Διάλεξη 6 η. Οπλισμός εκτοξευμένου σκυροδέματος με ίνες. ΑΙ Σοφιανός. Ινοπλισμένο εκτοξευμένο. σκυρόδεμα

Transcript

1 Διάλεξη 6 η Οπλισμός εκτοξευμένου σκυροδέματος με ίνες 1

2 Δομή της παρουσίασης 1. Εισαγωγή 2. Τύποι ινών 3. Μίγματα 4. Ιδιότητες 5. Εξοπλισμός ανάμιξης 6. Ποιοτικός έλεγχος 7. Διαστασιολόγηση 8. Σύγκριση 2

3 1. Εισαγωγή: Παλαιότερες και σύγχρονες εφαρμογές Οι ίνες χρησιμοποιούνται από τους αρχαίους χρόνους. Στόχος είναι να μετατρέψουν ένα ψαθυρό υλικό σε πλάστιμο Τούβλα και σοβάδες οροφών ενισχύονταν με ίνες από άχυρο ή με μαλλί ζώων 3

4 Το Σκυρόδεμα είναι ψαθυρό υλικό που χρειάζεται ενίσχυση Πρώτη ευρεσιτεχνία ινοπλισμένου σκυροδέματος το 1874 στην Καλιφόρνια από τον Berard. Ενίσχυση του σκυροδέματος με την προσθήκη ακανόνιστου παλαιοσίδηρου Πρώτα βήματα ινοπλισμένου σκυροδέματος με ίνες χάλυβα: 60 Το 1972 πρώτη εφαρμογή εκτοξευμένου ινοπλισμένου σκυροδέματος στο Idaho, για τη σταθεροποίηση πρανούς στομίου σήραγγας, 4

5 Εφαρμογές Σήραγγες: ως προσωρινή και τελική επένδυση Μεταλλευτικά έργα, υπόγειοι θάλαμοι Στήριξη πρανών, τοίχοι αντιστήριξης Προκατασκευασμένα στοιχεία (τόξα για σήραγγες και όχι μόνο) Αεροδιάδρομοι, Βιομηχανικά και λιμενικά δάπεδα, Φράγματα, Πάσσαλοι, Κατασκευές ανθεκτικές σε δυναμικά φορτία - ανατινάξεις, Αποκατάσταση κατασκευών κ.ά 5

6 Έγχυτο Τριδιάστατος προσανατολισμός Συμπύκνωση με δονητή Λιγότερο τσιμέντο Εκτοξευόμενο Διδιάστατος προσανατολισμός Συμπύκνωση κρούσης Άγνωστος λόγος ν/τ στην ξηρή μίξη Διαφορετικά μηχανικά και φυσικά χαρακτηριστικά Παρόμοια συμπεριφορά ως προς τη συστολή ξήρανσης και παρόμοιες αντοχές σε κάμψη Το έγχυτο υπερτερεί στις παραμένουσες αντοχές και παρουσιάζει διαπερατότητα μικρότερη πάνω από μια τάξη μεγέθους σε σχέση με το εκτοξευόμενο 6 Ινοπλισμένο εκτοξευμένο

7 2. Τύποι ινών Φυσικές ίνες: Πρακτικά οποιοδήποτε υλικό μπορεί να χρησιμοποιηθεί: Φυτικές Ξύλινες Αμιάντου Κεραμικές BISFA 2009, (The International Bureau For The Standardization Of Man-Made Fibers) 8

8 Ίνες Υάλινες: Δεν χρησιμοποιούνται ως μόνιμο υλικό επειδή μετά από κάποιο χρόνο γίνονται ψαθυρές και καταστρέφονται από το βασικό τμήμα της θεμελιώδους μάζας του σκυροδέματος. Πλαστικές: Από πολυπροπυλένιο, χρησιμεύουν για την αποτελεσματική κατανομή των μικρορωγμών. Δεν αυξάνουν την πλαστιμότητα του σκυροδέματος και επομένως δεν είναι κατάλληλες για τον οπλισμό του. Σύγχρονες HPP152 προσφέρουν πλαστιμότητα. Ανθρακοΐνες: Ιδανικές από μηχανική άποψη ως υλικό οπλισμού του σκυροδέματος, αλλά πολύ ακριβές. συνέχεια 9

9 Χαλύβδινες ίνες Χαλύβδινες ίνες: Είναι οι συνηθέστερα χρησιμοποιούμενες. Βελτιώνουν την ενέργεια θραύσης και την κατανομή των μικρορωγματώσεων λόγω συστολής ξήρανσης. Γενικά, παράγονται από σύρμα ψυχρής έλασης με χαμηλή περιεκτικότητα σε άνθρακα, έχουν αγκύρια στα άκρα, και συμμορφώνονται με τα πρότυπα ASTM A820 EN Συσκευάζονται σε χάρτινους σάκκους ή χαρτοκιβώτια 25-30kg επάνω σε παλέτες ενός περίπου τόνου. 10

10 Κύρια προφίλ ινών Επίπεδο, με γαντζωτά άκρα, κυματοειδές, με κωνικά άκρα, μηχανικά παραμορφωμένο 12

11 Χαρακτηριστικές ιδιότητες Είδος Ίνας Ειδικό βάρος Διάμετρος, Αντοχή σε εφελκυσμό, Μέτρο ελαστικότητας, Αντοχή σε αλκάλια Κόστος DM/kg g/cm 3 mm MPa MPa Χαλύβδινες 7.8 < , , Υάλου Α 2.7 <0.02 2,500 <80,000 + approx.10 Υάλου Ε 2.6 <0.02 2,000-3,500 <80, Πολυακριλονιτριλική 1.2 < , , approx.8 Πολυαραμιδική 1.4 < ,000 <130,000 (+) Πολυπροπυλε νίου 0.9 < <18, approx.6 Αμιάντου 2.6 < , , Ανθρακικές < , , Ανρακοπυρίτιο Ινοκρύσταλλοι πυριτίου <0.15 < ,600 <10, ,000 <420, , Κυτταρίνη 1.5 < ,

12 Παραγωγή χαλύβδινων ινών από σύρματα με ολκή 14

13 Παραγωγή χαλύβδινων ινών με επιφανειακή αποκοπή ρινισμάτων 15

14 Παραγωγή χαλύβδινων ινών με κοπή φύλλων 16

15 Παραγωγή χαλύβδινων ινών απευθείας από τηγμένο μέταλλο 17

16 3. Μίγματα 1000 z g f w p z g st 18

17 Αδρανή Ιαπωνική οδηγία συνιστά μέγιστο κόκκο αδρανούς ίσο με τα 2/3 του μήκους της ίνας. Αμερικανικός κανονισμός συνιστά μέγιστο κόκκο 19mm. Στη Γερμανία χρησιμοποιείται μέγιστος κόκκος 16mm Συνιστάται, το 70% κατ όγκο να είναι κονίαμα με κόκκους κάτω από 5mm. Το υπόλοιπο 30% να αποτελείται από κόκκους 5 έως 10 mm. Αύξηση του λεπτότερου κλάσματος βελτιώνει την αντλησιμότητα 19

18 Τσιμέντο Χρησιμοποιούνται τα ίδια τσιμέντα που χρησιμοποιούνται και για το άοπλο Συνιστάται αύξηση κατά 10% σε σχέση με το άοπλο, καθόσον υπάρχει μεγαλύτερη επιφάνεια επαφής της τσιμεντόπαστας Θα πρέπει να λαμβάνεται υπόψη η αναπήδηση των ινών και αδρομερών, περισσότερο στην ξηρή μίξη και λιγότερο στην υγρή μίξη 20

19 Περιεκτικότητα σε ίνες Εξαρτάται από τις απαιτήσεις ανάληψης φόρτισης Μετρείται είτε σε kg ινών ανά m 3 σκυροδέματος, είτε σε % κατ όγκο, είτε σε % κατά βάρος (ρ Β t/m 3, ρ st 7.85t/m 3 ) Ίνες 100kg/m 3 4% κ.β. 1,25% κ.ο. Συνήθεις περιεκτικότητες στην άμεση επένδυση σηράγγων είναι kg/m 3 ( % κ.β., % κ.ο.) 21

20 Νερό Λόγος νερού προς τσιμέντο Η συνεκτικότητα ρυθμίζεται με κατάλληλα πρόσμικτα Η ποσότητα των ρευστοποιητών δεν θα πρέπει να υπερβαίνει τα προκαθορισμένα από τους παρασκευαστές όρια 22

21 Παράδειγμα: Ινοπλισμένο C35 Τσιμέντο: 450kg Μικροπυριτία: 20kg Λεπτόκοκκα αδρανή:0-8mm Ρευστοποιητικό: 6-8kg Σταθεροποιητής: 4.5-5kg Ίνες χαλύβδινες: 30-75kg Ν/Τ+Μ: 0.45 Κάθιση: 10-15cm Ενεργοποιητής: 4-6% 23

22 ΜΕΤΡΟ ΑΘΗΝΩΝ Τσιμέντο Ι kg Άμμος 1173kg Γαρμπίλι 508kg Νερό 202kg, w/c 0.45 Ίνες ΕΤΑΛ ΑΕ (0.80x30) 40kg Ρευστοποιητής 3.6kg Σταθεροποιητής 4.5kg Επιταχυντής 5% κ.β. τσιμέντου 24

23 4. Ιδιότητες 4.1 Λόγος μορφής των ινών Λόγος μορφής l f /d f : >80 Εξαιρετική συμπεριφορά >65 Βελτιωμένη συμπεριφορά >45 Τυπική συμπεριφορά Εν τούτοις για μεγάλη δόση και μεγάλο λόγο μορφής είναι δύσκολη η ανάμιξη, η μεταφορά και ο ψεκασμός 26

24 Δράση κοντών και μακριών ινών 27

25 Θραύση σε κάμψη Διατομή μετά την αστοχία. Φαίνεται η εξόλκευση των ινών Μηχανισμός αύξησης της πλαστιμότητας κάμψης του σκυροδέματος με ίνες 28

26 Ινοπλισμένο εκτοξευμένο Μηχανισμός αστοχίας Οι ίνες αστοχούν λόγω: - εξόλκευσης - διαρροής (λόγος μορφής, αγκύρωση, συνάφεια, εφελκυστική αντοχή) Συνηθέστερη μορφή αστοχίας: σε εξόλκευση 29

27 Κρίσιμο μήκος ίνας lcr d Οι τυποποιημένες ίνες χάλυβα με z λόγο μορφής μεταξύ 50 και έχουν γενικά υποκρίσιμο μήκος m 30

28 Μηχανισμοί απορρόφησης ενέργειας ινών/σκυροδέματος 31

29 Αναπήδηση Γνώση αναπήδησης είναι σημαντική διότι επηρεάζει το μίγμα. Γραμμική σχέση αναπήδησης και τροποποιημένου λόγου μορφής: Στην ξηρή μίξη είναι πολύ μεγαλύτερη Παράγοντες που επηρεάζουν: Ποσότητα τσιμέντου, λόγος μορφής ινών, μέθοδος ανάμιξης, το πάχος της στρώσης κ.ά. R f f l f (Banthia, Almelin, 2001) 33 Ινοπλισμένο εκτοξευμένο

30 4.2 Περιεκτικότητα σε ίνες 34

31 Επίδραση της περιεκτικότητας σε ίνες στην εργασιμότητα Για διάφορους λόγους μορφής Για διάφορους μέγιστους κόκκους αδρανών 35

32 Επίδραση της ποσότητας ινών στην αντοχή και δυσθραυστότητα 36

33 Επίδραση της ποσότητας ή μορφής ινών στην πρώτη ρωγμή και στην κρούση 37

34 4.3 Μηχανική συμπεριφορά Η επίδραση των ινών στο μέτρο ελαστικότητας του σκυροδέματος είναι ασήμαντη Η πιο σημαντική επίδρασή τους είναι στον έλεγχο της ρωγμάτωσης Αυξάνει η παραμένουσα αντοχή 38

35 Μηχανισμός αστοχίας Άοπλο Ινοπλισμένο δοκιμή κάμψης Α 1, Α: μικρή διαφοροποίηση (ελαστικό στάδιο) μέχρι το Β: μικρορωγμές, αποκολλήσεις Β: αστοχία (εμφανείς ρωγμές) μετά από το Β: εξόλκευση των ινών 39 Ινοπλισμένο εκτοξευμένο

36 Σκληρυμένο Θλίψη: Πρότυπα ίδια με άοπλο (ASTM C 39,EN ) Αντιφατικά αποτελέσματα για τη συνεισφορά των ινών Εφελκυσμός: - Αξονικός: Σημαντική συμβολή των ινών, έως και 60% αύξηση του φορτίου - Έμμεσος: Αύξηση της αντοχής έως και 30% - Καμπτικός: Σημαντική συμβολή των ινών, μετατρέπουν το ψαθυρό υλικό σε όλκιμο. Είναι η πιο σημαντική και διαδομένη δοκιμή και περιγράφεται από: ASTM, RILEM, EFNARC κλπ. Μέτρηση σε πλάκες, δοκούς. 40 Ινοπλισμένο εκτοξευμένο

37 Καμπύλη φορτίου-βύθισης 41

38 Σκληρυμένο Δυσθραυστότητα: - Είναι το μέγεθος που κυρίως ενδιαφέρει στο ινοπλισμένο - Είναι το εμβαδό της καμπύλης Φ-Π σε δοκιμές κάμψης - Ικανότητα του ινοπλισμένου σκυροδέματος να απορροφά ενέργεια - Πρέπει να εκτιμάται και η μορφή της καμπύλης 42 Ινοπλισμένο εκτοξευμένο

39 Σχετική βελτίωση στις ιδιότητες του σκυροδέματος 44

40 Διαφορές χαλύβδινων-συνθετικών ινών Χαλύβδινες (0.5% κ.ό) Μήκος: mm Μέτρο ελαστικότητας: 200 GPa Αντοχή σε εφελκυσμό: MPa Ειδικό βάρος: 7.85 Μάκρο-συνθετικές (1% κ.ό) Μήκος: mm Μέτρο ελαστικότητας: 3-7 GPa Αντοχή σε εφελκυσμό: MPa Ειδικό βάρος: Ινοπλισμένο εκτοξευμένο

41 Σύγκριση χαλύβδινων-συνθετικών Η σύγκριση πρέπει να γίνεται με βάση το κόστος ανά κυβικό μέτρο σκυροδέματος. Οι συνθετικές επιτρέπουν μεγαλύτερο άνοιγμα ρωγμής. Οι χαλύβδινες αντιστέκονται στο άνοιγμα των ρωγμών όταν αυτές είναι πολύ μικρές. 46 Ινοπλισμένο εκτοξευμένο

42 5. Εξοπλισμός ανάμιξης Ξηρή μίξη Οι ίνες προστίθενται μαζί με τα ξηρά υλικά Υψηλό ποσοστό αναπήδησης ινών (ακόμη και 75%) Δυσκολία στις συνθετικές ίνες Σκόνη Μικρή παραγωγικότητα Υγρή μίξη Προσθήκη ινών είτε στην βαρέλα, είτε στο εργοστάσιο παραγωγής μαζί με τα υπόλοιπα συστατικά Δυνατότητα χρήσης ινών σε πλακέτες (συγκολλημένες με υδατοδιαλυτή κόλλα) 48

43 Μίξη χαλύβδινων ινών Κρίσιμες παράμετροι είναι: η μορφή, το μήκος, ο λόγος μήκους προς διάμετρο, η ποιότητα του χάλυβα. Στην πράξη απαιτούνται ίνες λεπτές και μακριές υψηλής ποιότητας χάλυβα. Όμως, το μήκος των ινών δεν πρέπει να υπερβαίνει το 1/3 της διαμέτρου του ακροφυσίου εκτόξευσης. Οι ίνες κατά τη μίξη συχνά συσσωματώνονται. Ο κίνδυνος αυτός εξαρτάται από παράγοντες όπως ο λόγος μήκους προς διάμετρο, η περιεκτικότητα σε ίνες και ο όγκος και η διάμετρος των χονδρόκοκκων αδρανών. Για την αποφυγή της συσσωμάτωσης χρησιμοποιούνται ειδικός εξοπλισμός διαχωρισμού και τροφοδότησης. Οι χρησιμοποιούμενες στην πράξη ίνες αποφεύγουν το πρόβλημα αυτό με τον κατάλληλο σχεδιασμό τους. Στις ίνες HAREX επιτυγχάνεται με την κατάλληλη μορφή και ποιότητα επιφάνειάς τους. Στις ίνες DRAMIX οι ίνες είναι κολλημένες με υδατοδιαλυτή κόλλα που εμποδίζει το μπέρδεμα τους κατά τη συσκευασία. 49

44 Τροφοδότηση-καταμέτρηση Η τροφοδότηση των χαλύβδινων ινών γίνεται είτε στον αναμικτήρα, είτε στη μηχανή είτε στο ακροφύσιο. Η μέτρηση της ποσότητάς τους, καθώς και ο διαχωρισμός τους πριν την ανάμιξη γίνεται από ειδικό εξοπλισμό. Π.χ. επιτυγχάνεται με το μετρητικό σύστημα BESAB ή με τη διάταξη παρασκευής εκτοξευόμενου σκυροδέματος της Meynadier AG, που όμως για τη μέτρηση χρησιμοποιεί το προαναφερθέν σύστημα BESAB. 50

45 Προσθήκη των ινών στο μίγμα Αίτια συσσωμάτωσης ινών: γρήγορη προσθήκη, υπερβολική ποσότητα, ακατάλληλος ή σε κακή κατάσταση ο αναμίκτης, προσθήκη πρώτα των ινών στον αναμίκτη, συσσωμάτωση των ινών μέσα στη συσκευασία τους 51

46 Τροφοδότες Μεγάλων δυνατοτήτων: Φορητοί: Δυνατότητα τροφοδοσίας δύο διαφορετικών ινών (δύο ανεξάρτητα ρεύματα τροφοδοσίας): 52

47 6. Ποιοτικός έλεγχος Ίνες: ASTM C 1116, ASTM A 820, ACI 506.1R-08, EN :

48 Κανονισμοί υλικών Αδρανή: ASTM C 33, C 330, DIN 4226, 1045, 1025, EN 12620, EFNARC (το λεπτότερο τμήμα πιο κατάλληλο για τα ξηρά μίγματα) EFNARC, 1996 Νερό, πρόσθετα, πρόσμικτα: Όπως και στο κοινό εκτοξευόμενο (C 1141, C 494, C 1017 κ.ά) 55 Ινοπλισμένο εκτοξευμένο

49 Ποιοτικός έλεγχος Δοκιμή και του εξοπλισμού μίξης και εκτόξευσης 56 Ινοπλισμένο εκτοξευμένο

50 Ποιοτικός έλεγχος σκληρυμένου SFRS Δοκιμή δοκού ASTM C 1018 και JSCE SF4 Δοκιμή ισοστατικής κυκλικής πλάκας Δοκιμή υπερστατικής τετραγωνικής πλάκας 57

51 6.1 Πρισματικά δοκίμια Έλεγχος και διαστασιολόγηση για μονοδιάστατη κάμψη Αφορά στις σήραγγες την φ.ι. του αψιδωτού φορέα (αλλά όχι μόνο) 58

52 Δοκοί Μεγάλη ποικιλία από κανονισμούς Τα δοκίμια προέρχονται από κοπή πλακών (όχι από άκρες) Από κανονισμούς προβλέπονται δοκίμια με και χωρίς εγκοπή Μεγάλη διακύμανση αποτελεσμάτων, δυσκολία κατασκευής των δοκιμίων Φόρτιση 3 ή 4 σημείων: Η φόρτιση πρέπει να γίνεται με την ίδια φορά με την οποία γίνεται και η εκτόξευση Ηλεκτρονικά παραμορφωσίμετρα (LVDT) μετρούν τη βύθιση στο κέντρο 59 Ινοπλισμένο εκτοξευμένο

53 Δοκιμή δοκού 4 σημείων JSCE SF4 60

54 Δοκοί JSCE SF4 - P u (καμπύλη) - Δυσθραυστότητα T b - Συντελεστής δυσθραυστότητας : f e Tb l b h tb 2 1 tb 150 l Γερμανικός κανονισμός - RILEM: - Ισοδύναμη τάση όπως Ιαπωνικό - Αφαιρείται η ενέργεια του άοπλου - Ισοδύναμη καμπτική αντοχή: μ. ό. τιμών κάμψης (λόγω ινών) - Μικρότερη διακύμανση 61 Ινοπλισμένο εκτοξευμένο 61

55 ASTM - Δυσθραυστότητα Οι USA (ASTM C 1018/85) έχουν προδιαγραφές για τη μέτρηση της επίδρασης των ινών στη δυσθραυστότητα (toughness) του σκυροδέματος. Ένα πρισματικό δοκίμιο διαστάσεων 10x10x35 cm υφίσταται καμπτική φόρτιση στα τρίτα και καταγράφεται το διάγραμμα φορτίου-βέλους. Βάσει του διαγράμματος ορίζονται τα μεγέθη: πρώτη ρωγμή, και οι αντίστοιχες καμπτική αντοχή f o, βέλος δ και δυσθραυστότητα Ε δ. 62

56 Δείκτες δυσθραυστότητας Ως δυσθραυστότητα Ε i ορίζεται η κατανάλωση ενέργειας που αντιστοιχεί σε ένα βέλος i. Δείκτης δυσθραυστότητας I i είναι ο λόγος της δυσθραυστότητας που αντιστοιχεί σε ένα καθορισμένο βέλος i προς τη δυσθραυστότητα της πρώτης ρωγμής: I i =E i /E δ. Ορίζονται τρεις δείκτες: Ι 5, Ι 10, I 20, Ι 30 που αντιστοιχούν σε βέλη 3δ, 5.5δ, 10.5δ, 15.5δ. Άσκηση: Υπολογίστε τους δείκτες: (α) ελαστοπλαστικό υλικό, (β) γραμμικό φθιτό κλάδο που σε βέλος 10.5δ παραμένουσα αντοχή είναι μισή κορυφαίας. 63

57 Δοκοί ASTM C Δοκίμια: 100x100x350 - Ρυθμός βύθισης εμβόλου: mm/min - Πρώτη ρωγμή στα s Δείκτες δυσθραυστότητας: O' ACD O' AB 5 10 O' AEF 20 O' AB O' AGH O' AB 64 Ινοπλισμένο εκτοξευμένο

58 ΑSTM C 1018 Δείκτες παραμένουσας αντοχής: R 5,10 =20(I 10 -I 5 ) R 10,20 =10(I 20 -I 10 ) R, = 5 ( I -I ) R, = 5 ( I -I )

59 Περιγραφή SFRS ΚΑΤΗΓΟΡΙΑ ΚΑΤΑΤΑΞΗ I 10 I 30 R 30/1 0 I Οριακή <4 <12 <40 II Μέτρια III Καλή IV Εξαιρετική

60 Δοκοί ASTM C 1609/C 1609 M - Ίδιο αντικείμενο με C Μείωση υποκειμενικότητας - P p, δ p, f p - Άνοιγμα δοκού: L - Δυσθραυστότητα στα: L/150, L/600 P L - Ισοδύναμη τάση: f 2 b d 67 Ινοπλισμένο εκτοξευμένο

61 ΔΟΚΙΜΕΣ ΔΥΣΘΡΑΥΣΤΟΤΗΤΑΣ ΔΟΚΙΜΙΑ ΤΥΠΟΣ ΔΟΚΙΜΙΩΝ: 500 mm X 100 mm X 100 mm ΦΟΡΤΙΣΗ: ΤΟ ΦΟΡΤΙΟ ΤΗΣ ΠΑΡΑΜΟΡΦΩΣΗΣ ΕΛΕΓΧΕΤΑΙ ΜΕ ΤΗ ΣΤΑΘΕΡΗ ΠΑΡΑΜΟΡΦΩΣΗ 1mm ΑΝΑ ΛΕΠΤΟ ΗΛΙΚΙΑ ΔΟΚΙΜΙΩΝ: ΚΑΝΟΝΙΚΑ ΣΤΗΝ ΗΛΙΚΙΑ ΤΩΝ 28 ΗΜΕΡΩΝ 68

62 Πρισματικό δοκίμιο Ακαριαία θραύση άοπλου Θραύση ινοπλισμένου 69

63 Δοκιμή φόρτισης δοκού 70

64 6.2 Δοκιμές πλάκας Αφορά τη μεταβίβαση φορτίου μεταξύ ηλώσεων 71

65 Πλάκες Κυκλικές (ASTM 1550) Τετράγωνες (EFNARC 1996) Στήριξη σε όλη την περιφέρεια Στήριξη σε τρία σημεία 72 Ινοπλισμένο εκτοξευμένο

66 Νορβηγική, SNCF, EFNARC, CEN Πρότυπη δοκιμή διάτρησης Υπερστατική τετραγωνική πλάκα 73

67 Πλάκες Κυκλικές (ASTM 1550) Πάχος πλάκας: 75 ± 10 mm Βύθιση από 5 έως 40 mm Μειωμένη διακύμανση αποτελεσμάτων Ρυθμός βύθισης εμβόλου 4.0 ± 1 mm/min Τετράγωνες (EFNARC 1996) Κλάση Πάχος πλάκας: 100 ± 10 mm Βύθιση: 25 mm στο κέντρο Ρυθμός βύθισης εμβόλου: 1.5 mm/min Ενέργεια (J) Βράχος a 500 Καλή-Μέτρια b 700 Πτωχή c 1000 Πολύ Πτωχή d 1400 Πάρα πολύ πτωχή 74 Ινοπλισμένο εκτοξευμένο

68 Δοκιμές δυσθραυστότητας 75

69 Τύποι μιγμάτων δοκιμών Α/Α Σ Ε Ι Ρ Α Σ ΔΟΚΙΜΙΟΥ ΤΥΠΟΣ ΙΝΩΝ ΔΟΣΟΛΟΓΙΑ ΙΝΩΝ (kg/m 3 ) Β 1 ΕΤΑΛ l=35 mm, d=0.6 mm l/d=60, πλακίδια ινών με αγκυρώσεις 30 Γ 2 ΕΤΑΛ l=35 mm, d=0.6 mm l/d=60, πλακίδια ινών με αγκυρώσεις 45 Δ 3 ΕΤΑΛ l=35 mm, d=0.6 mm l/d=60, πλακίδια ινών με αγκυρώσεις 60 Ε 4 ΕΤΑΛ l=30 mm, d=0.8 mm l/d=40, μεμονωμένες ίνες με αγκυρώσεις 45 76

70 Στάδια φόρτισης 78

71 Ρωγμάτωση κάτω επιφάνειας Β1 Γ2 Ε4 79

72 7. Διαστασιολόγηση 83

73 7.1 Εμπειρική μέθοδος NGI, Q system (1994) Περιορισμοί: βασίζεται σε μικρές τιμές βύθισης κατηγορία G ιδιαίτερη προσοχή Δυσθραυστότητα Ποιότητα EFNARC TPL βραχομάζας (Joules) F >1400 IV E >1000 III D >700 II C >500 I B 0 A 0 Ινοπλισμένο εκτοξευμένο 84

74 Ποσοτικοποίηση ινοπλισμού 85

75 Οπλισμός με ίνες f sk : MPa l f = x μέγιστο κόκκο, => ~30mm s < 0.45 l f. Για l f =30mm=> max s=13.50mm (μέση απόσταση ινών) Για d f =0.60mm, ελάχιστη δόση = ρ f γ s =(π /4)(1/ ) 7800kg/m 3 =27kg/m 3. (ρ f : περιεκτικότητα ινών κ.ό) 86

76 7.2 Αναλυτική μέθοδος Bemessung von Stahlfaserbeton im Tunnelbau, DBV

77 7.3 Φόρτιση τεμαχών 88

78 Προσομοίωση 89

79 8. Σύγκριση 8.1 Χρόνος και οικονομία 90

80 8.2 Κατασκευή Πλεονεκτήματα: Ταχύτητα (ακόμη και 50% μείωση στον κύκλο υποστήριξης) Ομοιογενής κατανομή του οπλισμού, περιορισμός του ανοίγματος των ρωγμών και της συστολής ξήρανσης Κατάργηση του πλέγματος Ασφάλεια για το προσωπικό Συμβατότητα με διαθέσιμο εξοπλισμό, πρόσθετα, πρόσμικτα Αντιπυρική προστασία Μειονεκτήματα: Μικρό ποσοστό των ινών παραλαμβάνει φορτία, υψηλή αναπήδηση Φράξιμο σωληνώσεων, φθορά εξοπλισμού Διαθεσιμότητα - Κόστος 91

81 Προσέχουμε ΠΟΤΕ ΔΕΝ ΠΡΟΔΙΑΓΡΑΦΕΤΑΙ ΠΟΣΟΤΗTA ΙΝΩΝ/m 3 ΑΛΛΑ ΜΟΝΟ ΧΑΡΑΚΤΗΡΙΣΤΙΚΑ ΟΠΛΙΣΜΕΝΟΥ SHOTCRETE, HTOI : ΔΥΣΘΡΑΥΣΤΟΤΗΣ - ΑΠΟΡΡΟΦΗΣΗ ΕΝΕΡΓΕΙΑΣ ΕΛΕΓΧΟΣ ΠΕΡΙΕΚΤΙΚΟΤΗΤΑΣ ΙΝΩΝ ΓΙΝΕΤΑΙ ΣΤΟ ΕΡΓΟ ΓΙΑ ΤΟΝ ΕΛΕΓΧΟ ΠΕΡΙΕΚΤΙΚΟΤΗΤΑΣ ΙΝΩΝ ΣΤΟ ΕΡΓΟ, ΤΑ ΚΑΡΟΤΑ, ΣΤΑ ΟΠΟΙΑ ΓΙΝΕΤΑΙ Ο ΤΕΛΙΚΟΣ ΕΛΕΓΧΟΣ ΤΗΣ ΠΟΙΟΤΗΤΑΣ (ΑΝΤΟΧΗΣ) ΜΕΤΑ ΤΗ ΘΡΑΥΣΗ, ΛΕΙΟΤΡΙΒΟΝΤΑΙ ΚΑΙ ΑΠΟΧΩΡΙΖΟΝΤΑΙ ΑΠΟ ΤΙΣ ΙΝΕΣ, ΚΑΙ ΑΠΟ ΤΗ ΣΧΕΣΗ ΒΑΡΟΥΣ ΙΝΩΝ ΚΑΡΟΤΩΝ ΥΠΟΛΟΓΙΖΕΤΑΙ Η ΠΕΡΙΕΚΤΙΚΟΤΗΤΑ ΤΟΥ ΕΚΤΟΞΕΥΟΜΕΝΟΥ ΣΚΥΡΟΔΕΜΑΤΟΣ ΣΕ ΙΝΕΣ. 92