ΕΡΓΑΣΤΗΡΙΟ ΕΛΕΓΧΟΥ ΠΟΙΟΤΗΤΑΣ ΚΑΙ ΤΕΧΝΟΛΟΓΙΑΣ ΟΜΗΣΙΜΩΝ ΥΛΙΚΩΝ ρ Αθ. Ρούτουλας Καθηγητής ΕΛΕΓΧΟΣ ΠΟΙΟΤΗΤΑΣ ΚΑΙ ΤΕΧΝΟΛΟΓΙΑ ΟΜΗΣΙΜΩΝ ΥΛΙΚΩΝ ΕΡΓΑΣΤΗΡΙΑΚΕΣ ΑΣΚΗΣΕΙΣ ΕΝΟΤΗΤΑ 2 η Α ΡΑΝΗ ΥΛΙΚΑ ΑΣΚΗΣΗ 7 η : Ι. ΒΑΘΜΟΝΟΜΗΣΗ ΣΥΣΚΕΥΩΝ ΑΕΡΟΠΕΡΙΕΚΤΙΚΟΤΗΤΑΣ ΙΙ. ΠΡΟΣ ΙΟΡΙΣΜΟΣ ΦΑΙΝΟΜΕΝΟΥ ΒΑΡΟΥΣ ΧΟΝ ΡΟΚΟΚΚΩΝ Α ΡΑΝΩΝ ΥΛΙΚΩΝ ΙΙΙ. ΕΛΕΓΧΟΣ ΚΥΒΙΚΗΣ ΧΥΤΟΣΙ ΗΡΗΣ ΜΗΤΡΑΣ ΟΚΤΩΒΡΙΟΣ 2010
ΑΣΚΗΣΗ 7 η ΜΕΡΟΣ Ι: ΒΑΘΜΟΝΟΜΗΣΗ ΣΥΣΚΕΥΩΝ ΑΕΡΟΠΕΡΙΕΚΤΙΚΟΤΗΤΑΣ Σκοπός Σκοπός της άσκησης είναι η βαθµονόµηση της συσκευής αεροπεριεκτικότητας για την πραγµατοποίηση ελέγχων προσδιορισµού της αεροπεριεκτικότητας στην παραγωγή σκυροδέµατος σύµφωνα µε τον Ελληνικό Κανονισµό Τεχνολογίας Σκυροδέµατος 1997 (Κ.Τ.Σ.- 97). Θεωρητικό Μέρος Το ποσοστό του αέρα το οποίο εγκλωβίζεται στο σκυρόδεµα (αεροπεριεκτικότητα), κατά την ανάµιξη των συστατικών του (αδρανή, τσιµέντο, νερό, πρόσθετα), είναι καθοριστικός παράγοντας της ποιότητάς του αλλά και της εν γένει συµπεριφοράς ενός δοµικού στοιχείου το οποίο και θα µορφωθεί από το εν λόγω νωπό σκυρόδεµα. Η τιµή της συγκέντρωσης του εγκλωβισµένου αέρα είναι αποτέλεσµα πολλών παραγόντων, όπως: - η κοκκοµετρική διαβάθµιση, ο τύπος και ο µέγιστος κόκκος των αδρανών που θα χρησιµοποιηθούν - ο τύπος και η λεπτότητα άλεσης του τσιµέντου - η περιεκτικότητα του µίγµατος σε τσιµέντο ανά m 3 - η περιεκτικότητα του µίγµατος σε νερό η οποία καθορίζεται από τον λόγο νερού / τσιµέντο που έχει επιλεχθεί κατά την µελέτη σύνθεσης - ο τύπος του αναµικτήρα και ο χρόνος ανάδευσης των συστατικών - οι περιβαλλοντικές συνθήκες κατά την παρασκευή, διάστρωση και συντήρηση του σκυροδέµατος. Για τους λόγους αυτούς, είναι απαραίτητο να ελεγχθεί το % ποσοστό αέρα στο µίγµα και να προσαρµόζεται αναλόγως η δοσολογία του αερακτικού προσθέτου, σε περίπτωση που η µελέτη σύνθεσης απαιτεί την προσθήκη του στο τελικό ανάµιγµα. Η αύξηση της περιεκτικότητας σε αέρα έχει γενικά επιβλαβή αποτελέσµατα στις µηχανικές αντοχές, οι οποίες µπορούν επαρκώς να ανακτηθούν µε τη χρήση ρευστοποιητών ή υπερρευστοποιητών. Πριν την εφαρµογή στο έργο πρέπει να διεξάγονται δοκιµές καταλληλότητας για το % ποσοστό της αεροπεριεκτικότητας του νωπού σκυροδέµατος. Ο προσδιορισµός του ποσοστού του παγιδευµένου αέρα στη µάζα του νωπού σκυροδέµατος (% αεροπεριεκτικότητα) συνήθως πραγµατοποιείται µε τις εξής 2 µεθοδολογίες: - Μέθοδος εξίσωσης των πιέσεων ή δοκιµή Washinghton - Ογκοµετρική µέθοδος. Μέθοδος εξίσωσης των πιέσεων ή δοκιµή Washinghton Η µέθοδος εξίσωσης των πιέσεων εφαρµόζεται µόνο για νωπό σκυρόδεµα µε αδρανή συµπαγούς δοµής. Η αρχή της µεθόδου βασίζεται στο νόµο των Boyle Mariotte, σύµφωνα µε τον οποίο για δύο θερµοστατούµενα συγκοινωνούντα δοχεία σε ισορροπία, σε θερµοκρασία Τ ο, µε όγκους V 1 και V 2 και επικρατούσα πίεση P 1 και P 2 αντιστοίχως, ισχύει: P 1 V1 = P2 V2-1 -
Στη µέθοδο αυτή ένα δοχείο γνωστού όγκου (περίπου 8 l) γεµίζεται µε νωπό σκυρόδεµα. Σ αυτό προσαρµόζεται ένα άλλο δοχείο (κεφαλή της συσκευής αεροπεριεκτικότητας), όγκου V 1 και γεµίζεται µε αέρα υπό πίεση P 1. Όταν τα δύο δοχεία έλθουν σε επικοινωνία, ο υπό πίεση αέρας του δεύτερου δοχείου εισέρχεται στο πρώτο δοχείο και γεµίζει τα κενά του νωπού σκυροδέµατος που έχουν όγκο V α. Αυτό έχει ως αποτέλεσµα η αρχική πίεση του αέρα, P 1, να µειωθεί στην τιµή P 2. Εποµένως, από το νόµο της εξίσωσης των πιέσεων προκύπτει ότι: P V = P ( V + V ) V 1 1 2 1 a a V1 ( P1 P2 ) = P 2 Συνεπώς, η εκατοστιαία αναλογία του όγκου V α ως προς τον γνωστό όγκο του πρώτου δοχείου V 1 εκφράζει την περιεκτικότητα σε αέρα του νωπού σκυροδέµατος: % αεροπεριεκτικότητα = V a V 1 100% = P1 P2 P 2 100% Σχήµα 1: Συσκευή αεροπεριεκτικότητας (µέθοδος Washington). Ογκοµετρική µέθοδος Στη µέθοδο αυτή δοχείο γνωστού όγκου (συσκευή Mayer) γεµίζεται µε νωπό σκυρόδεµα µέχρι µια καθορισµένη στάθµη και το υπόλοιπο τµήµα του δοχείου γεµίζεται µε νερό. Με συνεχή ανάδευση του συστήµατος το νερό γεµίζει τους πόρους του σκυροδέµατος και καταλαµβάνει τη θέση του αέρα. Από την ποσότητα του εξερχόµενου αέρα προσδιορίζεται η % περιεκτικότητα του νωπού σκυροδέµατος σε αέρα. - 2 -
Πειραµατικό Μέρος Υλικά: Απιονισµένο νερό. Συσκευές και όργανα: Μηχανικός ζυγός OHAUS, ηλεκτρονικός ζυγός, υδροβολέας, συσκευή αεροπεριεκτικότητας, ποτήρι ζέσεως των 250 ml, επίπεδη γυάλινη επιφάνεια. Πειραµατική ιαδικασία: Ι. Περιγραφή της συσκευής αεροπεριεκτικότητας Η συσκευή αποτελείται από µεταλλικό δοχείο πίεσης µε χωρητικότητα 8 l, πάνω στο οποίο τοποθετείται κατάλληλο κάλυµµα που συσφίγγεται στο δοχείο µε τέσσερις κοχλίες. Ελαστικός δακτύλιος, ο οποίος περιβάλλει το κάλυµµα, εξασφαλίζει την πλήρη στεγανότητα της σύνδεσης. Στην κορυφή και στο εµπρός τµήµα του καλύµµατος υπάρχει θάλαµος πίεσης, στον οποίο είναι προσαρµοσµένη αντλία πίεσης. Στο κέντρο του βρίσκεται η βαλβίδα εξισορρόπησης του αέρα, ενώ στην αριστερή πλευρά του η βαλβίδα εισαγωγής - εξαγωγής νερού. Επίσης, υπάρχει µανόµετρο κατάλληλα βαθµονοµηµένο, ώστε στην κλίµακά του να δίνεται απ ευθείας η % περιεκτικότητα σε αέρα του νωπού σκυροδέµατος (Σχήµα 1). ΙΙ. Βαθµονόµηση όγκου δοχείου αεροπεριεκτικότητας Ζυγίζεται αρχικά στον µηχανικό ζυγό OHAUS το δοχείο αεροπεριεκτικότητας, µαζί µε το ειδικό scoop και την επίπεδη γυάλινη επιφάνεια και προσδιορίζεται το απόβαρο. Στη συνέχεια το δοχείο αεροπεριεκτικότητας γεµίζεται µε απιονισµένο νερό του οποίου µετράται η θερµοκρασία, µε την επίπεδη γυάλινη επιφάνεια αφαιρείται η πλεονάζουσα ποσότητα νερού και ακολούθως το σύστηµα ζυγίζεται εκ νέου. ΙΙΙ. Βαθµονόµηση ένδειξης αεροπεριεκτικότητας Το δοχείο αεροπεριεκτικότητας γεµίζεται έως την κορυφή µε απιονισµένο νερό, τοποθετείται η ειδική κεφαλή του δοχείου (καπάκι), ασφαλίζεται και ελέγχεται για τυχόν διαρροές. Στη συνέχεια µε υδροβολέα πληρώνεται η κεφαλή µε απιονισµένο νερό έως να υπερχειλίσει (να γεµίσει και ο κενός όγκος της κεφαλής µε απιονισµένο νερό). Στη συνέχεια πρεσάρεται αέρας µε την αντλία στον ειδικό θάλαµο της κεφαλής έως ότου η ένδειξη του οργάνου βρεθεί εντός της κόκκινης περιοχής RESET. Αν για κάποιο λόγο η ένδειξη υπερβεί αυτή την περιοχή, υπάρχει δυνατότητα διόρθωσης µε τη χρήση του πλήκτρου CORRECTION. Λαµβάνεται µέτρηση της αεροπεριεκτικότητας µε χρήση του πλήκτρου TEST (ο παγιδευµένος αέρας στον ειδικό θάλαµο της κεφαλής προσπαθεί να εκτονωθεί προς το δοχείο ογκοµέτρησης και να εκτοπίσει τον εκεί εγκλωβισµένο αέρα), η οποία θα πρέπει να είναι µηδενική (0). Αν η ένδειξη δεν είναι µηδενική καταγράφεται. Ακολούθως αφαιρούνται περίπου 100 g απιονισµένου νερού τα οποία συλλέγονται εντός ποτηρίου ζέσεως των 250 ml και ζυγίζονται σε αναλυτικό ζυγό µε ακρίβεια 0,1 g, για τον προσδιορισµό της µάζας του απιονισµένου νερού που αφαιρέθηκε από τη συσκευή η οποία πρέπει να µετατραπεί σε ποσοστό % εγκλωβισµένου αέρα. Ακολούθως πραγµατοποιείται µέτρηση της αεροπεριεκτικότητας όπως περιγράφεται παραπάνω και καταγράφεται η ένδειξη της συσκευής αεροπεριεκτικότητας. Ακολουθούν διαδοχικές αφαιρέσεις απιονισµένου νερού έως ότου η προσδιορισµένη τιµή για την % αεροπεριεκτικότητα γίνει ίση µε 5%. - 3 -
Υπολογισµοί Επεξεργασία Μετρήσεων: Ι. Βαθµονόµηση όγκου δοχείου αεροπεριεκτικότητας Με αφαίρεση των 2 αρχικών µετρήσεων προσδιορίζεται η µάζα του καθαρού όγκου απιονισµένου νερού στο δοχείο, m κ.α.ν.. Από τον Πίνακα 1 προσδιορίζεται το ειδικό βάρος του απιονισµένου νερού για την εκάστοτε θερµοκρασία του που µετρήθηκε. Ο βαθµονοµηµένος ή πραγµατικός όγκος του δοχείου αεροπεριεκτικότητας προκύπτει από τη σχέση: mκ.α..ν. V δοχ. αερ / τας = Ε.Β. νερού Τ Πίνακας 1: Πυκνότητα (g/cm 3 ) χηµικώς καθαρού νερού στην υγρή κατάσταση σε θερµοκρασία από 0 C έως 30.9 C ανά 0.1 C [Πηγή: R. H. Perry, D. W. Green, Perry's Chemical Engineers' Handbook, 7 th Edition, McGraw-Hill, New York, 1997]. Τ ( C) 0.0 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 0.7 0.8 0.9 0 0.999841 0.999847 0.999854 0.999860 0.999866 0.999872 0.999878 0.999884 0.999889 0.999895 1 0.999900 0.999905 0.999909 0.999914 0.999918 0.999923 0.999927 0.999930 0.999934 0.999938 2 0.999941 0.999944 0.999947 0.999950 0.999953 0.999955 0.999958 0.999960 0.999962 0.999964 3 0.999965 0.999967 0.999968 0.999969 0.999970 0.999971 0.999972 0.999972 0.999973 0.999973 4 0.999973 0.999973 0.999973 0.999972 0.999972 0.999972 0.999970 0.999969 0.999968 0.999966 5 0.999965 0.999963 0.999961 0.999959 0.999957 0.999955 0.999952 0.999950 0.999947 0.999944 6 0.999941 0.999938 0.999935 0.999931 0.999927 0.999924 0.999920 0.999916 0.999911 0.999907 7 0.999902 0.999898 0.999893 0.999888 0.999883 0.999877 0.999872 0.999866 0.999861 0.999855 8 0.999849 0.999843 0.999837 0.999830 0.999824 0.999817 0.999810 0.999803 0.999796 0.999789 9 0.999781 0.999774 0.999766 0.999758 0.999751 0.999742 0.999734 0.999726 0.999717 0.999709 10 0.999700 0.999691 0.999682 0.999673 0.999664 0.999654 0.999645 0.999635 0.999625 0.999615 11 0.999605 0.999595 0.999585 0.999574 0.999564 0.999553 0.999542 0.999531 0.999520 0.999509 12 0.999498 0.999486 0.999475 0.999463 0.999451 0.999439 0.999427 0.999415 0.999402 0.999390 13 0.999377 0.999364 0.999352 0.999339 0.999326 0.999312 0.999299 0.999285 0.999272 0.999258 14 0.999244 0.999230 0.999216 0.999202 0.999188 0.999173 0.999159 0.999144 0.999129 0.999114 15 0.999099 0.999084 0.999069 0.999054 0.999038 0.999023 0.999007 0.998991 0.998975 0.998959 16 0.998943 0.998926 0.998910 0.998893 0.998877 0.998860 0.998843 0.998826 0.998809 0.998792 17 0.998774 0.998757 0.998739 0.998722 0.998704 0.998686 0.998668 0.998650 0.998632 0.998613 18 0.998595 0.998576 0.998558 0.998539 0.998520 0.998501 0.998482 0.998463 0.998444 0.998424 19 0.998405 0.998385 0.998365 0.998345 0.998325 0.998305 0.998285 0.998265 0.998244 0.998224 20 0.998203 0.998183 0.998162 0.998141 0.998120 0.998099 0.998078 0.998056 0.998035 0.998013 21 0.997992 0.997970 0.997948 0.997926 0.997904 0.997882 0.997860 0.997837 0.997815 0.997792 22 0.997770 0.997747 0.997724 0.997701 0.997678 0.997655 0.997632 0.997608 0.997585 0.997561 23 0.997538 0.997514 0.997490 0.997466 0.997442 0.997418 0.997394 0.997369 0.997345 0.997320 24 0.997296 0.997271 0.997246 0.997221 0.997196 0.997171 0.997146 0.997120 0.997095 0.997069 25 0.997044 0.997018 0.996992 0.996967 0.996941 0.996914 0.996888 0.996862 0.996836 0.996809 26 0.996783 0.996756 0.996729 0.996703 0.996676 0.996649 0.996621 0.996594 0.996567 0.996540 27 0.996512 0.996485 0.996457 0.996429 0.996401 0.996373 0.996345 0.996317 0.996289 0.996261 28 0.996232 0.996204 0.996175 0.996147 0.996118 0.996089 0.996060 0.996031 0.996002 0.995973 29 0.995944 0.995914 0.995885 0.995855 0.995826 0.995796 0.995766 0.995736 0.995706 0.995676 30 0.995646 0.995616 0.995586 0.995555 0.995525 0.995494 0.995464 0.995433 0.995402 0.995371 0.0 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 0.7 0.8 0.9-4 -
ΙΙ. Βαθµονόµηση ένδειξης αεροπεριεκτικότητας Η µετατροπή της µάζας του απιονισµένου νερού που αφαιρέθηκε από τη συσκευή σε ποσοστό % εγκλωβισµένου αέρα γίνεται ως εξής: Αν υποτεθεί ότι από την µάζα του καθαρού όγκου απιονισµένου νερού στο δοχείο, m κ.α.ν., (η οποία και αντιστοιχεί σε 100% όγκο αέρα) αφαιρεθούν m x g απιονισµένου νερού, η πραγµατική τιµή για το % ποσοστό αεροπεριεκτικότητας θα είναι: Πραγµατική τιµή (%) αεροπεριεκτικότητας= 100 m κ. αν.. Αφού γίνει προσδιορισµός της % αεροπεριεκτικότητας για όλες τις αφαιρούµενες ποσότητες απιονισµένου νερού, µέχρι την τιµή 5 %, κατασκευάζεται διάγραµµα βαθµονόµησης µεταξύ της ένδειξης για την % αεροπεριεκτικότητα συναρτήσει της πραγµατικής τιµής για το % ποσοστό αεροπεριεκτικότητας. m x - 5 -
ΑΣΚΗΣΗ 7 η ΜΕΡΟΣ ΙΙ: ΠΡΟΣ ΙΟΡΙΣΜΟΣ ΦΑΙΝΟΜΕΝΟΥ ΒΑΡΟΥΣ ΧΟΝ ΡΟΚΟΚΚΩΝ Α ΡΑΝΩΝ ΥΛΙΚΩΝ Σκοπός Σκοπός της άσκησης είναι ο προσδιορισµός του φαινόµενου βάρους χονδρόκοκκων αδρανών για τον σχεδιασµό και την επιλογή µίας συγκεκριµένης σύνθεσης 1 m 3 σκυροδέµατος, σύµφωνα µε τις απαιτήσεις του Κ.Τ.Σ.-97. Πειραµατικό Μέρος Υλικά: - Χαλίκι - Γαρµπίλι Συσκευές και όργανα: Μηχανικός ζυγός OHAUS, ηλεκτρονικός ζυγός, δοχείο αεροπεριεκτικότητας, φτυάρι, συρµάτινο καλάθι µε άνοιγµα οπής Νο8, χυτοσιδηρή ράβδος συµπύκνωσης Φ16. Πειραµατική ιαδικασία: Αρχικά ζυγίζεται το δοχείο αεροπεριεκτικότητας και προσδιορίζεται το βάρος του (απόβαρο). Ακολουθώντας τη διαδικασία δειγµατοληψίας και διµερισµού, λαµβάνεται µια ποσότητα (κλάσµα) χαλικιού, περίπου 25-30 kg, η οποία φέρεται σε καθαρή επίπεδη επιφάνεια και οµογενοποιείται σύµφωνα µε την παρακάτω διαδικασία. ιαδικασία Οµογενοποίησης: Η ληφθείσα ποσότητα χαλικιού µέσω διµερισµού µορφώνεται σε κωνικό σωρό. Με τη χρήση φτυαριού, ακολουθώντας τη φορά των δεικτών του ρολογιού και µε κατεύθυνση από την κορυφή του κωνικού σωρού προς τα έξω, ο σωρός ανοίγεται έως ότου φτάσει σε ένα ενδεικτικό πάχος περί των 5 cm. Εν συνεχεία και ακολουθώντας την αντίθετη φορά σε σχέση µε προηγουµένως και εφαπτοµενικά του επίπεδου σωρού, επαναδηµιουργείται µε την κίνηση του φτυαριού ο κωνικός σωρός. Η διαδικασία αυτή επαναλαµβάνεται για άλλες 2 φορές, έως ότου το υλικό διαµορφωθεί σε κύλινδρο πολύ µικρού ύψους, οπότε και η διαδικασία οµογενοποίησης θεωρείται ότι έχει ολοκληρωθεί. Από τον πεπλατυσµένο και επίπεδο σωρό λαµβάνεται µια ποσότητα υλικού η οποία φέρεται εντός του δοχείου αεροπεριεκτικότητας (1η στρώση) και το σύστηµα συµπυκνώνεται εφαρµόζοντας 25 χτυπήµατα, χρησιµοποιώντας µια χυτοσιδηρή ράβδο διατοµής Φ16. Ακολουθεί η 2η στρώση υλικού που οµοίως λαµβάνεται από τον επίπεδο σωρό µε την ίδια διαδικασία και τελικά και 3η στρώση. Μετά το τέλος των χειρισµών και της 3ης στρώσης, αφαιρούνται ή προστίθενται από την επιφάνεια του συστήµατος τυχόν πλεονάζοντα ή απαιτούµενα χαλίκια αντίστοιχα, και το σύστηµα ζυγίζεται - 6 -
στο ζυγό και προσδιορίζεται το καθαρό βάρος του δείγµατος χαλικιού που περιέχεται στο δοχείο της συσκευής αεροπεριεκτικότητας. Η παραπάνω διαδικασία στο σύνολό της επαναλαµβάνεται και για το δείγµα γαρµπιλιού αντίστοιχης ποσότητας που λήφθηκε µε δειγµατοληψία και διµερισµό. Στο υπάρχον δείγµα χαλικιού προστίθενται βαθµιαία, ποσοστά 5% κ.β. γαρµπιλιού και µέχρι της δηµιουργίας µίγµατος χαλικιού γαρµπιλιού σύστασης 50 50 % κ.β.. Εν συνεχεία ακολουθείται η ίδια πειραµατική διαδικασία οµογενοποίησης όπως µε τα καθαρά συστατικά, για κάθε ένα µίγµα χαλικιού γαρµπιλιού συγκεκριµένης σύστασης και εκτελείται εκ νέου η δοκιµή του Φαινόµενου Βάρους για το εκάστοτε ανάµιγµα µε συγκεκριµένη κάθε φορά % κ.β. σύσταση. Υπολογισµοί Επεξεργασία Μετρήσεων: Το Φαινόµενο Βάρος του χαλικιού προσδιορίζεται από το πηλίκο του καθαρού βάρους του δείγµατος χαλικιού εντός του δοχείου αεροπεριεκτικότητας προς τον όγκο του βαθµονοµηµένου δοχείου αεροπεριεκτικότητας: m Φ.Β. ΧΑΛΙΚΙΟΥ = V ΚΑΘΑΡΟ ΒΑΡΟΣ ΧΑΛΙΚΙΟΥ ΒΑΘΜΟΝΟΜΗΜ. ΟΧΕΙΟΥ ΑΕΡ/ΤΑΣ Το Φαινόµενο Βάρος του γαρµπιλιού προσδιορίζεται από το πηλίκο του καθαρού βάρους του δείγµατος γαρµπιλιού εντός του δοχείου αεροπεριεκτικότητας προς τον όγκο του βαθµονοµηµένου δοχείου αεροπεριεκτικότητας: m Φ.Β. ΓΑΡΜΠΙΛΙΟΥ = V ΚΑΘΑΡΟ ΒΑΡΟΣ ΓΑΡΜΠΙΛΙΟΥ ΒΑΘΜΟΝΟΜΗΜ. ΟΧΕΙΟΥ ΑΕΡ/ΤΑΣ Ζητείται η κατασκευή διαγράµµατος % κ.β. σύστασης µίγµατος χαλικιού γαρµπιλιού συναρτήσει του προσδιορισθέντος Φαινόµενου Βάρους. - 7 -
ΑΣΚΗΣΗ 7 η ΜΕΡΟΣ ΙΙΙ: ΕΛΕΓΧΟΣ ΚΥΒΙΚΗΣ ΧΥΤΟΣΙ ΗΡΗΣ ΜΗΤΡΑΣ Σκοπός Σκοπός της άσκησης είναι η λήψη αντιπροσωπευτικού εργοταξιακού δείγµατος από σωρό αδρανών υλικών (άµµο, γαρµπίλι, χαλίκι) για την πραγµατοποίηση ελέγχων και η πιστοποίηση της καταλληλότητας των αδρανών υλικών για την πιθανή χρήση τους στην παραγωγή σκυροδέµατος σύµφωνα µε τον Ελληνικό Κανονισµό Τεχνολογίας Σκυροδέµατος 1997 (Κ.Τ.Σ.- 97). Πειραµατικό Μέρος Προδιαγραφές: Ο έλεγχος πραγµατοποιείται σύµφωνα µε την προδιαγραφή ΣΚ 304. Συσκευές και όργανα: Χυτοσιδηρές µήτρες διαστάσεων 15cm x 15cm x 15 cm Πρότυπη γωνιά Πρότυπη ρίγα ευθύτητας Πρότυπα ελάσµατα γνωστού πάχους (fillers) Παχύµετρο. Πειραµατική ιαδικασία: Η χυτοσιδηρή µήτρα διαστάσεων 15cm x 15cm x 15 cm λύνεται, καθαρίζεται και σηµαίνεται (κωδικοποιούνται όλες οι έδρες της µε αρίθµηση). Ι. Έλεγχος επιπεδότητας Κάθε πλευρά της χυτοσιδηρής µήτρας και η βάση της σαρώνονται µε έναν διακριβωµένο πρότυπο κανόνα (ρίγα) ευθύτητας, ούτως ώστε να προσδιοριστεί, σε περίπτωση που υπάρχει κάποιο κενό, ποιο είναι το αντίστοιχο πάχος του πρότυπου ελάσµατος που διέρχεται από το κενό. Εάν δεν υπάρχει κάποιο κενό η επιπεδότητα είναι αποδεκτή, ενώ αν υπάρχει κενό (το πάχος του είναι ίσο µε το πάχος του αντίστοιχου πρότυπου ελάσµατος-filler) τότε το ανώτατο όριο για να κριθεί κατάλληλη από πλευράς επιπεδότητας είναι τα 0,075 mm ή 75 µm. ΙΙ. Έλεγχος καθετότητας Η χυτοσιδηρή µήτρα δένεται µε τις έδρες της στις αντίστοιχες θέσεις σύµφωνα µε την αρχική κωδικοποίηση. Ακολούθως τοποθετείται διακριβωµένη πρότυπη γωνιά 90, µε πλευρές µικρότερες των 15 cm (ώστε να χωρούν εντός της µήτρας) και πάλι σαρώνεται η γωνιά µε πρότυπο έλασµα γνωστού πάχους (filler). Στην περίπτωση όπου δεν υπάρχει κάποιο κενό (δεν µπορεί να εισχωρήσει κάποιο filler), η συγκεκριµένη γωνία της µήτρας αυτής θεωρείται ίση µε 90. Στην περίπτωση όπου υπάρχει κενό (το πάχος του είναι ίσο µε το πάχος του αντίστοιχου πρότυπου ελάσµατος-filler) τότε µετράται το πάχος του ελάσµατος και η απόσταση του κενού από το άκρο της γωνιάς. - 8 -
ΙΙΙ. Έλεγχος διαστάσεων Η χυτοσιδηρή µήτρα δένεται µε τις έδρες της στις αντίστοιχες θέσεις σύµφωνα µε την αρχική κωδικοποίηση και µε τη βοήθεια παχύµετρου µετρούνται σε τουλάχιστον 3 σηµεία µεταξύ δύο απέναντι εδρών (στα 2 άκρα και στο µέσον) οι περιεχόµενες αποστάσεις. Τέλος µετράται µε το παχύµετρο το ύψος κάθε έδρας ή πλευράς από τη βάση της µήτρας σε 3 σηµεία (στα 2 άκρα και στο µέσον). Υπολογισµοί Επεξεργασία Μετρήσεων: Ι. Έλεγχος επιπεδότητας Εάν δεν προσδιορίστηκε κάποιο κενό η επιπεδότητα της χυτοσιδηρής µήτρας είναι αποδεκτή, ενώ αν υπάρχει κενό (το πάχος του είναι ίσο µε το πάχος του αντίστοιχου πρότυπου ελάσµατος-filler) τότε το ανώτατο όριο για να κριθεί κατάλληλη από πλευράς επιπεδότητας είναι τα 0,075 mm ή 75 µm. ΙΙ. Έλεγχος καθετότητας Στην περίπτωση όπου υπάρχει κενό µεταξύ έδρας και γωνιάς (το πάχος του κενού είναι ίσο µε το πάχος του αντίστοιχου πρότυπου ελάσµατος-filler) τότε µετράται το πάχος του ελάσµατος και η απόσταση του κενού από το άκρο της γωνιάς. Αφού έχει µετρηθεί το µήκος της πλευράς της γωνιάς, προσδιορίζεται από το ορθογώνιο τρίγωνο που παριστάνει την ανάπτυξη του κενού χώρου κάτω από τη γωνιά και από το πάχος του πρότυπου ελάσµατος, η γωνία α από τη σχέση: a = τοξεφα = πάχος filler µ ήκοςπλευράςγωνιάς Τα όρια της γωνίας α ώστε η χυτοσιδηρή µήτρα να θεωρείται κατάλληλη από πλευράς καθετότητας είναι 90,0 ±0,3. ΙΙΙ. Έλεγχος διαστάσεων Το όριο για τις διαστάσεις όλων των εδρών ώστε η χυτοσιδηρή µήτρα να θεωρείται κατάλληλη από πλευράς διαστάσεων είναι 150,0±0,3 mm. - 9 -
ΒΙΒΛΙΟΓΡΑΦΙΑ Ελληνική: 1. Α. Τριανταφύλλου, οµικά Υλικά, 7 η Εκδ., Πάτρα, 2005 2. R. Wendehorst, οµικά Υλικά, 2 η Έκδ., Εκδόσεις Μ. Γκιούρδα, Αθήνα, 1981 3. P. K. Mehta, P. J. M. Monteiro, Σκυρόδεµα. Μικροδοµή, ιδιότητες και υλικά, (σε µετάφραση Ι. Παπαγιάννη), 3 η Έκδ., Εκδόσεις Κλειδάριθµος, Αθήνα, 2009 4. Χ. Οικονόµου, Τεχνολογία του Σκυροδέµατος, 3 η Έκδοση, Εκδόσεις ΣΕΛΚΑ - 4Μ ΕΠΕ - ΤeΚ ΟΤΙΚΗ, Αθήνα, 2003 Ξενόγλωσση: 5. R. H. Perry, D. W. Green, Perry's Chemical Engineers' Handbook, 7th Edition, McGraw-Hill, New York, 1997 6. ASTM Standards, Section 4: Construction, Volume 04.02: Concrete and Aggregates 7. G. D. Taylor, Materials in Construction Principles, Practice and Performance, Pearson Education, U.K., 2002 8. S. Somayaji, Civil Engineering Materials, 2 nd ed., Prentice-Hall, New Jersey, U.S.A., 2001 9. M. S. Mamlouk, J. P. Zaniewski, Materials for Civil and Construction Engineers, 2 nd Ed., Pearson Education, New Jersey, U.S.A., 2006 10. R. A. Flinn, P. K. Trojan, Engineering Materials and their Applications, 4 th ed., Houghton Mifflin Company, Boston, U.S.A., 1990 11. S. Mindess, J. F. Young, D. Darwin, Concrete, 2 nd ed., Pearson Education, New Jersey, U.S.A., 2003 12. A. M. Neville, Properties of Concrete, 4 th ed., Pearson Education, London, U.K., 2004 13. P. C. Hewlett, Lea s Chemistry of Cement and Concrete, 4 th ed., Edward Arnold, London, 1998 14. H. F. W. Taylor, Cement Chemistry, 2 nd ed., Thomas Telford Publishing, London, U.K., 1997 15. M. S. J. Gani, Cement and Concrete, Chapman & Hall, London, U.K., 1997 16. S. N. Gosh, Cement and Concrete Science and Technology, Vol. I Part I, ABI Books Pvt., New Delhi, India, 1991 17. S. N. Gosh, Cement and Concrete Science and Technology, Vol. I Part II, ABI Books Pvt., New Delhi, India, 1992 Κανονισµοί Πρότυπα: 18. ASTM Standards, Section 4: Construction, Volume 04.02: Concrete and Aggregates 19. Κανονισµός Τεχνολογίας Σκυροδέµατος ΚΤΣ-97 (ΦΕΚ 315/Β/17-4-97) 20. ΕΛΟΤ EN 12620: Αδρανή σκυροδέµατος 21. ΕΛΟΤ ΕΝ 13043: Αδρανή ασφαλτοµιγµάτων 22. ΕΛΟΤ ΕΝ 13139: Αδρανή Κονιαµάτων 23. ΕΛΟΤ ΕΝ 13383-1: Αδρανή για Ογκόλιθους για λιµενικά και υδραυλικά έργα 24. ΕΛΟΤ ΕΝ 13450: Αδρανή για έρµα σιδηροδροµικής γραµµής 25. ΕΛΟΤ ΕΝ 13242: Αδρανή για βάσεις και υποβάσεις σταθεροποιηµένες ή µη 26. ΕΛΟΤ ΕΝ 13055: Ελαφροβαρή Αδρανή - 10 -