ΠΤΥΧΙΑΚΗ ΕΡΓΑΣΙΑ ΣΤΟ ΕΡΓΑΣΤΗΡΙΟ ΟΠΛΙΣΜΕΝΟΥ ΣΚΥΡΟΔΕΜΑ

Transcript

1 ΑΛΕΞΑΝΔΡΕΙΟ ΤΕΧΝΟΛΟΓΙΚΟ ΙΔΡΥΜΑ ΘΕΣΣΑΛΟΝΙΚΗΣ ΣΧΟΛΗ ΤΕΧΝΟΛΟΓΙΚΩΝ ΕΦΑΡΜΟΓΩΝ ΤΜΗΜΑ ΠΟΛΙΤΙΚΩΝ ΕΡΓΩΝ ΥΠΟΔΟΜΗΣ ΠΤΥΧΙΑΚΗ ΕΡΓΑΣΙΑ ΣΤΟ ΕΡΓΑΣΤΗΡΙΟ ΟΠΛΙΣΜΕΝΟΥ ΣΚΥΡΟΔΕΜΑ ΘΕΜΑ: ΣΥΝΤΗΡΗΣΗΣ ΚΑΙ ΕΛΕΓΧΟΣ ΔΟΜΙΚΩΝ ΣΤΟΙΧΕΙΩΝ ΑΠΟ ΣΚΥΡΟΔΕΜΑ ΣΠΟΥΔΑΣΤΗΣ : ΕΥΡΥΔΟΓΛΟΥ ΕΥΑΓΓΕΛΟΣ ΚΑΘΗΓΗΤΉΣ ΚΟΝΙΤΟΠΟΥΛΟΣ ΓΕΩΡΓΙΟΣ ΜΑΙΟΣ 2013

2 ΠΕΡΙΕΧΟΜΕΝΑ Σελ. ΚΕΦΑΛΑΙΟ 1 Εισαγωγή 5 ΚΕΦΑΛΑΙΟ 2 ΠΑΡΑΣΚΕΥΗ ΣΚΥΡΟΔΕΜΑΤΟΣ Εισαγωγή Τα συστατικά που αποτελούν τις πρώτες ύλες παρασκευής του σκυροδέματος Συνδετικά υλικά Αδρανή Σκυροδέματος Το νερό Πρόσμεικτα Σκυροδέματος Μειωτής νερού Υπερρευστοποιητής Ρυθμιστής Ιξώδους Αερακτικό Επιταχυντής πήξης Επιταχυντής σκλήρυνσης Επιβραδυντής Στεγανωτικό μάζας Επιβραδυντής / μειωτής νερού Επιβραδυντής / υπερρευστοποιητής Επιταχυντής πήξης / μειωτής νερού Τα παραπάνω συστατικά αναμιγνύονται σε αναλογίες σύνθεσης που καθορίζονται από την εκάστοτε Μελέτη Σύνθεσης Ανάμειξη υλικών σκυροδέματος 10 1

3 Σελ. 2.4 Ιδιότητες του σκυροδέματος Ανθεκτικότητα Αντοχή στη θλίψη Αντοχή στον εφελκυσμό και στην κάμψη Αντοχή στην τριβή Πορώδες και στεγανότητα Είδη σκυροδέματος Άοπλο σκυρόδεμα Οπλισμένο σκυρόδεμα Προεντεταμένο σκυρόδεμα Ειδικά σκυροδέματα Σκυρόδεμα υψηλής αντοχής Αεροσκυρόδεμα Στεγανά σκυροδέματα Ελαφρά σκυροδέματα 15 ΚΕΦΑΛΑΙΟ 3 ΣΥΝΤΗΡΗΣΗ ΚΑΤΑ ΤΗΝ ΩΡΙΜΑΝΣΗ ΤΟΥ ΝΩΠΟΥ ΣΚΥΡΟΔΕΜΑΤΟΣ 3.1 Εισαγωγή Μέθοδοι Ωρίμανσης Μέτρα προστασίας για το σκυρόδεμα Περίοδος Ωρίμανσης 20 ΚΕΦΑΛΑΙΟ 4 ΘΕΩΡΗΤΙΚΟ ΜΕΡΟΣ ΠΕΙΡΑΜΑΤΟΣ Εισαγωγή Κατηγορία σκυροδέματος Προετοιμασία χώρου και κατασκευή καλουπιών Σκυροδέτηση και συμπύκνωση πλακών Δειγματοληψία, συντήρηση και θραύση κύβων Δειγματοληψία κύβων 23 2

4 4.4.2 Συντήρηση κύβων Θραύση κύβων Χρήση του κρουσίμετρου για έλεγχο της επιφανειακής αντοχής του Σκυροδέματος Προετοιμασία πλακών για έλεγχο με κρουσίμετρο Έλεγχος με κρουσίμετρο Δειγματοληψία και προετοιμασία για θραύση κυλινδρικών δοκιμίων Δειγματοληψία κυλινδρικών δοκιμίων Προετοιμασία για θραύση κυλινδρικών δοκιμίων Θραύση κυλινδρικών δοκιμίων 36 ΚΕΦΑΛΑΙΟ 5 ΑΠΟΤΕΛΕΣΜΑΤΑ ΠΕΙΡΑΜΑΤΙΚΩΝ ΜΕΤΡΗΣΕΩΝ ΑΠΟΤΕΛΕΣΜΑΤΑ Α. Θλιπτική αντοχή κύβων Θλιπτική αντοχή κύβων που έτυχαν συντήρηση σε θάλαμο με νερό Θλιπτική αντοχή κύβων που έτυχαν διαφορετικό τρόπο συντήρησης για Σελ. 28 μέρες Σύγκριση αποτελεσμάτων θλιπτικής αντοχής κύβων ηλικίας εικοσιοκτώ ημερών. Η σύγκριση γίνεται μεταξύ αυτών που έτυχαν συντήρηση σε θάλαμο με νερό και αυτών που έτυχαν διαφορετικό τρόπο συντήρησης 41 Β. Θλιπτική αντοχή κυλινδρικών δοκιμίων 1.1 Θλιπτική αντοχή κυλινδρικών δοκιμίων από πυρηνοληψία επτά ημερών από την κάτοψη των πλακών Θλιπτική αντοχή κυλινδρικών δοκιμίων από πυρηνοληψία επτά ημερών από την πρόσοψη των πλακών Σύγκριση θλιπτικής αντοχής κυλινδρικών δοκιμίων από πυρηνοληψία επτά ημερών από την κάτοψη και πρόσοψη των πλακών Θλιπτική αντοχή κυλινδρικών δοκιμίων από πυρηνοληψία 28 ημερών από την κάτοψη των πλακών 44 3

5 Σελ. 2.2 Θλιπτική αντοχή κυλινδρικών δοκιμίων από πυρηνοληψία 28 ημερών από την πρόσοψη των πλακών Σύγκριση θλιπτικής αντοχής κυλινδρικών δοκιμίων από πυρηνοληψία 28 ημερών από την κάτοψη και πρόσοψη των πλακών 46 Γ. Κρουσιμέτρηση 1.1 Κρουσιμέτρηση επτά ημερών Κρουσιμέτρηση 28 ημερών 48 Δ. Σύγκριση αποτελεσμάτων 1.1 Σύγκριση αποτελεσμάτων επτά ημερών μεταξύ θλιπτικής αντοχής κύβων σε νερό, κυλινδρικών δοκιμίων και κρουσιμέτρησης Σύγκριση αποτελεσμάτων 28 ημερών από θλιπτική αντοχή κύβων συντήρηση ίδια με τις πλάκες, κύβων σε νερό, κυλινδρικών δοκιμίων και κρουσιμέτρηση 50 ΚΕΦΑΛΑΙΟ 6 52 ΣΥΜΠΕΡΑΣΜΑΤΑ 53 ΒΙΒΛΙΟΓΡΑΦΙΑ 54 4

6 ΚΕΦΑΛΑΙΟ 1 ΕΙΣΑΓΩΓΗ Το σκυρόδεμα (κν. μπετόν, αγγλ. concrete, γαλλ. beton) είναι για περισσότερο από ένα αιώνα τώρα, το πλέον διαδεδομένο υλικό κατασκευής στατικών φορέων, όπως την κατασκευή κτιρίων, γεφυρών, σηράγγων, δεξαμενών κλπ.. Πριν την εμφάνισή του, εκτεταμένη χρήση είχαν οι ξύλινες, καθώς και οι πετρόκτιστες κατασκευές. Τα τελευταία χρόνια, και ιδιαίτερα στο εξωτερικό, μεγάλη ανάπτυξη παρουσιάζουν οι σύμμικτες κατασκευές, που συνδυάζουν σκυρόδεμα και δομικό χάλυβα, προσφέροντας ταχύτητα στην κατασκευή και οικονομία κόστους και χώρου. Όμως παρά τις εκτεταμένες εφαρμογές του, λίγοι γνωρίζουν λεπτομέρειες για τον τεχνητό αυτό λίθο, που έχει τη μοναδική ιδιότητα να περνάει σε μικρό χρονικό διάστημα από τη ρευστή κατάσταση (νωπό), στη στερεά (σκληρυμένο), παρέχοντας τη δυνατότητα να μορφωθεί σε καλούπια κάθε σχήματος, που θα μπορούσε να επιθυμήσει κανείς, πριν στερεοποιηθεί και αποκτήσει τις τελικές αντοχές του. Η κλασσική χρήση του σκυροδέματος είναι το οπλισμένο σκυρόδεμα (reinforced concrete), όπου η μάζα του ενισχύεται με σιδηρό οπλισμό (χάλυβα), ο οποίος του προσδίδει την εφελκιστική και διατμητική αντοχή που του λείπει, ενώ συνεισφέρει και στην παραλαβή των θλιπτικών τάσεων. Τα δύο υλικά συνεργάζονται άριστα (καλή αμοιβαία πρόσφυση, ίδιες θερμοκρασιακές διαστολές, προστασία του οπλισμού από το σκυρόδεμα έναντι σκουριάς). Οπλισμένο σκυρόδεμα χρησιμοποιήθηκε για πρώτη φορά συστηματικά από το Γάλλο J.Monier το Μια ειδική μορφή οπλισμένου σκυροδέματος είναι το προεντεταμένο σκυρόδεμα (prestressed concrete), όπου ο οπλισμός εντείνεται προκαταβολικά (πριν ακόμη την εφαρμογή των ωφέλιμων εξωτερικών φορτίων), δημιουργώντας μόνιμες εφελκυστικές τάσεις σ' αυτόν και θλιπτικές στο σκυρόδεμα, οι οποίες παραμένουν με τη μορφή αυτή ακόμα και μετά την εφαρμογή των εξωτερικών φορτίων, προσφέροντας οικονομία και στα δύο υλικά και αισθητικά καλύτερο αποτέλεσμα. Μια άλλη διάκριση των σκυρόδετων φορέων είναι σε έγχυτους (cast-in-place) και πρόχυτους (precast). Η πρώτη είναι η κλασσική, συνηθισμένη περίπτωση (όπου η 5

7 σκυροδέτηση του φορέα γίνεται στην τελική του θέση), ενώ η δεύτερη (όπου η σκυροδέτηση γίνεται αλλού πριν ο φορέας μεταφερθεί, μετά τη σκλήρυνση του σκυροδέματος, στην τελική του θέση) εφαρμόζεται σε περιπτώσεις δυσπρόσιτων περιοχών όπως π.χ. στη θάλασσα, σε απόκρημνες περιοχές (π.χ. γέφυρες) ή κάτω από νερό. Εκτός από το κλασσικό σκυρόδεμα (του οποίου το ειδικό βάρος είναι γύρω στα 2,3 t/m3 για το άοπλο και 2,4 t/m3 για το οπλισμένο), παραλλαγές αποτελούν το γαρμπιλόδεμα (με γαρμπίλι αντί για σκύρα για λεπτότοιχες κατασκευές) και το αφρομπετόν (που έχει ειδ. βάρος μεταξύ 1,12-1,84 t/m3 λόγω της αντικατάστασης των σκύρων με ελαφρόπετρα και το οποίο προορίζεται για χρήσεις όπως μονωτικό υλικό ή προστασία θερμομόνωσης σε δώμα κλπ.). Μια τρίτη μορφή είναι το βαρέως τύπου σκυρόδεμα (ειδ. βάρος 3,2-5,6 t/m3), για προστασία από ακτινοβολία-χ ή ακτινοβολία-γ σε πυρηνικούς αντιδραστήρες κλπ.. Το σκυρόδεμα παρασκευάζεται με μίξη σε κατάλληλες αναλογίες τσιμέντου, αδρανών (χαλίκων), άμμου και νερού, ενώ τακτικά χρησιμοποιούνται και πρόσμικτα (admixtures), που βελτιώνουν τις παραμέτρους του (εργασιμότητα, ταχύτητα σκλήρυνσης κλπ.). Οι αναλογίες αυτές καθορίζονται από την εκάστοτε μελέτη σύνθεσης. Τα επιμέρους αυτά υλικά περιγράφονται συνοπτικά στο επόμενο κεφάλαιο. Αναφορικά με το ρυθμό σκλήρυνσης του σκυροδέματος : Σε γενικές γραμμές, σε τρεις μέρες αποκτά το 50 % της τελικής αντοχής του, σε μια εβδομάδα αποκτά το 70 % της τελικής αντοχής του και σε εικοσιοκτώ ημέρες περί το 90 %. Το 100 % το αποκτά μετά παρέλευση πολλών ετών. Υπό καλές συνθήκες περιβάλλοντος, το όριο ηλικίας του σκυροδέματος μπορεί να ξεπεράσει κατά πολύ τα 100 χρόνια χωρίς σημαντικές αλλοιώσεις στη μάζα του και στον οπλισμό. 6

8 ΚΕΦΑΛΑΙΟ 2 ΠΑΡΑΣΚΕΥΗ ΣΚΥΡΟΔΕΜΑΤΟΣ Εισαγωγή Το σκυρόδεμα είναι το μείγμα τσιμέντου, αδρανών υλικών και νερού, σε αναλογία που καθορίζεται σε σχέση με το σκοπό της κατασκευής. Είναι ένα πολύτιμο υλικό με πλατιά χρήση, η οποία καλύπτει σχεδόν όλες τις οικοδομικές κατασκευές και τα τεχνικά έργα. 2.1 Τα συστατικά που αποτελούν τις πρώτες ύλες παρασκευής του σκυροδέματος Για την παρασκευή του σκυροδέματος χρησιμοποιούνται τσιμέντο, νερό, άμμος και σκύρα. Το τσιμέντο, όταν ενωθεί με το νερό αντιδρά χημικά, γι αυτό ονομάζεται και ενεργό υλικό σκυροδέματος. Τα υλικά άμμος και σκύρα ονομάζονται αδρανή, διότι διατηρούν όλες τις φυσικές και χημικές τους ιδιότητες και μετά την πήξη και σκλήρυνση του σκυροδέματος Συνδετικά υλικά Το τσιμέντο είναι υδραυλική λεπτόκοκκη κονία, που χρησιμοποιείται ως συνδετικό υλικό για την παραγωγή σκυροδέματος (υδραυλικές ονομάζονται οι κονίες, που όταν αναμιχθούν με το νερό πήζουν και σκληραίνουν). Ο τσιμεντοπολτός (όπως ονομάζεται το αναμεμιγμένο με νερό τσιμέντο) πήζει και σκληραίνει μέσω της ενυδάτωσης, τόσο στον αέρα, όσο και εμβαπτισμένος σε νερό. Τα βασικά συστατικά για παραγωγή τσιμέντου τύπου πόρτλαντ είναι ασβεστολιθικά και αργιλικά πετρώματα, τα οποία αφού αναμιχθούν σε προκαθορισμένες αναλογίες υποβάλλονται σε όπτηση περίπου στους 1450 C. Από τη διαδικασία αυτή παραλαμβάνεται το κλίνκερ, το οποίο ακολούθως αλέθεται, ώστε να αποκτήσει την τελική γνωστή λεπτότητα του τσιμέντου. Λόγω της ιδιότητας που έχει το τσιμέντο να πήζει, όταν αναμειχθεί με το νερό ή να σχηματίζει κουβάρια, όταν απορροφά υγρασία, πρέπει να λαμβάνονται όλα τα μέτρα για την προστασία του. Επίσης, δεν επιτρέπεται η χρήση διαφορετικών τύπων τσιμέντων για την κατασκευή σκυροδέματος στο ίδιο έργο. 7

9 2.1.2 Αδρανή Σκυροδέματος Τα αδρανή του σκυροδέματος, σκύρα, γαρμπίλι, χαλίκι και άμμος συνιστούν την πετρώδη δομή του, της οποίας τα κενά πρέπει να είναι πληρωμένα όσο το δυνατόν περισσότερο με τη συνδετική κονία. Τα αδρανή του σκυροδέματος αποτελούν, κατά προσέγγιση, το 80% του συνολικού βάρους του και καταλαμβάνουν το 70-75% του όγκου του. Η χρήση κατάλληλου μεγέθους και κατάλληλης ποιότητας αδρανών βελτιώνει την ποιότητα του σκυροδέματος. Τα αδρανή μπορεί να είναι θραυστά ή συλλεκτά (προκύπτουν από φυσική αποσάθρωση πετρωμάτων). Για παραγωγή υψηλής ποιότητας σκυροδέματος, τα αδρανή καθαρίζονται και κοκκομετρούνται σε βιομηχανικές εγκαταστάσεις με μηχανικές διεργασίες, όπως πλήρη ανάμιξή τους, σύνθλιψη, διαχωρισμό με κόσκινα και πλύσιμο (μηχανική προετοιμασία). Κατάλληλα για χρήση ως αδρανή σκυροδέματος είναι υλικά, τα οποία δεν επηρεάζουν τη σκλήρυνση του τσιμέντου, έχουν ισχυρή πρόσφυση με τον τσιμεντοπολτό και δεν αποτελούν κίνδυνο για την ανθεκτικότητά του Το νερό Η αναλογία του νερού στο μίγμα είναι καθοριστικός παράγοντας επίτευξης των επιθυμητών αντοχών στο σκυρόδεμα και πρέπει να διατηρείται αυστηρά στα όρια που καθορίζει η μελέτη σύνθεσης. Εν γένει, λιγότερο νερό συνεπάγεται μεγαλύτερες αντοχές και περισσότερο νερό σημαίνει υψηλότερη εργασιμότητα (ρευστότητα). Το θαλασσινό νερό είναι ακατάλληλο, ενώ στις προεντεταμένες κατασκευές απαγορεύεται ρητά Πρόσμεικτα Σκυροδέματος Τα πρόσμεικτα σκυροδέματος είναι ουσίες σε υγρή μορφή ή σκόνη, οι οποίες προστίθενται στο σκυρόδεμα, σε μικρές ποσότητες, κατά τη φάση ανάμιξης (συνήθως βάσει του περιεχόμενου τσιμέντου). Επηρεάζουν τις ιδιότητες του φρέσκου και/ή του σκληρυμένου σκυροδέματος με χημικό και/ή φυσικό τρόπο Μειωτής νερού Καθιστά δυνατή τη μείωση του περιεχόμενου νερού σε ένα μίγμα, χωρίς επίδραση στη συνεκτικότητά του ή αυξάνει το εργάσιμό του χωρίς αλλαγή του περιεχόμενου νερού ή επιτυγχάνει και τα δύο αποτελέσματα. 8

10 Υπερρευστοποιητής Καθιστά δυνατή τη σημαντική μείωση του περιεχόμενου νερού σε ένα δεδομένο μίγμα σκυροδέματος, χωρίς επίδραση στη συνεκτικότητά του ή αυξάνει σημαντικά το εργάσιμό του χωρίς αλλαγή του περιεχόμενου νερού ή επιτυγχάνει και τα δύο αποτελέσματα Ρυθμιστής Ιξώδους Μειώνει το νερό απόμιξης που προκύπτει λόγω εξίδρωσης στο νωπό σκυρόδεμα Αερακτικό Εισάγει συγκεκριμένη ποσότητα αέρα στο μίγμα, με τη μορφή μικρών και ομοιόμορφα κατανεμημένων φυσαλίδων αέρα, κατά τη φάση ανάμιξης, και οι οποίες παραμένουν στη σκληρυμένη μάζα σκυροδέματος Επιταχυντής πήξης Μειώνει το χρόνο που απαιτείται για την αρχική πήξη, αυξάνοντας τις πρώιμες αντοχές Επιταχυντής σκλήρυνσης Επιταχύνει τις πρώιμες αντοχές με ή χωρίς επίδραση στο χρόνο πήξης Επιβραδυντής Επιβραδύνει το χρόνο για την αρχική πήξη και επιμηκύνει την εργασιμότητα Στεγανωτικό μάζας Μειώνει την απορρόφηση νερού από τους τριχοειδείς πόρους του σκληρυμένου σκυροδέματος Επιβραδυντής / μειωτής νερού Έχει τις συνδυαστικές ιδιότητες ενός μειωτή νερού (κύρια ιδιότητα) και ενός επιβραδυντή (επιπλέον ιδιότητα) Επιβραδυντής / υπερρευστοποιητής Έχει τις συνδυαστικές ιδιότητες ενός υπερρευστοποιητή (κύρια ιδιότητα) και ενός επιβραδυντή (επιπλέον ιδιότητα). 9

11 Επιταχυντής πήξης / μειωτής νερού Έχει τις συνδυαστικές ιδιότητες ενός μειωτή νερού (κύρια ιδιότητα) και ενός επιταχυντή πήξης (επιπλέον ιδιότητα). 2.2 Τα παραπάνω συστατικά αναμιγνύονται σε αναλογίες σύνθεσης, που καθορίζονται από την εκάστοτε Μελέτη Σύνθεσης Η μελέτη σύνθεσης αποτελεί το σχεδιασμό του μίγματος για την Παρασκευή του σκυροδέματος και μπορεί να γίνει σε εξειδικευμένα εργαστήρια. Κατά την εκπόνηση της μελέτης σύνθεσης, παρασκευάζονται κυβικά ή κυλινδρικά δοκίμια, με διάφορες αναλογίες των συστατικών του σκυροδέματος, τα οποία στη συνέχεια θραύονται, ώστε να διαπιστωθεί ποιά από τις δοκιμαζόμενες αναλογίες εμφανίζει τη μέγιστη τάση θραύσης. Αυτές είναι και οι αναλογίες που θα υιοθετηθούν τελικά. Σκοπός του υπολογισμού του όγκου του κάθε υλικού, στη σύνθεση του σκυροδέματος, είναι να καθοριστεί ο όγκος του παραγόμενου σκυροδέματος βάσει του όγκου των πρώτων υλών παρασκευής του. Ο υπολογισμός γίνεται με την προϋπόθεση, ότι οι ποσότητες του τσιμέντου, νερού, αδρανών, προσμείκτων και προσθέτων, που θα αναμιχθούν για την παραγωγή 1m3 νωπού σκυροδέματος, συνυπολογίζοντας τα κενά μετά τη συμπύκνωση, αθροιζόμενες έχουν όγκο 1m Ανάμειξη υλικών σκυροδέματος Η ανάμειξη του σκυροδέματος μπορεί να γίνει σε σταθερό αναμεικτήρα, σε αυτοκίνητο αναμεικτήρα ή και χειρωνακτικά. Ο χρόνος ανάμειξης πρέπει να είναι τόσος, ώστε να εξασφαλίζεται ένα ομοιόμορφο μείγμα. Ο χρόνος αυτός εξαρτάται από την κατηγορία του σκυροδέματος, από τη σύνθεσή του και ακόμη από τον τύπο και την κατάσταση του αναμεικτήρα. Τα τελευταία χρόνια χρησιμοποιείται σε μεγάλο βαθμό το έτοιμο σκυρόδεμα, το οποίο πρέπει να παραδίνεται με τη σύνθεση και το εργάσιμο, που προβλέπονται από τις προδιαγραφές του έργου. Γενικά, η αποφόρτωση των αυτοκινήτων-αναμεικτήρων ή αυτοκινήτων-αναδευτήρων πρέπει να γίνεται σε 90 λεπτά από την προσθήκη νερού στο μείγμα. 10

12 Σε περίπτωση χρησιμοποίησης επιβραδυντικού, ο χρόνος αυτός μπορεί να αυξηθεί κατά 20 λεπτά. 2.4 Ιδιότητες του σκυροδέματος Το σκυρόδεμα παρουσιάζει πολύ καλές ιδιότητες, γι αυτό και σήμερα είναι το βασικότερο δομικό υλικό. Οι σπουδαιότερες ιδιότητες του είναι: Ανθεκτικότητα Αντοχή στη θλίψη Αντοχή στην κάμψη και στον εφελκυσμό Αντοχή στην τριβή Πορώδες και στεγανότητα Ανθεκτικότητα Ανθεκτικότητα είναι η ικανότητα του να αντέχει για πολλά χρόνια στην επίδραση των διαφόρων καιρικών συνθηκών και χημικών αντιδράσεων (οξέα άλατα). Οι παράγοντες που συντελούν στην ανθεκτικότητα του σκυροδέματος είναι: Η χρησιμοποίηση σκληρών αδρανών υλικών με κανονική κοκκομετρική διαβάθμιση Η σωστή αναλογία νερού τσιμέντου Η καλή ανάμειξη και συμπίεση του σκυροδέματος Αντοχή στη θλίψη Είναι η πιο σπουδαία ιδιότητα του σκυροδέματος, επειδή αυτή επηρεάζει και άλλες ιδιότητες. Από αυτή εξάλλου χαρακτηρίζεται βασικά και η ποιότητα του σκυροδέματος. Η αντοχή του σκυροδέματος στη θλίψη εξαρτάται από πολλούς παράγοντες, όπως: Την ποιότητα των υλικών Τις αναλογίες των υλικών ανάμειξης Τον τρόπο μεταφοράς, τοποθέτησης και συμπύκνωσης του σκυροδέματος Το ποσοστό των κενών 11

13 Το λόγο νερού τσιμέντου (W/C ratio) Ο λόγος νερού τσιμέντου είναι ένας από τους πιο σοβαρούς παράγοντες, που επηρεάζουν την αντοχή του σκυροδέματος στη θλίψη. Γι αυτό, όταν προσδιορίζουμε το συνολικό ποσό του νερού που χρειάζεται ένα σκυρόδεμα, αναφερόμαστε στο λόγο του βάρους του νερού προς το βάρος του τσιμέντου που χρησιμοποιήσαμε (W/C ratio). Ο λόγος νερού τσιμέντου πρέπει να είναι περίπου 0,26 έως 0,28 για να μπορεί να γίνεται πλήρως η χημική αντίδραση κατά την πήξη και σκλήρυνση του σκυροδέματος. Συνήθως όμως, λόγω του εργάσιμου του σκυροδέματος, δεν είναι μικρότερος από 0,45. Έχει αποδεχτεί πειραματικά ότι, όσο αυξάνεται ο λόγος νερού τσιμέντου, τόσο ελαττώνεται η αντοχή του σκυροδέματος Αντοχή στον εφελκυσμό και στην κάμψη Η αντοχή του σκυροδέματος στον εφελκυσμό και στην κάμψη είναι πολύμικρή. Ο παράγοντας, που επιδρά κυρίως στις αντοχές αυτές, είναι η μορφή των κόκκων των αδρανών υλικών. Τα αδρανή με γωνιώδεις κόκκους δίνουν σκυρόδεμα ισχυρότερο σε εφελκυσμό και σε κάμψη από αυτά που έχουν στρογγυλεμένους κόκκους. Η αντοχή σε εφελκυσμό είναι από 1/10 μέχρι 1/15 της αντοχής σε θλίψη και η αντοχή σε κάμψη από 1/7 μέχρι 1/10 της αντοχής σε θλίψη Αντοχή στην τριβή Η αντοχή του σκυροδέματος στη θλίψη αποτελεί το κριτήριο, για την εξακρίβωση της αντοχής του στη φθορά τριβής. Σκυροδέματα που έχουν ψηλή αντοχή στη θλίψη, παρουσιάζουν αντοχή στην τριβή. Δηλαδή, οι παράγοντες, που επηρεάζουν την αντοχή του σκυροδέματος στην τριβή, είναι οι ίδιοι με εκείνους που αναφέρθηκαν στην αντοχή του στη θλίψη. Για την αύξηση της αντοχής του σκυροδέματος στην τριβή, στην τελική επίστρωση του δαπέδου, προστίθεται σκόνη σιδήρου Πορώδες και στεγανότητα Το σκυρόδεμα είναι υλικό πορώδες, δηλαδή περιέχει κενά και τριχοειδείς πόρους στη μάζα του. Οι λόγοι για τους οποίους δημιουργούνται τα κενά και οι πόροι είναι οι εξής: Τα αδρανή υλικά, που αποτελούν το σκυρόδεμα, είναι πορώδη υλικά Τα κενά, που μένουν μεταξύ των κόκκων της άμμου, δεν είναι δυνατό να γεμίσουν τελείως με τον πολτό του τσιμέντου 12

14 Όσο καλά και να γίνει η διάστρωση και το κοπάνισμα, πάντοτε θα παρουσιάζονται περιοχές με ελαττωμένη συμπύκνωση Το μεγάλο πορώδες μειώνει την ποιότητα του σκυροδέματος, διότι ελαττώνει τη μηχανική αντοχή του και αυξάνει την αεροπερατότητα και υδροπερατότητα του. Αυτό έχει ως αποτέλεσμα, ο αέρας και το νερό να εισχωρούν εύκολα στη μάζα του σκυροδέματος και να οξειδώνουν τον οπλισμό. Εξάλλου, ελαττώνεται και η στεγανότητα, η οποία σε μερικά έργα είναι απαραίτητη. Για την επίτευξη στεγανότητας πρέπει να χρησιμοποιούνται βοηθητικά υλικά, που προστίθενται στο νωπό σκυρόδεμα και κλείνουν τους πόρους του, να τοποθετούνται υδατοστεγανωτικά υλικά (ασφαλτόχαρτο) ή ακόμα να επαλείφεται η επιφάνεια με ισχυρό στεγανό τσιμεντοκονίαμα ή διάφορα γαλακτώματα. 2.5 Είδη σκυροδέματος Το σκυρόδεμα, ανάλογα με τον τρόπο ενίσχυσης του με οπλισμό, διακρίνεται σε άοπλο, οπλισμένο και προεντεταμένο Άοπλο σκυρόδεμα Είναι το σκυρόδεμα που δεν είναι ενισχυμένο με ράβδους οπλισμού. Παρασκευάζεται από κοινό τσιμέντο Πόρτλαντ και αδρανή υλικά. Η περιεκτικότητα του σε τσιμέντο είναι χαμηλή, γι αυτό και ονομάζεται ισχνό σκυρόδεμα ή γκρομπετόν. Χρησιμοποιείται συνήθως σε δάπεδα, σε υποστρώματα για τα πέδιλα και σε πρόχειρες κατασκευές Οπλισμένο σκυρόδεμα Είναι το σκυρόδεμα που ενισχύεται με ράβδους από χάλυβα. Τα στοιχεία από οπλισμένο σκυρόδεμα κατασκευάζονται στο εργοτάξιο, δηλαδή απ ευθείας στην τελική θέση ή στο εργοστάσιο, οπότε και ονομάζονται προκατασκευασμένα στοιχεία. Από το εργοστάσιο μεταφέρονται και τοποθετούνται στην οριστική θέση τους στο έργο Προεντεταμένο σκυρόδεμα Στο προεντεταμένο σκυρόδεμα εφαρμόζεται άλλος τρόπος χρησιμοποίησης του χαλύβδινου οπλισμού. Ο χάλυβας, σε μορφή συρμάτων ή καλωδίων, δεν τοποθετείται 13

15 στον ξυλότυπο γυμνό, αλλά μέσα σε σωλήνες, ώστε κατά τη διάστρωση, να μην έρχεται σε επαφή με το σκυρόδεμα. Μετά τη σκλήρυνση του σκυροδέματος, εφαρμόζονται δυνάμεις εφελκυσμού στα χαλύβδινα καλώδια και με την κατάλληλη διάταξη, συγκρατούνται σε κατάσταση τάσης. Με τη μέθοδο αυτή, διευρύνθηκαν οι δυνατότητες κατασκευής έργων από οπλισμένο σκυρόδεμα. Σήμερα, είναι δυνατό να κατασκευαστούν δοκοί ή πλάκες πολύ μεγάλων ανοιγμάτων, πράγμα που με το κοινό οπλισμένο σκυρόδεμα ήταν αδύνατο. Το προεντεταμένο σκυρόδεμα χρησιμοποιείται κυρίως σε έργα γεφυροποιίας και σε κτίρια εργοστασίων. 2.6 Ειδικά σκυροδέματα Τα σκυροδέματα αυτά παρασκευάζονται με εξειδικευμένες ιδιότητες, ώστε να ικανοποιούνται οι απαιτήσεις του έργου που θα κατασκευαστεί Σκυρόδεμα υψηλής αντοχής Κατά την παρασκευή τους δε χρησιμοποιείται κοινό τσιμέντο Πόρτλαντ, αλλά αργιλικό. Τα αργιλικά σκυροδέματα, σε σύγκριση με τα κοινά, πήζουν και σκληρύνονται πολύ ταχύτερα και αποκτούν υψηλή μηχανική αντοχή σε μικρότερο χρόνο. Έτσι, είναι δυνατό οι ξυλότυποι να αφαιρεθούν νωρίτερα. Επίσης η τελική αντοχή τους σε θλίψη είναι μεγαλύτερη από την αντοχή των κοινών σκυροδεμάτων. Τα αργιλικά σκυροδέματα χρησιμοποιούνται κυρίως σε κατασκευές που εκτελούνται το χειμώνα και σε κατασκευές που θα υποστούν την επίδραση μεγάλων φορτίων σε σύντομο χρόνο Αεροσκυρόδεμα Ακολουθείται ο ίδιος τρόπος παρασκευής, όπως και στα κοινά σκυροδέματα, με τη διαφορά ότι, κατά τη διάρκεια της ανάμειξης, προστίθενται ειδικά πρόσμεικτα που προκαλούν τη δημιουργία κυψελών. Έτσι δημιουργείται ένα σκυρόδεμα με σπογγώδη μάζα. Το αεροσκυρόδεμα παρουσιάζει άριστες μονωτικές ιδιότητες ως προς τη θερμότητα και τον ήχο, αλλά έχει πολύ χαμηλή αντοχή και μικρή υδατοστεγανότητα. Χρησιμοποιείται ως μονωτικό υλικό δαπέδων, στεγών κ.ά. 14

16 2.6.3 Στεγανά σκυροδέματα Αν στο κοινό σκυρόδεμα, προστεθούν ορισμένες χημικές ουσίες που κυκλοφορούν στο εμπόριο με διάφορες μορφές και ονομασίες, τότε αυξάνεται η στεγανότητα του και ελαττώνεται η υδροαπορροφητικότητά του. Οι ουσίες αυτές είναι δυνατό να χρησιμοποιηθούν και για την αύξηση της στεγανότητας οπλισμένων σκυροδεμάτων. Η αντίδραση του σκυροδέματος στη δίοδο του νερού εξαρτάται κυρίως από τοπορώδες της τσιμεντοκονίας. Γι αυτό, ο λόγος νερού τσιμέντου πρέπει να είναι πολύ μικρός Ελαφρά σκυροδέματα Στα σκυροδέματα αυτά, αντί για τα συνηθισμένα αδρανή, χρησιμοποιούνται πορώδη και ελαφρά υλικά, όπως είναι η ελαφρόπετρα και ο περλίτης. 15

17 ΚΕΦΑΛΑΙΟ 3 ΣΥΝΤΗΡΗΣΗ ΚΑΤΑ ΤΗΝ ΩΡΙΜΑΝΣΗ ΤΟΥ ΝΩΠΟΥ ΣΚΥΡΟΔΕΜΑΤΟΣ 3.1 Εισαγωγή Για υψηλή ανθεκτικότητα, το σκυρόδεμα δεν πρέπει να είναι μόνο ισχυρό αλλά και αδιαπέραστο (ειδικά κοντά στην επιφάνειά του). Όσο χαμηλότερο είναι το πορώδες και όσο πυκνότερος ο σκληρυμένος τσιμεντοπολτός, τόσο υψηλότερη είναι η αντίσταση του σκυροδέματος σε εξωτερικές επιδράσεις, καταπονήσεις και επιθέσεις. Για να επιτύχουμε κάτι τέτοιο στο σκληρυμένο σκυρόδεμα, πρέπει να ληφθούν προληπτικά μέτρα, ώστε να προστατέψουμε το νωπό σκυρόδεμα, ιδιαιτέρως από: Πρόωρη ξήρανση λόγω ανέμου, ήλιου, χαμηλής υγρασίας, κτλ. Ακραίες θερμοκρασίες (κρύο, ζέστη) και καταστροφή λόγω απότομων θερμοκρασιακών αλλαγών Βροχή Θερμικά και φυσικά σοκ Χημικές επιθέσεις Μηχανικές καταπονήσεις Η προστασία από πρόωρη ξήρανση είναι απαραίτητη, έτσι ώστε η ανάπτυξη των αντοχών του σκυροδέματος να μην επηρεαστεί από την απομάκρυνση του νερού. Οι επιπτώσεις της πρόωρης απώλειας νερού είναι: Χαμηλές αντοχές κοντά στην επιφάνεια Τάση για δημιουργία σκόνης Υψηλότερη περατότητα σε νερό Χαμηλή ανθεκτικότητα σε καιρικές επιδράσεις Χαμηλή αντίσταση σε χημικές επιθέσεις Εμφάνιση ρωγμών συρρίκνωσης Αυξημένος κίνδυνος δημιουργίας όλων των τύπων των ρωγμών Το ακόλουθο διάγραμμα αποδίδει παραστατικά την ποσότητα του νερού εξάτμισης ανά m2 σκυροδέματος, κάτω από διαφορετικές συνθήκες. Όπως φαίνεται, από την πορεία που ακολουθείται στο διάγραμμα, σε θερμοκρασίες αέρα και σκυροδέματος των 25 οc, σχετική υγρασία 40 % και μέση ταχύτητα ανέμου 20 Km/hr, μπορούν να εξατμιστούν 1,1 Kg/m2 h από επιφάνεια σκυροδέματος 1m2. 16

18 Γράφημα 1. Επίδραση της σχετικής υγρασίας αέρα, των θερμοκρασιών αέρα και σκυροδέματος, όπως επίσης και της ταχύτητας του ανέμου στην εξάτμιση του νερού. Οι ακραίες θερμοκρασιακές επιδράσεις προκαλούν παραμόρφωση του σκυροδέματος. Το σκυρόδεμα διογκώνεται στη ζέστη και συστέλλεται στο κρύο. Η παραμόρφωση αυτή προκαλεί καταπόνηση, η οποία μπορεί να οδηγήσει σε ρωγμές. Είναι, επομένως, σημαντικό να αποφευχθούν μεγάλες θερμοκρασιακές διαφορές, μεταξύ του πυρήνα και της επιφάνειας στο νωπό και το νέο σκυρόδεμα και η έκθεση του μερικώς σκληρυμένου σκυροδέματος σε απότομες θερμοκρασιακές αλλαγές. Μηχανικές καταπονήσεις, όπως βίαιες ταλαντώσεις και ισχυρά σοκ κατά την πήξη και τη φάση της αρχικής σκλήρυνσης, μπορούν να βλάψουν το σκυρόδεμα, εάν χαλαρώσει η δομή του. Το νερό της βροχής και τα τρεχούμενα νερά, συχνά προκαλούν μόνιμες βλάβες στο νωπό ή το νέο σκυρόδεμα. Η βλάβη, σε περιπτώσεις διαδοχικών εργασιών, πρέπει να αποφευχθεί με την προστασία των άκρων του σκυροδέματος και τη χρήση 17

19 προστατευτικών επικαλύψεων για μη καλουπωμένες επιφάνειες και αναβάλλοντας το ξεκαλούπωμα για αρκετό χρόνο στην περίπτωση σκυροδέτησης σε καλούπια. Χημικές καταπονήσεις από ουσίες σε υπόγεια ύδατα, έδαφος ή αέρα μπορούν να βλάψουν το σκυρόδεμα ή ακόμη και να το καταστρέψουν, ακόμη και σε περίπτωση χρήσης κατάλληλης σύνθεσης μίγματος και σωστής σκυροδέτησης, εάν η καταπόνηση γίνει πολύ νωρίς. Οι ουσίες αυτές πρέπει να κρατηθούν μακριά από το σκυρόδεμα για όσο το δυνατόν περισσότερο, π.χ. με κάλυψη ή συστήματα απορροής υδάτων. 3.2 Μέθοδοι Ωρίμανσης Τα προστατευτικά μέτρα ενάντια στην πρόωρη ξήρανση περιλαμβάνουν: Εφαρμογή υγρών βελτιωτικών ωρίμανσης Αναβολή ξεκαλουπώματος Κάλυψη με φύλλα Διάστρωση καλυμμάτων συγκράτησης νερού Διαρκή ψεκασμό με νερό, διατηρώντας το σκυρόδεμα επαρκώς εμβαπτισμένο και Συνδυασμό όλων αυτών των μεθόδων Υγρά βελτιωτικά ωρίμανσης μπορούν να ψεκαστούν πάνω στην επιφάνεια του σκυροδέματος με απλά εργαλεία (π.χ. χαμηλής πίεσης ψεκαστήρες οικιακής χρήσης). Αυτά πρέπει να εφαρμόζονται σε όλη την επιφάνεια του σκυροδέματος όσο το δυνατόν νωρίτερα: σε εκτεθειμένες όψεις σκυροδέματος, αμέσως μόλις η γυαλιστερή επιφάνεια του σκυροδέματος γίνει ματ και σε καλουπωμένες όψεις αμέσως μετά την αποκαλούπωση. Είναι πάντα σημαντικό να διαμορφώνεται μία πυκνή μεμβράνη και να εφαρμόζεται η σωστή ποσότητα (σε gr/m2), όπως προδιαγράφεται στις οδηγίες χρήσης. Σε κατακόρυφες επιφάνειες σκυροδέματος μπορεί να είναι κατάλληλη η εφαρμογή επάλληλων στρώσεων. Αναβολή ξεκαλουπώματος σημαίνει ότι, ο απορροφητικός ξυλότυπος πρέπει να παραμείνει υγρός και ο μεταλλότυπος πρέπει να είναι προστατευμένος από τη θερμότητα (π.χ. από απευθείας ηλιακή ακτινοβολία) και από χαμηλές θερμοκρασίες. 18

20 Η προσεκτική κάλυψη με αδιαπέραστες πλαστικές μεμβράνες είναι η πιο συνηθισμένη μέθοδος, για μη καλουπωμένες επιφάνειες και για στοιχεία σκυροδέματος μετά την αποκαλούπωσή τους. Τα φύλλα πρέπει να επικαλύπτονται πάνω στην επιφάνεια του νωπού σκυροδέματος και να είναι σταθεροποιημένα στα σημεία ενώσεων (π.χ. με τοποθέτηση σανίδων ή λίθων στα σημεία εκείνα) για να αποφευχθεί η εξάτμιση του νερού από το σκυρόδεμα. χρήση πλαστικών μεμβρανών συνιστάται ιδιαιτέρως για εμφανέςσκυρόδεμα, εφόσον έτσι θα αποφευχθεί σε μεγάλο βαθμό η δημιουργία εξάνθησης. Οι μεμβράνες δεν πρέπει να είναι σε άμεση επαφή με το νωπό σκυρόδεμα. Το φαινόμενο καμινάδας (ταχεία απαγωγή υδρατμών), πρέπει επίσης να αποτρέπεται. Κατά την κάλυψη των επιφανειών σκυροδέματος με υλικά συγκράτησης νερού, όπως είναι η λινάτσα, ψάθα, η κάλυψη πρέπει να διατηρείται συνεχώς υγρή ή αν είναι απαραίτητο, πρέπει να παρέχεται επιπλέον προστασία με πλαστικές μεμβράνες ενάντια στην ταχεία απώλεια υγρασίας. Η πρόωρη ξήρανση μπορεί να αποφευχθεί, διατηρώντας την επιφάνεια του σκυροδέματος υγρή με συνεχή διαβροχή της. Η εναλλαγή διαβροχής και ξήρανσης μπορεί να οδηγήσει σε καταπονήσεις και επομένως σε ρωγμές στο νέο σκυρόδεμα. Πρέπει να αποφεύγεται ο απευθείας ψεκασμός στην επιφάνεια του σκυροδέματος με ένα τζετ νερού, καθώς μπορεί να παρουσιαστούν ρωγμές στο σκυρόδεμα, εάν η επιφάνειά του κρυώσει λόγω χαμηλής θερμοκρασίας νερού και λανθάνουσας ανάπτυξης θερμότητας στο σκυρόδεμα, ιδιαιτέρως σε μεγάλου όγκου κατασκευές σκυροδέματος. Ο κατάλληλος εξοπλισμός περιλαμβάνει ακροφύσια ή διάτρητες σωλήνες τύπου ποτίσματος κήπων. Οι οριζόντιες επιφάνειες μπορούν να παραμείνουν εμβαπτισμένες στο νερό κατά την ωρίμανσή τους, όπου αυτό είναι δυνατό. 3.3 Μέτρα προστασίας για το σκυρόδεμα Σε χαμηλές θερμοκρασίες δεν αρκεί να αποτραπεί η απώλεια του νερού από την επιφάνεια του σκυροδέματος. Για να αποφευχθεί η υπερβολική ψύξη, είναι απαραίτητα τα επιπρόσθετα θερμομονωτικά μέτρα προστασίας, τα οποία πρέπει να προετοιμάζονται και να εφαρμόζονται στους κατάλληλους χρόνους. Αυτά εξαρτώνται κυρίως από τις καιρικές συνθήκες, τον τύπο των στοιχείων, τις διαστάσεις τους και τον τύπο του καλουπιού. Η ωρίμανση με νερό δεν επιτρέπεται σε θερμοκρασίες παγετού. Οι θερμικές επικαλύψεις, όπως είναι οι σανίδες χαρτοπολτού, οι ξηρές ψάθες και τα καλάμια, οι ελαφρές σανίδες και τα πλαστικά φύλλα, είναι όλα κατάλληλα μέτρα προστασίας για 19

21 σύντομες περιόδους παγετού. Η κάλυψη πρέπει, κατά προτίμηση, να προστατεύεται και από τις δύο μεριές από την υγρασία με πλαστικά φύλλα. Τα πλαστικά φύλλα με λεπτό έλασμα στο πίσω μέρος τους είναι τα καταλληλότερα και ευκολότερα στο χειρισμό. Σε δριμύ ψύχος ή σε περιπτώσεις παρατεταμένων θερμοκρασιών παγετού, ο αέρας που περιβάλλει το νωπό σκυρόδεμα πρέπει να είναι θερμαινόμενος και οι επιφάνειες σκυροδέματος πρέπει να παραμένουν νωπές. 3.4 Περίοδος Ωρίμανσης Η περίοδος ωρίμανσης είναι η χρονική περίοδος κατά την οποία το σκυρόδεμα διατηρείται σε πλαστική κατάσταση, δηλαδή οι αντιδράσεις ενυδάτωσης γίνονται πολύπολύ αργά. Αυτή η κατάσταση διαρκεί από 1-3 ώρες και επιτρέπει τη μεταφορά του από τις μονάδες παραγωγής στη θέση του έργου, την απόχυση και γέμισμα των καλουπιών πριν από την έναρξη σκλήρυνσης και πήξης του. Μετά τη χρονική αυτή περίοδο, οι αντιδράσεις της ενυδάτωσης επιταχύνονται πάρα πολύ και αρχίζει η πήξη και σκλήρυνση του. Επίσης, η περίοδος ωρίμανσης πρέπει να είναι καθορισμένη, έτσι ώστε οι περιοχές κοντά στην επιφάνεια να επιτύχουν την απαιτούμενη αντοχή και στεγανότητα που απαιτείται για την ανθεκτικότητα του σκυροδέματος, καθώς και την προστασία του οπλισμού από τη διάβρωση. Η ανάπτυξη αντοχών είναι πολύ στενά συνδεδεμένη με τη σύνθεση του σκυροδέματος, τη θερμοκρασία του νωπού σκυροδέματος, τις συνθήκες περιβάλλοντος και τις διαστάσεις του στοιχείου. Η περίοδος ωρίμανσης που απαιτείται, επηρεάζεται επίσης από τους ίδιους παράγοντες. Η ωρίμανση του σκυροδέματος πρέπει να συνεχίζεται έως ότου επιτευχθεί το 50% της χαρακτηριστικής αντοχής fck του στοιχείου του σκυροδέματος. Για να καθοριστεί η απαραίτητη περίοδος ωρίμανσης, ο παραγωγός σκυροδέματος πρέπει να δώσει πληροφορίες για την ανάπτυξη των αντοχών του. Οι πληροφορίες αυτές βασίζονται στο μέσο όρο των αντοχών του σκυροδέματος της περιόδου μεταξύ τριών (3) και εικοσιοκτώ (28) ημερών στους 20 οc και έτσι κατηγοριοποιείται το σκυρόδεμα ως ταχείας, μεσαίας, χαμηλής ή πολύ χαμηλής ανάπτυξης αντοχής. 20

22 ΚΕΦΑΛΑΙΟ 4 ΘΕΩΡΗΤΙΚΟ ΜΕΡΟΣ ΠΕΙΡΑΜΑΤΟΣ Εισαγωγή Στα πλαίσια της πτυχιακής εργασίας θα εξεταστούν τέσσερις διαφορετικοί τρόποι συντήρησης σκυροδέματος. Πιο συγκεκριμένα, θα γίνει κατασκευή τεσσάρων πλακών από άοπλο σκυρόδεμα με διαστάσεις 100 x 100 x 40 cm και κατηγορίας σκυροδέματος C20/25. Θα τύχουν την πιο κάτω συντήρηση: Μία, θα συντηρηθεί για 28 ημέρες Μία, θα συντηρηθεί μόνο τις πρώτες επτά ημέρες Μία, θα ψεκαστεί με ειδικό φάρμακο που επιβραδύνει την εξάτμιση νερου του μίγματος και χωρίς περαιτέρω συντήρηση Μία, δεν θα τύχει οποιασδήποτε συντήρησης Κατά την διάρκεια της σκυροδέτησης, έγινε δειγματοληψία κύβων και μετά την σκλήρυνση πυρηνοληψία κυλινδρικών δοκιμίων σε συγκεκριμένα διαστήματα (με τον τρόπο που θα αναφερθούν πιο κάτω), με σκοπό τη σύγκριση αυτών και την εξαγωγή συμπερασμάτων. Επίσης, σε συγκεκριμένα διαστήματα θα γίνει και έλεγχος της αντοχής των πλακών με κρουσίμετρο. Έτσι λοιπόν, θα διαπιστώσουμε ποιος από τους πιο πάνω τρόπους είναι ο ιδανικότερος για συντήρηση του σκυροδέματος. 4.1 Κατηγορία σκυροδέματος Για την κατασκευή των πλακών έχει χρησιμοποιηθεί σκυρόδεμα κατηγορίας C20/25. Όταν λέμε κατηγορία C20/25 εννοούμε ότι, η ελάχιστη αντοχή σε θλίψη των κυλινδρικών δοκιμίων, διαστάσεων διαμέτρου 150 mm x ύψους 300 mm, είναι 20 N/mm2 και κυβικών δοκιμίων διαστάσεων 150 x 150 mm είναι 25 N/mm2, ύστερα από εικοσιοκτώ ημέρες. 4.2 Προετοιμασία χώρου και κατασκευή καλουπιών Λόγω του μικρού και ανεπαρκούς χώρου του εργαστηρίου για την κατασκευή των πλακών, μεταφερθήκαμε σε εργοτάξιο παραγωγής έτοιμου σκυροδέματος, όπου υπήρχε 21

23 αρκετός χώρος και θα μας παραχωρούσε και το σκυρόδεμα. Επίσης, στ εργοτάξιο οι πλάκες θα βρίσκονταν και σε πραγματικές ατμοσφαιρικές συνθήκες (ήλιο, υγρασία, κ.α.). Αφού λοιπόν, επιλέχθηκε ο χώρος στο εργοτάξιο και καθαρίστηκε, έτσι ώστε να έχουμε όσο το δυνατόν μια επίπεδη και λεία επιφάνεια, τοποθετήθηκε πολυμερική μεμβράνη (nylon), η οποία προσφέρει μια πιο υδατοστεγανή επιφάνεια, η οποία δεν θα επηρεάζει τα τελικά αποτελέσματα των μετρήσεων. Στη συνέχεια έγινε η κατασκευή των ξυλότυπων και η τοποθέτησή τους στον κατάλληλα διαμορφωμένο χώρο. Εικόνα 1. Καλούπια πλακών τοποθετημένα σε κατάλληλα διαμορφωμένο χώρο στο εργοτάξιο. 4.3 Σκυροδέτηση και συμπύκνωση πλακών Μετά το πέρας των εργασιών για την προετοιμασία του χώρου και την κατασκευή των καλουπιών, ήμασταν έτοιμοι για τη σκυροδέτηση. Αφού παραγγείλαμε την ποσότητα και την κατηγορία του σκυροδέματος που χρειαζόμασταν, έγινε προσεκτική σκυροδέτηση των καλουπιών, έτσι ώστε να μη γίνει οποιαδήποτε ζημιά. Η παραγγελία έτοιμου σκυροδέματος έγινε με σκοπό να έχουμε τις σωστές αναλογίες ανάμειξης υλικών και τη σωστή ανάμειξη υλικών. Κατά την διάρκεια της σκυροδέτησης των πλακών, τοποθετούσαμε μέσα στα καλούπια και δονητές σκυροδέματος με σκοπό την καλύτερη συμπύκνωση. 22

24 Σκοπός της συμπύκνωσης είναι να αφαιρέσει τα κενά αέρος, τα οποία δημιουργούνται κατά την τοποθέτηση του νωπού σκυροδέματος. Παραμονή κενών στο σκυρόδεμα αυτόματα σημαίνει μείωση της αντοχής του. Τα πιο κάτω στοιχεία είναι χαρακτηριστικά της κακής συμπύκνωσης: Χαμηλή αντοχή σκυροδέματος Κακή ένωση οπλισμού και σκυροδέματος Κίνδυνος οξείδωσης του οπλισμού 4.4 Δειγματοληψία, συντήρηση και θραύση κύβων Κατά τη διάρκεια της σκυροδέτησης των πλακών έγινε και η δειγματοληψία σε εικοσιένα κύβους. Πάρθηκαν τρείς κύβοι από κάθε πλάκα, οι οποίοι παρέμειναν δίπλα από αυτή και έτυχαν την ίδια ακριβώς συντήρηση μ αυτήν. Η θραύση αυτών των κύβων έγινε με το πέρας των εικοσιοκτώ ημερών. Επίσης, έγινε και δειγματοληψία άλλων εννέα κύβων, οι οποίοι την επόμενη μέρα της σκυροδέτησης είχαν μεταφερθεί στο εργαστήριο και τοποθετήθηκαν σε δεξαμενή με καθαρό νερό, η οποία βρισκόταν σε δωμάτιο με ελεγχόμενη θερμοκρασία. Η θραύση αυτών των κύβων έγινε ως εξής: τριών στις πρώτες τρεις μέρες, τριών στις επτά μέρες και τριών σε εικοσιοκτώ μέρες Δειγματοληψία κύβων Εξοπλισμός Για τη δειγματοληψία κύβων απαιτούνται: 1) Καλούπι από αδιάβροχο υλικό, αρκετά ανθεκτικό, ώστε να μη παραμορφώνεται κατά το γέμισμα με σκυρόδεμα, διαστάσεων 150 x 150 x150 mm ± 0.15 mm. Συγκεκριμένα το δικό μας ήταν από πολυμερές 2) Σέσουλα 3) Μυστρί 4) Μεταλλική ράβδος διαμέτρου 16 mm και μήκους 600 mm με στρογγυλεμένη τη μια ακρη 5) Στουπί, βούρτσα, λάδι 23

25 Διαδικασία Προετοιμασία καλουπιών καθαριστήκαν και λαδώθηκαν ελαφρά οι εσωτερικές επιφάνειες των καλουπιών (κύβων) και τοποθετήθηκαν σε σταθερή οριζόντια επιφάνεια. Γέμισμα καλουπιών Κατά τη διάρκεια της εκροής του σκυροδέματος στο καλούπι της πλάκας, με τη σέσουλα, από διάφορα σημεία, υλικό και το τοποθετούμε στους κύβους, σε δύο τουλάχιστον στρώσεις. Συμπύκνωση σκυροδέματος Κάθε στρώμα πρέπει να κοπανίζεται με τη στρογγυλεμένη άκρη της μεταλλικής ράβδου, τουλάχιστο μια φορά για κάθε 1000 mm2 επιφάνειας (- τουλάχιστον 23 χτυπήματα για κάθε κύβο 150 x 150 mm).η ράβδος πρέπει να εισχωρεί στην πιο κάτω στρώση. Επιπέδωση της επιφάνειας Με το μυστρί αφαιρείται το επιπλέον σκυρόδεμα και επιπεδώνεται η πάνω επιφάνεια των κύβων. Εικόνα 2. Γέμισμα και συμπύκνωση κύβων με μεταλλική ράβδο. 24

26 4.4.2 Συντήρηση κύβων Εξοπλισμός Για τη συντήρηση των κύβων απαιτούνται: 1) Σακούλα από λινάτσα 2) Φύλλο πολυθίνης 3) Σακούλα από πολυθίνη 4) Θάλαμος συντήρησης Διαδικασία Αρχική συντήρηση κύβων Αφού έγινε εξωτερικός καθαρισμός όλων των κύβων, τοποθετήθηκε πάνω σε αυτούς, που θα τύχαιναν συντήρηση για κάποιο χρονικό διάστημα και σε αυτούς που θα μεταφέρονταν στο θάλαμο συντήρησης, υγρή σακούλα ( από λινάτσα ). Πάνω από τη σακούλα τοποθετήθηκε φύλλο πολυθίνης, για να εμποδιστεί η εξάτμιση του νερού. Αφαίρεση καλουπιών Μετά από 20 ώρες έγινε αφαίρεση των κύβων από τα καλούπια, προσέχοντας να μη σπάσουν οι γωνίες τους. Σημείωση : Οι κύβοι δεν πρέπει να μένουν στα καλούπια περισσότερο από τρείς μέρες. Σήμανση κύβων Πάνω από κάθε κύβο γράφτηκε ένας αριθμός, με βάση το γράμμα (κωδικό) της πλάκας, που έγινε η δειγματοληψία. Συντήρηση κύβων σε νερό Οι κύβοι που θα τύχαιναν συντήρηση σε νερό, μεταφέρθηκαν από το εργοτάξιο στο εργαστήριο και τοποθετήθηκαν σε δεξαμενή με καθαρό νερό, το οποίο βρισκόταν σε δωμάτιο με ελεγχόμενη θερμοκρασία 20±2οC. Εκεί θα παρέμεναν μέχρι τη μέρα που θα ελέγχονταν. Μεταφορά κύβων Οι κύβοι κατά τη μεταφορά τους από το εργοτάξιο στο εργαστήριο για έλεγχο, πρέπει να διατηρούνται πάντοτε υγροί. Γι αυτό, τοποθετήθηκαν και κλείστηκαν σε σακούλια πολυθίνης με λίγο νερό. 25

27 4.4.3 Θραύση κύβων Εξοπλισμός Για τη θραύση των κύβων απαιτούνται: 1) Θλιπτική μηχανή 2) Ζυγαριά 3) Κανόνας ή μέτρο Εικόνα 3. Συσκευή θραύσης δοκιμίων. Διαδικασία της δοκιμής Καθαρίζεται το δοκίμιο και απομακρύνεται κάθε ξένο σώμα Σκουπίζονται τα δοκίμια από τυχών νερό Μετριούνται οι διαστάσεις του δοκιμίου με ακρίβεια 1mm 26

28 Ζυγίζεται το δοκίμιο με ακρίβεια 0,25% του βάρους Εφόσον υπάρχει ανάγκη, οι επιφάνειες του δοκιμίου, που πρέπει να φορτιστούν, υφίστανται επεξεργασία Τοποθετείται το δοκίμιο στο κέντρο της πλάκας. Το σφάλμα της κέντρωσης δεν πρέπει να είναι μεγαλύτερο από 1/100 της ακμής του δοκιμίου Κατά τη στιγμή επαφής του δοκιμίου με την άνω πλάκα, ρυθμίζεται η σφαιρική επαφή, ώστε να είναι ομοιόμορφη Φόρτιση Το φορτίο πρέπει να εφαρμόζεται χωρίς κρούση, κατά τρόπο συνεχή και ομοιόμορφο. Η διάρκεια της δοκιμής δεν πρέπει να είναι μικρότερη από 30sec. Η ταχύτητα φορτίσεως πρέπει να είναι μεταξύ 0,2 και 1 N/mm2-sec. Όταν το δοκίμιο αρχίζει να παραμορφώνεται, λίγο πριν τη θραύση του, δεν επιτρέπεται να ρυθμίζουμε την ταχύτητα φορτίσεως. Τρόποι με τους οποίους θραύονται οι κύβοι Μετά τη συμπλήρωση της δοκιμής, θα πρέπει να αναφερθεί και ο τρόπος με τον οποίο έσπασαν οι κύβοι. Για κύβους που δεν θα σπάσουν κανονικά, τα αποτελέσματα δε λαμβάνονται υπόψη. Στην Εικόνα 4, φαίνεται πως είναι ο ικανοποιητικός τρόπος θραύσης των κύβων. Όπως φαίνεται πιο κάτω, και οι τέσσερις εκτεθειμένες πλευρές έσπασαν περίπου το ίδιο, ενώ οι επιφάνειες που ήταν σε επαφή με τις πλάκες της θλιπτικής μηχανής δεν έπαθαν σχεδόν τίποτα. Τρόποι με τους οποίους θραύονται οι κύβοι Μετά τη συμπλήρωση της δοκιμής, θα πρέπει να αναφερθεί και ο τρόπος με τον οποίο έσπασαν οι κύβοι. Για κύβους που δεν θα σπάσουν κανονικά, τα αποτελέσματα δε λαμβάνονται υπόψη. Στην Εικόνα 4, φαίνεται πως είναι ο ικανοποιητικός τρόπος θραύσης των κύβων. Όπως φαίνεται πιο κάτω, και οι τέσσερις εκτεθειμένες πλευρές έσπασαν περίπου το ίδιο, ενώ οι επιφάνειες που ήταν σε επαφή με τις πλάκες της θλιπτικής μηχανής δεν έπαθαν σχεδόν τίποτα. 27

29 Στην Εικόνα 5, φαίνονται οι κύβοι που δεν έσπασαν με ικανοποιητικό τρόπο. Μερικές πιθανές αιτίες που επηρεάζουν το σπάσιμο των κύβων με μη ικανοποιητικό τρόπο είναι: Ο λανθασμένος τρόπος κατασκευής τους από νωπό σκυρόδεμα Η χρησιμοποίηση καλουπιών, που δεν έγινε σύμφωνα με τα πρότυπα Ο λανθασμένος τρόπος τοποθέτησης τους στη θλιπτική μηχανή Η κακή λειτουργίας της θλιπτικής μηχανής 28

30 4.5 Χρήση του κρουσίμετρου για έλεγχο της επιφανειακής αντοχής του σκυροδέματος Εκτός από τον έλεγχο με κύβους και κυλινδρικά δοκίμια, κάναμε και ελέγχουμε κρουσίμετρο, επί τόπου στο εργοτάξιο, για να προσδιοριστεί η θλιπτική αντοχή του σκυροδέματος. Η κρουσιμέτρηση έγινε δυο φορές σε κάθε πλάκα, μία με τη συμπλήρωση επτά ημερών και μία με τη συμπλήρωση εικοσιοκτώ ημερών Προετοιμασία πλακών για έλεγχο με κρουσίμετρο Για να έχουμε όσο το δυνατό πιο ακριβείς αποτελέσματα, έπρεπε τα σημεία που θα ελέγχαμε να ήταν τα ίδια σε κάθε πλάκα. Επειδή, οι πλάκες θα τύχαιναν δυο φορές κρουσιμέτρηση, μία στις επτά και μία στις εικοσιοκτώ ημέρες, θα έπρεπε να χωριστούν με κάποιο νοητό τρόπο σε δυο κομμάτια, όσον το δυνατόν εμφανέστερο, έτσι ώστε από κάθε πλάκα να υπάρχουν δυο μετρήσεις διαφορετικών χρονικών διαστημάτων. Για τους πιο πάνω λόγους, η επιφάνεια των πλακών χωρίζεται σε τετράγωνα ανά 100 mm και τα κτυπήματα δίνονται στις γωνιές των τετραγώνων. Εικόνα 6. Επιφάνεια έτοιμη για έλεγχο. 29

31 4.5.2 Έλεγχος με κρουσίμετρο Το κρουσίμετρο μετρά την αντοχή του πηλού (κονιάματος), που βρίσκεται μέσα στο σκυρόδεμα και δίνει ένδειξη της θλιπτικής αντοχής του σκυροδέματος. Μετρά, βασικά, την επιφανειακή του σκληρότητα. Οι μετρήσεις γίνονται στο εργοτάξιο, ώστε να ελεγχθεί αν το σκυρόδεμα, που τοποθετήθηκε, είναι σύμφωνα με τις προδιαγραφές. Επειδή το όργανο δίνει απλώς ενδείξεις, δηλαδή αν η θλιπτική αντοχή σκυροδέματος είναι πιο κάτω από τις προδιαγραφές, πρέπει να κοπούν κυλινδρικά δοκίμια και να βρεθεί με ακρίβεια η αντοχή του. Ακρίβεια μετρήσεων Οι έξι αρχές που επηρεάζουν την ακρίβεια των μετρήσεων ενός κρουσίμετρου είναι: Η βαθμολόγηση του κρουσίμετρου Το είδος του τσιμέντου Η ποσότητα του τσιμέντου Το είδος των σκύρων Η συμπύκνωση Το είδος της επιφάνειας Εξοπλισμός Για τον έλεγχο με κρουσίμετρο απαιτούνται: 1) Κρουσίμετρο με τη θήκη του (Τύπος Ν με ενέργεια κρούσης = 2,207 Nm) 2) Σμυριδόπετρα 30

32 Εικόνα 7. Κρουσίμετρο με ελεύθερο έμβολο. Διαδικασία της δοκιμής Επιλογή των σημείων που θα ελεγχθούν Τα σημεία που θα ελεγχθούν θα είναι τα ίδια σε όλες τις πλάκες. Θα ελεγχθούν σημεία στις κάθετες πλευρές των πλακών, λόγω καλύτερης επιφάνειας και κατά συνέπεια θα υπάρξουν και ενδεικτικότερα αποτελέσματα. Προετοιμασία των σημείων που θα ελεγχθούν Πριν το έλεγχο έγινε ένα ελαφρύ τρίψιμο της επιφάνειας των σημείων με τη σμυριδόπετρα για την εξομάλυνση τυχών ανωμαλιών. Εφαρμογή κτυπημάτων στο σκυρόδεμα και καταγραφή αναπήδησης R 1) Ελέγχετε αν λειτουργεί κανονικά το κρουσίμετρο 2) Με το έμβολο του κρουσίμετρου να αγγίζει πάνω σε μια σκληρή επιφάνεια, πιέστε το ελαφρά πάνω στην επιφάνεια. Το έμβολο ελευθερώνεται και βγαίνει έξω από τη θήκη. 3) Πιέζετε το έμβολο σιγά-σιγά πάνω στο σημείο της επιφάνειας του σκυροδέματος που θα ελεγχθεί. Λίγο πριν εξαφανιστεί τελείως μέσα στη θήκη, ελευθερώνεται 31

33 και χτυπά απότομα πάνω στο σκυρόδεμα. Τη στιγμή της σύγκρουσης, το έμβολο πρέπει να σχηματίζει ορθή γωνία με την επιφάνεια του σκυροδέματος. Σ αυτό το διάστημα ΔΕΝ πρέπει να αγγίζετε το κουμπί κλειδώματος. 4) Μετά τη σύγκρουση, η εσωτερική μάζα του σφυριού αναπηδά μια ορισμένη απόσταση, η οποία εμφανίζεται πάνω στην κλίμακα με το δείκτη. Η ένδειξη του δείκτη R ( αριθμός αναπήδησης ) πάνω στην κλίμακα δίνει την τιμή της αναπήδησης, επί τοις εκατόν (%), της προς τα εμπρός κίνησης της μάζας του σφυριού. 5) Αμέσως μετά το χτύπημα του εμβόλου, πιέζετε το κουμπί κλειδώματος και κρατείστε το πατημένο έως ότου μετακινηθεί το σφυρί από τη θέση ελέγχου. Στη συνέχεια διαβάζετε και καταγράφετε τον αριθμό αναπήδησης R. 6) Πάνω σε κάθε σημείο δίνονται εννέα κτυπήματα, με διαφορά απόστασης μεταξύ τους περίπου mm και παίρνουμε το μέσο όρο των ενδείξεων του δείκτη R. Όταν παίρνεις τον μέσο όρο, ΟΛΕΣ οι ενδείξεις πρέπει να λαμβάνονται υπόψη, εκτός από αυτές που απέτυχαν και τις οποίες πρέπει να επαναλάβεις. Σημείωση Θεωρούνται ότι απέτυχαν όσες έχουν διαφορά πάνω από 5 μονάδες. Αποτυχίες συμβαίνουν, όταν το έμβολο χτυπήσει πάνω σε σκύρα ή σε σημεία που υπάρχουν πόροι κοντά στην επιφάνεια του σκυροδέματος ή υπάρχει ράβδος οπλισμού κοντά στην επιφάνεια. Εύρεση της αντοχής του σκυροδέματος Η μέση αντοχή του σκυροδέματος στη θλίψη (σc) (= συμπίεση), σε N/mm2 βρίσκεται με σχετική ακρίβεια από τη γραφική παράσταση που δίνεται από τον κατασκευαστή και υπάρχει εφαρμοσμένη πάνω στη θήκη του κρουσίμετρου. 32

34 4.6 Δειγματοληψία και προετοιμασία για θραύση κυλινδρικών δοκιμίων Η δειγματοληψία κυλινδρικών δοκιμίων έγινε και αυτή με τέτοιο τρόπο, ώστε να παρθούν δείγματα από τα ίδια σημεία της κάθε πλάκας. Τα δείγματα έπρεπε να παρθούν σε διάστημα επτά και εικοσιοκτώ ημερών. Η δειγματοληψία, λοιπόν, έπρεπε να γίνει την έκτη και την εικοστή έβδομη μέρα, επειδή μετά από την απαραίτητη προετοιμασία, χρειαζόταν συντήρηση σε θάλαμο με νερό για 48 ώρες. Σε κάθε δειγματοληψία παίρνονταν έξι δείγματα από την κάθε πλάκα, τρία από την κάτοψη και τρία από την πρόσοψη Δειγματοληψία κυλινδρικών δοκιμίων Εξοπλισμός Για τη δειγματοληψία κυλινδρικών δοκιμίων απαιτούνται: 1) Μηχανή λήψης κυλινδρικών δοκιμίων (καροταρία), μαζί με τη βάση της και σύστημα τροφοδοσίας νερού με πίεση 3) Ηλεκτρικό τρυπάνι χειρός Εικόνα 8. Μηχανή λήψης κυλινδρικών δοκιμίων Διαδικασία της δοκιμής Επιλογή των σημείων που θα γίνει η πυρηνοληψία Τα σημεία που θα γίνει η πυρηνοληψία θα είναι τα ίδια σε όλες τις πλάκες. 33

35 Θα παρθούν τρία κυλινδρικά δοκίμια από την κάτοψη και τρία από την πρόσοψη των πλακών. Εφαρμογή της μηχανής και λήψης δοκιμίων Τοποθετείται η βάση της μηχανής πάνω στην κάτοψη της πλάκας και στή συνέχεια εφαρμόζεται πάνω της η ίδια η μηχανή. Έπειτα ανοίγεται η βάνα που θα τροφοδοτεί με νερό το κοπτικό μέρος της συσκευής (το νερό είναι το λιπαντικό μέσο) και αρχίζει η κοπή. Όταν θα γίνει η λήψη των δοκιμίων από την πρόσοψη, η βάση της μηχανής πρέπει να είναι οριζόντια πάνω στην κάθετη επιφάνεια. Γι αυτό το λόγο, ανοίγεται μια μικρή οπή με το ηλεκτρικό τρυπάνι χειρός εκεί όπου θα τοποθετηθεί ο μηχανισμός και θα εφαρμοστεί η βάση της καροταρίας. Εικόνα 9. Λήψη κυλινδρικών δοκιμίων από την πρόσοψη 34

36 Εικόνα 10. Κυλινδρικά δοκίμια. Σήμανση κυλινδρικών δοκιμίων Αμέσως μετά τη λήψη των κυλινδρικών δοκιμίων, γίνεται η σήμανση τους, δηλαδή αναγράφεται πάνω τους το γράμμα (κωδικός) της πλάκας από την οποία έχει ληφθεί, καθώς επίσης και ο αύξων αριθμός του δοκιμίου της κάθε όψης. Επίσης, σχεδιάζεται και ένα τόξο που δείχνει την κατεύθυνση κοπής του δοκιμίου Προετοιμασία για θραύση κυλινδρικών δοκιμίων Εξοπλισμός 1) Δισκοπρίονο κοπής δοκιμίων 2) Εξοπλισμός καπελώματος 3) Θάλαμος συντήρησης δοκιμίων Διαδικασία Κοπή κυλινδρικών δοκιμίων Αφού μεταφερθούν τα δοκίμια από το εργοτάξιο στο εργαστήριο, κόβονται σε ύψος 75 mm. Καπέλωμα κυλινδρικών δοκιμίων Μετά την κοπή τους, γίνεται το καπέλωμα με ειδικό μείγμα 35

37 («φούμο»), ώστε να αρθούν οι τυχών ανωμαλίες στις έδρες τους και να αποκατασταθεί η καθετότητά τους με τον άξονα του κυλίνδρου. Εικόνα 11. Καπελωμένα κυλινδρικά δοκίμια. Συντήρηση σε θάλαμο με νερό Μετά από την κοπή και το καπέλωμα τους, τοποθετούνται σε νερό για 48 ώρες Θραύση κυλινδρικών δοκιμίων Εξοπλισμός Για τη θραύση κυλινδρικών δοκιμίων απαιτούνται: 1) Μηχανή θραύσης κυλινδρικών δοκιμίων 2) Παχύμετρο 36

38 Εικόνα 12. Συσκευή θραύσης κυλινδρικών δοκιμίων. Διαδικασία της δοκιμής Καθαρίζονται τα δοκίμια και απομακρύνεται κάθε ξένο σώμα. Σκουπίζονται τα δοκίμια από τυχών νερό. Μετριούνται οι διαστάσεις του δοκιμίου με ακρίβεια 1mm. Τοποθετείται το δοκίμιο στο κέντρο της πλάκας. Κατά τη στιγμή επαφής του δοκιμίου με την άνω πλάκα, ρυθμίζεται η σφαιρική επαφή, ώστε να είναι ομοιόμορφη. Φόρτιση Το φορτίο πρέπει να εφαρμόζεται χωρίς κρούση, κατά τρόπο συνεχή και ομοιόμορφο. Όταν το δοκίμιο αρχίζει να παραμορφώνεται, λίγο πριν από τη θραύση του, δεν επιτρέπεται να ρυθμίζουμε την ταχύτητα φορτίσεως. 37

39 ΚΕΦΑΛΑΙΟ 5. ΑΠΟΤΕΛΕΣΜΑΤΑ ΠΕΙΡΑΜΑΤΙΚΩΝ ΜΕΤΡΗΣΕΩΝ Η αναφορά στον κάθε τρόπο συντήρησης (στα διαγράμματα) θα γίνεται με τον κωδικό (γράμμα) που βρίσκεται μπροστά από την περιγραφή. Α. Χωρίς συντήρηση. Β. Ψεκασμός με ειδικό φάρμακο που επιβραδύνει την εξάτμιση νερού του μίγματος και χωρίς περαιτέρω συντήρηση. Γ. Καθημερινή συντήρηση μόνο για τις πρώτες επτά ημέρες. Δ. Καθημερινή συντήρηση για εικοσιοκτώ ημέρες. Στα αποτελέσματα και τις γραφικές παραστάσεις, θα δίνεται ο μέσος όρος των μετρήσεων. Όλες οι μετρήσεις θα δοθούν στο παράρτημα. ΑΠΟΤΕΛΕΣΜΑΤΑ Α. Θλιπτική αντοχή κύβων 1. Θλιπτική αντοχή κύβων που έτυχαν συντήρηση σε δεξαμενή με νερό Πίνακας 1. Αποτελέσματα θλιπτικής αντοχής κύβων (N/mm2). Γράφημα 1. Θλιπτική αντοχή κύβων. 38

40 Από τα αποτελέσματα και τη γραφική παράσταση φαίνεται ότι, η θλιπτική αντοχή των κύβων, που τοποθετήθηκαν σε θάλαμο συντήρησης με νερό, αυξάνεται απότομα. Το νωπό σκυρόδεμα, μετά την πήξη και την πάροδο εικοσιοκτώ ημερών, αποκτά μια υψηλή αντοχή, πολύ ικανοποιητική για την κατηγορία σκυροδέματος που έχει χρησιμοποιηθεί. Αυτό αποδεικνύει ότι, με μια άψογη συντήρηση, το σκυρόδεμα θα αποκτήσει την όσο πιο καλή αντοχή γίνεται. 2. Θλιπτική αντοχή κύβων που έτυχαν διαφορετικό τρόπο συντήρησης για εικοσιοκτώ μέρες Πίνακας 2. Αποτελέσματα θλιπτικής αντοχής κύβων (N/mm2). Γράφημα 2. Θλιπτική αντοχή κύβων. Από τα αποτελέσματα των εικοσιοκτώ ημερών είναι φανερό ότι, τα δοκίμια με την υψηλότερη αντοχή είναι αυτά που έτυχαν συντήρηση. Τα δοκίμια που δεν έτυχαν συντήρηση και αυτά που ψεκάστηκαν με ειδικό φάρμακο που επιβραδύνει την εξάτμιση νερού του μίγματος, παραμένουν σε χαμηλές αντοχές. 39

41 3. Σύγκριση αποτελεσμάτων θλιπτικής αντοχής κύβων ηλικίας 28 ημερών. ( Η σύγκριση γίνεται μεταξύ αυτών που έτυχαν συντήρηση σε δεξαμενή με νερό και αυτών που έτυχαν διαφορετικό τρόπο συντήρησης ). Πίνακας 3. Αποτελέσματα θλιπτικής αντοχής κύβων (N/mm2). Γράφημα 3. Σύγκριση αποτελεσμάτων δοκιμίων, ηλικίας 28 ημερών για συντήρηση Α, Β,Γ,Δ και συντήρηση σε νερό. Από την πιο πάνω σύγκριση των αποτελεσμάτων των 28 ημερών είναι φανερό ότι, τα δοκίμια που έτυχαν καθημερινή συντήρηση για 28 ημέρες, απέκτησαν σχεδόν την ίδια αντοχή, με αυτή που απέκτησαν τα δοκίμια που έτυχαν συντήρηση σε νερό. Αυτό αποδεικνύει ότι, με μια σωστή συντήρηση (στην περίπτωση τη δική μας ήταν δύο φορές την ημέρα) και με ικανοποιητική διαβροχή της επιφάνειας των δομικών στοιχείων, οι κατασκευές αποκτούν υψηλές αντοχές. Επίσης, συγκρίνοντας και τα αποτελέσματα των δοκιμίων που έτυχαν συντήρηση μια εβδομάδα με αυτών που έτυχαν συντήρηση σε νερό, παρατηρούμε μια μικρή διαφορά, η οποία δεν είναι πολύ σημαντική. Το σημαντικό αποτέλεσμα εδώ συγκρίνοντας το με τα 40

42 υπόλοιπα αποτελέσματα, είναι το πόσο αυξήθηκε η αντοχή των δοκιμίων με μόνο μια εβδομάδα συντήρηση. Άρα, πολύ σημαντικό ρόλο στη αντοχή των κατασκευών παίζει η πρώτη εβδομάδα συντήρησης. Όσον αφορά τα υπόλοιπα αποτελέσματα είναι προφανές ότι, τα δομικά στοιχεία χωρίς συντήρηση πρέπει να αποφεύγονται και ότι ο ψεκασμός με ειδικό φάρμακο που επιβραδύνει την εξάτμιση νερού του μίγματος δεν έχει τα αποτελέσματα που αναμένονται, άρα πρέπει να αποφεύγεται και αυτή η μέθοδος. Β. Θλιπτική αντοχή κυλινδρικών δοκιμίων 1.1 Θλιπτική αντοχή κυλινδρικών δοκιμίων από πυρηνοληψία επτά ημερών από την κάτοψη των πλακών Πίνακας 1.1. Αποτελέσματα θλιπτικής αντοχής κυλινδρικών δοκιμίων (N/mm2). Γράφημα 4. Θλιπτική αντοχή κυλινδρικών δοκιμίων επτά ημερών από κάτοψη πλακών Από τα αποτελέσματα της θλίψης των κυλινδρικών δοκιμίων, ηλικίας επτά ημερών από την κάτοψη των πλακών, αρχίζει να διαφαίνεται ότι, τα δοκίμια που έτυχαν κάποια συντήρηση θα αποκτήσουν τη μεγαλύτερη αντοχή. 41

43 Αξιοσημείωτο εδώ είναι ότι, στην πλάκα που έτυχε ψεκασμό με ειδικό φάρμακο που επιβραδύνει την εξάτμιση νερού του μίγματος, η αντοχή των δοκιμίων της, κατά τις πρώτες επτά ημέρες, δεν είχε μεγάλη διαφορά από αυτές που συντηρήθηκαν με διαβροχή από νερό. 1.2 Θλιπτική αντοχή κυλινδρικών δοκιμίων από πυρηνοληψία επτά ημερών από την πρόσοψη των πλακών Πίνακας 1.2. Αποτελέσματα θλιπτικής αντοχής κυλινδρικών δοκιμίων (N/mm2). Γράφημα 5. Θλιπτική αντοχή κυλινδρικών δοκιμίων επτά ημερών από πρόσοψη πλακών. Αυτό που σημειώνεται και σ αυτή την περίπτωση των αποτελεσμάτων είναι ότι, τα δοκίμια πού έτυχαν κάποια συντήρηση τείνουν να αποκτήσουν τη μεγαλύτερη αντοχή και ακολουθούν με μικρή διαφορά τα δοκίμια που πάρθηκαν από την πλάκα που ψεκάστηκε με ειδικό φάρμακο που επιβραδύνει την εξάτμιση νερού του μίγματος. Επίσης και σ αυτή την περίπτωση, τα δοκίμια που πάρθηκαν από την πλάκα η οποία δεν συντηρήθηκε, έχουν τη μικρότερη αντοχή. 42

44 1.3 Σύγκριση θλιπτικής αντοχής κυλινδρικών δοκιμίων από πυρηνοληψία επτά ημερών από την κάτοψη και πρόσοψη των πλακών Πίνακας 1.3. Αποτελέσματα θλιπτικής αντοχής κυλινδρικών δοκιμίων (N/mm2). Γράφημα 6. Σύγκριση θλιπτικής αντοχής κυλινδρικών δοκιμίων επτά ημερών από πρόσοψη και κάτοψη των πλακών Συγκρίνοντας τα αποτελέσματα για την θλιπτική αντοχή των κυλινδρικών δοκιμίων, ηλικίας επτά ημερών, που πάρθηκαν από την κάτοψη και πρόσοψη των πλακών παρατηρείται ότι, τα δοκίμια της κάτοψης έχουν μικρότερη αντοχή από αυτά της πρόσοψης. Αυτό ίσως να οφείλεται στο ότι τα κυλινδρικά δοκίμια της κάτοψης είναι επιφανειακά. Επίσης, συγκρίνοντας τα δοκίμια μεταξύ τους κατά τις πρώτες επτά μέρες σύμφωνα με την όψη που έχουν παρθεί, παρατηρείται ότι τα δοκίμια και των δυο περιπτώσεων έχουν σχεδόν την ίδια (συντήρηση Γ και Δ) ή μια μικρή διαφορά (συντήρηση Β) στην αντοχή. Εξαίρεση και πάλι αποτελούν τα δοκίμια που είναι από την πλάκα που δεν συντηρήθηκε και είχε τη μικρότερη αντοχή. 43

45 2.1 Θλιπτική αντοχή κυλινδρικών δοκιμίων από πυρηνοληψία εικοσιοκτώ ημερών από την κάτοψη των πλακών Πίνακας 2.1. Αποτελέσματα θλιπτικής αντοχής κυλινδρικών δοκιμίων (N/mm2). Γράφημα 7. Θλιπτική αντοχή κυλινδρικών δοκιμίων 28 ημερών από κάτοψη πλακών. Παρατηρώντας τα αποτελέσματα των 28 ημερών διαπιστώνεται ότι, τα δοκίμια από τις πλάκες που έτυχαν συντήρησης απέκτησαν μια ικανοποιητική αντοχή. Το προβλεπόμενο αποτέλεσμα, που έγινε στο ανάλογο διάγραμμα των επτά ημερών, ότι δηλαδή τα δοκίμια που συντηρήθηκαν για κάποιο χρονικό διάστημα θα αποκτούσαν μεγαλύτερη αντοχή, είναι πλέον γεγονός. Η παρατήρηση σχετικά με τα αποτελέσματα που έδωσαν τα δοκίμια της πλάκας που ψεκάστηκε με ειδικό φάρμακο που επιβραδύνει την εξάτμιση νερού του μίγματος, με την αντίστοιχη του διαγράμματος των δοκιμίων ηλικίας επτά ημερών, δεν συμπίπτει. Η διαφορά στην αντοχή των δοκιμίων, των δύο ηλικιών έχει αυξηθεί κατά πολύ. 44

46 2.2 Θλιπτική αντοχή κυλινδρικών δοκιμίων από πυρηνοληψία εικοσιοκτώ ημερών από την πρόσοψη των πλακών Πίνακας 2.2. Αποτελέσματα θλιπτικής αντοχής κυλινδρικών δοκιμίων (N/mm2). Γράφημα 8. Θλιπτική αντοχή κυλινδρικών δοκιμίων εικοσιοκτώ ημερών από πρόσοψη πλακών. Εδώ πλέον, μετά από εικοσιοκτώ ημέρες, τα δοκίμια από την πλάκα που έγινε συντήρηση για εικοσιοκτώ ημέρες έχουν υψηλότερη αντοχή από τα υπόλοιπα. Επίσης, συγκρίνοντας τα αποτελέσματα αυτά με τα αποτελέσματα της πλάκα που ψεκάστηκε με ειδικό φάρμακο που επιβραδύνει την εξάτμιση νερού του μίγματος, βλέπουμε ότι έχουν αρκετή διαφορά. Ακόμη, διαφορά υπάρχει και μεταξύ των δοκιμίων της πλάκας με συντήρηση μόνο μιας εβδομάδας. Η συγκεκριμένη αυτή αναφορά γίνεται, για το λόγο ότι στο αντίστοιχο διάγραμμα των επτά ημερών η διαφορά ήταν μικρή. 45

47 2.3 Σύγκριση θλιπτικής αντοχής κυλινδρικών δοκιμίων από πυρηνοληψία εικοσιοκτώ ημερών από την κάτοψη και πρόσοψη των πλακών Πίνακας 2.3. Αποτελέσματα θλιπτικής αντοχής κυλινδρικών δοκιμίων (N/mm2). Γράφημα 9. Σύγκριση θλιπτικής αντοχής κυλινδρικών δοκιμίων 28 ημερών από την πρόσοψη και την κάτοψη των πλακών. Μετά από εικοσιοκτώ ημέρες παρατηρείται ότι, τα δοκίμια από την πρόσοψη των πλακών έχουν υψηλότερη αντοχή από αυτά της κάτοψης, γεγονός που επιβεβαιώνει την διαπίστωση που κάναμε, πως δηλαδή αυτή η διαφορά οφείλεται στο ότι τα δοκίμια είναι επιφανειακά. Τα δοκίμια που πάρθηκαν από τις πλάκες, που έτυχαν συντήρηση με διαβροχή από νερό, έχουν υψηλές αντοχές, όμως συγκρινόμενα μεταξύ τους έχουν σημαντική διαφορά. Μειωμένες αντοχές έχουν τα δοκίμια που ήταν από την πλάκα χωρίς συντήρηση και από την πλάκα που ψεκάστηκε με ειδικό φάρμακο που επιβραδύνει την εξάτμιση νερού του μίγματος. Στο αντίστοιχο διάγραμμα των επτά ημερών είχαμε σχεδόν ίδια ή μια μικρή διαφορά στα αποτελέσματα, με εξαίρεση τα δοκίμια που ήταν χωρίς συντήρηση. 46

48 Γ. Κρουσιμέτρηση 1.1 Κρουσιμέτρηση επτά ημερών Πίνακας 1.1. Αποτελέσματα Κρουσιμέτρησης. Γράφημα 10. Κρουσιμέτρηση επτά ημερών. Παρατηρώντας τα αποτελέσματα κρουσιμέτρησης των πλακών σε ηλικία επτά ημερών, παρατηρείται μια πλήρης ισορροπία των μετρήσεων, ανάμεσα σ αυτή που δέχθηκε μόνο μια εβδομάδα συντήρηση και σ αυτή που θα συνεχιζόταν να συντηρείται. Αυτό το γεγονός είναι ενθαρρυντικό, στο ότι γίνεται ακριβώς η ίδια συντήρηση και στις δυο πλάκες, με αποτέλεσμα να παρθούν σωστά αποτελέσματα με το πέρας των δοκιμών, όπου θα αξιολογηθούν ανάλογα. Επίσης, τα αποτελέσματα των άλλων συντηρήσεων παραμένουν σε χαμηλότερα επίπεδα αντοχής. 47

49 1.2 Κρουσιμέτρηση εικοσιοκτώ ημερών Πίνακας 1.2. Αποτελέσματα Κρουσιμέτρησης. Γράφημα 11. Κρουσιμέτρηση εικοσιοκτώ ημερών. Με την κρουσιμέτρηση των εικοσιοκτώ ημερών είναι πλέον εμφανές, από τα αποτελέσματα και τη γραφική παράσταση ότι, την υψηλότερη αντοχή απέκτησε η πλάκα με την καθημερινή συντήρηση εικοσιοκτώ ημερών. Συγκρίνοντας δε τα πιο πάνω με τα αποτελέσματα της πλάκας που δεν έτυχε συντήρηση παρατηρούμε ότι, υπάρχει μια μεγάλη και σημαντική διαφορά, γεγονός που αποδεικνύει την αναγκαιότητα της συντήρησης των δομικών στοιχείων. Επίσης, σημαντική διαφορά παρουσιάζει και με την πλάκα που ψεκάστηκε με ειδικό φάρμακο που επιβραδύνει την εξάτμιση νερού του μίγματος. Άρα, διαπιστώνεται και πειραματικά ότι, ούτε και αυτός ο τρόπος συντήρησης είναι δόκιμος. 48

50 Δ. Σύγκριση αποτελεσμάτων 1.1 Σύγκριση αποτελεσμάτων επτά ημερών μεταξύ θλιπτικής αντοχής κύβων σε νερό, κυλινδρικών δοκιμίων και κρουσιμέτρησης Πίνακας 1.1. Συγκριτικά αποτελέσματα επτά ημερών Γράφημα 12. Σύγκριση αποτελεσμάτων επτά ημερών μεταξύ κύβων σε νερό, κυλινδρικών δοκιμίων και κρουσιμέτρησης. Παρατηρώντας τα αποτελέσματα των επτά ημερών μεταξύ της θλιπτικής αντοχής των κύβων που συντηρήθηκαν σε νερό, των κυλινδρικών δοκιμίων και της κρουσιμέτρησης προκύπτει ότι, την υψηλότερη αντοχή τείνουν να αποκτήσουν οι συντηρήσεις Γ και Δ, όπως επίσης, διαφαίνεται να έχουν και μια σχεδόν απόλυτη ισορροπία όσον αφορά τα αποτελέσματα της κάθε μέτρησης. Η συντήρηση Β φαίνεται να αποκτά κάπως καλύτερα αποτελέσματα από την συντήρηση Α, αλλά όχι στο βαθμό που αναμενόταν. 49

51 1.2 Σύγκριση αποτελεσμάτων 28 ημερών από θλιπτική αντοχή κύβων με συντήρηση ίδια με τις πλάκες, κύβων σε νερό, κυλινδρικών δοκιμίων και κρουσιμέτρησης Πίνακας 1.2. Συγκριτικά αποτελέσματα 28 ημερών. Γράφημα 13. Σύγκριση αποτελεσμάτων 28 ημερών μεταξύ κύβων, κύβων σε νερό κυλινδρικών δοκιμίων και κρουσιμέτρησης. Συγκρίνοντας τα αποτελέσματα των 28 ημερών μεταξύ της θλιπτικής αντοχής των κύβων που συντηρήθηκαν σε νερό, των κύβων που έτυχαν την ίδια συντήρηση με τις πλάκες, των κυλινδρικών δοκιμίων και της κρουσιμέτρησης των πλακών διαπιστώνεται ότι: Η συντήρηση Α είναι απαγορευτική. Δεν μπορεί να γίνεται κατασκευή δομικων στοιχείων και να μην δέχονται συντήρηση. Η συντήρηση Β είναι και αυτή μη αποδεκτή μέθοδος. Δεν έχει φέρει τα αποτελέσματα τα οποία αναμένονταν. 50