Δοκιμή Θλίψης Σκυροδέματος

Transcript

1 Δοκιμή Θλίψης Σκυροδέματος 1. Εισαγωγή Το σκυρόδεμα (αγγλ. concrete, γαλλ. beton) είναι για περισσότερο από ένα αιώνα τώρα, το πλέον διαδεδομένο υλικό κατασκευής στατικών φορέων, όπως την κατασκευή κτιρίων, γεφυρών, σηράγγων, δεξαμενών κλπ. Πριν την εμφάνισή του, εκτεταμένη χρήση είχαν οι ξύλινες, καθώς και οι πετρόκτιστες κατασκευές. Τα τελευταία χρόνια, και ιδιαίτερα στο εξωτερικό, μεγάλη ανάπτυξη παρουσιάζουν οι σύμμικτες κατασκευές, που συνδυάζουν σκυρόδεμα και δομικό χάλυβα, προσφέροντας ταχύτητα στην κατασκευή και οικονομία κόστους και χώρου. Όμως παρά τις εκτεταμένες εφαρμογές του, λίγοι γνωρίζουν λεπτομέρειες για τον τεχνητό αυτό λίθο, που έχει τη μοναδική ιδιότητα να περνάει σε μικρό χρονικό διάστημα από τη ρευστή κατάσταση (νωπό), στη στερεά (σκληρυμένο), παρέχοντας τη δυνατότητα να μορφωθεί σε καλούπια κάθε σχήματος, που θα μπορούσε να επιθυμήσει κανείς, πριν στερεοποιηθεί και αποκτήσει τις τελικές αντοχές του. Η κλασσική χρήση του σκυροδέματος είναι το οπλισμένο σκυρόδεμα (reinforced concrete), όπου η μάζα του ενισχύεται με σιδηρό οπλισμό (χάλυβα), ο οποίος του προσδίδει τη θλιπτική και διατμητική αντοχή που του λείπει, ενώ συνεισφέρει και στην παραλαβή των θλιπτικών τάσεων. Τα δύο υλικά συνεργάζονται άριστα (καλή αμοιβαία πρόσφυση, ίδιες θερμοκρασιακές διαστολές, προστασία του οπλισμού από το σκυρόδεμα έναντι σκουριάς). Οπλισμένο σκυρόδεμα χρησιμοποιήθηκε για πρώτη φορά συστηματικά από το Γάλλο J.Monier το 1867 Το σκυρόδεμα είναι το μείγμα τσιμέντου, αδρανών υλικών και νερού, σε αναλογία που καθορίζεται σε σχέση με το σκοπό της κατασκευής. Για την παρασκευή του σκυροδέματος χρησιμοποιούνται τσιμέντο, νερό και αδρανή υλικά (σκύρα, γαρμπίλι, χαλίκι και άμμος). Το τσιμέντο, όταν ενωθεί με το νερό αντιδρά χημικά, γι αυτό ονομάζεται και ενεργό υλικό σκυροδέματος. Τα υλικά σκύρα, γαρμπίλι, χαλίκι και άμμος ονομάζονται αδρανή, διότι διατηρούν όλες τις φυσικές και χημικές τους ιδιότητες και μετά την πήξη και σκλήρυνση του σκυροδέματος. Το τσιμέντο είναι υδραυλική λεπτόκοκκη κονία, που χρησιμοποιείται ως συνδετικό υλικό για την παραγωγή σκυροδέματος (υδραυλικές ονομάζονται οι κονίες, που όταν αναμιχθούν με το νερό πήζουν και σκληραίνουν). Ο τσιμεντοπολτός (όπως ονομάζεται το αναμεμιγμένο με νερό τσιμέντο) πήζει και σκληραίνει μέσω της ενυδάτωσης, τόσο στον αέρα, όσο και εμβαπτισμένος σε νερό. Τα αδρανή του σκυροδέματος, σκύρα, γαρμπίλι, χαλίκι και άμμος συνιστούν την πετρώδη δομή του, της οποίας τα κενά πρέπει να είναι πληρωμένα όσο το δυνατόν περισσότερο με τη συνδετική κονία. Τα αδρανή του σκυροδέματος αποτελούν, κατά προσέγγιση, το 80% του συνολικού βάρους του και καταλαμβάνουν το 70-75% του όγκου του. Η χρήση κατάλληλου μεγέθους και κατάλληλης ποιότητας αδρανών βελτιώνει την ποιότητα του σκυροδέματος. Τα αδρανή μπορεί να είναι θραυστά ή συλλεκτά (προκύπτουν από φυσική αποσάθρωση πετρωμάτων). Για παραγωγή υψηλής ποιότητας σκυροδέματος, τα αδρανή καθαρίζονται και κοκκομετρούνται σε βιομηχανικές εγκαταστάσεις με μηχανικές διεργασίες, όπως πλήρη ανάμιξή τους, σύνθλιψη, διαχωρισμό με κόσκινα και πλύσιμο (μηχανική προετοιμασία). Η αναλογία του νερού στο μίγμα είναι καθοριστικός παράγοντας επίτευξης των επιθυμητών αντοχών στο σκυρόδεμα και πρέπει να διατηρείται αυστηρά στα όρια που καθορίζει η μελέτη σύνθεσης. Εν γένει, λιγότερο νερό συνεπάγεται μεγαλύτερες αντοχές και περισσότερο νερό

2 σημαίνει υψηλότερη εργασιμότητα (ρευστότητα). Το θαλασσινό νερό είναι ακατάλληλο, ενώ στις προεντεταμένες κατασκευές απαγορεύεται ρητά. 1.1 Πρόσμεικτα Σκυροδέματος Τα πρόσμεικτα σκυροδέματος είναι ουσίες σε υγρή μορφή ή σκόνη, οι οποίες προστίθενται στο σκυρόδεμα, σε μικρές ποσότητες, κατά τη φάση ανάμιξης (συνήθως βάσει του περιεχόμενου τσιμέντου). Επηρεάζουν τις ιδιότητες του φρέσκου και/ή του σκληρυμένου σκυροδέματος με χημικό και/ή φυσικό τρόπο. 2. Ιδιότητες του σκυροδέματος Το σκυρόδεμα παρουσιάζει πολύ καλές ιδιότητες, γι αυτό και σήμερα είναι το βασικότερο δομικό υλικό. Οι σπουδαιότερες ιδιότητες του είναι: Ανθεκτικότητα Αντοχή στη θλίψη Αντοχή στην κάμψη και στον εφελκυσμό Αντοχή στην τριβή Πορώδες και στεγανότητα 2.1 Αντοχή στη θλίψη Είναι η πιο σπουδαία ιδιότητα του σκυροδέματος, επειδή αυτή επηρεάζει και άλλες ιδιότητες. Αποτελεί γενικό δείκτη της ποιότητας του αφού είναι άμεσα συνδεδεμένη με την εσωτερική δομή του (αδρανή-τσιμεντοπολτός) και αποτελεί βασικό στοιχείο για την διαστασιολόγηση των κατασκευών από το υλικό αυτό. Από αυτή εξάλλου χαρακτηρίζεται βασικά και η ποιότητα του σκυροδέματος. Η αντοχή του σκυροδέματος στη θλίψη εξαρτάται από πολλούς παράγοντες, όπως: Την ποιότητα των υλικών Τις αναλογίες των υλικών ανάμειξης Τον τρόπο μεταφοράς, τοποθέτησης και συμπύκνωσης του σκυροδέματος Το ποσοστό των κενών Το λόγο νερού τσιμέντου (W/C ratio) Ο λόγος νερού τσιμέντου είναι ένας από τους πιο σοβαρούς παράγοντες, που επηρεάζουν την αντοχή του σκυροδέματος στη θλίψη. Γι αυτό, όταν προσδιορίζουμε το συνολικό ποσό του νερού που χρειάζεται ένα σκυρόδεμα, αναφερόμαστε στο λόγο του βάρους του νερού προς το βάρος του τσιμέντου που χρησιμοποιήσαμε (W/C ratio). Ο λόγος νερού τσιμέντου πρέπει να είναι περίπου 0,26 έως 0,28 για να μπορεί να γίνεται πλήρως η χημική αντίδραση κατά την πήξη και σκλήρυνση του σκυροδέματος. Συνήθως όμως, λόγω του εργάσιμου του σκυροδέματος, δεν είναι μικρότερος από 0,45. Έχει αποδεχτεί πειραματικά ότι, όσο αυξάνεται ο λόγος νερού τσιμέντου, τόσο ελαττώνεται η αντοχή του σκυροδέματος. Επειδή η ενυδάτωση του τσιμέντου συνεχίζεται για πάρα πολλά χρόνια μετά τη σκυροδέτηση, η αντοχή γενικώς αυξάνεται με το χρόνο. Η αντοχή του σκυροδέματος με τσιμέντο Portland τύπου ΙΙ (κοινό τσιμέντο) στις 7 και 14 ημέρες είναι μικρότερη περίπου κατά 30% και 20%, αντίστοιχα, της αντοχής των 28 ημερών, ενώ στους 3μήνες μεγαλύτερη κατά 15-20%, σε 1 χρόνο κατά 25-40% και σε 3 χρόνια κατά 50% περίπου. Μετρήσεις έχουν δείξει ότι η αντοχή 25 χρόνια μετά τη σκυροδέτηση μπορεί να είναι περίπου 2 έως και 3 φορές μεγαλύτερη από αυτήν των 28 ημερών. Στο σχεδιασμό κατασκευών από Οπλισμένο Σκυρόδεμα δε λαμβάνεται υπόψη η αύξηση της αντοχής μετά τις 28 ημέρες και απαιτείται το σκυρόδεμα σε ηλικία 28 ημερών να είναι ικανό να φέρει όλα τα φορτία σχεδιασμού της κατασκευής.

3 Άλλος κύριος παράγοντας που επηρεάζει την αντοχή είναι η παρουσία κενών στον τσιμεντοπολτό. Τα κενά αυτά μπορεί να δημιουργηθούν είτε από αέρα ο οποίος έχει παγιδευτεί στον τσιμεντοπολτό είτε από πλεονάζον νερό το οποίο δεν ήταν απαραίτητο για την πλήρη ενυδάτωση του τσιμέντου και δεν απομακρύνθηκε. 2.2 Κατηγορίες σκυροδέματος σύμφωνα με τη αντοχή σε θλίψη: Οι νεότεροι κανονισμοί ορίζουν κατηγορίες σκυροδέματος, με βάση την χαρακτηριστική θλιπτική αντοχή, fck. Έτσι σύμφωνα με τον νέο Κανονισμό Τεχνολογίας Σκυροδέματος οι κατηγορίες σκυροδέματος είναι οι ακόλουθες: Κατηγορία σκυροδέματος fck,κυλίνδρου (MPa) fck,κύβου (MPa) C8/ C12/ C16/ C20/ C25/ C30/ C35/ C40/ C45/ C50/ Πίνακας 2.2.1: Κατηγορίες σκυροδέματος όπου ο πρώτος αριθμός κάθε κατηγορίας ορίζει την χαρακτηριστική αντοχή κυλίνδρου (fck,cylinder), ενώ ο δεύτερος την χαρακτηριστική αντοχή κύβου (fck,cube) σε Mpa, στις 28 ημέρες [1]. Σχήμα 2.2.1: Δοκίμια και αντοχή αυτών στη θλίψη για την κατηγορία σκυροδέματος C16/ Γενικές πληροφορίες για τη δοκιμή στη θλίψη Η δοκιμή σε θλίψη αποτελεί την πιο κοινή ίσως δοκιμή για το σκυρόδεμα, κυρίως λόγω του ότι είναι απλή στη διεξαγωγή της. Επίσης η αντοχή σε θλίψη είναι ένα από τα κυριότερα χαρακτηριστικά του σκυροδέματος απαραίτητο για κάθε υπολογισμό. Γενικά χρησιμοποιούνται δοκίμια μικρού μεγέθους για πρακτικούς λόγους. Τα αποτελέσματα τον μετρήσεων ενδέχεται να επηρεαστούν από διάφορους άλλους δευτερογενείς παράγοντες πέρα από το μέγεθος του δοκιμίου, όπως ο ρυθμός επιβολής του φορτίου, η υγρασία ή ακόμα και το μηχάνημα στο οποίο γίνεται η δοκιμή και οι επιβαλλόμενες συνθήκες φόρτισης και παραμόρφωσης στα σημεία επιβολής του φορτίου. Η δοκιμή θλίψης γίνεται σύμφωνα με τα πρότυπα ΕΝ και ΑSTM C39.

4 Έστω ότι για την κατασκευή των δοκιμίων έχει χρησιμοποιηθεί σκυρόδεμα κατηγορίας C20/25. Όταν λέμε κατηγορία C20/25 εννοούμε ότι, η ελάχιστη αντοχή σε θλίψη των κυλινδρικών δοκιμίων, διαστάσεων διαμέτρου 150 mm x ύψους 300 mm, είναι 20 N/mm 2 και κυβικών δοκιμίων διαστάσεων 150 x 150 mm είναι 25 N/mm 2, ύστερα από εικοσιοκτώ ημέρες. Αρχικά θα παρασκευάσουμε τα δοκίμια χρησιμοποιώντας τις κατάλληλες μήτρες (κυβικές ή κυλινδρικές). Τα δοκίμια πρέπει να παραμείνουν στη σκιά, μέσα στις μήτρες, χωρίς χτυπήματα, δονήσεις, ξήρανση τουλάχιστον 20 ώρες και όχι περισσότερο από 32 ώρες. Μετά την αφαίρεση των μητρών τα δοκίμια τοποθετούνται στον θάλαμο συντήρησης όπου και παραμένουν για 28 ημέρες. Η εισαγωγή στον θάλαμο συντήρησης (θερμοκρασία 20 ± 1 C) αποσκοπεί στο να δημιουργηθούν οι συνθήκες θερμοκρασίας και υγρασίας που θα επιτρέψουν να ενυδατωθεί το μεγαλύτερο ποσοστό τσιμέντου του μίγματος. Μετά από 28 ημέρες τα δοκίμια εξάγονται από τον θάλαμο συντήρησης και ακολουθείται η εξής διαδικασία: Καθαρίζεται το δοκίμιο και απομακρύνεται κάθε ξένο σώμα Σκουπίζονται τα δοκίμια από τυχόν υπολείμματα νερού Μετριούνται οι διαστάσεις του δοκιμίου με ακρίβεια 1mm. Ζυγίζεται το δοκίμιο με ακρίβεια 0,25% του βάρους Εφόσον υπάρχει ανάγκη, οι επιφάνειες του δοκιμίου, που πρέπει να φορτιστούν, υφίστανται επεξεργασία Τοποθετείται το δοκίμιο στο κέντρο της πλάκας. Το σφάλμα της κέντρωσης δεν πρέπει να είναι μεγαλύτερο από 1/100 της ακμής του δοκιμίου Κατά τη στιγμή επαφής του δοκιμίου με την άνω πλάκα, ρυθμίζεται η σφαιρική επαφή, ώστε να είναι ομοιόμορφη Το φορτίο πρέπει να εφαρμόζεται χωρίς κρούση, κατά τρόπο συνεχή και ομοιόμορφο. Η διάρκεια της δοκιμής δεν πρέπει να είναι μικρότερη από 30 sec. Η ταχύτητα φορτίσεως πρέπει να είναι μεταξύ 0,2 και 1 N/mm 2 -sec. Όταν το δοκίμιο αρχίζει να παραμορφώνεται, λίγο πριν τη θραύση του, δεν επιτρέπεται να ρυθμίζουμε την ταχύτητα φορτίσεως. Η αντοχή σε θλίψη δίνεται από τον τύπο: f c όπου: f c : η θλιπτική αντοχή σε MPa (Ν/mm 2 ) F: το μέγιστο φορτίο σε N A c : το εμβαδόν του δοκιμίου που έρχεται σε επαφή με την πλάκα φόρτισής σε mm 2. Τα αποτελέσματα της δοκιμής πρέπει να έχουν ακρίβεια τουλάχιστον της τάξης του 0,5 MPa. Στη συνέχεια απεικονίζονται οι μορφές θραύσης κυβικού δοκιμίου υπό μονοαξονική και διαξονική θλίψη. F A c

5 Σχήμα 2.3.1: Μορφές θραύσης για μονοαξονική θλίψη (α) και διαξονική θλίψη (β) [2] Παρατηρούμε ότι στην περίπτωση της μονοαξονικής θλίψης σχηματίζονται ρωγμές κυρίως παράλληλες με τα επιβαλλόμενα φορτία. Οι ρωγμές σχηματίζουν επίπεδα κάθετα μεταξύ τους και τελικά το δοκίμιο αστοχεί σχηματίζοντας κολονάκια. Αντίθετα στην περίπτωση της διαξονικής θλίψης σχηματίζονται ρωγμές παράλληλες στο επίπεδο που ορίζουν οι δύο φορτίσεις και το δοκίμιο αστοχεί με τον σχηματισμό πλακοειδών στοιχείων. Στην περίπτωση της τριαξονικής θλίψης έχουμε αστοχία λόγω σύνθλιψης και το σκυρόδεμα δεν συμπεριφέρεται πλέον ψαθυρά. Στις πραγματικές δοκιμές όμως οι μορφές αστοχίας των δοκιμίων είναι διαφορετικές. Αυτό οφείλεται κυρίως στην επαφή του δοκιμίου με τις μεταλλικές πλάκες της μηχανής στην οποία γίνεται η δοκιμή. Το σκυρόδεμα κατά τη θλίψη παραμορφώνεται εγκάρσια περισσότερο από τις χαλύβδινες πλάκες. Στα κυβικά δοκίμια παρατηρείται η ακόλουθη μορφή αστοχίας. Σχήμα 2.3.2: Μορφές αστοχίας κυβικών δοκιμίων σε μονοαξονική θλίψη [3]. Οι οριζόντιες τάσεις εξασθενούν καθώς κινούμαστε προς το μέσον του δοκιμίου. Οι πλευρές του δοκιμίου είτε εμφανίζουν κατακόρυφες ρωγμές, είτε διασπώνται τελείως και ο πυρήνας παραμένει πρακτικά άθικτος. Εάν η μηχανή στην οποία γίνεται η δοκιμή είναι δεν είναι αρκετά δύσκαμπτη υπάρχει η περίπτωση να εμφανισθεί αστοχία εκρηκτικού τύπου όπως φαίνεται παρακάτω. Στη συνέχεια εμφανίζονται οι συνηθέστερες μορφές αστοχίας κυλινδρικού δοκιμίου Σχήμα 2.3.3: Μορφές αστοχίας κυλινδρικού δοκιμίου σε μονοαξονική θλίψη [3]

6 Η χρήση κυλινδρικών δοκιμίων υπερέχει λόγω του ότι επιτυγχάνουμε πιο ομοιόμορφή κατανομή των τάσεων. Ωστόσο τα κυβικά δοκίμια είναι πιο εύχρηστα κυρίως διότι δεν απαιτείται απίσωση (καπέλωμα). Η αντοχή του κύβου προκύπτει μεγαλύτερη από αυτήν του κυλίνδρου λόγω της ευνοϊκής επιρροής της τριαξονικότητας που αναπτύσσεται στις περιοχές επαφής του δοκιμίου με τις πλάκες της μηχανής (λόγω των διαφορετικών παραμορφωσιακών χαρακτηριστικών σκυροδέματος και χάλυβα). Η επιρροή αυτή εκτείνεται σε όλο το ύψος του κυβικού δοκιμίου, ενώ στα κυλινδρικά (βλ. σχήμα 2.3.4) μηδενίζεται στη μεσαία περιοχή. Σχήμα 2.3.4: Σχηματική απεικόνιση εντατικής κατάστασης κυλίνδρου υπό αξονική θλίψη [4]. 2.4 Τρόποι με τους οποίους θραύονται τα δοκίμια (κύβοι κύλινδροι) Μετά τη συμπλήρωση της δοκιμής, θα πρέπει να αναφερθεί και ο τρόπος με τον οποίο έσπασαν τα δοκίμια. Για δοκίμια που δεν θα σπάσουν κανονικά, τα αποτελέσματα δε λαμβάνονται υπόψη. Στο Σχήμα φαίνεται πως είναι ο ικανοποιητικός τρόπος θραύσης των κύβων. Όπως φαίνεται πιο κάτω, και οι τέσσερις εκτεθειμένες πλευρές έσπασαν περίπου το ίδιο, ενώ οι επιφάνειες που ήταν σε επαφή με τις πλάκες της θλιπτικής μηχανής δεν έπαθαν σχεδόν τίποτα. Σχήμα 2.4.1: Ικανοποιητικός τρόπος θραύσης των κύβων [5] Στο Σχήμα φαίνονται οι κύβοι που δεν έσπασαν με ικανοποιητικό τρόπο. Μερικές πιθανές αιτίες που επηρεάζουν το σπάσιμο των κύβων με μη ικανοποιητικό τρόπο είναι: Ο λανθασμένος τρόπος κατασκευής τους από νωπό σκυρόδεμα Η χρησιμοποίηση καλουπιών, που δεν έγινε σύμφωνα με τα πρότυπα Ο λανθασμένος τρόπος τοποθέτησης τους στη θλιπτική μηχανή Η κακή λειτουργίας της θλιπτικής μηχανής

7 Σχήμα 2.4.2: Μη ικανοποιητικός τρόπος θραύσης των κύβων [5] Στο Σχήμα φαίνεται πως είναι ο ικανοποιητικός τρόπος θραύσης των κυλίνδρων. Σχήμα 2.4.3: Ικανοποιητικός τρόπος θραύσης των κυλίνδρων [5] Στο Σχήμα φαίνονται οι κύλινδροι που δεν έσπασαν με ικανοποιητικό τρόπο. Σχήμα 2.4.4: Μη ικανοποιητικός τρόπος θραύσης των κυλίνδρων [5]

8 2.5. Σχέση αντοχής στη θλίψη με αντοχή στον εφελκυσμό Η γενική σχέση που συνδέει την εφελκυστική (f t ) με τη θλιπτική (f c ) αντοχή, έχει γίνει κοινώς αποδεκτό ότι είναι της μορφής: n ft kf c Στον πίνακα που ακολουθεί παρουσιάζονται σχέσεις εφελκυσμού θλίψης από διάφορους μελετητές. Πίνακας 2. Σχέσεις εφελκυσμού θλίψης σύμφωνα με διάφορους μελετητές (όπου f c είναι η αντοχή κυλίνδρου σε θλίψη) [6].

9 3. Περιγραφή Δοκιμής Ο προσδιορισμός της ανθεκτικότητας σκυροδέματος σε θλίψη γίνεται σύμφωνα με το ΕΝ ή την Μέθοδο Ελέγχου ΣΚ-304. Για την παρασκευή των δοκιμίων σκυροδέματος του έργου, ισχύουν οι διατάξεις του άρθρου 13 του Κανονισμού Τεχνολογίας Σκυροδέματος - 97 (ΦΕΚ 315/Β/ ) και των Προδιαγραφών ΣΚ-303 και ΣΚ-350 του Υπουργείου Δημοσίων Έργων Κύριος & βοηθητικός εξοπλισμός Ο εξοπλισμός που απαιτείται για τη δοκιμή είναι: Υδραυλική πρέσα MATEST πλήρως αυτοματοποιημένη Θάλαμος συντηρήσεως δοκιμίων σκυροδέματοςατασκευή Παχύμετρο Καταγραφικό Υγρασίας-Θερμοκρασίας Ζυγός 3.2. Μετρούμενα / Ελεγχόμενα Χαρακτηριστικά Ελέγχεται η επιπεδότητα των δύο επιφανειών φορτίσεως του κάθε κύβου καθώς και η καθετότητα των άλλων πλευρών αμέσως μετά την Παραλαβή τους και πριν την τοποθέτηση τους στον θάλαμο συντήρησης. Πριν την εκτέλεση της δοκιμής με παχύμετρο μετράμε τις διαστάσεις του δοκιμίου με ανοχή ± 0,1mm. Καταγράφεται η δύναμη Fmax που δείχνει το ψηφιακό όργανο της πρέσας 3.3. Συνθήκες Δοκιμής Τα δοκίμια πρέπει να εξάγονται από τον θάλαμο συντηρήσεως αμέσως πριν τον έλεγχο τους για να μην χάσουν την υγρασία τους. Σε περίπτωση καθυστερήσεως του ελέγχου θα πρέπει να προστατευθούν ώστε να μην χάσουν παρεταίρω την υγρασία τους. Η συντήρηση των δοκιμίων γίνεται σύμφωνα με το πρότυπο EN ή την Μέθοδο Ελέγχου ΣΚ 303 σε θάλαμο ειδικό στον οποίο οι συνθήκες θερμοκρασίας είναι 20±2 ο C και υγρασίας 90% και ξεκινά αμέσως μετά την εισαγωγή των δοκιμίων στο εργαστήριο. Ο συνολικός χρόνος συντήρησης μπορεί να φτάσει τις 28 ημέρες από την ημέρα παρασκευής των δοκιμίων. (Πρέπει να αναφέρεται η ηλικία των δοκιμίων την ημέρα εισαγωγής τους στο εργαστήριο καθώς και η ηλικία τους την ημέρα της θραύσης). Η ταχύτητα φορτίσεως πρέπει να είναι 0,2-1 MPa/s O συνολικός χρόνος φορτίσεως δεν πρέπει να είναι μικρότερος των 30sec. Για δοκίμια σκυροδέματος εξαιρετικά χαμηλής αντοχής (μικρότερης των 6.0 MPa), η διάρκεια δοκιμής μπορεί να είναι μικρότερη από 30 s, χωρίς η ταχύτητα φορτίσεως να μπορεί να υπολείπεται των 0.2 MPa/s Δοκίμια - Δείγμα Τα συμβατικά δοκίμια που προορίζονται για τους ελέγχους συμμορφώσεως θα είναι όλα κυβικά, διαστάσεων, 15 cm x 15 cm x 15 cm., λαμβανόμενα με χυτοσιδηρές μήτρες. Ο αριθμός των δοκιμίων που απαιτείται για κάθε διαστρωμένο τμήμα, είναι, ανά ημέρα έξι (6) για ποσότητα σκυροδέματος μέχρι 150 m 3, ή δώδεκα (12) για ποσότητα σκυροδέματος μεγαλύτερη των 150 m 3. Αριθμός δοκιμίων μικρότερος των έξι (6) ή των δώδεκα (12) αντίστοιχα, δεν επιτρέπει την εφαρμογή των Κριτηρίων Συμμορφώσεως Α και Β αντιστοίχως, που προβλέπει ο Κ.Τ.Σ.-97. Υποδεικνύεται η λήψη και έβδομου ή δέκατου τρίτου δοκιμίου, που θα καλύψει την περίπτωση καταστροφής ή τραυματισμού ή εμφανών ελαττωμάτων ενός από τα υπόλοιπα έξι ή δώδεκα.

10 Στις περιπτώσεις που απαιτείται έλεγχος δοκιμίων και σε ηλικίες μικρότερες των 28 ημερών, τότε θα πρέπει να λαμβάνεται μεγαλύτερος αριθμός δοκιμίων Προετοιμασία Δοκιμής Τα δοκίμια μετά τη λήψη τους παραμένουν για 24±4 ώρες στις μήτρες και στη συνέχεια τοποθετούνται για συντήρηση εντός υγρού θαλάμου, θερμοκρασίας 20 ±2 C και σχετικής υγρασίας μεγαλύτερης του 90% για 28 ημέρες. Τα δοκίμια πρέπει να θραυστούν μέσα σε 5 λεπτά από την απομάκρυνση τους από τον θάλαμο συντήρησης Εκτέλεση Δοκιμής Ενεργοποιούμε την πρέσα από τον γενικό διακόπτη και τον ηλεκτρονικό υπολογιστή ο οποίος είναι συνδεδεμένος με την πρέσα και έχει κατάλληλο λογισμικό πρόγραμμα. Μετράμε τις διαστάσεις των δοκιμίων με ακρίβεια ±0,1 mm. Ζυγίζουμε το δοκίμιο. Από το λογισμικό της πρέσας (εναλλακτικά την κονσόλα) επιλέγεται το πρόγραμμα της αντοχής σε θλίψη των δοκιμίων σκυροδέματος. Εισάγουμε τις διαστάσεις και το βάρος του δοκιμίου καθώς και τον κωδικό του. Εισάγουμε το δοκίμιο στην πρέσα και πατάμε το πλήκτρο start και αρχίζει η θραύση του δοκιμίου. Καθ όλη τη διάρκεια εκτέλεσης της δοκιμής θα πρέπει να λαμβάνουμε τα κατάλληλα μέτρα ασφαλείας για την πρόληψη πιθανόν ατυχημάτων. Εικ Μηχανή Δοκιμής Θλίψης του Εργαστηρίου 3.7 Οδηγίες Υπολογισμού Μέτρηση της επιπεδότητας- παραλληλότητας των κύβων. Αμέσως μετά την παραλαβή των δοκιμίων από τον πελάτη, τα δοκίμια σκυροδέματος ελέγχονται ως προς την επιπεδότητα και την καθετότητα των πλευρών τους ως ακολούθως: Τοποθετούμε τον χάρακα πάνω στην μια επιφάνεια του δοκιμίου και ελέγχουμε εάν το φίλλερ των 0,08mm περνά από το διάστημα ανάμεσα στον χάρακα και την επιφάνεια του κύβου. Εάν δεν περνά ελέγχουμε και την ακριβώς απέναντι πλευρά του δοκιμίου και εάν ικανοποιείται ξανά η παραπάνω συνθήκη επιλέγουμε αυτές τις δύο πλευρές σαν επιφάνειες φορτίσεως των δοκιμίων. Εάν κάποια πλευρά δεν ικανοποιεί το παραπάνω κριτήριο επιπεδότητας προχωρούμε

11 στον έλεγχο των υπόλοιπων πλευρών. Εάν δεν μπορούμε να βρούμε δύο απέναντι πλευρές που να ικανοποιούν το κριτήριο επιπεδότητας τότε προχωρούμε σε λείανση των επιφανειών των δοκιμίων μέχρι να ικανοποιειθεί το κριτήριο, άλλως τα δοκίμιο απορρίπτεται. Κατόπιν αφού επιλέξουμε τις δύο πλευρές φορτίσεως ελέγχουμε την καθετότητα των υπόλοιπων πλευρών ως προς αυτές. Σύμφωνα με την ΣΚ 303 η γωνία ανάμεσα σε δύο συντρέχουσες επιφάνειες κύβων ή πρισμάτων πρέπει να είναι 90±0,5 0 που για κύβους 150x150x150mm αντιστοιχεί σε διαφορά αντίστοιχων διαστάσεων μήκους ή πλάτους άνω και κάτω επιφάνειας 1,3mm. Μετρούμε τα αντίστοιχα μήκη και πλάτη των δύο επιφανειών φορτίσεως και καταγράφουμε εάν ικανοποιείται το παραπάνω κριτήριο καθετότητας Μέτρηση των διαστάσεων των δοκιμίων Πριν από την εκτέλεση της δοκιμής μετρείται το μήκος και το πλάτος της άνω πλευράς φορτίσεως των δοκιμίων και εισάγονται τα στοιχεία αυτά στην πρέσα προκειμένου να υπολογιστεί αυτόματα η επιφάνεια φορτίσεως και η τάση θραύσης Μέτρηση της αντοχής των δοκιμίων. Η πρέσα MATEST υπολογίζει αυτόματα τα αποτελέσματα σε kν ή MPa τα οποία και καταγράφονται αυτόματα. Υπάρχει η δυνατότητα εκτύπωσης των αποτελεσμάτων και εξαγωγής των κατάλληλων διαγραμμάτων. Εάν θέλουμε να υπολογίσουμε την αντοχή σε θλίψη χρησιμοποιούμε τον τύπο: F fc A όπου: f c : η θλιπτική αντοχή σε MPa (Ν/mm 2 ) F: το μέγιστο φορτίο σε N A c : το εμβαδόν του δοκιμίου που έρχεται σε επαφή με την πλάκα φόρτισής σε mm 2. Τα αποτελέσματα της δοκιμής πρέπει να έχουν ακρίβεια τουλάχιστον της τάξης του 0,5 MPa. c 3.8. Αξιολόγηση Αποτελεσμάτων Σύμφωνα με τα αποτελέσματα και την επεξεργασία αυτών αξιολογούμε εάν το σκυρόδεμα συμμορφώνεται με τις απαιτήσεις του Κανονισμό Τεχνολογίας Σκυροδέματος. Επίσης μελετάται και ο τρόπος θραύσης των δοκιμίων. Επιπροσθέτως μπορεί να γίνει σύγκριση των αποτελεσμάτων με την τιμή αντοχής που έχουμε λάβει με κρουσίμετρο. Τέλος μπορεί να υπολογιστεί και η αντοχή σε εφελκυσμό σύμφωνα με τις σχέσεις του Πίνακα 2.

12 Βιβλιογραφία 1. ΥΑ Δ14/19164, Έγκριση του κανονισμού τεχνολογίας Σκυροδέματος -1997, ΦΕΚ 315Β/ Κυριακόπουλος Βασίλειος, Σχέση αντοχής σκυροδέματος σε θλίψη και κάμψη, Διπλωματική Εργασία, Διατμηματικό μεταπτυχιακό πρόγραμμα «δομοστατικός σχεδιασμός και ανάλυση κατασκευών», Αθήνα, Ιανουάριος Αθανάσιος Τριανταφύλλου, Δομικά Υλικά, Πάτρα Οπλισμένο Σκυρόδεμα Μεταλλικές Κατασκευές, Υλικά Οπλισμένου Σκυροδέματος, Κεφάλαιο 2, 5. ΕΝ : Testing Hardened Concrete Part 3: Compressive strength of test specimens 6. T.Seshadri Sekhar and P.Srinivasa Rao, Relationship between Compressive, Split Tensile, Flexural Strength of Self Compacted Concrete, International Journal of Mechanics and Solids Vol.3 No.2 (2008) pp