ΣΥΜΠΕΡΙΦΟΡΑ ΤΡΟΠΟΠΟΙΗΜΕΝΟΥ ΜΕ ΠΟΛΥΜΕΡΗ, ΙΝΟΠΛΙΣΜΕΝΟΥ ΣΚΥΡΟ ΕΜΑΤΟΣ ΥΨΗΛΗΣ ΕΠΙΤΕΛΕΣΤΙΚΟΤΗΤΑΣ ΜΕ Ι ΙΟΤΗΤΕΣ ΑΥΤΟ Ι ΑΣΗΣ

Transcript

1 Συµπεριφορά Τροποποιηµένου µε Πολυµερή, Ινοπλισµένου Σκυροδέµατος Υψηλής Επιτελεστικότητας µε Ιδιότητες Αυτοΐασης ΣΥΜΠΕΡΙΦΟΡΑ ΤΡΟΠΟΠΟΙΗΜΕΝΟΥ ΜΕ ΠΟΛΥΜΕΡΗ, ΙΝΟΠΛΙΣΜΕΝΟΥ ΣΚΥΡΟ ΕΜΑΤΟΣ ΥΨΗΛΗΣ ΕΠΙΤΕΛΕΣΤΙΚΟΤΗΤΑΣ ΜΕ Ι ΙΟΤΗΤΕΣ ΑΥΤΟ Ι ΑΣΗΣ BEHAVIOUR ΟF SBR LATEX MODIFIED, STEEL FIBER REINFORCED, ULTRA HIGH PERFORMANCE, SELF-HEALING CONCRETE ΓΚΑΡΑΚΛΟΒΑ ΣΟΦΙΑ Προπτυχιακή φοιτήτρια Πολιτικών Μηχανικών Α.Π.Θ., ΚΑΓΙΟΓΛΟΥ ΠΑΝΑΓΙΩΤΑ Προπτυχιακή φοιτήτρια Πολιτικών Μηχανικών Α.Π.Θ,. ΣΤΑΥΡΙ ΟΥ ΕΥ ΟΚΙΑ Προπτυχιακή φοιτήτρια Πολιτικών Μηχανικών Α.Π.Θ., ΧΟΤΖΟΓΛΟΥ ΠΑΥΛΟΣ Προπτυχιακός φοιτητής Πολιτικών Μηχανικών Α.Π.Θ. Επιβλέπων καθηγητής: Ελευθέριος Αναστασίου, επίκουρος καθηγητής τµήµατος Πολιτικών Μηχανικών Α.Π.Θ. Περίληψη Η παρούσα εργασία πραγµατεύεται την επιρροή του πολυµερικού υλικού latex (συνθετικών ρητινών SBR Styrene Butadiene Rubber) σε ινοπλισµένα σκυροδέµατα πολύ υψηλής αντοχής µε ιδιότητες αυτοΐασης. Αναλυτικότερα, η πειραµατική διαδικασία χωρίζεται σε δύο τµήµατα το µεν πρώτο αφορά την σκυροδέτηση και εργαστηριακή µελέτη µίγµατος χωρίς την παρουσία του πολυµερικού υλικού, το δε δεύτερο αφορά µίγµα ίδιας σύστασης εµπλουτισµένο µε latex. Τα µίγµατα διερευνώνται ως προς την συµπεριφορά τους τόσο σε συνήθεις συνθήκες περιβάλλοντος όσο και σε διαβρωτικές συνθήκες, παρουσία θαλασσινού νερού. 1. ΣΚΥΡΟ ΕΜΑ ΥΨΗΛΗΣ ΕΠΙΤΕΛΕΣΤΙΚΟΤΗΤΑΣ 1.1 ΠΕΡΙΓΡΑΦΗ - Ι ΙΟΤΗΤΕΣ Πρόκειται για µίγµατα σκυροδέµατος που παρουσιάζουν υψηλή αντοχή, υψηλή εργασιµότητα καθώς και υψηλή ανθεκτικότητα σε διαβρωτικό περιβάλλον σε σχέση πάντα µε τα συµβατικά µίγµατα. Έτσι λοιπόν ακολουθώντας τις ολοένα αυξανόµενες απαιτήσεις της εποχής, το άλλοτε σκυρόδεµα υψηλής αντοχής έχει αντικατασταθεί από το σκυρόδεµα υψηλής επιτελεστικότητας (HPC)[1][2].

2 Γκαράκλοβα Σοφία, Καγιόγλου Παναγιώτα, Σταυρίδου Ευδοκία, Χότζογλου Παύλος 1.2 ΣΥΣΤΑΣΗ Η υψηλότερη αντοχή επιτυγχάνεται κατά κύριο λόγο µε τη µείωση της ποσότητας νερού στο µίγµα. Έτσι ο λόγος νερού προς τσιµέντο είναι αρκετά χαµηλός, W/C = Ο ρόλος των αδρανών είναι αρκετά σηµαντικότερος από ό,τι στο συµβατικό σκυρόδεµα, χρησιµοποιούνται αδρανή καλύτερης ποιότητας και µε µικρότερο µέγιστο κόκκο. Στα µίγµατα αυτού του τύπου γίνεται χρήση ορυκτών προσµίκτων µε κυριότερα την ιπτάµενη τέφρα και την πυριτική παιπάλη, τα οποία συνεισφέρουν σηµαντικά στη µείωση της θερµότητας ενυδάτωσης αλλά και του πορώδους. Απαραίτητη κρίνεται ακόµη και η προσθήκη χηµικών προσµείκτων όπως ρευστοποιητές ή/και επιβραδυντές. 1.3 ΕΦΑΡΜΟΓΕΣ ΣΚΥΡΟ ΕΜΑΤΟΣ ΥΨΗΛΗΣ ΕΠΙΤΕΛΕΣΤΙΚΟΤΗΤΑΣ Το σκυρόδεµα υψηλής επιτελεστικότητας βρίσκει εφαρµογή: Σε κατασκευές όπως γέφυρες µεγάλου ανοίγµατος. Τα µίγµατα που χρησιµοποιούνται σε αυτού του είδους της κατασκευές είναι κατά κύριο λόγο αυτοσυµπυκνούµενα και ινοπλισµένα για να αποφεύγεται η εκρηκτικού τύπου αστοχία. Εξαιτίας της ρευστότητας και της υψηλής αντοχής τους ενδείκνυνται για την κατασκευή καµπύλων τµηµάτων και γενικότερα τµηµάτων µε ιδιαίτερη γεωµετρία. Σε κατασκευές που απαιτούν µεγάλη αντοχή και παράλληλα πολύ λεπτά τοιχώµατα [3]. Χαρακτηριστικό παράδειγµα τέτοιας κατασκευής αποτελεί η στέγη του Ιδρύµατος Σταύρος Νιάρχος. Σε κατασκευές που εµφανίζουν µεγάλη συχνότητα φθορών, όπως πεζοδρόµια, οδοστρώµατα και χώροι στάθµευσης. Σε κατασκευές όπου απαιτούνται υψηλές ταχύτητες δόµησης, καθώς τα µίγµατα υψηλής επιτελεστικότητας αναπτύσσουν σε σύντοµο χρονικό διάστηµα (28 ηµέρες) τις µέγιστες αντοχές τους. Σε εφαρµογές που απαιτείται µανδύας ενίσχυσης. Για τέτοιους σκοπούς χρησιµοποιούνται και µίγµατα που στη σύνθεσή τους περιέχεται, εκτός των άλλων υλικών, και latex. εδοµένου ότι οι µανδύες ενίσχυσης έχουν γενικά µικρό πάχος (8-15 cm), το οποίο καθιστά δύσκολη τη διάστρωση του σκυροδέµατος, στις αποκαταστάσειςενισχύσεις το προς έγχυση σκυρόδεµα πρέπει να έχει την κατάλληλη ρευστότητα και διεισδυτικότητα, ώστε κατά τη σκυροδέτηση να µη δηµιουργούνται κενά (φωλιές). Όταν µάλιστα απαιτείται η δηµιουργία µανδύα ακόµα λεπτότερου πάχους (4-8 cm), όπου η έγχυση σκυροδέµατος είναι γενικά δυσχερής, απαιτείται η χρήση χυτού κονιάµατος µεγάλης ρευστότητας και υψηλών αντοχών. Με αυτόν τον τρόπο είναι εφικτή η ενίσχυση των καµπτικών και διατµητικών αντοχών των δοµικών στοιχείων ΤΟΠΟΘΕΤΗΣΗ ΕΠΙΣΚΕΥΑΣΤΙΚΟΥ ΜΑΝ ΥΑ Πριν από την τοποθέτηση του µανδύα οι εργασίες οι οποίες συνίσταται να ακολουθηθούν είναι οι εξής:

3 Συµπεριφορά Τροποποιηµένου µε Πολυµερή, Ινοπλισµένου Σκυροδέµατος Υψηλής Επιτελεστικότητας µε Ιδιότητες Αυτοΐασης 1. Καθαιρείται το αποδιοργανωµένο σκυρόδεµα όπου αυτό χρειάζεται και διαµορφώνονται στο παλαιό σκυρόδεµα κοιλότητες για τον καλύτερο εγκιβωτισµό του προς έγχυση υλικού. 2. Αποκαλύπτονται οι παλαιοί οπλισµοί, όπου αυτό χρειάζεται. 3. Εκτραχύνεται µηχανικά (π.χ. µε αµµοβολή) η επιφάνεια του παλαιού σκυροδέµατος. 4. Γίνεται καλή έκπλυση του παλαιού σκυροδέµατος µε άφθονο νερό υπό πίεση. 5. Οπλίζεται ο µανδύας σύµφωνα µε τη στατική µελέτη ενίσχυσης, µε συγκόλληση του νέου οπλισµού στον παλιό µε καβίλιες ή «πάπιες». 6. Γίνεται έγχυση του σκυροδέµατος στα υφιστάµενα καλούπια. 2. SELF - HEALING CONCRETE - ΣΚΥΡΟ ΕΜΑ ΜΕ Ι ΙΟΤΗΤΕΣ ΑΥΤΟ Ι ΑΣΗΣ Πρόκειται για την ιδιότητα του σκυροδέµατος τηςαυτοΐασης, πλήρωσης των ρωγµών που δηµιουργούνται σε αυτό κατά τη διάρκεια της ζωής του. Αυτή η φυσική ιδιότητά του µπορεί να ενισχυθεί µε την εισαγωγή χηµικών ή/και βιοχηµικών υλικών. ιακρίνουµε τρεις βασικούς µηχανισµούς αυτοΐασης του σκυροδέµατος: 2.3 ΑΥΤΟΓΕΝΗΣ ΑΥΤΟ ΙΆΣΗ ΤΟΥ ΣΚΥΡΟ ΕΜΑΤΟΣ Η αυτογενής αυτοΐαση είναι µια φυσική ιδιότητα του σκυροδέµατος που του επιτρέπει να αναπληρώσει ρήγµατα που δηµιουργούνται στη µάζα του. Ο µηχανισµός αυτός επιτυγχάνεται µέσω της καθυστερηµένης ενυδάτωσης του µη ενυδατωµένου τσιµέντου και της ενανθράκωσης του διαλυµένου υδροξειδίου του ασβεστίου. Έχει παρατηρηθεί ότι σε περίοδο µεγαλύτερη των 7 εβδοµάδων η αυτογενής αυτοΐαση µπορεί να πληρώσει ρήγµατα έως και 0.2mm. Η καθυστερηµένη ενυδάτωση ως µηχανισµός αυτοΐασης παρατηρείται έντονα στα νέα σκυροδέµατα ενώ η ενανθράκωση σχετίζεται κατά κύριο λόγο µε τα παλαιότερα µίγµατα. Αναφορικά µε τον µηχανισµό της καθυστερηµένης ενυδάτωσης, νέες έρευνες επέφεραν καλύτερα αποτελέσµατα χρησιµοποιώντας κονίες που περιείχαν ιπτάµενη τέφρα. 2.4 BIO- BASED HEALING CONCRETE (BACTERIAL CONCRETE) H αυτοΐαση του σκυροδέµατος έχει αναπτυχθεί µε την εισαγωγή βακτηρίων στο µίγµα του σκυροδέµατος µε χαρακτηριστικότερες περιπτώσεις αυτές των Cohnii, Filla και Pasteuri. Σε έρευνες που έχουν γίνει παρατηρήθηκε ότι τα βακτήρια που προστέθηκαν απευθείας στην πάστα σκυροδέµατος παρέµειναν ζωντανά µόνο για 4 µήνες. Για την προστασία των βακτηρίων έχει αναφερθεί ότι χρησιµοποιήθηκαν διογκωµένα σωµατίδια αργίλου(jonkers) ενώ σε άλλες (VanTittleboom) χρησιµοποιήθηκαν γυάλινοι σωλήνες στο εσωτερικό του σκυροδέµατος. Έκτοτε έχουν αναφερθεί και άλλες στρατηγικές για την προστασία των βακτηρίων.

4 Γκαράκλοβα Σοφία, Καγιόγλου Παναγιώτα, Σταυρίδου Ευδοκία, Χότζογλου Παύλος 2.5 MICROENCAPSULATED HEALING AGENTS Ο τρόπος µε τον οποίο λειτουργεί ο µηχανισµός είναι ο ακόλουθος: Όταν εµφανίζεται µία ρωγµή οι κάψουλες ανοίγουν και απελευθερώνεται το περιεχόµενό τους το οποίο ρέει έως τις ρωγµές. Σταδιακά τα δύο τµήµατα του ρήγµατος θα ενωθούν και συνεπώς το ρήγµα πληρώνεται, µερικώς τουλάχιστον. Το περιεχόµενο των καψουλών διαφέρει ανάλογα µε τις απαιτήσεις του σκυροδέµατος για ίαση, ενώ όταν ενδιαφερόµαστε για το αισθητικό αποτέλεσµα στις κάψουλεςµπορούν να εισαχθούν καιαδιάβροχα υλικά. Για αυτή τη διαδικασία έχουν χρησιµοποιηθεί µέχρι στιγµής υλικά µε βάση το γυαλί ή µε κεραµική προέλευση. Καθώς όµως οι κάψουλες πρέπει να «αντέξουν» τη διαδικασία της ανάµειξης του σκυροδέµατος, οι έρευνες έχουν επικεντρωθεί στην εύρεση υλικών µε ιδιότητες τέτοιες που θα επιτρέψουν στις κάψουλες να επιβιώσουν τη διαδικασία ανάδευσης. 2.6 ΚΡΥΣΤΑΛΛΙΤΕΣ Οι κρυσταλλίτες, όποιας χηµικής σύστασης και αν είναι, αποτελούν υδρόφιλες ουσίες. Για να ενεργοποιηθεί η δράση τους είναι απαραίτητη η παρουσία νερού. Αν αυτό είναι διαθέσιµο οι κρυσταλλικές ενώσεις αντιδρούν µαζί του και µε την «συµµετοχή» ενεργών συστατικών τσιµέντου και άµµου παράγουν σκληρό υλικό το οποίο γεµίζει τις ρωγµές. Στην παρούσα πειραµατική εργασία υιοθετήθηκε η 2.4 µέθοδος επίτευξης της ιδιότητας της αυτοΐασης [4]. 3. ΠΟΛΥΜΕΡΕΣ ΡΗΤΙΝΟΥΧΟ ΠΡΟΣΜΕΙΚΤΟ LATEX 3.1 ΠΕΡΙΓΡΑΦΗ ΤΟΥ LATEX Πρόκειται για ένα βελτιωτικό πρόσµεικτο κονιαµάτων τσιµέντου µε βάση πολυµερείς ρητίνες το οποίο προστίθεται σε δοµικά κονιάµατα και επιχρίσµατα. Το γαλακτώδες αυτό υγρό, το οποίο διαλύεται πλήρως στο νερό ανάµειξης, συµβάλλει στην παραγωγή κονιαµάτων µε βελτιωµένες ιδιότητες[5]. 3.2 ΜΗΧΑΝΙΣΜΟΣ ΡΑΣΗΣ ΤΟΥ LATEX Στην πράξη το συνθετικό υλικό Latex δηµιουργείται κατά τη διάλυση πολυµερών σωµατιδίων στο νερό και τελικά δηµιουργείται ένα λεπτόρρευστο υγρό που έχει τη µορφή, υφή και χρώµα γαλακτώµατος. Κατά την προσθήκη του γαλακτώµατος σε τσιµεντοκονία Portland, οι σφαίρες του πολυµερούς συσσωµατώνονται και σχηµατίζουν µία µεµβράνη (film) η οποία καλύπτει τους ενυδατωµένους κόκκους τσιµέντου και παράλληλα γεµίζει τα κενά του αέρα. Η σχηµατιζόµενη µεµβράνη πολυµερούς που δηµιουργείται από τη δράση του latex συνεισφέρει στην διατήρηση των υψηλών επιπέδων εσωτερικής υγρασίας στο σκυρόδεµα, άρα και στην αποφυγή ρηγµατώσεων του σκυροδέµατος λόγω συρρίκνωσης αυτού. Για να γίνει αυτό, όµως, είναι απαραίτητο η επιφάνεια εργασίας να καλυφθεί µε µία προστατευτική στρώση λινάτσας αλλά και να γίνουν όλες οι εργασίες φινιρίσµατος.

5 Συµπεριφορά Τροποποιηµένου µε Πολυµερή, Ινοπλισµένου Σκυροδέµατος Υψηλής Επιτελεστικότητας µε Ιδιότητες Αυτοΐασης Τα τρία βασικά πολυµερή που χρησιµοποιούνται ως τροποποιητές latex για σκυρόδεµα ή κονίαµα είναι ακρυλικά, ελαστικά στυρενίου-βουταδιενίου (SBR) και οξικά πολυβινύλια (PVA). Όταν τα πολυµερή αυτά γαλακτώµατα κατασκευάζονται για να αποτρέψουν τον σχηµατισµό περίσσιου αέρα χρησιµοποιούνται επιπλέον και αποξηραντές. Αυτός ο επιπλέον αέρας δηµιουργείται από τον αφρό που παράγεται κατά τη διάρκεια της ανάµειξης του µίγµατος του σκυροδέµατος ή του κονιάµατος[6]. 3.3 ΧΡΗΣΕΙΣ ΚΑΙ ΕΦΑΡΜΟΓΕΣ ΤΟΥ LATEX Το latex χρησιµοποιείται κυρίως για την ενίσχυση της πρόσφυσης του παραγόµενου κονιάµατος σε όλα τα υποστρώµατα- ακόµη και σε λείες επιφάνειες όπως σκυρόδεµα, πέτρα, τούβλο, σιδηρούχα µέταλλα, γυαλί και κεραµικά. Επιπλέον µπορεί, κατά περιπτώσεις, να βελτιώσει γενικά την ποιότητα του κονιάµατος προσδίδοντας σε αυτό στεγανότητα και ευκαµψία. Η προσθήκη του latex δίνει τη δυνατότητα εφαρµογής σοβάδων και τσιµεντοκονιών σε λεπτές στρώσεις χωρίς την εµφάνιση ρωγµών, ενώ είναι κατάλληλο για εργασίες φινιρίσµατος και τελειωµάτων. Το εν λόγω πρόσµεικτο βελτιώνει τις ιδιότητες των κονιαµάτων επικάλυψηςσοβάδων και των κονιαµάτων παντός είδους της κατασκευής σε βαθµό τέτοιο που επιτρέπει την εφαρµογή τους σε εργασίες επισκευαστικές και αποκατάστασης σκυροδέµατος. Ακόµη, ιδιαίτερα αποδοτική είναι η χρήση του για συγκόλληση παλαιού και νέου σκυροδέµατος ή κονιάµατος. Τέλος, το latex µπορεί να χρησιµοποιηθεί όχι µόνο σε παραδοσιακούς και έτοιµους σοβάδες, αλλά και σε λάσπη κτίσµατος, σε στεγανωτικά υλικά βάσεως τσιµέντου, σε τσιµεντοκονίες δαπέδου, σε αρµόστοκους, σε βιοµηχανικά δάπεδα και τέλος σε κόλλες πλακιδίων και µαρµάρων[7]. 3.4 ΕΦΑΡΜΟΓΗ ΤΟΥ LATEX ΣΕ ΕΠΙΣΚΕΥΕΣ Γενικότερα τα µίγµατα που περιέχουν latex, λόγω του αρκετά µεγάλου κόστους τους, βρίσκουν εφαρµογές κυρίως σε επισκευαστικές εργασίες που αποσκοπούν, κατά κύριο λόγο, στην πλήρωση ρωγµών. Τέτοιες αρκετά διαδεδοµένες εφαρµογές τους είναι ο εµποτισµός γεφυρών µε επισκευαστική στρώση αλλά και η χρήση τους σε επισκευές µε χρήση µανδυών. Ειδικά το τελευταίο αφορά κοµµάτια κατασκευών µε υψηλές απαιτήσεις όπου υπάρχουν ανάγκες για µικρή συστολή ξήρανσης. Αξίζει να σηµειωθεί πως τα µίγµατα αυτά πρέπει να ελεγχθούν σε βάθος χρόνου για να διαπιστωθεί αν η ιδιότητα συνεχίζει να «λειτουργεί» ευεργετικά. ε θα ήταν επιθυµητό µε την πάροδο του χρόνου να παρουσιαστεί συστολή ξήρανσης στα στοιχεία της κατασκευής, ούτε και να χάσουν την ελαστικότητά τους. Σε µία τέτοια περίπτωση το υλικό του latex δεν επιτελεί τη λειτουργία του και τον σκοπό για τον οποίο προστέθηκε στο µίγµα. Γενικότερα πρόκειται για µία επισκευαστική λύση η οποία πλεονεκτεί καθώς είναι φθηνότερη σε σύγκριση µε άλλες του είδους. Το ενδιαφέρον σε αυτές τις περιπτώσεις εντοπίζεται περισσότερο στην ανθεκτικότητα που προσφέρει το µίγµα που περιέχει το latex και λιγότερο στη συνεισφορά αυτού στην αντοχή του στοιχείου. 3.5 Ι ΙΟΤΗΤΕΣ ΠΟΥ ΠΡΟΣ Ι ΕΙ ΤΟ LATEX ΣΤΑ ΚΟΝΙΑΜΑΤΑ

6 Γκαράκλοβα Σοφία, Καγιόγλου Παναγιώτα, Σταυρίδου Ευδοκία, Χότζογλου Παύλος Το latex προστιθέµενο στα κονιάµατα συµβάλει σηµαντικά στις παρακάτω ιδιότητες των κονιαµάτων: Βελτίωση της εργασιµότητας του νωπού κονιάµατος Βελτίωση µηχανικών αλλά και χηµικών αντοχών Βελτίωση της αντοχής στον παγετό Βελτίωση της πρόσφυσης και συγκόλλησης κονιαµάτων πάνω σε δύσκολες επιφάνειες Βελτίωση στεγανότητας και αδιαβροχοποίηση του τσιµεντοκονιάµατος Μείωση της συρρίκνωσης πήξης άρα και µείωση του κινδύνου εµφάνισης ρωγµών που προέρχονται από αυτή Αύξηση της ελαστικότητας και ευκαµψίας του µίγµατος Αύξηση της επιφανειακής σκληρότητας Αύξηση της αντοχής σε τριβή και µικρή παραγωγή σκόνης Αύξηση αντοχής του αλκαλικού περιβάλλοντος του τσιµέντου Αύξηση της αντοχή σε ρύπους, διαλύτες και οξέα Οι παραπάνω ιδιότητες παρουσιάζονται πάντα σε σύγκριση µε τα κοινά µίγµατα σκυροδέµατος. Άλλα πλεονεκτήµατα που παρουσιάζει το latex είναι η ευκολία στη χρήση και εφαρµογή του, η µη τοξικότητά του, η συµβατότητά του µε όλους τους τύπους του τσιµέντου και το γεγονός ότι πρόκειται για ένα υλικό έτοιµο προς εφαρµογή[8]. 3.6 Ο ΗΓΙΕΣ ΕΦΑΡΜΟΓΗΣ ΤΟΥ LATEX Πριν τη χρήση του latex προτείνεται η καλή ανακίνηση του δοχείου στο οποίοπεριέχεται. Το ρητινούχο αυτό συστατικό προστίθεται και διαλύεται στο νερό ανάµειξης των κονιαµάτων. Η αναλογία ανάµειξης µε το νερό κυµαίνεται από 1:1 έως 1:5, ανάλογα µε την εκάστοτε επιθυµητή ποιότητα, τις τεχνικές απαιτήσεις αλλά και τις προδιαγραφές που ορίζει η εκάστοτε εταιρία παραγωγής. Προκειµένου να αποφευχθεί ο σχηµατισµός πιθανών συσσωµατωµάτων, προτείνεται το αραιωµένο latex να προστίθεται πρώτο στη συσκευή ανάµειξης των υλικών και στη συνέχεια το τσιµέντο και τα αδρανή. Άλλοι παράγοντες που πρέπει να ληφθούν υπόψιν κατά την εφαρµογή αυτού του υλικού είναι ότι ο χρόνος εργασιµότητας των κονιαµάτων µε latex ενδέχεται να

7 Συµπεριφορά Τροποποιηµένου µε Πολυµερή, Ινοπλισµένου Σκυροδέµατος Υψηλής Επιτελεστικότητας µε Ιδιότητες Αυτοΐασης παρουσιαστεί ελαφρά επιµηκυµένος, ενώ ακόµη το latex µπορεί να προκαλέσει µερική ρευστοποίηση του κονιάµατος. Για αυτό το λόγο η ποσότητα του νερού που προστίθεται στο µίγµα είναι µικρότερη από την αντίστοιχη στα συµβατικά µίγµατα. Στην περίπτωση που το latex εφαρµόζεται σε υπάρχον υπόστρωµα, αυτό αφορά κυρίως επισκευαστικές εργασίες, το υπόστρωµα πρέπει να είναι καθαρό, οµογενές, απαλλαγµένο από λάδια και λιπαρές ουσίες, σκόνη, χαλαρά ή σαθρά τµήµατα ή από παλιά επιχρίσµατα. Υλικά όπως βαφές ή άλλου είδους ρυπαντές της επιφάνειας πρέπει να αποµακρύνονται, όπως επίσης και τυχόν προεξέχοντα τµήµατα. Ειδικότερα για τα τσιµεντοειδή υποστρώµατα αυτά πρέπει να είναι κορεσµένα σε νερό, χωρίς όµως να υπάρχει λιµνάζον νερό. Ιδιαίτερη προσοχή πρέπει να δοθεί στο νερό που χρησιµοποιείται κατά την αραίωση του latex, καθώς αυτό δεν πρέπει να είναι βρόµικο ή αλµυρό. Τέλος για την καλύτερη επίτευξη των ιδιοτήτων αυτού του υλικού, η περιβαλλοντική θερµοκρασία συστήνεται να µην ξεπερνά τους -5 C και +40 C τόσο κατά την εφαρµογή του όσο και κατά τη διάρκεια των πρώτων ωρών µετά την τοποθέτησή του[9]. 3.7 ΕΜΠΟΡΙΚΗ ΣΥΣΚΕΥΑΣΙΑ- ΑΠΟΘΗΚΕΥΣΗ ΤΟΥ LATEX Το πρόσµικτο latex παράγεται και διατίθεται από αρκετές εταιρίες και κυκλοφορεί στην αγορά σε συσκευασίες των 1kg, 5kg και 20kg ή σε µεγαλύτερα δοχεία και βαρέλια. Αναφορικά µε την αποθήκευση αυτού, προτείνονται χώροι προστατευµένοι από άµεση ηλιακή ακτινοβολία και παγετό ενώ, εφόσον το υλικό βρίσκεται στην αρχική κλειστή και σφραγισµένη συσκευασία του, µπορεί να χρησιµοποιηθεί µε ασφάλεια έως και χρόνο από την ηµεροµηνία παραγωγής του. 4. ΑΠΟΤΕΛΕΣΜΑΤΑ ΠΕΙΡΑΜΑΤΙΚΗΣ ΙΑ ΙΚΑΣΙΑΣ ΚΑΙ ΣΧΟΛΙΑΣΜΟΣ ΑΠΟΤΕΛΕΣΜΑΤΩΝ 4.1 ΝΩΠΟ ΣΚΥΡΟ ΕΜΑ ΕΡΓΑΣΙΜΟΤΗΤΑ ΚΑΙ ΠΗΞΗ ΜΙΓΜΑΤΟΣ Κατά την σκυροδέτηση έγιναν δοκιµές εξάπλωσης και κάθισης και για τα δύο µίγµατα, µε και χωρίς latex. ΜΙΓΜΑ 1, ΧΩΡΙΣ ΠΡΟΣΘΗΚΗ LATEX Στην περίπτωση του µίγµατος 1 έχουµε τιµή εξάπλωσης 54 cm πριν την προσθήκη των ινών και 43 cm µετά την προσθήκη αυτών, τιµές που καθιστούν το µίγµα υπέρρευστο. Για να επιτευχθεί η παραπάνω εργασιµότητα έγινε χρήση

8 Γκαράκλοβα Σοφία, Καγιόγλου Παναγιώτα, Σταυρίδου Ευδοκία, Χότζογλου Παύλος υπερρευστοποιητή σε ποσοστό 2% επί της κονίας. Ωστόσο, η προσθήκη του χηµικού αυτού πρόσµεικτου δεν ήταν αρκετή για να επιτευχθεί η επιθυµητή εργασιµότητα µε αποτέλεσµα να προστεθούν στο µίγµα επιπλέον 4kg νερού αυξάνοντας τον λόγο w/c από 0.25 σε Ένα πρόβληµα κατά την σκυροδέτηση αποτέλεσε η γρήγορη σχετικά πήξη του µίγµατος -πριν ακόµη την ολοκλήρωσητης πλήρωσης των µητρών- µε αποτέλεσµα να χαθεί γρήγορα η εργασιµότητά του. Οι παράγοντες που οδήγησαν στην ταχεία πήξη πιθανόν να είναι η χρήση τσιµέντου ταχείας πήξεως CEMI 42.5 R (rapid) σε συνδυασµό µε το χαµηλό ποσοστό νερού στο µίγµα. Προκειµένου να αποφύγουµε το πρόβληµα αυτό, στην σύνθεση µε το latex που ακολούθησε (µετά από 10 ηµέρες) αποφασίστηκε η χρήση επιβραδυντή πήξεως σε ποσοστό 0,2% επί της κονίας. ΜΙΓΜΑ 2, ΜΕ ΠΡΟΣΘΗΚΗ LATEX Στο µίγµα 2 έγινε προσθήκη του latex σε µορφή γαλακτώµατος µε περιεκτικότητα σε στερεά SBR 48.5%. Η ποσότητα του latex που προστέθηκε υπολογίστηκε µε τρόπο τέτοιο ώστε το ποσοστό των στερεών υλών του latex να είναι ίσο µε το15% του βάρους του αδέσµευτου νερού του µίγµατος. Η εξάπλωση του µίγµατος µετρήθηκε 25 cm πριν την προθήκη των ινών και 20 cm µετά την προθήκη αυτών. Η κάθιση, αντίστοιχα, είχε την τιµή των 19cm πριν την προσθήκη των ινών και 13 cm µετά την προσθήκη αυτών. Οι παραπάνω τιµές χαρακτηρίζουν το µίγµα εργασιµότητας S3, ενώ ο τελικός ενεργός λόγος w/cτου µίγµατος αυτού, θεωρώντας το νερό του γαλακτώµατος latex ως ελεύθερο νερό, διαµορφώνεται στην τιµή: 0,275. Λόγω του χαµηλότερου λόγου w/c έχουµε αρκετά µικρότερη εργασιµότητα σε σχέση µε το µίγµα 1. Το πρόβληµα της ταχείας πήξεως αντιµετωπίστηκε µε την προσθήκη του χηµικού πρόσµεικτου επιβραδυντή, όπως ήδη αναφέρθηκε προηγουµένως. Η χαµηλή εργασιµότητα του µίγµατος δηµιούργησε προβλήµατα στην συµπύκνωση αυτού καθώς οδήγησε στην αποθήκευση µεγάλων ποσοτήτων αέρα στη µάζα του σκυροδέµατος. Αυτές, όπως υπέδειξε και η χαµηλή πυκνότητά του µίγµατος, δεν ήταν δυνατό να αποµακρυνθούν από την µάζα του σκυροδέµατος ακόµα και µε την χρήση της δονητικής τράπεζας. Η πυκνότητα ρ του µίγµατος 2 προέκυψε 1,95 tn/m 3, αρκετά χαµηλότερη από την πυκνότητα σχεδιασµού 2,35 tn/m 3. Η µειωµένη αυτή τιµή προϊδεάζει εξ αρχής για την κακή συµπεριφορά του µίγµατος στα τεστ αντοχής ΣΥΣΤΟΛΗ ΞΗΡΑΝΣΗΣ

9 Συµπεριφορά Τροποποιηµένου µε Πολυµερή, Ινοπλισµένου Σκυροδέµατος Υψηλής Επιτελεστικότητας µε Ιδιότητες Αυτοΐασης ΜΙΓΜΑ 1, ΧΩΡΙΣ ΠΡΟΣΘΗΚΗ LATEX Όπως φαίνεται και από το παραπάνω διάγραµµα η µέγιστη συστολή ξήρανσης δοκιµίου 10x10x100 cm το οποίο τοποθετήθηκε σε θάλαµο ξήρανσης είναι περίπου 600 µm. Παρά την υψηλή περιεκτικότητα του µίγµατος σε τσιµέντο (600 kg/m 3 ) η συστολή του είναι χαµηλότερη από τη αναµενόµενη (1000 µm) και αυτό ίσως οφείλεται στην χρήση της ιπτάµενης τέφρας, σε περιεκτικότητα 400kg/m 3. Ακόµη, παρατηρείται δραστική µείωση του ρυθµού συστολής µετά το πέρας των 30 ηµερών. ΜΙΓΜΑ 2, ΜΕ ΠΡΟΣΘΗΚΗ LATEX Στην περίπτωση του µίγµατος µε latex βλέπουµε δραστική µείωση της µέγιστης συστολής των 30 ηµερών στα 250 µm, ενώ από την 18η ηµέρα και µετά η συστολή ξήρανσης του δοκιµίου πρακτικά σταµατάει. Από τα παραπάνω µπορεί κανείς να συµπεράνει ότι η προσθήκη latex στο µίγµα µειώνει σε µεγάλο βαθµό την συστολή ξήρανσης του σκυροδέµατος, ακόµη και στα υψηλής αντοχής σκυροδέµατα στα οποία η συστολή ξήρανσης αναµένεται να είναι µεγάλη.

10 Γκαράκλοβα Σοφία, Καγιόγλου Παναγιώτα, Σταυρίδου Ευδοκία, Χότζογλου Παύλος 4.2 ΣΚΛΗΡΥΜΕΝΟ ΣΚΥΡΟ ΕΜΑ ΘΛΙΠΤΙΚΗ ΑΝΤΟΧΗ ΚΥΒΙΚΩΝ ΟΚΙΜΙΩΝ 15cm Η θλιπτική αντοχή των κύβων του µίγµατος 1 - χωρίς προσθήκη latex- κυµαίνεται µεταξύ των και MPa, τιµές που χαρακτηρίζουν το σκυρόδεµα ως υψηλής αντοχής. Η θλιπτική αντοχή των κύβων του µίγµατος 2- µε προσθήκη latex- από την άλλη, βρίσκονται µεταξύ των και MPa, τιµές αρκετά µικρότερες από τις αναµενόµενες οι οποίες καταδεικνύουν την αστοχία της σύνθεσης. Η αστοχία αυτή που οδήγησε σε χαµηλή αντοχή ίσως οφείλεται στην κακή συµπύκνωση του µίγµατος. Αν και ακολουθήθηκαν πρότυπες διαδικασίες για την συµπύκνωση, το νωπό σκυρόδεµα ήταν αδύνατο να συµπυκνωθεί πλήρως, κάτι που φάνηκε και από την εξαιρετικά χαµηλή του πυκνότητα 1,95 tn/m 3 σε σχέση µε την πυκνότητα σχεδιασµού 2,35 tn/m 3, όπως σχολιάστηκε και στην προηγούµενη ενότητα. Ένας ακόµη παράγοντας ο οποίος ενδέχεται να συνετέλεσε στην πτώση αντοχής είναι η χρήση του επιβραδυντή, ίσως µη συµβατού µε τον υπερρευστοποιητή. Η χρήση του latex στο µίγµα, σύµφωνα µε την διεθνή βιβλιογραφία, αναµένεται να αυξήσει την αντοχή του σκυροδέµατος. Το παρόν µίγµα λοιπόν δεν

11 Συµπεριφορά Τροποποιηµένου µε Πολυµερή, Ινοπλισµένου Σκυροδέµατος Υψηλής Επιτελεστικότητας µε Ιδιότητες Αυτοΐασης δύναται να θεωρηθεί αντιπροσωπευτικό λόγω της αστοχίας του στην συµπύκνωση και έτσι αποφασίζεται η σκυροδέτηση 2 ου µίγµατος µε latex. Αυτή τη φορά επιλέγεται να µη γίνει χρήση του επιβραδυντή καθώς επίσης και να διατηρηθεί αρχικά ο λόγος w/c =0.25 και στη συνέχεια να γίνει σταδιακή προσθήκη νερού, έως ότου επιτευχθεί η επιθυµητή εργασιµότητα (αυτή του µίγµατος αναφοράς χωρίς latex). Τα αποτελέσµατα της 3 ης σύνθεσης αναµένεται να είναι διαθέσιµα κατά την παρουσίαση της εργασίας γι αυτό και δεν συµπεριλαµβάνονται στο παρόν κείµενο. Τότε θα είναι διαθέσιµα και τα δεδοµένα σχετικά µε την ιδιότητα της αυτοΐασης ΘΛΙΠΤΙΚΗ ΑΝΤΟΧΗ ΚΥΛΙΝ ΡΙΚΩΝ ΟΚΙΜΙΩΝ Στη θλιπτική αντοχή των κυλίνδρων παρατηρούµε επίσης χαµηλότερες τιµές στο σκυρόδεµα που περιέχει latex έναντι αυτού χωρίς. Οι τιµές αυτές δεν δικαιολογούνται καθώς τα µίγµατα είναι υψηλής περιεκτικότητας σε κονία και έχουν χαµηλό λόγο w/c.

12 Γκαράκλοβα Σοφία, Καγιόγλου Παναγιώτα, Σταυρίδου Ευδοκία, Χότζογλου Παύλος ΘΛΙΠΤΙΚH ΑΝΤΟΧΗ ΚΥΒΙΚΩΝ ΟΚΙΜΙΩΝ 4cm Η εικόνα της χαµηλότερης αντοχής στα δοκίµια που περιέχουν latex επαναλαµβάνεται και στην θλιπτική δοκιµή των κύβων 4 cm.ειδικότερα, η µείωση της µέσης αντοχής των δοκιµίων που περιέχουν latex σε σχέση µε αυτά που δεν περιέχουν είναι της τάξεως του 38%. Παρατηρείται οµοιοµορφία των τιµών θλιπτικής αντοχής στους κύβους διαστάσεων 4 και 15 cm.αντιθέτως στο µίγµα 1, το οποίο δεν περιέχει latex, παρατηρείται υψηλή αύξηση της θλιπτικής αντοχής των µικρότερων κύβων σε σχέση µε τους µεγαλύτερους. Ακόµη, διαπιστώνεται ότι η προσθήκη ινών ανεβάζει την θλιπτική αντοχή κυρίως των δοκιµίων τα οποία περιέχουν latex κατά 15 MPa περίπου.

13 Συµπεριφορά Τροποποιηµένου µε Πολυµερή, Ινοπλισµένου Σκυροδέµατος Υψηλής Επιτελεστικότητας µε Ιδιότητες Αυτοΐασης ΑΝΤΟΧΗ ΣΕ ΚΑΜΨΗ ΠΡΙΣΜΑΤΩΝ 4x4x16 cm Από το παραπάνω διάγραµµα παρατηρούµε ότι η προσθήκη ινών στο πρώτο µίγµα, χωρίς latex, δεν αυξάνει ιδιαίτερα την καµπτική αντοχή των δοκιµίων όχι τουλάχιστον στα επίπεδα που αναµένονταν. Επίσης, η καµπτική αντοχή των δοκιµίων του µίγµατος 2 µε latex σε σχέση µε το µίγµα 1 φαίνεται να είναι χαµηλότερη. Η πτώση είναι της τάξεως του 15%, αρκετά µικρότερη, ωστόσο, από την πτώση της θλιπτικής αντοχής που είναι περίπου 40%. Παρά τα όσα προβλήµατα απαντώνται στη σύνθεση, όµως, η προσθήκη των ινών αυξάνει την καµπτική αντοχή κατά περίπου 30%, επιτρέποντας στα δοκίµια να φτάσουν τα επίπεδα αντοχής των αντίστοιχων της πρώτης σύνθεσης (χωρίς latex, µε κρυσταλλίτες και ίνες). Σηµειώνεται, τέλος, ότι το δοκίµιο 2 χωρίς latex, κρυσταλλίτες και ίνες, κατά πάσα πιθανότητα εξαιτίας της ανοµοιογένειας του υλικού, έχει µη αντιπροσωπευτική τιµή καµπτικής αντοχής που αγγίζει τα 13.7 MPa.

14 Γκαράκλοβα Σοφία, Καγιόγλου Παναγιώτα, Σταυρίδου Ευδοκία, Χότζογλου Παύλος ΑΝΤΟΧΗ ΣΕ ΚΑΜΠΨΗ ΠΡΙΣΜΑΤΩΝ 15x15x55 cm Η τιµή της καµπτικής αντοχής του µίγµατος 1, χωρίς latex, είναι παρόµοια µε αυτή των µικρότερων πρισµάτων µε πολύ µικρές αποκλίσεις. Στην περίπτωση του µίγµατος µε το latex έχουµε εντονότερες διαφοροποιήσεις και πτώση της αντοχής σε κάµψη της τάξεως του 40%, σε σχέση µε το µίγµα χωρίς αυτό. Η πτώση αυτή είναι µεγαλύτερη από την αντίστοιχη στα µικρά πρίσµατα και αυτό γιατί το δοκίµιο 15x15x55 cm είχε εµφανέστερα προβλήµατα συµπύκνωσης. Βιβλιογραφία [1] Ελευθέριου Αναστασίου, ιδακτικές σηµειώσεις επίκουρου καθηγητή Πολιτικών Μηχανικών Α.Π.Θ,2012. [2]ACI 363R-92, State-of-the-Art Report on High-Strength Concrete [3]44.2R-89, Measurement of Properties of Fiber Reinforced Concrete [4]M. Roig-Flores, S. Moscato, P. Serna, L. Ferrara, Self-healing capability of concrete with crystalline admixtures in different environments, Construction and Building Materials, Vol. 86, pp 1-11,July 2015 [5]Concrete Construction Staff, Latex-Modified Concrete And Mortar For Repair, October 01, 1984 [6]ISOMAT A.B.E.E.- ΒΙΟΜΗΧΑΝΙΑ ΟΜΙΚΩΝ ΧΗΜΙΚΩΝ & ΚΟΝΙΑΜΑΤΩΝ, Φύλλο Τεχνικών Χαρακτηριστικών Προϊόντων LATEX [7] Silka Hellas ABEE, Φύλλο ΤεχνικώνΧαρακτηριστικών Προϊόντος LATEX

15 Συµπεριφορά Τροποποιηµένου µε Πολυµερή, Ινοπλισµένου Σκυροδέµατος Υψηλής Επιτελεστικότητας µε Ιδιότητες Αυτοΐασης [8]FINOMIX EΤΟΙΜΑ ΚΟΜΙΑΜΑΤΑ, Φύλλο Τεχνικών Χαρακτηριστικών Προϊόντος LATEX, Έκδοση 1: 25/05/2009 [9]MACON ΑΕ, Φύλλο Τεχνικών Χαρακτηριστικών Προϊόντος LATEX

16 Γκαράκλοβα Σοφία, Καγιόγλου Παναγιώτα, Σταυρίδου Ευδοκία, Χότζογλου Παύλος