Επίδραση διαφορετικού τύπου αδρανών και ρυθµού σκυροδέτησης µειγµάτων ΑΣΣ στην κατανοµή πιέσεων στον ξυλότυπο Influence of different type of aggregates and casting rates on formwork pressure induced by SCC Άγγελος Σ.ΓΕΩΡΓΙΑ ΗΣ 1, Κοσµάς Κ.ΣΙ ΕΡΗΣ 2, Νικόλαος Σ.ΑΝΑΓΝΩΣΤΟΠΟΥΛΟΣ 1, Νικόλαος T.ΠΑΠΑ ΟΠΟΥΛΟΣ 3 Λέξεις Κλειδιά: αυτοσυµπυκνούµενο σκυρόδεµα, αδρανή, ρυθµός σκυροδέτησης, πιέσεις ξυλοτύπων ΠΕΡΙΛΗΨΗ: Ένας από τους σηµαντικότερους παράγοντες που θα πρέπει να λαµβάνονται υπόψιν κατά τον σχεδιασµό κατασκευών µε αυτοσυµπυκνούµενο σκυρόδεµα (ΑΣΣ), είναι η αναπτυσσόµενη πίεση στους ξυλότυπους. Το ΑΣΣ είναι ένα ιδιαίτερα ρευστό υλικό το οποίο κατά την διάρκεια της σκυροδέτησης προσεγγίζει την υδροστατική πίεση του σκυροδέµατος και υπό δεδοµένες συνθήκες είναι δυνατόν να την υπερβεί. Με ορατό τον κίνδυνο µιας ενδεχόµενης αστοχίας του ξυλοτύπου που µπορεί να προκύψει από σειρά εσφαλµένων εκτιµήσεων, η παρούσα εργασία στοχεύει στην παροχή πληροφοριών αναφορικά µε τις παραµέτρους οι οποίες θα πρέπει να λαµβάνονται υπόψιν για την ασφαλή σκυροδέτηση µε ΑΣΣ. Σε αυτό το πλαίσιο της γενικότερης ενηµέρωσης παρατίθενται και πειραµατικά δεδοµένα όπου διαφαίνεται η επίδραση του είδους των αδρανών και του ρυθµού σκυροδέτησης στην ανάπτυξη των πιέσεων από το ΑΣΣ στους ξυλότυπους. ABSTRACT: One of the most important factors which should be taken under consideration when dealing with SCC is the induced formwork pressure. SCC can be considered as an extremely fluid material which during casting approaches hydrostatic pressure and under certain circumstances exceeds it. The present contribution aims at providing information pertaining to those parameters that should be taken into account when casting with SCC takes place. Under that regime this paper provides experimental data which bring out, the influence that different type of aggregate and different casting rates have, on the formwork pressure development. ΕΙΣΑΓΩΓΗ Το ΑΣΣ θεωρείται ως µια σχετικά καινούργια µορφή ειδικού σκυροδέµατος υψηλής ρευστότητας, το οποίο αρχικά αναπτύχθηκε στην Ιαπωνία στα µέσα του 1 Υποψήφιος ιδάκτορας Πολιτικός Μηχανικός, Τµήµα Πολιτικών Μηχανικών, ηµοκρίτειο Πανεπιστήµιο Θράκης, email: ageorgi@civil.duth.gr 2 Λέκτορας, Τµήµα Πολιτικών Μηχανικών, ηµοκρίτειο Πανεπιστήµιο Θράκης, email: kksider@civil.duth.gr 3 Πολιτικός Μηχανικός, Μεταπτυχιακός φοιτητής, Τµήµα Πολιτικών Μηχανικών, ηµοκρίτειο Πανεπιστήµιο Θράκης 1
1980. Εκµεταλλευόµενο την βαρύτητα το ΑΣΣ έχει την δυνατότητα να ρέει δια µέσω ξυλοτύπων επιτυγχάνοντας ταυτόχρονα άριστη αυτοσυµπύκνωση. Η υψηλή ρευστότητα που διακρίνει το ΑΣΣ σε συνδυασµό µε την υψηλή αντίσταση σε απόµειξη το καθιστά ιδανικό για σκυροδέτηση πυκνά οπλισµένων κόµβων και πολύπλοκων κατασκευών, σε ελάχιστο χρόνο και µε εξαιρετικά αποτελέσµατα εξωτερικής επιφάνειας µετά το ξεκαλούπωµα. Το γεγονός όµως που παραµένει είναι ότι η σκυροδέτηση µε ΑΣΣ συνεπάγεται ανάπτυξη δυσµενών πιέσεων για τους ξυλότυπους µε τους τελευταίους να διαστασιολογούνται για πλευρική πίεση ανάλογη µε αυτήν της υδροστατικής του σκυροδέµατος. Οι σηµαντικότεροι παράγοντες που επηρεάζουν τη ανάπτυξη των πιέσεων είναι κατά τον Gardner (1985) η πυκνότητα του σκυροδέµατος, η συµπύκνωση, η γεωµετρία του σκυροδέµατος, η θερµοκρασία, ο ρυθµός σκυροδέτησης, η συνεκτικότητα του σκυροδέµατος, ο τύπος των χηµικών, και η σκυροδέτηση των στοιχείων από χαµηλά. Η λίστα των Clear και Harrison (1985) κατά κάποιο τρόπο συµπληρώνει την προηγούµενη καθορίζοντας µερικούς ακόµα παράγοντες που επηρεάζουν την πίεση, όπως το σχήµα αδρανούς, η διαπερατότητα, η σκληρότητα του τύπου και η κρούση του υλικού κατά την διάρκεια της σκυροδέτησης. Στη συνέχεια υπογραµµίζονται και αναλύονται οι σηµαντικότεροι παράγοντες που καθορίζουν τις τελικά αναπτυσσόµενες πιέσεις στους ξυλότυπους. Η πυκνότητα στην περίπτωση του συµβατικού σκυροδέµατος επηρεάζει την πίεση των ξυλοτύπων κατά το χρονικό διάστηµα που αυτό βρίσκεται σε υγρή κατάσταση. Αυτό συµβαίνει µόνο κατά την διάρκεια της σκυροδέτησης, της διαδικασίας της δόνησης ή της επαναδόνησης του υλικού. Κάτι τέτοιο δεν ισχύει και στην περίπτωση του ΑΣΣ εφόσον αυτό βρίσκεται µονίµως σε υγρή κατάσταση έως ότου αρχίσει η διαδικασία της σκλήρυνσης. Ο ρυθµός της σκλήρυνσης είναι συνεπώς πολύ σηµαντικός και αντιστρόφως ανάλογος µε την ρευστότητα του υλικού. Για τον λόγο αυτό είναι ιδιαίτερα σηµαντικό για τα µείγµατα ΑΣΣ να παρουσιάζουν θιξοτροπική συµπεριφορά, η οποία σύµφωνα µε τον Barnes (1997) ορίζεται ως ο ρυθµός µείωσης του ιξώδους µε τον χρόνο υπό σταθερό ρυθµό διαταραχής που στη συνέχεια χαρακτηρίζεται από σταδιακή σκλήρυνση µετά την άρση του φαινοµένου διαταραχής. Ο ρυθµός σκυροδέτησης είναι κρίσιµη παράµετρος για την ανάπτυξη πιέσεων µετά από χρήση ΑΣΣ. Όσο υψηλότερος είναι ο ρυθµός σκυροδέτησης, τόσο µεγαλύτερες αναµένεται να είναι οι αναπτυσσόµενες πλευρικές πιέσεις, που σε πολλές περιπτώσεις φθάνουν την τιµή των αντίστοιχων υδροστατικών πιέσεων. Αντίθετα εάν ο ρυθµός σκυροδέτησης µειωθεί, τότε τα µείγµατα ΑΣΣ ιδιαίτερα αυτά που παρουσιάζουν θιξοτροπική συµπεριφορά, αναπτύσσουν εσωτερική δοµή µε αποτέλεσµα την µείωση των τελικών πιέσεων. Με την ίδια λογική και η µέθοδος σκυροδέτησης παίζει καθοριστικό ρόλο στην ανάπτυξη των πιέσεων. Η σκυροδέτηση µε την αντλία του σκυροδέµατος προσαρµοσµένη στο κάτω µέρος του ξυλοτύπου, παρουσιάζει υψηλότερες πιέσεις από τις αντίστοιχες οι οποίες σηµειώνονται µε την σκυροδέτηση να συµβαίνει από ψηλά. Εφόσον οι µηχανικές ιδιότητες του σκυροδέµατος είναι εξαρτώµενες από την θερµοκρασία τότε όσο υψηλότερη είναι η αρχική θερµοκρασία του σκυροδέµατος ή του περιβάλλοντα χώρου, τόσο χαµηλότερη θα είναι η αναπτυσσόµενη 2
πλευρική πίεση. Αυτό οφείλεται στον ταχύτερο ρυθµό ανάπτυξης της εσωτερικής δοµής και της διαδικασίας της ενυδάτωσης η οποία συµβαίνει στις υψηλότερες θερµοκρασίες. Οι διαστάσεις και η γεωµετρία του ξυλότυπου είναι επίσης σηµαντικές παράµετροι και άξιες αναφοράς, ειδικά εάν ληφθεί υπόψιν ότι υπάρχουν περιορισµένες βιβλιογραφικές αναφορές σχετικά µε το θέµα. Οι διατµητικές δυνάµεις που αναπτύσσονται στα τοιχώµατα (λόγω των τριβών µεταξύ των τοιχωµάτων και του σκυροδέµατος) γίνονται ολοένα και µικρότερες σε σχέση µε την µάζα του σκυροδέµατος, µε την αύξηση των διαστάσεων του ξυλότυπου. Συνεπώς η πρόβλεψη πυκνότερου οπλισµού αυξάνει τις δυνάµεις τριβής και µειώνει την πλευρική πίεση στο τοίχωµα. Η διαπερατότητα και η σκληρότητα-αδρότητα του υλικού από το οποίο είναι δοµηµένος ο ξυλότυπος επίσης επηρεάζουν την ανάπτυξη των τριβών µεταξύ της επιφάνειας του τύπου και του σκυροδέµατος. Η διαπερατότητα µειώνει την πίεση του νερού των πόρων, λόγω διαρροής νερού από την επιφάνεια του τύπου, ενώ αυξηµένη αδρότητα του τύπου επιφέρει αύξηση των τριβών µε τα ευεργετικά αποτελέσµατα για τις πιέσεις που αναφέρθηκαν παραπάνω. Στην περίπτωση που η µια επιφάνεια του ξυλότυπου έχει παραµορφωθεί, αυτό σηµαίνει ότι η επίπεδη επιφάνεια σκυροδέτησης διαφέρει καθ ύψος και συνεπώς η κατακόρυφη σκυροδέτηση δεν είναι σταθερή ανεξάρτητα µε το αν ο όγκος σκυροδέτησης σε σχέση µε τον χρόνο είναι σταθερός. Γενικά όσο σκληρότερος είναι ο ξυλότυπος τόσο υψηλότερες είναι οι διαµορφούµενες πιέσεις. Το φαινόµενο εξηγείται κατά τον Roding (1952) µε την µείωση της πίεσης λόγω της παραµόρφωσης του ξυλότυπου, στην οποία οφείλεται η δηµιουργία της καµάρας στα τοιχώµατα. Ακόµα ιδιαίτερα σηµαντικό είναι το σχήµα του αδρανούς το οποίο σχετίζεται µε την τριβή µεταξύ των µορίων και επηρεάζει την διατµητική αντοχή του σκυροδέµατος. Η επίδραση των χονδρόκοκκων αδρανών στην αναπτυσσόµενη πίεση του ΑΣΣ διερευνήθηκε από τον Assaad (2004) και αποδείχθηκε ιδιαίτερα σηµαντική. Η αύξηση του λόγου χονδρόκοκκων προς τα συνολικά αδρανή φαίνεται να προκαλεί µείωση της πίεσης αρχικά αλλά και µε το πέρας του χρόνου. Η εξήγηση του φαινοµένου βρίσκεται στην αλληλεπίδραση των µορίων των αδρανών µεταξύ τους τα οποία προκαλούν συσσωµατώσεις. Παρ όλα αυτά δεν υπάρχουν αρκετές βιβλιογραφικές αναφορές οι οποίες να συσχετίζουν την πίεση των ξυλοτύπων µε διαφορετικά είδη αδρανών. Για τον λόγο αυτό στην παρούσα εργασία επιχειρείται η καταγραφή των πιέσεων που προκαλούνται από µείγµατα ΑΣΣ µε διαφορετικά είδη αδρανών, όταν αυτά χρησιµοποιούνται για σκυροδέτηση κατακόρυφων δοµικών στοιχείων µε διαφορετικούς ρυθµούς σκυροδέτησης. ΠΕΙΡΑΜΑΤΙΚΗ ΙΑ ΙΚΑΣΙΑ Οι εργαστηριακές δοκιµές που πραγµατοποιήθηκαν αφορούν την παρασκευή ΑΣΣ κατηγορίας αντοχής C25/30. Για την παρασκευή των µειγµάτων ΑΣΣ χρησιµοποιήθηκαν αδρανή (άµµος) διαφορετικής προέλευσης, πυριτικά ΑΣΣ1-3
και ασβεστολιθικά -ΑΣΣ2-. Τα χονδρόκοκκα αδρανή που χρησιµοποιήθηκαν είναι ασβεστολιθικά µε µέγιστο κόκκο 8 mm. Σε όλα τα µείγµατα ΑΣΣ υπάρχει η πρόβλεψη ποσότητας ασβεστολιθικής παιπάλης (filler) για την βελτίωση της ρευστότητας και της συνεκτικότητας των µειγµάτων. Οι συνθέσεις των µειγµάτων περιλαµβάνουν ρευστοποιητές µε βάση τους πολυκαρβοξυλικούς εστέρες, σε διάφορα ποσοστά ώστε να επιτυγχάνεται κάθε φορά ικανοποιητική αυτοσυµπύκνωση. Τα τσιµέντα που χρησιµοποιήθηκαν είναι σύνθετου τύπου CEM II 32,5N και CEM II 42,5N. Σηµειώνεται ότι τα µείγµατα σχεδιάστηκαν µε παρόµοιους συντελεστές w/c και µέγεθος εξάπλωσης, ώστε να είναι συγκρίσιµες οι ρεολογικές τους ιδιότητες. Στον πίνακα που ακολουθεί παρατίθενται οι συνθέσεις των ΑΣΣ και του αντίστοιχου συµβατικού σκυροδέµατος (C25/30) που χρησιµοποιείται σε τοπική µονάδα παραγωγής. Πίνακας 1. Αναλογίες µειγµάτων και ρεολογικά χαρακτηριστικά Αναλογίες Υλικών (Kg/m 3 ) Συνθέσεις Μειγµάτων C25/30 ΑΣΣ1 ΑΣΣ2 NC CEMII-A/M 42,5N 50,9-50 CEMII-A/M 32,5N 305,1 369,3 300 Ασβεστολιθική Παιπάλη 101,4 150,7 - Ασβεστολιθική Άµµος 881,4 - - Πυριτική Φυσική Άµµος - 817,3 280 Θραυστή Φυσική Άµµος 610 Χονδρόκοκκα Αδρανή 800 800 580 ΝΕΡΟ 192,9 195,1 195 Ρευστοποιητής 5 8 3,5 Επιβραδυντής 1,6 - - Ρυθµιστής Ιξώδους - 0,7 - W/C 0,54 0,53 0,54 W/P 0,42 0,38 - Αέρας (%) 2,10% 2,1% 2,50% Εξάπλωση (cm) 74 75 18 t 50 (sec) 2 1,44 - V FUNNEL 1 (sec) 27 5,44 - V FUNNEL 2 (sec) 41 6,44-4
Τα µείγµατα σχεδιάστηκαν αρχικά σε κονίαµα σύµφωνα µε την µέθοδο που περιγράφεται από τον Γεωργιάδη et al (2006). Στην συνέχεια παρασκευάστηκαν τα αντίστοιχα σκυροδέµατα στα οποία πραγµατοποιήθηκε µελέτη των ρεολογικών τους χαρακτηριστικών όπως προβλέπεται από τις Ευρωπαϊκές Οδηγίες για παρασκευή ΑΣΣ. Για τις βέλτιστες λύσεις που παρουσιάζονται και παραπάνω σκυροδετήθηκαν εργαστηριακά οπλισµένα τετραγωνικά υποστυλώµατα σε κλίµακα 1:2, διατοµής 25 cm και ύψους 1 m (Σχήµα1). Σχήµα 1. Τετραγωνικά υποστυλώµατα ύψους 1 m και διατοµής 25 cm. Η σκυροδέτηση έγινε µε τη βοήθεια κατάλληλα διαµορφωµένης εργαστηριακής αντλίας για την καλύτερη δυνατή προσοµοίωση της πράξης. Με την αντλία βυθισµένη µέσα στο υποστύλωµα, η σκυροδέτηση κάθε φορά γινόταν οµαλά χωρίς πτώση του υλικού από ύψος. Για κάθε µείγµα η σκυροδέτηση πραγµατοποιήθηκε µε δύο ρυθµούς. Ο πρώτος είναι συνεχής από την αρχή της σκυροδέτησης µέχρι και την πλήρωση του καλουπιού, ενώ ο δεύτερος ρυθµός προβλέπει µια διακοπή, την στιγµή που το καλούπι γεµίσει κατά το ήµισυ. Η καταγραφή των πιέσεων σε κάθε περίπτωση έγινε µε την βοήθεια ειδικών αισθητήρων οι οποίοι προσαρµόστηκαν καθ ύψος του ξυλότυπου. Οι ενδείξεις λαµβάνονται την στιγµή της σκυροδέτησης µε την βοήθεια καταγραφικού και ειδικού προγράµµατος στην οθόνη του ηλεκτρονικού υπολογιστή. Τα αποτελέσµατα παρατίθενται οµαδοποιηµένα για κάθε µείγµα στο Σχήµα 2. 5
α) β) Σχήµα 2. Κατανοµή πιέσεων για τα µείγµατα ΑΣΣ1 (α) και ΑΣΣ2 (β) για διαφορετικούς ρυθµούς σκυροδέτησης. Για κάθε µείγµα µετρήθηκε η θλιπτική αντοχή στις 7 και στις 28 µέρες. Η συντήρηση έγινε σε θάλαµο συντήρησης µε σταθερές συνθήκες υγρασίας και θερµοκρασίας (RH 90%, 20 0 C). Οι τιµές παρουσιάζονται στο Σχήµα3. 6
Σχήµα 3. Ανάπτυξη θλιπτικής αντοχής για όλα τα µείγµατα σκυροδέµατος. ΑΝΑΛΥΣΗ ΑΠΟΤΕΛΕΣΜΑΤΩΝ Για την ορθότερη αντιµετώπιση και ερµηνεία των αποτελεσµάτων των πιέσεων των µειγµάτων ΑΣΣ, κρίνεται σκόπιµη η διερεύνηση εκείνων των σηµείων στα οποία διαφοροποιούνται οι δύο συνθέσεις. Από τον πίνακα 1, γίνεται σαφές ότι η σύνθεση του ΑΣΣ1 έχει µικρότερες ποσότητες ασβεστολιθικής παιπάλης και τσιµέντου γεγονός το οποίο αποτελεί µειονέκτηµα για την ρεολογία του µείγµατος. Παρ όλα αυτά από την παρατήρηση του σχήµατος 4 προκύπτει, ότι η ασβεστολιθική άµµος χαρακτηρίζεται από αρκετά µεγαλύτερο ποσοστό λεπτών υλικών, που περνούν από το κόσκινο Νο0,125. Με αυτόν τον τρόπο ισοσταθµίζεται σε κάποιο βαθµό το έλλειµµα στην λεπτότητα του µείγµατος που παρατηρείται σε σχέση µε το µείγµα ΑΣΣ2. Αντίθετα η αυξηµένη ειδική επιφάνεια του τελευταίου που προκύπτει από την αυξηµένη λεπτότητα δικαιολογεί και την µεγαλύτερη ποσότητα νερού η οποία απαιτείται για διαβροχή. Συνεπώς και µε δεδοµένο ότι τα µείγµατα παρουσιάζουν παρόµοια ρεολογικά χαρακτηριστικά αναµένεται να έχουν την ίδια συµπεριφορά όσον αφορά την κατανοµή των πιέσεων έναντι ξυλοτύπων κατά την σκυροδέτηση. Σχήµα 4. Κοκκοµετρική διαβάθµιση πυριτικής και ασβεστολιθικής άµµου. 7
Ρυθµός σκυροδέτησης CR1 Η σκυροδέτηση σύµφωνα µε το ρυθµό CR1, είναι συνεχόµενη και πραγµατοποιείται µε σταθερό ρυθµό µε αποτέλεσµα οι διαδοχικές στρώσεις του σκυροδέµατος να αποτίθενται οµαλά η µια πάνω στην άλλη, επιτρέποντας σε ένα βαθµό την σταδιακή σκλήρυνση των κατώτερων στρωµάτων. Κάτι τέτοιο είναι εµφανές στην περίπτωση των µειγµάτων µε ασβεστολιθικά αδρανή [Σχήµα4α)] όπου η µπλε καµπύλη χαµηλά απέχει αρκετά από την αντίστοιχη της υδροστατικής, ενώ στα ανώτερα επίπεδα, την στιγµή της σκυροδέτησης, ταυτίζεται σχεδόν µε την υδροστατική πίεση. Αντίθετα στην περίπτωση των µειγµάτων µε πυριτικά αδρανή για τον ίδιο ρυθµό σκυροδέτησης η κατανοµή των πιέσεων σε όλα τα ύψη ταυτίζεται σχεδόν µε την υδροστατική καµπύλη. Όπως προκύπτει από το Σχήµα4β) το µείγµα ΑΣΣ2 παρουσιάζει υδροστατική συµπεριφορά. Η υδροστατική συµπεριφορά του µείγµατος ΑΣΣ2 οφείλεται κυρίως στο χαµηλότερο ιξώδες από το οποίο χαρακτηρίζεται το µείγµα. Γενικά αυτή η συµπεριφορά είναι αναµενόµενη για τη φυσική άµµο, καθώς διακρίνεται για τα ιδανικά µορφολογικά χαρακτηριστικά της. Το γεγονός αυτό σε συνδυασµό µε το αυξηµένο ποσοστό της πάστας που χαρακτηρίζει το ΑΣΣ2 δικαιολογεί απόλυτα την γραµµική συµπεριφορά του σχήµατος Σχήµα4β) για τον πρώτο ρυθµό σκυροδέτησης. Το αυξηµένο ποσοστό της πάστας αποτελεί το απαραίτητο συστατικό διαχωρισµού των αδρανών αποτρέποντας την συσσωµάτωση και ευνοώντας την ρευστότητα καθώς αποτελεί και ικανό λιπαντικό. Αντίθετα το ΑΣΣ1 είναι προφανές ότι χαρακτηρίζεται από αρκετά υψηλότερες τιµές ιξώδους όπως προκύπτει από τις αντίστοιχες τιµές της δοκιµής V-Funnel. Από το αποτέλεσµα της δεύτερης µέτρησης της ιδιότητα του συγκεκριµένου µείγµατος, διαπιστώνεται ότι το µείγµα αναπτύσσει εσωτερική δοµή όταν παραµείνει αδιατάραχτο. Συνεπώς οι χαµηλότερες τιµές της πίεσης των κατώτερων στρωµάτων είναι αναµενόµενες για το συγκεκριµένο µείγµα. Επιπροσθέτως το χαµηλότερο ποσοστό πάστας του µείγµατος σε συνδυασµό µε το γωνιώδες σχήµα των κόκκων της άµµου συµβάλλει σηµαντικά στην ανάπτυξη εσωτερικών τριβών και κατ επέκταση στην συσσωµάτωση και σταδιακή σκλήρυνση. Τα ανώτερα στρώµατα βρίσκονται πλησίον της υδροστατικής καµπύλης την στιγµή της σκυροδέτησης και αναµένεται να µειωθούν µε την πάροδο του χρόνου. Ρυθµός σκυροδέτησης CR2 Από την εικόνα των καµπύλων που αντιστοιχούν στον δεύτερο ρυθµό σκυροδέτησης προκύπτει ότι αυτός αποτελεί σηµαντική παράµετρο καθορισµού ανάπτυξης πιέσεων. Η συµπεριφορά της καµπύλης του ΑΣΣ1 δείχνει µια εντελώς διαφορετική λειτουργία του υλικού σε σχέση µε το CR1. Αντίθετα το ΑΣΣ2 συµπεριφέρεται κατά τον ίδιο τρόπο µε την εξαίρεση της αυξηµένης πίεσης στη βάση του ξυλότυπου. Το ΑΣΣ2 διατηρεί την υδροστατική του συµπεριφορά καθώς πρόκειται για ένα ιδιαιτέρως ρευστό µείγµα. Η αυξηµένη πίεση που σηµειώνεται κοντά στο µέσον 8
του δοµικού στοιχείου, οφείλεται στο βάρος του υλικού της δεύτερης στρώσης, η οποία όµως δεν φαίνεται να επηρεάζει τα κατώτερα στρώµατα. Θα µπορούσε λοιπόν να ειπωθεί ότι για το συγκεκριµένο µείγµα η διαφοροποίηση του ρυθµού σκυροδέτησης δεν προκάλεσε δραµατικές αλλαγές στην κατανοµή των πιέσεων. Το µείγµα ΑΣΣ1 επέδειξε µια εντελώς διαφορετική συµπεριφορά, καθώς η εικόνα της καµπύλης είναι εντελώς διαφορετική από αυτήν που αντιστοιχεί στο CR1. Λαµβάνοντας υπόψιν ότι πρόκειται για ένα θιξοτροπικό υλικό συµπεραίνει κανείς ότι µε την επανέναρξη της σκυροδέτησης για την πλήρωση του δεύτερου µισού του καλουπιού, προκαλείται διάρρηξη της εσωτερικής δοµής του υλικού που έχει δηµιουργηθεί στο µεσοδιάστηµα υπό το βάρος του νέου φορτίου. Το γεγονός αυτό δικαιολογεί τις αυξηµένες τιµές στα κατώτερα στρώµατα του ξυλότυπου, όχι όµως και τις υπέρµετρα υψηλές τιµές στην κορυφή. Αυτές πιθανότατα να προκλήθηκαν από εξωτερικές δονήσεις στο εργαστήριο, καθώς οι αισθητήρες πίεσης είναι ιδιαίτερα ευαίσθητα όργανα. Θλιπτική Αντοχή Παρατηρώντας το Σχήµα 3 όπου απεικονίζεται η εξέλιξη της θλιπτικής αντοχής για όλα τα µείγµα, προκύπτει ότι σε όλες τις περιπτώσεις τα µείγµατα έφθασαν την τιµή της θλιπτικής αντοχής για την οποία σχεδιάστηκαν, στην ηλικία των 28 ηµερών. Επικεντρώνοντας στην καµπύλη η οποία περιγράφει την εξέλιξη της αντοχής του ΑΣΣ2, γίνεται σαφές ότι διαφέρει από τις υπόλοιπες καµπύλες, που παρουσιάζουν ίδια µορφή. Αυτή η συµπεριφορά είναι αναµενόµενη σε µείγµατα στα οποία χρησιµοποιείται επιβραδυντής. Εν προκειµένω στο ΑΣΣ2 χρησιµοποιήθηκε ειδικός τύπος ρευστοποιητή µε επιβραδυντικές τάσεις αλλά σε ισχυρή δοσολογία, µε αποτέλεσµα να καθυστερήσει σηµαντικά η την αρχή της ενυδάτωσης σε σχέση µε τα υπόλοιπα µείγµατα. Ακόµα η χαµηλότερη τελική αντοχή που παρουσιάζει το ΑΣΣ2 σε σχέση µε το ΑΣΣ1 δικαιολογείται από το γεγονός ότι χρησιµοποιήθηκε για την παρασκευή του αποκλειστικά τσιµέντο τύπου CEM II 32,5N. ΣΥΜΠΕΡΑΣΜΑΤΑ Είναι σαφές ότι για την παρασκευή ΑΣΣ µπορεί να χρησιµοποιηθεί µια ευρεία γκάµα αδρανών υλικών, διαφορετικής κοκκοµετρίας και προέλευσης. Παρ όλα αυτά η διαλογή µε συγκεκριµένα κριτήρια είναι δυνατόν να αποδειχθεί ευεργετική για την ανάπτυξη πιέσεων στους ξυλότυπους. Σύµφωνα µε τα δεδοµένα της παρούσας εργασίας η χρήση της θραυστής ασβεστολιθικής άµµου είναι προτιµότερη από αυτήν της φυσικής πυριτικής. Το γωνιώδες και ακανόνιστο σχήµα των κόκκων της ασβεστολιθικής άµµου, για τα ίδια περίπου επίπεδα πάστας µείγµατος, προκαλεί περισσότερες εσωτερικές τριβές. Αυτή η εσωτερική διαδικασία έχει σαν αποτέλεσµα την ανάπτυξη εσωτερικής δοµής µε γοργότερο ρυθµό και κατ επέκταση πτώση των πιέσεων. Ανάλογα σηµαντικός είναι και ο ρυθµός σκυροδέτησης µε τον πρώτο εκ των δύο που µελετήθηκαν να διαµορφώνει τις χαµηλότερες πιέσεις και για τους δύο τύπους ΑΣΣ. Τέλος είναι προφανές και το οικονοµικό όφελος το οποίο προκύπτει µε την χρήση του ΑΣΣ 9
µε τα ασβεστολιθικά αδρανή. Το ποσοστό ρευστοποιητή που προστίθεται σε αυτήν την περίπτωση είναι κατά πολύ µικρότερο µειώνοντας δραστικά µε αυτό τον τρόπο το συνολικό κόστος του µείγµατος. ΑΝΑΦΟΡΕΣ Γεωργιάδης, A., Σίδερης, K.K. and Αναγνωστόπουλος, N Ανάπτυξη Νέας Μεθοδολογίας Σχεδιασµού µειγµάτων Αυτοσυµπυκνούµενου Σκυροδέµατος', Περιοδικό ΣΚΥΡΟ ΕΜΑ, 4 (2006) 35-45. Assaad, J., (2004) Formwork Pressure of Self-Consolidating Concrete Influence of Thixotropy, Doctroral Thesis, Université de Sherbrooke, Quebec, Canada. Barnes, H. A. (1997) Thixotropy A Review Journal of Non-Newtonian Fluid Mechanics, Vol. 70, Elsevier science BV, pp. 1-33. Billberg, P., Form Pressure Generated by Self Compacting Concrete- Influence of Thixotropy and Structural Behavior at Rest, PhD Thesis, SCHOOL OF ARCHITECTURE AND THE BUILT ENVIRONMENT, SE-100 44 STOCKHOLM, SWEDEN, 2006 Clear, C.A., and Harrison, T.A. (1985) Concrete Pressure on Formwork, CIRIA Report 108. Gardner, N.J. (1985) Pressure of Concrete on Formwork A Review, ACI Journal, Technical paper, Title No. 82-69, pp. 744-753. Koehler, E., Fowler, W., PROPORTIONING SCC BASED ON AGGREGATE CHARACTERISTICS, University of Texas at Austin, USA, Proceedings of 5 th International Symposium on SCC, Ghent, Belgium 2007, pp. 67-72. Rodin, S. (1952) Pressure of Concrete on Formwork, Proceedings, Institution of Civil Engineers (London), V. 1, Part 1, No. 6, pp. 709-746. 10