«Πρόγραμμα Ανάπτυξης Βιομηχανικής Έρευνας και Τεχνολογίας (ΠΑΒΕΤ) 2013» Κωδικός έργου: 716-ΒΕΤ-2013

Transcript

1 ΕΛΛΗΝΙΚΗ ΔΗΜΟΚΡΑΤΙΑ ΥΠΟΥΡΓΕΙΟ ΠΑΙΔΕΙΑΣ & ΘΡΗΣΚΕΥΜΑΤΩΝ ΓΕΝΙΚΗ ΓΡΑΜΜΑΤΕΙΑ ΕΡΕΥΝΑΣ & ΤΕΧΝΟΛΟΓΙΑΣ ΕΠΙΧΕΙΡΗΣΙΑΚΑ ΠΡΟΓΡΑΜΜΑΤΑ «ΑΝΤΑΓΩΝΙΣΤΙΚΟΤΗΤΑ & ΕΠΙΧΕΙΡΗΜΑΤΙΚΟΤΗΤΑ» ΚΑΙ ΠΕΡΙΦΕΡΕΙΩΝ ΣΕ ΜΕΤΑΒΑΣΗ ΕΘΝΙΚΟ ΣΤΡΑΤΗΓΙΚΟ ΠΛΑΙΣΙΟ ΑΝΑΦΟΡΑΣ ΕΣΠΑ ΠΡΑΞΗ ΕΘΝΙΚΗΣ ΕΜΒΕΛΕΙΑΣ «Πρόγραμμα Ανάπτυξης Βιομηχανικής Έρευνας και Τεχνολογίας (ΠΑΒΕΤ) 2013» Κωδικός έργου: 716-ΒΕΤ-2013 Τίτλος έργου: Δομικό ελαφροσκυρόδεμα υψηλής επιτελεστικότητας με κίσηρη Έκθεση Ενότητας Εργασίας 04: Πιλοτική παραγωγή σε μονάδα ετοίμου σκυροδέματος Ανάδοχος / Συντονιστής: ΑΓΕΤ ΗΡΑΚΛΗΣ Υπεργολάβος: ΕΟΣ ΕΜΠ ΕΥΡΩΠΑΪΚΗ ΕΝΩΣΗ ΕΥΡΩΠΑΪΚΟ ΤΑΜΕΙΟ ΠΕΡΙΦΕΡΕΙΑΚΗΣ ΑΝΑΠΤΥΞΗΣ ΕΛΛΗΝΙΚΗ ΔΗΜΟΚΡΑΤΙΑ ΥΠΟΥΡΓΕΙΟ ΠΑΙΔΕΙΑΣ & ΘΡΗΣΚΕΥΜΑΤΩΝ (Ε. Π. Ανταγωνιστικότητα και Επιχειρηματικότητα (ΕΠΑΝ ΙΙ), ΠΕΠ Μακεδονίας Θράκης, ΠΕΠ Κρήτης και Νήσων Αιγαίου, ΠΕΠ Θεσσαλίας Στερεάς Ελλάδας Ηπείρου, ΠΕΠ Αττικής)

2 ΦΥΣΙΚΟ ΑΝΤΙΚΕΙΜΕΝΟ Περίληψη πραγματοποιηθεισών εργασιών Παρουσιάζεται συνοπτικά το φυσικό αντικείμενο του έργου όπως διαμορφώθηκε με τη μέχρι τώρα υλοποίησή του. Στο πλαίσιο της τελικής έκθεσης αναφέρεται και η επίτευξη ή μή του τελικού στόχου του έργου. ΕΕ: 4 Πιλοτική παραγωγή σε μονάδα ετοίμου σκυροδέματος Στόχος: Διερεύνηση προβλημάτων κατά την παραγωγή δομικού κισηροδέματος Σειρά βιομηχανικών δοκιμών για παραγωγή παρτίδων δομικού κισηροδέματος πραγματοποιήθηκε στην μονάδα ετοίμου σκυροδέματος της Lafarge Beton Ραφήνας. Στόχος των δοκιμών ήταν: Η διερεύνηση προβλημάτων κατά την παραγωγή δομικού κισηροδέματος: o Καταλληλότητα εξοπλισμού παραγωγής σκυροδέματος κανονικού βάρους και ενδεχόμενες τροποποιήσεις στον εξοπλισμό και στην παραγωγική διαδικασία. o Εκτίμηση επαναληψιμότητας στην ποιότητα του παραγόμενου δομικού κισηροδέματος. o Παραγωγή κισηροδέματος για την κατασκευή μεγάλων δοκιμίων (υποστυλώματα, δοκοί, ινοπλισμένες πλάκες κλπ) για δοκιμές μετρήσεις από Εργαστήριο Οπλισμένου Σκυροδέματος (ΕΟΣ) του ΕΜΠ. Η απόκτηση εμπειρίας στην παραγωγή. Ο έλεγχος και η τροποποίηση των ιδιοτήτων κατά την παραγωγή, την μεταφορά και την διάστρωση. Η αντιμετώπιση απρόβλεπτων καταστάσεων (troubleshooting). Η διαμόρφωση εμπειρικών κανόνων. Η κατασκευή σημαντικού πλήθους μικρών δοκιμίων για εργαστηριακές δοκιμές και μετρήσεις (αντοχή, μέτρο ελαστικότητας κλπ). Παρήχθησαν 11 βιομηχανικά αναμίγματα κισηροδέματος με βάση τα αποτελέσματα των εργαστηριακών δοκιμών στο ΕΚΕΤ και τις πειραματικές και σχεδιαστικές προτάσεις του ΕΟΣ/ΕΜΠ για την επίτευξη επιθυμητών μηχανικών ιδιοτήτων. Τα βιομηχανικά αναμίγματα διακρίνονται σε Κισηρόδεμα με αδρανές μόνο κίσηρη Κισηρόδεμα με μεταλλικές ίνες Κισηρόδεμα με προσθήκη θραυστής άμμου Από τις βιομηχανικές δοκιμές για την παραγωγή δομικού κισηροδέματος συνάγεται ότι: Με την χρήση κίσηρης ΛΑΒΑ ΑΕ κοκκομετρίας 0/8 mm και περιεκτικότητα σε τσιμέντο CEM II42,5 από 390 εως και 477 kg/m 3 παράγεται σε μονάδα σκυροδέματος δομικό ελαφροβαρές σκυρόδεμα με κατηγορίες αντοχής κατά ΕΝ από LC20/22 έως και LC35/38 η και μεγαλύτερες με τον κατάλληλο σχεδιασμό. Ουδεμία τροποποίηση απαιτείται στον εξοπλισμό ή στην παραγωγική διαδικασία μιας μονάδας παραγωγής σκυροδέματος κανονικού βάρους για την παραγωγή δομικού κισηροδέματος Το δομικό κισηρόδεμα μπορεί να είναι ινοπλισμένο ή να περιέχει και θραυστή άμμο για την επίτευξη οικονομικών συνθεσεων για προεντεταμένα στοιχεία.

3 Η πυκνότητα των παραγομένων συνθέσεων βρίσκεται στην περιοχή των τιμών του ελαφροβαρούς σκυροδέματος κατά ΕΝ από D1,4 έως και D1,8. Η διατήρηση της εργασιμότητας του νωπού δομικού κισηροδέματος επιτυγχάνεται για τουλάχιστον 3 h με την χρήση συνήθων προσθέτων σκυροδέματος (επιβρανδυτής πήξης, μειωτής νερού, υπερρευστοποιητής) και την προσθήκη υπερρευστοποιητή έργου. Η μεταφορά και η διαστρωση του δομικού κισηροδέματος δεν διαφέρουν από τις αντίστοιχες του σκυροδέματος κανονικού βάρους. Το δομικό κισηρόδεμα είναι αντλήσιμο. Οι βιομηχανικές δοκιμές έδειξαν ελεγχόμενη επαναληψιμότητα στην σύνθεση και στις ιδιότητες του δομικού κισηροδέματος η οποία μπορεί να βελτιωθεί στην κανονική παραγωγή. Διαμορφώθηκαν εμπειρικοί κανόνες σχεδιασμού δομικού κισηροδέματος ώστε να επιτυγχανεται η επιθυμητή πυκνότητα και αντοχή. Σε μεγάλο πλήθος μικρών δοκιμίων έγιναν εργαστηριακές δοκιμές σε ηλικίες δομικού κισηροδέματος από 3 έως και 90 ημ. και προσδιορίσθηκαν και συσχετίσθηκαν οι τεχνικές ιδιότητες των διαφόρων συνθέσεων. o Θλιπτική αντοχή σε κυβικά και κυλινδρικά δοκίμια. o Πυκνότητα νωπού και ξηρού σε κλίβανο κισηροδέματος. o Αντοχή σε διάρρηξη. o Καμπτική αντοχή σε πρισματικά δοκίμια. o Μέτρο ελαστικότητας. o Εγινε εκτίμηση της επαναληψιμότητας/αβεβαιότητας των μετρήσεων. Αναπτύχθηκε ημιεμπειρική σχέση για την απορροφητικότητα της κίσηρης στο σύστημα του κισηροδέματος. Αναπτύχθηκε μοντέλο που συσχετίζει την θλιπτική αντοχή με την ηλικία του κισηροδέματος. Με το μοντέλο είναι δυνατή η πρόβλεψη της αντοχής των 28 ημερών από την αντοχή δύο νεώτερων ηλικιών. Ο σχεδιασμός των συνθέσεων δομικού κισηροδέματος με κίσηρη 0/8 της ΛΑΒΑ ΑΕ, η παραγωγή, μεtαφορά, άντληση και διάστρωση, οι ιδιότητές του και οι συσχετισμοί τους βρίσκονται σε πλήρη συμφωνία με το ευρωπαϊκό πρότυπο ΕΝ και τα αμερικανικά πρότυπα ACI. Η παρούσα τεχνική έκθεση περιέχει αποτελέσματα πολύ περισσότερα από τα συμβατικά παραδοτέα της ΕΕ04.

4 Αναλυτική Περιγραφή των Ενοτήτων Εργασίας (Ε.Ε.) που υλοποιήθηκαν Περιγράφονται αναλυτικά και με σαφήνεια οι εργασίες της κάθε Ε.Ε. που έχουν πραγματοποιηθεί μέχρι την ημερομηνία υποβολής της ενδιάμεσης/τελικής έκθεσης (μεθοδολογία που ακολουθήθηκε, περιγραφή, πειράματα-δοκιμές, ενδιάμεσα αποτελέσματα, εμπλεκόμενοι φορείς και η συμβολή τους, παραδοτέα). Να αναφερθούν και να αιτιολογηθούν οι αποκλίσεις από τα συμβατικά στοιχεία και οι προοπτικές για τα επόμενα στάδια. ΕΕ: 4 Πιλοτική παραγωγή σε μονάδα ετοίμου σκυροδέματος Στόχος: Διερεύνηση προβλημάτων κατά την παραγωγή δομικού κισηροδέματος 1. ΕΙΣΑΓΩΓΗ Σειρά βιομηχανικών δοκιμών για παραγωγή παρτίδων δομικού κισηροδέματος πραγματοποιήθηκε στην μονάδα ετοίμου σκυροδέματος της Lafarge Beton Ραφήνας. Στόχος των δοκιμών ήταν: Η διερεύνηση προβλημάτων κατά την παραγωγή δομικού κισηροδέματος: o Καταλληλότητα εξοπλισμού παραγωγής σκυροδέματος κανονικού βάρους και ενδεχόμενες τροποποιήσεις στον εξοπλισμό και στην παραγωγική διαδικασία. o Εκτίμηση επαναληψιμότητας στην ποιότητα του παραγόμενου δομικού κισηροδέματος. o Παραγωγή κισηροδέματος για την κατασκευή μεγάλων δοκιμίων (υποστυλώματα, δοκοί, ινοπλισμένες πλάκες κλπ) για δοκιμές μετρήσεις από Εργαστήριο Οπλισμένου Σκυροδέματος (ΕΟΣ) του ΕΜΠ. Η απόκτηση εμπειρίας στην παραγωγή. Ο έλεγχος και η τροποποίηση των ιδιοτήτων κατά την παραγωγή, την μεταφορά και την διάστρωση. Η αντιμετώπιση απρόβλεπτων καταστάσεων (troubleshooting). Η διαμόρφωση εμπειρικών κανόνων. Η κατασκευή σημαντικού πλήθους μικρών δοκιμίων για εργαστηριακές δοκιμές και μετρήσεις (αντοχή, μέτρο ελαστικότητας κλπ). 2. ΕΞΟΠΛΙΣΜΟΣ ΔΙΑΔΙΚΑΣΙΑ ΠΑΡΑΓΩΓΗΣ Η μονάδα ετοίμου σκυροδέματος της Lafarge Beton στην Ραφήνα διαθέτει μονοαξονικό αναμικτήρα βίαιης ανάμιξης ονομαστικού όγκου 4 m 3. Ο όγκος των παραγομένων παρτίδων (batch) στον αναμικτήρα ήταν από 2 έως και 3,25 m 3. Ο συνολικός χρόνος ανάμιξης καθορίσθηκε στα 60 s με βάση προηγούμενη εμπειρία παραγωγής κισηροδέματος πληρώσεων. Το κισηρόδεμα φορτωνόταν σε αυτοκίνητο-αναδευτήρα (βαρέλα) με τελικό φορτίο συνολικού όγκου από 2 έως 6,5 m 3. Τα συστατικά του κισηροδέματος τροφοδοτούνται στον αναμικτήρα με την εξής σειρά με επικάλυψη των χρονικών διαστημάτων τροφοδότησης. Αδρανή Νερό Πρόσθετα σκυροδέματος Τσιμέντο 3. ΠΡΩΤΕΣ ΥΛΕΣ Κατά τις βιομηχανικές δοκιμές για την παραγωγή δομικού κισηροδέματος χρησιμοποιήθηκαν οι εξής πρώτες ύλες:

5 Τσιμέντο CEM II /B-M (P-W-L) 42,5 ΑΓΕΤ ΗΡΑΚΛΗΣ Η θλιπτική αντοχή του CEM II 42,5στις ηλικίες των 2, 7 και 28 ημ. φαίνεται στον Πιν.3.1 Πιν.3.1 Φυσικομηχανικές ιδιότητες του τσιμέντου CEM II 42,5 Αντοχή 2 d ΕΝ MPa 30,1 Αντοχή 7 d MPa 42,4 Αντοχή 28 d MPa 53,0 Ειδική επιφάνεια, Blaine EN cm 2 /g 4552 Κίσηρη 0/8 ΛΑΒΑ ΑΕ Χρησιμοποιήθηκε κίσηρη της ΛΑΒΑ ΑΕ τυπικού μεγέθους κόκκου 0-8 mm με την φυσική της υγρασία. Η κίσηρη της ΛΑΒΑ ΑΕ εξάγεται σε ποικίλες κοκκομετρικές διαβαθμίσεις και ικανοποιεί τα ακόλουθα πρότυπα μεταξύ των οποίων το ευρωπαϊκό και το αμερικανικό πρότυπο ως ελαφροβαρές αδρανές για το δομικό σκυρόδεμα: ΕΝ :2002 Lightweight aggregates for concrete, mortar and grout ΕΝ :2004 Lightweight aggregates for bituminous mixtures and surface treatments and for unbound and bound applications ASTM C Standard Specification for Lightweight Aggregates for Structural Concrete ASTM C Standard Specification for Lightweight Aggregates for Concrete Masonry Units Δεν πραγματοποιήθηκε κορεσμός με νερό. Το αντικείμενο σχολιάζεται στις παραγράφους 11 και 16. Η κοκκομετρική κατανομή της κίσηρης φαίνεται στον Πιν.3.2 Πιν.3.2 Κοκκομετρική κατανομή της κίσηρης EN Ανοιγμα Διερχόμενο, κοσκίνου, mm % 31,5 100, ,0 8 99,4 4 80,2 2 56,9 1 40,4 0,25 22,8 0,075 15,0 Αμμος θραυστή ασβεστολιθική 0/4 Ορισμένες συνθέσεις κισηροδέματος περιείχαν και θραυστή ασβεστολιθική άμμο τυπικού μεγέθους κόκκου 0-4 mm η οποία χρησιμοποιείται στην παραγωγή του σκυροδέματος κανονικού βάρους. Τα φυσικά χαρακτηριστικά της άμμου (κοκκομετρία, ισοδύναμο άμμου, μπλε του μεθυλενίου) φαίνονται στον Πιν.3.3. Πιν.3.3 Χαρακτηριστικά της άμμου 0/4 Κοκκομετρική κατανομή ΕΝ Ανοιγμα κοσκίνου, mm Διερχόμενο, % 4, ,5 95,9 2,0 75,0 1,0 47,1 0,500 31,3 0,250 23,5 0,125 18,7

6 0,075 16,5 0,063 15,7 Ισοδύναμο αμμου, % ΕΝ Μπλε του μεθυλενίου g/kg EN ,25 Πρόσθετα σκυροδέματος Στις βιομηχανικές δοκιμές για την παραγωγή κισηροδέματος χρησιμοποιήθηκαν τα ίδια πρόσθετα με εκείνα της παραγωγής σκυροδέματος κανονικού βάρους. Επιβραδυντής ρευστοποιητής ΕΝ T.10 (Set retarding - Water reducing Plasticizing admixture) Υπερρευστοποιητής ΕΝ T.3.1 & T.3.2 (High range water reducing Superplasticizing admixture) and T.11.1 & T.11.2 (Set retarding / high range water reducing / superplasticizing admixture) Υπερρευστοποιητής προσθήκης στο έργο (για την διόρθωση της εργασιμότητας στο έργο) EN T.3.1 & T.3.2 (High range water reducing Superplasticizing admixture) Μεταλλικές ίνες 60 mm, ZS/N 60/1,0 (hook end steel fibers) Ορισμένες συνθέσεις κισηροδέματος σχεδιάσθηκαν με την προσθήκη χαλύβδινων ινών. Οι ίνες που χρησιμοποιήθηκαν στην παραγωγή έχουν μήκος 60 mm με κεκαμμένα άκρα και ικανοποιούν το πρότυπο EN /2006. Σχέδιο των μεταλλικών ινών και τα τεχνικά τους χαρακτηριστικά φαίνονται στο Σχ.3.1 και στον Πιν ΒΙΟΜΗΧΑΝΙΚΑ ΑΝΑΜΙΓΜΑΤΑ Σχ.3.1 Σχέδιο μεταλλικών ινών Πιν.3.4 Ιδιότητες μεταλλικών ινών Διάμετρος mm 1 ± 0,04 Μήκος L mm 60 ± 5 l, l mm 1-4 h, h mm 1,8-0/+1 Γωνίες α, α deg 45 (min 30) Αντοχή εφελκυσμού N/mm 2 min C % max 0,24 Mn % 0,25 0,50 Si % max 0,05 P % max 0,04 S % max 0,05

7 Παρήχθησαν 11 βιομηχανικά αναμίγματα κισηροδέματος με βάση τα αποτελέσματα των εργαστηριακών δοκιμών στο ΕΚΕΤ και τις πειραματικές και σχεδιαστικές προτάσεις του ΕΟΣ/ΕΜΠ για την επίτευξη επιθυμητών μηχανικών ιδιοτήτων. Τα βιομηχανικά αναμίγματα διακρίνονται σε Κισηρόδεμα με αδρανές μόνο κίσηρη - φέρουν στον συμβολισμό την ένδειξη p (pumice) Κισηρόδεμα με μεταλλικές ίνες - φέρουν στον συμβολισμό την ένδειξη f (fibres) Κισηρόδεμα με προσθήκη θραυστής άμμου - φέρουν στον συμβολισμό την ένδειξη s (sand) Αναλυτικά σχόλια σχετικά με την παραγωγή και τις επιδόσεις των βιομηχανικών αναμιγμάτων παρουσιάζεται παρακάτω για κάθε ένα από αυτά. 5. ΔΟΚΙΜΕΣ ΚΑΙ ΜΕΤΡΗΣΕΙΣ ΣΕ ΝΩΠΟ ΚΙΣΗΡΟΔΕΜΑ Το κάθε βιομηχανικό ανάμιγμα τροφοδοτείται σε παρτίδες (batch) από τον αναμικτήρα στην βαρέλα απ όπου αρχικά λαμβάνονται δείγματα για δοκιμές και μετρήσεις σύμφωνα με τις διαδικασίες της καλής πρακτικής, του ΚΤΣ και του ΕΝ Η βαρέλα παραμένει σε λειτουργία για τουλάχιστον 1 h σε χαμηλή συχνότητα περιστροφής και σε ορισμένα χρονικά διαστήματα λαμβάνονται από την βαρέλα δείγματα για την μέτρηση της εργασιμότητας στον χρόνο ή/και για την διόρθωση της εργασιμότητας με υπερρευστοποιητή προσθήκης στο έργο Οι δοκιμές και μετρήσεις σε νωπό σκυρόδεμα περιλαμβάνουν: Μέτρηση της υγρασίας της κίσηρης πριν την ανάμιξη σε διαφορετικές θέσεις της γραμμής παραγωγής o Στον σωρό της κίσηρης αντιπροσωπευτικό δείγμα από όλο τον όγκο o Στην καρούτα - άνω και κάτω θέση o Στην ταινία μεταφοράς Η μέση φυσική υγρασία της κίσηρης μετρήθηκε από 10 εως και 29% w-b (σε υγρή βάση). Το ποσοστό εξαρτάται από την εποχή (θέρος, χειμώνας) και από την διάρκεια παραμονής στο περιβάλλον ή στα σιλό τροφοδοσίας (καρούτες). Παρατηρήθηκε ότι η μακροχρόνια παραμονή της κίσηρης στην καρούτα έχει ως αποτέλεσμα την σημαντική διαφοροποίηση του ποσοστού υγρασίας Ενδεικτικά σε μια από τις βιομηχανικές δοκιμές μετρήθηκε η μέγιστη διαφορά στο ποσοστό υγρασίας με 19% w-b στην άνω θέση της καρούτας και 25% w-b στην κάτω θέση. Κάθιση σκυροδέματος Διατήρηση ή/και διόρθωση κάθισης στον χρόνο κατά την παραμονή σε αυτοκίνητο αναδευτήρα Περιεκτικότητα σε αέρα (ΕΝ ) 6. ΔΟΚΙΜΕΣ ΚΑΙ ΜΕΤΡΗΣΕΙΣ ΣΕ ΣΚΛΗΡΥΜΕΝΑ ΔΟΚΙΜΙΑ Οι βιομηχανικές δοκιμές έχουν το πλεονέκτημα εκτός της κατασκευής μεγάλων δοκιμίων, την κατασκευή μεγάλου πλήθους σκληρυμένων δοκιμίων. Με τον τρόπο αυτό είναι μπορούν να συσχετισθούν οι μηχανικές ιδιότητες με την ηλικία από το ίδιο ανάμιγμα κισηροδέματος η οι διαφορετικές ιδιότητες (πχ, αντοχή σε θλίψη αντοχή σε κάμψη) στην ίδια ηλικία. Οι δοκιμές και μετρήσεις έγιναν σε σκληρυμένα δοκίμια κισηροδέματος που συντηρήθηκαν σε υγρό θάλαμο θερμοκρασίας 20±2 C σε ηλικίες από 3 έως και 90 ημέρες. Το πλήθος των δοκιμίων που λαμβάνονταν από κάθε βιομηχανικό αναμίγμα ήταν από 12 έως και 82.

8 Οι δοκιμές και μετρήσεις σε σκληρυμένα δοκίμια πραγματοποιήθηκαν στο ΕΚΕΤ και στο ΕΟΣ/ΕΜΠ και περιλαμβάνουν: Θλιπτική αντοχή o Κύβοι 150 mm και 100 mm o Κύλινδροι 150d x 300h mm Αντοχή σε διάρρηξη (Brazilian) ΕΝ o Κύλινδροι 150d x 300h mm Καμπτική αντοχή ASTM C 78 (third point loading) o Πρίσματα 100 x 100 x 500 mm και 150 x 150 x 600 mm Πυκνότητα δοκιμίων o Συντηρημένων σε υγρό θάλαμο o Ξηρών (oven dry) δοκιμίων Για κάθε μέτρηση χρησιμοποιήθηκαν από 2 έως και 4 δοκίμια. Στο σχολιασμό των αποτελεσμάτων των βιομηχανικών δοκιμών στην παράγραφο 7 δεν παρουσιάζονται οι δοκιμές και μετρήσεις σε όλα τα είδη των δοκιμίων (πχ. θλιπτική αντοχή σε κυλινδρικά δοκίμια) αλλά μόνο οι κοινά πραγματοποιημένες σε όλα τα αναμίγματα. Οι υπόλοιπες σχολιάζονται συγκριτικά σε άλλες παραγράφους. Το σύνολο των αποτελεσμάτων των δοκιμών και μετρήσεων παρουσιάζονται για κάθε ανάμιγμα στο ΠΑΡΑΡΤΗΜΑ. 7. ΤΑ ΒΙΟΜΗΧΑΝΙΚΑ ΑΝΑΜΙΓΜΑΤΑ 7.1. ΠΡΟΚΑΤΑΡΤΙΚΕΣ ΒΙΟΜΗΧΑΝΙΚΕΣ ΔΟΚΙΜΕΣ ΜΕ ΚΙΣΗΡΗ. ΤΑ ΑΝΑΜΙΓΜΑΤΑ p Οι δοκιμές αυτές αφορούν στην απόκτηση των πρώτων βιομηχανικών αποτελεσμάτων και αποσκοπούν στην σύγκριση με την βασική εργαστηριακή σύνθεση καθώς και στην επίδραση του λόγου νερού προς τσιμέντο w/c στις ιδιότητες του κισηροδέματος. Πιν Αποτελέσματα των βιομηχανικών αναμιγμάτων p

9 0 0 LAB REF 6137 LAB REF p p p cement II42,5 kg/m pumice 0-8 dry kg/m sand kg/m fibers kg/m pumice moist. kg/m add water kg/m Superplasticizer kg/m 3 6,1 8,1 4,7 4,7 4,8 Retarder-plasticizer kg/m ,3 2,4 2,4 wadd/c kg/m 3 0,38 0,42 0,77 0,58 0,67 wtot/c kg/m 3 1,06 0,88 1,00 0,83 0,91 weff/c kg/m 3 0,33 0,30 0,45 0,33 0,38 water abs. dry-b % 32,2 25,2 25,9 21,7 23,7 total water kg/m pumice moist. wet-b % 22,9 16,6 10,0 10,0 10,0 sand mois. wet-b app. dens. wet kg/m air meas. v/v % air calc. v/v % 9,9 7,0 12,9 14,2 11, flow 10 min cm flow 30 min cm flow 60 min cm slump 10 min cm slump 30 min cm slump 60 min cm cube 150 mm strength. MPa strength vs weff/c 40,0 38,0 36,0 34,0 32,0 30,0 28,0 26,0 24, p 22,0 20,0 1,0 1,5 2,0 2,5 3,0 1/(weff/c)-0,5 Strength 15x15x15 7 d MPa 22,3 29,4 0,0 0,0 0,0 12 d MPa 0,0 0,0 16,8 24,2 20,7 28 d MPa 30,4 38,9 22,0 30,5 26,5 90 d MPa 0,0 44,7 0,0 0,0 0,0 180 d MPa 0,0 48,8 0,0 0,0 Παρήχθησαν τρία βιομηχανικά αναμίγματα με κωδ p, 14047p και 14048p. Τα αποτελέσματα φαίνονται στον Πιν και συγκρίνονται με εκείνα της βασικής εργαστηριακής σύνθεσης LABREF Στον Πιν παρουσιάζεται επίσης η εργαστηριακή σύνθεση LABREF 6137, η οποία παρασκευάσθηκε με κίσηρη υψηλής περιεκτικότητας σε υγρασία. Τα αναμίγματα του Πιν έχουν περιεκτικότητα σε τσιμέντο από 375 έως 400 kg/m 3. Οι τιμές της πυκνότητας του νωπού κισηροδέματος (app. dens. wet) είναι πρακτικά οι ίδιες και στα εργαστηριακά και στα βιομηχανικά αναμίγματα (1640 kg/m 3 ). Αντίθετα, εμφανίζονται διαφορές μεταξύ των δύο εργαστηριακών αναμιγμάτων καθώς και του LABREF 6700 με τα βιομηχανικά αναμίγματα όσον αφορά στις αντοχές. Στον Πιν7.1.1 εμφανίζονται τρεις διαφορετικοί λόγοι w/c. Ο λόγος wtot/c αντιστοιχεί στο συνολικό νερό που περιέχεται στο ανάμιγμα. Ο λόγος wadd/c αντιστοιχεί στο νερό που προστίθεται στο ανάμιγμα (εξαρτάται από την υγρασία των αδρανών και την απορροφητικότητα τους). Ο λόγος weff/c αντιστοιχεί στο δραστικό νερό, δηλαδή στο νερό που δεν είναι απορροφημένο στα αδρανή και συμμετέχει στην εργασιμότητα του σκυροδέματος και στην ενυδάτωση του τσιμέντου. Ο προσδιορισμός του λόγου weff/c δεν είναι άμεσος όπως στην περίπτωση σκυροδέματος με τα συνήθη αδρανή, τα οποία έχουν μικρή απορροφητικότητα. Το θέμα σχολιάζεται στην παράγραφο 11 και 16.

10 Στο σχήμα του Πιν φαίνεται η σχέση μεταξύ του λόγου weff/c και της αντοχής του κισηροδέματος. Ως μεταβλητή χρησιμοποιείται η εμπειρική (1/weff 0,5) όπως περιέχεται στον παρακάτω νόμο Bolomey τροποποιημένο κατά την σταθερά D: S con = Q*S cem *[1/(weff/c)-0,5] + D = G*[1/(weff/c)-0,5] + D [εξ.7.1.1] όπου S con : θλιπτική αντοχή σκυροδέματος Q: συντελεστής εξαρτώμενος κυρίως από την ποιότητα των αδρανών G = Q*S cem S cem : θλιπτική αντοχή τσιμέντου weff/c: λόγος δραστικού νερού/τσιμέντο D: σταθερά Έτσι ερμηνεύεται η καλή συμφωνία μεταξύ των αντοχών 30,4 και 30,5 MPa των αναμιγμάτων LABREF 6137 και 14047p, τα οποία έχουν λόγο weff/c 0,33. Ερμηνεύεται επίσης η διαφορά στις αντοχές 30,4 και 38,9 MPa των εργαστηριακών αναμιγμάτων LABREF 6137 και LABREF 6700 με αντίστοιχους λόγους weff/c 0,33 και 0,30 αντίστοιχα. Για την επίτευξη ίδιας εργασιμότητας (κάθιση cm) μεταξύ των αναμιγμάτων LABREF 6137 και LABREF 6700, η μείωση του λόγου weff/c αντισταθμίστηκε με την αύξηση της περιεκτικότητας του υπερρευστοποιητή στο δεύτερο ανάμιγμα (8,1 kg/m 3 ). Στα βιομηχανικά αναμίγματα η προσθήκη επιβραδυντή στο κισηρόδεμα έγινε με βάση την υπάρχουσα εμπειρία παραγωγής/παράδοσης μη δομικού κισηροδέματος ακολουθώντας την τυπική πρακτική παραγωγής σκυροδέματος κανονικού βάρους. Σε όλα τα βιομηχανικά αναμίγματα κισηροδέματος η αναλογία του επιβραδυντή ρυθμίστηκε στα 0,6 kg/100 kg τσιμέντου και του υπερρευστοποιητή στα 1,2 kg/100 kg τσιμέντου. Είναι εμφανής η επίδραση της αύξησης της περιεκτικότητας του νερού στην αύξηση της εργασιμότητας (εδώ εκφρασμένη ως εξάπλωση) των βιομηχανικών αναμιγμάτων p. Σημειώνεται ότι απαιτείται μικρότερη περιεκτικότητα του υπερρευστοποιητή στα βιομηχανικά αναμίγματα (~ 4,7 kg/m 3 ) σε σχέση με τα εργαστηριακά λόγω του αυξημένου διατμητικού έργου που παρέχεται από τον βιομηχανικό αναμικτήρα όπως επίσης και από την προσθήκη του επιβραδυντή που έχει και ιδιότητες ρευστοποιητή. Σε όλα τα βιομηχανικά αναμίγματα η αναλογία του επιβραδυντή ρυθμίστηκε στα 0,6 kg/ 100 kg τσιμέντου και του υπερρευστοποιητή στα 1,2 kg/ 100 kg τσιμέντου. Θεωρώντας τυπική απόκλιση παραγωγής 3 MPa, το ανάμιγμα 14047p με αντοχή κύβου 28 ημ. 30,5 MPa ικανοποιεί την κατηγορία αντοχής LC20/22. Οι προκαταρτικές δοκιμές έδειξαν ότι ουδεμία τροποποίηση απαιτείται στον εξοπλισμό ή στην διαδικασία για την παραγωγή δομικού κισηροδέματος σε σχέση με την παραγωγή του σκυροδέματος κανονικού βάρους ΔΟΚΙΜΕΣ ΜΕ ΚΙΣΗΡΗ. ΤΟ ΑΝΑΜΙΓΜΑ p Η βιομηχανική δοκιμή με το ανάμιγμα p στοχεύει στην παραγωγή δομικού κισηροδέματος LC20/22 με βάση το προηγούμενο ανάμιγμα 14047p. Η σύνθεση του κισηροδέματος και οι ιδιότητες στην νωπή και σκληρυμένη φάση φαίνονται στον Πιν Το ανάμιγμα p περιέχει τσιμέντο 390 kg/m 3 και κίσηρη (ξηρή μάζα) 803 kg/m 3. Η υγρασία της κίσηρης μετρήθηκε ίση με 29% w-b. Προστέθηκε νερό 142 kg/m 3.

11 Η αρχική κάθιση 15 cm διατηρήθηκε ικανοποιητικά και παρουσίασε μικρή αύξηση στα 20 cm στα 60 min. Η πυκνότητα του νωπού κισηροδέματος μετρήθηκε ίση με 1670 kg/m 3, και η περιεκτικότητα σε αέρα 5,2% v/v σε σύγκριση με την υπολογιζόμενη 4,9%. Σημειώνεται ότι η περιεκτικότητα σε αέρα δεν αντιπροσωπεύει τον συνολικό μη στερεό όγκο του κισηροδέματος επειδή μεγάλο μέρος των κόκκων της κίσηρης περιέχει νερό. Κατασκευάσθηκαν 55 δοκίμια διαφόρων τύπων. Απαιτείται προγραμματισμός της δειγματοληψίας και χωροθέτηση ώστε η πλήρωση των μητρών και η συμπύκνωση του νωπού κισηροδέματος να γίνει με τον ίδιο τρόπο. Ενδιαφέρον παρουσιάζει η μείωση της πυκνότητας του κισηροδέματος στα ξηρά σε κλίβανο δοκίμια από 1646 σε 1374 kg/m 3 (ηλικία 28 ημερών). Σημειώνεται ότι η κατηγορία πυκνότητας του ελαφροσκυρόδεματος ορίζεται στο ξηρό σε κλίβανο υλικό. Σύμφωνα με το πρότυπο ΕΝ το υλικό ικανοποιεί την κατηγορία D1,4. Η σχέση μεταξύ πυκνότητας νωπού και ξηρού κισηροδέματος σχολιάζεται την παράγραφο 12. Θεωρώντας τυπική απόκλιση παραγωγής 3 MPa, το ανάμιγμα p με αντοχή κύβου 28 ημ. 29,8 MPa ικανοποιεί την κατηγορία αντοχής LC20/22. Στα σχήματα του Πιν παρουσιάζεται η ανάπτυξη της θλιπτικής αντοχής του αναμίγματος p με τον χρόνο. Είναι εμφανής η αυξητική τάση της αντοχής και πέραν της ηλικίας των 90 ημ. Η σχέση χρόνου θλιπτικής αντοχής ακολουθεί λογαριθμικό νόμο που είναι τυπικός για το σκυρόδεμα και σχολιάζεται στην παράγραφο 13. Η καμπύλη ανάπτυξης αντοχών σε αρκετές ηλικίες εξασφαλίζει («κανονικοποιεί») αμφισβητούμενες μετρήσεις σε κάποια ηλικία και προτείνεται να κατασκευάζεται και στην περίπτωση κανονικής παραγωγής. Στην περιοχή της ηλικίας ημ. η καμπτική αντοχή μετρήθηκε ίση με 4,2 MPa και η αντοχή σε διάρρηξη (Brazilian) 2,4 MPa. Η αντοχή σε διάρρηξη (Brazilian) δεν εμφανίζει πρακτικά αύξηση από την ηλικία των 29 στην ηλικία των 61 ημ. Το μέτρο ελαστικότητας μετρήθηκε στην ηλικία των 35 ημ. ίσο με 18,3 GPa συμβατό με τις τιμές που δίνονται στην βιβλιογραφία.

12 Πιν Αποτελέσματα του βιομηχανικού αναμίγματος p p p 0 36 cement II42,5 kg/m pumice 0-8 dry kg/m sand kg/m 3 0 fibers kg/m pumice moist. kg/m add water kg/m Superplasticizer kg/m 3 4,6 24 Retarder-plasticizer kg/m 3 2,3 22 wadd/c kg/m 3 0,36 wtot/c kg/m 3 1,21 20 weff/c kg/m 3 0,37 water abs. dry-b % 40,7 18 total water kg/m pumice moist. wet-b % 29,0 14 sand mois. wet-b % 1,0 0, app. dens. wet kg/m Age, day 0 0 air meas. v/v % 5,2 Flex. 10x10x50 C78 Strength 15x15x15 meas. meas. air calc. v/v % 4,9 age, d MPa age, d MPa 0 0,0 7 2,5 7 23,1 slump 10 min cm , ,8 slump 30 min cm , ,2 slump 60 min cm Brazilian 10x30 Mod. elasticity meas. 10x20 meas. app. dens. 28d wet kg/m Cube 150 mm strength, MPa age, d MPa age, d GPa app. dens. 28d oven dry kg/m , ,3 app. dens. 68d wet kg/m ,6 app. dens. 68d oven dry kg/m Cube 150 mm strength, MPa p Age, day

13 7.3. ΔΟΚΙΜΕΣ ΜΕ ΚΙΣΗΡΗ. ΤΟ ΑΝΑΜΙΓΜΑ p Η βιομηχανική δοκιμή με το ανάμιγμα p στοχεύει στην παραγωγή δομικού κισηροδέματος με αυξημένη θλιπτική αντοχή σύμφωνα με τις υποδείξεις του ΕΟΣ/ΕΜΠ. Για την επίτευξη του στόχου, αυξήθηκε σε σχέση με το ανάμιγμα p η περιεκτικότητα σε τσιμέντο από 390 σε 405 kg/m 3 και μειώθηκε λόγος weff/c από 0,37 σε 0,29. Το ανάμιγμα p περιέχει κίσηρη (ξηρή μάζα) 854 kg/m 3. Προστέθηκε νερό 120 kg/m 3. Η υγρασία της κίσηρης μετρήθηκε 24,1% w-b. Η σύνθεση του κισηροδέματος και οι ιδιότητες στην νωπή και σκληρυμένη φάση φαίνονται στον Πιν Η αρχική κάθιση 15 cm διατηρήθηκε πρακτικά αμετάβλητη έως και 60 min. Η πυκνότητα του νωπού κισηροδέματος μετρήθηκε ίση με 1659 kg/m 3 πρακτικά ίση με των δοκιμίων ηλικίας 28 ημ. συντηρημένων σε υγρό θάλαμο (1633 kg/m 3 ). Η πυκνότητα του ξηρού σε κλίβανο κισηροδέματος ηλικίας 28 ημ. μετρήθηκε ίση με 1477 kg/m 3 (κατηγορία D1,6). Κατασκευάσθηκαν 82 δοκίμια διαφόρων τύπων. Θεωρώντας τυπική απόκλιση παραγωγής 3 MPa, το ανάμιγμα p με αντοχή κύβου 28 ημ. 33,5 MPa ικανοποιεί οριακά την κατηγορία αντοχής LC25/28. Στην ηλικία 28 ημ. η καμπτική αντοχή μετρήθηκε ίση με 4,8 MPa. Η αντοχή σε διάρρηξη (Brazilian) μετρήθηκε ίση με 2,1 MPa στις 28 ημ. και 3,1 MPa στις 59 ημ. Το μέτρο ελαστικότητας μετρήθηκε στην ηλικία των 90 ημ. ίσο με 21,1 GPa συμβατό με την αυξημένη αντοχή σε σχέση με το ανάμιγμα p ΔΟΚΙΜΕΣ ΜΕ ΚΙΣΗΡΗ ΚΑΙ ΑΜΜΟ. ΤΟ ΑΝΑΜΙΓΜΑ s Η βιομηχανική δοκιμή με το ανάμιγμα s στοχεύει στην παραγωγή δομικού κισηροδέματος με πλέον αυξημένη θλιπτική αντοχή σύμφωνα με τις υποδείξεις του ΕΟΣ/ΕΜΠ για την κατασκευή δοκών προέντασης. Για την επίτευξη του στόχου, αυξήθηκε σημαντικά η περιεκτικότητα σε τσιμέντο σε 477 kg/m 3, μειώθηκε η περιεκτικότητα σε κίσηρη (ξηρή μάζα) σε 665 kg/m 3 και προστέθηκε θραυστή ασβεστολιθική άμμος 326 kg/m 3. Ο λόγος weff/c υπολογίζεται ίσος 0,29. Η υγρασία της κίσηρης μετρήθηκε 24,1% w-b. Η σύνθεση του κισηροδέματος και οι ιδιότητες στην νωπή και σκληρυμένη φάση φαίνονται στον Πιν Η εργασιμότητα εμφανίζεται μειωμένη με αρχική κάθιση 12 cm και διατηρήθηκε πρακτικά αμετάβλητη έως και 60 min. Η πυκνότητα του νωπού κισηροδέματος μετρήθηκε ίση με 1834 kg/m 3 πρακτικά ίση με των δοκιμίων ηλικίας 28 ημ. συντηρημένων σε υγρό θάλαμο (1843 kg/m 3 ). Η πυκνότητα του ξηρού σε κλίβανο κισηροδέματος ηλικίας 28 ημ. μετρήθηκε ίση με 1738 kg/m 3 (κατηγορία D1,8), αρκετά μικρότερη των 2000 kg/m 3. Κατασκευάσθηκαν 75 δοκίμια διαφόρων τύπων. Θεωρώντας τυπική απόκλιση παραγωγής 3 MPa, το ανάμιγμα 15425s με αντοχή κύβου 28 ημ. 40,1 MPa ικανοποιεί την κατηγορία αντοχής LC30/33. Στην ηλικία 28 ημ. η καμπτική αντοχή μετρήθηκε ίση με 5,3 MPa. Η καμπτική αντοχής στις 7, 28 και 59 ημ. μετρήθηκε αντίστοιχα 5,4, 5,3 και 4,7 MPa υποδεικνύοντας μέτρια αναπαραγωσιμότητα της μεθόδου. Η αντοχή σε διάρρηξη (Brazilian) μετρήθηκε ίση με 2,4 MPa στις 28 ημ. και 3,0 MPa στις 59 ημ. μη διαφέροντας από εκείνες του αναμίγματος p. Το μέτρο ελαστικότητας μετρήθηκε στην ηλικία των 90 ημ. ίσο με 23,8 GPa συμβατό με την αυξημένη αντοχή σε σχέση με το ανάμιγμα p.

14 Cube 150 mm strength, MPa Πιν Αποτελέσματα του βιομηχανικού αναμίγματος p p p cement II42,5 kg/m pumice 0-8 dry kg/m sand kg/m 3 0 fibers kg/m 3 0 pumice moist. kg/m add water kg/m Superplasticizer kg/m 3 4,9 Retarder-plasticizer kg/m 3 2,5 wadd/c kg/m 3 0,30 wtot/c kg/m 3 0,96 weff/c kg/m 3 0,29 water abs. dry-b % 31,9 24 total water kg/m pumice moist. wet-b % 24,1 22 sand mois. wet-b % 1,0 0, app. dens. wet kg/m Age, day 0 0 air meas. v/v % 5,1 Flex. 10x10x50 C78 Strength 15x15x15 meas. meas. air calc. v/v % 10,0 age, d MPa age, d MPa 0 0,0 7 3,3 7 27,2 slump 10 min cm , ,5 slump 30 min cm , ,1 slump 60 min cm Brazilian 10x30 Mod. elasticity meas. 10x20 meas. app. dens. 28d wet kg/m age, d MPa age, d MPa app. dens. 28d oven dry kg/m , ,1 app. dens. 59d wet kg/m ,1 app. dens. 59d oven dry kg/m p Cube 150 mm strength, MPa Age, day

15 Πιν Αποτελέσματα του βιομηχανικού αναμίγματος s s s 0 48 cement II42,5 kg/m pumice 0-8 dry kg/m sand kg/m fibers kg/m pumice moist. kg/m add water kg/m Superplasticizer kg/m 3 5,8 36 Retarder-plasticizer kg/m 3 2,9 34 wadd/c kg/m 3 0,30 wtot/c kg/m 3 0,75 32 weff/c kg/m 3 0,29 water abs. dry-b % 31,9 30 total water kg/m pumice moist. wet-b % 24,1 26 sand mois. wet-b % 1,0 0, app. dens. wet kg/m Age, day 0 0 air meas. v/v % 4,2 Flex. 10x10x50 C78 Strength 15x15x15 meas. meas. air calc. v/v % 6,9 age, d MPa age, d MPa 0 0,0 7 5,4 7 34,8 slump 10 min cm , ,1 slump 30 min cm , ,2 slump 60 min cm Brazilian 10x30 Mod. elasticity meas. 10x20 meas. app. dens. 28d wet kg/m Cube 150 mm strength, MPa age, d MPa age, d GPa app. dens. 28d oven dry kg/m , ,8 app. dens. 59d wet kg/m ,0 app. dens. 59d oven dry kg/m Cube 150 mm strength, MPa s Age, day

16 7.5. ΔΟΚΙΜΕΣ ΜΕ ΚΙΣΗΡΗ ΚΑΙ ΜΕΤΑΛΛΙΚΕΣ ΙΝΕΣ. ΤΟ ΑΝΑΜΙΓΜΑ f40 Η βιομηχανική δοκιμή με το ανάμιγμα f40 στοχεύει στην διερεύνηση των ιδιοτήτων δομικού κισηροδέματος με ονομαστική περιεκτικότητα σε μεταλλικές ίνες 40 kg/m 3. Με βάση την εμπειρία από τα προηγούμενα αναμίγματα επιτεύχθηκε περιεκτικότητα σε μεταλλικές ίνες 42 kg/m 3. Η περιεκτικότητα σε τσιμέντο ήταν 423 kg/m 3 και ο λόγος weff/c υπολογίζεται ίσος με 0,31. Η υγρασία της κίσηρης μετρήθηκε 26,1% w-b. Η σύνθεση του κισηροδέματος και οι ιδιότητες στην νωπή και σκληρυμένη φάση φαίνονται στον Πιν Η εργασιμότητα επιδιώχθηκε στην τυπική αρχική κάθιση 12 cm. Παρουσίασε ικανοποιητικά αργή απώλεια με τον χρόνο (10 cm στα 60 min και 8 cm στα 120 min). Η πυκνότητα του νωπού κισηροδέματος μετρήθηκε ίση με 1755 kg/m 3 πρακτικά ίση με των δοκιμίων ηλικίας 32 ημ. συντηρημένων σε υγρό θάλαμο (1736 kg/m 3 ). Η πυκνότητα του ξηρού σε κλίβανο κισηροδέματος ηλικίας 32 ημ. μετρήθηκε ίση με 1573 kg/m 3 (κατηγορία D1,6). Κατασκευάσθηκαν 62 δοκίμια διαφόρων τύπων και ινοπλισμένες πλάκες για την διερεύνηση των μηχανικών ιδιοτήτων τους από το ΕΟΣ/ΕΜΠ. Σημειώνεται η δυσχέρεια συμπύκνωσης των δοκιμίων με ράβδο λόγω της ύπαρξης των ινών. Θεωρώντας τυπική απόκλιση παραγωγής 3 MPa, το ανάμιγμα f40 με αντοχή κύβου 28 ημ. 34,7 MPa ικανοποιεί την κατηγορία αντοχής LC25/28. Στην ηλικία 28 ημ. η καμπτική αντοχή μετρήθηκε ίση με 4,7 MPa. Η αντοχή σε διάρρηξη (Brazilian) μετρήθηκε ίση με 3,0 MPa στις 28 ημ. και 3,2 MPa στις 60 ημ. Σύγκριση των ιδιοτήτων μεταξύ των αναμιγμάτων γίνεται στην παράγραφο 8. Το μέτρο ελαστικότητας μετρήθηκε στην ηλικία των 90 ημ. ίσο με 18,3 GPa ΔΟΚΙΜΕΣ ΜΕ ΚΙΣΗΡΗ ΚΑΙ ΜΕΤΑΛΛΙΚΕΣ ΙΝΕΣ. ΤΟ ΑΝΑΜΙΓΜΑ f65 Η βιομηχανική δοκιμή με το ανάμιγμα f65 στοχεύει στην διερεύνηση των ιδιοτήτων δομικού κισηροδέματος με αυξημένη περιεκτικότητα σε μεταλλικές ίνες 65 kg/m3. Προκαταρτική δοκιμή έδειξε ότι περιεκτικότητα σε ίνες 70 kg/m 3 είναι οριακά διαχειρίσιμη όσον αφορά στην ομοιογένεια του νωπού κισηροδέματος επειδή δημιουργούνται συμπλέγματα/μπάλες ινών. Επιτεύχθηκε περιεκτικότητα σε μεταλλικές ίνες 65 kg/m 3. Η περιεκτικότητα σε τσιμέντο σε ήταν 414 kg/m 3 και ο λόγος weff/c υπολογίζεται ίσος με 0,28. Η υγρασία της κίσηρης μετρήθηκε 22,0% w-b. Η σύνθεση του κισηροδέματος και οι ιδιότητες στην νωπή και σκληρυμένη φάση φαίνονται στον Πιν Η εργασιμότητα διατηρήθηκε στα cm από τα 20 έως και τα 70 min. Με σκοπό την διερεύνηση, προστέθηκαν 0,77 kg/m 3 υπερρευστοποιητή έργου στην βαρέλα σύμφωνα με την καλή πρακτική (5 min ανάμιξη στην υψηλή συχνότητα περιστροφής). Η κάθιση αυξήθηκε από τα 10 στα 19 cm και μειώθηκε ελαφρώς σε 17 cm στα 120 min. Η πυκνότητα του νωπού κισηροδέματος μετρήθηκε ίση με 1712 kg/m 3 συγκρίσιμη με εκείνη των δοκιμίων ηλικίας 28 ημ. συντηρημένων σε υγρό θάλαμο (1750 kg/m 3 ). Η πυκνότητα του ξηρού σε κλίβανο κισηροδέματος ηλικίας 28 ημ. μετρήθηκε ίση με 1640 kg/m 3 (κατηγορία D1,8). Στον Πιν γίνεται φανερή η μεγαλύτερη διακύμανση της πυκνότητας λόγω της δυσκολίας συμπύκνωσης των δοκιμίων με αυξημένη περιεκτικότητα σε ίνες. Κατασκευάσθηκαν 59 δοκίμια διαφόρων τύπων και ινοπλισμένες πλάκες για την διερεύνηση των μηχανικών ιδιοτήτων τους από το ΕΟΣ/ΕΜΠ. Οι ινοπλισμένες πλάκες σκυροδετήθηκαν με την εργασιμότητα/κάθιση 18 cm Θεωρώντας τυπική απόκλιση παραγωγής 3 MPa, το ανάμιγμα f65 με αντοχή κύβου 28 ημ. 37,9 MPa ικανοποιεί την κατηγορία αντοχής LC25/28 και βρίσκεται οριακά κάτω από την LC30/33. Στην παράγραφο 8 σχολιάζεται η σχέση μεταξύ αντοχής κυλινδρικού (150d x 300h mm) και κυβικού (150 mm) δοκιμίου. Στην ηλικία 28 ημ. η καμπτική αντοχή μετρήθηκε ίση με 4,7 MPa. Η αντοχή σε διάρρηξη (Brazilian) μετρήθηκε ίση με 3,4 MPa στις 28 ημ. και 4,1 MPa στις 59 ημ. Το μέτρο ελαστικότητας μετρήθηκε στην ηλικία των 90 ημ. ίσο με 20,7 GPa.

17 Πιν Αποτελέσματα του βιομηχανικού αναμίγματος f f f cement II42,5 kg/m pumice 0-8 dry kg/m sand kg/m 3 0 fibers kg/m pumice moist. kg/m add water kg/m Superplasticizer kg/m 3 5,0 32 Retarder-plasticizer kg/m 3 2,5 30 wadd/c kg/m 3 0,29 wtot/c kg/m 3 1,01 28 weff/c kg/m 3 0,31 water abs. dry-b % 34,7 26 total water kg/m pumice moist. wet-b % 26,1 22 sand mois. wet-b % 1,0 0, app. dens. wet kg/m Age, day 0 0 air meas. v/v % 5,1 Flex. 10x10x50 C78 Strength 15x15x15 meas. meas. air calc. v/v % 5,3 age, d MPa age, d MPa 0 0,0 21 5,0 7 29,8 slump 10 min cm , ,7 slump 60 min cm , ,2 slump 120 min cm Brazilian 10x30 Mod. elasticity meas. 10x20 meas. app. dens. 32d wet kg/m Cube 150 mm strength, MPa age, d MPa age, d GPa app. dens. 32d oven dry kg/m , ,5 app. dens. 60d wet kg/m ,2 app. dens. 60d oven dry kg/m Cube 150 mm strength, MPa f Age, day

18 Πιν Αποτελέσματα του βιομηχανικού αναμίγματος f f f cement II42,5 kg/m pumice 0-8 dry kg/m sand kg/m 3 0 fibers kg/m pumice moist. kg/m add water kg/m Superplasticizer kg/m 3 5,0 34 Retarder-plasticizer kg/m 3 2,5 32 wadd/c kg/m 3 0,30 wtot/c kg/m 3 0,89 30 weff/c kg/m 3 0,28 water abs. dry-b % 29,2 28 total water kg/m pumice moist. wet-b % 22,0 24 sand mois. wet-b % 1,0 0, app. dens. wet kg/m Age, day 0 0 air meas. v/v % 5,8 Flex. 10x10x50 C78 Strength 15x15x15 meas. meas. air calc. v/v % 11,2 age, d MPa age, d MPa 0 0,0 14 5,5 7 31,2 slump 20 min cm , ,9 slump 70 min cm , ,5 slump 70 min cm 19 slump 120 min cm 17 Brazilian 10x30 Mod. elasticity meas. 10x20 meas. app. dens. 28d wet kg/m Cube 150 mm strength, MPa age, d MPa age, d GPa app. dens. 28d oven dry kg/m , ,7 app. dens. 59d wet kg/m ,0 app. dens. 59d oven dry kg/m ,4 59 4,1 Cube 150 mm strength, MPa f Age, day

19 7.7. ΔΟΚΙΜΕΣ ΜΕ ΚΙΣΗΡΗ ΣΚΥΡΟΔΕΤΗΣΗ ΣΤΟ ΕΟΣ/ΕΜΠ. ΤΟ ΑΝΑΜΙΓΜΑ NTUA p Στόχος της βιομηχανικής δοκιμής με το ανάμιγμα NTUA p ήταν η σκυροδέτηση δομικών στοιχείων από οπλισμένο κισηρόδεμα στο ΕΟΣ/ΕΜΠ και η διερεύνηση της χύτευσης διάστρωσης στην πράξη. Ο σχεδιασμός της σύνθεσης έγινε με βάση την σύνθεση του αναμίγματος p και με απαίτηση για πλέον αυξημένη αντοχή. Η περιεκτικότητα σε τσιμέντο έφτασε στα 443 kg/m3 και ο λόγος weff/c υπολογίζεται ίσος με 0,29. Η υγρασία της κίσηρης μετρήθηκε 20,3% w-b. Η σύνθεση του κισηροδέματος και οι ιδιότητες στην νωπή και σκληρυμένη φάση φαίνονται στον Πιν Η απόσταση της μονάδας ετοίμου σκυροδέματος της Lafarge Beton Ραφήνας από το ΕΜΠ είναι 25 km και ο χρόνος μεταφοράς περίπου 30 min. Η προσέγγιση της βαρέλας στην θέση σκυροδέτησης και η προετοιμασία των μεταλλότυπων ήταν χρονοβόρα. Η χύτευση των δομικών στοιχείων έγινε από την σέσουλα της βαρέλας. Η εργασιμότητα επιδιώχθηκε στην τυπική αρχική κάθιση 15 cm και διατηρήθηκε έως και στα 80 min. Στα 100 min περίπου έγινε διόρθωση με την προσθήκη υπερρευστοποιητή έργου 0,3 kg/m3 για την διευκόλυνση της χύτευσης μέσω πυκνού οπλισμού και της συμπύκνωσης του κισηροδέματος. Η πυκνότητα του νωπού κισηροδέματος μετρήθηκε ίση με 1698 kg/m 3 πρακτικά ίση με των δοκιμίων ηλικίας 28 ημ. συντηρημένων σε υγρό θάλαμο (1693 kg/m 3 ). Η πυκνότητα του ξηρού σε κλίβανο κισηροδέματος ηλικίας 28 ημ. μετρήθηκε ίση με 1576 kg/m 3 (κατηγορία D1,6). Κατασκευάσθηκαν 8 κυβικά (150 mm) και 4 πρισματικά (100x100x500 mm) δοκίμια για την μέτρηση των αντοχών σε θλίψη και κάμψη. Μεγαλύτερο πλήθος κυβικών δοκιμίων δεν θεωρήθηκε απαραίτητο επειδή ήδη υπήρχαν αρκετά δεδομένα πρόβλεψης των αντοχών από τα προηγούμενα βιομηχανικά αναμίγματα. Σημειώνεται η ικανοποιητική πρόβλεψη της θλιπτικής αντοχής των 28 ημ. από την αντοχή των 3 και 8 ημ. με την χρήση τυπικού λογαριθμικού νόμου. Θεωρώντας τυπική απόκλιση παραγωγής 3 MPa, το ανάμιγμα p με αντοχή κύβου 28 ημ. 37,7 MPa ικανοποιεί την κατηγορία αντοχής LC25/28. Στην ηλικία 28 ημ. η καμπτική αντοχή μετρήθηκε ίση με 4,9 MPa και στις 60 ημ. 5,1 MPa ΔΟΚΙΜΕΣ ΜΕ ΚΙΣΗΡΗ ΚΑΙ ΜΕΤΑΛΛΙΚΕΣ ΙΝΕΣ ΣΚΥΡΟΔΕΤΗΣΗ ΣΤΟ ΕΟΣ/ΕΜΠ. ΤΟ ΑΝΑΜΙΓΜΑ NTUA f40 Στόχος της βιομηχανικής δοκιμής με το ανάμιγμα NTUA f40 ήταν η σκυροδέτηση δομικών στοιχείων από ινοπλισμένο κισηρόδεμα στο ΕΟΣ/ΕΜΠ και η διερεύνηση της χύτευσης διάστρωσης στην πράξη. Ο σχεδιασμός της σύνθεσης έγινε με βάση την σύνθεση του αναμίγματος f40. Η περιεκτικότητα σε τσιμέντο ήταν 430 kg/m3 (423 kg/m3 στην f40) και ο λόγος weff/c υπολογίζεται ίσος με 0,29 (0,31 στην f40). Η υγρασία της κίσηρης μετρήθηκε 18,2% w-b. Η σύνθεση του κισηροδέματος και οι ιδιότητες στην νωπή και σκληρυμένη φάση φαίνονται στον Πιν Η χύτευση των δομικών στοιχείων έγινε από την σέσουλα της βαρέλας χωρίς καθυστερήσεις. Η αρχική κάθιση μετρήθηκε ίση με 15 cm και αυξήθηκε σε έφτασε τα 19 cm στα 90 min. Δεν παρατηρήθηκε το ίδιο φαινόμενο στο ανάμιγμα f40. Ο συνολικός όγκος αναμίγματος ήταν για το f40 2,7 m 3 και για το f40 2,5 m 3. Η πυκνότητα του νωπού κισηροδέματος μετρήθηκε ίση με 1737 kg/m 3 πρακτικά ίση με των δοκιμίων ηλικίας 28 ημ. συντηρημένων σε υγρό θάλαμο (1781 kg/m 3 ). Η πυκνότητα του ξηρού σε κλίβανο κισηροδέματος ηλικίας 28 ημ. μετρήθηκε ίση με 1700 kg/m 3 (κατηγορία D1,8). Κατασκευάσθηκαν 8 κυβικά (150 mm) και 4 πρισματικά (100x100x500 mm) δοκίμια. Σημειώνεται η ικανοποιητική πρόβλεψη της θλιπτικής αντοχής των 28 ημ. από την αντοχή των 3 και 7 ημ. Θεωρώντας τυπική απόκλιση παραγωγής 3 MPa, το ανάμιγμα f40 με αντοχή κύβου 28 ημ. 34,4 MPa ικανοποιεί την κατηγορία αντοχής LC25/28.Στην ηλικίες των 28 και 60 ημ. η καμπτική αντοχή μετρήθηκε υψηλή ίση με 5,4 MPa και 5,8 MPa.

20 Cube 150 mm strength, MPa Πιν Αποτελέσματα του βιομηχανικού αναμίγματος NTUA p p cement II42,5 kg/m pumice 0-8 dry kg/m sand kg/m 3 0 fibers kg/m 3 0 pumice moist. kg/m add water kg/m Superplasticizer kg/m 3 5,3 Retarder-plasticizer kg/m 3 2,7 wadd/c kg/m 3 0,33 wtot/c kg/m 3 0,84 weff/c kg/m 3 0,29 water abs. dry-b % 27,7 total water kg/m pumice moist. wet-b % 20,3 26 sand mois. wet-b % 1,0 0, app. dens. wet kg/m Age, day 0 0 air meas. v/v % 5,9 Flex. 10x10x50 C78 Strength 15x15x15 meas. meas. air calc. v/v % 9,9 age, d MPa age, d MPa 0 0,0 3 27,8 slump 20 min cm ,9 8 33,2 slump 30 min cm , ,7 slump 80 min cm ,5 0 0 Cube 150 mm strength, MPa NTUA p NTUA p Age, day app. dens. 28d wet kg/m app. dens. 28d oven dry kg/m app. dens. 60d wet kg/m app. dens. 60d oven dry kg/m

21 Πιν Αποτελέσματα του βιομηχανικού αναμίγματος NTUA f f40 NTUA f cement II42,5 kg/m pumice 0-8 dry kg/m sand kg/m fibers kg/m pumice moist. kg/m add water kg/m Superplasticizer kg/m 3 5,2 32 Retarder-plasticizer kg/m 3 2,6 30 wadd/c kg/m 3 0,36 28 wtot/c kg/m 3 0,83 weff/c kg/m 3 0,29 26 water abs. dry-b % 25,8 24 total water kg/m pumice moist. wet-b % 18,2 20 sand mois. wet-b % 1,0 0, app. dens. wet kg/m Age, day 0 0 air meas. v/v % 5,1 Flex. 10x10x50 C78 Strength 15x15x15 meas. meas. air calc. v/v % 10,2 age, d MPa age, d MPa 0 0,0 3 22,1 slump 10 min cm ,4 7 29,2 slump 60 min cm , ,4 slump 90 min cm ,9 0 0 Cube 150 mm strength, MPa Cube 150 mm strength, MPa NTUA f Age, day app. dens. 28d wet kg/m app. dens. 28d oven dry kg/m app. dens. 60d wet kg/m app. dens. 60d oven dry kg/m

22 7.9. ΔΟΚΙΜΕΣ ΜΕ ΚΙΣΗΡΗ ΚΑΙ AMMO ΣΚΥΡΟΔΕΤΗΣΗ ΣΤΟ ΕΟΣ/ΕΜΠ. ΤΟ ΑΝΑΜΙΓΜΑ NTUA s Στόχος της βιομηχανικής δοκιμής με το ανάμιγμα NTUA s ήταν η σκυροδέτηση δύο προεντεταμένων δοκών στο ΕΟΣ/ΕΜΠ και η διερεύνηση της άντλησης του κισηροδέματος. Ο σχεδιασμός της σύνθεσης έγινε με βάση την σύνθεση του αναμίγματος s, στο οποίο περιέχεται και άμμος. Η περιεκτικότητα σε τσιμέντο ήταν 467 kg/m3 (477 kg/m3 στην s) και ο λόγος weff/c υπολογίζεται ίσος με 0,32 (0,29 στην s). Η υγρασία της κίσηρης μετρήθηκε 23,1% w-b. Η σύνθεση του κισηροδέματος και οι ιδιότητες στην νωπή και σκληρυμένη φάση φαίνονται στον Πιν Η σκυροδέτηση των δοκών έγινε στον πρώτο όροφο του ΕΟΣ/ΕΜΠ με την χρήση αντλίας δικτύου σε απόσταση 30 m από την αντλία. Η αρχική κάθιση μετρήθηκε ίση με 15 cm και εμφάνισε σταδιακή απώλεια φθάνοντας στα 9 cm στα 90 min από την παραγωγή του αναμίγματος. Η θερμοκρασία περιβάλλοντος κατά την διάρκεια της σκυροδέτησης ήταν 30 C. Η έναρξη της σκυροδέτησης καθυστέρησε σημαντικά λόγω εκτάκτων τροποποιήσεων στην πειραματική διάταξη. Η σκυροδέτηση έληξε σε 3,25 h (195 min) από την παραγωγή του αναμίγματος. Η διόρθωση της εργασιμότητας ήταν απαραίτητη κατά την διάρκεια της σκυροδέτησης και επιτεύχθηκε με συνολική προσθήκη 1 kg υπερρευστοπoιητή έργου / m 3 σκυροδέματος (σε 3 δόσεις). Η κάθιση στα 150 min μετρήθηκε ίση με 15 cm και διατηρήθηκε περίπου σε αυτή την τιμή έως το τέλος της σκυροδέτησης. Η πυκνότητα του νωπού κισηροδέματος στο έργο μετρήθηκε ίση με 1790 kg/m 3 ενώ στα δοκίμια ηλικίας 28 ημ. που συντηρήθηκαν σε υγρό θάλαμο ελαφρώς μεγαλύτερη 1865 kg/m 3. Η πυκνότητα του ξηρού σε κλίβανο κισηροδέματος ηλικίας 28 ημ. μετρήθηκε ίση με 1791 kg/m 3 (κατηγορία D1,8) σημαντικά μικρότερη από το άνω όριο των 2000 kg/m 3. Κατασκευάσθηκαν 8 κυβικά (150 mm) και 4 πρισματικά (100x100x500 mm) δοκίμια. Σημειώνεται η ικανοποιητική πρόβλεψη της θλιπτικής αντοχής των 28 ημ. από την αντοχή των 3 και 7 ημ. Θεωρώντας τυπική απόκλιση παραγωγής 3 MPa, το ανάμιγμα s με αντοχή κύβου 28 ημ. 43,3 MPa ικανοποιεί την κατηγορία αντοχής LC35/38.Στην ηλικίες των 28 και 60 ημ. η καμπτική αντοχή μετρήθηκε υψηλή ίση με 5,3 MPa και 5,7 MPa.

23 Cube 150 mm strength, MPa Πιν Αποτελέσματα του βιομηχανικού αναμίγματος NTUA s s cement II42,5 kg/m pumice 0-8 dry kg/m sand kg/m fibers kg/m 3 0 pumice moist. kg/m add water kg/m Superplasticizer kg/m 3 5,6 Retarder-plasticizer kg/m 3 2,8 wadd/c kg/m 3 0,34 wtot/c kg/m 3 0,76 weff/c kg/m 3 0,32 water abs. dry-b % 31,5 total water kg/m pumice moist. wet-b % 23,1 sand mois. wet-b % 1,0 0,0 app. dens. wet kg/m Age, day 0 0 air meas. v/v % 6,4 Flex. 10x10x50 C78 Strength 15x15x15 meas. meas. air calc. v/v % 8,6 age, d MPa age, d MPa 0 0,0 3 32,9 slump 10 min cm ,3 7 38,2 slump 60 min cm , ,3 slump 90 min cm ,3 slump 150 min cm 15 Cube 150 mm strength, MPa NTUA s NTUA s Age, day app. dens. 28d wet kg/m app. dens. 28d oven dry kg/m app. dens. 60d wet kg/m app. dens. 60d oven dry kg/m

24 8. ΣΥΝΟΨΗ ΑΠΟΤΕΛΕΣΜΑΤΩΝ ΚΑΙ ΕΜΠΕΙΡΙΚΟΙ ΣΥΣΧΕΤΙΣΜΟΙ Πιν.8.1 Συνοπτική παρουσίαση συνθέσεων κισηροδέματος και ιδιοτήτων p f p NTUA NTUA NTUA f s p f s cement II42,5 kg/m pumice 0-8 dry kg/m sand kg/m fibers kg/m pumice moist. kg/m add water kg/m Superplasticizer kg/m3 4,6 5,0 4,9 5,3 5,0 5,2 5,8 5,6 Retarder-plasticizer kg/m3 2,3 2,5 2,5 2,7 2,5 2,6 2,9 2,8 wadd/c kg/m3 0,36 0,30 0,30 0,33 0,29 0,36 0,30 0,34 wtot/c kg/m3 1,21 0,89 0,96 0,84 1,01 0,83 0,75 0,76 weff/c kg/m3 0,37 0,28 0,29 0,29 0,31 0,29 0,29 0,32 water abs. dry-b % 40,7 29,2 31,9 27,7 34,7 25,8 31,9 31,5 total water kg/m pumice moist. wet-b % 29,0 22,0 24,1 20,3 26,1 18,2 24,1 23,1 sand mois. wet-b % 1,0 1,0 1,0 1,0 1,0 1,0 1,0 1, ,0 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0 app. dens. wet kg/m air meas. v/v % 5,2 5,8 5,1 5,9 5,1 5,1 4,2 6,4 air calc. v/v % 4,9 11,2 10,0 9,9 5,3 10,2 6,9 8, ,0 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0 slump 10 min cm slump 30 min cm slump 60 min cm slump >= 120 min adjust. cm app. dens. 28d wet kg/m app. dens. 28d oven dry kg/m S7 MPa 23,1 31,2 27,2 33,2 29,8 29,2 34,8 38,2 S28 MPa 29,8 37,9 33,5 37,7 34,7 34,4 40,1 43,3 S60 MPa 33,2 41,5 35,1 40,5 38,2 40,9 45,2 49,3 S7/S28 0,78 0,83 0,81 0,88 0,86 0,85 0,87 0,88 S60/S28 1,11 1,10 1,05 1,07 1,10 1,19 1,13 1,14 Flex 28 MPa 4,2 4,7 4,8 4,9 4,7 5,4 5,3 5,3 Flex 60 MPa 4,8 5,9 5,2 5,1 4,8 5,8 4,7 5,7 Braz 28 MPa 2,4 2,9 2,1 3,0 2,4 Braz 60 MPa 2,6 3,0 3,1 3,2 3,0 E modulus GPa 18,3 20,7 21,1 18,5 23,8 Στον Πιν.8.1 παρουσιάζονται συνοπτικά οι συνθέσεις των βιομηχανικών αναμιγμάτων κισηροδέματος και οι ιδιότητές τους. Επιτυγχάνεται θλιπτική αντοχή (κυβικά δοκίμια 150 mm, ηλικία 20 ημ.) στην περιοχή 29,8 43,3 MPa (εκτιμώμενες κατηγορίες αντοχής από LC 20/22 έως και LC 35/38), με περιεκτικότητα σε τσιμέντο από CEM II 42,5 από 390 έως 477 kg/m3 και σε κίσηρη (ξηρή μάζα) από 649 έως και 901 kg/m 3. Η πυκνότητα του ξηρού σε κλίβανο κισηροδέματος μετρήθηκε από 1374 (κατηγορία D1,4) έως και 1791 kg/m 3 (κατηγορία D1,8). Στον Πιν.8.1 συγκρίνονται τα ζεύγη των αναμιγμάτων (15428 p p), (15488 f f40) (15454 s s). Το δεύτερο μέλος του κάθε ζεύγους είναι ανάμιγμα που σκυροδετήθηκε στο ΕΟΣ/ΕΜΠ και σχεδιάσθηκε/τροποποιήθηκε με βάση το ανάμιγμα του πρώτου μέλους. Τα αναμίγματα του κάθε ζεύγους παρήχθησαν με διαφορά 3-4 εβδομάδων μέσα στην κανονική παραγωγή της μονάδας σκυροδέματος. Η συμφωνία είναι ικανοποιητική, τα ζεύγη τα αποτελέσματα δίνουν μια εκτίμηση των αποκλίσεων σε περιστασιακή παραγωγή. Οι διαφορές αναμένεται να μειωθούν όταν η παραγωγή είναι συνεχής. Στο Σχ.8.1 παρουσιάζονται εμπειρικοί συσχετισμοί μεταξύ της περιεκτικότητας σε τσιμέντο και των ιδιοτήτων του δομικού κισηροδέματος. Η περιεκτικότητα σε τσιμέντο δεν είναι η μοναδική μεταβλητή σχεδιασμού στην πράξη συσχετίζεται όμως γραμμικά με τους λόγους w/c.

25 Compressive strength 28 d, MPa Density dry oven 28 d, kg/m y = 0,123x - 16,598 R² = 0, cement, kg/m y = 3,9667x - 102,01 R² = 0,7315 w tot / c Oven-dry density at 28 d, kg/m3 1,60 1,50 1,40 1,30 1,20 1,10 1,00 0,90 0,80 0,70 y = -0,0044x + 2,8157 R² = 0,7584 0, cement, kg/m 3 y = 28,703x + 562,57 R² = 0, ,0 20,0 30,0 40,0 50,0 cement, kg/m 3 Compressive strength at 28 d, MPa Σχ.8.1 Εμπειρικές σχέσεις σχεδιασμού κισηροδέματος

26 Οι συσχετισμοί αυτοί μπορούν να χρησιμοποιηθούν με καλή προσέγγιση για τις πρώτες ύλες και τις συνθήκες παραγωγής των αναμιγμάτων του παρόντος ερευνητικού έργου (υγρασία κίσηρης 18-30% w-b) και επίσης ενδεικτικά στον σχεδιασμό δομικού κισηροδέματος. Πχ. για απαιτούμενη αντοχή 40 MPa η πυκνότητα του ξηρού σε κλίβανο κισηροδέματος αναμένεται να είναι περίπου 1700 kg/m 3 και η περιεκτικότητα σε τσιμέντο περίπου 430 kg/m ΣΧΕΣΗ ΘΛΙΠΤΙΚΗΣ ΑΝΤΟΧΗΣ ΜΕΤΑΞΥ ΚΥΒΙΚΩΝ ΚΑΙ ΚΥΛΙΝΔΡΙΚΩΝ ΔΟΚΙΜΙΩΝ Η κατασκευή μεγάλου πλήθους δοκιμίων κατά τις βιομηχανικές δοκιμές επιδιώχθηκε ώστε να μελετηθούν σε έκταση οι τεχνικές ιδιότητες του δομικού κισηροδέματος και οι συσχετισμοί τους και να διαμορφωθούν εμπειρικοί κανόνες για την παραγωγή, τις επιδόσεις και τις ιδιότητες του. Η θλιπτική αντοχή των βιομηχανικών αναμιγμάτων μετρήθηκε σε κυβικά δοκίμια ακμής 150 mm, που αποτελούν και το μεγαλύτερο πλήθος, σε κυλινδρικά δοκίμια 150d x 300 h mm και σε κυβικά δοκίμια ακμής 100 mm. Ο συσχετισμός των μετρήσεων (για την ίδια ηλικία δοκιμίων) παρουσιάζεται στον Πιν.9.1. Πιν.9.1 Συσχετισμός θλιπτικής αντοχής μεταξύ διαφορετικών τύπων δοκιμίων cyl. 150x300 mm, compressive stength, MPa strengths: cylinder 150x300 mm vs cube 150 mm 50,0 45,0 40,0 35,0 y = 1,0181x R² = 0, ,0 30,0 35,0 40,0 45,0 50,0 cube 150 mm, compressive stength, MPa cube, 150 cube 100 cube 150 cyl 150x300 MPa MPa MPa MPa 19,3 19,9 32,4 30,1 23,1 20,7 32,4 32,7 24,1 24,8 32,7 32,0 28,3 27,4 33,9 35,0 28,7 27,4 34,5 34,5 29,9 27,5 34,7 36,6 33,3 34,0 35,1 36,1 33,5 30,1 35,8 37,5 34,8 32,6 37,9 38,2 35,1 38,5 38,2 38,6 36,8 42,4 40,1 40,6 37,9 38,2 41,5 40,0 38,2 41,1 43,1 44,2 40,1 43,1 45,0 49,0 41,5 40,0 45,2 46,8 45,2 48,0 Any strength is an average of at least two specimens. Red figures is a result of calcs. cube 100 mm, compressive stength, MPa 50,0 45,0 40,0 35,0 30,0 25,0 20,0 strengths: cube 100 mm vs cube 150 mm y = 1,0166x R² = 0, ,0 15,0 20,0 25,0 30,0 35,0 40,0 45,0 50,0 cube 150 mm, compressive stength, MPa EN C16/20 LC16/18 C20/25 LC20/22 C25/30 LC25/28 C30/37 LC30/33 C35/45 LC35/38 C40/50 LC40/44

27 Τα αποτελέσματα του Πιν.9.1 δείχνουν ότι με την χρήση των ελληνικών πρώτων υλών η σχέση θλιπτικής αντοχής μεταξύ κυλινδρικών και κυβικών δοκιμίων κισηροδέματος διαμορφώνεται ως: S cyl 150 = 1,02 S cub 150 όπου: S cyl 150 : S cub 150 : θλιπτική αντοχή κυλινδρικών δοκιμίων 150d x 300 h mm θλιπτική αντοχή κυβικών δοκιμίων ακμής 150 mm [εξ.9.1] Πρακτικά δηλαδή η θλιπτική αντοχή των κυβικών δοκιμίων είναι ίση με την θλιπτική αντοχή των κυλινδρικών δοκιμίων. Κατά την παραγωγή των βιομηχανικών αναμιγμάτων κισηροδέματος ελήφθησαν περισσότερα κυλινδρικά δοκίμια από αυτά που αντιστοιχούν στις αντοχές του Πιν.8.1. Μερικά από αυτά χρησιμοποιήθηκαν για την μέτρηση της θλιπτικής αντοχής χωρίς να έχουν επιπεδωθεί δίνοντας μη συσχετίσιμα αποτελέσματα. Ενδιαφέρον επίσης παρουσιάζει η σχέση αντοχής μεταξύ των κυβικών δοκιμίων ακμής 150 mm και των δοκιμίων ακμής 100 mm: S cub 100 = 1,02 S cub 150 όπου: S cub 100 : θλιπτική αντοχή κυβικών δοκιμίων ακμής 100 mm [εξ.9.2] Και σε αυτή την περίπτωση η θλιπτική αντοχή των κυβικών δοκιμίων ακμής 150 mm είναι πρακτικά ίση με την θλιπτική αντοχή των κυβικών δοκιμίων ακμής 100 mm ενώ στο σκυρόδεμα κανονικού βάρους αναμένεται η θλιπτική αντοχή των κυβικών δοκιμίων ακμής 150 mm να είναι μικρότερη από την θλιπτική αντοχή των κυβικών δοκιμίων ακμής 100 mm. Θα ήταν σκόπιμη η πραγματοποίηση μελέτης με αντικείμενο την θραυστομηχανική του κισηροδέματος. H σχέση αντοχής μεταξύ κυλινδρικών και κυβικών δοκιμίων της εξ.9.1 διαφέρει από την εξαγόμενη με βάση τις κατηγορίες αντοχής ελαφροσκυροδέματος (LC) του προτύπου EN 206-1, η οποία είναι: EN S cyl 150 = 0,909 S cub 150 [εξ.9.3] Όμως στο πρότυπο ΕΝ 206-1:2013/Table 13 σημειώνεται με σαφήνεια ότι για τον χαρακτηρισμό του ελαφροσκυροδέματος η σχέση χαρακτηριστικής αντοχής του δοκιμίου αναφοράς, που είναι το κυλινδρικό δοκίμιο, και κυβικού δοκιμίου μπορεί να είναι διαφορετική εφ όσον και τεκμηριώνεται επαρκώς. Για την σύγκριση σχολιάζονται παρακάτω σχετικά αποτελέσματα από το ερευνητικό έργο EuroLightCon, στο οποίο οι αναφορές σε κισηρόδεμα είναι λίγες. Από τα δεδομένα της τεχνικής έκθεσης BE3942R17 Properties of LWAC made with natural lightweight aggregates /Graph 3, που αφορούν κισηρόδεμα με κίσηρη Ισλανδίας και άμμο, εξάγεται η σχέση εξ.9.4: EuroLightCon S cyl 150 = 0,935 S cub 100 [εξ.9.4] Στην ίδια τεχνική έκθεση (p. 16) γίνεται αναφορά σε άλλη τεχνική έκθεση κατά την οποία η σχέση αντοχής ελαφροβαρούς σκυροδέματος μεταξύ κυβικών δοκιμίων ακμής 150 mm και κυβικών δοκιμίων ακμής 100 mm είναι: EuroLightCon S cub 150 = 0,981 S cub 100 [εξ.9.5]

28 Από τις εξ.9.4 και 9.5 συνάγεται: EuroLightCon S cyl 150 = 0,935/0,981 S cub 150 = 0,953 S cub 150 [εξ.9.6] Με βάση τον προηγούμενο σχολιασμό τα βιομηχανικά αναμίγματα θα μπορούσαν να κατηγοριοποιηθούν όπως στον Πιν.9.2 με την παραδοχή τυπικής απόκλισης 3 MPa. Πιν.9.2 Κατηγορία αντοχής βιομηχανικών αναμιγμάτων p f p NTUA NTUA NTUA f s p f s S28 cube 150 mm MPa 29,8 37,9 33,5 37,7 34,7 34,4 40,1 43,3 S28 cube 150 mm - 1,64*3 MPa 24,9 32,9 28,6 32,8 29,8 29,5 35,2 38,4 EN typical LC 20/22 LC 25/28 LC 25/28 LC 25/28 LC 25/28 LC 25/28 LC 30/33 LC 35/38 Current results acc. EN 206-1, Table 13, note a LC 20/20 LC 30/30 LC 25/25 LC 30/30 LC 25/25 LC 25/25 LC 35/35 LC 35/ ΣΧΕΣΗ ΚΑΜΠΤΙΚΗΣ ΑΝΤΟΧΗΣ ΜΕΤΑΞΥ ΠΡΙΣΜΑΤΙΚΩΝ ΔΟΚΙΜΙΩΝ Για την μέτρηση της καμπτικής αντοχής κατά ASTM C 78 χρησιμοποιήθηκαν κυρίως πρισματικά δοκίμια 100x100x500 mm. Στα αναμίγματα p και s κατασκευάσθηκαν επίσης πρισματικά δοκίμια 150x150x600 mm για την σύγκριση των αποτελεσμάτων όπως φαίνεται στον Πιν Πιν.10.1 Σύγκριση καμπτικής αντοχής μεταξύ πρισματικών δοκιμίων Flexural strength ASTM C x100x x150x600 mm mm Δ MPa MPa MPa age, d p 7 3,3 28 4,8 4,0 0,8 35 3,3 38 4,0 59 5,2 4,3 0, s 7 5,4 4,8 0,6 28 5,3 5,5-0,1 59 4,7 5,1-0,5 Εύκολα και χωρίς την χρήση στατιστικών μεθόδων φαίνεται να μην υπάρχει συσχέτιση, απoτέλεσμα που αποδίδεται στο μικρό πλήθος των δοκιμίων με κοινή ηλικία (5) και κυρίως στο μικρό εύρος τιμών της καμπτικής αντοχής (5,4-4,7= 0,7 MPa). Το εύρος των τιμών 0,7 MPa είναι μόλις το διπλάσιο της τυπικής απόκλισης της μέτρησης της καμπτικής αντοχής. Η τυπική απόκλιση υπολογίσθηκε ίση με 0,34 MPa όπως παρουσιάζεται στην παράγραφο 15. Από τα δύο μεγέθη προτιμήθηκε η χρήση μητρών και δοκιμίων με διάσταση 100x100x500 mm επειδή είναι πλέον διαχειρίσιμα τόσο για τις διαστάσεις όσο και για το βάρος. 11. ΕΚΤΙΜΗΣΗ ΤΟΥ ΛΟΓΟΥ weff/c Κατά την ανάμιξη των συστατικών του σκυροδέματος ένα μέρος της μάζας του νερού, που προστίθεται, απορροφάται στους πόρους των αδρανών όταν αυτά δεν είναι ήδη κορεσμένα. Στην περίπτωση των αδρανών κανονικού βάρους θεωρείται ότι κατά την ανάμιξη απορροφάται μέχρι κορεσμού μέρος από το προστιθέμενο νερό. Σημειώνεται ότι όταν τα αδρανή περιέχουν αργιλικές προσμίξεις η απορρόφηση δεν γίνεται αμέσως.

29 Για το νερό που προστίθεται στο σκυρόδεμα ισχύει το ισοζύγια μάζας: weff/c = wadd/c - wabs/c [εξ.11.1] όπου: c: μάζα τσιμέντου που περιέχεται σε 1 m 3 νωπού σκυροδέματος wadd: μάζα νερού που προστίθεται στο σκυρόδεμα, ανηγμένη σε 1 m 3 νωπού σκυροδέματος weff: μάζα του ενεργού νερού, δηλ. νερού που παραμένει στην φάση της τσιμεντόπαστας, ανηγμένη σε 1 m 3 νωπού σκυροδέματος wabs: μάζα απορροφημένου νερού στα αδρανή, ανηγμένη σε 1 m 3 νωπού σκυροδέματος Στην περίπτωση των συνήθων αδρανών κανονικού βάρους ισχύει wabs/c = wsat/c (συνήθη αδρανή) [εξ.11.2] όπου: wsat: μάζα νερού κορεσμού των αδρανών, ανηγμένη σε 1 m 3 νωπού σκυροδέματος Οπότε από εξ.11.1 και εξ.11.2 υπολογίζεται το weff weff/c = wadd/c wsat/c (συνήθη αδρανή) [εξ.11.3] Η μάζα wsat προσδιορίζεται με εργαστηριακές δοκιμές στα αδρανή και έτσι είναι άμεσος ο προσδιορισμός του λόγου δραστικού νερού προς τσιμέντο weff/c, ο οποίος επιδρά στην εργασιμότητα, την αντοχή και την ανθεκτικότητα του σκυροδέματος. Σε αντίθεση με τα συνήθη αδρανή κανονικού βάρους, η κίσηρη είναι ελαφροβαρές αδρανές με ανοικτό πορώδες και μεγάλη τιμή απορροφητικότητας. Στην περίπτωση χονδρόκοκκου υλικού φθάνει το 33% w-b = 50% d-b όταν η απορρόφηση γίνεται μετά την εφαρμογή κενού. Δηλ. 100 kg ξηρής χονδρόκοκκης κίσηρης απορροφούν έως και 50 kg νερό. Όμως κατά την ανάμιξη των συστατικών του κισηροδέματος η κίσηρη δεν απορροφά νερό μέχρι κορεσμού επειδή: Μέρος του αέρα που περιέχεται στην κίσηρη δεν απομακρύνεται αμέσως, αλλά εγκλωβίζεται στους πόρους από το ήδη απορροφημένο νερό εμποδίζοντας την περαιτέρω απορρόφηση ή μειώνοντας σημαντικά τον ρυθμό απορρόφησης. Υπάρχει ισορροπία κατανομής μεταξύ των περιεκτικοτήτων του νερού που τελικά απορροφάται από την κίσηρη και του νερού που περιέχεται στην τσιμεντόπαστα. Ετσι αντί της εξ.11.2 ισχύει η wabs wsat (κίσηρη) [εξ.11.4] και ο υπολογισμός της περιεκτικότητας του νωπού κισηροδέματος σε δραστικό νερό δεν είναι άμεσος. Στα επόμενα περιγράφεται συνοπτικά η μέθοδος που ακολουθήθηκε για την εκτίμηση του λόγου weff/c. Θεωρούμε ότι η περιεκτικότητα του νερού στην κίσηρη μετά την ανάμιξη των συστατικών του κισηροδέματος εξαρτάται γραμμικά από δύο δυναμικά: στην ήδη περιεχόμενη υγρασία στην κίσηρη, η οποία όσο μεγαλύτερη είναι τόσο μικρότερο είναι το δυναμικό απορρόφησης την ποσότητα του προστιθέμενου νερού, η οποία όσο μεγαλύτερη είναι τόσο μεγαλύτερο είναι το δυναμικό απορρόφησης στην κίσηρη Ετσι διατυπώνεται μια γραμμική σχέση: pabs = pm + a*pm + b*wadd/c [εξ.11.5]

30 όπου: wabs: περιεκτικότητα του νερού στην κίσηρη μετά την ανάμιξη των συστατικών του σκυροδέματος, εκφρασμένη σε ξηρή βάση κίσηρης (d-b) pm: αρχική υγρασία κίσηρης, εκφρασμένη σε ξηρή βάση κίσηρης (d-b) a, b: παράμετροι γραμμικής σχέσης Και η wabs υπολογίζεται από: wabs = pabs*p [εξ.11.6] όπου: p: μάζα ξηρής κίσηρης που περιέχεται σε 1 m 3 νωπού σκυροδέματος Θεωρούμε ότι ισχύει ο νόμος Bolomey τροποποιημένος κατά την σταθερά D (εξ.7.1.1): S con = G*[1/(weff/c)-0,5] + D [εξ.7.1.1] Από τις εξ.11.1, εξ.11.5, εξ.11.6 και εξ έχουμε: S con = G*[1/(wadd/c (pm +a*pm +b*wadd/c)*p/c)-0,5] + D [εξ.11.7] Σε κάθε ανάμιγμα κισηροδέματος είναι γνωστές πειραματικά οι μεταβλητές S con, wadd/c, cm, p και c. Οι παράμετροι G, D, a και b μπορούν να προσδιορισθούν από την εξ.11.7 και τα πειραματικά δεδομένα με την χρήση μεθόδου ελαχιστοποίησης του αθροίσματος των τετραγώνων SSQ: SSQ = Σ (S con meas S con calc )^2 όπου: S con exp : μετρούμενη αντοχή δοκιμίων αναμιγμάτων, MPa S con calc : υπολογιζόμενη αντοχή δοκιμίων αναμιγμάτων, MPa [εξ.11.8] Μετά τον προσδιορισμό των παραμέτρων G, D, a και b προσδιορίζεται για κάθε ανάμιγμα o λόγος weff/c από την εξ.11.9, η οποία προέρχεται από τις εξ.11.1, εξ.11.5 και εξ weff/c = wadd/c wabs/c = wadd/c (pm + a*pm + b*wadd/c)*p/c [εξ.11.9] Τα αποτελέσματα φαίνονται στον Πιν Για την εκτίμηση των παραμέτρων G, D, a και b μέσω της εξ.11.7 δεν χρησιμοποιήθηκαν τα πειραματικά δεδομένα των αναμιγμάτων s και NTUA s. Τα αναμίγματα αυτά περιέχουν κίσηρη και άμμο και αναμένεται οι παράμετροι G και D να έχουν διαφορετικές τιμές από εκείνες των άλλων αναμιγμάτων που περιέχουν μόνο κίσηρη. Παρατηρείται ότι η παράμετρος a λαμβάνει αρνητική τιμή και η παράμετρος b θετική τιμή σε συμφωνία με την διατύπωση των δυναμικών κατανομής του νερού στην φάση της κίσηρης και στην φάση της τσιμεντόπαστας. Επαναδιατυπώνοντας, όσο αυξάνεται η υγρασία της κίσηρης μειώνεται η ικανότητα απορρόφησης νερού και όσο αυξάνεται η περιεκτικότητα του προστιθέμενου νερού στο ανάμιγμα τόσο αυξάνεται η ικανότητα απορρόφησης νερού από την κίσηρη. Όταν η υγρασία της κίσηρης είναι μεγαλύτερη από περίπου 22% d-b (18% w-b) η κίσηρη δεν εμφανίζει σημαντική απορροφητικότητα. Σημειώνεται η σημαντική αύξηση στο απορροφούμενο νερό στα αναμίγματα p, στα οποία η υγρασία της κίσηρης ήταν 11,1% d-b (10,0% w-b). Στο σχήμα του Πιν.11.1 αριστερά παρουσιάζεται η καλή συμφωνία μετρούμενων και υπολογιζόμενων τιμών αντοχής. Στο σχήμα δεξιά εμφανίζεται η γραμμικότητα μεταξύ της παραμέτρου 1/(weff/c)-0,5 και της πειραματικής αντοχής των αναμιγμάτων.

31 Πιν.11.1 Αποτελέσματα προσδιορισμού των παραμέτρων G, D, a, b και του weff/c LAB REF 6137 (2013) LAB REF p p p p f p NTUA p f40 NTUA f s NTUA s cement II42,5 c kg/m pumice 0-8 dry p kg/m sand kg/m fibers kg/m pumice moist. kg/m add water wadd kg/m wadd/c kg/m3 0,38 0,42 0,77 0,58 0,67 0,36 0,30 0,30 0,33 0,29 0,36 0,30 0,34 wtot/c kg/m3 1,06 0,88 1,00 0,83 0,91 1,21 0,89 0,96 0,84 1,01 0,83 0,75 0,76 total water wtot kg/m pumice moist. wet-b % 22,9 16,6 10,0 10,0 10,0 29,0 22,0 24,1 20,3 26,1 18,2 24,1 23,1 sand mois. wetb % 1,0 1,0 1,0 1,0 1,0 1,0 1,0 1,0 1,0 1,0 1,0 1,0 1,0 S28 meas. Scon MPa 30,4 38,9 22,0 30,5 26,5 29,8 37,9 33,5 37,7 34,7 34,4 40,1 43,3 pumice moist. d-b final water in pumice d-b pm wabs % 29,7 19,9 11,1 11,1 11,1 40,8 28,2 31,8 25,5 35,3 22,2 31,8 30,0 % 32,2 25,2 25,9 21,7 23,7 40,7 29,2 31,9 27,7 34,7 25,8 31,9 31,5 weff kg/m3 0,33 0,30 0,45 0,33 0,38 0,37 0,28 0,29 0,29 0,31 0,29 0,29 0,32 S28 est. MPa 32,1 35,3 22,3 31,5 26,8 28,1 37,5 36,0 36,6 34,3 36,7 35,7 33,0 1/(weff/c)- 0,5 2,57 2,86 1,70 2,53 2,10 2,22 3,06 2,92 2,97 2,77 2,98 2,90 2,66 Estimated parameters G 11,25 D 3,14 a -0,2025 b 22,30 SSQ 32,5 Strength cube 150 mm estimated, MPa y = 0,9999x R² = 0, Strength cube 150 mm experimental, MPa Strength cube 150 mm experimental, MPa ,5 2,0 2,5 3,0 3,5 1/(weff/c) - 0,5 12. ΣΧΟΛΙΑ ΣΧΕΤΙΚΑ ΜΕ ΤΗΝ ΠΥΚΝΟΤΗΤΑ Η πυκνότητα χαρακτηρίζει το κισηρόδεμα ως ελαφροβαρές σκυρόδεμα. Όταν επικρατούν συνθήκες διατήρησης του νερού ανάμιξης η πυκνότητα του νωπού κισηροδέματος δεν μεταβάλλεται στην κατάσταση σκλήρυνσης. Σημειώνεται ότι επειδή το νωπό κισηρόδεμα περιέχει αέρα η πυκνότητά του είναι μικρότερη από την πυκνότητα του κορεσμένου κισηροδέματος. Η ξηρή σε κλίβανο (110±5 C) είναι η πυκνότητα αναφοράς για το ελαφροσκυρόδεμα. Και οι δύο πυκνότητες που αναφέρθηκαν προσδιορίζονται με εργαστηριακές μεθόδους. Στον Πιν.12.1 παρουσιάζονται συνοπτικά οι μετρήσεις πυκνότητας των βιομηχανικών αναμιγμάτων κισηροδέματος σε δοκίμια συντηρημένα σε υγρό θάλαμο και σε ξηραμένα σε κλίβανο δοκίμια. Οι μετρήσεις αυτές αποτελούν και μια ένδειξη της επαναληψιμότητας της συμπύκνωσης των δοκιμίων. Στα υγρά δοκίμια των αναμιγμάτων με κίσηρη (p) ή με κίσηρη και άμμο (s) η τυπική απόκλιση των μετρήσεων προσδιορίσθηκε από 14 έως και 28 kg/m 3. ΟΙ τιμές αυτές φαίνεται να συμφωνούν με το κριτήριο συμμόρφωσης του EN 206-1:2013/Table 22 για μια μέτρηση/δοκιμή: για την πυκνότητα

32 ελαφροσκυροδέματος η μέγιστη αποδεκτή απόκλιση είναι ±30 kg/m 3 από τις οριακές τιμές ή από την ανοχή για μια ορισμένη τιμή ή από τα όρια μιας κατηγορίας. Η τυπική απόκλιση εμφανίζεται αυξημένη στην περίπτωση του κισηροδέματος με ίνες (f) από 23 έως και 45 kg/m 3, που αποδίδεται στην δυσκολία συμπύκνωσης των δοκιμίων με ράβδο. Η πυκνότητα δοκιμίων δεν μεταβάλλεται από την ηλικία των 28 στην ηλικία των 60 ημερών, όπως φαίνεται και στο αριστερό σχήμα του Πιν.12.1 (μπλε σημεία για τα υγρά δοκίμια, κόκκινα για τα ξηραμένα σε κλίβανο δοκίμια). Σημαντική παρατήρηση είναι ότι η ποσοστιαία μείωση της πυκνότητας μεταξύ υγρών και ξηρών σε κλίβανο δοκιμίων προσδιορίζεται από 3,5 έως 15% και είναι ανάλογη της συνολικής περιεκτικότητας σε νερό του αναμίγματος, όπως φαίνεται και στο δεξί σχήμα του Πιν Πιν.12.1 Πυκνότητα δοκιμίων συντηρημένων σε υγρό θάλαμο και δοκιμίων ξηρών σε κλίβανο Density wet st dev number of double specimens Density wet 28 d Density oven dry 28 d Density wet 60 d Density dry oven 60 d Total water, w tot Density wet 10x10x50 Density oven dry 10x10x50 Density reduction kg/m 3 kg/m 3 kg/m 3 kg/m 3 kg/m 3 kg/m 3 kg/m 3 kg/m 3 kg/m 3 % p , p , s , f , f ,9 NTUA p ,2 NTUA f ,2 NTUA s , density 60 d, kg/m wet oven dry y = 1,0078x y = 0,9995x density reduction, % y = 0,0861x - 25,094 R² = 0, density 28 d, kg/m total water wtot, kg/m 3 Η απώλεια της περιεχόμενης υγρασίας από το σκληρυμένο κισηρόδεμα σε ισορροπία με το περιβάλλον είναι αργή, εξαρτάται από τις συνθήκες έκθεσης (εκτιθέμενη επιφάνεια, επικάλυψη, θερμοκρασία, σχετική υγρασία, συντελεστές μεταφοράς μάζας, διαστάσεις δομικών στοιχείων κλπ). Σύμφωνα την παράγραφο του προτύπου ACI 213R-03 Guide for Standard Practice for Structural Lightweight Aggregate Concrete τα νεκρά φορτία (self loads) που υπεισέρχονται στον δομικό σχεδιασμό πρέπει να υπολογίζονται με βάση την πυκνότητα ισορροπίας (equilibrium density). Ως πυκνότητα ισορροπίας θεωρείται εκείνη που επιτυγχάνεται μετά από ξήρανση 90 ημερών ξήρανση στο περιβάλλον. Η πυκνότητα ισορροπίας (equilibrium density) υπολογίζεται από την ξηρή σε κλίβανο πυκνότητα αυξημένη κατά 50 kg/m 3. Αντίστοιχες μετρήσεις σε δοκίμια των βιομηχανικών αναμιγμάτων βρίσκονται σε συμφωνία με τον υπολογισμό.

33 13. ΕΚΤΙΜΗΣΗ ΑΝΤΟΧΗΣ 28 ημ. Οι μετρήσεις της θλιπτικής αντοχής στα κυβικά δοκίμια 150 mm από την ηλικία των 3 ημ. έως και την ηλικία των 90 ημ. παρείχαν μεγάλο πλήθος δεδομένων για την ανάπτυξη ενός απλού λογαριθμικού μοντέλου ανάπτυξης αντοχών στο δομικό κισηρόδεμα. Τα λογαριθμικά μοντέλα είναι συνήθη για την περιγραφή της ανάπτυξης της θλιπτικής αντοχής στα υδραυλικώς σκληρυνόμενα υλικά. Πιν.13.1 Αποτελέσματα μετρούμενων και υπολογιζόμενων θλιπτικών αντοχών από το λογαριθμικό μοντέλο ανάπτυξης αντοχών p p NTUA p f40 NTUA f f s NTUA s S7 meas MPa 23,1 27,2 33,2 29,8 29,2 31,2 34,8 38,2 S7 calc MPa 21,7 27,1 32,4 29,3 27,7 31,2 33,6 37,4 S28 meas MPa 29,8 33,5 37,7 34,7 34,4 37,9 40,1 43,3 S28 calc MPa 28,2 32,3 37,6 35,6 35,9 38,9 40,4 44,6 S60 meas MPa 33,2 35,1 40,5 38,2 40,9 41,5 45,2 49,3 S60 calc MPa 31,7 35,1 40,8 39,0 40,2 43,0 44,1 48,6 S7/S28 meas 0,78 0,81 0,88 0,86 0,85 0,83 0,87 0,88 S7/S28 calc 0,77 0,84 0,86 0,82 0,77 0,80 0,83 0,84 S60/S28 meas 1,11 1,05 1,07 1,10 1,19 1,10 1,13 1,14 S60/S28 calc 1,13 1,09 1,08 1,10 1,12 1,11 1,09 1,09 k1 MPa 28,2 32,3 37,6 35,6 35,9 38,9 40,4 44,6 k2 1,18 2,26 2,47 1,96 1,21 1,61 2,12 2,30 S(t)=k1*(log(t)+k2)/(log(28)+k2) Strength 28 d calculated, MPa 50,0 45,0 40,0 35,0 30,0 28 d y = 1,0085x R² = 0,9483 Strength 28 d calculated, MPa 55,0 50,0 45,0 40,0 35,0 30,0 60 d y = 0,9956x R² = 0, ,0 25,0 30,0 35,0 40,0 45,0 Strength 28 d measured, MPa 25,0 25,0 35,0 45,0 55,0 Strength 28 d measured, MPa Ως πλέον διαχειρίσιμο κατασκευάσθηκε το μοντέλο της εξ.13.1 στο οποίο η παράμετρος k1 δίνει αμέσως την υπολογιζόμενη αντοχή των 28 ημ. S(t) = k1*(log(t) + k2) / (log(28) + k2) όπου: S(t): αντοχή κύβου ση ηλικία t ημερών, MPa t: ηλικία, d(ays) [εξ.13.1]

34 k1, k2: παράμετροι Για τον προσδιορισμό των παραμέτρων k1, k2 για κάθε ανάμιγμα χρησιμοποιήθηκε η μέθοδος ελαχιστοποίησης του αθροίσματος των τετραγώνων SSQ: SSQ = Σ (S(t) meas S(t) calc )^2 όπου: S(t) meas : μετρούμενη αντοχή δοκιμίων, MPa S(t) calc : υπολογιζόμενη αντοχή δοκιμίων, MPa [εξ.13.2] Με την χρήση των δεδομένων αντοχής όλων των ηλικιών εκτιμήθηκαν οι τιμές των παραμέτρων k1 και k2 όπως φαίνονται στον Πίν.13.1 για κάθε ανάμιγμα. Στα δύο σχήματα του Πιν.13.1 φαίνεται επίσης η καλή συμφωνία μεταξύ των μετρούμενων και των υπολογιζόμενων αντοχών και η επάρκεια του μοντέλου. Στην πράξη ενδιαφέρον παρουσιάζει η εκτίμηση της αντοχής στην ηλικία των 28 ημ. από δεδομένα αντοχών νεώτερων ηλικιών (πχ 3 και 7 ημερών). Χρησιμοποιώντας ως τιμή του συντελεστή k2 την μέση τιμή των συντελεστών k2 των αναμιγμάτων k2=1,890 υπολογίζεται με καλή προσέγγιση η αντοχή των 28 ημ. όπως φαίνεται από τα αποτελέσματα και τα σχήματα του Πιν Στον Πιν.13.2 φαίνονται οι δύο πρώτες ηλικίες για τις οποίες μετρήθηκε η αντοχή στο κάθε ανάμιγμα, η μετρούμενη αντοχή και η υπολογιζόμενη αντοχή στην ηλικία των 28 ημ. Πιν.13.2 Υπολογιζόμενες θλιπτικές αντοχές 28 ημ. από δύο νεώτερες ηλικίες p p NTUA p f40 NTUA f f s NTUA s age 1 d S(age1) MPa 19,3 26,4 27,8 26,1 22,1 26,5 29,9 32,9 age 2 d S(age2) MPa 23,1 27,2 33,2 29,8 29,2 31,2 34,8 38,2 k2 1,890 1,890 1,890 1,890 1,890 1,890 1,890 1,890 S28 meas MPa 29,8 33,5 37,7 34,7 34,4 37,9 40,1 43,3 S28 calc MPa 26,6 33,1 39,5 35,7 33,7 37,8 41,4 46,5 50,0 S28 calc from 2 earlier ages 50,0 S28 calc from 2 earlier ages Strength 28 d calculated, MPa 45,0 40,0 35,0 30,0 y = 1,014x R² = 0,9017 Strength 28 d calculated, MPa 45,0 40,0 35,0 30,0 y = 1,41x - 14,598 R² = 0, ,0 25,0 30,0 35,0 40,0 45,0 Strength 28 d measured, MPa 25,0 25,0 30,0 35,0 40,0 45,0 Strength 28 d measured, MPa

35 14. ΣΧΟΛΙΑ ΣΧΕΤΙΚΑ ΜΕ ΤΟ ΜΕΤΡΟ ΕΛΑΣΤΙΚΟΤΗΤΑΣ Το μέτρο ελαστικότητας μετρήθηκε στο ΕΚΕΤ σε κυλινδρικά δοκίμια 100d x 200h mm στα αναμίγματα p, p, s, f40, f65 σύμφωνα με την μέθοδο ASTM C Μέτρηση του μέτρου ελαστικότητας σε κυλινδρικά και σε μεγάλα δοκίμια έγινε επίσης από το ΕΟΣ/ΕΜΠ. Σχ.14.1 Διαγράμματα τάσης παραμόρφωσης

36 Το μέτρο ελαστικότητας προσδιορίζεται από διαγράμματα τάσης παραμόρφωσης, με μέγιστη τάση έως το 40% της τάσης θραύσης του δοκιμίου σε τρεις κύκλους φόρτισης/αποφόρτισης. Για την πληρότητα των μετρήσεων κατά την τελευταία φόρτιση το φορτίο ξεπέρασε εκείνο των δύο προηγούμενων φορτίσεων. Τα διαγράμματα τάσης παραμόρφωσης και η ποιότητα των μετρήσεων φαίνονται στο Σχ Η σχέση τάσης παραμόρφωσης είναι γραμμική, οι τρείς κύκλοι φόρτισης/αποφόρτισης για το ίδιο δοκίμιο δίνουν επαναλήψιμες μετρήσεις, εμφανίζονται όμως αποκλίσεις μεταξύ των μετρήσεων διαφορετικών δοκιμίων. Στον Πιν.14.1 και στο σχετικό σχήμα παρουσιάζονται τα αποτελέσματα των μετρήσεων του μέτρου ελαστικότητας και η σχέση τους με την θλιπτική αντοχή. Το μέτρο ελαστικότητας βρίσκεται στην περιοχή 18,3 έως και 23,8 GPa με τυπική απόκλιση μεταξύ μετρήσεων σε διαφορετικά δοκίμια του ίδιου αναμίγματος από 0,4 έως και 3,5 GPa. Στο ερευνητικό έργο EuroLightCon, δεν περιέχονται δεδομένα μέτρου ελαστικότητας για το κισηρόδεμα. Από τους πίνακες συνάγεται ότι για ελαφροσκυρόδεμα θλιπτικής αντοχής περί τα 60 MPa το μέτρο ελαστικότητας είναι περί τα 24 GPa (BE3942R09 Technical and economic mixture optimisation of high strength LWAC), που βρίσκεται σε καλή συμφωνία με τις μετρήσεις του Πιν Πιν.14.1 Αποτελέσματα μετρήσεων μέτρου ελαστικότητας strength 28 d age E modulus mean s MPa d GPa GPa GPa p 29, ,3 16,6 19,8 18,3 1, p 33, ,4 18,8 21,1 3, s 40, ,4 26,3 23,8 3, f40 34, ,8 18,2 18,5 0, f65 37, ,0 20,7 20, E modulus, GPa p, s f Strength 28 d, MPa Το πλήθος των αποτελεσμάτων δεν επιτρέπει τον αξιόπιστο συσχετισμό αντοχών και μέτρου ελαστικότητας. Στο σχήμα του Πιν.14.1 διακρίνονται δύο ομάδες συσχετισμού. Η μία περιλαμβάνει τα αναμίγματα με μόνο κίσηρη ή κίσηρη και άμμο και η δεύτερη τα αναμίγματα με ίνες. Πάντως και στις δύο ομάδες το μέτρο ελαστικότητας αυξάνεται με την αντοχή του κισηροδέματος.

37 15. ΣΥΝΘΕΤΗ ΤΥΠΙΚΗ ΑΠΟΚΛΙΣΗ ΜΕΤΡΗΣΕΩΝ Στην παράγραφο αυτή σχολιάζεται η επαναληψιμότητα των μετρήσεων θλιπτικής αντοχής σε κυβικά δοκίμια, θλιπτικής αντοχής σε κυλινδρικά δοκίμια, αντοχής σε διάρρηξη (Brazilian) και καμπτικής αντοχής. Επειδή τα δοκίμια προέρχονται από πληθυσμούς (αναμίγματα, ηλικίες θραύσης) με διαφορετικές μέσες τιμές, γίνεται η παραδοχή ότι η διακύμανση των μετρήσεων είναι η ίδια για όλους τους πληθυσμούς και υπολογίζεται η σύνθετη τυπική απόκλιση (combined, composite, or overall standard deviation) από την εξ.15.1: s p = [Σ k ((n i -1)*s i^2) / Σ k (n i -1) ] ^ 0,5 [εξ.15.1] όπου: k: πλήθος ομάδων s p : σύνθετη τυπική απόκλιση n i : πλήθος μετρήσεων ανά ομάδα i s i : τυπική απόκλιση μετρήσεων ομάδας i Στον Πιν.15.1 φαίνονται τα δεδομένα και οι υπολογισμοί για την τυπική απόκλιση της θλιπτικής αντοχής σε κυβικά δοκίμια 150 mm. Η σύνθετη τυπική απόκλιση υπολογίζεται ίση με 1,50 MPa, η οποία σύμφωνα με την εμπειρία είναι μεγαλύτερη από εκείνη των δοκιμίων του σκυροδέματος κανονικού βάρους (ενδεικτικά 0,9-1 MPa). Η διαφορά μπορεί να αποδοθεί στην πλέον ανομοιόμορφη συμπύκνωση των δοκιμίων κισηροδέματος με ράβδο. Σύμφωνα με την θεωρία η μεταβλητή (s i /s p )^2 ακολουθεί την κατανομή χ 2 (chi-square) με την οποία βρίσκονται σε εξαιρετική συμφωνία τα δεδομένα από τις μετρήσεις της θλιπτικής αντοχής σε κυβικά δοκίμια 150 mm. Στον Πιν.15.2 φαίνονται τα δεδομένα και οι υπολογισμοί για την τυπική απόκλιση της θλιπτικής αντοχής σε κυλινδρικά δοκίμια 150d x 300h mm. Η σύνθετη τυπική απόκλιση υπολογίζεται ίση με 1,07 MPa και είναι μικρότερη από την αντίστοιχη των κυβικών δοκιμίων. Και σε αυτή την περίπτωση η μεταβλητή (s i /s p )^2 ακολουθεί πολύ καλά την κατανομή χ 2. Η σύνθετη τυπική απόκλιση της αντοχής σε διάρρηξη (Brazilian) υπολογίζεται σε 0,37 MPa, η οποία είναι αρκετά μεγάλη σε σχέση με την μετρούμενη τιμή που είναι από 2,1 έως 3,4 MPa. H μεταβλητή (s i /s p )^2 ακολουθεί πολύ καλά την κατανομή χ 2. Η σύνθετη τυπική απόκλιση της καμπτικής αντοχής υπολογίζεται σε 0,34 MPa, η οποία επίσης είναι αρκετά μεγάλη σε σχέση με την μετρούμενη τιμή που είναι από 2,5 έως 5,9 MPa. H μεταβλητή (s i /s p )^2 ακολουθεί επίσης πολύ καλά την κατανομή χ 2.

38 Πιν Σύνθετη τυπική απόκλιση θλιπτικής αντοχής σε κυβικά δοκίμια 150 mm sd compressive strength cubes 150 mm Σn i i=1 k ,48 MPa^2 Σ[(n i-1)*s i^2] k 65 2,25 MPa^2 s p^2 = Σ[(n i -1)*s i^2] / Σ[(ni-1) pooled variance 1,50 MPa s p, pooled standard deviation mean s i n i (n i -1)*s i^2 (s i /s p )^2 rank chi-sq probab df=1 26,1 0,07 2 0,01 0,002 0,000 0,038 40,9 0,07 2 0,01 0,002 0,016 0,038 42,5 0,12 2 0,01 0,006 0,031 0,062 33,2 0,13 2 0,02 0,007 0,047 0,068 24,2 0,14 2 0,02 0,009 0,063 0,075 20,7 0,14 2 0,02 0,009 0,063 0,075 24,7 0,14 2 0,02 0,009 0,063 0,075 42,5 0,17 2 0,03 0,013 0,109 0,090 16,8 0,21 2 0,04 0,020 0,125 0,113 30,2 0,22 2 0,05 0,021 0,141 0,115 31,4 0,27 2 0,07 0,033 0,156 0,143 25,4 0,28 2 0,08 0,036 0,172 0,150 22,1 0,28 2 0,08 0,036 0,172 0,150 33,3 0,35 2 0,13 0,056 0,203 0,186 28,7 0,35 2 0,13 0,056 0,203 0,186 38,1 0,39 2 0,15 0,069 0,234 0,207 33,5 0,42 2 0,17 0,078 0,250 0,220 41,5 0,42 2 0,18 0,079 0,266 0,221 33,5 0,45 5 0,81 0,090 0,281 0,236 35,8 0,46 2 0,21 0,095 0,297 0,242 38,6 0,47 2 0,23 0,100 0,313 0,248 32,4 0,48 2 0,23 0,104 0,328 0,253 40,5 0,56 2 0,32 0,141 0,344 0,293 29,8 0,67 3 0,89 0,197 0,359 0,343 24,1 0,78 2 0,61 0,269 0,375 0,396 34,2 0,78 2 0,61 0,269 0,375 0,396 27,2 0,82 5 2,71 0,301 0,406 0,417 38,2 0,84 3 1,42 0,315 0,422 0,426 36,8 0,92 2 0,84 0,376 0,438 0,460 34,5 0,97 2 0,94 0,417 0,453 0,482 35,1 1,06 2 1,12 0,496 0,469 0,519 27,3 1,06 2 1,13 0,501 0,484 0,521 43,1 1,08 2 1,18 0,523 0,500 0,531 33,2 1,09 2 1,20 0,532 0,516 0,534 45,4 1,13 2 1,28 0,570 0,531 0,550 29,2 1,16 2 1,35 0,602 0,547 0,562 34,8 1,17 3 2,73 0,607 0,563 0,564 41,5 1,21 2 1,46 0,652 0,578 0,580 30,1 1,27 2 1,62 0,721 0,594 0,604 26,4 1,33 3 3,55 0,789 0,609 0,626 33,2 1,34 2 1,81 0,803 0,625 0,630 37,7 1,46 2 2,13 0,946 0,641 0,669 28,7 1,48 2 2,21 0,981 0,656 0,678 37,9 1,49 3 4,43 0,985 0,672 0,679 49,3 1,60 2 2,57 1,143 0,688 0,715 23,1 1,61 3 5,17 1,150 0,703 0,716 29,8 1,62 3 5,23 1,163 0,719 0,719 33,9 1,62 2 2,64 1,175 0,734 0,722 32,9 1,64 2 2,69 1,198 0,750 0,726 37,8 1,66 2 2,75 1,225 0,766 0,732 38,2 1,82 2 3,31 1,474 0,781 0,775 29,9 1,82 4 9,97 1,479 0,797 0,776 34,4 1,90 2 3,59 1,598 0,813 0,794 31,2 1,91 3 7,26 1,616 0,828 0,796 34,7 2,09 3 8,74 1,946 0,844 0,837 19,3 2,19 2 4,81 2,139 0,859 0,856 41,1 2,21 2 4,88 2,172 0,875 0,859 26,5 2,22 2 4,91 2,185 0,891 0,861 43,3 2,29 2 5,25 2,336 0,906 0,874 40,1 2, ,13 2,476 0,922 0,884 27,8 2,66 2 7,09 3,154 0,938 0,924 45,0 2,71 2 7,36 3,274 0,953 0,930 33,9 3, ,56 4,700 0,969 0,970 40,0 4, ,86 8,396 0,984 0,996 45,2 4, ,55 8,702 1,000 0,997 rank / probability Probability theoretical 1,0 0,9 0,8 0,7 0,6 0,5 0,4 0,3 0,2 0,1 0,0 1,0 0,9 0,8 0,7 0,6 0,5 0,4 0,3 0,2 0, (s i /s p )^2, MPa^2 y = 0,9918x R² = 0,9919 rank chi-sq prob. df=1 0,0 0,0 0,1 0,2 0,3 0,4 0,5 0,6 0,7 0,8 0,9 1,0 rank

39 Πιν Σύνθετη τυπική απόκλιση θλιπτικής αντοχής σε κυλινδρικά δοκίμια 150x300 mm sd compressive strength cylinders 150x300 mm Σn i i=1 k 24 13,66 MPa^2 Σ[(n i -1)*s i^2] k 12 1,14 MPa^2 s p^2 = Σ[(n i -1)*s i^2] / Σ[(ni-1) pooled variance 1,07 MPa s p, pooled standard deviation mean s i n i (n i -1)*s i^2 (s i /s p )^2 rank chi-sq probab df=1 49,0 0,04 2 0,00 0,002 0,000 0,033 40,6 0,16 2 0,03 0,022 0,091 0,119 38,2 0,21 2 0,04 0,039 0,182 0,158 36,6 0,32 2 0,11 0,092 0,273 0,239 35,0 0,37 2 0,14 0,122 0,364 0,273 36,1 0,62 2 0,38 0,333 0,455 0,436 38,6 0,71 2 0,51 0,446 0,545 0,496 37,5 0,89 2 0,80 0,699 0,636 0,597 34,5 0,94 2 0,89 0,783 0,727 0,624 44,2 1,44 2 2,08 1,822 0,818 0,823 32,7 1,48 2 2,18 1,915 0,909 0,834 30,1 2,55 2 6,52 5,724 1,000 0,983 rank / probability 1,0 0,9 0,8 0,7 0,6 0,5 0,4 0,3 0,2 0,1 0,0 rank chi-sq prob. df= (s i /s p )^2 MPa^2 1,0 0,9 0,8 y = 0,9375x R² = 0,9844 Probability theoretical 0,7 0,6 0,5 0,4 0,3 0,2 0,1 0,0 0,0 0,1 0,2 0,3 0,4 0,5 0,6 0,7 0,8 0,9 1,0 rank

40 Πιν Σύνθετη τυπική απόκλιση αντοχής σε διάρρηξη (Brazilian) sd Brazilian cylinders 300x150 mm Σn i i=1 k 20 1,39 MPa^2 Σ[(n i -1)*s i^2] k 10 0,14 MPa^2 s p^2 = Σ[(n i -1)*s i^2] / Σ[(ni-1) pooled variance 0,37 MPa s p, pooled standard deviation mean s i n i (n i -1)*s i^2 (s i /s p )^2 rank chi-sq probab df=1 3,0 0,03 2 0,00 0,006 0,000 0,061 2,4 0,05 2 0,00 0,018 0,111 0,106 2,9 0,07 2 0,01 0,036 0,222 0,151 3,1 0,18 2 0,03 0,244 0,333 0,379 3,2 0,21 2 0,04 0,303 0,444 0,418 3,4 0,21 2 0,04 0,303 0,444 0,418 2,4 0,42 2 0,17 1,256 0,667 0,738 3,0 0,51 2 0,26 1,871 0,778 0,829 2,6 0,58 2 0,34 2,426 0,889 0,881 2,1 0,70 2 0,49 3,537 1,000 0,940 rank / probability 1,0 0,9 0,8 0,7 0,6 0,5 0,4 0,3 0,2 0,1 0,0 rank chi-sq prob. df= (s i /s p )^2 MPa^2 1,0 0,9 0,8 y = 0,9985x R² = 0,9765 Probability theoretical 0,7 0,6 0,5 0,4 0,3 0,2 0,1 0,0 0,0 0,1 0,2 0,3 0,4 0,5 0,6 0,7 0,8 0,9 1,0 rank

41 Πιν Σύνθετη τυπική απόκλιση καμπτικής αντοχής sd flexural strength prisms 100x100x500 mm Σn i i=1 k 39 k 19 0,11 MPa^2 2,25 MPa^2 Σ[(n i-1)*s i^2] s p^2 = Σ[(n i -1)*s i^2] / Σ[(ni-1) pooled variance 1,0 0,9 0,8 0,34 MPa s p, pooled standard deviation 0,7 mean s i n i (n i -1)*s i^2 (s i /s p )^2 rank chi-sq probab df=1 4,2 0,04 3 0,00 0,011 0,000 0,083 5,2 0,04 2 0,00 0,016 0,056 0,101 2,5 0,04 2 0,00 0,016 0,111 0,101 5,4 0,04 2 0,00 0,016 0,167 0,101 3,3 0,10 2 0,01 0,091 0,222 0,237 4,8 0,14 2 0,02 0,178 0,278 0,327 4,7 0,17 2 0,03 0,256 0,333 0,387 5,0 0,19 2 0,04 0,324 0,389 0,431 5,1 0,25 2 0,06 0,534 0,444 0,535 4,7 0,26 2 0,07 0,608 0,500 0,564 4,9 0,26 2 0,07 0,608 0,500 0,564 5,3 0,27 2 0,07 0,641 0,611 0,577 4,8 0,31 2 0,10 0,859 0,667 0,646 4,7 0,33 2 0,11 0,981 0,722 0,678 5,3 0,37 2 0,14 1,247 0,778 0,736 5,9 0,48 2 0,23 2,022 0,833 0,845 5,7 0,53 2 0,28 2,497 0,889 0,886 5,5 0,64 2 0,41 3,676 0,944 0,945 4,8 0,78 2 0,61 5,410 1,000 0,980 rank / probability Probability theoretical 0,6 0,5 0,4 0,3 0,2 0,1 0,0 1,0 0,9 0,8 0,7 0,6 0,5 0,4 0, (s i /s p )^2 MPa^2 y = 1,0053x R² = 0,973 rank chi-sq prob. df=1 0,2 0,1 0,0 0,0 0,1 0,2 0,3 0,4 0,5 0,6 0,7 0,8 0,9 1,0 rank 16. ΑΝΑΦΟΡΑ ΣΤΑ ΠΡΟΤΥΠΑ ACI ΚΑΙ ACI 213R-03 Η πολυετής συσσώρευση γνώσης και εφαρμογής του δομικού σκυροδέματος με ελαφροβαρή αδρανή στις ΗΠΑ είχε ως αποτέλεσμα την δημιουργία ιδιαίτερα περιεκτικών σε πληροφορία προτύπων. Μεταξύ αυτών γίνεται κατ οικονομίαν αναφορά στα: ACI (reapproved 2004) Standard Practice for Selecting Proportions for Structural Lightweight Concrete ACI 213R-03 Guide for Standard Practice for Structural Lightweight Aggregate Concrete Όπως και στην παρούσα εργασία παρατηρήθηκε, ομοίως και στο πρότυπο ACI παρ αναφέρεται ότι οι κύριοι παράγοντες που επιδρούν στις διαδικασίες σύνθεσης σκυροδέματος και ελέγχου παραγωγής, σε σχέση με το σκυρόδεμα κανονικού βάρους, είναι η σημαντικά μεγαλύτερη απορροφητικότητα των περισσότερων ελαφροβαρών αδρανών και ο διαφορετικός ρυθμός απορρόφησης νερού. Στην παρ του ίδιου προτύπου αναφέρεται ότι στην περίπτωση ελαφροβαρών αδρανών με μικρό αρχικό ποσοστό υγρασίας (συνήθως μικρότερο από 8 έως 10%) και σχετικά υψηλό ρυθμό

42 απορρόφησης προτείνεται η προανάμιξη των αδρανών με ποσότητα νερού ίση με το 1/2 έως και τα 3/4 της τελικής ποσότητας. Η διαδικασία αυτή ακολουθήθηκε στην σειρά προσθήκης των συστατικών του σκυροδέματος στoν αναμικτήρα. Στην περίπτωση των βιομηχανικών αναμιγμάτων από το p και μετά η περιεχόμενη υγρασία της κίσηρης ήταν μεγαλύτερη από 18% w-b οπότε και η απομένουσα απορροφητικότητα ήταν μικρή (βλ. παρ. 11). Οι μετρήσεις θλιπτικής αντοχής των βιομηχανικών αναμιγμάτων σε σχέση με την περιεκτικότητα σε τσιμέντο βρίσκονται σε συμφωνία με το πρότυπο ACI Fig. 3.1 και Fig Σχ.16.1 Σχέση της αντοχής ελαφροσκυροδέματος με την περιεκτικότητα σε τσιμέντο στο ACI Fig. 3.3 Έχει ενδιαφέρον να αναφερθεί ότι η σχέση (single line) μεταξύ περιεκτικότητας σε τσιμέντο και αντοχής ελαφροσκυροδέματος υπολογίζεται από το Σχ.16.1: S con = 0,124 c -14,9 ACI [εξ.16.1] όπου: S con : αντοχή ελαφροσκυροδέματος, MPa c: περιεκτικότητα σε τσιμέντο, kg/m3 που είναι απολύτως συγκρίσιμη με την αντίστοιχη εμπειρική σχέση της παραγράφου 8, Σχ.8.1: S con = 0,123 c -16,6 Σχ.8.1 [εξ.16.1 ] Τα αποτελέσματα του μέτρου ελαστικότητας που φαίνονται στον Πιν.14.1, 18,3 έως 21,1 GPa για κισηρόδεμα μόνο με κίσηρη και 23,8 GPa για κισηρόδεμα με κίσηρη και άμμο βρίσκονται σε καλή συμφωνία με το αντίστοιχο διάγραμμα του προτύπου ACI 213R-03 Fig. 4.2 (Σχ.16.2) που συσχετίζει το μέτρο ελαστικότητας με την αντοχή. Επίσης οι μετρήσεις της αντοχής σε διάρρηξη ΕΝ Brazilian (παράγραφος 8), από 2,1 έως 3 MPa στην ηλικία των 28 ημερών και της καμπτικής αντοχής ASTM C 78 (παράγραφοι 8 και 10), από 4,2 έως 5,4 MPa, βρίσκονται στην περιοχή τιμών των διαγραμμάτων του ACI 213R-03 Fig. 4.7 και 4.9 (Σχ.16.3 και 16.4).

43 Σχ.16.2 Σχέση του μέτρου ελαστικότητας του ελαφροσκυροδέματος με την αντοχή στο ACI 213R-03 Fig. 4.2 Σχ.16.3 Σχέση της αντοχής σε διάρρηξη (Brazilian) του ελαφροσκυροδέματος με την θλιπτική αντοχή στο ACI 213R-03 Fig. 4.7 Η δοκιμή αντλησιμότητας έγινε με επιτυχία στο βιομηχανικό ανάμιγμα NTUA s για την κατασκευή των προεντεταμένων δοκών στο ΕΟΣ/ΕΜΠ. Όλα βιομηχανικά αναμίγματα από το p και μετά ικανοποιούν ολικώς ή μερικώς τους παρακάτω γενικούς κανόνες που υποδεικνύονται από το πρότυπο ACI 213R-03 παράγραφος 3.7.2: Προΰγρανση της κίσηρης. Περιείχε ποσοστό φυσικής υγρασίας μεγαλύτερο από 18% w-b. Ελάχιστη περιεκτικότητα σε τσιμέντο 335 kg/m 3. Κατάλληλα πρόσθετα εργασιμότητας σκυροδέματος. Χαμηλή περιεκτικότητα σε χονδρόκοκκα. Πέρασμα 80% στα 4 mm (Πιν.3.2). Περιεκτικότητα σε τσιμέντο κατάλληλη για να δίνει στην θέση διάστρωσης κάθιση mm.

44 Περιεκτικότητα σε τσιμέντο κατάλληλη για να δίνει κάθιση mm στην θέση διάστρωσης. Φυσική άμμος καλά διαμορφωμένων κόκκων με μέτρο λεπτότητας 2.2 έως και 2,7. Με παρεμβολή των ανοιγμάτων 4,75, 2,38, 1,19, 0,59, 0,30 και 0,15 mm στην κοκκομετρική κατανομή του Πιν.3.3 εκτιμάται το μέτρο λεπτότητας για την θραυστή άμμο ίσο με 2,9 κοντινό στο συνιστώμενο άνω όριο 2,7. Κατάλληλη επιλογή της κοκκομετρίας της άμμου αναμένεται να δώσει ακόμη καλύτερη αντλησιμότητα. Χρήση κατάλληλου συνδυασμού χονδρόκοκκων και λεπτόκοκκων αδρανών. Στην περίπτωση των βιομηχανικών αναμιγμάτων χρησιμοποιήθηκε το προϊόν κίσηρης 0/8 mm το οποίο εξάγεται και για εφαρμογές δομικού κισηροδέματος. Σχ.16.4 Σχέση της καμπτικής αντοχής του ελαφροσκυροδέματος με την θλιπτική αντοχή στο ACI 213R-03 Fig. 4.9 Αξίζει επίσης να σημειωθούν οι βασικοί κανόνες που υποδεικνύονται από το πρότυπο 213R-03 για το σύστημα άντλησης: Χρησιμοποιούμε σωληνώσεις ελάχιστης διαμέτρου 125 mm. Οι σωληνώσεις πρέπει να είναι καθαρές, της ίδιας διαμέτρου, και συνιστάται να έχει προηγηθεί «λίπανση» των εσωτερικών επιφανειών με τροφοδοσία ενέματος. Αποφεύγουμε την απότομη μείωση διαμέτρου στις σωληνώσεις. Μειώνουμε την πίεση λειτουργίας: o Μειώνοντας τον ρυθμό διάστρωσης. o Χρησιμοποιώντας όσο το δυνατόν μεγαλύτερο μήκος χαλύβδινων σωληνώσεων και μικρότερο μήκος πλαστικών σωληνώσεων. o Περιορίζοντας το πλήθος των γωνιών. o Ακινητοποιώντας τις σωληνώσεις στις γωνίες