Επιρροή των µηχανικών χαρακτηριστικών των ενεµάτων στη δοµική συµπεριφορά τρίστρωτων τοιχοποιιών

Επιρροή των µηχανικών χαρακτηριστικών των ενεµάτων στη δοµική συµπεριφορά τρίστρωτων τοιχοποιιών Ε.Ε.Τουµπακάρη ρ Πολιτικός Μηχανικός, ΥΣΜΑ (Υπηρεσία Συντήρησης Μνηµείων Ακροπόλεως) D.A.Van Gemert Καθ. Σχολής Πολιτικών Μηχανικών K.U.Leuven Θ.Π.Τάσιος Οµότ.Καθ. Σχολής Πολιτικών Μηχανικών ΕΜΠ Ε.Ν.Βιντζηλαίου Αναπλ.Καθ. Σχολής Πολιτικών Μηχανικών ΕΜΠ Λέξεις κλειδιά: τρίστρωτη τοιχοποιία, ενέµατα, συνάφεια, άσβεστος, ποζολάνη, τσιµέντο ΠΕΡΙΛΗΨΗ: Στην εργασία αυτή παρουσιάζονται τα αποτελέσµατα της πειραµατικής µελέτης µιας σειράς δοκιµίων (τοιχίσκων) τρίστρωτων τοιχοποιιών, τα οποία δοκιµάστηκαν κατ αρχήν σε θλίψη και στη συνέχεια ενισχύθηκαν µε ενέµατα ίδιας ενεσιµότητας αλλά διαφορετικών µηχανικών χαρακτηριστικών. Με το πέρας 9 ηµερών, οι τοιχίσκοι δοκιµάστηκαν πάλι σε θλίψη και επέδειξαν όλοι βελτιωµένη δοµική συµπεριφορά. Στόχος της έρευνας ήταν η διερεύνηση της επιρροής των µηχανικών χαρακτηριστικών των ενεµάτων στη δοµική συµπεριφορά των ενισχυµένων τοιχίσκων. Το βασικό συµπέρασµα της έρευνας είναι ότι ο παράγοντας που ελέγχει την αποτελεσµατικότητα των ενεµάτων είναι η διατµητική αντοχή της διεπιφάνειας ενέµατος-λιθοσώµατος. Άλλοι παράγοντες, όπως η θλιπτική ή εφελκυστική αντοχή του ενέµατος παίζουν λιγότερο σηµαντικό ρόλο. Η έρευνα αυτή απέδειξε την αποτελεσµατικότητα ενεµάτων µε περιορισµένη περιεκτικότητα σε τσιµέντο Portland για την επισκευή και ενίσχυση τοιχοποιιών. 1 ΕΙΣΑΓΩΓΗ Οι απαιτήσεις επιτελεστικότητας των ενεµάτων για τη δοµική αποκατάσταση ιστορικών τοιχοποιιών ήταν, µέχρι πρόσφατα, αντικρουόµενες. Από τη µια, οι απαιτήσεις ανθεκτικότητας συνιστούν τη µείωση της περιεκτικότητας των ενεµάτων σε τσιµέντο Portland και την επέκταση της χρήσης υδρασβέστου (αερικής ασβέστου). Από την άλλη, η δοµική αποτελεσµατικότητα τέτοιων ενεµάτων αµφισβητείται. Αν και η παρουσία υψηλών ποσοτήτων τσιµέντου Portland µπορεί όντως να προκαλέσει προβλήµατα ανθεκτικότητας (υπό συγκεκριµένες βέβαια συνθήκες, όπως η παρουσία υγρασίας, κατάλληλο πορώδες κλπ.), οι απαιτήσεις δοµικής ασφαλείας επιβάλλουν τη χρήση αξιόπιστων υλικών εύκολων στην εφαρµογή, όπως το τσιµέντο Portland. Το ερώτηµα προς διερεύνηση είναι, εάν θα ήταν δυνατόν να αντικατασταθεί ένα µεγάλο µέρος του τσιµέντου από άλλα κατάλληλα υλικά, ώστε να ικανοποιούνται τόσο οι απαιτήσεις ανθεκτικότητας όσο και δοµικής ασφαλείας. Το ερευνητικό πρόγραµµα που οργανώθηκε µε στόχο να συµβάλει στην επίλυση του προβλήµατος περιελάµβανε, πρώτα, την ανάπτυξη και τον χαρακτηρισµό αξιόπιστων σύνθετων ενεµάτων υδρασβέστου ποζολάνης τσιµέντου (περιεκτικότητας 3%-κ.β.) µε γνωστές και ελεγχόµενες ιδιότητες και µικροδοµή, καθώς και µε ρεολογικά χαρακτηριστικά και ενεσιµότητα ισοδύναµα εκείνων που παρουσιάζουν τα ενέµατα µε βάση το τσιµέντο. Στη συνέχεια, µελετήθηκε πειραµατικά η συµπεριφορά διεπιφανειών ενεµάτων-λιθοσωµάτων σε διάτµηση και

εφελκυσµό. Τέλος, κατασκευάστηκε, ενισχύθηκε µε ενέµατα και δοκιµάστηκε σε θλίψη µια σειρά τοιχίσκων προκειµένου να αποτιµηθεί η αποτελεσµατικότητα των σύνθετων ενεµάτων και να συγκριθεί µε εκείνη του τσιµεντενέµατος αναφοράς. Όπως αποδεικνύει η µελέτη της σχετικής βιβλιογραφίας, το ερευνητικό ενδιαφέρον πρακτικά εστιάζεται στη µελέτη «συµπαγών» τοίχων. Αντίθετα, οι τρίστρωτες τοιχοποιίες είναι πολύ λίγο µελετηµένες, παρόλο που ο κατασκευαστικός αυτός τύπος απαντάται πολύ συχνά στην πράξη. Άλλωστε, ο τύπος αυτός ενδείκνυται περισσότερο από όλους για την εφαρµογή ενεµάτων καθώς είναι ο πλέον ευάλωτος έναντι εξωτερικών δράσεων (τόσο κατακόρυφων φορτίων όσο και σεισµού). Ο αριθµός των αξιόπιστων πειραµατικών αποτελεσµάτων που αναφέρονται στη βιβλιογραφία είναι µάλλον περιορισµένος, τόσο εξαιτίας του ότι απαιτούνται σχετικά µεγάλα δοκίµια (τα οποία είναι δύσκολο και ακριβό να κατασκευαστούν) όσο και εξαιτίας των δυσκολιών που συναντά κανείς όταν πρέπει να αναπαραγάγει εργαστηριακά ορισµένα χαρακτηριστικά, όπως π.χ. το ποσοστό των κενών ή το σχήµα των αρµών. Για τους παραπάνω λόγους, η έρευνα αυτή επικεντρώθηκε στη µελέτη τρίστρωτων τοίχων και στοχεύει στον εντοπισµό των µηχανικών εκείνων ιδιοτήτων των ενεµάτων (είτε είναι η θλιπτική, η εφελκυστική, η διατµητική αντοχή κλπ.) που ελέγχουν την αποτελεσµατικότητα των επισκευών και ενισχύσεων τοιχοποιιών µέσω ενεµάτων. 2 ΠΕΙΡΑΜΑΤΙΚΌ ΜΕΡΟΣ 2.1 Υλικά Κατασκευάστηκαν δύο τύποι τοιχίσκων, οι µεν µε ασβεστολιθικά λιθοσώµατα, οι δε µε παλαιές οπτοπλίνθους (19 ος αι.). Τα υλικά αυτά προέρχονταν από ερείπια κτηρίων στο Βέλγιο. Το κονίαµα δόµησης που χρησιµοποιήθηκε σε όλους τους τοιχίσκους ήταν ένα ασβεστοτσιµεντοκονίαµα µε κατ όγκον σύνθεση 11:2:1 (άµµος:υδράσβεστος:τσιµέντο), το οποίο προσοµοίωνε ένα σχετικά ασθενές «υπάρχον» κονίαµα. Χρησιµοποιήθηκε τσιµέντο Portland κατηγορίας I 42.5. Το υλικό πλήρωσης του µεσαίου (εσωτερικού) στρώµατος κατασκευάστηκε από ένα µίγµα του ανωτέρω κονιάµατος δόµησης και πορφυριτικών αδρανών (κόκκοι διαστάσεων 7-14mm). Η κατ όγκον σύνθεση ήταν: αδρανή:κονίαµα δόµησης 1:2. Το υλικό πλήρωσης τοποθετούνταν µεταξύ των δύο εξωτερικών στρωµάτων του τοίχου σε στρώσεις περίπου 3 εκ. χωρίς συµπύκνωση, προκειµένου να επιτευχθεί η προσοµοίωση του εσωτερικού στρώµατος µιας τρίστρωτης τοιχοποιίας µε ποσοστό κενών της τάξης του 3-4% (Vintzileou, Tassios 1995). Χρησιµοποιήθηκαν τρεις συνθέσεις ενεµάτων, και συγκεκριµένα ένα ένεµα από υδράσβεστο (Υ), φυσική ποζολάνη (Π) και τσιµέντο (Τ) (13b- µε περιεκτικότητα Υ:Π:Τ 17.5:52.5:3.% κ.β.), ένα ένεµα από υδράσβεστο φυσική ποζολάνη πυριτική παιπάλη (SF) και τσιµέντο (13b-1 µε περιεκτικότητα Υ:Π:SF:Τ 17.5:42.5:1.:3.% κ.β.) καθώς και το Πίνακας 1. Μηχανικά χαρακτηριστικά δοµικών υλικών και ενεµάτων οµικά υλικά Θλιπτική αντοχή [MPa] Εφελκ. αντοχή (κάµψη) [MPa] Ενέµατα Θλιπτική αντοχή [MPa] Εφελκυστική αντοχή (από κάµψη)[ [MPa] Ασβεστόλιθοι 55 5.4 Ηλικία 13b 13b1 Cb 13b 13b1 Cb [ηµέρες] Οπτόπλινθοι 25 5.9 28 5.2 6.4 14.6 1.8 1.6 5.6 (19 ος αι.) Υλικό 1. - 6 6.6 8.7 18. 1.9 1.1 4.8 πλήρωσης Κονίαµα δόµησης 3.4 1.2 9 7.3 9. 19.5 1.7 1.1 4.5

ένεµα αναφοράς (Cb- µε Τ:Υ 8:2%-κ.β.). Ο λόγος νερού/στερεά ήταν πάντα ίσος µε.85. Τα µηχανικά χαρακτηριστικά των δοµικών υλικών καθώς και των ενεµάτων (όπως προέκυψαν από δειγµατοληψία κατά τη φάση επισκευής των τοιχίσκων) παρουσιάζονται στον Πίνακα 1. 2.2 Γεωµετρία και κατασκευαστικά χαρακτηριστικά δοκιµίων Τα δοκίµια (τοιχίσκοι) που δοκιµάστηκαν σε απλή θλίψη είχαν διαστάσεις.6m µήκος,.4m πλάτος και 1.2m ύψος (Εικόνα 1α). Όσοι τοιχίσκοι κατασκευάστηκαν από οπτοπλινθοδοµή αποτελούνταν από δύο εξωτερικές στρώσεις (πάχους περίπου 9cm) και µια εσωτερική στρώση (πάχους περίπου 22cm). Αναφορικά µε τους τοιχίσκους από λιθοδοµή, σηµειώνεται ότι το πάχος των δόµων ήταν µεταβλητό, προκειµένου να αναπαραχθεί µια αργολιθοδοµή. Κατά µέσο όρο, πάντως, οι εξωτερικές στρώσεις είχαν πάχος.13m και η εσωτερική.14m. Οι αρµοί στους τοίχους από οπτοπλινθοδοµή ήταν κανονικοί (οριζόντιοι και κατακόρυφοι) πάχους περίπου 2.5-3.5cm. Αντίθετα, στην περίπτωση των αργολιθοδοµών, οι αρµοί ήταν ακανόνιστοι µε πάχος µεταξύ 1-4cm. Περιστασιακά τοποθετήθηκαν διάτονοι λίθοι, προκειµένου να γίνει µια πιστή αναπαραγωγή των συνήθων κατασκευαστικών πρακτικών. Τέλος, ένα δοκίµιο από οπτοπλινθοδοµή κι ένα από αργολιθοδοµή κατασκευάστηκαν µε πλήρεις τις εξωτερικές εγκάρσιες στρώσεις (Εικόνα 1β). Στην άνω και κάτω επιφάνεια των δοκιµίων τοποθετήθηκαν πλάκες από σκυρόδεµα (µε ύψος 11-12cm, πλάτος 4cm και µήκος 6cm) για την εξασφάλιση µιας επίπεδης, οριζόντιας και άκαµπτης επαφής µε την πρέσα, άρα και οµοιόµορφης κατανοµής του θλιπτικού φορτίου. Συνολικά δοκιµάστηκαν πέντε τοίχοι από οπτοπλινθοδοµή και τέσσερεις από αργολιθοδοµή σε απλή θλίψη. 2.3 Πειραµατική διαδικασία Οι µηχανικές δοκιµές έγιναν σε υδραυλική πρέσα Dartec ικανότητας 5 kn. Οι παραµορφώσεις καταγράφονταν αυτόµατα µέσω LVDTs. Πρόσθετες µετρήσεις οριζοντίων παραµορφώσεων στην µπροστινή και πίσω όψη των τοιχίσκων έγιναν µε µηχανικά βελόµετρα. Συνολικά, ελήφθησαν µετρήσεις οριζοντίων παραµορφώσεων σε 12 θέσεις και κατακορύφων σε τέσσερεις θέσεις. Με το πέρας των δοκιµών γινόταν συστηµατική αποτύπωση των ρωγµών. Για να πραγµατοποιηθούν οι µετρήσεις µε τα µηχανικά βελόµετρα αναστελλόταν προσωρινά η αύξηση της φόρτισης. Φυσικά, υπό την επίδραση της παραµένουσας σταθερής δύναµης, συνεχιζόταν η παραµόρφωση των δοκιµίων. Έτσι εξηγούνται τα οριζόντια τµήµατα στα διαγράµµατα δυνάµεων-µετατοπίσεων (τάσεων-παραµορφώσεων). Οι δοκιµές διεξήχθησαν υπό συνθήκες επιβαλλόµενου φορτίου µέχρι το σηµείο κατά το οποίο η κύρτωση της λαµβανόµενης καµπύλης δυνάµεων-µετακινήσεων υπεδείκνυε ότι επίκειτο η αστοχία. Τότε (δηλ. λίγο πριν το µέγιστο φορτίο) η δοκιµή συνεχιζόταν υπό συνθήκες επιβαλλόµενων παραµορφώσεων, προκειµένου να ληφθεί ο φθίνων κλάδος του διαγράµµατος δυνάµεων-µετακινήσεων. 2.4 Εφαρµογή ενεµάτων στους τοίχους Με την εξαίρεση του δοκιµίου BC1, όλοι οι τοιχίσκοι δοκιµάστηκαν σε θλίψη πριν να ενισχυθούν µε ενέµατα. Για την εφαρµογή των ενεµάτων τοποθετήθηκαν σωληνίσκοι µήκους περίπου 3cm σε αποστάσεις µεταξύ.2-.25m. Η ανάµιξη πραγµατοποιήθηκε µε χρήση ενός πρότυπου αναµικτήρα υπερήχων χωρητικότητας 4lt, ο οποίος ευγενικά µας παραχωρήθηκε από την εταιρεία Ciments d Origny. Κατά τη διάρκεια της ανάµιξης µε υπερήχους γινόταν και µηχανική ανάδευση του ενέµατος στις 3 στρ./λεπτό. Η διαδικασία εφαρµογής ενεµάτων γινόταν από τα κάτω προς τα πάνω και σταµατούσε όταν άρχιζε έξοδος του ενέµατος από οπή γειτονική προς εκείνη όπου εισέρεε το ένεµα. Τότε γινόταν σφράγιση της τελευταίας και η διαδικασία συνεχιζόταν στην επόµενη οπή της ίδιας οριζόντιας σειράς. Με το πέρας της διαδικασίας, τα δοκίµια καλύπτονταν µε πλαστικά φύλλα.

(α) (β) Εικόνα 1. Ρηγµάτωση δοκιµίων (α) BC2 (δοκιµή θλίψης πριν από την ενίσχυση µε ενέµατα) και (β) BC5 (δοκιµή θλίψης µετά την ενίσχυση µε ενέµατα) Για καλύτερη συντήρηση οι τοιχίσκοι διαβρέχονταν καθηµερινά επί δύο εβδοµάδες. Η δεύτερη σειρά θλιπτικών δοκιµών έλαβε χώρα 9 ηµέρες µετά το τέλος της εφαρµογής των ενεµάτων. Ο τύπος ενέµατος που εφαρµόστηκε σε κάθε δοκίµιο παρουσιάζεται στον Πίνακα 3. 3 ΑΠΟΤΕΛΕΣΜΑΤΑ ΟΚΙΜΩΝ ΠΡΙΝ ΤΗΝ ΕΦΑΡΜΟΓΗ ΤΩΝ ΕΝΕΜΑΤΩΝ 3.1 Αστοχία σε θλίψη των τοίχων πριν την εφαρµογή των ενεµάτων Ο τρόπος αστοχίας των δοκιµίων ήταν σύµφωνος µε τον τρόπο που περιγράφεται στη σχετική βιβλιογραφία περί τρίστρωτων τοιχοποιιών. Η εφαρµογή του θλιπτικού φορτίου στους τρεις όµοιους τοιχίσκους από οπτοπλινθοδοµή είχε αποτέλεσµα τη δηµιουργία κατακόρυφων ρωγµών στην πρόσθια και στην οπίσθια όψη του δοκιµίου. Οι ρωγµές περνούσαν µέσα από τους οπτοπλίνθους, προφανώς λόγω των χαµηλών τους µηχανικών χαρακτηριστικών (Εικόνα 1α). Σπάνια παρατηρήθηκαν ρωγµές στη διεπιφάνεια κονιάµατος-πλίνθων. Η αστοχία των εγκάρσιων πλευρών των δοκιµίων χαρακτηρίζεται επίσης από την παρουσία κατακόρυφων ρωγµών, οι οποίες δηµιουργήθηκαν στη διεπιφάνεια µεταξύ των εξωτερικών στρώσεων και της εσωτερικής στρώσης ή, ακόµα, περί το µέσον της τελευταίας. Το σύστηµα ρωγµών που δηµιουργήθηκε επί του δοκιµίου BC5 δεν διέφερε σηµαντικά από εκείνο που παρατηρήθηκε στα υπόλοιπα δοκίµια από οπτοπλινθοδοµή, παρά την παρουσία των εγκάρσιων συµπαγών στρώσεων. Στην περίπτωση των δοκιµίων από αργολιθοδοµή, οι ρωγµές στην πρόσθια και στην οπίσθια όψη δηµιουργήθηκαν κυρίως στη διεπιφάνεια κονιάµατος-δόµων. Κατά συνέπεια, το σύστηµα ρωγµών είναι ακανόνιστο, καθώς ακολουθεί την κατασκευαστική ανοµοιογένεια των τοιχίσκων. Κατά το πάχος των τοιχίσκων, οι κατακόρυφες ρωγµές εµφανίζονται είτε στο µέσον της εσωτερικής στρώσης είτε, πιο συχνά, στη διεπιφάνεια µεταξύ διαδοχικών στρώσεων. Το σύστηµα ρωγµών του δοκιµίου SC3, το οποίο είναι χτισµένο µε εγκάρσιες συµπαγείς στρώσεις, δεν παρουσιάζει διαφορές από το προηγούµενο. Κατά συνέπεια, η παρουσία των εγκάρσιων στρώσεων δεν δείχνει να επηρεάζει το αναπτυσσόµενο σύστηµα ρωγµών.

7 7 6 6 P [KN] 5 4 3 2 1 (α) BC5 BC 2 4 6 8 1 D [mm] BC4 BC2 BC2 non injected BC3 non injected BC4 non injected BC5 non injected Εικόνα 2. ιαγράµµατα δύναµης-κατακόρυφης βράχυνσης πριν την εφαρµογή των ενεµάτων: (α) δοκίµια οπτοπλινθοδοµής, (β) δοκίµια αργολιθοδοµής (BC5 και SC3 µε εγκάρσιες συµπαγείς στρώσεις) 3.2 Μηχανικά χαρακτηριστικά δοκιµίων πριν την εφαρµογή των ενεµάτων Τα διαγράµµατα δύναµης-κατακόρυφης βράχυνσης των δοκιµίων πριν την εφαρµογή των ενεµάτων παρουσιάζονται στην Εικόνα 2. Τα βασικά µηχανικά και παραµορφωσιακά τους χαρακτηριστικά περιλαµβάνονται στον Πίνακα 2. Παρατηρούµε ότι η αντοχή σε θλίψη των δοκιµίων από οπτοπλινθοδοµή ήταν περίπου ίδια ενώ, αντίθετα, οι κατακόρυφες ανηγµένες παραµορφώσεις διέφεραν σηµαντικά. Η συµπεριφορά του δοκιµίου BC5 (µε συµπαγείς εγκάρσιες στρώσεις) δεν διαφέρει από εκείνη των υπολοίπων δοκιµίων. Φαίνεται, πάντως, ότι η παρουσία των εγκάρσιων στρώσεων τείνει να µειώσει το άνοιγµα των εγκαρσίων κατακόρυφων ρωγµών. Όπως φαίνεται στον Πίνακα 2, όλα τα δοκίµια από αργολιθοδοµή εµφάνισαν παραπλήσια αντοχή (αν και µε µεγαλύτερη διασπορά από τα δοκίµια της προηγούµενης οµάδας). Και στην περίπτωση αυτή, φαίνεται ότι η παρουσία των εγκάρσιων στρώσεων (SC3) δεν επηρεάζει σηµαντικά την αντοχή της τοιχοποιίας. Τέλος, οι παραπλήσιες τιµές αντοχών όλων των δοκιµίων (τόσο από οπτοπλινθοδοµή όσο και από αργολιθοδοµή) δείχνουν ακόµα µια Πίνακας 2. Μηχανικά και παραµορφωσιακά χαρακτηριστικά πριν την εφαρµογή των ενεµάτων οκίµιο N f wc, Ε.3 f wc,.7 f wc, f wc, (β) ε vert Σw tr ε vert Σw tr ε u (Σw) u,tr [MPa] [MPa] [ ] [mm] [ ] [mm] [ ] [mm] BC1 - - - - - - - - BC2 2.41 729.6.35.8 1.53 2.71 3.12 7.7 BC3 2.9 118.3.21.2.7.26 1.85 2.69 BC4 2.18 197.6.23.3.86.24 2.34 2.32 BC5 (ενισχ.) 2.28 1144.9.22..82.14 2.31 2. µ.ο. χωρίς BC5 2.23 948.5.26.4 1.3 1.7 2.4 4.3 µ.ο. µε BC5 2.24 997.6.25.3.98.84 2.37 3.52 SC1 2.2 72.4.17.2.47.75 1.42 2.89 SC2 2.9 1138.7.13.4.43.53 1.65 6.9 SC3 (ενισχ.) 2.65 1374.8.14..52.4 1.73 3.63 SC4 2.71 1443.3.16..59.16 2.11 2.84 µ.ο. χωρίς SC3 2.27 11.8.15.3.5.48 1.7 4.21 µ.ο. µε SC3 2.37 1169.3.15.3.5.37 1.7 4.7 ε vert, ε u : κατακόρυφη ανηγµένη παραµόρφωση Σw tr, (Σw) u,tr : άθροισµα ανηγµάτων κατακόρυφων ρωγµών στο µέσον της εγκάρσιας πλευράς P [KN] 5 4 3 2 1 SC4 SC1 SC1 non injected SC2 non injected SC3 non injected SC4 non injected 1 2 3 4 5 6 7 8 9 1 D [mm] SC2 SC3

φορά ότι η αντοχή των τοιχοποιιών εξαρτάται κατά πολύ από την αντοχή του κονιάµατος δόµησης. Μια µικρή διαφορά (περίπου 2%) παρατηρήθηκε µεταξύ των µέτρων ελαστικότητας των δύο οµάδων δοκιµίων. Οι χαµηλότερες τιµές που παρατηρήθηκαν στα δοκίµια από οπτοπλινθοδοµή αποδίδονται στη χαµηλή αντοχή των οπτοπλίνθων. Εκτιµούµε ότι το χαµηλό Ε των δοκιµίων BC2 και SC1 οφείλεται σε κατασκευαστικές εκκεντρότητες καθώς και σε εκκεντρότητα κατά τη φόρτιση. Τα µέτρα ελαστικότητας των υπολοίπων δοκιµίων επιβεβαιώνουν τη σχέση E (5-15) f wc. 4 ΑΠΟΤΕΛΕΣΜΑΤΑ ΟΚΙΜΩΝ ΜΕΤΑ ΤΗΝ ΕΦΑΡΜΟΓΗ ΤΩΝ ΕΝΕΜΑΤΩΝ 4.1 Αστοχία σε θλίψη των τοίχων µετά την εφαρµογή των ενεµάτων Ο τρόπος αστοχίας των ενισχυµένων δοκιµίων από οπτοπλινθοδοµή ήταν όµοιος µε εκείνον των µη ενισχυµένων. Στις δύο όψεις δηµιουργήθηκαν κατακόρυφες ρωγµές, οι οποίες διέρχονταν και µέσα από τις οπτοπλίνθους. Στις εγκάρσιες όψεις, οι κατακόρυφες ρωγµές περνούσαν από τη διεπιφάνεια των στρώσεων και από το µέσον της εσωτερικής στρώσης. Τα ίδια ισχύουν και για τα δοκίµια από αργολιθοδοµή µε τη διαφορά ότι οι κατακόρυφες ρωγµές στις όψεις διέρχονται κυρίως από τη διεπιφάνεια κονιάµατος-λιθοσώµατος. Κατά τη δεύτερη φάση των δοκιµών, δηµιουργήθηκαν για πρώτη φορά ρωγµές στα ίδια τα λιθοσώµατα. 4.2 Επιρροή της θλιπτικής αντοχής των ενεµάτων στην θλιπτική αντοχή των δοκιµίων Τα διαγράµµατα δύναµης-κατακόρυφης βράχυνσης των δοκιµίων παρουσιάζονται στην Εικόνα 3 και τα βασικότερα µηχανικά και παραµορφωσιακά τους χαρακτηριστικά στον Πίνακα 3. Η θλιπτική αντοχή όλων των δοκιµίων από οπτοπλινθοδοµή παρουσίασε την ίδια περίπου αύξηση (3-4%) ανεξάρτητα από τον τύπο ενέµατος. ύο δοκίµια από αργολιθοδοµή (SC1 και SC2) παρουσίασαν την ίδια αύξηση αντοχής (περίπου 6%) παρά τη µεγάλη διαφορά θλιπτικής αντοχής των αντίστοιχων ενεµάτων. Το δοκίµιο SC4 διαφοροποιήθηκε από τα προηγούµενα κατά το ποσοστό αύξησης της αντοχής του (21.4%). Το δοκίµιο αυτό, όµως, είχε ήδη υψηλότερη αντοχή πριν την εφαρµογή των ενεµάτων, ενώ η αντοχή του µετά την εφαρµογή των ενεµάτων ήταν ίδια µε των άλλων. Αυτή η οµοιοµορφία των αποτελεσµάτων ως προς την θλιπτική αντοχή των ενισχυµένων δοκιµίων, παρά τις σηµαντικές-σε ορισµένες περιπτώσειςδιαφορές στα µηχανικά χαρακτηριστικά των ενεµάτων (βλ. Πίνακα 3) δεν επιτρέπει να γίνει συσχέτιση της θλιπτικής αντοχής της τοιχοποιίας µε τη θλιπτική ή εφελκυστική αντοχή των ενεµάτων που χρησιµοποιήθηκαν. Το αποτέλεσµα αυτό είναι σε συµφωνία τόσο µε τα αποτελέσµατα του (Tomazevic M. 1991), όσο και µε αυτά των (Vintzileou, Tassios 1995). 14 1 P [KN] 12 1 8 6 4 2 BC1 injected BC2 injected BC3 injected BC4 injected BC5 injected 1 2 3 4 5 6 7 8 9 1 D [mm] BC2 BC3 BC1 BC5 BC4 3 SC1 injected 2 SC2 injected 1 SC3 injected SC4 injected 1 2 3 4 5 6 7 8 9 1 D [mm] (α) (β) Εικόνα 3. ιαγράµµατα δύναµης-κατακόρυφης βράχυνσης µετά την εφαρµογή των ενεµάτων: (α) δοκίµια οπτοπλινθοδοµής, (β) δοκίµια αργολιθοδοµής (BC5 και SC3 µε εγκάρσιες συµπαγείς στρώσεις) P [KN] 9 8 7 6 5 4 SC1 SC4 SC3 SC2

Πίνακας 3. Μηχανικά και παραµορφωσιακά χαρακτηριστικά των ενισχυµένων µε ενέµατα δοκιµίων για διάφορες τιµές της επιβαλλόµενης θλιπτικής τάσεως Ένεµα Ε f wc, f wc,inj.3 f wc,.3 f wc,inj.7 f wc,inj f wc, f wc,inj ε vert Σw tr ε vert Σw tr ε vert Σw tr ε vert Σw tr ε u (Σw) u,tr [MPa] [MPa] [MPa] / [mm] / [mm] / [mm] / [mm] / [mm] BC1 13b 2238.2-5.4 - -.22.1.78.6 - - 2.42 1.17 BC2 13b1 1564.9 2.41 3.15.15..21..77.9.93.15 2.54 5.4 BC3 Cb 144.8 2.9 2.91.43.19.6.34 1.9.78 1.14.86 1.55 2.59 BC4 13b 14.4 2.18 3..23..36. 1.26.28 1.35.38 2.94 4.3 BC5 * 13b 117.2 2.28 3.86.19..42.1 1.31.7 1.4.3 3.14 1.8 µ.ο. χωρίς BC1 & BC5 1336.7 2.23 3.2.27.6.39.1.98.3 1.14.46 2.34 3.89 µ.ο. µε BC1, 1295.1 2.24 3.23.25.5.4.9 1.4.26 1.12.36 2.54 3.37 χωρίς BC5 SC1 13b1 1622.2 2.2 3.25.17..25..82.5.66.3 3.55 2.19 SC2 Cb 1558.6 2.7 3.36.11..23..96.1.73.1 2.33.6 SC3 * 13b 1187.8 2.65 3.51.17..27.1.94.37 1.8.51 2.45 2.33 SC4 13b 114.5 2.71 3.29.41.2.53.4 1.53.64 1.9 1.1 3.49 2.98 µ.ο. χωρίς SC3 1398.4 2.27 3.3.23.1.34.1 1.1.23 1.1.35 3.12 1.92 µ.ο. µε SC3 1345.8 2.37 3.35.22..32.1 1.6.27 1.1.39 2.96 2.3 ε vert, ε u : κατακόρυφη ανηγµένη παραµόρφωση Σw tr, (Σw) u,tr : άθροισµα ανηγµάτων κατακόρυφων ρωγµών στο µέσον της εγκάρσιας πλευράς * κατασκευασµένα µε συµπαγείς εγκάρσιες στρώσεις

,8 Θλιπτική αντοχή ενέµατος vs. αύξηση θλιπτικής αντοχής δοκιµίων,8 Εφελκυστική αντοχή ενέµατος vs. αύξηση θλιπτικής αντοχής δοκιµίων,7,6,69,61,62,7,6,69,61,62 (f wc,inj - fwc,) : fwc,,5,4,3,2,38,31,39,32,21 (f wc,inj - fwc,) : fwc,,5,4,3,2,38,31,39,32,21,1,1 (α) 7.3-BC4 7.3-BC5 (t.l.) 9-BC2 19.5-BC3 7.3-SC3 (t.l.) 7.3-SC4 9-SC1 19.5-SC2 Θλιπτική αντοχή ενέµατος [MPa] - οκίµιο No Εικόνα 4. Αύξηση θλιπτικής αντοχής δοκιµίων συναρτήσει (α) της θλιπτικής αντοχής και (β) της εφελκυστικής αντοχής από κάµψη των ενεµάτων 4.3 Επιρροή της σύνθεσης του ενέµατος στο µέτρο ελαστικότητας των δοκιµίων Συγκρίνοντας τα µέτρα ελαστικότητας των δοκιµίων πριν και µετά την εφαρµογή των ενεµάτων παρατηρούµε ότι τα δοκίµια BC2, BC3 και SC1, SC2, στα οποία εφαρµόστηκαν τα ισχυρά ενέµατα 13b-1 και Cb-, παρουσίασαν αύξηση ακαµψίας. Αντίθετα, δεν παρατηρήθηκε καµία ιδιαίτερη διαφορά του µέτρου ελαστικότητας των δοκιµίων BC3 και BC4 σε σχέση µε το αρχικό τους, ενώ µείωση παρατηρήθηκε στην περίπτωση των δοκιµίων SC3 και SC4. Τα τέσσερα τελευταία ενισχύθηκαν µε το ασθενές ένεµα 13b-. Είναι αξιοσηµείωτο ότι τα δοκίµια BC2 και SC1, στα οποία παρατηρήθηκε µια ιδιαίτερα σηµαντική αύξηση ακαµψίας, ενισχύθηκαν µε το ένεµα 13b1, το οποίο περιείχε πυριτική παιπάλη. Βέβαια, εάν δεν γίνει σύγκριση µε το αρχικό µέτρο ελαστικότητας των δοκιµίων αλλά µε το µέτρο ελαστικότητας που είχε αποµείνει µε το πέρας των πρώτων δοκιµών σε θλίψη (και άρα αυτό που είχαν όταν εφαρµόστηκαν τα ενέµατα), τότε παρατηρείται αύξηση του Ε µε την εφαρµογή των ενεµάτων σε κάθε περίπτωση. Αυτό όµως που υπογραµµίζεται είναι ότι τα ασθενέστερα ενέµατα δεν ήταν σε θέση να αποκαταστήσουν το αρχικό µέτρο ελαστικότητας ενώ, αντίθετα, τα ισχυρότερα ενέµατα όχι µόνο το αποκατέστησαν αλλά και πέτυχαν να το αυξήσουν(ιδιαίτερα το ένεµα 13b-1). Η επίδραση αυτή του 13b1 µπορεί να αποδοθεί στη µικροδοµή του. Είναι γνωστό ότι η πυριτική παιπάλη ενισχύει την πυκνότητα µιας τσιµεντικής µάζας και βελτιώνει (β) 1.7-BC4 1.7-BC5 (t.l.) 1.1-BC2 4.5-BC3 1.7-SC3 (t.l.) 1.7-SC4 1.1-SC1 4.5-SC2 Εφελκυστική αντοχή ενέµατος [MPa] - οκίµιο No 1,4 1,2 Θλιπτική αντοχή ενέµατος vs. αλλαγή µέτρου Ελαστικότητας δοκιµίων 1,14 1,25 1 (E wc,inj - E wc,) : E wc,,8,6,4,2 -,2 -,4,38,37,2 7.3-BC4 -,5 7.3-BC5 (t.l.) 9-BC2 19.5-BC3 7.3-SC3 (t.l.) 7.3-SC4 9-SC1 19.5-SC2 -,14 -,3 Θλιπτική αντοχή ενέµατος [MPa] - οκίµιο No Εικόνα 5. Μεταβολή του µέτρου ελαστικότητας των δοκιµίων συναρτήσει της θλιπτικής αντοχής των ενεµάτων

δραστικά τα χαρακτηριστικά της διεπιφανειακής µεταβατικής ζώνης µεταξύ π.χ. του ενέµατος κι ενός αδρανούς. Επιπλέον, η διατµητική αντοχή του συστήµατος ένεµα-λιθόσωµα είναι πολύ υψηλή, παραπλήσια εκείνης του ενέµατος αναφοράς Cb. Τα δεδοµένα αυτά επιτρέπουν µια καλύτερη ερµηνεία των αποτελεσµάτων: Η διατιθέµενη αντοχή σε διάτµηση επιβραδύνει την εµφάνιση ρωγµών µεταξύ των στρώσεων της τοιχοποιίας, όπως θα δειχθεί σε επόµενη παράγραφο. Η πυκνότερη µικροδοµή του ενέµατος µε πυριτική παιπάλη αυξάνει τις τριβές στο εσωτερικό του ενέµατος και ενισχύει τις διεπιφάνειες. Η κατάσταση αυτή αντανακλάται στη συµπεριφορά των δοκιµίων. Αντίθετα, το τσιµεντένεµα αναφοράς Cb δεν µπόρεσε να φέρει το ίδιο αποτέλεσµα όσον αφορά στην ακαµψία, ιδιαίτερα δε στην περίπτωση του δοκιµίου BC3 όπου η ενίσχυση µε το ένεµα απέτυχε. Η απουσία λεπτόκοκκων υλικών (σε συνδυασµό, ενδεχοµένως, µε ένα ανεπαρκές ποσοστό υδρασβέστου) ενδέχεται να εµπόδισε την συγκράτηση νερού στο υλικό του ενέµατος µε αρνητικές συνέπειες ως προς την ενυδάτωση. Η απώλεια του νερού (λόγω απορρόφησής του από τους οπτοπλίνθους ή και απ το υπάρχον κονίαµα) µπορεί επίσης να εξηγήσει τη διαφορετική συµπεριφορά των δοκιµίων BC3 και SC2, από οπτοπλινθοδοµή και αργολιθοδοµή µε ασβεστολίθους αντίστοιχα. 4.4 Παραµορφωσιακά χαρακτηριστικά των ενισχυµένων µε ενέµατα δοκιµίων Η αποτίµηση των παραµορφωσιακών χαρακτηριστικών των δοκιµίων παρουσιάζει δυσκολίες, επειδή, όπως είναι γνωστό, αυτά επηρεάζονται από το τοπικό καθεστώς των αναπτυσσόµενων τάσεων. Στους Πίνακες 2 και 3 παρουσιάζονται επιλεγµένα αποτελέσµατα µετρήσεων παραµορφώσεων στα δοκίµια πριν και µετά την εφαρµογή των ενεµάτων, και συγκεκριµένα µέσοι όροι κατακόρυφων παραµορφώσεων (από 4 θέσεις µέτρησης, δύο ανά όψη) και ανοιγµάτων κατακόρυφων ρωγµών (από το µέσον των εγκαρσίων πλευρών) για διάφορες τιµές της επιβαλλόµενης θλιπτικής τάσεως. Τα αποτελέσµατα αυτά σε συνδυασµό µε τα διαγράµµατα της Εικόνας 6 δείχνουν ότι (α) στην περίπτωση των µη ενισχυµένων δοκιµίων παρατηρείται από την αρχή µια σταδιακή αύξηση του ανοίγµατος των ρωγµών αυξανοµένου του θλιπτικού φορτίου ενώ, αντίθετα, (β) στην περίπτωση των ενισχυµένων δοκιµίων, απαιτείται ένα σχετικά υψηλό θλιπτικό φορτίο, ώστε να εµφανισθούν ρωγµές. Η διαφορά αυτή αποδίδεται σαφώς στο συνεκτικό ρόλο του ενέµατος, το οποίο, όσο ακόµα δεν έχει αστοχήσει, αποτρέπει την αποκόλληση των στρώσεων των δοκιµίων και περιορίζει σηµαντικά τις παραµορφώσεις. Η συµπεριφορά αυτή φαίνεται καθαρά στις Εικόνες 6α-β. Πραγµατικά, το άνοιγµα των ρωγµών των περισσότερων ενισχυµένων δοκιµίων παρέµεινε µικρότερο των.5mm (ή ακόµα και µηδενικό) υπό φόρτιση, η οποία αντιστοιχούσε στο µέγιστο φορτίο στην µη ενισχυµένη κατάσταση. Μόνο στα δοκίµια BC3 και SC4 το άνοιγµα των ρωγµών στο µέσον των εγκαρσίων πλευρών ήταν.86 και 1.mm αντίστοιχα, πολύ µικρότερο, πάντως, απ το 3,5 Εγκάρσια παραµόρφωση δοκιµίου BC2 στο µέσον του ύψους (επιφάνεια B) 3,5 Εγκάρσια παραµόρφωση δοκιµίου BC2 στο µέσον του ύψους (επιφάνεια D) 3 3 Θλιπτική αντοχή [MPa] 2,5 2 1,5 1,5 ` `` middle: BC2 non injected middle: BC2 injected 1 2 3 4 5 6 7 8 9 1 11 12 13 14 15 Ανοιγµα ρωγµών [mm] 1 2 3 4 5 6 7 8 9 1 11 12 13 14 15 Ανοιγµα ρωγµών [mm] (α) (β) Εικόνα 6. Μείωση του ανοίγµατος των κατακορύφων ρωγµών κατά το πάχος της τοιχοποιίας µετά την εφαρµογή των ενεµάτων (παράδειγµα: δοκίµιο BC2) Θλιπτική αντοχή [MPa] 2,5 2 1,5 1,5 ` ` middle:bc2 non injected middle: BC2 injected

άνοιγµα των αντίστοιχων δοκιµίων πριν απ την εφαρµογή των ενεµάτων. Έτσι, θεωρείται νόµιµη η συσχέτιση της βελτιωµένης συµπεριφοράς των ενισχυµένων τρίστρωτων δοκιµίων µε τη µείωση των παραµορφώσεων (ή του ανοίγµατος των ρωγµών) κατά το πάχος της τοιχοποιίας. Η δοµητική συµπεριφορά των ενισχυµένων µε ενέµατα τρίστρωτων τοίχων θα µπορούσε εποµένως να περιγραφεί ως ακολούθως: Η ανάληψη των κατακορύφων φορτίων γίνεται από µια «ενιαία» διατοµή, και όχι µόνο απ τις εξωτερικές στρώσεις, όπως φαίνεται ότι συµβαίνει στην περίπτωση των µη ενισχυµένων µε ενέµατα τοίχων. 4.5 Επιρροή της αντοχής της διεπιφάνειας ενεµάτων-υφιστάµενων δοµικών υλικών στη θλιπτική αντοχή των τοίχων Από τα προηγούµενα συνάγεται ότι τα µηχανικά χαρακτηριστικά που επηρεάζουν σηµαντικά την συµπεριφορά των τρίστρωτων τοίχων είναι: Η εφελκυστική αντοχή της διεπιφάνειας µεταξύ του ενέµατος και των υφιστάµενων υλικών (η οποία αναµένεται να επηρεάζει το άνοιγµα των κατακορύφων ρωγµών κατά το πάχος των τοίχων) και η διατµητική αντοχή της ίδιας διεπιφάνειας (η οποία αναµένεται να επηρεάζει τόσο την κατακόρυφη παραµόρφωση όσο και το άνοιγµα των κατακορύφων ρωγµών κατά το πάχος των τοίχων). Τα αποτελέσµατα των δοκιµών για τον προσδιορισµό των δύο αυτών µηχανικών χαρακτηριστικών (Toumbakari 22) παρουσιάζονται συνοπτικά στους Πίνακες 4-5 και σχολιάζονται στα επόµενα. Όσον αφορά την εφελκυστική αντοχή της διεπιφάνειας, παρατηρείται ότι η διαφορά των αντοχών για τα τρία ενέµατα που δοκιµάστηκαν σε ασβεστολιθικό υπόστρωµα δεν ήταν µεγαλύτερη από 2%. Στην περίπτωση υποβάθρου από οπτόπλινθο, δεν αστοχεί η διεπιφάνεια αλλά ο ίδιος ο δόµος σε εφελκυσµό. Βάσει αυτών των αποτελεσµάτων αναµένεται ότι όλα τα ενέµατα, από το «ισχυρότερο» Cb- ως το «ασθενέστερο» 13b-, θα έχουν πρακτικώς τα ίδια µηχανικά αποτελέσµατα. Με άλλα λόγια, δεν αναµένεται ουσιώδης διαφορά στη µηχανική συµπεριφορά εκείνων των περιοχών των τοίχων, οι οποίες καταπονούνται σε εφελκυσµό, συναρτήσει του τύπου του χρησιµοποιούµενου ενέµατος. Όσον αφορά τη διατµητική αντοχή της διεπιφάνειας ενεµάτων-οπτοπλίνθων υπό ορθή τάση σ=.1 MPa, η διαφορά ανάµεσα στη µέγιστη και στη µικρότερη παρατηρηθείσα τιµή, οι οποίες προέκυψαν από το ένεµα Cb- και 13b- αντίστοιχα, ήταν 76%. Η διαφορά αυτή γίνεται 136% υπό ορθή τάση 1MPa. Στην περίπτωση της διεπιφάνειας ενεµάτων-ασβεστολίθων οι διαφορές αυτές γίνονται 52% και 43% αντίστοιχα. Κατά συνέπεια, η διατµητική αντοχή της διεπιφάνειας ενεµάτων-λιθοσωµάτων παρουσιάζει διακυµάνσεις, οι οποίες δεν µπορούν να αµεληθούν. είχθηκε προηγουµένως ότι τα ενέµατα µειώνουν δραστικά την οριζόντια παραµόρφωση των εγκαρσίων επιφανειών (δηλαδή, τα ανοίγµατα ρωγµών µεταξύ των στρώσεων της τοιχοποιίας). Η περιοχή αυτή καταπονείται σε διάτµηση υπό πρακτικώς µηδενική ορθή τάση. Εποµένως, αναζητείται η επιρροή της διατµητικής αντοχής της διεπιφάνειας ενέµατος-λιθοσώµατος (υπό µηδενική ορθή τάση) στο µέγεθος των κατακόρυφων ρωγµών κατά το πάχος των τοίχων. Πίνακας 4. Εφελκυστική αντοχή [σε MPa] της διεπιφάνειας ενεµάτων-λιθοσωµάτων 13b- 13b-1 Cb- Ασβεστόλιθοι Οπτόπλινθοι Ασβεστόλιθοι Οπτόπλινθοι Ασβεστόλιθοι Οπτόπλινθοι 1.63.62 (αστοχία οπτοπλίνθων) 1.47.55 (αστοχία οπτοπλίνθων) 1.76.53 (αστοχία οπτοπλίνθων) Πίνακας 5. ιατµητική αντοχή τ u,gr διεπιφάνειας ενέµατος-οπτοπλίνθου και ενέµατος-ασβεστολίθου σ [MPa] 13b- 13b-1 Cb- Οπτόπλ. Ασβεστ. Οπτόπλ. Ασβεστ. Οπτόπλ. Ασβεστ..1.38.44.67.67.65 Μη διαθέσιµο.3.68.35.99 Μη διαθέσιµο 1.1 Μη διαθέσιµο 1..84.83 1.13 1.12 1.98 1.19

Καθώς δεν διατίθενται τιµές των διατµητικών αντοχών των διεπιφανειών υπό µηδενική θλιπτική τάση, τα αντίστοιχα αποτελέσµατα για σ=.1mpa χρησιµοποιήθηκαν στον Πίνακα 6. Στον ίδιο Πίνακα παρουσιάζονται για διάφορες τιµές της παραµορφώσεως κατά το πάχος του τοίχου (δηλαδή, για διάφορες τιµές του ανοίγµατος των κατακόρυφων ρωγµών), οι αντίστοιχες θλιπτικές τάσεις που τις προκάλεσαν, καθώς και οι αντίστοιχες κατακόρυφες ανηγµένες παραµορφώσεις. Παρατηρείται ότι, όταν ένας τοίχος ενισχύεται µε ένεµα µε υψηλότερη διατµητική αντοχή διεπιφάνειας τ u (σε σύγκριση µε το πιο αδύνατο ένεµα 13b-), απαιτείται η εφαρµογή µιας υψηλότερης κατακόρυφης τάσης προκειµένου να επιτευχθεί η ίδια παραµόρφωση στην εγκάρσια επιφάνεια. Τα αποτελέσµατα του Πίνακα 6 παρουσιάζονται για λόγους εποπτείας και στην Εικόνα 7. Η επιρροή της διατµητική αντοχής διεπιφάνειας είναι εµφανής στην περίπτωση των ασβεστολιθικών αργολιθοδοµών (Εικ. 7α). Πράγµατι, για όλες τις θεωρούµενες τιµές εγκάρσιας παραµόρφωσης, η αντίστοιχη ορθή τάση και κατακόρυφη παραµόρφωση είναι µικρότερες για το δοκίµιο SC4 (ενισχυµένο µε το 13b-) και µεγαλύτερες για το SC2 (ενισχυµένο µε το Cb-, για το οποίο δεν διατίθενται µεν αξιόπιστα αποτελέσµατα διατµητικής αντοχής διεπιφάνειας, εκτιµάται όµως ότι η τιµή αυτή είναι υψηλότερη από τα άλλα δύο ενέµατα). Η παρουσία των εγκαρσίων ενισχύσεων (δοκίµιο SC3 µε ένεµα 13b-) οδηγεί σε αύξηση της απαιτούµενης ορθής τάσης προκειµένου να επιτευχθεί η ίδια µε το SC4 εγκάρσια παραµόρφωση και µείωση της αντίστοιχης κατακόρυφης παραµόρφωσης. Φαίνεται, όµως, ότι οι εγκάρσιες ενισχύσεις είναι λιγότερο αποτελεσµατικές, σε σχέση µε ένα ένεµα µε καλή συνάφεια, όπως δείχνουν τα δοκίµια SC1 (µε το ένεµα 13b-1) και SC2. Η επιρροή της διατµητικής αντοχής διεπιφάνειας στην περίπτωση των δοκιµίων από οπτοπλινθοδοµή δεν είναι τόσο καθαρό όσο στην περίπτωση των ασβεστολιθικών αργολιθοδοµών (Εικ.7β). Στην ανάλυση δεν λαµβάνεται υπόψιν ο τοίχος BC3 λόγω της αποτυχίας της ενίσχυσής του µε το ένεµα. Σε πολύ µικρές παραµορφώσεις, φαίνεται ότι στο δοκίµιο BC4 (µε το αδύναµο ένεµα 13b-) αντιστοιχεί υψηλότερη ορθή τάση από το BC2 (µε το ισχυρό ένεµα 13b-1). Η διαφορά τους πάντως είναι µικρή, και αποδίδεται στη µεγάλη παραµορφωσιµότητα των οπτοπλίνθων. Από τη στιγµή, όµως, που οι πρώτες ρωγµές σχηµατίζονται, η συµπεριφορά των οπτοπλινθοδοµών είναι ίδια µε εκείνη που περιγράφηκε προηγουµένως για τις αργολιθοδοµές. Πίνακας 6. Ορθή τάση που απαιτείται για ένα συγκεκριµένο άνοιγµα ρωγµής στην εγκάρσια επιφάνεια των δοκιµίων [σε mm] και αντίστοιχη κατακόρυφη παραµόρφωση του δοκιµίου, ε z [ ] Τοίχος No Ένεµα τ u,gr f wc.6 mm (.2 ) σ [MPa] για εγκάρσια παραµόρφωση ίση µε αντ/χο.9 αντ/χο.24 αντ/χο.9 ε z mm ε z mm ε z mm (.3 (.8 (.3 ) ) ) αντ/χο ε z (MPa) (MPa) BC1 13b.38 5.4.88.12 1.2.16 2.48.44 3.88.96 BC2 13b1.67 3.15 1.2.23 1.18.27 1.67.45 2.23.78 BC3 Cb.65 2.91.23.9.24.1.29.16.42.3 BC4 13b.38 3. 1.18.49 1.23.53 1.41.65 1.73.92 BC5 13b.38 3.86.44.1.45.1 1.88.8 2.89 1.46 (t.l.) SC1 13b1.67 3.25.76.26 1.2.34 1.76.62 2.51 1.2 SC2 Cb n.a. 3.36 2.29.93 2.49 1. 2.57 1.6 2.75 1.23 SC3 13b.44 3.51.83.21.97.24 1.25.34 1.67.55 (t.l.) SC4 13b.44 3.29.42.19.53.24.83.43 1.25.73 τ u,gr : διατµητική αντοχή διεπιφάνειας ενέµατος-οπτοπλίνθου και ενέµατος-ασβεστολίθου

Εγκάρσια (εκτός επιπέδου) παραµόρφωση vs. επίπεδο θλιπτικής τάσης (αργολιθοδοµές) Εγκάρσια (εκτός επιπέδου) παραµόρφωση vs. επίπεδο θλιπτικής τάσης (οπτοπλινθοδοµές),9,8,8,7,7,6,6,5 σ c / fwc,,5,4,3,2 SC2 - τu=n.a. (estimated >.67MPa) SC1 - τu=.67 MPa σc / fwc,,4,3,2 το ένεµα απέτυχε BC2 - τu=.67 MPa BC3 - τu=.65 MPa BC5(t.l.) - τu=.38 MPa BC4 - τu=.38 MPa,1, SC4 - τu=.44 MPa SC3 (t.l.) - τu=.44 MPa,2,4,6,8,1,12,14,16,18,2,22,24,26,28,3 Εγκάρσια (εκτός επιπέδου) παραµόρφωση στο µέσον του ύψους της επιφανείας [/] (α) (β) Εικόνα 7. Ορθή τάση και κατακόρυφη παραµόρφωση που αντιστοιχούν σε διάφορες τιµές εγκαρσίων παραµορφώσεων δοκιµίων από (α) αργολιθοδοµή και (β) οπτοπλινθοδοµή, συναρτήσει της διατµητικής αντοχής τ u της διεπιφάνειας ενέµατος-υποστρώµατος,1,,5,1,15,2,25,3 Εγκάρσια (εκτός επιπέδου) παραµόρφωση στο µέσον του ύψους της επιφανείας [/] 5 ΣΥΜΠΕΡΑΣΜΑΤΑ 1. Επιβεβαιώθηκε ότι ο τρόπος αστοχίας τρίστρωτων τοιχοποιιών συνίσταται στην αποκόλληση των εξωτερικών από την εσωτερική στρώση. Η εφαρµογή ενεµάτων αυξάνει τη θλιπτική αντοχή των τρίστρωτων τοιχοποιιών. Τοιχοποιίες, που ενισχύθηκαν µε ενέµατα µε διαφορετική θλιπτική και εφελκυστική αντοχή, είχαν τελικά παρόµοια µηχανική συµπεριφορά. 2. Η επιρροή του τύπου του ενέµατος στη µηχανική συµπεριφορά των τρίστρωτων τοιχοποιιών είναι φανερή στο µέτρο ελαστικότητας και στην εγκάρσια παραµορφωσιµότητα των τοίχων. Τα ισχυρότερα ενέµατα όχι µόνο αποκατέστησαν αλλά και αύξησαν το αρχικό µέτρο ελαστικότητας. Η µικροδοµή των ενεµάτων παίζει σηµαντικό ρόλο στο ποσοστό της αύξησης. Αντίθετα, τα πιο αδύναµα ενέµατα δεν µπόρεσαν να αυξήσουν το µέτρο ελαστικότητας των τοιχοποιιών. 3. Η παράµετρος αντοχής που ελέγχει τη µηχανική συµπεριφορά τρίστρωτων τοιχοποιιών είναι η διατµητική αντοχή της διεπιφάνειας ενέµατος-υποστρώµατος. Υψηλότερη διατµητική αντοχή διεπιφάνειας συνεπάγεται αποκόλληση µεταξύ των στρώσεων υπό µεγαλύτερο φορτίο. Μετά, βέβαια, από την αποκόλληση, η τρίστρωτη τοιχοποιία αστοχεί σχετικά γρήγορα. 6 ΑΝΑΦΟΡΕΣ Tomazevic M., Weiss P., Velechovsky T. & Apih V. 1991. The strengthening of stone masonry walls with grouting, Brebbia C.A. et al. eds, Proc. 2 nd STREMA Conf. on "Structural Repair & Maintenance of Historical Buildings", Computational Mechanics Publ.: 215-225. Toumbakari E.-E. 22. Lime-pozzolan-cement grouts and their structural effects on composite masonry walls, ιδ/κή ιατριβή, Dept of Civil Eng., Catholic Univ. of Leuven: 289. Vintzileou E. & Tassios T.P., 1995. Three-leaf stone masonry strengthened by injecting cement grouts, J. of Structural Engineering, 121(5): 848-856.