση της προσθήκης του λινελαίου σε όλες τις συνθέσεις προκύπτει, από παλιότερη διπλωματική εργασία σχετικά με τα πηλοεπιχρίσματα που πραγματοποιήθηκε στο εργαστήριο Δομικών Υλικών του τμήματος Πολιτικών Μηχανικών.[Καραβαριώτη Α., 2012] Σύμφωνα με τα αποτελέσματα των πειραμάτων η προσθήκη λινελαίου στις παραδοσιακές συνθέσεις επιχρισμάτων (ασβέστης και πηλός), είχε θετική επίδραση στην αντοχή τους έναντι της υγρασίας και κατά μέσο όρο την πιο ικανοποιητική συμπεριφορά από όλα τα επιχρίσματα που μελετήθηκαν. Η χρήση του στις συστάσεις επιχρισμάτων έγινε με σκοπό την αύξηση της στεγανωτικής ιδιότητας των μιγμάτων, την αντοχή αλλά και τις συγκολλητικές τους ιδιότητες. Σε 3 συνθέσεις χρησιμοποιήθηκε υδροξειδίου του νατρίου ΝaΟΗ και πυριτικό νάτριο. Ο συνδυασμός του πυριτικού νατρίου με καυστικό νάτριο, για σκοπούς προστασίας και στερέωσης, αναφέρεται συχνά στη βιβλιογραφία και βασίζεται στην τεχνολογία του γεωπολυμερισμού. Ο γεωπολυμερισμός είναι μια καινοτόμος τεχνολογία που αναπτύσσεται ραγδαία τις τελευταίες δεκαετίες και μπορεί να συντελέσει στη διαχείριση στερεών παραπροϊόντων αργιλοπυριτικής σύστασης που παράγονται από τη μεταλλευτική και μεταλλουργική βιομηχανία, για την μετατροπή τους σε χρήσιμα υλικά που έχουν ένα ευρύ φάσμα βιομηχανικών εφαρμογών. Η μεγάλη ποικιλία πιθανών εφαρμογών περιλαμβάνει πυρίμαχα υλικά, διακοσμητικά αντικείμενα από πέτρα, θερμικές μονώσεις, οικολογικά υλικά, υλικά για ιατρικές εφαρμογές, υλικά επισκευών και ενισχύσεων, εφαρμογές για την αεροναυπηγική, την αρχαιολογία κ.α. Στηρίζεται στη χημική αντίδραση μεταξύ ανόργανων στερεών υλικών πλουσίων σε οξείδια του πυριτίου και του αργιλίου και πυριτικών διαλυμάτων, κάτω από ισχυρά αλκαλικές συνθήκες και οδηγεί στην παραγωγή ανόργανων πολυμερών υλικών των γεωπολυμερών. Μόλις τα στερεά αργιλοπυριτικά υλικά αναμειχθούν με την ισχυρά αλκαλική πυριτική υδατική φάση αναπτύσσονται ολιγομερή του τύπου -Si-O-Al-O-, τα οποία μέσω της πολυσυμπύκνωσης τους δημιουργούν τρισδιάστατες πολυμερικές δομές, από τις οποίες θεωρείται ότι αποτελούνται τα γεωπολυμερή. Το γεωπολυμερές πλέγμα αναπτύσσεται τρισδιάστατα και συνενώνει χημικά τους αδιάλυτους στερεούς κόκκους οδηγώντας τελικά στο σχηματισμό συμπαγών υλικών. Ο σχηματισμός των γεωπολυμερικών υλικών διεξάγεται κάτω από ήπιες ατμοσφαιρικές συνθήκες, θερμοκρασία μέχρι 100 C και σε ιδιαίτερα μικρό χρόνο αντίδρασης. Τα υλικά που προκύπτουν χαρακτηρίζονται από χαμηλό φαινόμενο πορώδες ή νανο-πορώδες και χαμηλή θερμική αγωγιμότητα. Αντέχουν σε κύκλους ψύξης-απόψυξης και παρουσιάζουν σταθερότητα σε υψηλές θερμοκρασίες ( C). Παρουσιάζουν υψηλή θλιπτική

53 ΠΕΙΡΑΜΑΤΙΚΟ ΜΕΡΟΣ 49 αντοχή, αμελητέα συρρίκνωση της μάζας τους και μεγάλη αντοχή σε διαβρωτικά περιβάλλοντα. Έτσι η τεχνολογία του γεωπολυμερισμού βρίσκει εφαρμογή στην παραγωγή ανόργανων πολυμερών υλικών, κατάλληλων για δομικά υλικά. Σύμφωνα με δοκιμές των Πάνια Δ. κ.α (2005), για τον πολυμερισμό ιπτάμενης τέφρας, οι συνθήκες ωρίμανσης των γεωπολυμερών επηρεάζουν σημαντικά την αντοχή σε μονοαξονική θλίψη. Τα γεωπολυμερή που έχουν ωριμάσει σε θερμοκρασίες περιβάλλοντος (25 C) αναπτύσσουν πολύ μικρότερη αντοχή από αυτά που ωρίμασαν σε θερμοκρασία 60 C.[Πάνιας Δ. κ.α., 2005], [Γιαννοπούλου Ι., Πάνιας Δ., 2008], [Davodovits J., 2008] Τα χημικά αντιδραστήρια που χρησιμοποιήθηκαν για την παραγωγή των δοκιμίων ήταν υδατικό διάλυμα υδροξειδίου του νατρίου ΝaΟΗ 10Μ και διάλυμα πυριτικού νατρίου (Νa 2SiO 3) και απιονισμένο νερό. Κάθε σύνθεση περιείχε 10% ΝaΟΗ και 10% πυριτικό νάτριο κατά βάρος των κονιών. Τα δοκίμια διατηρούνταν σε συνθήκες υγρασίας >90% και θερμοκρασία περιβάλλοντος. Η επιστήμη της νανοτεχνολογίας δίνει τη δυνατότητα της σύνθεσης σωματιδίων στη νανοκλίμακα. Τα νανοσωματίδια που προστίθενται, για τη δημιουργία νανοτροποποιημένων κονιών, γεμίζουν τα κενά ανάμεσα στα σωματίδια των ορυκτών πρόσμικτων και επιταχύνουν τις αντιδράσεις που συντελούν στην ανθεκτικότητα των υλικών. Το σύστημα παρέχει δομική σταθερότητα γιατί τα νανοσωματίδια λειτουργούν ως κόλλα που ενώνει λιγότερο δραστικά σωματίδια.[στεφανίδου Μ., 2011] Οι Chen et al (2009) διαπίστωσαν ότι η προσθήκη νανο-sio 2 σε μίγματα πηλού για την παραγωγή πλακιδίων βελτιώνει τη συμπεριφορά τους, καθώς μειώνει τη συρρίκνωση, την απορρόφηση νερού και οδηγεί σε αύξηση της αντοχής. Τα νανοσωματίδια SiO 2 (Sigma Aldrich, d=14nm, ειδική επιφάνεια ΒΕΤ=200m 2 /g) προστέθηκαν σε ποσοστό 1,5% κ.β. των κονιών (πηλός και άσβεστος). Επιλέχθηκε η μέθοδος της ανάδευσης του σε προμετρημένη ποσότητα νερού, σε συσκευή υπερήχων, για 30 λεπτά τουλάχιστον, ώστε να επιτευχθεί ομοιόμορφη κατανομή των νανοσωματιδίων στο μίγμα. Μία τεχνητή ποζολάνη, που εμφανίζει αξιόλογη ποζολανική δράση, είναι ο θερμικά επεξεργασμένος καολίνης ή αλλιώς μετακαολίνης. Ο μετακαολινίτης, το κύριο συστατικό του μετακαολίνη, είναι ένα υλικό με υποτυπώδη δομή, που προκύπτει από τη θερμική κατεργασία του καολινίτη (κύριο συστατικό του καολίνη), σε θερμοκρασία μεγαλύτερη από 450 C.[Μπαδογιάννης Ε., 2004] Χρησιμοποιείται ως πρόσθετο σκυροδέματος με σκοπό τη βελτίωση ορισμένων ιδιοτήτων του. Σύμφωνα με έρευνες που υπάρχουν, πολλά πλεονεκτήματα μπορούν να προκύψουν από τη χρήση μετακαολίνη υψηλής δραστικότητας στο σκυρόδεμα. Τα πλεονεκτήματα αυτά παρουσιάζονται στους τομείς του πορώδους, της διαπερατότητας, της διάχυσης των χλωριόντων και της αντοχής του σκυροδέματος. Η παρουσία μετακαολίνη στο σκυρόδεμα επιδρά θετικά στο πορώδες,

54 ΠΕΙΡΑΜΑΤΙΚΟ ΜΕΡΟΣ 50 μειώνοντας το. Αυτή η μείωση οφείλεται μεταξύ άλλων και στο ότι οι κόκκοι του μετακαολίνη είναι μικρότεροι από τους κόκκους του τσιμέντου με αποτέλεσμα να καλύπτουν τα κενά μεταξύ των κόκκων τσιμέντου. [Καραβαριώτη Α., 2012]. Στο σχήμα 4.12 που ακολουθεί φαίνεται η κοκκομετρική διαβάθμιση του μετακαολίνη που χρησιμοποιήθηκε στην παρασκευή των κονιαμάτων σε ποσοστό 1% κ.β. των κονιών. Σύμφωνα με το διάγραμμα υγρής διασποράς για το δείγμα μετακαολίνη, η ειδική επιφάνεια είναι 0,711m 2 /g. Πρόκειται για υλικό με μεγαλύτερο όγκο κόκκων κάτω από 100μm. Particle Size Distribution 5 Volume (%) Particle Size (µm) μετακαολίνης - Average, Δευτέρα, 12 Μαρτίου :40:53 μμ d(0.1)= 3.36μm d(0.5)=13.17 d(0.9)=62.4 Σχήμα 4.12 Διάγραμμα υγρής διασποράς μετακαολίνη (Δαλκαφούκη) Το silica fume θεωρείται ως το αποτελεσματικότερο πρόσθετο σκυροδέματος σε έργα υψηλών προδιαγραφών από άποψη ανθεκτικότητας. [Μπαδογιάννης Ε., 2004] Ο ρόλος του ως filer αλλά και ως πουζολανικό υλικό έδωσε βελτιωμένες ιδιότητες στη ρευστότητα, την αντοχή και την πυκνότητα των σκυροδεμάτων.[στεφανίδου Μ., 2011] Η πυριτική παιπάλη είναι παραπροϊόν της βιομηχανίας πυριτικών μετάλλων και σιδηροπυριτικών κραμάτων και είναι διαθέσιμη σε διαφόρους τύπους ανάλογα με το ποσοστό πυριτικών οξειδίων που περιέχει. Είναι αρκετά λεπτόκοκκη με τους κόκκους της να είναι περίπου 100 φορές μικρότεροι από τους κόκκους του τσιμέντου. Όπως γίνεται αντιληπτό ένα τόσο λεπτό υλικό δημιουργεί καλύτερο εγκιβωτισμό του τσιμεντοπολτού γύρω από τα αδρανή βελτιώνοντας αισθητά την ποιότητα της μεταβατικής ζώνης. Επιπλέον, σε αντίθεση με τους γωνιώδεις κόκκους του τσιμέντου, οι κόκκοι της πυριτικής παιπάλης έχουν σφαιρικό σχήμα πράγμα που ενισχύει περισσότερο την πληρωτική τους ικανότητα. [Κανελλόπουλος Α., 2009]. Η πυριτική παιπάλη που χρησιμοποιήθηκε έχει την εμπορική ονομασία Silica Elkem Microsilica Densified 920-D και έχει ειδική επιφάνεια 0.16m 2 /g. Οι νανοίνες άνθρακα αντιπροσωπεύουν μια αξιοσημείωτη κατηγορία δομών άνθρακα και παρασκευάζονται συνήθως από μια καταλυτική διαδικασία βασισμένη σε νανοσωματίδια (διαμέτρου ~ 10nm) τα οποία έχουν υπερκορεστεί με άνθρακα από την πυρόλυση ενός υδρογονάνθρακα περίπου στους 1050 C. Η διάμετρός τους συνήθως κυμαίνεται από 10 έως 100 nm. Έχουν εξαιρετικές μηχανικές ιδιότητες, υψηλή ηλεκτρική

55 ΠΕΙΡΑΜΑΤΙΚΟ ΜΕΡΟΣ 51 αγωγιμότητα και υψηλή θερμική αγωγιμότητα, χαρακτηριστικά τα οποία μπορούν να μεταδοθούν σε μια ποικιλία από μήτρες, όπως θερμοπλαστικά, ελαστομερή, κεραμικά και μέταλλα. 12 Particle Size Distribution 10 Volume (%) Particle Size (µm) SILICA FUMED - Average, Δευτέρα, 24 Φεβρουαρίου :17:37 μμ d(0.1)= 21.6 d(0.5)=104.8 d(0.9)=199.7 Σχήμα 4.13 Διάγραμμα υγρής διασποράς silica fume Χρησιμοποιήθηκαν νανοίνες άνθρακα, της εταιρίας SIGMA ALDRICH (pyrolitically stripped, conical, >98% carbon basis, D L=100 nm μm) σε ποσοστό 1 κ.ο. των κονιών. Επειδή είναι υδρόφοβες και κατά συνέπεια δεν διασκορπίζονται καλά στο νερό, πριν την εισαγωγή στο μίγμα έγινε ανάδευση των ινών σε συγκεκριμένη ποσότητα νερού σε συσκευή υπερήχων για 30 λεπτά τουλάχιστον, ώστε να επιτευχθεί ομοιόμορφη κατανομή των νανοσωματιδίων στο μίγμα. Η προσθήκη ινών στα επιχρίσματα κρίνεται ωφέλιμη καθώς αυξάνεται η συνεκτικότητα, η αντοχή και η αντίσταση στην εμφάνιση ρωγμών. Οι ίνες πολυπροπυλενίου που προστέθηκαν είχαν μήκος 1.3cm, αλλά για την βέλτιστη χρήση τους στο επίχρισμα, κόπηκαν με ψαλίδι στη μέση περίπου και παρέμειναν πριν την χρήση τους σε νερό για 24 ώρες, ώστε να διασκορπιστούν καλύτερα στο μίγμα. Εικόνα 4.8 Λινέλαιο Εικόνα 4.9 Μετακαολίνης Εικόνα 4.10 Silica fume Εικόνα 4.11 Νανοίνες άνθρακα Εικόνα 4.12 Ίνες πολυπροπυλαινίου

56 ΠΕΙΡΑΜΑΤΙΚΟ ΜΕΡΟΣ Σχεδιασμός συνθέσεων Παρήχθησαν σύνθετα μίγματα κονιών πηλού και ασβέστου με αναλογία 1:2. Σε μία σύνθεση αντικαταστάθηκε η αερική άσβεστος με υδραυλική άσβεστο και σε δύο συνθέσεις αντικαταστάθηκε ποσοστό 10% της αερικής ασβέστου με λευκό τσιμέντο. Όσον αφορά τα πρόσθετα, για τη βελτίωση των ιδιοτήτων της υδροφοβικότητας προστέθηκε σε όλες τις συνθέσεις μικρή ποσότητα από λινέλαιο (1,5% κατά βάρος των κονιών). Τα υπόλοιπα πρόσθετα που χρησιμοποιήθηκαν στην παρασκευή των συνθέσεων ήταν το πυριτικό νάτριο και το υδροξείδιο του νατρίου σε ποσοστό 10% κ.β., το νανοπυρίτιο σε ποσοστό 1,5% κ.β., μετακαολίνης (1% κ.β.), Silica fume (1% κ.β.), ίνες νανοάνθρακα (1 κατ όγκο των κονιών) και ίνες προπυλαινίου (1 κ.ο.). Στον πίνακα 4.5 οι ποσότητες παρουσιάζονται σε μέρη βάρους, τα πρόσθετα σε ποσοστό κατά βάρος ων κονιών ενώ οι ίνες σε ποσοστό του συνολικού όγκου. Σε όλες τις συνθέσεις χρησιμοποιήθηκε ρευστοποιητής (Rheobuild) 2% κατά βάρος των κονιών. Η επιθυμητή κάθιση στη δοκιμή εξάπλωσης ήταν 16±1 cm. Τα δοκίμια τοποθετήθηκαν σε μήτρες διαστάσεων 40x40x160mm καλύφθηκαν με μεταλλική πλάκα μέχρι να σκληρυνθούν. Μετά διατηρήθηκαν σε συνθήκες θερμοκρασίας δωματίου και υγρασίας 95±5% για 28 ημέρες, μέχρι την πραγματοποίηση των πειραματικών ελέγχων. Σύνθεση 1. Αgeo 2. Anano 3. AgeoMK 4. AS 5. ASI(C) 6. ASI(PP) 7. AgeoT 8. YA 9. AΑ 10. AΤSI(PP) Αερική άσβεστος ,8 2 1,8 Υδραυλική άσβεστος Πηλός Λευκό τσιμέντο 0,2 0,2 2 Λινέλαιο 1,5% 1,5% 1,5% 1,5% 1,5% 1,5% 1,5% 1,5% 1,5% 1,5% Πυριτικό νάτριο 10% 10% 10% NaOH 10% 10% 10% νανοsio2 1,5% Μετακαολίνης 1% Silica fume 1% 1% 1% 1% ίνες νανοάνθρακα 1 ίνες πολυπροπυλαινίου 1 1 Πίνακας 4.5 Συνθέσεις των κονιαμάτων (τα πρόσθετα δίνονται σε ποσοστό κ.β. των κονιών, εκτός των ινών που δίνονται σε ποσοστό κ.ο. των κονιών)

57 ΠΕΙΡΑΜΑΤΙΚΟ ΜΕΡΟΣ Φυσικές και μηχανικές ιδιότητες πηλοεπιχρισμάτων Εργασιμότητα Ο έλεγχος που πραγματοποιήθηκε στην υγρή μορφή του παρασκευαζόμενου κονιάματος, μετά την ανάμειξή του, ορίζει την εργασιμότητά του. Ακολουθήθηκαν οι οδηγίες της μεθόδου στη τράπεζα εξάπλωσης που ορίζουν οι κανονισμοί ASTM (ASTM C230) για τα τσιμεντοκονιάματα δεδομένου ότι δεν υπάρχει αντίστοιχη μέθοδος για τα πηλοκονιάματα. Ο βαθμός εξάπλωσης καθορίστηκε στα 16±1 cm για μια ορισμένη εργασιμότητα, ύστερα από δεκαπέντε χτύπους του κονιάματος στην τράπεζα εξάπλωσης. Τα κονιάματα τοποθετήθηκαν σε μεταλλικούς τύπους διαστάσεων 40x40x160mm. Στα δοκίμια που προέκυψαν είχε απομακρυνθεί ο εγκλωβισμένος αέρας σε μεγάλο ποσοστό, μέσω δόνησης, και η διαστρωμάτωση του μείγματος του υλικού ήταν κατά το δυνατόν ομοιόμορφη. Ο λόγος νερού προς κονία που χρησιμοποιήθηκε σε κάθε δοκίμιο φαίνεται στον παρακάτω Πίνακα 4.6. Σύνθεση Δοκίμια w (gr) c (gr) w/c εξάπλωση (cm) 1.Αgeo 1-12/ , / , / , Anano 2-5/ , / , / , AgeoMK 3-19/ , / , / ,533 17,5 4.AS 4-25/ ,489 15,5 4-26/ ,500 15,5 5.ASI(C) 5-7/ ,567 15,5 5-10/ ,600 15,5 6. ASI(PP) 6-21/ ,567 16,5 6-24/ ,600 16,5 7.AgeoT 7-19/ , / ,600 15,5 8.YA 8-26/ ,500 16,5 8-27/ ,500 15,7 9.AΑ 9-20/ ,580 16,5 10.ATSI(PP) 10-21/ , Πίνακας 4.6 Λόγος νερού προς τσιμέντο

58 ΠΕΙΡΑΜΑΤΙΚΟ ΜΕΡΟΣ 54 Εικόνα 4.13 Παρασκευή και τοποθέτηση του μίγματος σε μεταλλική μήτρα Εικόνα 4.14 Τοποθέτηση του μίγματος και κάλυψη με μεταλλική πλάκα Υπολογισμός πορώδους Το πορώδες είναι ένας από τους παράγοντες που επηρεάζουν τη χημική δραστηριότητα των στερεών και τη φυσικοχημική αντίδραση μεταξύ των στερεών και των αερίων και υγρών που μπορεί να διεισδύσουν στο υλικό. Επίσης καθορίζει την αντίσταση σε διαβρωτικούς παράγοντες και κατ επέκταση τη δομική ακεραιότητα και αντοχή των υλικών. [Calabria et al., 2008]. Ελέγχθηκε το ανοιχτό πορώδες, καθώς και το φαινόμενο ειδικό βάρος και η απορροφητικότητα ενός δοκιμίου από κάθε σύνθεση με τη μέθοδο RILEM CPC Τα δοκίμια ξηράνθηκαν στους 50 C και μετρήθηκε το βάρος τους στην ξηρή κατάσταση (Βξ). Στη συνέχεια παρέμειναν βυθισμένα σε νερό σε ειδικό δοχείο με κενό αέρα για 24 ώρες και μετρήθηκε ξανά το βάρος του νωπού δοκιμίου (Βssd) καθώς επίσης και το βυθισμένο βάρος στο νερό (BH2O). Πορώδες: Β SSD Β ξ Β ξ 100(%) Β ξ ειδικό βάρος: (kg m 3 ) Β SSD Β H2O Β SSD Β ξ απορροφητικότητα: 100(%) Β SSD Β H2O Παρατηρούμε, όπως είναι λογικό για κονιάματα που βασίζονται στην άσβεστο και τον πηλό, μικρό φαινόμενο ειδικό βάρος (1-1,16 kg/m 3 ) και υψηλές τιμές πορώδους (39-55%) και απορροφητικότητας (45-55%). Τη μικρότερη τιμή πορώδους και απορροφητικότητας εμφανίζει η σύνθεση 8.ΥΑ, που περιέχει υδραυλική άσβεστο, πηλό και λινέλαιο, ενώ τις μεγαλύτερες τιμές η σύνθεση 2.Αnano, η οποία περιέχει αερική άσβεστο, πηλό, λινέλαιο και νανοπυρίτιο. Αυτό μπορεί να οφείλεται στο ότι η σύνθεση 2.Αnano

59 ΠΕΙΡΑΜΑΤΙΚΟ ΜΕΡΟΣ 55 απαιτούσε και τη μεγαλύτερη ποσότητα νερού για την επίτευξη της ίδιας εργασιμότητας, γεγονός που επηρεάζει και το πορώδες. Σύνθεση Πορώδες (%) Ειδικό βάρος Απορροφητικότητα (%) 1. Αgeo 41,93 1,149 48,19 2. Anano 55,87 0,997 55,69 3. AgeoMK 42,24 1,151 48,60 4. AS 43,64 1,121 48,90 5. ASI(C) 46,13 1,122 51,76 6. ASI(PP) 46,23 1,099 50,83 7. AgeoΤ 41,46 1,159 48,04 8. YA 39,12 1,155 45,19 9. AA 43,29 1,093 47, AΤSI(PP) 42,22 1,103 46,55 Πίνακας 4.7 Υπολογισμός πορώδους Μεταβολή όγκου λόγω συστολής ξήρανσης Βασικό κριτήριο ελέγχου της φυσικής συμπεριφοράς των κονιαμάτων αποτελεί ο έλεγχος της συστολής κατά την ξήρανση του δοκιμίου. Λόγω της εξάτμισης του νερού που χρησιμοποιείται για την προετοιμασία του μίγματος, δημιουργούνται ρωγμές λόγω συστολής ξήρανσης. Το γραμμικό ποσοστό συστολής είναι συνήθως μεταξύ 3% και 12% για υγρά μίγματα (όπως αυτά που χρησιμοποιούνται για κονιάματα και ωμοπλίνθους), και μεταξύ 0,4% και 2% για ξηρότερα μίγματα (χρησιμοποιούνται για συμπιεσμένο πηλό, συμπιεσμένες ωμοπλίνθους). Η συστολή μπορεί να ελαχιστοποιηθεί μειώνοντας την ποσότητα πηλού και νερού, βελτιώνοντας τη διαβάθμιση του μεγέθους των κόκκων και χρησιμοποιώντας πρόσθετα. [Minke G., 2006] Για την παρακολούθηση της συστολής ξήρανσης μετρήθηκαν οι διαστάσεις 3 δοκιμίων από κάθε σύνθεση, σε τακτά χρονικά διαστήματα. Ως χρόνος μηδέν ορίστηκε η ημέρα παραγωγής. Οι μετρήσεις των δοκιμίων, τα οποία διατηρούνταν στο θάλαμο ξήρανσης με σταθερές συνθήκες θερμοκρασίας και υγρασίας, οι οποίες είναι Τ=22±7 C και RH=65±5%, συνεχιζόταν μέχρις ότου παρατηρούνταν σταθεροποίηση του όγκου τους. Σε κάθε πλευρά του δοκιμίου σημειώθηκαν δύο σημεία και καταγράφηκαν οι αντίστοιχες διαστάσεις. Στους επόμενους πίνακες (Πιν. 4.8) παρουσιάζονται τα αποτελέσματα αυτών των μετρήσεων και ο υπολογισμός της μεταβολής του όγκου από την πρώτη μέτρηση για κάθε

60 ΠΕΙΡΑΜΑΤΙΚΟ ΜΕΡΟΣ 56 σύνθεση. Στο τέλος ακολουθεί το συγκριτικό διάγραμμα (Σχ. 4.14) των συνθέσεων, της ποσοστιαίας μεταβολής του όγκου με το χρόνο. 1. Ageo 2. Anano 3. AgeoMK 4. AS Ημέρες ΔV/V (%) Ημέρες ΔV/V (%) Ημέρες ΔV/V (%) Ημέρες ΔV/V (%) , , , , , ,72 9 2, , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , ASI(C) 6. ASI(PP) 7. AgeoT 8. YA Ημέρες ΔV/V (%) Ημέρες ΔV/V (%) Ημέρες ΔV/V (%) Ημέρες ΔV/V (%) , ,79 7 2, , , ,52 9 3, , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , AA 10. ATSI(PP) Ημέρες ΔV/V (%) Ημέρες ΔV/V (%) , , , , , , , , , , , , , ,526 Πίνακας 4.8 Αποτελέσματα μετρήσεων συστολής ξήρανσης

61 ΠΕΙΡΑΜΑΤΙΚΟ ΜΕΡΟΣ 57 Σχήμα 4.14 Διάγραμμα μεταβολής όγκου λόγω συστολής ξήρανσης Όπως φαίνεται και στο διάγραμμα στις πρώτες μέρες ωρίμανσης παρατηρήθηκε γενικά απότομη μείωση του όγκου. Έπειτα οι κλίσεις των καμπυλών έγιναν πιο ομαλές, ο ρυθμός μείωσης του αρχικού όγκου ελαττώθηκε και σταθεροποιήθηκε μετά τις 20 ημέρες περίπου. Τη μικρότερη συστολή λόγω ξήρανσης (1,8% μείωση του όγκου) εμφανίζει η σύνθεση 8.ΥΑ στην οποία η αερική άσβεστος έχει αντικατασταθεί από την υδραυλική άσβεστο και την αμέσως επόμενη μικρότερη συστολή η σύνθεση 10.ΑΤSI(PP), με τελική μείωση όγκου 3,5%, αν και η σύνθεση 2.Αnano παρουσιάζει μικρότερη συστολή τις πρώτες 25 μέρες των μετρήσεων. Τη μεγαλύτερη συρρίκνωση (10,2% μείωση όγκου) παρουσιάζει η σύνθεση 9.ΑΑ, η οποία αποτελεί και δοκίμιο αναφοράς, καθώς το μόνο πρόσμικτο που περιέχει είναι το λινέλαιο, το οποίο υπάρχει όμως σε όλες τις συνθέσεις.

62 ΠΕΙΡΑΜΑΤΙΚΟ ΜΕΡΟΣ Υποβολή των δοκιμίων σε κύκλους ξήρανσης-ύγρανσης Για την διερεύνηση της απόκρισης των κονιαμάτων στην υγρασία, 3 δοκίμια από κάθε σύνθεση υποβλήθηκαν σε κύκλους ξήρανσης-ύγρανσης. Σε κάθε κύκλο τα δοκίμια στέγνωναν για 20 ώρες στους 100 C και στη συνέχεια παρέμεναν για 4 ώρες βυθισμένα σε νερό. Το βάρος των δοκιμίων μετρήθηκε στο τέλος κάθε κύκλου. Στον επόμενο πίνακα παρουσιάζεται το ποσοστό μεταβολής βάρους από το αρχικό του κάθε δοκιμίου και υπολογίζεται ο μέσος όρος για την κάθε σύνθεση. Κύκλοι Σύνθεση Δοκίμιο Αgeo 2. Anano 3. AgeoMK 4. AS 5. ASI(C) 6. ASI(PP) 7. AgeoΤ 8. YA 9. AA 10. AΤSI(PP) 1-14/3-A -0,044-0,553 θραύση 1-14/3-B -0,577 θραύση 2-6/3-0,697-0,257 θραύση 2-7/3-Β 0,329 0,934 2,049 1,403 3,023 θραύση 3-19/3-Α -0,221-0,424 θραύση 3-19/3-Β -0,446 θραύση 3-19/3-1 θραύση 4-24/2-1 -0,728-0,639-0,276-0,241 0,191 0, /2-2 -0,566-0,555-0,046-0,031 0,333 0, /2-B -0,598-0,389-0,042 0,073 0,474 1,299 M.O. -0,630-0,528-0,121-0,066 0,333 0, /3-0,019 0,672 1,032 1,131 1,317 1, /3-2 0,069 1,001 1,454 1,663 1,850 1, /3 0,012 0,541 1,024 0,903 1,035 1,078 M.O. 0,020 0,738 1,170 1,232 1,401 1, /3-C 0,240 0,663 0,868 1,915 1,969 2, /3-D 0,280 0,725 0,925 1,420 1,531 1, /3-1 0,212 1,407 1,682 1,744 1,894 1,934 M.O. 0,244 0,932 1,158 1,693 1,798 1, /3-D -1,088 θραύση 7-20/3-E -3,535 θραύση 7-19/3-1 -1,023-4,710-4,914-4,854-5,112 θραύση 8-26/2-1 -0,991-0,763-0,512-0,522-0,172 0, /2-2 -0,964-0,839-0,320-0,291 0,105 0,797 M.O. -0,977-0,801-0,416-0,406-0,034 0,724 9-D 0,745 1,050 θραύση 9-E 2,389 2,844 θραύση M.O. 1,567 1,947 θραύση 10-D 1,579 1,864 2,007 2,121 2,231 2, E 1,905 2,252 2,266 2,408 2,140 2,594 M.O. 1,742 2,058 2,137 2,264 2,186 2,454 Πίνακας 4.9 Ποσοστό μεταβολής βάρους λόγω υποβολής των δοκιμίων σε κύκλους ξήρανσης ύγρανσης

63 ΠΕΙΡΑΜΑΤΙΚΟ ΜΕΡΟΣ 59 Σχήμα 4.15 Διάγραμμα ποσοστιαίας μεταβολής βάρους στους κύκλους ξήρανσης-ύγρανσης Τα δοκίμια της σύνθεσης 1.Αgeo, 3. ΑgeoΜΚ και 9.ΑΑ μετά από 2 κύκλους ύγρανσης ξήρανσης υπέστησαν θραύση. Η θραύση μπορεί να οφείλεται στην υψηλή θερμοκρασία ξήρανσης (100 C) για υλικά όπως ο πηλός. Από τα δοκίμια της σύνθεσης 2. Anano το ένα υπέστη θραύση μετά από 2 κύκλους ενώ το άλλο μετά από 5 κύκλους με αύξηση του βάρους κατά 3,02%. Το ίδιο συνέβη με τα δοκίμια της σύνθεσης 7.ΑgeoΤ εκ των οποίων τα δύο υπέστησαν θραύση μετά από ένα κύκλο ενώ το ένα μετά από 5 κύκλους και μείωση του βάρους κατά 5,11%. Το βάρος των δοκιμίων της σύνθεσης 10.ΑΤSI(PP) αυξήθηκε κατά 2,45%. Τα δοκίμια των συνθέσεων 5.ΑSI(C) και 6.ASI(PP) εμφάνισαν αύξηση του βάρους κατά 1,57% και 1,83% αντίστοιχα. Τη μικρότερη μεταβολή του βάρους είχαν τα δοκίμια των συνθέσεων 4.ΑS και 8.YA, τα οποία ενώ αρχικά παρουσίασαν μικρή μείωση του βάρους, τελικά, μετά από 6 κύκλους ύγρανσης-ξήρανσης, αύξησαν το βάρος τους κατά 0,91% για τη σύνθεση 4.ΑS και κατά 0,72% για τη σύνθεση 8.ΥΑ.

64 ΠΕΙΡΑΜΑΤΙΚΟ ΜΕΡΟΣ 60 Εικόνα 4.15 Θραύση του δοκιμίου 1-14/3-Α (Σύνθεση 1.Ageo) μετά από 2 κύκλους ξήρανσης ύγρανσης Εικόνα 4.16 Θραύση του δοκιμίου 2-6/3 (Σύνθεση 2.Αnano) μετά από 2 κύκλους ξήρανσης ύγρανσης Εικόνα 4.17 Θραύση του δοκιμίου 3-19/3-A (Σύνθεση 3.ΑS) μετά από 3 κύκλους ξήρανσης ύγρανσης Εικόνα 4.18 Δοκίμιο 4-24/2-2 (Σύνθεση 4.ΑS). Εικόνα πριν και μετά τους κύκλους ξήρανσης ύγρανσης Εικόνα 4.19 Δοκίμιο 5-7/3-2 (Σύνθεση 5.ΑSI(C)). Εικόνα πριν και μετά τους κύκλους ξήρανσης ύγρανσης Εικόνα 4.20 Δοκίμιο 7-20/3-D (Σύνθεση 7.ΑgeoT). Εικόνα πριν και μετά τους κύκλους ξήρανσης ύγρανσης

65 ΠΕΙΡΑΜΑΤΙΚΟ ΜΕΡΟΣ 61 Εικόνα 4.21 Σύνθεση 8.YA. Εικόνα πριν και μετά τους κύκλους ξήρανσης ύγρανσης Εικόνα 4.22 Σύνθεση 9.ΑΑ. Εικόνα πριν και μετά τους κύκλους ξήρανσης ύγρανσης Εικόνα 4.23 Σύνθεση 10.ΑTSI(PP). Εικόνα πριν και μετά τους κύκλους ξήρανσης ύγρανσης Κύκλοι ψύξης απόψυξης Τα δοκίμια τοποθετήθηκαν σε ειδικό θάλαμο όπου υποβλήθηκαν σε 10 κύκλους ψύξης-απόψυξης με βάση το πρότυπο ASTM C666. Πριν την έναρξη της δοκιμής έγινε σονομέτρηση και τα δοκίμια τοποθετήθηκαν σε νερό για 24 ώρες. Η θερμοκρασία στο θάλαμο μειώνεται από τους 4 στους -18 C (0-40 F) και αυξάνεται από τους -18 στους 4 C (40-0 F) μέσα σε 2 με 5 ώρες. Η τελική εικόνα των δοκιμίων φαίνεται στις παρακάτω εικόνες και ο υπολογισμός του μέτρου ελαστικότητας καθώς και η αποτίμηση των βλαβών στον πίνακα που ακολουθεί. Γενικά βλέπουμε ότι η συμπεριφορά όλων των δοκιμίων είναι καλή, χωρίς σημαντικές φθορές εκτός από κάποια δοκίμια των συνθέσεων 2.Αnano και 4.AS που υπέστησαν θραύση και των συνθέσεων 1.Ageo, 3.AgeoMK και 7.AgeoT που είχαν σημαντική αποφλοίωση. Φαίνεται δηλαδή ότι οι συνθέσεις που βασίστηκαν στην τεχνολογία του γεωπολυμερισμού εμφάνισαν τη χειρότερη συμπεριφορά στους κύκλους ψύξης-απόψυξης.

66 ΠΕΙΡΑΜΑΤΙΚΟ ΜΕΡΟΣ 62 Σύνθεση Δοκίμιο Βάρος (gr) Ε (GPa) Παρατηρήσεις 1.Αgeo 1-12/ ,94 1,99 σημαντική αποσάθρωση 1-14/3 399,82 2,40 σημαντική αποσάθρωση 2. Anano 2-5/3 264,64 1,29 καμία αλλοίωση 3. AgeoMK 3-19/ ,95 3,70 σημαντική αποσάθρωση 3-20/3-D 428,94 4,23 σημαντική αποσάθρωση 4-24/2-C 386,59 2,05 επιφανειακή αποφλοίωση 4. AS 4-25/2-B 375,34 2,13 θραύση 4-26/2-Α 387,91 1,93 επιφανειακή αποφλοίωση 5-10/ ,67 1,86 καμία αλλοίωση 5. ASI(C) 5-10/ ,5 1,82 καμία αλλοίωση 5-10/3-E 371,5 1,21 μικρή αποσάθρωση 6. ASI(PP) 6-21/3-B 365,63 0,98 καμία αλλοίωση 6-24/3-E 365,17 0,82 μικρή αποσάθρωση 7. AgeoT 7-19/3-A 421,26 4,63 σημαντική αποσάθρωση 7-19/3-B 430,21 4,92 σημαντική αποσάθρωση 8-26/2-D 426,52 2,32 καμία αλλοίωση 8. YA 8-27/2-A 432,52 2,16 καμία αλλοίωση 8-27/2-B 427,74 2,34 καμία αλλοίωση 9. AA 9-20/5-F 389,31 1,92 αποφλοίωση και μικρορηγματώσεις 9-20/5-A 338,42 1,25 μικρή αποσάθρωση 10. AΤSI(PP) 10-21/5-F 399,82 2,27 καμία αλλοίωση 10-21/5-G 397,36 2,09 μικρή αποσάθρωση Πίνακας 4.10 Αποτελέσματα κύκλων ψύξης απόψυξης Εικόνα 4.24 Δοκίμιο 1-14/3 (Σύνθεση 1.Αgeo). Πριν και μετά τους κύκλους ψύξης απόψυξης.

67 ΠΕΙΡΑΜΑΤΙΚΟ ΜΕΡΟΣ 63 Εικόνα 4.25 Δοκίμιο 2-5/3 (Σύνθεση 2.Αnano). Πριν και μετά τους κύκλους ψύξης απόψυξης Εικόνα 4.26 Δοκίμιο 3-19/3-2 (Σύνθεση 3.AgeoMK). Πριν και μετά τους κύκλους ψύξης απόψυξης Εικόνα 4.27 Δοκίμιο 4-24/2-C (Σύνθεση 4.ΑS). Πριν και μετά τους κύκλους ψύξης απόψυξης

68 ΠΕΙΡΑΜΑΤΙΚΟ ΜΕΡΟΣ 64 Εικόνα 4.28 Δοκίμιο 4-25/22-Β (Σύνθεση 4.ΑS). Πριν και μετά τους κύκλους ψύξης απόψυξης Εικόνα 4.29 Δοκίμιο 5-10/3-Ε (Σύνθεση 5.ΑSI(C)). Κύκλοι ψύξης απόψυξης (πριν και μετά) Εικόνα 4.30 Δοκίμιο 6-21/3-Β (Σύνθεση 6.ΑSI(PP)). Κύκλοι ψύξης απόψυξης (πριν και μετά)

69 ΠΕΙΡΑΜΑΤΙΚΟ ΜΕΡΟΣ 65 Εικόνα 4.31 Δοκίμιο 7-19/3-Α (Σύνθεση 7.ΑgeoT). Κύκλοι ψύξης απόψυξης (πριν και μετά) Εικόνα 4.32 Δοκίμιο 8-27/2-Α (Σύνθεση 8.ΥΑ). Κύκλοι ψύξης απόψυξης (πριν και μετά) Εικόνα 4.33 Δοκίμιο 9-20/5-Α (Σύνθεση 9.ΑΑ). Εικόνα πριν και μετά τους κύκλους ψύξης-απόψυξης

70 ΠΕΙΡΑΜΑΤΙΚΟ ΜΕΡΟΣ 66 Εικόνα 4.34 Δοκίμιο 10-21/5-G (Σύνθεση 10.ATSI(PP)). Πριν και μετά τους κύκλους ψύξης-απόψυξης Αντοχή σε κάμψη και θλίψη Για τον ακριβή υπολογισμό της εφελκυστικής και θλιπτικής αντοχής των κονιαμάτων, έγιναν δοκιμές κάμψης τριών σημείων και θλίψης σε πρισματικά δοκίμια σύμφωνα με τον ΕΝ Για τις δοκιμές κάμψης ελήφθησαν δοκίμια κονιάματος διαστάσεων 40x40x160mm τα οποία φορτίζονταν στο μέσο του ανοίγματος 100mm, με συγκεντρωμένο φορτίο, η μέγιστη τιμή του οποίου, τη στιγμή της θραύσης, χρησιμοποιείται για τον υπολογισμό της εφελκυστικής αντοχής. Μετά τη δοκιμή κάμψης, από τη θραύση, προέκυπταν δύο επιμέρους τμήματα που υποβάλλονταν σε δοκιμή θλίψης πρισματικού δοκιμίου με διαστάσεις της επιφάνειας φόρτισης 40x60mm. Ο έλεγχος της αντοχής των δοκιμίων σε κάμψη και θλίψη πραγματοποιήθηκε σε 3 δοκίμια από την κάθε σύνθεση στις 28 ημέρες. Πριν τον έλεγχο της αντοχής σε κάμψη μετρήθηκε με σονόμετρο η ταχύτητα διέλευσης του ήχου κατά μήκος των πρισματικών δοκιμίων και υπολογίσθηκε το δυναμικό μέτρο ελαστικότητας, σύμφωνα με το τύπο που δίνεται: E(ΜΡα) = ρ(tn/m 2 ) υ 2 (Km/s) = 924,56 Β 2 V (l t ) Τα αποτελέσματα που προέκυψαν από τις δοκιμές κάμψης και θλίψης, για κάθε δοκίμιο, παρατίθενται στους παρακάτω πίνακες. Εικόνα 4.35 Δοκιμή θλίψης

71 ΠΕΙΡΑΜΑΤΙΚΟ ΜΕΡΟΣ 67 Σύνθεση Δοκίμιο Ε (GPa) 1.Ageo 2.Anano 3.AgeoMK 4.AS 5.ASI(C) 6.ASI(PP) 7.AgeoT 8.YA 9.AA 10.ATSI(PP) Εφελκυστική αντοχή fmfl (MPa) Θλιπτική αντοχή fmc (ΜPa) α b 1-12/ , /3-A 2,444 0,077 0,390 0, /3-B 1,938 0,211 0,446 0, /3-A 0,480 0,204 0,088 0, /3-B 0,510 0,047 0,351 0, /3-C 0,460 0,047 0,332 0, /3-A 3,968 0,122 0,651 0, /3-B 3,721 0,469 0, /3-C 3,955 0,281 0,655 0, /2-Α 2,20 0,098 0,115 0, /2-Β 2,29 0,026 0,263 0, /2-Α 2,08 0,284 0,332 0, /3 0,849 0,063 0, /3-A 1,268 0,129 0,333 0, /3-B 1,299 0,070 0,313 0, /3-A 0,824 0,141 0,555 0, /3-A 0,822 0,070 0, /3-B 0,810 0,117 0,508 0, /3-A 4,255 0,516 0,700 0, /3-B 4,582 0,523 0,883 0, /3-C 4,291 0,415 0, /2-Α 2,19 0,281 1,067 1, /2-Β 3,93 0,588 1,133 1, /2-C 3,22 0,305 1,042 1, /2-1 2,268 0,607-1, ,108 0,274 0,580 0, ,006 0,164 0,540 0, ,073 0,211 0, ,585 0,457 0, ,682 0,434 0,975 0, ,600 0,499 1,017 1,050 Πίνακας 4.11 Καμπτική και θλιπτική αντοχή κονιαμάτων M.O. fmfl (MPa) M.O. fmc (ΜPa) 0,144 0,401 0,099 0,301 0,291 0,605 0,136 0,302 0,088 0,337 0,109 0,499 0,484 0,798 0,445 1,250 0,216 0,517 0,463 0,962

72 ΠΕΙΡΑΜΑΤΙΚΟ ΜΕΡΟΣ 68 0,600 0,500 fmfl (MPa) 0,484 0,445 0,463 0,400 0,300 0,200 0,100 0,291 0,144 0,136 0,099 0,088 0,109 0,216 0,000 Σχήμα 4.16 Συγκριτικό διάγραμμα καμπτικής αντοχής δοκιμίων πηλοκονιαμάτων fmc (MPa) 1,400 1,250 1,200 1,000 0,962 0,798 0,800 0,605 0,600 0,499 0,517 0,400 0,401 0,346 0,346 0,337 0,200 0,000 Σχήμα 4.17 Συγκριτικό διάγραμμα θλιπτικής αντοχής δοκιμίων πηλοκονιαμάτων Παρατηρούμε ότι οι μηχανικές αντοχές των πηλοεπιχρισμάτων σε κάμψη κυμαίνονται από 0,1-0,48 ΜPa και σε θλίψη από 0,33-1,25 ΜPa. Τη μεγαλύτερη αντοχή παρουσιάζει η συνθέση 8.ΥΑ (fmc=1,250 ΜPa, fmfl=0,445mpa), η οποία περιέχει υδραυλική άσβεστο, πηλό και λινέλαιο. Ακολουθεί η σύνθεση 10.ΑΤSI(PP), (fmc=0,962 ΜPa, fmfl=0,463mpa) και η σύνθεση 7.ΑgeoT (fmc=0,798 ΜPa, fmfl=0,484mpa), όπου φαίνεται ότι η τεχνική του γεωπολυμερισμού σε συνδυασμό με την προσθήκη μικρού ποσοστού λευκού τσιμέντου βοήθησαν στην αύξηση της αντοχής, σε σχέση με τη σύνθεση αναφοράς 9.ΑΑ (fmc=0,517μpa, fmfl=0,216mpa).

73 ΠΕΙΡΑΜΑΤΙΚΟ ΜΕΡΟΣ Συμπεράσματα 1ης φάσης Στην πρώτη φάση των πειραματικών δοκιμών παρασκευάστηκαν 10 διαφορετικές συνθέσεις ενυδατωμένων κονιών (πάστες) σε πρισματική μορφή, με διαστάσεις 40x40x160mm. Τα δοκίμια ελέγχθηκαν ως προς το ανοιχτό πορώδες, τη συστολή κατά τη διάρκεια της ξήρανσης, την ανθεκτικότητα σε κύκλους ξήρανσης ύγρανσης, την ανθεκτικότητα σε κύκλους ψύξης απόψυξης, την πρισματική καμπτική και θλιπτική αντοχή τους. Η σύνθεση 9.ΑΑ, η οποία αποτελεί και σύνθεση αναφοράς, καθώς περιέχει άσβεστο πηλό και λινέλαιο, δηλαδή συστατικά που περιέχονται σε όλες τις συνθέσεις, εμφάνισε πορώδες 43,29% και μεγάλη συστολή λόγω ξήρανσης (10,19% μεταβολή όγκου), υπέστη θραύση μετά από 2 κύκλους ύγρανσης-ξήρανσης, παρουσίασε μικρορηγματώσεις μετά τους κύκλους ψύξης-απόψυξης, η θλιπτική αντοχή του ήταν fmc=0,517μpa και η καμπτική fmfl=0,216mpa. Οι συνθέσεις 1.Αgeo, 3. AgeoMK και 7.ΑgeoT παρασκευάστηκαν με βάση την τεχνική του γεωπολυμερισμού, χωρίς όμως να έχουν τα επιθυμητά αποτελέσματα. Η συστολή λόγω ξήρανσης μειώθηκε λίγο και στις τρεις συνθέσεις (7,38%, 7,02% και 6,37% αντίστοιχα, μεταβολή όγκου). Υπέστησαν θραύση κατά τους κύκλους ύγρανσης-ξήρανσης και σημαντική αποσάθρωση στους κύκλους ψύξης-απόψυξης. Η θλιπτική και καμπτική αντοχή της σύνθεσης 1.Αgeo εμφάνισε μικρότερη τιμή (fmc=0,401μpa, fmfl=0,144mpa), της σύνθεσης 3. AgeoMK ελαφρώς μεγαλύτερη (fmc=0,605μpa, fmfl=0,291mpa) και της σύνθεσης 7.ΑgeoT αυξήθηκε κατά 54% (fmc=0,798μpa, fmfl=0,484mpa) σε σχέση με τη σύνθεση 9.ΑΑ. Στη σύνθεση 2.Anano στο μίγμα πηλού, ασβέστη και λινελαίου προστέθηκε νανοπυρίτιο, μειώνοντας τη συστολή λόγω ξήρανσης κατά 56% αυξάνοντας όμως το πορώδες, το οποίο ήταν 55,7% και μειώνοντας τις μηχανικές αντοχές (fmc=0,346μpa, fmfl=0,099mpa). Στους κύκλους ψύξης-απόψυξης τα δοκίμια υπέστησαν θραύση ενώ στους κύκλους ψύξης-απόψυξης δεν παρουσίασαν καμία εμφανή βλάβη. Στη σύνθεση 4.AS προστέθηκε στη σύνθεση αναφοράς Silica fume και στις συνθέσεις 5.ASI(C) και 6.ASI(PP) προστέθηκαν επιπλέον ίνες νανοάνθρακα και πολυπροπυλαινίου αντίστοιχα. Η συστολή λόγω ξήρανσης των δοκιμίων ήταν 6.0% μεταβολή του όγκου για τη σύνθεση 4.AS, 8.0% για τη σύνθεση 5.ASI(C) και 5.5% για τη σύνθεση 6.ASI(PP). Τα δοκίμια των συνθέσεων 5.ΑSI(C) και 6.ASI(PP) εμφάνισαν μετά τους κύκλους ύγρανσης-ξήρανσης αύξηση του βάρους τους κατά 1,57% και 1,83% αντίστοιχα, ενώ τη μικρότερη μεταβολή είχε η σύνθεση 4.AS (0,91%). Στον έλεγχο ψύξης-απόψυξης τα δοκίμια της σύνθεσης 4.AS εμφάνισαν θραύση και επιφανειακή αλλοίωση ενώ τα δοκίμια των συνθέσεων 5.ΑSI(C) και 6.ASI(PP) εμφάνισαν μικρή έως καμία αλλοίωση. Η θλιπτική αντοχή των συνθέσεων 4.AS και 5.ΑSI(C) μειώθηκε κατά 34% ενώ της σύνθεσης 6.ASI(PP) δεν μεταβλήθηκε.

74 ΠΕΙΡΑΜΑΤΙΚΟ ΜΕΡΟΣ 70 Η σύνθεση 10. AΤSI(PP) αποτελεί βελτίωση της σύνθεσης 6.ASI(PP) μέσω της αντικατάστασης 10% της άσβεστου με λευκό τσιμέντο, το οποίο οδήγησε σε μεγάλη μείωση της συστολής λόγω ξήρανσης (3,53% τελική μεταβολή του όγκου), μικρή αύξηση της μεταβολής του βάρους λόγω κύκλων υγρασίας-θέρμανσης (2,45% τελική αύξηση του βάρους), και 86% αύξηση της θλιπτικής αντοχής. Τέλος η σύνθεση 8.YA, στην οποία έγινε αντικατάσταση της αερικής ασβέστου με υδραυλική άσβεστο, εμφάνισε τη μικρότερη συστολή λόγω ξήρανσης (1.84%), μικρή μεταβολή του βάρους στους κύκλους ύγρανσης-θέρμανσης, καμία οπτική αλλοίωση μετά τους κύκλους ψύξης-απόψυξης και τη μεγαλύτερη θλιπτική αντοχή (fmc=1,250 ΜPa). Σύμφωνα με τα όσα αναλύονται παραπάνω, έγινε επιλογή τριών συνθέσεων για την για την μελέτη των επιχρισμάτων σε δεύτερη φάση. Επιλέχθηκε τελικά η σύνθεση 9.ΑΑ, 8.YA και 10. AΤSI(PP).

75 ΠΕΙΡΑΜΑΤΙΚΟ ΜΕΡΟΣ Πηλοεπιχρίσματα - 2 η φάση Σχεδιασμός και παρασκευή δοκιμίων Μετά τον έλεγχο των αποτελεσμάτων της πρώτης φάσης επιλέχτηκαν 3 συνθέσεις για την εφαρμογή των επιχρισμάτων σε ωμοπλίνθους. Η επιλογή έγινε βάση των αποτελεσμάτων των δοκιμών της πρώτης φάσης. Παρατηρήθηκε ότι η σύνθεση 8.ΥΑ είχε τη μεγαλύτερη θλιπτική αντοχή, το μικρότερο πορώδες, πολλή καλή συμπεριφορά στους κύκλους ύγρανσης-ξήρανσης και ψύξης-απόψυξης καθώς επίσης και τη μικρότερη συστολή λόγω ξήρανσης. Η σύνθεση 9.ΑΑ, αν και είχε τη μεγαλύτερη συρρίκνωση, αποτελεί δοκίμιο αναφοράς καθώς δεν περιέχει πρόσθετα εκτός από το λινέλαιο, που υπάρχει όμως σε όλες τις συνθέσεις. Η σύνθεση ΑΤSI(PP) είχε επίσης σχετικά μεγάλες μηχανικές αντοχές και γενικά καλή συμπεριφορά στους ελέγχους της πρώτης φάσης. Έτσι έγινε εφαρμογή της σύνθεσης 8. ΥΑ, που περιείχε υδραυλική άσβεστο και πηλό σε αναλογία 2:1 και λινέλαιο (1,5% κ.β.), της σύνθεσης 9. ΑΑ που περιείχε άσβεστο και πηλό σε αναλογία 2:1 και λινέλαιο (1,5% κ.β.) και της σύνθεσης 10. ΑΤSI(PP) που περιείχε άσβεστο και πηλό με αντικατάσταση ποσοστού 10% της ασβέστου με λευκό τσιμέντο και επιπλέον λινέλαιο (1,5% κ.β.), Silica fume (1% κ.β.) και ίνες πολυπροπυλαινίου (1 κ.ο.). Σύνθεση Υλικά 8. YA Πηλός + Υδραυλική άσβεστος + Λινέλαιο 9. AΑ Πηλός + Αερική άσβεστος + Λινέλαιο 10. AΤSI(PP) Πηλός + Αερική άσβεστος + Λευκό τσιμέντο + Λινέλαιο + Silica fume + Ίνες PP Πίνακας 4.12 Συνθέσεις επιχρισμάτων δοκιμίων 2 ης φάσης Πριν την εφαρμογή του επιχρίσματος γινόταν εκτράχυνση της επιφάνειας της ωμοπλίνθου με συρμάτινη βούρτσα και στη συνέχεια διαβροχή της με μικρή ποσότητα διαλύματος ασβέστη, ώστε να επιτύχουμε καλύτερη διείσδυση του επιχρίσματος στην επιφάνεια του ωμόπλινθου. Για τη διαβροχή χρησιμοποιήθηκαν δύο είδη διαλυμάτων κατά περίπτωση, ασβέστη και πηλού ή ασβέστη και νανοπυριτίου (Εικ. 4.36). Η εφαρμογή του επιχρίσματος στις ωμοπλίνθους έγινε με δύο τρόπους. Στην πρώτη περίπτωση γινόταν χειρωνακτικά, με εφαρμογή πίεσης με μυστρί (Εικ. 4.37) και στη δεύτερη περίπτωση με μηχανική πίεση (Εικ. 4.39), τάσης περίπου 0.1ΜΡa, για την επίτευξη καλύτερης πρόσφυσης. Η κατασκευή των δοκιμίων με εφαρμογή μηχανικής πίεσης έγινε με ειδική μήτρα (ξύλινο καλούπι) που σχεδιάστηκε με εσωτερικές διαστάσεις 250x120x110mm. Η πάνω πλάκα της μήτρας ήταν κινητή ώστε να εισάγεται στη μήτρα η ωμόπλινθος και από πάνω κατάλληλη ποσότητα επιχρίσματος (Εικ. 4.38). Στη συνέχεια η μήτρα έκλεινε με την κινητή πλάκα, η οποία λαδώνονταν στην επιφάνεια επαφής με το επίχρισμα. Η μήτρα τοποθετούνταν στην υδραυλική πρέσσα και το κινούμενο στέλεχος της υδραυλικής

76 ΠΕΙΡΑΜΑΤΙΚΟ ΜΕΡΟΣ 72 πρέσσας ήταν σε επαφή με την κινούμενη πλάκα της μήτρας εφαρμόζοντας δύναμη συμπύκνωσης 3ΚΝ. Εικόνα 4.36 Εκτράχυνση της επιφάνειας και διαβροχή με διάλυμα ασβέστη πηλού και ασβέστη νανοπυριτίου Εικόνα 4.37 Εφαρμογή πίεσης χειρωνακτικά Εικόνα 4.38 Προετοιμασία δοκιμίου για την εφαρμογή μηχανικής πίεσης Εικόνα 4.39 Εφαρμογή πίεσης μηχανικά

77 ΠΕΙΡΑΜΑΤΙΚΟ ΜΕΡΟΣ 73 Όσα κονιάματα παράγονται χωρίς προσθήκη αδρανών, συστέλλονται κατά την πήξη και τη σκλήρυνση και έτσι τελικά δημιουργούνται επιφανειακές ρωγμές. Ειδικά στην συγκεκριμένη περίπτωση, εξαιτίας και της παρουσίας του πηλού, λίγες ώρες μετά την εφαρμογή παρατηρούνταν επιφανειακές ρωγμές. Για την αντιμετώπιση αυτού του προβλήματος πραγματοποιήθηκε χάραξη της τελικής επιφάνειας του επιχρίσματος με ένα λεπτό μαχαίρι, σε βάθος του 1/3 του πάχους του επιχρίσματος, δηλαδή περίπου 3mm, ανά αποστάσεις των 4cm περίπου (Εικ. 4.40). Έτσι κατασκευάστηκαν συνολικά 12 διαφορετικά δοκίμια, τα οποία συντηρήθηκαν σε συνθήκες θερμοκρασίας δωματίου και υγρασίας >90%. Εικόνα 4.40 Χάραξη επιφανειών για την αποφυγή εμφάνισης επιφανειακών ρωγμών Εικόνα 4.41 Δημιουργία ρωγμών σε δοκίμιο που δεν έγινε χάραξη Δοκίμιο Διάλυμα Σύνθεση Εφαρμογή ΠΑ-8 Ασβέστη-πηλού 8. ΥΑ χειρωνακτικά ΝΑ-8 Ασβέστη- νανοsio2 8. ΥΑ χειρωνακτικά ΠΑ-9 Ασβέστη-πηλού 9. ΑA χειρωνακτικά ΝΑ-9 Ασβέστη- νανοsio2 9. ΑA χειρωνακτικά ΠΑ-10 Ασβέστη-πηλού 10. ΑΤSI(PP) χειρωνακτικά ΝΑ-10 Ασβέστη- νανοsio2 10. ΑΤSI(PP) χειρωνακτικά ΠΑ-8-M Ασβέστη-πηλού 8. ΥΑ μηχανικά ΝΑ-8-M Ασβέστη- νανοsio2 8. ΥΑ μηχανικά ΠΑ-9-M Ασβέστη-πηλού 9. ΑA μηχανικά ΝΑ-9-M Ασβέστη- νανοsio2 9. ΑA μηχανικά ΠΑ-10-M Ασβέστη-πηλού 10. ΑΤSI(PP) μηχανικά ΝΑ-10-M Ασβέστη- νανοsio2 10. ΑΤSI(PP) μηχανικά Πίνακας 4.13 Δοκίμια 2 ης φάσης

78 ΠΕΙΡΑΜΑΤΙΚΟ ΜΕΡΟΣ 74 Η ονομασία των δοκιμίων ξεκινά με τα γράμματα ΠΑ" στην περίπτωση διαβροχής με διάλυμα ασβέστη-πηλού ή τα γράμματα "ΝΑ στην περίπτωση διαλύματος ασβέστηνανοπυριτίου. Ο αριθμός δηλώνει τη σύνθεση, και στα επιχρίσματα όπου έγινε εφαρμογή με πίεση στην πρέσα ακολουθεί το γράμμα "Μ" (Πιν. 4.13). Ο έλεγχος εργασιμότητας πραγματοποιήθηκε σύμφωνα με τους κανονισμούς ASTM (ASTM C230) για τα τσιμεντοκονιάματα, όπως αναφέρθηκε στην παράγραφο Δεδομένου ότι δεν υπάρχει αντίστοιχη μέθοδος για τα πηλοκονιάματα, ο βαθμός εξάπλωσης καθορίστηκε στα 16±1 cm. Ο λόγος νερού προς κονία που χρησιμοποιήθηκε σε κάθε δοκίμιο φαίνεται στον παρακάτω πίνακα (Πίν. 4.14). Δοκίμια w (gr) c (gr) w/c εξάπλωση (cm) ΠΑ-8, ΝΑ , ΠΑ-9, ΝΑ ,600 15,5 ΠΑ-10, ΝΑ , ΠΑ-8-Μ ,500 15,5 ΝΑ-8-Μ ,500 15,5 ΠΑ-9-Μ , ΝΑ-9-Μ ,533 15,5 ΠΑ-10-Μ ,567 15,8 ΝΑ-10-Μ ,567 15,8 Πίνακας 4.14 Λόγος νερού προς κονίες δοκιμίων 2 ης φάσης Έλεγχοι δοκιμίων 2ης φάσης Τα δοκίμια που παρασκευάστηκαν στη 2 η φάση της πειραματικής διαδικασίας, με εφαρμογή των επιχρισμάτων σε ωμοπλίνθους, υποβλήθηκαν, μετά από 2 μήνες ωρίμανσης, σε δοκιμή γωνίας επαφής σταγόνας και τριχοειδούς αναρρόφησης για τη διερεύνηση της αντίστασης στην υγρασία, όπως επίσης και σε δοκιμή pull out για την διερεύνηση της συνάφειας μεταξύ του επιχρίσματος και του υποστρώματος Γωνία επαφής Ο έλεγχος της επίτευξης αδιαβροχοποίησης έγινε με την τεχνική της σταγόνας (Drop Shape Analysis) όπως αναφέρθηκε στην παράγραφο και πραγματοποιήθηκε με το όργανο Kruss DSA 100. Τα αποτελέσματα των ελέγχων παρουσιάζονται στον Πίνακα Καθώς η γωνία δεν επηρεάζεται από το διάλυμα με το οποίο έγινε η διαβροχή του υποστρώματος δίνονται τα αποτελέσματα αγνοώντας αυτήν την παράμετρο. Οι τιμές των γωνιών δείχνουν μικρή αδιαβροχοποιητική ικανότητα (θ<90 ), δηλαδή έχουμε υδρόφιλες επιφάνειες. Εντούτοις

79 ΠΕΙΡΑΜΑΤΙΚΟ ΜΕΡΟΣ 75 διαπιστώθηκε ότι η μέθοδος της μηχανικής συμπίεσης έδωσε καλύτερα αποτελέσματα και ειδικά στις συνθέσεις 9. ΑA και 10. ΑΤSI(PP). Δοκίμιο Γωνία ΠΑ-8 39,5 ΝΑ-8 29,5 ΠΑ-9 55,4 ΝΑ-9 53,4 ΠΑ-10 41,7 ΝΑ-10 51,7 ΠΑ-8-Μ 44,8 ΝΑ-8-Μ 52,4 ΠΑ-9-Μ 59,5 ΝΑ-9-Μ 63,6 ΠΑ-10-Μ 55,0 ΝΑ-10-Μ 66,25 Σύνθεση Μ.Ο Γωνιών 8. ΥΑ 34,5 9. ΑΑ 54,4 10. ΑΤSI(PP) 46,7 8. ΥΑ-M 48,6 9. ΑΑ-M 61, ΑΤSI(PP)-M 60,63 Πίνακας 4.15 Γωνίες επαφής σταγόνας δοκιμίων 2ης φάσης Γωνία º ΥΑ 9. ΑΑ 10. ΑΤSI(PP) 8. ΥΑ-M 9. ΑΑ-M 10. ΑΤSI(PP)-M Σχήμα 4.18 Συγκριτικό διάγραμμα, γωνιών επαφής σταγόνας, των πηλοεπιχρισμάτων που εφαρμόστηκαν στις ωμοπλίνθους

80 ΠΕΙΡΑΜΑΤΙΚΟ ΜΕΡΟΣ 76 Εικόνα 4.42 Δοκίμιο ΠΑ-8 (39,5 ) Εικόνα 4.43 Δοκίμιο ΝΑ-9 (29,5 ) Εικόνα 4.44 Δοκίμιο ΠΑ-10 (41,7 ) Εικόνα 4.45 Δοκίμιο ΝΑ-10 (54,7 ) Εικόνα 4.46 Δοκίμιο ΠΑ-8-Μ (44,5 ) Εικόνα 4.47 Δοκίμιο ΝΑ-8-Μ (52,4 ) Εικόνα 4.48 Δοκίμιο ΠΑ-9-Μ (59,5 ) Εικόνα 4.49 Δοκίμιο ΝΑ-9-Μ (63,6 ) Εικόνα 4.50 Δοκίμιο ΠΑ-10-Μ (55 ) Εικόνα 4.51 Δοκίμιο ΝΑ-10-Μ (66,3 )

81 ΠΕΙΡΑΜΑΤΙΚΟ ΜΕΡΟΣ Τριχοειδής απορρόφηση Ένα δοκίμιο από κάθε σύνθεση κόπηκε εν ξηρώ σε μικρότερες διαστάσεις και όλα τα δοκίμια τοποθετήθηκαν στο φούρνο στους 50 C για 24 ώρες, ώστε να γίνει ο έλεγχος τριχοειδούς αναρρόφησης, σύμφωνα με το πρότυπο EN771-1 και DIN52617, όπως αναλύθηκε στην παράγραφο Στα διαγράμματα που ακολουθούν φαίνεται η σχέση μεταβολής βάρους προς την επιφάνεια με τη ρίζα του χρόνου. Στο πρώτο διάγραμμα (Σχ. 4.19) σχεδιάζονται η τριχοειδής απορρόφηση όλων των δοκιμίων συγκριτικά με δύο δοκίμια ωμοπλίνθων στα οποία δεν έγινε εφαρμογή επιχρίσματος. Το διάγραμμα του σχήματος 4.23 αφορά τα δοκίμια στα οποία η εφαρμογή του επιχρίσματος πραγματοποιήθηκε με το χέρι και το Σχήμα 4.24 τα δοκίμια στα οποία η εφαρμογή έγινε με μηχανική πίεση. Ο συντελεστής απορρόφησης νερού τριχοειδών C προσδιορίζεται κατά ΕΝ στους επόμενους πίνακες (Πιν ). Συντελεστής ΠΑ8 NA8 ΠΑ9 ΝΑ9 ΠΑ10 ΝΑ10 C (Kg/m 2 /min 0.5 ) 0,125 0,263 0,240 0,139 0,077 0,245 K2(Kg/m 2 /min 0.5 ) 0,088 0,139 0,095 0,271 0,090 0,094 Πίνακας 4.16 Συντελεστής απορρόφησης δοκιμίων με εφαρμογή με το χέρι Συντελεστής ΠΑ-8-Μ NA-8-Μ ΠΑ-9-Μ ΝΑ-9-Μ ΠΑ-10-Μ ΝΑ-10-Μ C (Kg/m 2 /min 0.5 ) 0,029 0,065 0,046 0,039 0,019 0,075 K2(Kg/m 2 /min 0.5 ) 0,140 0,151 0,098 0,147 0,051 0,122 Πίνακας 4.17 Συντελεστής απορρόφησης δοκιμίων με εφαρμογή με την πρέσσα Συντελεστής Πλίνθος 1 Πλίνθος 2 C (Kg/m 2 /min 0.5 ) 1,364 1,244 K2(Kg/m 2 /min 0.5 ) 0,616 0,700 Πίνακας 4.18 Συντελεστής απορρόφησης ωμοπλίνθου Αυτό που παρατηρούμε αρχικά είναι ότι, με την εφαρμογή όλων των επιχρισμάτων, η ποσότητα υγρασίας που απορροφάται ανά μονάδα επιφάνειας λόγω τριχοειδούς ανύψωσης, μειώνεται σημαντικά (76% έως 89%) σε σχέση με την ανεπίχριστη ωμόπλινθο (πλίνθος1, πλίνθος2), όπως φαίνεται χαρακτηριστικά και στο διάγραμμα του σχήματος Ένα ακόμη σημαντικό συμπέρασμα είναι ότι τα δοκίμια στα οποία η εφαρμογή του επιχρίσματος έγινε μηχανικά εμφανίζουν μικρότερη τριχοειδή απορρόφηση. Εμφανής είναι και η αλλαγή της μορφής του διαγράμματος όταν η εφαρμογή έγινε με μηχανική πίεση. Η τιμή της αρχικής κλίσης των διαγραμμάτων προσδιορίζεται με τον συντελεστή C (Kg/m 2 /min 0.5 ). Μεγαλύτερες τιμές του συντελεστή παρατηρούμε για τα δοκίμια στα οποία η εφαρμογή του επιχρίσματος έγινε χειρωνακτικά. Υπολογίστηκε επίσης η κλίση του διαγράμματος (Κ2) μετά τις πρώτες 2 ώρες της δοκιμής, όπου παρατηρείται αλλαγή του ρυθμού απορρόφησης. Στα δοκίμια στα οποία η εφαρμογή πραγματοποιήθηκε

82 ΠΕΙΡΑΜΑΤΙΚΟ ΜΕΡΟΣ 78 χειρωνακτικά ο ρυθμός απορρόφησης μετά τις 2 πρώτες ώρες μειώνεται ενώ στα επιχρίσματα στα οποία εφαρμόστηκε μηχανική πίεση ο ρυθμός αυξήθηκε. Επίσης η διαβροχή του υποστρώματος με διάλυμα ασβέστη-νανοπυριτίου δεν βελτίωσε τα αποτελέσματα. Η σύνθεση NA-9 εμφάνισε την υψηλότερη απορρόφηση ενώ η σύνθεση ΠΑ-10-Μ παρουσιάζει τη μικρότερη απορρόφηση. Δοκίμιο ΝΑ-8 μετά από 10 λεπτά Δοκίμιο ΝΑ-8 μετά από 2 ώρες Δοκίμιο ΝΑ-8 μετά από 24 ώρες Δοκίμιο ΝΑ-8-Μ μετά από 10 λεπτά Δοκίμιο ΝΑ-8-Μ μετά από 2 ώρες Δοκίμιο ΝΑ-8-Μ μετά από 24 ώρες Δοκίμιο ΠΑ-9 μετά από 10 λεπτά Δοκίμιο ΠΑ-9 μετά από 2 ώρες Δοκίμιο ΠΑ-9 μετά από 24 ώρες Δοκίμιο ΠΑ-9-Μ μετά από 10 λεπτά Δοκίμιο ΠΑ-9-Μ μετά από 2 ώρες Δοκίμιο ΠΑ-9-Μ μετά από 24 ώρες Εικόνα 4.52 Δοκιμή τριχοειδούς απορρόφησης. Ενδεικτικές εικόνες των δοκιμίων μετά από 10, 120 και 1440 λεπτά.

83 ΠΕΙΡΑΜΑΤΙΚΟ ΜΕΡΟΣ 79 Σχήμα 4.19 Διάγραμμα τριχοειδούς απορρόφησης Σχήμα 4.20 Διάγραμμα τριχοειδούς απορρόφησης δοκιμίων σύνθεσης 8.ΥΑ

84 ΠΕΙΡΑΜΑΤΙΚΟ ΜΕΡΟΣ 80 Σχήμα 4.21 Διάγραμμα τριχοειδούς απορρόφησης δοκιμίων σύνθεσης 9.ΑΑ Σχήμα 4.22 Διάγραμμα τριχοειδούς απορρόφησης δοκιμίων σύνθεσης 10.ΑΤSI(PP)

85 ΠΕΙΡΑΜΑΤΙΚΟ ΜΕΡΟΣ 81 Σχήμα 4.23 Διάγραμμα τριχοειδούς απορρόφησης δοκιμίων όπου η εφαρμογή του επιχρίσματος έγινε χειρωνακτικά Σχήμα 4.24 Διάγραμμα τριχοειδούς απορρόφησης δοκιμίων όπου η εφαρμογή του επιχρίσματος έγινε με μηχανική πίεση

86 ΠΕΙΡΑΜΑΤΙΚΟ ΜΕΡΟΣ Έλεγχος συνάφειας Με τη δοκιμή προσδιορισμού αντοχής πρόσφυσης "pull off", υπολογίστηκε η συνάφεια μεταξύ του επιχρίσματος και της ωμοπλίνθου μέσω εφελκυστικής αντοχής σύμφωνα με το πρότυπο ΕΝ Προσδιορίζεται η κάθετη δύναμη προς τη στρώση, μεταξύ του επιχρίσματος και του ωμοπλίνθου, που απαιτείται για να την αποκόλληση της επικάλυψης μιας συγκεκριμένης επιφάνειας και στη συνέχεια υπολογίζεται η τάση που προκαλεί την αποκόλληση. Πρώτα γίνεται κοπή μιας κυκλικής επιφάνειας διαμέτρου 50mm ή τετραγωνικής επιφάνειας μέχρι βάθους περίπου 2mm μέσα στο υπόστρωμα. Στη συνέχεια επικολλάται με εποξειδική ρητίνη μία μεταλλική κεφαλή στο κέντρο της κομμένης επιφάνειας, η οποία συνδέεται στη συνέχεια με το όργανο επιβολής της δύναμης. Για τη διεξαγωγή του πειράματος χρησιμοποιήθηκε το όργανο MATEST pull-off tester (μέγιστο φορτίο 16ΚΝ). Ανάλογα με το αν η θραύση συμβαίνει μεταξύ του υποστρώματος και του επιχρίσματος ή μέσα στο σώμα το επιχρίσματος, ο τύπος θραύσης ονομάζεται πρόσφυσης ή συνοχής αντίστοιχα. Τα περισσότερα δοκίμια υπέστησαν θραύση λόγω πρόσφυσης, δηλαδή παρατηρήθηκε αποκόλληση του επιχρίσματος από το υπόστρωμα. Υπάρχει και ένα τρίτος τύπος θραύσης που δεν παρατηρήθηκε και εμφανίζεται μέσα στο υπόστρωμα. Εικόνα 4.53 Τύποι θραύσης[βs ΕΝ ] Εικόνα 4.54 Δοκιμή pull off

87 ΠΕΙΡΑΜΑΤΙΚΟ ΜΕΡΟΣ 83 Εικόνα 4.55 Θραύση μέσα στο σώμα του επιχρίσματος (συνοχής) Εικόνα 4.56 Θραύση λόγω αποκόλλησης από το υπόστρωμα (πρόσφυσης) Οι τιμές των τάσεων προκύπτουν αρκετά χαμηλές και κυμαίνονται από 0,01 έως 0,05 ΜPa, που σημαίνει ότι γενικά έχουμε χαμηλή συνάφεια σε όλες τις περιπτώσεις. Σχετικά με τα διαλύματα που χρησιμοποιήθηκαν για την διαβροχή της επιφάνειας του υποστρώματος πριν την εφαρμογή του επιχρίσματος, παρατηρούμε ότι η αντικατάσταση του πηλού με νανοπυρίτιο δεν βελτίωσε τη συνάφεια. Όσον αφορά τις συνθέσεις, στα δοκίμια όπου η εφαρμογή έγινε χειρωνακτικά την καλύτερη πρόσφυση είχε η σύνθεση 8.ΥΑ, ενώ στα δοκίμια όπου η εφαρμογή έγινε μηχανικά τα δοκίμια εμφάνισαν παρόμοια συνάφεια. Παρατηρούμε δηλαδή ότι η μηχανική πίεση είναι πιο ισχυρή παράμετρος και γενικά όλα τα δοκίμια στα οποία εφαρμόστηκε μηχανική πίεση, παρουσίασαν καλύτερη συνάφεια. Σχήμα 4.25 Συγκριτικό διάγραμμα τάσης αποκόλλησης(μpa) των πηλοεπιχρισμάτων από το υπόστρωμα ωμοπλίνθου