ΠΑΝΕΠΙΣΤΗΜΙΟ ΠΑΤΡΩΝ ΣΧΟΛΗ ΘΕΤΙΚΩΝ ΕΠΙΣΤΗΜΩΝ ΤΜΗΜΑ ΓΕΩΛΟΓΙΑΣ ΕΡΓΑΣΤΗΡΙΟ ΤΕΧΝΙΚΗΣ ΓΕΩΛΟΓΙΑΣ ΠΡΟΓΡΑΜΜΑ ΜΕΤΑΠΤΥΧΙΑΚΩΝ ΣΠΟΥΔΩΝ (Π. Μ. Σ.

Transcript

1 ΠΑΝΕΠΙΣΤΗΜΙΟ ΠΑΤΡΩΝ ΣΧΟΛΗ ΘΕΤΙΚΩΝ ΕΠΙΣΤΗΜΩΝ ΤΜΗΜΑ ΓΕΩΛΟΓΙΑΣ ΕΡΓΑΣΤΗΡΙΟ ΤΕΧΝΙΚΗΣ ΓΕΩΛΟΓΙΑΣ ΠΡΟΓΡΑΜΜΑ ΜΕΤΑΠΤΥΧΙΑΚΩΝ ΣΠΟΥΔΩΝ (Π. Μ. Σ.) «ΓΕΩΕΠΙΣΤΗΜΕΣ & ΓΕΩΠΕΡΙΒΑΛΛΟΝ» ΚΑΤΕΥΘΥΝΣΗ: «ΕΦΑΡΜΟΣΜΕΝΗ ΠΕΡΙΒΑΛΛΟΝΤΙΚΗ ΓΕΩΛΟΓΙΑ ΚΑΙ ΓΕΩΦΥΣΙΚΗ» ΘΕΜΑ: ΜΑΓΜΑΤΙΚΑ ΠΕΤΡΩΜΑΤΑ ΠΕΡΙΟΧΩΝ ΑΡΓΟΛΙΔΑΣ - ΚΟΡΙΝΘΙΑΣ: ΠΟΙΟΤΙΚΟΣ ΕΛΕΓΧΟΣ ΤΗΣ ΚΑΤΑΛΛΗΛΟΤΗΤΑΣ ΤΟΥΣ ΓΙΑ ΑΔΡΑΝΗ ΔΙΑΦΟΡΩΝ ΧΡΗΣΕΩΝ Μεταπτυχιακή Διπλωματική Εργασία ΣΥΝΤΑΞΗ Μούζουλας Ν. Γεώργιος Διπλωματούχος Πολιτικός Μηχανικός ΕΠΙΒΛΕΠΩΝ ΚΑΘΗΓΗΤΗΣ Σαμπατακάκης Στ. Νικόλαος ΠΑΤΡΑ ΑΠΡΙΛΙΟΣ 2015

2 Μέλη της τριμελούς συμβουλευτικής επιτροπής: Σαμπατακάκης Νικόλαος, Καθηγητής (επιβλέπων) Κούκης Γεώργιος, Ομότιμος Καθηγητής Χατζηπαναγιώτου Κωνσταντίνος, Καθηγητής Ποιοτικός έλεγχος αδρανών Μούζουλας Ν. Γεώργιος Σελίδα 2

3 Στην οικογένειά μου Ποιοτικός έλεγχος αδρανών Μούζουλας Ν. Γεώργιος Σελίδα 3

4 ΠΡΟΛΟΓΟΣ Η παρούσα διπλωματική εργασία πραγματοποιήθηκε στα πλαίσια του Προγράμματος Μεταπτυχιακών Σπουδών Γεωεπιστήμες & Περιβάλλον και αφορά την κατεύθυνση Εφαρμοσμένη Περιβαλλοντική Γεωλογία & Γεωφυσική. Αντικείμενό της είναι ο ποιοτικός έλεγχος της καταλληλότητας των αδρανών υλικών για διάφορες χρήσεις. Πιο συγκεκριμένα συλλέχθηκαν δείγματα από δύο διαφορετικές περιοχές της Πελοποννήσου, από την περιοχή των Αγίων Θεοδώρων και την περιοχή των Μεθάνων. Τα δείγματα που εξετάστηκαν ανήκουν στην κατηγορία των μαγματικών πετρωμάτων και συγκεκριμένα αφορούν Δακίτες και Ανδεσίτες. Όλες οι περιγραφόμενες εργαστηριακές δοκιμές πραγματοποιήθηκαν στο Εργαστήριο Τεχνικής Γεωλογίας του Τμήματος Γεωλογίας του Πανεπιστημίου Πατρών. Τελικός στόχος της παρούσας μεταπτυχιακής διπλωματικής εργασίας είναι η εξέταση της καταλληλότητας των συγκεκριμένων γεωυλικών σαν αδρανή υλικά και ταυτόχρονα προέκυψαν συσχετισμοί μεταξύ των αποτελεσμάτων των εργαστηριακών δοκιμών με σκοπό την εξαγωγή συμπερασμάτων σχετικά με την αλληλοσυσχέτιση των φυσικών, γεωμετρικών και μηχανικών ιδιοτήτων των γεωυλικών. Ποιοτικός έλεγχος αδρανών Μούζουλας Ν. Γεώργιος Σελίδα 4

5 ΕΥΧΑΡΙΣΤΙΕΣ Κατά τη διάρκεια εκπόνησης της παρούσας μεταπτυχιακής διπλωματικής εργασίας, αλλά και του Μεταπτυχιακού Προγράμματος εν γένει, δεν ήμουν μόνος. Με την ολοκλήρωσή της θα ήθελα να εκφράσω, ως οφείλω, το σεβασμό και τις ευχαριστίες μου στους ανθρώπους που με βοήθησαν να τη διεκπεραιώσω επιτυχώς. Η λέξη διδασκαλία προέρχεται ετυμολογικά από το αρχαίο ρήμα δάω (=φωτίζω). Θα μπορούσαμε λοιπόν να πούμε, βασιζόμενοι στην προέλευση της λέξης ότι διδάσκω σημαίνει φωτίζω, καθιστώ κάτι ευκρινές, ξεκάθαρο. Ευχαριστώ λοιπόν θερμά τον Καθηγητή αλλά κυρίως, Δάσκαλό μου, το Νίκο Σαμπατακάκη. Η απλότητά του, η διάθεσή του για εξηγήσεις στην επίλυση αποριών μου, το χιούμορ του αλλά κυρίως η εμπιστοσύνη που έδειξε στο πρόσωπό μου ήταν για μένα πηγή δύναμης. Ευχαριστώ πολύ την υποψήφια διδάκτορα Τσελίκα Ιωάννα για τη συνεργασία και βοήθεια όλο αυτό το διάστημα. Επίσης, τους προπτυχιακούς φοιτητές Καράμπελα Χριστίνα, Καραπάνο Χρήστο και Μπούμπουλη Βασίλη που δουλέψαμε μαζί στο εργαστήριο. Ευχαριστώ πολύ τους φίλους μου και συμφοιτητές που με διάθεση με βοήθησαν να εγκληματιστώ γρήγορα σε ένα καινούριο για μένα περιβάλλον. Ευχαριστώ τον Καθηγητή Χατζηπαναγιώτου Κωνσταντίνο για τη συμμετοχή του στην τριμελή επιτροπή και την παραχώρηση του σπαστήρα του Εργαστηρίου Έρευνας Ορυκτών και Πετρωμάτων όπως και την υποψήφια διδάκτορα Γιαννακοπούλου Πένυ. Ευχαριστώ τον Ομότιμο Καθηγητή Κούκη Γεώργιο για τη συμμετοχή του στην τριμελή επιτροπή. Ευχαριστώ τους υποψήφιους διδάκτορες Κάβουρα Κατερίνα και Μπούμπουκα Σπύρο για τις υποδείξεις που χρειάστηκα. Ευχαριστώ το Δρ. Παναγιώτη Στεφανόπουλο για την εν γένει προθυμία του αλλά κυρίως σε τεχνικά θέματα βοήθειά του. Ευχαριστώ τη συμπατριώτισσά μου υποψήφια διδάκτορα Κορδούλη Μαρία για τη στήριξή της. Ευχαριστώ τον ξάδερφό μου Κώστα για τη βοήθεια και στήριξη που μου προσέφερε. Ευχαριστώ το θείο μου Χρήστο για τη στήριξή του κατά τη διάρκεια του μεταπτυχιακού. Ευχαριστώ το φίλο μου και συνάδελφο Σπύρο που όταν τον χρειάστηκα ήταν δίπλα μου. Ευχαριστώ θερμά τη Φωτεινή που όλο αυτό το διάστημα ανέχτηκε την αρκετές φορές αφύσικη συμπεριφορά μου, ενώ ταυτόχρονα με παρότρυνε να συνεχίζω χωρίς να λείπει στιγμή από κοντά μου. Τέλος, ευχαριστώ θερμά τους γονείς μου και τ αδέρφια μου που δεν σταμάτησαν στιγμή όλα αυτά τα χρόνια να με στηρίζουν με όλες τους τις δυνάμεις και στους οποίους χρωστάω τα ΠΑΝΤΑ! Ποιοτικός έλεγχος αδρανών Μούζουλας Ν. Γεώργιος Σελίδα 5

6 ΠΕΡΙΛΗΨΗ Η συγκεκριμένη εργασία επικεντρώνεται στην εκτίμηση της καταλληλότητας κάποιων μαγματικών πετρωμάτων ως αδρανή υλικά για συγκεκριμένες χρήσεις και κυρίως για την κατασκευή βάσεων υποβάσεων σε έργα οδοποιίας. Η έρευνα αφορούσε διαβασικά και δακιτικά πετρώματα από γεωϋλικά της περιοχής Μεθάνων καθώς και από την περιοχή Αγίων Θεοδώρων. Στα δείγματα αυτά αξιολογήθηκε η καταλληλότητά τους με βάση τα αποτελέσματα ποιοτικού ελέγχου που περιλάμβανε όλες τις σχετικές εργαστηριακές δοκιμές και απαιτήσεις που ορίζονται στα αντίστοιχα Ευρωπαϊκά Πρότυπα (ΕΝ), συγκεκριμένα: Γεωμετρικές ιδιότητες (κοκκομετρική ανάλυση, δείκτης πλακοειδούς και ισοδύναμο άμμου) Φυσικές ιδιότητες (φαινόμενη πυκνότητα και υγρασία απορρόφησης) Μηχανικές ιδιότητες (δείκτης Micro-Deval, δείκτης LAΑV, δείκτης AIV) Παράμετροι αντοχής βραχώδους υλικού Από τα αποτελέσματα της εργαστηριακής έρευνας διαπιστώνεται ότι τα συγκεκριμένα μαγματικά πετρώματα κρίνονται γενικά σαν «ακατάλληλα» για την κατασκευή βάσεων αλλά και υποβάσεων για οδοποιία, σύμφωνα με τις Ελληνικές και διεθνείς απαιτήσεις ποιότητας. Αυτό οφείλεται κυρίως στις αυξημένες τιμές του δείκτη LAAV που εκφράζει την αντοχή του γεωϋλικού σε μηχανική φθορά και κρούση. Εξαίρεση αποτελεί δείγμα από συγκεκριμένη θέση που χαρακτηρίζεται σαν «υψηλής ποιότητας». Επιπρόσθετα, από τις συσχετίσεις που δοκιμάστηκαν μεταξύ των επιμέρους ιδιοτήτων των γεωϋλικών διατυπώνονται εμπειρικές σχέσεις τόσο μεταξύ των μηχανικών όσο και των γεωμετρικών ιδιοτήτων. Ποιοτικός έλεγχος αδρανών Μούζουλας Ν. Γεώργιος Σελίδα 6

7 ABSTRACT This thesis focuses on the evaluation of the suitability of specific igneous rocks used as aggregates for uses as bases and subbases in road construction. Our research was carried out on diabasic and dacitic rocks obtained from the areas of Methana and Saint Theodore. The quality control of the tested samples were conducted under the specific guidelines of EN <European Standards>, while the procedure was refered to estimation of the following parameters: Geometrical properties (grain size analysis, flakiness index and sand equivalent) Physical properties (apparent density and water absorption) Mechanical properties (Micro - Deval index, LAAV index, AIV index) Rock material strength parameters. The laboratory testing results led to the conclusion that the samples of the geomaterial examined can be classified as "not suitable" as bases and subbases in road construction according to Greek and international specifications. The high values of the LAAV index which represent the strength of geomaterials in mechanical corrosion and crush mainly contribute to the low quality of the geomaterials. The only exception was a sample from a specific area that characterized as "high quality". Furthermore, correlations between the properties of the geomaterials were evaluated and empirical equations regarding the mechanical as well as the geometrical properties of the geomaterials were established. Ποιοτικός έλεγχος αδρανών Μούζουλας Ν. Γεώργιος Σελίδα 7

8 Πίνακας περιεχομένων ΠΡΟΛΟΓΟΣ... 4 ΕΥΧΑΡΙΣΤΙΕΣ... 5 ΠΕΡΙΛΗΨΗ... 6 ABSTRACT ΕΙΣΑΓΩΓΗ-ΟΡΙΣΜΟΙ Ορισμός αδρανών υλικών-γενικά στοιχεία Ταξινόμηση αδρανών υλικών Ταξινόμηση αδρανών με βάση την προέλευσή τους Ταξινόμηση αδρανών με βάση την πηγή λήψης τους Ταξινόμηση αδρανών με βάση το μέγεθος των κόκκων τους Ταξινόμηση αδρανών με βάση το ειδικό βάρος τους Κατηγορίες αδρανών ως προς τη χρήση τους Αδρανή υλικά για την κατασκευή βάσεων και υποβάσεων σε έργα οδοποιίας ΤΑΞΙΝΟΜΗΣΗ ΠΕΤΡΩΜΑΤΩΝ-ΘΕΣΕΙΣ ΔΕΙΓΜΑΤΟΛΗΨΙΑΣ Γενικά Κατηγορίες Πετρωμάτων Μαγματικά Πετρώματα Συστηματική ταξινόμηση και περιγραφή μαγματικών πετρωμάτων Λιθότυπος Αγίων Θεοδώρων Λιθότυπος Μεθάνων ΕΡΓΑΣΤΗΡΙΑΚΕΣ ΔΟΚΙΜΕΣ-ΠΟΙΟΤΙΚΟΣ ΕΛΕΓΧΟΣ ΑΔΡΑΝΩΝ Διαμόρφωση δείγματος Γεωμετρικές ιδιότητες Εργαστηριακές δοκιμές Κοκκομετρική διαβάθμιση Δοκιμή για τον προσδιορισμό του δείκτη πλακοειδούς Δοκιμή για τον προσδιορισμό του ισοδύναμου άμμου Φυσικές ιδιότητες Εργαστηριακές δοκιμές Μηχανικές ιδιότητες Εργαστηριακές δοκιμές Δοκιμή Los Angeles Δοκιμή Micro - Deval Δοκιμή για τον προσδιορισμό του δείκτη αντοχής σε κρούση (AIV) ΣΤΑΤΙΣΤΙΚΑ ΣΤΟΙΧΕΙΑ - ΕΠΕΞΕΡΓΑΣΙΑ Συνοπτικός Πίνακας Δοκιμών Ποιοτικός έλεγχος αδρανών Μούζουλας Ν. Γεώργιος Σελίδα 8

9 4.2.Γραφήματα Συσχετίσεις Συσχέτιση AIV Micro Deval Συσχέτιση I F AIV Συσχέτιση I F Los Angeles Συσχέτιση I F Micro Deval Συσχέτιση W a Los Angeles Συσχέτιση W a Micro Deval Συσχέτιση W a AIV Συσχέτιση ρ α Los Angeles Συσχέτιση AIV Los Angeles Συσχέτιση Micro Deval Los Angeles Συσχέτιση ρ α AIV Πίνακας Συσχετίσεων Καταλληλότητα γεωυλικών για βάσεις - υποβάσεις οδοστρωμάτων Καταλληλότητα γεωυλικών για βάσεις - υποβάσεις οδοστρωμάτων σύμφωνα με τις Ελληνικές Προδιαγραφές(Π.Τ.Π &0 150) Καταλληλότητα γεωυλικών για βάσεις - υποβάσεις οδοστρωμάτων σύμφωνα με τις Ευρωπαϊκές Προδιαγραφές (EN-13242) Σύγκριση των αποτελεσμάτων με βάση τις εθνικές και ευρωπαϊκές προδιαγραφές ΣΥΜΠΕΡΑΣΜΑΤΑ ΒΙΒΛΙΟΓΡΑΦΙΑ ΠΑΡΑΡΤΗΜΑ Ποιοτικός έλεγχος αδρανών Μούζουλας Ν. Γεώργιος Σελίδα 9

10 1.ΕΙΣΑΓΩΓΗ-ΟΡΙΣΜΟΙ 1.1.Ορισμός αδρανών υλικών-γενικά στοιχεία Αδρανή υλικά (aggregates) είναι τα διαβαθμισμένα υλικά, κυρίως ορυκτής αλλά και βιομηχανικής προέλευσης, που χρησιμοποιούνται αυτούσια (π.χ. έρμα σιδηροδρομικών γραμμών, στραγγιστήρια, επιχώματα, βράχοι θωράκισης κ.λπ.) είτε με κάποιο συγκολλητικό μέσο (κονιάματα, σκυροδέματα, ασφαλτομίγματα κ.λπ.) στα τεχνικά έργα. Σύμφωνα με την Αμερικανική Εταιρεία Δομικών Υλικών σαν αδρανές υλικό έχει καθοριστεί «ένα υλικό που όταν αναμειχθεί σε μία θεμελιώδη μάζα σχηματίζει σκυροδέματα, ασφάλτους, κονιάματα, κλπ» ενώ σύμφωνα με τον Ν. 1428/1984 περί εκμετάλλευσης λατομείων σαν αδρανή ορίζονται «τα υλικά διαφόρων διαστάσεων που προέρχονται από την εξόρυξη κατάλληλων πετρωμάτων ή την απόληψη φυσικών αποθέσεων θραυσμάτων τους και χρησιμοποιούνται όπως έχουν ή μετά από θραύση ή λειοτρίβηση ή ταξινόμηση για την κατασκευή σκυροδεμάτων ή κονιαμάτων ή με τη μορφή σκύρων ή μεγαλύτερων κομματιών, στην οδοποιία ή σε λοιπά τεχνικά έργα ή οικοδομές, καθώς και τα ασβεστολιθικά πετρώματα που χρησιμοποιούνται για την παραγωγή ασβέστη ή υδραυλικών κονιών ή συλλιπασμάτων μεταλλουργίας». Τα αδρανή υλικά δεν αντιδρούν χημικά με το συγκολλητικό μέσο παρά μόνο συγκρατούνται από αυτό. Όμως, στην πραγματικότητα πρόκειται για υλικά χημικά ενεργά που ελέγχουν τις ιδιότητες και τη συμπεριφορά της μάζας στην οποία συμμετέχουν. Παρά το γεγονός ότι η αξία τους σαν βασικά προϊόντα είναι χαμηλή,αποτελούν βασικό δείκτη στην οικονομική ανάπτυξη ενός τόπου. Η παραγωγή τους συνδέεται άμεσα με τον πληθυσμό και τη βιομηχανική ανάπτυξη. Αποτελούν βασικό συστατικό για την παρασκευή σκυροδέματος, χρησιμοποιούνται στην οδοποιία (αντιολισθηρές στρώσεις, βάσεις και υποβάσεις δρόμων, επιχώματα), σε κονιάματα, για έρμα σιδηροδρομικής γραμμής, σαν υλικά πλήρωσης κ.α. Ταυτόχρονα χρησιμοποιούνται όλο και πιο πολύ σε διάφορες περιβαλλοντικές εφαρμογές όπως στην προστασία των εδαφών από τη διάβρωση, σαν φίλτρα για τον καθαρισμό των νερών, στην ευστάθεια φυσικών και τεχνητών πρανών, στη σταθεροποίηση κατολισθητικών φαινομένων κ.α. (Κούκης, Γ., Σαμπατακάκης, Ν.,2007). 1.2.Ταξινόμηση αδρανών υλικών Τα αδρανή υλικά μπορούμε να τα ταξινομήσουμε και να τα διαχωρίσουμε με βάση την προέλευσή τους, την πηγή λήψης, το μέγεθος των κόκκων και το ειδικό τους βάρος Ταξινόμηση αδρανών με βάση την προέλευσή τους Με βάση την προέλευσή τους τα αδρανή ταξινομούνται ως εξής: Φυσικής προέλευσης: είναι τα αδρανή τα οποία έχουν ληφθεί από το φυσικό περιβάλλον και δεν έχουν υποστεί τίποτε περισσότερο από μηχανική επεξεργασία Ποιοτικός έλεγχος αδρανών Μούζουλας Ν. Γεώργιος Σελίδα 10

11 θραύσης, πλυσίματος και διαλογής (π.χ. θραυστά πετρώματα, αλλουβιακοί σχηματισμοί, ποτάμιες, λιμναίες ή θαλάσσιες αποθέσεις, αποθέσεις άμμων ή χαλίκων, λάβα κ.λπ.). Αποτελούν τον κύριο όγκο των αδρανών υλικών που χρησιμοποιούνται και ταξινομούνται περαιτέρω σε i) αμμοχαλικώδεις χαλαρές αποθέσεις (sand and gravel aggregates) των οποίων η απόληψη είναι εύκολη, ενώ βρίσκονται συνήθως σε περιοχές με ήπιο ανάγλυφο και εύκολη πρόσβαση. Επειδή συνήθως δε δίνουν υψηλής ποιότητας αδρανή υλικά και σε συνδυασμό με το υψηλό κόστος επεξεργασίας και μεταφοράς τους, τα προϊόντα αυτά χρησιμοποιούνται μόνο για χρήση κοντά στην πηγή λήψης. Τα τελευταία χρόνια δίνεται ιδιαίτερη έμφαση στη χρήση των υλικών αυτών που συνήθως αποτελούν «χαμηλής ποιότητας αδρανή» καθόσον απαιτούν κάποια επεξεργασία πριν τη χρήση τους (Σπυρόπουλος, Α., 2005, Sabatakakis et al 2005, Koukis et al 2006). Προς την κατεύθυνση αυτή συμβάλλουν η εκτεταμένη εξάπλωση και η εύκολη και περιβαλλοντικά συνήθως αποδεκτή λήψη τους. ii) θραυστά υλικά (crushed stone aggregates) των οποίων οι διαδικασίες απόληψης απαιτούν διάνοιξη εκτεταμένων λατομείων. Η ραγδαία αστική ανάπτυξη και οι αυστηροί περιβαλλοντικοί περιορισμοί για τη δημιουργία λατομείων δημιουργούν, σε ορισμένες περιοχές, ελλείψεις θραυστού αδρανούς υλικού καλής ποιότητας. Σε πολλές χώρες, όπου οι μεγαλουπόλεις απλώνονται σε εκτάσεις δεκάδων χιλιομέτρων, το μέλλον στρέφεται στην υπόγεια λατόμευση υλικών, αφού με τον τρόπο αυτόν αποφεύγονται προβλήματα όπως περιβαλλοντικοί περιορισμοί, ο θόρυβος, η σκόνη, και η αντίδραση της τοπικής κοινωνίας στη θέα ενός λατομείου κοντά στην πόλη. Τεχνητά ή βιομηχανικά: είναι τα αδρανή που έχουν προκύψει ως προϊόντα ή παραπροϊόντα βιομηχανικής δραστηριότητας από χημική ή θερμική επεξεργασία πρώτων υλών ορυκτής ή άλλης προέλευσης (π.χ. τέφρες, σκωρίες, υπολείμματα καύσεων, άργιλοι, βερμικουλίτης, περλίτης, υλικά στίλβωσης, κλπ). Ανακυκλωμένα: είναι τα αδρανή που προκύπτουν από την επεξεργασία και επαναχρησιμοποίηση Δομικών υλικών από υφιστάμενες κατασκευές (υλικά κατεδαφίσεως σκυροδέματος, τοιχοποιίας, ασφαλτικών έργων κλπ). Η ραγδαία αστική ανάπτυξη σε χώρες όπως οι ΗΠΑ, όπου τα αδρανή υλικά αποτελούν το 70% περίπου των πρώτων υλών που χρησιμοποιούνται στη χώρα (U.S. Geological Survey FS 181, 2000), καθιστούν αναγκαία την ανάπτυξη των ανακυκλωμένων υλικών καθώς η δημιουργία νέων λατομείων κοντά στις μεγαλουπόλεις είναι πλέον πολύ δύσκολη έως απαγορευτική. Τα ανακυκλωμένα υλικά χρησιμοποιούνται κατά 80% σαν υλικά οδοποιίας ενώ 20% για τη δημιουργία ασφαλτικού σκυροδέματος. Τα μπάζα μπορούν να ανακυκλώνονται είτε σε σταθερές μονάδες ανακύκλωσης, είτε στον τόπο εξόρυξής τους με φορητό εξοπλισμό. Επιστημονικός στόχος παραμένει η εύρεση των κατάλληλων διαδικασιών, έτσι ώστε η απόδοση των τελικών προϊόντων με τη χρήση Ποιοτικός έλεγχος αδρανών Μούζουλας Ν. Γεώργιος Σελίδα 11

12 των ανακυκλωμένων αδρανών υλικών να είναι ισάξια των φυσικών (Κούκης, Γ., Σαμπατακάκης, Ν.,2007) Ταξινόμηση αδρανών με βάση την πηγή λήψης τους Με βάση την πηγή όπου γίνεται η απόληψη των φυσικών αδρανών υλικών αυτά χωρίζονται όπως φαίνεται παρακάτω: Φυσικά ή συλλεκτά: ονομάζονται τα αδρανή που η λήψη τους γίνεται από φυσικές αποθέσεις (π.χ. ποτάμια, ορυχεία κτλ.). Μπορούν να χρησιμοποιηθούν ως έχουν ή να επεξεργαστούν περαιτέρω ανάλογα με τις απαιτήσεις (π.χ. θραύση, πλύσιμο, κτλ.) Επειδή σε αυτά τα υλικά υπάρχει αυξημένος ο κίνδυνος αργιλικής παιπάλης, έχουν κατά κανόνα αυξημένες απαιτήσεις ως προς την παρουσία της. Αδρανή λατομείων είναι τα υλικά που η εξόρυξή τους γίνεται από ανοικτά ή υπόγεια λατομεία, όπου το πέτρωμα αποσπάται από τη βραχομάζα και υπόκειται σε περαιτέρω επεξεργασία (θραύση κ.λπ.). Η διαδικασία εξόρυξης αρχίζει μετά την αποκάλυψη του πετρώματος, ενώ η μέθοδος και ο τρόπος εκμετάλλευσης εξαρτώνται βασικά από τα χαρακτηριστικά του πετρώματος και τα τελικά επιθυμητά προϊόντα. Τα αδρανή λατομείων είναι η κύρια κατηγορία αδρανών υλικών που χρησιμοποιούνται στον Ελλαδικό χώρο, τόσο για την παραγωγή σκυροδέματος όσο και για άλλες χρήσεις. Η επιλογή μιας περιοχής για τη δημιουργία λατομείου βασίζεται σε διάφορα κριτήρια όπως η παρουσία κατάλληλου πετρώματος, η ποιότητά του, τα αποθέματα, το κόστος παραγωγής και η ζήτηση των προϊόντων καθώς επίσης και στους περιβαλλοντικούς και άλλους όρους που ισχύουν στην περιοχή (Κούκης, Γ., Σαμπατακάκης, Ν.,2007). Στον Πίνακα 1 παρουσιάζονται τα πλεονεκτήματα - μειονεκτήματα των αδρανών υλικών με βάση την πηγή λήψης τους και την προέλευσή τους. Ποιοτικός έλεγχος αδρανών Μούζουλας Ν. Γεώργιος Σελίδα 12

13 Πίνακας 1:Προελεύσεις αδρανών. Πλεονεκτήματα και μειονεκτήματα (ΤΕΕ,2000) Υλικό Προέλευση Πλεονεκτήματα Μειονεκτήματα Θραυστά Αδρανή προϊόντα εξόρυξης λατομείων Θραυστά Αδρανή, προϊόντα θραύσης φυσικών αποθέσεων (ποταμοί, χείμαρροι, λίμνες κλπ) Φυσικά Αδρανή, προϊόντα ταξινόμησης φυσικών αποθέσεων (ποταμοί, χείμαρροι, λίμνες κλπ) Άμμος Θαλάσσης Τεχνητά αδρανή από επεξεργασία πετρωμάτων (π.χ. κίσσηρη, περλίτη κλπ) Σκωρίες (slags) Ανακυκλωμένα αδρανή από θραύση παλαιών κατασκευών (σκυρόδεμα, ασφαλτοτάπητες) Κατά κανόνα υγιές υλικό, αν η εξόρυξη και παραγωγική διαδικασία γίνεται με επιμέλεια παρουσιάζουν σταθερή και ελεγχόμενη δομή. Υλικό μεγάλης σκληρότητας. Δημιουργεί προϊόντα με χαμηλό ποσοστό παιπάλης. Τα λεπτόκοκκα φυσικά αδρανή έχουν πολύ χαμηλό ποσοστό παιπάλης Λεπτόκοκκη άμμος, κατάλληλη για κονιάματα Ελαφροβαρή αδρανή για οδοποιία και ελαφροβαρές σκυρόδεμα. Αποτελούν λύση για παραγωγή αντιολισθηρών αδρανών οδοποιίας Περιβαλλοντικά και οικονομικά πλεονεκτήματα. Αποτελούν καλή λύση για υλικά υπόβασης ή για παραγωγή άοπλου σκυροδέματος σε κατασκευές (σκυρόδεμα καθαριότητας) Τα λεπτόκοκκα κλάσματα περιέχουν ποσοστό παιπάλης πολύ μεγαλύτερο από αντίστοιχα φυσικά αδρανή Προσμίξεις αργίλου και αλλουβιακών σχηματισμών. Επιβάλλεται το πλύσιμο προ της θραύσης. Ενδεχόμενη παρουσία, κυρίως στα ποταμίσια υλικά, υψηλού ποσοστού άμορφου SiO3 που αντιδρά με τα αλκάλια του τσιμέντου. Χρειάζονται εξέταση πριν την χρήση τους σε σκυρόδεμα ή σε κονιάματα Προσμίξεις χώματος. Επιβάλλεται το πλύσιμο. Λεία επιφάνεια και στρογγυλεμένο σχήμα κόκκων. Ύπαρξη κοχυλιών και Χλωριόντων. Επιβάλλεται το πλύσιμο πριν την χρήση Χρειάζονται βιομηχανική επεξεργασία Πρέπει να εξετάζονται οι ιδιότητες πριν την χρήση τους Δύσκολη η προδιαλογή τους (π.χ. διαχωρισμός σκυροδέματος από χάλυβα οπλισμού). Πρέπει πριν την χρήση τους να προσδιορίζεται το % SO3 καθώς και το % χλωριόντων που πιθανόν να είναι αυξημένο Ταξινόμηση αδρανών με βάση το μέγεθος των κόκκων τους Τα αδρανή με βάση το μέγεθος των κόκκων τους και σύμφωνα με τους Ευρωπαϊκούς Κανονισμούς Αδρανών Υλικών χωρίζονται σε: Χονδρόκοκκα: είναι τα αδρανή με μέγιστο μέγεθος κόκκου >4 mm και ελάχιστο >2mm (ογκόλιθοι, κροκάλες, έρμα, χαλίκι, γαρμπίλι, ρυζάκι) Λεπτόκοκκα: είναι τα αδρανή με μέγιστο μέγεθος κόκκου μέχρι 4 mm (διάφορα είδη άμμων) Παιπάλη (filler): είναι το διαβαθμισμένο λεπτομερές αδρανές υλικό με μέγιστο κόκκο 2 mm και το οποίο διέρχεται σε ποσοστό % από το κόσκινο με μέγεθος οπής 0,063 mm. Είναι ποικίλης σύστασης υλικό, κυρίως αργιλικό καθώς επίσης και ασβεστιτικό ή ιλυώδες (Κούκης, Γ., Σαμπατακάκης, Ν.,2007). Ποιοτικός έλεγχος αδρανών Μούζουλας Ν. Γεώργιος Σελίδα 13

14 1.2.4.Ταξινόμηση αδρανών με βάση το ειδικό βάρος τους Τα αδρανή υλικά με βάση το ειδικό βάρος τους διακρίνονται ως εξής (Πίνακας 2): Κανονικού ειδικού βάρους: είναι τα αδρανή με ειδικό βάρος από 2 έως <3 Μg/m 3. Ελαφροβαρή: είναι τα αδρανή με ειδικό βάρος < 2 Μg/m 3. Το χαμηλό βάρος τους οφείλεται στο μεγάλο πορώδες ενώ η αντοχή τους σε θλίψη συνήθως αυξάνεται με την πυκνότητα εκθετικά (Triantafilloy and Gibson, 1990). Βαρέα: είναι τα αδρανή με ειδικό βάρος 3 Μg/m 3. Προέρχονται από πετρώματα μεγάλου βάρους και είναι δυσεύρετα και ακριβά. Τα χρησιμοποιούμε σε περιπτώσεις όπου είναι αναγκαίο το μεγάλο βάρος σκυροδέματος (π.χ. εγκαταστάσεις πυρηνικών εφαρμογών, ειδικά θεμέλια μηχανών). Προέρχονται από ορυκτά όπως ο βαρύτης, ο μαγνητίτης, ο αιματίτης, ο λειμωνίτης και ο ιλμενίτης. Πιο σπάνια προέρχονται από τεχνητά υλικά όπως ο φωσφορούχος σίδηρος, ακόμα και ο σίδηρος, που εξαιτίας του μεγάλου του βάρους, έχει την τάση να διαχωρίζεται κατά την ανάμειξη των συστατικών του σκυροδέματος (Τριανταφύλλου 2001, Κούκης, Γ., Σαμπατακάκης, Ν.,2007). Πίνακας 2:Κατηγορίες αδρανών ως προς το ειδικό βάρος-ενδεικτικές Χρήσεις (ΤΕΕ,2000) Είδος αδρανούς Ενδεικτικές χρήσεις Κανονικού ειδικού βάρους (2-3 Είναι τα πιο ευρέως χρησιμοποιούμενα αδρανή για τεχνικά έργα Mg/m³) (ασφαλτικά, οδοστρωσίας, παραγωγή σκυροδέματος, κονιαμάτων, κτλ). Ελαφροβαρή (<2 Mg/m³) Βαρέα (>3 Mg/m³) Χρησιμοποιούνται κυρίως για ελαφροβαρή θερμομονωτικά σκυροδέματα ή κονιάματα Έχουν ειδικές χρήσεις (πχ κατασκευές από σκυρόδεμα για προστασία από την ακτινοβολία κλπ ) Ποιοτικός έλεγχος αδρανών Μούζουλας Ν. Γεώργιος Σελίδα 14

15 1.3. Κατηγορίες αδρανών ως προς τη χρήση τους Με βάση τις χρήσεις τους τα αδρανή μπορούν να καταταχθούν σε επτά (7) βασικές κατηγορίες (ΤΕΕ, 2000): I. Αδρανή για παρασκευή τσιμεντοσκυροδέματος (αggregates for concrete) II. Αδρανή για παρασκευή ασφαλτομιγμάτων (aggregates for bituminus mixtures) III. Αδρανή κονιαμάτων (aggregates for mortar) IV. Αδρανή για Ογκόλιθους για υδραυλικά και λιμενικά έργα (armourstones) V. Αδρανή για έρμα σιδηροδρομικής γραμμής (Αggregates for railway track ballast) VI. Αδρανή υλικά για βάσεις και υποβάσεις σταθεροποιημένες ή όχι για χρήση σε οδοστρώματα και έργα πολιτικού μηχανικού (aggregates for unbound and hydraulically bound materials) VΙI. Αδρανή για παρασκευή ασφαλτομιγμάτων (aggregates for bituminous mixtures) Αδρανή υλικά για την κατασκευή βάσεων και υποβάσεων σε έργα οδοποιίας Στα έργα οδοποιίας τα αδρανή υλικά που χρησιμοποιούνται θα πρέπει να είναι υγιή και με υψηλή αντοχή. Ιδιαίτερα εκείνα που χρησιμοποιούνται στον ασφαλτοτάπητα θα πρέπει να έχουν υψηλή αντοχή και μεγάλη αντίσταση σε τριβή και κρούση καθώς επίσης και υψηλό δείκτη αντίστασης στη στίλβωση. Παρακάτω θα γίνει περιγραφή των γενικών απαιτήσεων των γεωυλικών που χρησιμοποιούνται ως αδρανή υλικά σε βάσεις και υποβάσεις των οδοστρωμάτων. Τις στρώσεις υπόβασης αποτελούν οι στρώσεις που τοποθετούνται πάνω στο υπέδαφος ή την εξυγιαντική στρώση, ενώ τις στρώσεις βάσης αποτελούν οι στρώσεις που κείνται μεταξύ της υπόβασης και των επιφανειακών ασφαλτικών στρώσεων. Τα αδρανή υλικά που θα χρησιμοποιηθούν για τις στρώσεις βάσεων και υποβάσεων θα πρέπει να πληρούν ορισμένες απαιτήσεις για να μπορέσουν να εξασφαλίσουν ικανοποιητική ευστάθεια κάτω από επαναλαμβανόμενα φορτία των οχημάτων. Γενικά τα αδρανή που θα χρησιμοποιηθούν για βάσεις και υποβάσεις θα πρέπει να ικανοποιούν τις απαιτήσεις των Πρότυπων Τεχνικών Προδιαγραφών Ο150 και Ο155. Σύμφωνα με τις συγκεκριμένες προδιαγραφές το θραυστό υλικό (ή και το φυσικό για τις υποβάσεις )αποτελείται από σκληρά, υγιή, ανθεκτικά αδρανή συγκεκριμένης κοκκομετρικής σύνθεσης (Κούκης, Γ., Σαμπατακάκης, Ν.,2007). Ποιοτικός έλεγχος αδρανών Μούζουλας Ν. Γεώργιος Σελίδα 15

16 2.ΤΑΞΙΝΟΜΗΣΗ ΠΕΤΡΩΜΑΤΩΝ-ΘΕΣΕΙΣ ΔΕΙΓΜΑΤΟΛΗΨΙΑΣ 2.1. Γενικά Στην παρούσα μεταπτυχιακή διπλωματική εργασία, οι εργαστηριακές δοκιμές που πραγματοποιήθηκαν σχετίζονται με δείγματα μαγματικών πετρωμάτων από δύο περιοχές. Πιο συγκεκριμένα, αφορούν δακίτες και ανδεσίτες από επιφανειακή εμφάνιση πετρωμάτων από τις περιοχές των Μεθάνων και των Αγίων Θεοδώρων. Η ορυκτολογική εξέταση των δειγμάτων πραγματοποιήθηκε από την υποψήφια διδάκτωρα, κα Τσελίκα Ιωάννα στα πλαίσια της διδακτορικής της διατριβής Κατηγορίες Πετρωμάτων Μαγματικά Πετρώματα Ως Πλουτωνισμός χαρακτηρίζονται οι μαγματικές διεργασίες που οδηγούν στο σχηματισμό μεγάλων σωμάτων πετρωμάτων μέσα στο φλοιό της Γης. Τα πετρώματα που σχηματίζονται από αυτή την κρυστάλλωση του μάγματος στο χώρο αυτό, ονομάζονται Πλουτωνίτες. Αντίθετα, ως εκδηλώσεις ηφαιστειότητας χαρακτηρίζονται οι μαγματικές διεργασίες που φθάνουν στην επιφάνεια της Γης, από την οποία σχηματίζονται τα ηφαιστειακά πετρώματα. Η ηφαιστειότητα και ο πλουτωνισμός είναι επιμέρους εκδηλώσεις ενός μεγαλύτερου γεωλογικού φαινομένου, του μαγματισμού. Η ουσιώδης ιδιαιτερότητά του έγκειται στο γεγονός ότι ορισμένα συμπλέγματα υλικών του γήινου μανδύα και του βαθύτερου φλοιού βρίσκονται σε μαγματική κατάσταση και προωθούνται σε ψηλότερες περιοχές, ή και μέχρι την επιφάνεια της Γής, ενώ παράλληλα συντελείται μείωση της πίεσης και της θερμοκρασίας τους. Με βάση τον τρόπο και χώρο γένεσης και ανάπτυξης των πετρωμάτων, διαχωρίζονται κυρίως στις δύο μεγάλες κατηγορίες μαγματικών πετρωμάτων. Παράλληλα μια, μικρότερης σημασίας, κατηγορία μαγματικών πετρωμάτων είναι τα φλεβικά. Είναι τα πετρώματα,τα οποία σχηματίζονται κυρίως μέσα σε ρήγματα προϋπαρχόντων πετρωμάτων και παρουσιάζουν σχετικά μικρή εμφάνιση. Πολλοί γεωεπιστήμονες συμπεριλαμβάνουν αρκετούς τύπους φλεβικών πετρωμάτων στην κατηγορία εκείνη των ηφαιστειακών. Οι απλίτες- πηγμίτες και λαμπροφύρες θεωρούνται οι κυριότεροι τύποι φλεβικών ι (Χατζηπαναγιώτου Κ. Γ., 2005) Συστηματική ταξινόμηση και περιγραφή μαγματικών πετρωμάτων Η συστηματική ταξινόμηση και ονοματολογία των μαγματικών πετρωμάτων θα γίνει σύμφωνα με το σύστημα ταξινόμησης κατά STRECKEISEN.Το σύστημα αυτό, βασίζεται στην ορυκτολογική σύσταση των πετρωμάτων. Αντίθετα, ως δευτερεύοντα κριτήρια ταξινόμησής τους μπορούν να θεωρηθούν, η χημική σύσταση και η γεωλογική εμφάνισή τους. Όπως σε κάθε σύστημα ταξινόμησης, έτσι και σε αυτό κατά STRECKEISEN, οι διάφορες κύριες ομάδες αλλά και οι επιμέρους λιθότυποι πετρωμάτων που διαχωρίζονται δεν πρέπει να θεωρούνται, Ποιοτικός έλεγχος αδρανών Μούζουλας Ν. Γεώργιος Σελίδα 16

17 ως προς την ορυκτολογική-χημική σύσταση και τρόπο σχηματισμού τους, ως τελείως διαφορετικά και μη συγγενικά μεταξύ τους πετρώματα. Αντίθετα, παρατηρείται μια αλληλουχία από μεταβατικούς τύπους, που συνδέει τους προηγούμενους με τους επόμενους με αποτέλεσμα να σχηματίζεται μια συνεχής σειρά από πετρώματα με κοινά χαρακτηριστικά και ιδιότητες. Ανάλογα με την ποσοτική ορυκτολογική σύσταση κυρίως τα ορυκτά χαλαζίας, άστριοι και φεμικά συστατικά, που η συμμετοχή τους έχει άμεσα αντίκτυπο και στο χημισμό του πετρώματος, τα μαγματικά πετρώματα μπορούν να ταξινομηθούν κατ αρχήν στις εξής κύριες ομάδες, που διακρίνονται από ορισμένα κοινά χαρακτηριστικά γνωρίσματα (Χατζηπαναγιώτου Κ. Γ., 2005). 1.Ομάδα γρανιτικών πετρωμάτων (γρανιτοειδή) 2.Ομάδα συηνιτικών πετρωμάτων (συηνιτοειδή) 3.Ομάδα διοριτικών γαββρικών πετρωμάτων (διοριτοειδή-γραββροειδή) 4.Ομάδα υπερβασικών (υπερμαφικών) πετρωμάτων 5.Ομάδα πετρωμάτων με αστριοειδή (αστριοειδομιγή) ΔΑΚΙΤΗΣ Είναι το αντίστοιχο των γρανοδιοριτών ηφαιστειακό πέτρωμα και προβάλλεται στα πεδία 4 και 5 του διαγράμματος STRECKEISEN(Εικόνα 1). Η ονομασία του προέρχεται από την Ρωμαική επαρχία Dacia της Δ.Ρουμανίας. Συνήθως παρουσιάζουν ολοκρυσταλλικό, μεροκρυσταλλικό και σπανιότερα υαλώδη ιστό. Οι περισσότεροι δακίτες παρουσιάζουν πορφυριτικό ιστό. Τους φαινοκρυστάλλους αποτελούν τα ορυκτά χαλαζίας, πλαγιόκλαστο, βιοτίτης, αμφίβολος, πυρόξενος, απατίτης και μαγνητίτης. Στους πορφυριτικούς τύπους η κύρια μάζα μπορεί να είναι υαλώδης, μεροκρυσταλλική ή ολοκρυσταλλική. Οι λίγοι υαλώδεις δακίτες περιέχουν στο γυαλί σκόρπιους μικρόλιθους. Η διάκριση μεταξύ δακιτών που περιέχουν γυαλί από παρόμοια ρυολιθικής ή άλλης σύστασης πετρώματα με γυαλί, μπορεί να γίνει με σιγουριά μόνο με χημική ανάλυση. Ως ρυολιθικοί δακίτες (ρυοδακίτες) χαρακτηρίζονται Δακίτες πλούσιοι σε αλκαλικούς αστρίους. Γίνεται κατανοητό από την περιγραφή των ρυολίθων και δακιτών ότι η ουσιώδης διαφορά μεταξύ των δύο αυτών λιθοτύπων δεν έγκειται στο ποσοστό του Si, αλλά στην αναλογία αλκαλικών αστρίων προς πλαγιόκλαστο. Οι δακίτες εμφανίζονται κυρίως ως ρεύματα, που συνδέονται με ανδεσίτες και ρυόλιθους συνήθως σε ηπειρωτικές ορογενετικές περιοχές. Στην Ελλάδα εμφανίζονται στις περιοχές της Θράκης, Σαμοθράκης, Χαλκιδικής, Λήμνου, Μυτιλήνης, Εύβοιας, Καμμένων Βούρλων, Μήλου, Κω, Αίγινας, Πόρου, Μεθάνων κ.α. (Χατζηπαναγιώτου Κ. Γ., 2005). Ποιοτικός έλεγχος αδρανών Μούζουλας Ν. Γεώργιος Σελίδα 17

18 ΑΝΔΕΣΙΤΗΣ Ο ανδεσίτης (από τις Άνδεις της Νότιας Αμερικής), αποτελεί αντίστοιχο του διορίτη ηφαιστειακό πέτρωμα και προβάλλεται στο πεδίο 10 του διαγράμματος STRECKEISEN (Εικόνα 1). Την κύρια ορυκτολογική σύσταση του πετρώματος αποτελούν το πλαγιόκλαστο (συνήθως ανδεσίτης) και η κεροστίλβη (χρώματος καφέ βασαλτική ). Επίσης υπάρχουν μικρά ποσά αδιαφανών μεταλλοφόρων ορυκτών και απατίτης. Σε μερικές περιπτώσεις εμφανίζονται αξιόλογα ποσά βιοτίτη, πυρόξενου (διοψιδικός αυγίτης, υπερσθενής ή ενστατίτης) και γυαλιού. Σπάνια έχουμε την εμφάνιση και λίγου χαλαζία, σανίδινου, τιτανίτη και ζιρκόνιου. Ο ανδεσίτης είναι γενικά λεπτοκοκκώδης με ολοκρυσταλλικό ή ημικρυσταλλικό και σπάνια υαλώδη ιστό. Ο πορφυριτικός ιστός είναι χαρακτηριστικός στους ανδεσίτες,του οποίου η κύρια μάζα τις περισσότερες φορές είναι ολοκρυσταλλική. Επίσης είναι δύσκολο να διακριθούν ποικιλίες που έχουν υαλώδη κύρια μάζα με λίγους μόνο φαινοκρύσταλλους από τους δακίτες ή λατίτες με παρόμοιο ιστό. Παρουσιάζουν συχνά πομφολυγώδη, σκωριώδη και αμυγδαλώδη υφή. Οι φαινοκρύσταλλοι των πλαγιοκλάστων είναι συχνά ζωνώδεις με πυρήνες βασικότερους από τις περιφέρειες. Ανάλογα με το είδος των μαφικών συστατικών διακρίνονται ποκιλίες ανδεσίτη, όπως βιοτιτικός ανδεσίτης (με βιοτίτη αντί κεροστίλβη), αυγιτικός ανδεσίτης, υπερσθενικός ανδεσίτης κ.λ.π. Ο Κροκεάτης λίθος, από τις Κροκεές της νότιας Σπάρτης, είναι αυγιτικός ανδεσίτης με φαινοκρύσταλλους πλαγιόκλαστου, οι οποίοι λόγω σωσσυριτίωσης εμφανίζουν ανοιχτοπράσινο χρώμα, ενώ η αφανιτική μάζα του πετρώματος περιέχει εκτός από επίδοτο, πολύ χλωρίτη και έχει σκοτεινό πράσινο χρώμα. Επιπλέον μπορεί να περιέχει και αιματίτη, ρουτίλιο, τιτανίτη. Είναι γνωστό πέτρωμα από την αρχαιότητα και περιζήτητο για διακοσμήσεις ναών, ανακτόρων κ.λ.π. Το λατινικό του όνομα είναι Porfido verde antico. Αντίστοιχο του κροκεάτη λίθου αποτελεί το πέτρωμα Porfido rosso antico, ερυθρός ανδεσίτης το χρώμα του οποίου οφείλεται στον πιεμοντίτη (ροδόχρωμο μαγγανιούχο επίδοτο) που εμφανίζεται κυρίως στην Αίγυπτο. Οι ανδεσίτες έχουν μεγάλη ανάπτυξη σε πολλά σημεία της Γης. Εμφανίζονται ως ρεύματα με βασάλτες και ρυόλιθους σε ηπειρωτικές ορογενετικές περιοχές. Σε μικρότερη έκταση εμφανίζονται ως κοίτες και φλέβες. Καλά μελετημένοι ανδεσίτες εμφανίζονται π.χ. στην Βουλγαρία, Ουγγαρία, Ρουμανία, Αργεντινή, Αλάσκα, Καλιφόρνια, Νεβάδα, Μοντάνα (Η.Π.Α.), Μεξικό, Σουμάτρα κ.λ.π. Οι Ανδεσίτες στην Ελλάδα είναι ευρύτατα διαδεδομένοι στο ηφαιστειακό τόξο του Νότιου Αιγαίου, αλλά και σε περιοχές όπως Θράκη, Σαμοθράκη, Μυτιλήνη, Χίο, Σκύρο, Εύβοια κ.λ.π. (Χατζηπαναγιώτου Κ. Γ., 2005). Ποιοτικός έλεγχος αδρανών Μούζουλας Ν. Γεώργιος Σελίδα 18

19 Εικόνα 1. Διάγραμμα Streckeisen (Streckeisen,1980) 2.3. Λιθότυπος Αγίων Θεοδώρων Η τοποθεσία από την οποία πήραμε τα δείγματά μας είναι η Κόκκινη Σπηλιά στην περιοχή των Αγίων Θεοδώρων του νομού Κορινθίας. Γεωτεκτονικά ανήκει στην Υποπελαγονική ζώνη. Στη συγκεκριμένη περιοχή ξεκινώντας από τα νεότερα προς τα παλαιότερα και σύμφωνα με το γεωλογικό χάρτη του ΙΓΜΕ κλίμακας 1: (Φύλλο Σοφικόν έκδοσης ), συναντώνται οι παρακάτω γεωλογικοί σχηματισμοί: 1) Ποταμοχερσαίες αποθέσεις (Pt.c): Εναλλαγές κροκαλολατυποπαγών, ψαμμιτών, διαστρώσεων καστανοκόκκινων αργίλων και αμμούχων αργίλων μικρού πάχους χωρίς απολιθώματα. Το συνδετικό υλικό είναι αργιλομαργαϊκό, με το ποσοστό των κροκαλολατυπών να είναι 85-90% από οφιόλιθους και 10-15% από ασβεστόλιθους. Μέγιστο πάχος 150 m (Πλειστόκαινο). 2) Μάργες Τράπεζας-Ισθμού: Εναλλαγές θαλάσσιων, υφάλμυρων και λιμναίων αποθέσεων που αποτελούνται από μάργες (Pl-Pt.m), αμμούχες, πηλούχες, πλακώδεις και φυλλώδεις μάργες υποκίτρινου ή υπόλευκου χρώματος. Επίσης, απαντούν μαργαϊκοί ασβεστόλιθοι, άμμοι καστανού χρώματος με μικρό πάχος, χαλαρά ή συνεκτικά κροκαλοπαγή, μαργαϊκοί ψαμμίτες και μαργαϊκά κροκαλοπαγή. Τα μέσα και ανώτερα μέλη των παραπάνω σχηματισμών μεταβαίνουν πλευρικά, ταχύτατα σε κιτρινωπούς μαργαϊκούς ψαμμίτες και μαργαϊκά κροκαλοπαγή(pl-pt.c) που εναλλάσσονται σε μαργαϊκούς ασβεστόλιθους και μάργες (Πλειο-Πλειστόκαινο). Ποιοτικός έλεγχος αδρανών Μούζουλας Ν. Γεώργιος Σελίδα 19

20 3) Σχηματισμοί «Θειόχωμα» (Pl.m.c.): (Λιμναίες κυρίως αποθέσεις), αποτελούνται από εναλλαγές αμμούχων μαργών, συνεκτικών κροκαλοπαγών καστανού χρώματος και χαλαρών κροκάλων με άμμους. Μέσα στις αποθέσεις αυτές απαντούν μικρές ενστρώσεις λιγνιτών με πάχος 20-30cm και επίσης ενστρώσεις προκλαστικών, ρυοδακιτικής σύστασης.(πλειόκαινο) 4) Ηφαιστίτες (βιοτιτικοί δακίτες, βιοτιτικοί δακίτες με κεροστίλβη και κεροστιλβικοί βιοτιτικοί δακίτες)-(δα): Σχηματίζουν ρεύματα λάβας, πρόκειται για τεφρού χρώματος πετρώματα που χαρακτηρίζονται από φαινοκρυστάλλους πλαγιοκλάστων. Από τα φεμικά συστατικά κατά κύριο λόγο συμμετέχει ο βιοτίτης και κατά δεύτερο η πράσινη κεροστίλβη. Οι λάβες σχηματίστηκαν το Πλειόκαινο και αποτέθηκαν μέσα στη νεογενή λεκάνη και στις παρυφές της. Από τον συγκεκριμένο ορίζοντα προέρχονται και τα υλικά δειγματοληψίας της παρούσας μελέτης. 5) Οφιόλιθοι(ο): Πρόκειται για σχηματισμούς που επωθήθηκαν πάνω στα ανθρακικά πετρώματα του δυτικού Πελαγονικού περιθωρίου και αποτελούν την οφιολιθική συρραφή της Υποπελαγονικής (Άνω-Μέσο Κρητιδικό). Πρόκειται για i) Περιδοτίτες ελαφρά σερπεντιομένους. ii)σερπεντινίτες με κύρια ορυκτά χλωρίτη και σερπεντίνη. Στην περιοχή του Σουσακίου οι Σερπεντινίτες διασχίζονται από φλέβες πληρωμένες με δευτερογενή ασβεστίτη, μικροκρυσταλλικό χαλαζία και χαλκηδόνιο. iii)σώματα βασικής συστάσεως. 6) Τεμάχη ασβεστολίθων(k): Παρατηρούνται κατά τόπους στη βάση των οφιολίθων (σε τεκτονική επαφή), τριαδικής ή ιουρασικής ηλικίας. 7) Σχιστοκερατόλιθοι(sh): Αργιλικοί σχιστόλιθοι σε εναλλαγές με κοκκινωπούς, καστανούς πλακώδεις ραδιολαρίτες εμποτισμένους με οξείδια μαγγανίου και λευκοκίτρινους πλακώδεις ασβεστόλιθους με πυριτόλιθους. Οι σχηματισμοί αυτοί βρίσκονται κυρίως στη βάση του οφιολιθικού συμπλέγματος (σε τεκτονική επαφή) που είναι επωθημένο πάνω στις ανθρακικές μάζες των Γερανείων ορέων. 8) Βοιωτικός φλύσχης(fb): Ρυθμική σειρά από τεφρούς, κιτρινοπράσινους, λεπτοπλακώδεις βιομικρίτες και πηλίτες στα κατώτερα μέλη συχνά έντονα στολιδωμένους. Επίσης έχουμε μικρές εμφανίσεις από λευκοκίτρινους, κοκκινωπούς πλακώδεις ασβεστόλιθους(js.k) που θεωρούνται το υποκείμενο του βοιωτικού φλύσχη. 9) Ασβεστόλιθοι(Ji-m.k): Τεφροί, τεφρομέλανες παχυστρωματώδεις,ωοβιομικρίτες, δολοσπαρίτες στα κατώτερα μέλη. Προς τα πάνω εξελίσσονται σε καστανούς κοκκινωπούς, πλακώδεις, παχυπλακώδεις βιομικρίτες.(κατώτερο-μέσο Ιουρασικό) 10) Ασβεστόλιθοι(Ts-Ji.k): Τεφροί,λευκότεφροι παχυστρωματώδεις μέχρι άστρωτοι βιομικρίτες-σπαρίτες συχνά δολομιτιωμένοι. Προς τα πάνω εξελίσσονται σε Ποιοτικός έλεγχος αδρανών Μούζουλας Ν. Γεώργιος Σελίδα 20

21 στρωματώδεις έως παχυπλακώδεις ωοβιομικρίτες- σπαρίτες.(ανώτερο Τριαδικό- Κατώτερο Ιουρασικό) 11) Ασβεστόλιθοι, δολομίτες(ti-s.k): Τεφροί, λευκότεφροι, παχυστρωματώδεις έως άστρωτοι βιομικρίτες- σπαρίτες. Κάτω θέσεις είναι δολομιτιωμένοι.(μέσο- Άνω Τριαδικό) 12) Ασβεστόλιθοι(Pzn-Ti): Τεφροί, λευκότεφροι ή μαύροι βιομικρίτες, βιοαρενίτες σε εναλλαγές με ψαμμίτες τοπικά σερικιτιωμένους και χαλαζιακά κροκαλοπαγή ηλικίας Νεοπαλαιοζωικού έως κατώτερου μέσου Τριαδικού. Στο πλαίσιο της παρούσας διπλωματικής εργασίας πραγματοποιήθηκε δειγματοληψία από δύο διαφορετικά σημεία της περιοχής (Εικόνα 2). Τα δείγματα είναι οι δακίτες ΑΓΘ2 (Εικόνα 3) και ΑΓΘ1 (Εικόνα 4) όπως φαίνονται παρακάτω. ΑΓΘ1 ΑΓΘ2 Εικόνα 2. Απόσπασμα χάρτη περιοχών δειγματοληψίας(φύλλο Σοφικόν έκδοσης ) Ποιοτικός έλεγχος αδρανών Μούζουλας Ν. Γεώργιος Σελίδα 21

22 Εικόνα 3. Δείγμα ΑΓΘ2 (Δακίτης) Εικόνα 4.Δείγμα ΑΓΘ1 (Δακίτης) Ποιοτικός έλεγχος αδρανών Μούζουλας Ν. Γεώργιος Σελίδα 22

23 2.4. Λιθότυπος Μεθάνων Η περιοχή των Μεθάνων αποτελεί ηφαιστειακό κέντρο της β φάσης ηφαιστειότητας του Σαρωνικού κόλπου (Πλειόκαινο έως σήμερα: < 1.5 Ma) (Fytikas et al.,1986).τα προϊόντα της ηφαιστειότητας αυτής είναι από τα πρώτα που δημιουργήθηκαν στο ηφαιστειακό τόξο του Αιγαίου κατά το Πλειόκαινο. Ειδικά στα Μέθανα, η ηφαιστειακή δραστηριότητα αναζωπυρώθηκε έντονα κατά το Μέσο Πλειστόκαινο (Pe Piper & Hatzipanagiotou, 1997). Η πιο πρόσφατη ηφαιστειακή δραστηριότητα που σημειώθηκε στον Σαρωνικό κόλπο έλαβε χώρα το 230 π.χ. στα Μέθανα δημιουργώντας τον βασαλτικό ανδεσίτη της Καμμένης Χώρας. Σήμερα η ηφαιστειακή δραστηριότητα περιορίζεται σε θερμές πηγές και ατμίδες η θέση των οποίων συνδέονται άμεσα με το σύστημα ενεργών ρηγμάτων που υπάρχουν στην περιοχή. Στη συνέχεια παρατίθενται οι γεωλογικοί σχηματισμοί που εμφανίζονται στα Μέθανα από τα νεώτερα στα παλαιότερα ενώ συγχρόνως δίνεται και η ενότητα των ηφαιστειακών σχηματισμών που δημιουργήθηκαν κατά τη διάρκεια του Τεταρτογενούς σύμφωνα με τον γεωλογικό χάρτη του ΙΓΜΕ κλίμακας 1:50000 (Φύλλο Μέθανα έκδοσης ) ως εξής: 1.Αποθέσεις ακτών και κοιλάδων αδιαίρετες (al) :άμμος και πηλός (Τεταρτογενές). 2.Κροκαλοπαγή (K i -c):με κροκάλες κυρίως από χαλαζία, κερατόλιθους, χαλαζίτες, ηφαιστειακά πετρώματα και σπανιώτερα φυλλίτες και ασβεστόλιθοι: παχυστρωματώδεις, που περιέχουν κροκάλες από χαλαζία ή άμμο, με διασταυρούμενη στρώση μερικές φορές. Εμφανίζονται μόνο δυτικά της πόλεως των Μεθάνων (Κατώτερο Κρητιδικό). 3.Ασβεστόλιθοι (K 3-6.k): τεφροί, άστρωτοι ή παχυστρωματώδεις, με Πελεκύποδα (στα ανώτερα μέρη Radiolitidae), Γαστερόποδα, Εχινόδερμα και Τρηματοφόρα (Βαρρέμιο - Κενομάνιο). Ηφαιστειακά Πετρώματα Τεταρτογενούς 1)Χαλαρά επανατοποθετημένα ηφαιστειακά υλικά (vol): γενικά όχι καλά στρωμένα 2)Συνάγματα από ηφαιστειακά υλικά (bf v ): σχηματίσθηκαν κυρίως από την κατάρρευση των δόμων και από πυρακτωμένες στοιβάδες. 3)Δακίτες (δα) (SiO 2 : 63-70%): σχηματίζουν δόμους και ρεύματα λάβας, χαρακτηρίζονται από φαινοκρύσταλλους ζωνώδους πλαγιόκλαστου, κεροστίλβης, ορθοπυρόξενου και σε μικρότερη αναλογία βιοτίτη και σποραδικού κλινοπυρόξενου. Συχνή παρουσία μαγνητίτη σε μικροφαινοκρύσταλλους και μαγματικά διαβρωμένοι κρύσταλλοι χαλαζία. 4)Ανδεσίτες: σχηματίζουν κυρίως δόμους και ρεύματα λάβας και διακρίνονται σε: I.βασαλτικούς ανδεσίτες (α1) (SiO 2 :52-56%): που χαρακτηρίζονται από πορφυριτικό ιστό με ζωνώδη πλαγιόκλαστα, κλίνο και ορθοπυρόξενους και φαινοκρύσταλλους Ποιοτικός έλεγχος αδρανών Μούζουλας Ν. Γεώργιος Σελίδα 23

24 μαγνητίτη. Βρίσκονται επίσης λείψανα κρυστάλλων ολιβίνη και σποραδική παρουσία κεροστίλβης. II.ανδεσίτες (α2) (SiO 2 :56-63%): με πορφυριτικό ιστό. Η ορυκτολογική σύσταση των φαινοκρυστάλλων περιλαμβάνει ζωνώδη πλαγιόκλαστα, ορθο και κλινοπυρόξενους και σχεδόν πάντοτε κεροστίλβη. Λιγότερο διαδεδομένος ο διάσπαρτος βιοτίτης. Μεγάλη συχνότητα μικροφαινοκρυστάλλων μαγνητίτη. Σχετικά συχνή η παρουσία ολιβίνη με ίχνη μαγματικής απορροφήσεως και δακτύλιους πυρόξενων. Συχνή παρουσία κρυστάλλων χαλαζία που συνήθως περιφερειακά αντιδρούν με πυρόξενους σχηματίζοντας στεφάνες. Στο πλαίσιο της παρούσας μεταπτυχιακής εργασίας πραγματοποιήθηκε δειγματοληψία τριών λιθολογικών τύπων από τέσσερα διαφορετικά σημεία της περιοχής (Εικόνα14) και λήφθηκαν συνολικά εννέα (9) δείγματα. Πιο συγκεκριμένα, η δειγματοληψία αφορά τέσσερα δείγματα ανδεσιτών-(α2) (Εικόνες 5,7,11,12), ενός βασαλτικού ανδεσίτη (α1) (Εικόνα 10) και τεσσάρων δακιτών (δα) (Εικόνες6,8,9,13). Εικόνα 5. Περιοχή δειγματοληψίας,μέθανα. Δείγμα ΜΕΘ.1 (Ανδεσίτης) Ποιοτικός έλεγχος αδρανών Μούζουλας Ν. Γεώργιος Σελίδα 24

25 Εικόνα 6. Περιοχή δειγματοληψίας,μέθανα. Δείγμα ΜΕΘ.2 (Δακίτης) Εικόνα 7. Περιοχή δειγματοληψίας, Μέθανα. Δείγμα ΜΕΘ.3 (Ανδεσίτης) Ποιοτικός έλεγχος αδρανών Μούζουλας Ν. Γεώργιος Σελίδα 25

26 Εικόνα 8. Περιοχή δειγματοληψίας, Μέθανα. Δείγμα ΜΕΘ.5 (Δακίτης) Εικόνα 9. Περιοχή δειγματοληψίας, Μέθανα. Δείγμα ΜΕΘ.6 (Δακίτης) Ποιοτικός έλεγχος αδρανών Μούζουλας Ν. Γεώργιος Σελίδα 26

27 Εικόνα 10. Περιοχή δειγματοληψίας, Μέθανα, Δείγμα ΜΕΘ.7(Βασαλτικός Ανδεσίτης) Εικόνα 11. Περιοχή δειγματοληψίας, Μέθανα, Δείγμα ΜΕΘ.8(Ανδεσίτης) Ποιοτικός έλεγχος αδρανών Μούζουλας Ν. Γεώργιος Σελίδα 27

28 Εικόνα 12. Περιοχή δειγματοληψίας, Μέθανα, Δείγμα ΜΕΘ.9(Ανδεσίτης) Εικόνα 13. Περιοχή δειγματοληψίας, Μέθανα, Δείγμα ΜΕΘ.10(Δακίτης) Ποιοτικός έλεγχος αδρανών Μούζουλας Ν. Γεώργιος Σελίδα 28

29 Μεθ.10 Μεθ.7 Μεθ.9 Μεθ.3 Μεθ.6 Μεθ.8 Μεθ.1 Μεθ.5 Μεθ.2 Εικόνα 14. Απόσπασμα χάρτη περιοχών δειγματοληψίας (Φύλλο Μέθανα, έκδοσης ) Ποιοτικός έλεγχος αδρανών Μούζουλας Ν. Γεώργιος Σελίδα 29

30 3.ΕΡΓΑΣΤΗΡΙΑΚΕΣ ΔΟΚΙΜΕΣ-ΠΟΙΟΤΙΚΟΣ ΕΛΕΓΧΟΣ ΑΔΡΑΝΩΝ 3.1. Διαμόρφωση δείγματος Η ορθή δειγματοληψία ενός πετρώματος είναι το ίδιο σπουδαία όσο και οι εργαστηριακές δοκιμές του. Η ακρίβεια με την οποία μπορούν τα αποτελέσματα των διάφορων δοκιμών να αντικατοπτρίσουν τα πραγματικά χαρακτηριστικά του συνολικού όγκου ενός πετρώματος, περιορίζεται στο βαθμό κατά τον οποίο τα δοκίμια είναι αντιπροσωπευτικά της γενικής κατάστασης της βραχομάζας(σαχπαζής,1988). Προκειμένου να πραγματοποιηθούν οι απαραίτητες εργαστηριακές δοκιμές στα δείγματά μας ακολουθήθηκε μία συγκεκριμένη διαδικασία ούτως ώστε να επιτευχθεί το κατάλληλο μέγεθος κόκκου. Αφού πραγματοποιήθηκε η συλλογή δειγμάτων από την ύπαιθρο (συνολικό βάρος δείγματος ανά θέση πάνω από 50kg), τοποθετήθηκαν στο εργαστήριο (Εργαστήριο Τεχνικής Γεωλογίας). Για να επιτύχουμε το τελικό μέγεθος κόκκου χρησιμοποιήθηκε: Μεγάλο σφυρί (βαριοπούλα) (Εικόνα 15) Κατάλληλο μηχάνημα απομείωσης μεγέθους του πετρώματος (σπαστήρας) (Εικόνα 16) Κόσκινα Σε πρώτη φάση με τη βοήθεια μεγάλου σφυριού (βαριοπούλας) σπάσαμε τα κομμάτια του πετρώματος που συλλέξαμε από την ύπαιθρο σε μικρότερα κατάλληλου μεγέθους για περαιτέρω επεξεργασία στον σπαστήρα. Στη συνέχεια με τη βοήθεια του σπαστήρα και την κατάλληλη ρύθμιση που έγινε δημιουργήσαμε κόκκους διαμέτρου 14 mm και μικρότερους. Τέλος, με τη χρήση των κατάλληλων κοσκίνων κάθε φορά συλλέξαμε την απαραίτητη ποσότητα απαιτούμενου υλικού για την καθεμία εργαστηριακή δοκιμή που πραγματοποιήσαμε. Χρησιμοποιήθηκε ο σπαστήρας του Εργαστηρίου Έρευνας Ορυκτών και Πετρωμάτων, του τμήματος Γεωλογίας. Ποιοτικός έλεγχος αδρανών Μούζουλας Ν. Γεώργιος Σελίδα 30

31 Εικόνα 15. Αρχικό μέγεθος δείγματος, βαριοπούλα, μέγεθος μετά τη χρήση βαριοπούλας, τελικό μέγεθος κόκκου μετά τη χρήση του σπαστήρα Εικόνα 16. Σπαστήρας Εργαστηρίου Έρευνας Ορυκτών και Πετρωμάτων Ποιοτικός έλεγχος αδρανών Μούζουλας Ν. Γεώργιος Σελίδα 31

32 3.2. Γεωμετρικές ιδιότητες Εργαστηριακές δοκιμές Οι γεωμετρικές ιδιότητες των αδρανών που εξετάστηκαν στην παρούσα διπλωματική εργασία είναι η κοκκομετρική διαβάθμιση σύμφωνα με τις Π.Τ.Π & 0 150, ο δείκτης πλακοειδούς, σύμφωνα με τα Ευρωπαϊκά Πρότυπα EN :1997 και το ισοδύναμο άμμου σύμφωνα με τα αντίστοιχα EN : Κοκκομετρική διαβάθμιση Προκειμένου να προσδιορίσουμε την κοκκομετρική διαβάθμιση των αδρανών υλικών πραγματοποιούμε δοκιμή που καθορίζεται σύμφωνα με τις απαιτήσεις που ορίζονται στις Π.Τ.Π & Για την πραγματοποίηση της συγκεκριμένης δοκιμής είναι ουσιαστικής σημασίας το υπό εξέταση υλικό να είναι από μια γεωλογική πηγή και όχι ανακατεμένο από διάφορες θέσεις απόθεσης. Στον Πίνακα 3 παρουσιάζονται οι απαιτούμενες διαβαθμίσεις υλικού για την κατασκευή βάσεων και υποβάσεων οδοστρωμάτων. Πίνακας 3: Πίνακας κοκκομετρικής διαβάθμισης για βάσεις και υποβάσεις Αρ. Κοσκίνου Διαβάθμιση Υλικού (AASHO M92) Άνοιγμα βροχίδας Α Β Γ Δ Ε in. mm Διερχόμενο % (κατά βάρος) 3 76, , _ 1 1 / 2 38,1 _ / 4 31,7 _ 100 _ 1 25, / 4 19,1 _ / 8 9, No 4 4, No No 40 0, No 200 0, Κατά τη διάρκεια της δοκιμής έγινε χρήση των κοσκίνων όπως αυτά περιγράφονται στον πίνακα. Ποιοτικός έλεγχος αδρανών Μούζουλας Ν. Γεώργιος Σελίδα 32

33 Δοκιμή για τον προσδιορισμό του δείκτη πλακοειδούς Προκειμένου να ταξινομηθούν οι ψηφίδες των αδρανών υλικών σε πεπλατυσμένες ή μη πραγματοποιούμε τη συγκεκριμένη δοκιμή. Οι ψηφίδες που έχουν πάχος (μικρότερη διάσταση) μικρότερο από 0,6 φορές του ονομαζόμενου μεγέθους τους χαρακτηρίζονται πεπλατυσμένες. Σαν ονομαζόμενο μέγεθος θεωρείται το μέσο των ανοιγμάτων των βρόγχων των κόσκινων που χρησιμοποιήθηκαν για να καθορίσουν τη διαβάθμιση των ψηφίδων αυτών. Ο δείκτης πλάτυνσης προσδιορίζεται ξεχωρίζοντας τις πεπλατυσμένες ψηφίδες και εκφράζοντας την μάζα τους σαν εκατοστιαίο ποσοστό της ολικής δοκιμασμένης μάζας. Η ευκολία επεξεργασίας και διάστρωσης του δείγματος αδρανών υλικών συνδετικού υλικού, η αντοχή και σταθερότητά του καθώς και η δημιουργία μεγαλύτερου βάθους επιφανειακής μακροτραχύτητας ευνοείται από την απουσία πεπλατυσμένων αδρανών. (Σαχπαζής,1988) Διαδικασία της δοκιμής: Η δοκιμή εκτελέστηκε, χρησιμοποιώντας ψηφίδες μεγέθους 10 έως 14 mm (Εικόνες17,18). Σύμφωνα με αυτή, ζυγίστηκε μια ποσότητα αδρανών υλικών βάρους περίπου 1 κιλού, η οποία ξηράνθηκε σε 105±3 C για 24 ώρες. Κατόπιν ζυγίστηκε με προσέγγιση 0,1gr. Η ποσότητα αυτή κοσκινίστηκε στη συνέχεια σε ειδικό κόσκινο με άνοιγμα βρόγχων 40 x 7,2mm (Εικόνα 19) και ζυγίστηκε η ποσότητα των πεπλατυσμένων ψηφίδων που το πέρασε. Ο ακόλουθος τύπος δίνει τον Δείκτη Πλακοειδούς: Σε κάθε μελετώμενο πέτρωμα εκτελέστηκαν τρείς δοκιμές και η μέση τιμή τους δίδει τον Δείκτη Πλακοειδούς του πετρώματος. Ποιοτικός έλεγχος αδρανών Μούζουλας Ν. Γεώργιος Σελίδα 33

34 Εικόνα 13. Κόσκινο βρόγχου 10mm Εικόνα18. Κόσκινο βρόγχου 14mm Εικόνα 19. Κόσκινο 40 x 7,2 mm Ποιοτικός έλεγχος αδρανών Μούζουλας Ν. Γεώργιος Σελίδα 34

35 Δοκιμή για τον προσδιορισμό του ισοδύναμου άμμου Η συγκεκριμένη δοκιμή γίνεται σύμφωνα με τα οριζόμενα του Ευρωπαϊκού προτύπου EN : Η δοκιμή αυτή εκτελείται με σκοπό τον γρήγορο καθορισμό της σχετικής αναλογίας της λεπτότατης σκόνης αργιλώδους μορφής και της άμμου στα αδρανή που προορίζονται για υποβάσεις, βάσεις και ασφαλτομίγματα, καθώς και στα χαλικομιγή ή αμμώδη εδάφη. Η ύπαρξη χαμηλού ποσοστού ισοδυνάμου άμμου χαρακτηρίζει τα αδρανή ως μη «καθαρά» και αποτελεί μια ένδειξη, μόνο, της ύπαρξης επιβλαβούς ποσότητας πολύ λεπτών κόκκων διαστάσεων αργίλου. (Νικολαϊδης et al, 2005) Προκειμένου να πραγματοποιηθεί η δοκιμή χρειαζόμαστε τον παρακάτω εργαστηριακό εξοπλισμό (Εικόνα 20): Διαφανή πλαστικό σωλήνα εσωτερικής διαμέτρου 1 ¼ in. και βαθμονομημένος μέχρι τις 15 in. Ορειχάλκινο λεπτό σωλήνα που καταλήγει σε κωνική απόληξη που φέρει δύο οπές. Πλαστική φιάλη χωρητικότητας 3,785 lt. Πλαστικό λεπτό σωλήνα ο οποίος συνδέει τη φιάλη με τον ορειχάλκινο σωλήνα. Πιεστικό στέλεχος το οποίο αποτελείται από μεταλλική ράβδο που στη μία άκρη καταλήγει σε βάση κυλινδρικού σχήματος και στην άλλη σε κυλινδρικό βαρίδι με συνολικό βάρος 1kg. Πλαστικό χωνί. Μεταλλικό κυλινδρικό δοχείο με χωρητικότητα 85±5 ml. Υδατικό διάλυμα που περιέχει άνυδρο χλωριούχο ασβέστιο (CaCl 2 ), γλυκερίνη και φορμαλδεϋδη. Το CaCl 2 και η γλυκερίνη χρησιμοποιούνται για την επιτάχυνση της καθίζησης των κόκκων της αργίλου και η φορμαλδεϋδη για την αποστείρωση του διαλύματος. Διαδικασία της δοκιμής: Για να εκτελέσουμε τη δοκιμή θα πρέπει το υλικό που θα χρησιμοποιηθεί να διέρχεται από το κόσκινο No 4 (4,75mm) και στη συνέχεια να ξεραθεί στους 110±5 C. Η πλαστική φιάλη γεμίζεται με το διάλυμα και τοποθετείται 90 cm πάνω από το τραπέζι εργασίας. Γεμίζουμε τον ογκομετρικό σωλήνα με διάλυμα μέχρι την κάτω χαραγή που βρίσκεται στις 4 in ενώ με τη βοήθεια του χωνιού μεταφέρεται το δείγμα μέσα στον σωλήνα και με ελάχιστο διάλυμα ξεπλένουμε τα τοιχώματα του σωλήνα. Ο σωλήνας ανακινείται με ελαφρά χτυπήματα στη βάση προκειμένου να Ποιοτικός έλεγχος αδρανών Μούζουλας Ν. Γεώργιος Σελίδα 35

36 απομακρυνθούν οι φυσαλίδες και να διαβραχεί όλο το δείγμα. Ο σωλήνας αφήνεται με το δείγμα σε ηρεμία για 10 λεπτά. Στη συνέχεια αφού τοποθετήσουμε το ελαστικό πώμα στο σωλήνα χαλαρώνεται το υλικό με μερική αναστροφή και ανατάραξη του σωλήνα. Κατόπιν, ο σωλήνας τοποθετείται σε οριζόντια θέση, σε ειδική συσκευή η οποία εκτελεί 90 παλινδρομικές κινήσεις σε 30 δευτερόλεπτα με μήκος διαδρομής 23±2,5cm. Η κίνηση αυτή μπορεί να πραγματοποιηθεί και χειροκίνητα αλλά πολύ προσεκτικά. Ο σωλήνας τοποθετείται σε επίπεδη επιφάνεια και αφαιρείται προσεκτικά το ελαστικό πώμα για να μη χαθεί υλικό. Τοποθετούμε το σωλήνα πλυσίματος εντός του σωλήνα και με ελαφρά περιστροφή και πίεση φθάνουμε μέχρι τον πυθμένα και δίνεται ιδιαίτερη προσοχή ώστε να ξεπλυθεί πλήρως η άμμος. Όταν το διάλυμα φθάσει κοντά στην πάνω χαραγή απομακρύνεται ο σωλήνας πλυσίματος με προσοχή ώστε η τελική στάθμη του διαλύματος να φθάσει μέχρι την άνω χαραγή. Έπειτα αφήνουμε το σωλήνα σε ηρεμία για 20 min ± 15sec από την ώρα που απομακρύναμε το σωλήνα πλυσίματος. Με το πέρασμα των 20 min σημειώνουμε την ένδειξη της αργίλου ως ανάγνωση αργίλου. Όταν οι μετρήσεις πέφτουν ανάμεσα σε δύο γραμμές ανάγονται στην αμέσως ανώτερη γραμμή. Έπειτα εισάγεται το πιεστικό στέλεχος μέσα στον σωλήνα και αφήνεται σιγά σιγά να πατήσει πάνω στην άμμο. Καταγράφεται η τιμή του ύψους της άμμου ως ανάγνωση άμμου. Το ισοδύναμο άμμου υπολογίζεται ως εξής: SE=(h s /h c ) 100 που SE το ισοδύναμο άμμου(sand Equivalent) h S το ύψος της άμμου h c το ύψος της αργ λου Σημείωση: εάν το αποτέλεσμα είναι δεκαδικός αριθμός στρογγυλοποιείται πάντα στον επόμενο ακέραιο. Εικόνα 20. Εξοπλισμός ισοδύναμου άμμου Ποιοτικός έλεγχος αδρανών Μούζουλας Ν. Γεώργιος Σελίδα 36

37 3.3. Φυσικές ιδιότητες Εργαστηριακές δοκιμές Η υδαταπορροφητικότητα (water absorption) είναι η αύξηση του βάρους του αδρανούς που οφείλεται στο νερό που απορροφάται από τους πόρους του υλικού, χωρίς να συμπεριλαμβάνεται το νερό που προσκολλάται στην εξωτερική επιφάνεια των κόκκων και εκφράζεται ως ποσοστό επί τοις εκατό του ξηρού βάρους του δείγματος. Η υγρασία απορρόφησης είναι μια παράμετρος που σχετίζεται με την ανθεκτικότητα του υλικού στις επιδράσεις των καιρικών μεταβολών (Κούκης, Γ., Σαμπατακάκης, Ν., 2007). Φαινόμενη πυκνότητα είναι ο λόγος της μάζας πετρώματος προς τον φαινόμενο όγκο του, δηλαδή τον όγκο που περιλαμβάνει και τα κενά που υπάρχουν στη μάζα του πετρώματος, όπως είναι οι πόροι, οι κοιλότητες κ.ά Προκειμένου να προσδιορίσουμε τη φαινόμενη πυκνότητα και την υδαταπορροφητικότητα η δοκιμή που πραγματοποιούμε γίνεται σύμφωνα με το Ευρωπαϊκό πρότυπο EN : 2000 σε συγκεκριμένη ποσότητα αδρανούς υλικού ανάλογα με το μέγεθος του κλάσματος που θα χρησιμοποιηθεί (Πίνακας 4) Πίνακας 4: Ποσότητα αδρανούς ανάλογα με το μέγεθος του κλάσματος Μέγιστο μέγεθος κόκκου (mm) Ελάχιστο βάρος δείγματος (Kg) <4 1 Διαδικασία της δοκιμής: Σε πρώτη φάση για να απομακρύνουμε το λεπτόκοκκο υλικό ξεπλένουμε το υλικό και το τοποθετούμε σε συρμάτινο καλάθι βυθίζοντάς το σε δεξαμενή νερού μέχρι βάθους τουλάχιστον 50 mm. Ανασηκώνουμε το καλάθι περίπου 25 mm από τον πάτο της δεξαμενής και το αφήνουμε να πέσει απότομα 25 φορές με ρυθμό 1 πτώση ανά sec για να απεγκλωβιστεί ο αέρας που υπάρχει μεταξύ των κόκκων του αδρανούς. Βυθίζουμε ολόκληρο το δείγμα στο νερό και το αφήνουμε για 24 ώρες. Έπειτα, αφού ανακινήσουμε το δείγμα μας, με τη βοήθεια ζυγού ακριβείας (ακρίβεια 0,1g) το ζυγίζουμε μέσα στο νερό (Εικόνα 21). Το δείγμα αφήνεται να στραγγίσει μέσα στο καλάθι για λίγα λεπτά και τοποθετείται σε στεγνό ύφασμα προκειμένου να στεγνώσει επιφανειακά και καταγράφουμε το βάρος του με ακρίβεια 0.1g. Ύστερα τοποθετούμε το δείγμα σε κλίβανο με θερμοκρασία 110±5 C όπου ξηραίνεται και έπειτα ζυγίζεται με ακρίβεια 0.1g. Τέλος τοποθετούμε πάλι το καλάθι στη δεξαμενή, το αναταράσσουμε και το ζυγίζουμε μέσα στο νερό με ακρίβεια 0,1g. Ποιοτικός έλεγχος αδρανών Μούζουλας Ν. Γεώργιος Σελίδα 37