ΕΡΓΑΣΤΗΡΙΑΚΕΣ ΔΟΚΙΜΕΣ ΚΑΤΑΛΛΗΛΟΤΗΤΑΣ ΓΕΩΥΛΙΚΩΝ ΓΙΑ ΤΗΝ ΧΡΗΣΗ ΤΟΥΣ ΣΑΝ ΑΔΡΑΝΗ : ΔΙΕΡΕΥΝΗΣΗ ΜΑΓΜΑΤΙΚΩΝ ΠΕΤΡΩΜΑΤΩΝ Α.

Transcript

1 ΠΑΝΕΠΙΣΤΗΜΙΟ ΠΑΤΡΩΝ ΣΧΟΛΗ ΘΕΤΙΚΩΝ ΕΠΙΣΤΗΜΩΝ ΤΟΜΕΑΣ ΕΦΑΡΜΟΣΜΕΝΗΣ ΓΕΩΛΟΓΙΑΣ ΚΑΙ ΓΕΩΦΥΣΙΚΗΣ ΕΡΓΑΣΤΗΡΙΟ ΤΕΧΝΙΚΗΣ ΓΕΩΛΟΓΙΑΣ ΔΙΠΛΩΜΑΤΙΚΗ ΕΡΓΑΣΙΑ ΕΡΓΑΣΤΗΡΙΑΚΕΣ ΔΟΚΙΜΕΣ ΚΑΤΑΛΛΗΛΟΤΗΤΑΣ ΓΕΩΥΛΙΚΩΝ ΓΙΑ ΤΗΝ ΧΡΗΣΗ ΤΟΥΣ ΣΑΝ ΑΔΡΑΝΗ : ΔΙΕΡΕΥΝΗΣΗ ΜΑΓΜΑΤΙΚΩΝ ΠΕΤΡΩΜΑΤΩΝ Α. ΣΥΝΤΑΞΗ: ΛΕΠΙΔΑ ΠΑΡΑΣΚΕΥΗ ΕΠΙΒΛΕΠΩΝ ΚΑΘΗΓΗΤΗΣ: ΣΑΜΠΑΤΑΚΑΚΗΣ ΝΙΚΟΛΑΟΣ ΠΑΤΡΑ

2 ΕΥΧΑΡΙΣΤΙΕΣ : Θα ήθελα να ευχαριστήσω, αρχικά, κ. Σαμπατακάκη Νικόλαο για την ανάθεση του θέματος, την εμπιστοσύνη που έδειξε στο πρόσωπό μου, την αμέριστη βοήθεια, καθοδήγηση αλλά και εμπιστοσύνη που μου προσέφερε στην διεξαγωγή της πτυχιακής μου εργασίας. Επιπλέον, ήθελα να ευχαριστήσω θερμά την υποψήφια διδάκτορα Τσέλικα Ιωάννα, για τον χρόνο και την επιπλέον καθοδήγηση που μου προσέφερε κατά την διάρκεια της πτυχιακής μου εργασίας. 1

3 ΠΕΡΙΕΧΟΜΕΝΑ: 1.ΕΙΣΑΓΩΓΗ 2. ΑΔΡΑΝΗ ΥΛΙΚΑ ΓΙΑ ΔΙΑΦΟΡΕΣ ΧΡΗΣΕΙΣ 2.1 ΓΕΝΙΚΑ 2.2 ΠΕΤΡΟΓΡΑΦΙΚΗ ΤΑΞΙΝΟΜΗΣΗ ΑΔΡΑΝΩΝ ΥΛΙΚΩΝ ΜΑΓΜΑΤΙΚΑ ΠΕΤΡΩΜΑΤΑ ΙΖΗΜΑΤΟΓΕΝΗ ΠΕΤΡΩΜΑΤΑ ΜΕΤΑΜΟΡΦΩΜΕΝΑ ΠΕΤΡΩΜΑΤΑ 2.3 ΤΑΞΙΝΟΜΗΣΗ ΑΔΡΑΝΩΝ ΥΛΙΚΩΝ 2.4 ΛΑΤΟΜΕΙΑ ΑΔΡΑΝΩΝ ΥΛΙΚΩΝ ΚΑΙ ΠΕΡΙΒΑΛΛΟΝ 3. ΠΟΙΟΤΙΚΟΣ ΕΛΕΓΧΟΣ ΑΔΡΑΝΩΝ ΥΛΙΚΩΝ 3.1 ΓΕΝΙΚΑ 3.2 ΠΡΟΣΔΙΟΡΙΣΜΟΣ ΓΕΩΜΕΤΡΙΚΩΝ ΙΔΙΟΤΗΤΩΝ ΔΕΙΚΤΗΣ ΠΛΑΚΟΕΙΔΟΥΣ ΔΕΙΚΤΗΣ ΜΟΡΦΗΣ ΔΕΙΚΤΗΣ ΕΠΙΜΗΚΥΝΣΗΣ ΚΟΚΚΟΜΕΤΡΙΚΗ ΑΝΑΛΥΣΗ ΔΟΚΙΜΗ ΙΣΟΔΥΝΑΜΟΥ ΑΜΜΟΥ ΔΕΙΚΤΗΣ ΜΠΛΕ ΜΕΘΥΛΕΝΙΟΥ 3.3 ΠΡΟΣΔΙΟΡΙΣΜΟΣ ΦΥΣΙΚΩΝ ΚΑΙ ΜΗΧΑΝΙΚΩΝ ΙΔΙΟΤΗΤΩΝ 2

4 3.3.1 ΦΥΣΙΚΕΣ ΔΙΟΤΗΤΕΣ ΜΗΧΑΝΙΚΕΣ ΙΔΙΟΤΗΤΕΣ 3.4 ΙΔΙΟΤΗΤΕΣ ΑΔΡΑΝΩΝ ΥΛΙΚΩΝ ΣΕ ΘΕΡΜΙΚΕΣ ΚΑΙ ΚΑΙΡΙΚΕΣ ΜΕΤΑΒΟΛΕΣ 3.5 ΧΗΜΙΚΕΣ ΙΔΙΟΤΗΤΕΣ ΑΔΡΑΝΩΝ ΥΛΙΚΩΝ 3.6 ΧΡΗΣΕΙΣ ΑΔΡΑΝΩΝ ΥΛΙΚΩΝ 4. ΔΕΙΓΜΑΤΟΛΗΨΙΑ ΚΑΙ ΕΡΕΥΝΑ ΓΕΩΥΛΙΚΩΝ 4.1 ΓΕΩΛΟΓΙΑ ΠΕΡΙΟΧΗΣ ΠΡΟΕΛΕΥΣΗΣ ΔΕΙΓΜΑΤΩΝ ΓΕΩΛΟΓΙΑ ΠΕΡΙΟΧΗΣ ΝΟΜΟΥ ΚΙΛΚΙΣ ΓΕΩΛΟΓΙΑ ΠΕΡΙΟΧΗΣ ΝΟΜΟΥ ΑΤΤΙΚΗΣ (ΜΕΘΑΝΑ) 4.2 ΠΕΤΡΟΓΡΑΦΙΚΗ ΕΞΕΤΑΣΗ ΑΔΡΑΝΩΝ ΥΛΙΚΩΝ 4.3 ΕΡΓΑΣΤΗΡΙΑΚΕΣ ΔΟΚΙΜΕΣ ΠΟΙΟΤΙΚΟΥ ΕΛΕΓΧΟΥ ΔΕΙΓΜΑΤΩΝ ΑΠΟΤΕΛΕΣΜΑΤΑ ΠΑΡΑΡΤΗΜΑ 4.4 ΑΞΙΟΛΟΓΗΣΗ ΚΑΙ ΚΑΤΑΛΛΗΛΟΤΗΤΑ ΔΕΙΓΜΑΤΩΝ 5. ΣΥΜΠΕΡΑΣΜΑΤΑ-ΑΝΑΚΕΦΑΛΑΙΩΣΗ 6. ΒΙΒΛΙΟΓΡΑΦΙΑ 3

5 1.ΕΙΣΑΓΩΓΗ Η συγκεκριμένη διπλωματική εργασία,έγινε με σκοπό την λεπτομερή περιγραφή των τεχνικό-γεωλογικών χαρακτηριστικών που δύναται να ταξινομήσουν τα βραχώδη υλικά, ύστερα από εργαστηριακές δοκιμές και μετρήσεις, ως κατάλληλα ή μη κατάλληλα για την χρησιμοποίησή τους ως αδρανή υλικά. Στην εργασία,γίνεται εκτενής αναφορά στις φυσικές-μηχανικές χημικές γεωμετρικές και άλλες ιδιότητες που παρουσιάζουν τα υλικά που μπορούν να χρησιμοποιηθούν ως αδρανή, καθώς επίσης δίνεται και λεπτομερής περιγραφή των εργαστηριακών δοκιμών που διεξάχθηκαν, όπως προβλέπονται από τους Ευρωπαϊκούς Κανονισμούς (ΕΝ) περί καταλληλότητας των αδρανών υλικών που βρίσκονται σε συνάφεια με τις νομοθεσίες του Ελληνικού Κράτους. Η εν λόγω εργασία αναφέρεται στις χρήσεις αδρανών υλικών ως έρμα σιδηροδρομικών γραμμών και οδοποιίας. Εργαστηριακά, η παρακάτω διπλωματική εργασία βασίζεται στην λήψη δείγματος από βραχώδες διαβασικό και ηφαιστειακό υλικό το οποίο εξετάστηκε βάσει των πιο πάνω Ευρωπαϊκών Κανονισμών και στην συνέχεια συγκρίθηκε με τα προβλεπόμενα όρια της κάθε εργαστηριακής δοκιμής που αναφέρονται ως εργαστηριακά όρια χρήσης αδρανών υλικών σε έρμα σιδηροδρομικών γραμμών αλλά και οδοποιίας.. Μια επιπλέον πτυχή του θέματος που εξετάζουμε είναι οι λατομικές ζώνες(λατομεία),οι οποίες ορίζονται ως ο χώρος που γίνεται μαζική λήψη υλικού, απευθείας από το υγιές τμήμα της βραχομάζας,που προορίζεται για χρήση αδρανών υλικών και εξετάζονται οι περιορισμοί που προκύπτουν βάσει της Ελληνικής νομοθεσίας στο εν λόγω ζήτημα και αφορούν άμεσα αστικές και κατοικημένες περιοχές. Όλες οι εργαστηριακές δοκιμές που εκπονήθηκαν για το σκοπό αυτό, έλαβαν χώρα στο εργαστήριο Τεχνικής Γεωλογίας του τμήματος Γεωλογίας του Πανεπιστημίου Πατρών. Δείγματα πάρθηκαν από την περιοχή του Πολυκάστρου(Κιλκίς) και των Μεθάνων. Στην συνέχεια,πραγματοποιήθηκαν οι πιο κάτω εργαστηριακές δοκιμές : 1. Κοκκομετρική Ανάλυση 2. Δείκτης Μορφής 3. Δείκτης Πλακοειδούς 4. Δείκτης Los Angeles 5. Δείκτης micro-deval Τα αποτελέσματα που προέκυψαν,εμφανίζονται στην διπλωματική εργασία στα Παραρτήματα Α,Β. 4

6 Γίνεται επίσης σύγκριση των εργαστηριακών αποτελεσμάτων με τα αντίστοιχα κατάλληλα όρια και τα αποτελέσματα εμφανίζονται στην ενότητα Συμπεράσματα της εργασίας. Τέλος, γίνεται γεωμορφολογική και γεωλογική αναφορά της περιοχής του Νομού Κιλκίσ, και Μεθάνων, από όπου πάρθηκαν τα δείγματα και δίνεται μια σύντομη αλλά κατατοπιστική αναφορά στην γεωτεκτονική ζώνη στην οποία ανήκει. 2. ΑΔΡΑΝΗ ΥΛΙΚΑ ΓΙΑ ΔΙΑΦΟΡΕΣ ΧΡΗΣΕΙΣ 2.1 ΓΕΝΙΚΑ 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 κλπ) είτε με κάποιο συγκολλητικό μέσο (κονιάματα, σκυροδέματα, ασφαλτομίγματα κλπ) στα τεχνικά έργα. Επίσης, τα αδρανή υλικά που συνυπάρχουν με κάποιο συγκολλητικό μέσο, θεωρητικά δεν αντιδρούν χημικά,απλά συγκρατούνται μέσω της συγκολλητικής ύλης. Ο Ν. 1428/1984 περί εκμετάλλευσης λατομείων δίνει ένα τεχνοκρατικό ορισμό για τα αδρανή υλικά. Έτσι αδρανή είναι 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 σιλλιπασμάτων μεταλλουργίας. Επομένως, αντιλαμβανόμαστε ότι σε έργα υψηλής σημαντικότητας από θέμα υποδομών και ανάπτυξης,τα αδρανή υλικά αποτελούν βασικό στοιχείο γι αυτά. Συγκεκριμένα, θεωρούνται βασικό υλικό στην οδοποιία (βάσεις, υποβάσεις, αντιολισθηρές στρώσεις, επιχώματα). Επίσης, τα αδρανή υλικά αποτελούν την πρώτη ύλη για παρασκευή σκυροδέματος, το οποίο αποτελεί απαραίτητο συστατικό με ποικίλες εφαρμογές σε τεχνικά έργα,ως έρμα σιδηροδρομικών γραμμών, ως υλικά πλήρωσης,στην μηχανική και σε πολλές άλλες. 5

7 Τέλος, αυξημένη χρήση των αδρανών υλικών παρατηρείται σε περιβαλλοντικά ζητήματα,όπως φίλτρα καθαρισμού νερών, προστασία εδαφών από διαβρώσεις,καθώς επίσης και για αντιπλημμυρικά μέτρα, για την ευστάθεια των πρανών και αποφυγή κατολισθητικών φαινομένων. 2.2 ΠΕΤΡΟΓΡΑΦΙΚΗ ΤΑΞΙΝΟΜΗΣΗ ΑΔΡΑΝΩΝ ΥΛΙΚΩΝ Στη φύση τα πετρώματα, ανάλογα του τρόπου σχηματισμού τους και της προέλευσής τους, διακρίνονται σε τρεις μεγάλες κατηγορίες: μαγματικά ή εκρηξιγενή, ιζηματογενή και μεταμορφωμένα. Ως αδρανή υλικά χρησιμοποιούνται πετρώματα και από τις τρείς κατηγορίες πετρωμάτων. Σημαντικό να αναφερθεί, είναι επίσης το γεγονός ότι ανάλογα με τις ιδιότητες και τα χαρακτηριστικά του κάθε πετρώματος συγκεκριμένα και μέσα από σειρά εργαστηριακών δοκιμών μπορεί να πιστοποιηθεί ή να απορριφθεί σχετικά με την καταλληλότητά του ως αδρανές υλικό με σκοπό την χρησιμοποίησή του σε ένα τεχνικό έργο. Στην συνέχεια, γίνεται εκτενής αναφορά στις τρείς κύριες κατηγορίες των πετρωμάτων και οι εφαρμογές τους ως αδρανή, ανάλογα με τις ιδιότητές τους και την συμπεριφορά τους στα τεχνικά έργα ΜΑΓΜΑΤΙΚΑ ΠΕΤΡΩΜΑΤΑ Μαγματικά ή εκριξηγενή πετρώματα είναι τα πετρώματα που προέρχονται από κρυστάλλωση του μάγματος, η οποία προκαλείται από τη μεταβολή των φυσικοχημικών συνθηκών και κυρίως της πίεσης και της θερμοκρασίας, όταν το μάγμα ανεβαίνει σε υψηλότερους ορίζοντες μέσα στη λιθόσφαιρα.εμφανίζονται με ποικίλες μορφές που εξαρτώνται από τη μορφολογία των χώρων που καταλαμβάνει το μάγμα, μέσα στη λιθόσφαιρα, την κατάσταση των περιβαλλόντων πετρωμάτων ή αυτών μέσα στα οποία διεισδύει, του βάθους κρυστάλλωσής τους, καθώς και της σύστασης του ίδιου του μάγματος. Έτσι, διακρίνονται σε πλουτώνια, φλεβικά και ηφαιστειακά. Τα πλουτώνια πετρώματα προέρχονται από κρυστάλλωση του μάγματος σε βαθείς ορίζοντες μέσα στη λιθόσφαιρα, είναι ολοκρυσταλλικά παρουσιάζονται σε μεγάλη έκταση κι έχουν ομοιογένεια στην ορυκτολογική τους σύσταση. Τα φλεβικά πετρώματα δημιουργούνται από κρυστάλλωση εναπομείναντος από τους πλουτωνίτες μάγματος, το οποίο διεισδύει μέσα σε ρωγμές (κενά) που προέρχονται από κρυστάλλωση του μάγματος, η οποία προκαλείται από τη μεταβολή των φυσικοχημικών συνθηκών και κυρίως της πίεσης και της θερμοκρασίας, όταν το μάγμα ανεβαίνει σε υψηλότερους ορίζοντες μέσα στη λιθόσφαιρα. 6

8 Στα πλουτώνια πετρώματα ανήκουν οι γρανίτες και οι διορίτες με υψηλό ποσοστό περιεκτικότητας σε χαλαζία (SiO2 μεταξύ 20%-60),τα οποία έχουν μεγάλη σκληρότητα και δεν παρουσιάζουν ιδιαίτερες εξαλλοιώσεις. Τα γαββρικά πετρώματα είναι μαφικά πλουτώνια,που λόγω του χαμηλού ποσοστού τους σε SiO2,παρουσιάζουν χαμηλή αντοχή και σκληρότητα σε σχέση με τους γρανίτες - διορίτες. Στα ηφαιστειακά πετρώματα ανήκουν οι ρυόλιθοι,οι δακίτες και οι ανδεσίτες οι οποίοι βάσει ιδιοτήτων είναι οι πλέον κατάλληλοι για την εφαρμογή τους ως έρμα σιδηροδρομικών γραμμών. Τέλος, οι βασάλτες είναι βασικά ηφαιστειακά πετρώματα που χρησιμοποιούνται ως αδρανή υλικά κυρίως σε βάσεις και υποβάσεις οδοποιίας,αλλά και ως έρμα σιδηροδρομικών γραμμων ΙΖΗΜΑΤΟΓΕΝΗ ΠΕΤΡΩΜΑΤΑ Πρόκειται για πετρώματα που προέρχονται από καθίζηση ουσιών που βρίσκονται σε αιώρηση ή διάλυση σε ρευστό μέσο και στη συνέχεια μετατρέπονται σε συμπαγές σώμα με συγκόλληση και διαγένεση. Ανάλογα με τον τρόπο γένεσής τους διακρίνονται σε τρεις μεγάλες κατηγορίες τα μηχανικά ή κλαστικά, τα χημικά και τα βιομηχανικά. Τα κλαστικά προέρχονται από απόθεση ουσιών, κλάστες που αιωρούνται ή μετακινούνται από ρευστά (κυρίως νερό) αλλά κι από τον αέρα. Σημαντικό ρόλο στην περίπτωση αυτή παίζει η μηχανική ενέργεια που έχει το ρευστό. Τα χημικά προέρχονται από καθίζηση διαλυμένων ουσιών μέσα σε ένα ρευστό (κυρίως νερό). Τον κυριότερο ρόλο στην περίπτωση αυτή παίζει η δυνατότητα του ρευστού να συγκρατεί σε διάλυση τις ουσίες, γεγονός που εξαρτάται άμεσα από τη σύσταση και τις συνθήκες (θερμοκρασία, πίεση) του ρευστού. Τα βιοχημικά έχουν την ίδια προέλευση με τα χημικά με τη διαφορά ότι στην καθίζησή τους σημαντικό ρόλο παίζουν οι ζωϊκοί ή φυτικοί οργανισμοί. Σημαντικό ρόλο εκτός από αυτόν που προαναφέρθηκε, παίζει επίσης και η κατάσταση των οργανισμών.ύστερα από εργαστηριακές δοκιμές και λόγω αφθονίας,κυρίως, στον Ελλαδικό χώρο χρησιμοποιούνται εκτεταμένα ως αδρανή υλικά σε τεχνικά έργα. 7

9 2.2.3 ΜΕΤΑΜΟΡΦΩΜΕΝΑ ΠΕΤΡΩΜΑΤΑ Μεταμορφωμένα είναι τα πετρώματα για τα οποία,όλες οι ενδείξεις (γεωλογικές,ορυκτολογικές,ιστολογικές) οδηγούν στο συμπέρασμα ότι έχουν προέλθει από άλλα πετρώματα τα οποία προϋπήρχαν και τα οποία παραμένοντας σε στερεή κατάσταση τροποποιήθηκαν ιστολογικά,ορυκτολογικά ή και χημικά από την δράση κάποιων διεργασιών που συνολικά τις χαρακτηρίζουμε με τον όρο μεταμόρφωση. Οι παράγοντες που επιδρούν στην μεταμόρφωση,είναι η θερμοκρασία,η πίεση και ο χρόνος.ανάλογα με τις συνθήκες κυρίως της θερμοκρασίας (Τ) και λιγότερο της πίεσης (Ρ), που προκάλεσαν τη μεταμόρφωση, διακρίνουμε τα ακόλουθα είδη μεταμορφώσεων : Μεταμόρφωση πολύ χαμηλού βαθμού ( C). Μεταμόρφωση χαμηλού βαθμού πρασινοσχιστολιθική ( C). Μεταμόρφωση ενδιάμεσου βαθμού ( C). Μεταμόρφωση υψηλού βαθμού - αμφιβολιτική (> 550 C, έως την έναρξη της μετατροπής του πετρώματος σε τήγμα). Κύρια κριτήρια για την χρήση των μεταμορφωμένων πετρωμάτων ως αδρανή υλικά,είναι η μηχανική αντοχή τους καθώς και η παρουσία σχιστότητας και ορυκτολογικής σύστασης. Κυρίως αδρανή υλικά που προέρχονται από μεταμορφωμένα πετρώματα, θεωρούνται οι Γνεύσιοι-Ορθογνεύσιοι, όπου χρησιμοποιούνται στη παρασκευή σκυροδέματος και στη οδοστρωσία. 2.3 ΤΑΞΙΝΟΜΗΣΗ ΑΔΡΑΝΩΝ ΥΛΙΚΩΝ Τα αδρανή υλικά, ταξινομούνται και διαχωρίζονται σε ένα πλήθος κατηγοριών βάση διαφόρων κριτηρίων, τα οποία αναφέρονται παρακάτω. ΠΡΟΕΛΕΥΣΗ ΠΗΓΗ ΛΗΨΗΣ ΚΟΚΚΟΜΕΤΡΙΚΟ ΜΕΓΕΘΟΣ ΕΙΔΙΚΟ ΒΑΡΟΣ 8

10 ΠΡΟΕΛΕΥΣΗ Ανάλογα με την προέλευσή τους τα αδρανή υλικά διακρίνονται σε φυσικής, τεχνητής ή βιομηχανικής προέλευσης και ανακυκλώμενα αδρανή υλικά. Φυσικής προέλευσης πρόκειται για τα αδρανή υλικά, τα οποία έχουν ληφθεί από το φυσικό περιβάλλον, χωρίς να έχουν υποστεί κάποια μηχανική επεξεργασία θραύσης, πλυσίματος και διαλογής. Είναι η κύρια κατηγορία των αδρανών και διαχωρίζεται περαιτέρω α) σε αμμοχαλικώδεις χαλαρές αποθέσεις και β) σε θραυστά υλικά. Όσον αφορά τη λήψη χαλαρών αμμοχαλικωδών υλικών, λόγω της χαλαρής φύσης τους είναι εύκολη η απόληψή τους και συνήθως εμφανίζονται σε ήπια ανάγλυφα. Οι συγκεκριμένες αποθέσεις παρόλα αυτά, λόγω της χαλαρότητας και της έκθεσης τους,συνήθως δεν παρουσιάζουν καλή ποιότητα και επιπλέον η μεταφορά και επεξεργασία τους καθίσταται δαπανηρή. Έτσι τα υλικά αυτά χρησιμοποιούνται κυρίως σε τεχνικά έργα κοντά στην περιοχή δειγματοληψίας τους. Τα θραυστά είναι τα υλικά που για να χρησιμοποιηθούν ως αδρανή απαιτείται η διάνοιξη λατομείων με σκοπό να συλλεχθούν με εκσκαφή. Τεχνητής ή Βιομηχανικής προέλευσης πρόκειται για υλικά που προέρχονται από βιομηχανική εκμετάλλευση πρώτων υλών με αποτέλεσμα τα προϊόντα ή τα παραπροϊόντα που θα προκύψουν να είναι εκμεταλλεύσιμα ως αδρανή υλικά.τα κυριότερα από αυτά είναι τα εξής: i. Σκωρία υψικαμίνων, όπου τα παραπροϊόντα υψικαμίνων είναι δυνατόν να δώσουν έπειτα από αργή ψύξη και τεμαχισμό διάφορα είδη αδρανών. ii. Ιπτάμενη τέφρα λιγνιτών, η οποία χρησιμοποιείται με αυστηρές προδιαγραφές, εξαιτίας των σοβαρών περιβαλλοντικών επιπτώσεων που προκαλούν. iii. iv. Μπετονίτης, δηλαδή κολλοειδής άργιλος εξαιρετικής πλαστικότητας, η οποία έχει την ιδιότητα να απορροφάει μεγάλες ποσότητες νερού και να διογκώνεται. Κουρασάνι, το οποίο προέρχεται από θραύση και κονιοποίηση υλικών ψημένης αργίλου (τούβλα, κεραμίδια). v. Κίσσηρης, η οποία αποτελεί το κυριότερο και φθηνότερο ελαφρό αδρανές στην Ελλάδα. vi. Περλίτης, ο οποίος προκύπτει από την απότομη ψύξη της λάβας, που δίνει προϊόντα σαν το φυσικό γυαλί, πλούσια σε οξείδια του πυριτίου και του αργιλίου. Ο διογκωμένος περλίτης είναι ελαφρός, αντέχει σε υψηλές θερμοκρασίες (μέχρι 9

11 850 ο C), έχει εξαιρετικές μονωτικές ιδιότητες και δεν προσβάλλεται από την υγρασία. Βερμικουλίτης, πρόκειται για ένα φυσικό πέτρωμα που συναντάται στη νότια Αφρική και στη βόρεια Αμερική. Σήμερα χρησιμοποιούνται και τεχνητά αδρανή υλικά που προέρχονται από ραδιενεργά απόβλητα. Τα ραδιενεργά απόβλητα από αντιδραστήρες ή οπλικά συστήματα ψήνονται σε υψηλή θερμοκρασία και το υλικό μετατρέπεται σε αδρανές μη ραδιενεργό. Ανακυκλωμένα αδρανή υλικά είναι τα αδρανή που προκύπτουν από την επεξεργασία και επαναχρησιμοποίηση δομικών υλικών από υφιστάμενες κατασκευές (υλικά κατεδαφίσεως σκυροδέματος, τοιχοποιίας, ασφαλτικών έργων κλπ). ΠΗΓΗ ΛΗΨΗΣ Ανάλογα με την πηγή λήψης των αδρανών υλικών ταξινομούνται σε φυσικά ή συλλεκτά και σε αδρανή λατομείων. Φυσικά ή συλλεκτά : πρόκειται για τα αδρανή που η λήψη τους γίνεται σε φυσικές αποθέσεις ( π.χ. ποτάμιες αποθέσεις, πλευρικά κορήματα, αλλουβιακές αποθέσεις χαμηλών περιοχών κ.λπ.) και τα οποία χρησιμοποιούνται είτε με τη μορφή που έχουν είτε αφού έχουν υποστεί κάποια επεξεργασία. Αδρανή λατομείων : πρόκειται για υλικά, που για τη συλλογή τους απαραίτητη προϋπόθεση είναι η διάνοιξη υπόγειων ή επίγειων λατομείων, και όπου πραγματοποιείται απόσπασή τους με διάφορα μέσα, από τη βραχόμαζα. 10

12 ΚΟΚΚΟΜΕΤΡΙΚΟ ΜΕΓΕΘΟΣ Τα αδρανή υλικά ανάλογα με το μέγεθος των κόκκων τους, τα διακρίνουμε στις παρακάτω βασικές κατηγορίες : Παιπάλη Άμμος Χαλίκι -0,25mm 0,25-7 mm 7-70 mm Χονδρόκοκκα αδρανη θεωρούνται τα υλικά που έχουν κοκκομετρικό μέγεθος άνω των 2mm και κάτω των 4mm.Τέτοια υλικά πετρογραφικά ανήκουν στην κατηγορία Ψηφίδες και πρόκειται για υλικά όπως κροκάλες,ογκόλιθοι,χαλίκια κ.α. Λεπτόκοκκα αδρανή είναι τα υλικά που έχουν μέγεθος κόκκου μέγιστο ως 4mm και πετρογραφικά πρόκειται κυρίως για ψαμμίτες-άμμους. Παιπάλη είναι λεπτομερές υλικό με μέγιστο διαμέτρημα κόκκων έως 2mm.Πετρογραφικά πρόκειται για ιλύες και αργίλους,ενώ μπορεί να συμμετέχει και ασβεστιτικό υλικό. ΕΙΔΙΚΟ ΒΑΡΟΣ Με βάση το ειδικό βάρος τα αδρανή υλικά χωρίζονται σε Κανονικού ειδικού βάρους,ελαφροβαρή και Βαρέα. Κανονικού ειδικού βάρους: πρόκειται για υλικά που έχουν ειδικό βάρος (ή ολική πυκνότητα) μεταξύ 2 έως 3 Mg/m 3. Αποτελούν τα αδρανή που συνήθως χρησιμοποιούνται στα τεχνικά έργα (ασφαλτικά, οδοστρωσίας, παραγωγή σκυροδέματος, κονιαμάτων κ.λπ.) Ελαφροβαρή: πρόκειται για υλικά που έχουν ειδικό βάρος μικρότερο από 2 Mg/m 3. Το χαμηλό βάρος τους οφείλεται στο μεγάλο πορώδες, ενώ η αντοχή τους σε θλίψη συνήθως αυξάνεται με την πυκνότητα εκθετικά.χρησιμοποιούνται κυρίως για ελαφροβαρή θερμομονωτικά σκυροδέματα ή κονιάματα. Διακρίνονται περαιτέρω σε: 1) φυσικά ελαφρά αδρανή, 2) επεξεργασμένα δομικά ελαφρά αδρανή, 3) επεξεργασμένα μονωτικά υπερελαφρά αδρανή, 11

13 4) παραπροϊόντα ως ελαφρά αδρανη Βαρέα αδρανή: πρόκειται για υλικά που έχουν ειδικό βάρος > 3 Mg/m 3. Προέρχονται από πετρώματα μεγάλου βάρους, είναι δυσεύρετα κι ακριβά, ενώ χρησιμοποιούνται μόνο σε περιπτώσεις όπου είναι απαραίτητο το μεγάλο βάρος σκυροδέματος (π.χ. θωρακίσεις κατασκευών για ραδιενεργές ακτινοβολίες, εγκαταστάσεις πυρηνικών εφαρμογών, ειδικά θεμέλια μηχανών). 2.4 ΛΑΤΟΜΕΙΑ ΑΔΡΑΝΩΝ ΥΛΙΚΩΝ ΚΑΙ ΠΕΡΙΒΑΛΛΟΝ Ως λατομεία ορίζονται,συγκεκριμένες θέσεις που είναι νομικά πιστοποιημένες και αδειοδοτημένες από την πολιτεία και από τις οποίες συλλέγονται βραχώδη υλικά που προορίζονται για χρήση ως αδρανή υλικά. Ως λατομικές περιοχές, δύναται να χαρακτηριστούν δημόσιες, δημοτικές, κοινοτικές ή ιδιωτικές εκτάσεις, ως και εκτάσεις που ανήκουν σε νομικά πρόσωπα δημόσιου δικαίου, οι οποίες προσφέρονται, για την εκμετάλλευση λατομικών ορυκτών.ο καθορισμός γίνεται με απόφαση του αιρετού Περιφερειάρχη (Ν. 3852/2010 «Νέα Αρχιτεκτονική της Αυτοδιοίκησης και της Αποκεντρωμένης Διοίκησης Πρόγραμμα Καλλικράτης», άρθρο 186), η οποία δημοσιεύεται στην Εφημερίδα της Κυβερνήσεως και εκδίδεται ύστερα από σύμφωνη γνώμη οκταμελούς επιτροπής που αποτελείται από εκπρόσωπο του Υπουργείου ΠEKA, που είναι και Πρόεδρος της επιτροπής και εκπροσώπους της Δ/νσης Δασών, της Δ/νσης Τεχνικών Υπηρεσιών, της Δ/νσης Εσωτερικών, της Υπηρεσίας Περιβάλλοντος της αντίστοιχης Νομαρχιακής Αυτοδιοίκησης (προ Καλλικράτη), της Αρχαιολογικής Υπηρεσίας, των Ο.Τ.Α, και του ΙΓΜΕ που γνωματεύει για την καταλληλότητα των πετρωμάτων.η εκμίσθωση των λατομείων αδρανών υλικών, που ανήκουν στην κυριότητα του Δημοσίου, γίνεται από αποκλειστικά με πλειοδοτική δημοπρασία. Με βάση τον Ν. 3852/2010, όπως ορίζεται στα επιμέρους άρθρα 6, 186 και 280, η διαχείριση των δημόσιων λατομείων πχ. η υπογραφή των συμβάσεων μίσθωσης των δημόσιων λατομικών χώρων που γίνονταν από το Γεν. Γραμματέα της αντίστοιχης Περιφέρειας σύμφωνα του Ν.2218/1994 και 2503/1997 (ΦΕΚ 107 Α ) ) μεταβιβάζεται στον Γενικό Γραμματέα της Αποκεντρωμένης Διοίκησης. Επίσης η εκμίσθωση των λατομείων αδρανών υλικών, που ανήκουν στην κυριότητα των Δήμων και Κοινοτήτων, γίνεται αρμοδίως μετά από πλειοδοτική δημοπρασία (Κοινή Υπουργική Απόφαση 19690/ ). Επίσης η εκμίσθωση των λατομείων αδρανών υλικών, που ανήκουν στην κυριότητα των Δήμων και Κοινοτήτων, γίνεται αρμοδίως μετά από πλειοδοτική δημοπρασία. Όλα τα λατομεία των αδρανών υλικών θα πρέπει να βρίσκονται εντός των λατομικών περιοχών, πλην των εξαιρέσεων. Μέσα στις λατομικές περιοχές, 12

14 καθώς και σε απόσταση τουλάχιστον χιλίων (1.000) μέτρων έξω από την οριογραμμή τους, απαγορεύεται η επέκταση του σχεδίου πόλεως ή η δημιουργία ανεξάρτητου ρυμοτομικού σχεδίου ή η ανέγερση οποιουδήποτε κτίσματος. Επίσης απαγορεύεται ο καθορισμός λατομικών περιοχών σε ακτίνα δύο (2) χιλιομέτρων από κηρυγμένους αρχαιολογικούς χώρους ή προστατευόμενες ζώνες, σύμφωνα με την κείμενη νομοθεσία, καθώς και εντός του λεκανοπεδίου Αττικής. Στη χώρα λειτουργούν λατομεία αδρανών υλικών είτε εντός των ορίων θεσμοθετημένων λατομικών περιοχών (όπου αυτό έχει καταστεί δυνατόν να γίνει) είτε σε μεμονωμένες θέσεις. Πριν την περίοδο της ύφεσης, είχαμε ένα συνολικό όγκο παραγωγής πάνω από 100 εκατομμύρια τόνους αδρανών που το 2009 έπεσε στα εκατομμύρια τόνους. Σύμφωνα με τα στοιχεία του ΥΠΕΚΑ αλλά και την αξιολόγηση των στοιχείων των αρμόδιων Υπηρεσιών των Νομαρχιών και των Περιφερειών. Ο εξόρυξη έχει ορατό περιβαλλοντικό αποτύπωμα μέσα στο φυσικό περιβάλλον, ειδικότερα στην περίπτωση των υπαίθριων εκμεταλλεύσεων (open pit), εντούτοις η αναμενόμενη «βλάβη» είναι υπό προϋποθέσεις περιορισμένη, προσωρινή κι αναστρέψιμη. Οι επιπτώσεις της εξόρυξης αφορούν κυρίως στο τοπίο, την βιοποικιλότητα, τον θόρυβο και άλλες οχλήσεις για τις τοπικές κοινότητες. Επίσης είναι δυνατή η αέρια ρύπανση (έκλυση σκόνης ή καυσαερίων) κατά τις διάφορες φάσεις των εξορυκτικών εργασιών καθώς και σπανιότερα- η ρύπανση των επιφανειακών και υπογείων υδάτων, λόγω αλλαγής της κοίτης χειμάρρων ή καταστροφής του υδροφόρου ορίζοντα.το περιβαλλοντικό αποτύπωμα ενός εξορυκτικού έργου είναι δυνατόν να ελεγχθεί κι αυτό σχετίζεται με τον αποτελεσματικό σχεδιασμό, την ασφαλή λειτουργία, την διαχείριση των εξορυκτικών αποβλήτων και την περαιτέρω αποκατάστασή του. Τα ληπτέα μέτρα προστασίας του περιβάλλοντος, συνήθως δεν στοχεύουν να εξαλείψουν τα «προβλήματα», αλλά να τα περιορίσουν σε ανεκτά επίπεδα.επίσης η διαχείριση των εξορυκτικών αποβλήτων μπορεί να ελεγχθεί αν γίνεται με τρόπο ώστε α) να μην τίθεται σε κίνδυνο η ανθρώπινη υγεία β) να μην χρησιμοποιούνται μέθοδοι που μπορούν να βλάψουν το περιβάλλον, και ειδικότερα τα ύδατα, τον αέρα, το έδαφος, την πανίδα και τη χλωρίδα και γ) να μην προκαλείται όχληση από θόρυβο ή οσμές ούτε να επηρεάζεται αρνητικά το τοπίο και οι τοποθεσίες ιδιαίτερου ενδιαφέροντος. Η αποκατάσταση του περιβάλλοντος λόγω των επιπτώσεων από τη λατομική δραστηριότητα, αποτελεί μία σημαντική υποχρέωση του εξορύκτη, σύμφωνα με τα προβλεπόμενα στις εγκεκριμένες μελέτες, που θα πρέπει να εκπληρώνεται σταδιακά σε όλη τη διάρκεια λειτουργίας και σε όλες τις φάσεις της εκμετάλλευσης του κάθε λατομείου. 13

15 ΕΙΚΟΝΑ:ΛΑΤΟΜΕΙΟ ΕΙΚΟΝΑ:ΧΑΡΤΗΣ ΑΔΡΑΝΩΝ ΕΛΛΑΔΑΣ 14

16 3. ΠΟΙΟΤΙΚΟΣ ΕΛΕΓΧΟΣ ΑΔΡΑΝΩΝ ΥΛΙΚΩΝ 3.1 ΓΕΝΙΚΑ Σύμφωνα με τις Ευρωπαϊκές προδιαγραφές (ΕΝ) και συγκεκριμένα στις προδιαγραφές που αφορούν τις χρήσεις των αδρανών για έρμα σιδηροδρομικών γραμμών (ΕΝ 13450), στον προσδιορισμό των γενικών ιδιοτήτων τους, περιλαμβάνεται η δειγματοληψία δειγμάτων για την εξέτασή τους στο εργαστήριο καθώς και η πετρογραφική εξέταση των δειγμάτων. Δειγματοληψία: είναι η διαδικασία συλλογής αντιπροσωπευτικών δειγμάτων για την εκτέλεση των εργαστηριακών δοκιμών. Δεν προσδιορίζει φυσικά κάποια ιδιότητα, αλλά μπορεί να επηρεάσει σημαντικά τα αποτελέσματα των δοκιμών ενός δείγματος. Πρέπει να λαμβάνεται κάθε δυνατή μέριμνα ώστε τα δείγματα που λαμβάνονται να αντιπροσωπεύουν τη φυσική κατάσταση των υλικών του κοιτάσματος. Πετρογραφική εξέταση: οι κυριότεροι λόγοι που καθιστούν απαραίτητη την πετρογραφική εξέταση δειγμάτων είναι οι εξής: Ο προσδιορισμός των φυσικών και χημικών χαρακτηριστικών του υλικού σε σχέση με τη χρήση του. Η περιγραφή και ταξινόμηση των συστατικών του δείγματος. Οι ποσοτικές σχέσεις των συστατικών του δείγματος, που είναι ουσιαστικές για την κατάλληλη αξιολόγηση αυτού. Όταν διαφέρουν σημαντικά οι ιδιότητες των συστατικών, αυτό επιδρά στην απόδοση του υλικού σε κάθε χρήση του. Η σύγκριση δειγμάτων αδρανών υλικών από νέες πηγές, με δείγματα από πηγές όπου είναι γνωστά τα αποτελέσματα των εργαστηριακών δοκιμών. 15

17 3.2 ΠΡΟΣΔΙΟΡΙΣΜΟΣ ΓΕΩΜΕΤΡΙΚΩΝ ΙΔΙΟΤΗΤΩΝ ΑΔΡΑΝΩΝ ΥΛΙΚΩΝ Περιλαμβάνει όλους εκείνους τους δείκτες του υλικού που είναι δυνατόν να περιγράψουν τα γεωμετρικά χαρακτηριστικά του υλικού του δείγματος. Οι γεωμετρικές ιδιότητες των αδρανών υλικών προσδιορίζονται σύμφωνα με τα Ευρωπαϊκά Πρότυπα του ΕΛΟΤ (ΕΝ 13450). Ο υπολογισμός των δεικτών προσδιορίζεται εργαστηριακά και ταυτόχρονα πραγματοποιείται και κοκκομετρική ανάλυση του δείγματος.πρόκειται, λοιπόν για τις εξής εργαστηριακές δοκιμές : Δείκτης Πλακοειδούς Δοκιμή καθορισμού δείκτη πλακοειδούς (Flakiness index (FI) DYS EN 933-3).Σκοπός της δοκιμής είναι ο καθορισμός του μέσου ελάχιστου πάχους του συνόλου των αδρανών και εκφράζεται με το Δείκτη Πλακοειδούς. Εφαρμόζεται στα χονδρά αδρανή με ονομαστική διάμετρο μικρότερη των 80.0 mm και μεγαλύτερη των 4.0 mm. Στην εν λόγω δοκιμή το δείγμα εξετάζεται ολόκληρο σε μια δοκιμή κι όχι τμηματικά. Ουσιαστικά με τον Δείκτη Πλακοειδούς, γίνεται εκτίμηση του ποσοστού των πεπλατυσμένων και επιμηκών κόκκων του δείγματος. Ο εργαστηριακός εξοπλισμός ορίζεται από το Ευρωπαϊκό Πρότυπο ΕΝ και περιλαμβάνει: Κόσκινα (με τετραγωνικές οπές) που καλύπτουν τις προδιαγραφές ΕΝ με διάμετρο: 80mm, 63mm, 50mm, 40mm, 31,5mm, 25mm, 20mm, 16mm, 12,5mm, 10mm, 8mm, 6,3mm, 5mm και 4mm. Κόσκινα επιμήκυνσης (bar sieves) που καλύπτουν τις προδιαγραφές ΕΝ με μέγεθος 2,5mm, 3,15mm, 4mm, 5mm, 6,3mm, 8mm, 10mm, 12,5mm, 16mm, 20mm, 25mm και 31,5mm. Ζυγό ισορροπίας με ακρίβεια ±0,1% της συνολικής μάζας του δείγματος. Κλίβανο, ο οποίος να διατηρεί σταθερή τη θερμοκρασία στους 110±5ºC. 16

18 Η δειγματοληψία και η μείωση του μεγέθους των δειγμάτων θα πρέπει να γίνει σύμφωνα με τις προδιαγραφές που ορίζει το Ευρωπαϊκό Πρότυπο ΕΝ Ξηραίνω το δείγμα σε κλίβανο στους 110±5ºC έτσι ώστε να αποκτήσει μια σταθερή μάζα και στη συνέχεια αφήνω να ψυχθεί σε θερμοκρασία περιβάλλοντος. Στην συνέχεια, ζυγίζω και καταγράφω τη μάζα ως Μ ο. Για την εκτέλεση της δοκιμής, χρησιμοποιώ τα κόσκινα που αναφέρονται παραπάνω (ΕΝ ), κοσκινίζω το δείγμα. Στη συνέχεια, ζυγίζω και απορρίπτω όλους τους κόκκους που διέρχονται από το κόσκινο με διάμετρο 4mm και συγκρατούνται από τα κόσκινο με διάμετρο 80mm. Ζυγίζω και διατηρώ χωριστά όλους τους κόκκους με μέγεθος d i /D i μεταξύ των κόσκινων 4mm και 80mm, δημιουργώντας επιμέρους δείγματα. Κάθε ένα, λοιπόν, από τα επιμέρους αυτά δείγματα (d i /D i ) κοσκινίζονται στα κόσκινα επιμήκυνσης (bar sieves) (ΕΝ ) με το χέρι. Η διαδικασία θεωρείται ολοκληρωμένη όταν το υλικό που διέρχεται δεν αλλάζει περισσότερο από 1% κατά τη διάρκεια ενός λεπτού κοσκινίσματος. Τέλος, ζυγίζω το διερχόμενο υλικό από κάθε ένα κόσκινο επιμήκυνσης ξεχωριστά και καταγράφω. ΔΕΙΚΤΗΣ ΚΑΤΗΓΟΡΙΑ FL ΠΛΑΚΟΕΙΔΟΥΣ 15 FI FI FI 35 > 35 FI Declared Δεν απαιτείται FI NR ΕΙΚΟΝΑ: ΚΑΤΗΓΟΡΙΕΣ ΔΕΙΚΤΗ ΠΛΑΚΟΕΙΔΟΥΣ Όσον αφορά τα αποτελέσματα της δοκιμής αρχικά υπολογίζω το άθροισμα των μαζών των επιμέρους d i /D i τμημάτων και το καταγράφω ως Μ 1. Επίσης υπολογίζω τη μάζα από κάθε ένα δείγμα d i /D i το οποίο διέρχεται από το αντίστοιχο κόσκινο επιμήκυνσης D i /2 και καταγράφεται ως Μ 2. Ο συνολικός δείκτης πλακοειδούς (FI) υπολογίζεται τελικά από τη σχέση: FI= (M2/M1) x 100 με προσέγγιση στον πλησιέστερο ακέραιο αριθμό, 17

19 όπου: Μ 1 και Μ 2 οι μάζας που αναφέρονται παραπάνω, εκφρασμένες σε grams. Ο δείκτης πλακοειδούς για κάθε ένα επιμέρους δείγμα, μπορεί να υπολογιστεί από την σχέση : FIi=(mi /Ri) x 100 όπου: R i είναι η μάζα από κάθε ένα επιμέρους δείγμα d i /D i, σε γραμμάρια (grams) m i είναι η μάζα του διερχόμενου υλικού από κάθε ένα επιμέρους δείγμα d i /D i στο αντίστοιχο D i /2 κόσκινο επιμήκυνσης, σε γραμμάρια (grams). Αν το άθροισμα των R i μαζί με τη μάζα του υλικού που έχει απορριφθεί (με τον τρόπο που αναφέραμε προηγουμένως) διαφέρει περισσότερο από 1% από τη μάζα Μ 0, η δοκιμή θα πρέπει να επαναληφθεί, χρησιμοποιώντας κάποιο άλλο δείγμα Δείκτης Μορφής Δοκιμή καθορισμού Δείκτη Μορφής (Shape index (SI) CYS EN 933-4).Η δοκιμή εφαρμόζεται σε μεγέθη με διάμετρο μικρότερη των 63 mm και μεγαλύτερη των 4.0 mm. Οι κόκκοι δείγματος χονδρών αδρανών κατατάσσονται με βάση το λόγο του μήκους L προς το πάχος. Ο Δείκτης Μορφής υπολογίζεται ως η μάζα (5) των κόκκων με λόγο L/E μεγαλύτερο του 3. Για την εκτέλεση της δοκιμής θα πρέπει να έχουμε υπ όψιν τα παρακάτω: Τις προδιαγραφές που ορίζει ο ΕΝ , όσο αφορά τη μέθοδο για τη μείωση του μεγέθους (όγκου) του εργαστηριακού δείγματος. Τις προδιαγραφές που ορίζει ο ΕΝ , όσο αφορά τον εξοπλισμό και τις μεθόδους υπολογισμού. Τις προδιαγραφές που ορίζει ο ΕΝ :1997, όσο αφορά τον προσδιορισμό της κοκκομετρικής διαβάθμισης του υλικού και συγκεκριμένα τη μέθοδο των κόσκινων. Τις προδιαγραφές που ορίζει ο ΕΝ , όσο αφορά τα κόσκινα που χρησιμοποιούνται στις δοκιμές (πρότυπα κόσκινα, ονομαστικό μέγεθος ανοιγμάτων). Τις προδιαγραφές που ορίζει ο ΕΝ , όσο αφορά την πυκνότητα του δείγματος και την δυνατότητα απορρόφησης νερού. Για τον υπολογισμό του Δείκτη Μορφής γίνεται μέτρηση των δύο μεγαλύτερων διαστάσεων (μήκος L- πάχος Ε)κάθε κόκκου.οι κόκκοι που το 18

20 μήκος (L) και πάχος (Ε) είναι μεγαλύτεροι της τιμής 3 απορρίπτονται,καθώς θεωρούνται ακατάλληλοι. Συγκεκριμένα,παίρνουμε το κυρίαρχο κοκκομετρικό ποσοστό του δείγματος,δηλαδή το ποσοστό di/ Di που υπερτερεί σε βάρος και στο οποίο ισχύει η συνθήκη Di/2di.Μέσω του παχύμετρου,που είναι το όργανο μέτρησης του Δείκτη Μορφής,μετριούνται με απόλυτη ακρίβεια οι διαστάσεις L και Ε και στην συνέχεια διαιρούνται. Το αποτέλεσμα προκύπτει μέσω της σχέσης : SI= (M2/M1) x 100 όπου το Μ1 είναι το βάρος του ολικού δείγματος που χρησιμοποιήσαμε στην δοκιμή και Μ2 είναι το βάρος του ακατάλληλου υλικού (L/E >3). ΔΕΙΚΤΗΣ ΚΑΤΗΓΟΡΙΑ (SI) ΜΟΡΦΗΣ(SI) 10 SI SI SI SI 5/30 30 SI Declared Δεν απαιτείται SI NR ΕΙΚΟΝΑ :ΚΑΤΗΓΟΡΙΕΣ ΔΕΙΚΤΗ ΜΟΡΦΗΣ Δείκτης Επιμήκυνσης Δοκιμή καθορισμού Δείκτη Επιμήκυνσης (elongation index).στην συγκεκριμένη δοκιμή υπολογίζεται το επί τοις εκατό (%) ποσοστό των κόκκων με μήκος μεγαλύτερο του 1.80 (του ονομαστικού τους μεγέθους ),ως προς την συνολική μάζα του δείγματος.η δοκιμή αυτή περιλαμβάνεται στις δοκιμές Β2 812 : Section (Όχι στις ΕΝ). 19

21 3.2.4 Κοκκομετρική Ανάλυση Για τον προσδιορισμό των γεωμετρικών ιδιοτήτων των αδρανών υλικών και συγκεκριμένα για τον προσδιορισμό της κοκκομετρικής διαβάθμισης και της καθαρότητας του δείγματος, χρησιμοποιούμε τις απαιτήσεις που ορίζει το Ευρωπαϊκό Πρότυπο ΕΝ : Η κοκκομετρική διαβάθμιση προσδιορίζει την κατανομή των διαστάσεων των κόκκων των αδρανών και απεικονίζεται με την κοκκομετρική καμπύλη. Αυτό επιτυγχάνεται με το κοσκίνισμα και το διαχωρισμό των αδρανών ανάλογα με το μέγεθος των κόκκων τους. Η κοκκομετρική ανάλυση για να θεωρείται έγκυρη,επιβάλλεται το υλικό που εξετάζουμε να προέρχεται από την ίδια γεωλογική πηγή.με αυτόν τον τρόπο,μπορούν να υπολογιστούν οι διάφορες κλάσεις κόκκων που συμμετέχουν,καθώς και το κυρίαρχο κοκκομετρικό όριο-μέγεθος του δείγματος. Στον παρακάτω πίνακα παρουσιάζονται οι κατηγορίες που αντιπροσωπεύουν το λεπτόκοκκο υλικό, δηλαδή το υλικό που διέρχεται από το κόσκινο με διάμετρο οπών 0,063mm. ΜΕΓΕΘΟΣ ΚΟΚΚΩΝ ΓΙΑ ΕΡΜΑ ΣΙΔΗΡΟΔΡΟΜΙΚΩΝ ΓΡΑΜΜΩΝ ΜΕΓΕΘΟΣ ΚΟΣΚΙΝΩΝ 31,5mm 50mm Βάρος διερχόμενου υλικού (%) 31,5mm 63mm Mm ΚΑΤΗΓΟΡΙΕΣ ΚΟΚΚΟΜΕΤΡΙΚΗΣ ΔΙΑΒΑΘΜΙΣΗΣ A B C D E F , , , , ΕΙΚΟΝΑ : ΚΑΤΗΓΟΡΙΕΣ ΚΟΚΚΟΜΕΤΡΙΚΗΣ ΔΙΑΒΑΘΜΙΣΗΣ 20

22 Έτσι με τα πιο πάνω κοκκομετρικά κόσκινα,υπολογίζεται για παράδειγμα το ποσοστό του δείγματος που διέρχεται από το κόσκινο 63mm και συγκρατείται στο 50mm,το ποσοστό που διέρχεται από το 50mm και συγκρατείται στο 40mm κ.α. Αυτός ο λόγος ονομάζεται di/di (mm). Για την εκτέλεση της δοκιμής θα πρέπει να έχουμε υπόψη τα παρακάτω: Τις προδιαγραφές που ορίζει ο ΕΝ , όσο αφορά τη μέθοδο για τη μείωση του μεγέθους (όγκου) του εργαστηριακού δείγματος. Τις προδιαγραφές που ορίζει ο ΕΝ , όσο αφορά τον εξοπλισμό και τις μεθόδους υπολογισμού. Τις προδιαγραφές που ορίζει ο ΕΝ :1995, όσο αφορά τα κόσκινα που χρησιμοποιούνται στις δοκιμές (πρότυπα κόσκινα, ονομαστικό μέγεθος ανοιγμάτων). Τις προδιαγραφές που ορίζει ο ΕΝ , όσο αφορά την πυκνότητα του δείγματος και την δυνατότητα απορρόφησης νερού. ISO :1990, όσο αφορά τις τεχνικές απαιτήσεις και δοκιμές των πρότυπων κόσκινων. ISO :1990, όσο αφορά επίσης τις τεχνικές απαιτήσεις και δοκιμές των πρότυπων κόσκινων Προσδιορισμός του Δείκτη Ισοδύναμου Άμμου Δοκιμή καθορισμού ισοδύναμου άμμου (Sand equivalent value (SE) CYS EN 933-8).H δοκιμή διεξάγεται με σκοπό το γρήγορο καθορισμό της αναλογίας της λεπτόκοκκης αργιλώδους σκόνης στα υλικά που προορίζονται για σκυρόδεμα ή στρώσεις οδοστρωσίας και για ασφαλτομίγματα. Χαμηλό ποσοστό ισοδυνάμου άμμου χαρακτηρίζει τα αδρανή σαν «μη καθαρά» και είναι ένδειξη για πιθανή ύπαρξη επιβλαβούς ποσότητας λεπτών κόκκων αργίλου. 21

23 3.2.6 Προσδιορισμός του Δείκτη Μπλε του Μεθυλενίου Δοκιμή μπλε του μεθυλενίου (Methylene blue test (MB) CYS EN 933-9).Η δοκιμή μπλε του μεθυλενίου χρησιμοποιείται για τη διακρίβωση της παρουσίας αργιλικών ορυκτών στα αδρανή. Τα αργιλικά ορυκτά είναι υδρόφιλα και διογκώνονται ανάλογα με την περιεκτικότητά τους σε νερό. Η διόγκωση αυτή έχει καταστρεπτικές συνέπειες στα ασφαλτομίγματα καθώς και στο σκυρόδεμα. Η δοκιμή βασίζεται στην αρχή της προσρόφησης επί της ενεργής επιφάνειας των αργιλικών ορυκτών των μορίων του μπλε του μεθυλενίου. Κατά τη δοκιμή μετρείται η ποσότητα του μπλε του μεθυλενίου που χρειάζεται για τη μοριακή επικάλυψη όλων των αργιλικών συστατικών των αδρανών. 3.3 ΠΡΟΣΔΙΟΡΙΣΜΟΣ ΦΥΣΙΚΩΝ ΚΑΙ ΜΗΧΑΝΙΚΩΝ ΙΔΙΟΤΗΤΩΝ ΑΔΡΑΝΩΝ ΥΛΙΚΩΝ ΦΥΣΙΚΕΣ ΙΔΙΟΤΗΤΕΣ Οι φυσικές ιδιότητες,προσδιορίζονται εργαστηριακά και οι δοκιμές που πρέπει να διεξαχθούν για τον υπολογισμό τους είναι : ο υπολογισμός του ειδικού βάρους και η εύρεση της υγρασίας απορρόφησης. Ειδικό Βάρος : αποτελεί αδιάστατο μέγεθος και ορίζεται ως ο λόγος της μάζας μιας μονάδας όγκου του υλικού ως προς την μάζα ίσου όγκου αποσταγμένου νερού,σε μια συγκεκριμένη και σταθερή θερμοκρασία.έτσι, υπολογίζουμε : (α) το μεικτό φαινόμενο βάρος (β) το μεικτό φαινόμενο ειδικό βάρος κορεσμένου και επιφανειακά ξηρού υλικού,(γ) φαινόμενο ειδικό βάρος. Υγρασία Απορρόφησης : αποτελεί φυσική ιδιότητα που επηρεάζει την συμπεριφορά του υλικού κατά την μεταβολή των καιρικών συνθηκών που επιδρούν στο υλικό.η υγρασία απορρόφησης είναι το νερό που εισέρχεται στο πορώδες του υλικού,αυξάνοντας κατά συνέπεια το βάρος του. 22

24 3.3.2 ΜΗΧΑΝΙΚΕΣ ΙΔΙΟΤΗΤΕΣ Οι μηχανικές ιδιότητες των αδρανών υλικών περιλαμβάνουν μία σειρά δοκιμών που προσδιορίζουν την αντοχή τους σε φυσικές δράσεις όπως είναι η τριβή, η κρούση, η απότριψη κ.ά. Οι ιδιότητες αυτές καθορίζουν την ανθεκτικότητα των αδρανών και κατά συνέπεια και των κατασκευών στις οποίες αυτά συμμετέχουν. Οι ιδιότητες αυτές προσδιορίζονται σύμφωνα με τις Ευρωπαϊκές Προδιαγραφές ΕΝ. Στην παρούσα ενότητα παρουσιάζονται οι εργαστηριακές δοκιμές αλλά και ο εξοπλισμός που χρησιμοποιείται για τη διενέργεια των μηχανικών δοκιμών των αδρανών. Δοκιμή micro-deval Η δοκιμή αυτή έχει ως σκοπό να προσδιορίσει την φθορά που θα υποστεί ένα κατάλληλα προσαρμοσμένο δοκίμιο, βάση των προδιαγραφών του ΕΛΟΤ ΕΝ 13450, για τα αδρανή που χρησιμοποιούνται για έρμα των σιδηροδρομικών γραμμών, αν περιστραφεί με συγκεκριμένη σταθερή ταχύτητα και για συγκεκριμένο αριθμό στροφών κάτω από ξηρές ή υγρές συνθήκες. Ως αποτέλεσμα έχει τον προσδιορισμό του συντελεστή micro deval (M DE RB), ο οποίος είναι το εκατοστιαίο ποσοστό του αρχικού δείγματος μειωμένο σε μέγεθος μικρότερο από 1,6mm κατά τη διάρκεια περιστροφής, σύμφωνα με τον πίνακα 3.8. Δηλαδή, μετά την ολοκλήρωση της δοκιμής το κλάσμα που παρακρατείται από το κόσκινο των 1,6mm, χρησιμοποιείται στον υπολογισμό του συντελεστή. ΣΥΝΤΕΛΕΣΤΗΣ micro-deval ΚΑΤΗΓΟΡΙΑ M DE RB 5 M DE RB 5 7 M DE RB 7 11 M DE RB M DE RB 15 > 15 M DE RB Declared Δεν απαιτείται M DE RB NR ΕΙΚΟΝΑ : Κατηγορία συντελεστή micro Deval Στη δοκιμή Micro-Deval, όπως αναφέρθηκε, προσδιορίζεται η αντοχή των αδρανών σε τριβή και κρούση. Η διαφορά σε αυτή την περίπτωση σε σχέση με τις άλλες δοκιμές, είναι ότι η δοκιμή λαμβάνει χώρα παρουσία νερού. Για το λόγο αυτό πολλές φορές 23

25 η Δοκιμή Micro-Deval προτιμάται, καθώς στις φυσικές δράσεις τριβής και κρούσης σχεδόν πάντα συνυπάρχει και φυσική υγρασία. Η συσκευή διαθέτει 4 κυλίνδρους από ανοξείδωτο ατσάλι. Αυτοί περιστρέφονται με σταθερή ταχύτητα σε δύο μεταλλικές περιστρεφόμενες ράβδους, οι οποίες φέρουν αντιολισθητικές επικαλύψεις. Ο πίνακας ελέγχου βρίσκεται στην άκρη της συσκευής και δύναται να προγραμματίσει τον αριθμό των περιστροφών. Μετά το πέρας τους, η συσκευή σταματάει αυτόματα.η συσκευή συμμορφώνεται με τις απαιτήσεις ασφαλείας CE. Για το λόγο αυτό φέρει προστατευτική διάταξη η οποία απομονώνει το χρήστη από τα κινούμενα μέρη ενώ ταυτόχρονα μειώνει τον παραγόμενο θόρυβο κάτω από τα 75 db. Μικροδιακόπτης ασφαλείας δεν αφήνει τη συσκευή να εκκινήσει αν δεν είναι κλειστή η διάταξη ασφαλείας. Πιο αναλυτικά : ΣΥΣΚΕΥΗ : Η συσκευή αποτελείται από: I. Υδατοστεγή και αεροστεγή περιστρεφόμενα τύμπανα διαμέτρου 200mm και μήκους 154mm (το μήκος τους στην περίπτωση των σκύρων είναι 400mm). II. III. IV. Ατσάλινες σφαίρες διαμέτρου 10mm.Ο αριθμός των σφαιρών εξαρτάται από την διαβάθμιση του υλικού που τοποθετείται στο τύμπανο κάθε φορά. Ένα κατάλληλο κινητήρα για την κίνηση του κυλινδρικού δοχείου με σταθερή ταχύτητα περιστροφής (100±5) r/min. Ένα μετρητή, ο οποίος να μπορεί να διακόπτει τη δοκιμή άμεσα και με τον οποίο να μπορούμε να ορίσουμε τον αριθμό των στροφών που επιθυμούμε. V. Το κύριο σώμα της συσκευής αποτελείται από δύο άξονες που περιστρέφονται στον οριζόντιο άξονα με τη βοήθεια του κινητήρα. Οι άξονες αυτοί φέρουν κατάλληλες υποδοχές, ώστε να διατηρούν το κυλινδρικό δοχείο σε συγκεκριμένη σταθερή θέση. ΠΡΟΕΤΟΙΜΑΣΙΑ ΔΟΚΙΜΙΟΥ : Α.ΣΚΥΡΑ Η προετοιμασία του δοκιμίου στηρίζεται στις προδιαγραφές ΕΝ, οι οποίες απαιτούν το κοκκομετρικό κοσκίνισμα του υλικού από τα κόσκινα 50mm,40mm και 31.5mm στη συνέχεια παίρνουμε 2 ξεχωριστά κλάσματα στην τάξη μεγέθους των 31,5mm-40mm και 40mm-50mm. Tο δείγμα των δύο κοκκομετρικών κλασμάτων πλένεται και τοποθετείται σε κλίβανο,όπου ξηραίνεται. Τέλος,αφήνεται στο εργαστήριο για να 24

26 αποκτήσει θερμοκρασία περιββάλοντος. Στην συνέχεια, μειώνουμε το μέγεθος των δύο τροποποιημένων κλασμάτων, σύμφωνα πάντα με τις απαιτήσεις του ΕΝ , και δημιουργούμε 2 δοκίμια δοκιμής για το κάθε κλάσμα, με μέγεθος το καθένα 5000±50g. Τελικά, αναμιγνύουμε ένα δοκίμιο του κλάσματος 31,5mm-40mm με ένα δοκίμιο του κλάσματος 40mm-50mm έτσι ώστε να έχουμε μια τελική μάζα ±100g και το ίδιο κάνουμε και με τα άλλα δύο που έχουμε δημιουργήσει. Η προετοιμασία της δοκιμής ολοκληρώνεται με την τοποθέτηση του καλύμματος όπου βιδώνεται. ΕΚΤΕΛΕΣΗ ΔΟΚΙΜΗΣ : Τελειώνοντας την προετοιμασία του δείγματος όπως αναγράφεται παραπάνω, το κυλινδρικό δοκίμιο τοποθετείται πάνω στους δύο παράλληλους άξονες της συσκευής,οριζόντια, και κλείνει η προστατευτική πόρτα.ο μετρητής προγραμματίζεται με τον κατάλληλο αριθμό των περιστροφών (14000±10).Με το τέλος της δοκιμής το περιεχόμενο της δοκιμής αδειάζεται σε λεκάνη προσεκτικά ώστε να μην έχουμε την παραμικρή απώλεια υλικού. Όλο αυτό το υλικό, στη συνέχεια το αδειάζουμε πάνω στο κόσκινο των 1,6mm, το οποίο έχουμε προστατέψει με το κόσκινο των 8mm και πλένουμε τα υλικά σε ρέον καθαρό νερό.συλλέγουμε τους κόκκους που έχουν συγκεντρωθεί και στα δύο κόσκινα μαζί και τα τοποθετούμε σε έναν κλίβανο στους 110±5 ο C για να ξηρανθούν. Στη συνέχεια, προσδιορίζουμε τη μάζα που παρακρατήθηκε στο κόσκινο των 1,6mm με προσέγγιση gram, σύμφωνα με το Ευρωπαϊκό Πρότυπο ΕΝ ΥΠΟΛΟΓΙΣΜΟΣ ΑΠΟΤΕΛΕΣΜΑΤΩΝ : Η δοκιμή,όπως αναφέρθηκε έχει ως σκοπό τον υπολογισμό του συντελεστή micro- Deval. Έτσι, ακολουθείται η παρακάτω σχέση : M DE RB =(1000 m) / 100 Όπου, m είναι η μάζα του υλικού που συγκρατήθηκε στο κόσκινο με διαμέτρημα οπών 1,6mm. Mε την ολοκλήρωση της δοκιμής και για τα δύο δοκίμια που έχουμε φτιάξει για το συγκεκριμένο δείγμα, θα έχουμε τελικά δύο συντελεστές micro Deval, από τη 25

27 μέση τιμή των οποίων (με προσέγγιση ακεραίου αριθμού) προκύπτει και το τελικό αποτέλεσμα για το δείγμα. ΟΔΟΠΟΪΙΑ Η δοκιμή πραγματοποιείται σε υλικό που διέρχεται από το κόσκινο των 14mm και συγκρατείται στο κόσκινο των 10mm.Επιπλέον η διαβάθμιση του δείγματος θα πρέπει να ικανοποιεί μια από τις ακόλουθες προϋποθέσεις : (a) 60-70% του υλικού να διέρχεται από το κόσκινο των 12,5 mm,(b) 30-40% να διέρχεται από το κόσκινο των 11,2 mm. Το κοσκινισμένο υλικό αρχικά πλένεται και ξηραίνεται στους 110C μέχρι σταθερού βάρους και στην συνέχεια λαμβάνεται αντιπροσωπευτικό δείγμα βάρους 500gr.Το συνολικό βάρος του δείγματος που τοποθετείται στο τύμπανο μαζί με τις σφαίρες θα πρέπει να είναι 5000gr. Στην περίπτωση που δεν είναι εφικτό να συγκεντρωθεί η απαραίτητη ποσότητα δείγματος με την παραπάνω διαβάθμιση,μπορούν να χρησιμοποιηθούν οι εναλλακτικές διαβαθμίσεις με το αντίστοιχο βάρος του φορτίου που φαίνονται στον παρακάτω πίνακα. ΔΙΑΒΑΘΜΙΣΗ (mm) ΣΥΝΟΛΙΚΟ ΒΑΡΟΣ ΦΟΡΤΙΟΥ (σφαίρες +αδρανές σε gr) 4-6,3 2000±5 6, ±5 8-11,2 4400±5 11, ±5 ΕΚΤΕΛΕΣΗ ΔΟΚΙΜΗΣ: Στην συνέχεια τίθεται σε λειτουργία η συσκευή και προγραμματίζεται έτσι ώστε τα τύμπανα να πραγματοποιήσουν 1200 περιστροφές με ρυθμό 1000 στροφές/λεπτό. Στην συνέχεια το υλικό απομακρύνεται από το τύμπανο με προσοχή και πλένεται στο κόσκινο των 8mm,κάτω από το οποίο έχει τοποθετηθεί το κόσκινο των 1,6mm.Το υλικό που έχει συγκρατηθεί στα κόσκινα των 8mm και 1,6 mm,ξηραίνεται στους 110C μέχρι σταθερού βάρους και καταγράφεται. 26

28 ΥΠΟΛΟΓΙΣΜΟΣ ΑΠΟΤΕΛΕΣΜΑΤΩΝ : Ο Δείκτης Micro-Deval σε υγρές συνθήκες υπολογίζεται από τον παρακάτω τύπο με ακρίβεια 0,1 g. M DE = (M 1- M 2 )/Μ 1 Χ 100 όπου Μ 1 το αρχικό βάρος του δείγματος και Μ 2 το συγκρατούμενο βάρος στο κόσκινο με άνοιγμα οπής 1,6 mm μετά την ολοκλήρωση της δοκιμής. ΕΙΚΟΝΑ : ΜΗΧΑΝΗΜΑ ΔΟΚΙΜΗΣ MICRO- Deval (Διακρίνονται τα 4 μικρού μήκους τύμπανα αλλά υπάρχουν και μεγαλύτερα στην περίπωση των σκύρων.) 27

29 Δοκιμή Los Angeles Η δοκιμή της αντοχής των αδρανών σε τριβή και κρούση ή αλλιώς «δοκιμή Los Angeles (LAAV)» υπάγεται στους ελέγχους σκληρότητας και ανθεκτικότητας των αδρανών. Προσδιορίζει την έκταση της φθοράς των αδρανών, τα οποία υπόκεινται σε δράσεις τριβής, λείανσης, θρυμματισμού και κρούσης. Τα αποτελέσματά της αξιολογούνται αναφορικά με τον καθορισμό της συμπεριφοράς των αδρανών σε συνθήκες μηχανικής καταπόνησης. Κατά τη δοκιμή, αδρανές υλικό συγκεκριμένης μάζας και διαβάθμισης εισάγεται σε κυλινδρικό περιστρεφόμενο κάδο. Μαζί με το δείγμα εισάγεται στον κάδο φορτίο σφαιρών ορισμένης διαμέτρου και μάζας συνολικής αλλά και μεμονωμένης για κάθε σφαίρα ανάλογα με τη διαβάθμιση του υλικού. Με την περιστροφή του κάδου, τα αδρανή υποβάλλονται σε δράσεις τριβής που αναπτύσσεται είτε μεταξύ των ίδιων των κόκκων, είτε μεταξύ των κόκκων και των σφαιρών είτε μεταξύ των κόκκων και των τοιχωμάτων του κάδου. Καθώς η στροφή προχωρεί, το εσωτερικό πτερύγιο του κάδου ανασηκώνει προς στιγμή το μίγμα αδρανούς και φορτίου για να το απορρίψει μετά από λίγο, υποβάλλοντας το αδρανές σε δράσεις κρούσεις. Αυτές αναπτύσσονται είτε με την πρόσκρουση των κόκκων στο τοίχωμα του κάδου είτε με την πρόσκρουση των σφαιρών στους κόκκους του αδρανούς. Η διαδικασία επαναλαμβάνεται διαδοχικά μέχρι την ολοκλήρωση 500 στροφών. Το δείγμα απομακρύνεται από τον κάδο, κοσκινίζεται, πλένεται σε ορισμένο κόσκινο και ξηραίνεται μέχρι σταθερής μάζας. Το διερχόμενο του κοσκίνου προς τη μάζα του αρχικού δείγματος που υπέστη τη δοκιμή αποτελεί και το ποσοστό φθοράς του αδρανούς σύμφωνα με τη δοκιμή Los Angeles. ΣΥΝΤΕΛΕΣΤΗΣ LOS ANGELES ΚΑΤΗΓΟΡΙΑ LA RB 12 LA RB LA RB LA RB LA RB LA RB 24 > 24 LA RB Declared Δεν απαιτείται LA RB NR EIKONA : ΚΑΤΗΓΟΡΙΑ ΣΥΝΤΕΛΕΣΤΗ Los Angeles 28

30 ΣΥΣΚΕΥΗ : Η συσκευή αποτελείται από : I. κοίλο τύμπανο, κατασκευασμένο από έλασμα δομικού χάλυβα, σύμφωνα με τις προδιαγραφές της ποιότητας S275 του ΕΝ 10025:1993. Το τύμπανο αυτό είναι κλειστό στα δύο άκρα του, ενώ έχει εσωτερική διάμετρο 711 ± 5mm κι εσωτερικό μήκος 508 ± 5mm. Στηρίζεται σε δύο οριζόντιες ατράκτους που είναι στερεωμένες στα δύο ακραία τοιχώματά του χωρίς όμως να διεισδύουν στο εσωτερικό του, ενώ περιστρέφεται γύρω από έναν οριζόντιο άξονα. Η βάση του μηχανήματος πρέπει να στηρίζεται απευθείας πάνω σε επίπεδο δάπεδο από σκυρόδεμα ή λίθους. Πάνω στο τύμπανο αυτό υπάρχει ένα άνοιγμα με πλάτος 150 ± 3mm, έτσι ώστε να διευκολύνεται η εισαγωγή και η εξαγωγή του δείγματος, το οποίο όμως είναι κατασκευασμένο με τέτοιο τρόπο ώστε να εξασφαλίζεται η στεγανοποίηση του τυμπάνου, πάντα από τον ίδιο χάλυβα. II. φορτίο σφαιριδίων, το οποίο αποτελείται από 12 χαλύβδινα σφαιρίδια,τα οποία κατά την περιστροφή της συσκευής συγκρούονται,προκαλώντας φθορά στο υλικό και το καθένα να έχει διάμετρο μεταξύ 45mm και 49mm, ενώ το συνολικό φορτίο πρέπει να είναι (5210 ± 90)g. III. μοτέρ, που μεταδίδει περιστροφική ταχύτητα στο τύμπανο μεταξύ 31 και 33 στροφές ανά λεπτό, ένα στροφόμετρο, που σταματά αυτόματα το μοτέρ μετά τον απαιτούμενο αριθμό στροφών και τέλος ένα δίσκο για την ανάκτηση του υλικού και του φορτίου των σωματιδίων μετά το τέλος της δοκιμής. ΠΡΟΕΤΟΙΜΑΣΙΑ ΔΟΚΙΜΗΣ : Το υλικό που δουλεύουμε στο εργαστήριο, πρέπει να ζυγίζει 15kg και στην συνέχεια κοσκινίζεται σε κοσκινά διαμετρήματος οπών 50mm,40mm και 31.5mm.Έτσι δημιουργούμε δύο επιμέρους κλάσματα δείγματος της τάξης των 31,5mm 40mm και 40mm 50mm. Στη συνέχεια, πλένουμε κάθε κλάσμα ξεχωριστά και ξηραίνουμε σε κλίβανο στους (110±5)ºC ώστε να αποκτήσουν μια σταθερή μάζα κι αφήνουμε τα κλάσματα να ψυχθούν σε θερμοκρασία δωματίου. Έπειτα, μειώνουμε την μάζα καθενός κλάσματος,έτσι ώστε η κάθε κοκκομετρική κλάση να ζυγίζει 5000gr. 29

31 ΕΚΤΕΛΕΣΗ ΔΟΚΙΜΗΣ : Τελικά έχουμε ένα δείγμα βάρους ± 100g. Σε καθαρό τύμπανο της συσκευής Los Angeles εισάγουμε προσεκτικά τα σφαιρίδια και το δείγμα δοκιμής και τοποθετούμε το κάλυμμα στη θέση του. Στη συνέχεια, περιστρέφουμε το μηχάνημα για στροφές, με σταθερή ταχύτητα μεταξύ 31 και 33 στροφές ανά λεπτό. Αφού η διαδικασία περιστροφής φτάσει στο τέλος της, ανοίγουμε το πλακίδιο,στρέφουμε το κοίλο τύμπανο προς τα κάτω και έτσι αδειάζεται το υλικό στον δίσκο που είναι τοποθετημένος κάτω από το μηχάνημα. Έπειτα, καθαρίζουμε καλά το τύμπανο κι απομακρύνουμε τυχόν λεπτά σωματίδια, δίνοντας ιδιαίτερη προσοχή στην περιοχή γύρω από την προεξοχή. Αφαιρούμε προσεκτικά τα σφαιρίδια από το δίσκο, φροντίζοντας ώστε να μην χαθούν σωματίδια υλικού. Τέλος, αναλύουμε το υλικό με πλύση, και κοσκίνιση σε κόσκινο 1,6mm και το τοποθετούμε στον κλίβανο στους 110±5 ºC. Ο αριθμός και το συνολικό βάρος των σφαιρών που χρησιμοποιούνται,εξαρτάται από την διαβάθμιση του υλικού που μελετάται,όπως φαίνεται και στον παρακάτω πίνακα: ΔΙΑΒΑΘΜΙΣΗ ΑΡΙΘΜΟΣ ΣΦΑΙΡΩΝ ΒΑΡΟΣ ΣΦΑΙΡΩΝ (g) A ±25 B ±25 C ±20 D ±15 E ±25 F ±25 G ±25 Όπως αναφέραμε το προς εξέταση δείγμα ξηραίνεται στους 110C μέχρι σταθερού βάρους.η ποσότητα του συνολικού δείγματος είναι 5000 gr και η κατάλληλη διαβάθμιση επιλέγεται ανάλογα με την εκάστοτε χρήση του υλικού.κατόπιν,συνδιάζεται και λαμβάνεται ποσότητα που αντιστοιχεί σε μια από τις διαβαθμίσεις A,B,C,D,ή E,F,G για τα πίο χονδρόκοκκα αδρανή. 30

32 ΜΕΓΕΘΟΣ ΚΟΣΚΙΝΩΝ(in) ΔΙΑΒΑΘΜΙΣΕΙΣ Διερχ. Συγκρατ. A B C D E F G 3 2 ½ 2500±50 2 ½ ± ½ 5000± ± ±25 1 ½ ± ± ±25 1 ¾ 1250±25 ¾ ½ 1250± ±10 ½ 3/8 1250± ±10 3/8 ¼ 2500±10 ¼ Νο ±10 Νο 4 Νο ±10 Σύνολο 5000± ± ± ± ± ± ±50 Ο δείκτης Los Angeles για τα υπό μελέτη δείγματα προσδιορίστηκε στην διαβάθμιση Α σύμφωνα με τις αμερικάνικες προδιαγραφές,η οποία αντιστοιχεί στις εφαρμογές της οδοποιίας καθώς και στην διαβάθμιση των σκύρων σύμφωνα με τις Ευρωπαϊκές Προδιαγραφές. ΥΠΟΛΟΓΙΣΜΟΣ ΑΠΟΤΕΛΕΣΜΑΤΩΝ: Η δοκιμή,όπως αναφέρθηκε έχει ως σκοπό τον υπολογισμό του συντελεστή Los Angeles.Έτσι ακολουθείται η παρακάτω σχέση : LA = Όπου : m είναι το βάρος που συγκρατείται στο κόσκινο των 1,6mm, σε γραμμάρια. 31

33 ΕΙΚΟΝΑ : ΣΥΣΚΕΥΗ Los Angeles Υπολογισμός του δείκτη αντίστασης σε στίλβωση (PSV) Η δοκιμή στίλβωσης προσδιορίζει την αντίσταση των αδρανών στη λείανση με επίδραση εξωτερικών παραγόντων. Συχνά αναφέρεται με τα αρχικά PSV: Polish Stone Value. Η δοκιμή αποτελείται από δύο στάδια: στο πρώτο στάδιο οι κόκκοι του αδρανούς υφίστανται μία επίδραση λειαντικής (στιλβωτικής) δράσης με τη συσκευή στίλβωσης ενώ στο δεύτερο στάδιο προσδιορίζεται ο βαθμός λείανσης που αυτοί έχουν υποστεί με το βρετανικό εκκρεμές (british pendulum). Η τιμή που λαμβάνεται από το δεύτερο στάδιο ονομάζεται "δείκτης αντίστασης σε στίλβωση". Κόκκοι από το αδρανές ορισμένης διαβάθμισης, τοποθετούνται πάνω σε ειδική κυρτή μεταλλική μήτρα. Τα κενά μεταξύ των κόκκων πληρώνονται με άμμο σε ύψος περίπου 1/4 του ύψους των κόκκων ενώ το υπόλοιπο πληρώνεται με εποξειδική ρητίνη. Μετά την πήξη της ρητίνς, το δοκίμιο απομακρύνεται από τη μήτρα, αφαιρείται η άμμος και τοποθετείται στη συσκευή λείανσης. Η συσκευή φέρει μεταλλικό τροχό, στην περιφέρεια του οποίου τοποθετούνται τόσο τα δοκίμια με τα πρότυπα αδρανή όσο και αυτά με τα υπό εξέταση αδρανή - συνολικά 14 δοκίμια. Καθώς ο τροχός περιστρέφεται κατά τη διάρκεια της δοκιμής, μεταξύ αυτού και των δοκιμίων τροφοδοτείται για τις τρεις (3) πρώτες ώρες χονδρή σμύριδα με παροχή 27gr/min μαζί με περίπου ίση ποσότητα νερού. Στη συνέχεια η διαδικασία επαναλαμβάνεται για άλλες τρεις (3) αυτή τη φορά με λεπτή σμύριδα με παροχή 3gr/min. Μετά το πέρας των 6 ωρών τα δοκίμια τοποθεούνται ένα-ένα στη βάση του βρετανικού εκκρεμούς, το οποίο μετρά την τιμή αντίστασης σε ολίσθηση των λειασμένων αδρανών. Ο δείκτης αντίστασης σε στίλβωση δίνεται από τη σχέση: PSV = S + 52,4 - C όπου: S είναι ο μέσος όρος τιμών αντίστασης σε ολίσθηση λειασμένων αδρανών από τέσσερα (4) δοκίμια και C είναι ο μέσος όρων τιμών αντίστασης σε ολίσθηση 32

34 λειασμένων προτύπων αδρανών από τέσσερα (4) δοκίμια, η τιμή των οποίων είναι 49,5-55,5. ΕΙΚΟΝΑ : ΣΥΣΚΕΥΗ PSV Υπολογισμός του δείκτη φθοράς σε απότριψη (AAV) Η δοκιμή απότριψης αδρανών (Aggregate Abrasion Value - AAV) δίνει το μέτρο της αντίστασης των αδρανών υπό την επίδραση δράσεων τριβής και διενεργείται πάντα σε χονδρόκοκκα αδρανή. Κόκκοι του αδρανούς τοποθετούνται σε ειδική μεταλλική μήτρα. Τα κενά μεταξύ τους πληρώνονται με άμμο μέχρι περίπου τα 3/4 του ύψους τους. Το υπόλοιπο κενό πληρώνεται με εποξειδική ρητίνη. Αφού πήξει η ρητινή, απομακρύνεται η άμμος και το δοκίμιο τοποθετείται στη συσκευή απότριψης. Η συσκευή απότριψης αποτελείται από ένα δίσκο στον οποίο τοποθετούνται αντιδιαμετρικά δύο δοκίμια. Σε αυτά εφαρμόζεται η κεφαλή απότριψης και ένα πρότυπο βάρος. Ο δίσκος περιστρέφεται σε οριζόντιο επίπεδο για 500 στροφές με συχνότητα 28-30rpm. Κατά τη διάρκεια λειτουργίας της συσκευής μεταξύ των αδρανών και της κεφαλής τροφοδοτείται ειδική λειαντική άμμος με παροχή gr/min. Ο δείκτης απότριψης υπολογίζεται συναρτήσει της απώλειας βάρους του δοκιμίου και δίνεται από την εξίσωση: AAV = 3(A-B)/d όπου: Α είναι βάρος του δοκιμίου πριν την απότριψη σε gr, Β είναι βάρος του δοκιμίου μετά την απότριψη, σε gr και d η σχετική πυκνότητα αδρανών πριν την απότριψη. 33