Ι. Αναγνώριση αποτίμηση δομικού συστήματος

ΑΠΟΚΑΤΑΣΤΑΣΗ & ΕΝΙΣΧΥΣΗ ΔΙΑΤΗΡΗΤΕΩΝ ΚΤΗΡΙΩΝ ΔΙΑΣΤΑΣΙΟΛΟΓΗΣΗ ΕΦΑΡΜΟΓΗ ΤΩΝ Ι. Αναγνώριση αποτίμηση δομικού συστήματος Ελένη-Εύα Τουμπακάρη - Χρήστος E. Βαχλιώτης Πολιτικοί Μηχανικοί

ΑΝΑΓΝΩΡΙΣΗ ΔΟΜΙΚΟΥ ΣΥΣΤΗΜΑΤΟΣ Δομικά Συστήματα Νεωτέρων Μνημείων & Διατηρητέων Κτηρίων Φέρουσα τοιχοποιία Κατοικίες Μικτό σύστημα: φέρουσα τοιχοποιία & ωπλ.σκυρόδεμα 46 ο Λύκειο Αθηνών Τοίχοι από φέρουσα τοιχοποιία Ξύλινη στέγη (προσθήκες με οροφή από οπλισμένο σκυρόδεμα)

ΑΝΑΓΝΩΡΙΣΗ ΔΟΜΙΚΟΥ ΣΥΣΤΗΜΑΤΟΣ Δομικά Συστήματα Νεωτέρων Μνημείων & Διατηρητέων Κτηρίων Φέρουσα τοιχοποιία Μικτό σύστημα: φέρουσα τοιχοποιία & ωπλ.σκυρόδεμα Κατοικίες Δημόσια κτήρια Κτήριο ΣΠΑΠ στην Ολυμπία Εξωτερικοί τοίχοι από φέρουσα τοιχοποιία Εσωτερικός φ.ο. : υποστυλώματα δοκοί πλάκες οπλ.σκυροδέματος Τοίχοι πλήρωσης από οπτοπλινθοδομή

ΑΝΑΓΝΩΡΙΣΗ ΔΟΜΙΚΟΥ ΣΥΣΤΗΜΑΤΟΣ Δομικά Συστήματα Νεωτέρων Μνημείων & Διατηρητέων Κτηρίων Φέρουσα τοιχοποιία Μικτό σύστημα: φέρουσα τοιχοποιία & ωπλ.σκυρόδεμα Κατοικίες Κτήριο στα Ταμπάκικα Σάμου Τοίχοι από φέρουσα τοιχοποιία (ισόγειο: αργολιθοδομή, όροφος: οπτοπλινθοδομή) Εσωτερικός φ.ο. : υποστυλώματα δοκοί πλάκες οπλ.σκυροδέματος Δημόσια κτήρια Βιομηχανικά κτήρια

ΑΝΑΓΝΩΡΙΣΗ -ΑΠΟΤΙΜΗΣΗ ΔΟΜΙΚΟΥ ΣΥΣΤΗΜΑΤΟΣ Τοιχοποιία: συνήθως τρίστρωτες αργολιθοδομές Βιομηχανικό κτήριο Κατοικία

ΑΝΑΓΝΩΡΙΣΗ -ΑΠΟΤΙΜΗΣΗ ΔΟΜΙΚΟΥ ΣΥΣΤΗΜΑΤΟΣ Τοιχοποιία: συνήθως τρίστρωτες αργολιθοδομές Κατοικία Χαρακτηριστικά: 1. Ακανόνιστα λιθοσώματα 2. Αρμοί μεγάλου πάχους (αν υπάρχουν επιχρίσματα, θα πρέπει να γίνεται τοπική αποκάλυψη της τοιχοποιίας) Αστική κατοικία

Βιομηχανικό κτήριο ΑΠΟΚΑΤΑΣΤΑΣΗ ΚΑΙ ΕΝΙΣΧΥΣΗ ΔΙΑΤΗΡΗΤΕΩΝ ΚΤΗΡΙΩΝ ΔΙΑΣΤΑΣΙΟΛΟΓΗΣΗ ΕΦΑΡΜΟΓΗ ΤΩΝ Κατοικία ΑΝΑΓΝΩΡΙΣΗ -ΑΠΟΤΙΜΗΣΗ ΔΟΜΙΚΟΥ ΣΥΣΤΗΜΑΤΟΣ Τοιχοποιία: τρίστρωτες αργολιθοδομές Αστική κατοικία ακατέργαστα λιθοσώματα μεγάλα κενά στο εσωτερικό

ΑΝΑΓΝΩΡΙΣΗ -ΑΠΟΤΙΜΗΣΗ ΔΟΜΙΚΟΥ ΣΥΣΤΗΜΑΤΟΣ Συχνά χρησιμοποιήθηκε συνδυασμός τρίστρωτων αργολιθοδομών και οπτοπλινθοδομών (στους τελευταίους ορόφους και σε μερικούς τοίχους των υπολοίπων ορόφων) Περιγραφή, σχεδιαστική και φωτογραφική τεκμηρίωση Παράδειγμα: κτήριο ΟΑΣΑ, Αθήνα

ΑΝΑΓΝΩΡΙΣΗ -ΑΠΟΤΙΜΗΣΗ ΔΟΜΙΚΟΥ ΣΥΣΤΗΜΑΤΟΣ Περιγραφή, σχεδιαστική και φωτογραφική τεκμηρίωση Παράδειγμα: κτήριο ΟΑΣΑ, Αθήνα

ΑΝΑΓΝΩΡΙΣΗ -ΑΠΟΤΙΜΗΣΗ ΔΟΜΙΚΟΥ ΣΥΣΤΗΜΑΤΟΣ Τοπική αποκάλυψη τοιχοποίας, ακόμα και απομάκρυνση λιθοσωμάτων προκειμένου να γίνει παρατήρηση του εσωτερικού του τοίχου

ΑΝΑΓΝΩΡΙΣΗ -ΑΠΟΤΙΜΗΣΗ ΔΟΜΙΚΟΥ ΣΥΣΤΗΜΑΤΟΣ Θλ.αντοχή οπτοπλ. 20 MPa Μεγάλες διακυμάνσεις στη θλ.αντοχή λιθοπλίνθων f bc (MPa) 21,5 125 147,5

ΑΝΑΓΝΩΡΙΣΗ -ΑΠΟΤΙΜΗΣΗ ΔΟΜΙΚΟΥ ΣΥΣΤΗΜΑΤΟΣ Δάπεδα & στέγες άνω έδρα πλάκας 1. Φέρουσα ικανότητα (αντιστάσεις) κάτω έδρα πλάκας των επιμέρους στοιχείων 2. Συνεργασία με τη φέρουσα τοιχοποιία (διαφραγματική λειτουργία;)

ΑΝΑΓΝΩΡΙΣΗ -ΑΠΟΤΙΜΗΣΗ ΔΟΜΙΚΟΥ ΣΥΣΤΗΜΑΤΟΣ Δάπεδα & στέγες Να γίνει σχολιασμός για τη συνεργασία με το ΕΘΙΑΓΕ

ΑΝΑΓΝΩΡΙΣΗ -ΑΠΟΤΙΜΗΣΗ ΔΟΜΙΚΟΥ ΣΥΣΤΗΜΑΤΟΣ Δάπεδα & στέγες Να γίνει σχολιασμός για τα αποτελέσματα των δοκιμών για το Ω.Σ. άνω έδρα πλάκας κάτω έδρα πλάκας

ΣΥΜΠΕΡΑΣΜΑΤΑ Αργολιθοδομές Συνήθως το πάχος της τοιχοποιίας είναι επαρκές (δεν τίθενται π.χ. θέματα λυγισμού για τα συνήθη ύψη και πάχη) υπό τον όρο: διαφραγμ.λειτουργία Κοινά χαρακτηριστικά υλικών και τρόπου δόμησης Παθολογία: Φθορά κονιαμάτων, κενά, (ρηγματώσεις, αποκολλήσεις) Ερωτήματα: 1. Ποσοτική αποτίμηση κατάστασης διατήρησης & αντοχών 2. Σχεδιασμός υλικών επισκευής

ΣΥΜΠΕΡΑΣΜΑΤΑ Οπτοπλινθοδομές Συχνά ανεπαρκής διατομή (εσωτ.τοίχοι) Δεν έχουν κενά (όχι ενέματα) Ερωτήματα: 1. Αναγκαιότητα διατήρησης ή επανακατασκευή; (εσωτερικοί τοίχοι) 2. Μέθοδος επισκευής & ενίσχυσης (Βελτίωση μηχ. χαρακτηριστικών με βαθύ αρμολόγημα: προβληματική)

ΑΠΟΚΑΤΑΣΤΑΣΗ & ΕΝΙΣΧΥΣΗ ΔΙΑΤΗΡΗΤΕΩΝ ΚΤΗΡΙΩΝ ΔΙΑΣΤΑΣΙΟΛΟΓΗΣΗ ΕΦΑΡΜΟΓΗ ΤΩΝ ΙΙ. Χαρακτηρισμός δομικών υλικών Ελένη-Εύα Τουμπακάρη - Χρήστος Βαχλιώτης Πολιτικοί Μηχανικοί Πέτρος Τσακιρίδης Χημικός Μηχανικός

ΧΑΡΑΚΤΗΡΙΣΜΟΣ ΔΟΜΙΚΩΝ ΥΛΙΚΩΝ ΜΕΘΟΔΟΛΟΓΙΑ Ταμπάκικα Σάμου Μουσείο, Καλλιθέα αποκάλυψη (αν χρειάζεται) τοιχοποιίας & θεμελίων παρατήρηση φωτογραφική τεκμηρίωση - δειγματοληψία Χρήστο, μπορείς εδώ να βάλεις μια εικόνα από αποκάλυψη θεμελίων

ΧΑΡΑΚΤΗΡΙΣΜΟΣ ΔΟΜΙΚΩΝ ΥΛΙΚΩΝ ΜΕΘΟΔΟΛΟΓΙΑ κτήριο ΙΚΥ, Αθήνα μακροσκοπική μελέτη δειγμάτων περιγραφή συσχετίσεις με επί τόπου παρατηρήσεις προκειμένου να διαπιστωθούν / επιβεβαιωθούν διαφορετικές φάσεις κατασκευής ή η εφαρμογή τεχνολογικά διαφορετικών κονιαμάτων (τμήμα της μελέτης αναγνώρισης του δομικού συστήματος)

ΧΑΡΑΚΤΗΡΙΣΜΟΣ ΔΟΜΙΚΩΝ ΥΛΙΚΩΝ ΜΕΘΟΔΟΛΟΓΙΑ ΠΡΟΤΕΙΝΟΜΕΝΕΣ ΔΟΚΙΜΕΣ ΛΙΘΩΝ-ΚΟΝΙΑΜΑΤΩΝ ΚΤΙΡΙΟΥ ΣΠΑΠ ΑΡΧΑΙΑ ΟΛΥΜΠΙΑ Μέθοδοι Εξέτασης Περιγραφή Δείγματος Αντοχή Φαιν. Πορώδες Κοκκομετρική CO2 Xημική Αδιάλυτο XRD Ποροσιμετρία Μελέτη σε Θλίψη Πυκνότητα Διαβάθμιση R63 P63 Ανάλυση P63 Υπόλειμμα R63 R63 P63 Hg Λεπτής Τομής Λίθοι Δομησης-Δ1α 1 Χ - - - - - Λίθοι Δομησης-Δ1α 2 Χ - - - - - Λίθοι Δόμησης-Δ1γ - - - - - Λίθοι Δόμησης-Δ2β - - - - - Λίθοι Δόμησης-Δ2γ Χ - - - - - Λίθοι Δόμησης-Δ2δ Χ - - - - - Λίθοι Δομησης-Δ3α 1 - - - - - Λίθοι Δομησης-Δ3α 2 Χ - - - - - Λίθοι Δόμησης-Δ3γ - - - - - Λίθοι Δομησης-Δ4β 1 Χ - - - - - Λίθοι Δομησης-Δ4β 2 Χ - - - - - Λίθοι Δόμησης-Δ4γ - - - - - Κονίαμα Δόμησης-Δ1β - Κονίαμα Δόμησης-Δ2α - Κονίαμα Δόμησης-Δ3β - Κονίαμα Δόμησης-Δ4α - ( ) Δοκιμή (-) ΔενΕφαρμόζεται (Χ) Μη Επάρκεια Δείγματος απόφαση για πλήθος & είδος δοκιμών - ΜΕΙΩΣΗ δειγμάτων

ΧΑΡΑΚΤΗΡΙΣΜΟΣ ΔΟΜΙΚΩΝ ΥΛΙΚΩΝ ΜΕΘΟΔΟΛΟΓΙΑ αποκάλυψη (αν χρειάζεται) τοιχοποιίας & θεμελίων δειγματοληψία συσχετίσεις μακροσκοπική μελέτη περιγραφή (τμήμα της αναγνώρισης του δομικού συστήματος) διεξαγωγή δοκιμών ΑΠΟΤΙΜΗΣΗ αποτελεσμάτων απόφαση για πλήθος & είδος δοκιμών - ΜΕΙΩΣΗ δειγμάτων (από αποτίμηση δομικού συστήματος)

ΜΗΧΑΝΙΚΑ ΧΑΡΑΚΤΗΡΙΣΤΙΚΑ ΚΟΝΙΑΜΑΤΩΝ πριν τη δοκιμή Εύρεση εφελκυστικής αντοχής με εφαρμογή της μεθόδου των θραυσμάτων μετά τη δοκιμή

ΜΗΧΑΝΙΚΑ ΧΑΡΑΚΤΗΡΙΣΤΙΚΑ ΚΟΝΙΑΜΑΤΩΝ 0,50 0,45 0,40 0,35 Σχολιασμός αποτελεσμάτων: 1.Εύρος τιμών f mt : 0,1 0, 3MPa (συνήθεις τιμές) 0,30 0,25 0,20 0,15 0,10 0,05 0,00 ΣΠΑΠ fm,t [MPa] Χρυσίνου Ταμπ άκικα Μυστράς ΣΠΑΠ 2.Διακυμάνσεις στα αποτελέσματα 3. Αποτίμηση & τελικές επιλογές: συνεκτίμηση μακροσκοπικής εικόνας και από ποσοτική μελέτη μικροδομής

ΦΥΣΙΚΟ-ΜΗΧΑΝΙΚΑ ΧΑΡΑΚΤΗΡΙΣΤΙΚΑ ΚΟΝΙΑΜΑΤΩΝ 0,50 Μυστράς 0,45 Χρυσίνου εφελκ.αντοχή κονιάματος ft,m 0,40 0,35 0,30 0,25 0,20 0,15 0,10 0,10-0,30 Ταμπάκικα ΣΠΑΠ φθορά (αποδεικνύεται με μελέτη στο οπτικό μικροσκόπιο) 0,05 25-35% 0,00 20,00 30,00 40,00 50,00 φαινόμενο πορώδες [%] Όχι προφανής συσχετισμός εφελκ. αντοχής φαινόμενου πορώδους

ΦΥΣΙΚΟ-ΜΗΧΑΝΙΚΑ ΧΑΡΑΚΤΗΡΙΣΤΙΚΑ ΚΟΝΙΑΜΑΤΩΝ 0,50 0,45 Μυστράς Χρυσίνου εφελκ.αντοχή κονιάματος ft,m Ταμπάκικα 0,40 ΣΠΑΠ 0,35 0,30 0,25 0,20 0,15 0,10 0,10-0,30 0,05 2.7-4.3 0,00 2,50 3,00 3,50 4,00 4,50 5,00 φθορά (αποδεικνύεται με μελέτη στο οπτικό μικροσκόπιο) Λόγος αδρανών / συνδετικό υλικό (βάσει ΟΜ) Όχι προφανής συσχετισμός εφελκ. αντοχής λόγου αδρανών προς συνδετικό

ΥΠΟΛΟΓΙΣΜΟΣ ΜΗΧΑΝΙΚΩΝ ΧΑΡΑΚΤΗΡΙΣΤΙΚΩΝ ΤΟΙΧΟΠΟΙΙΑΣ ΠΡΙΝ ΤΙΣ ΕΠΕΜΒΑΣΕΙΣ Εφαρμογή του τύπου των Τάσιου Χρονόπουλου 1987):

3,5 ΟτύποςΤάσιου-Χρονόπουλου παρουσιάζει σχετική ευαισθησίαστιςμικρέςδιαφορέςεφελκυστικήςαντοχής κονιάματος ΧΑΡΑΚΤΗΡΙΣΜΟΣ που προκύπτουν εργαστηριακά ΔΟΜΙΚΩΝ ΥΛΙΚΩΝ (Τάσιος Χρονόπουλος 1987) θλιπτική αντοχή τοιχοποιίας fwc [MPa] 3 2,5 2 1,5 Ταμπ άκικα (48,5) Ταμπ άκικα (25,5) 1 Σκρα (59,5) 1ο Δ.Σ. (50) ΣΠΑΠ (40) 0,5 ΙΚΥ (30) 46ο Λ.Α. (40) f mt = 0.1 MPa 0.3MPa 0 0,00 0,20 0,40 0,60 0,80 1,00 1,20 1,40 1,60 f wc = 1.5 3 MPa θλιπτική αντοχή κονιάματος f mc [MPa]

Μέγιστος κόκκος αδρανών = 3 χιλ. ΑΠΟΚΑΤΑΣΤΑΣΗ ΚΑΙ ΕΝΙΣΧΥΣΗ ΔΙΑΤΗΡΗΤΕΩΝ ΚΤΗΡΙΩΝ ΔΙΑΣΤΑΣΙΟΛΟΓΗΣΗ ΕΦΑΡΜΟΓΗ ΤΩΝ Κοκκομ. διαβάθμιση εκτός σύγχρονων προδιαγραφών στα μεγαλύτερα κλάσματα ΧΑΡΑΚΤΗΡΙΣΜΟΣ ΔΟΜΙΚΩΝ ΥΛΙΚΩΝ κοκκομετρική διαβάθμιση αδρανών κονιαμάτων στα Ταμπάκικα Σάμου διερχόμενο [%] 100 90 80 70 60 50 40 30 20 10 Σειρά1 Σειρά2 Σειρά3 K3-2 K3-4 K3-5 K3-7 K3-8 K3-9 K3-11 K3-12 K3-16 K4-1 K4-3 K4-4 K4-5 K4-6 K4-8 K4-1 K4-3 K4-4 K4-5 K4-6 K4-8 K17-1 πλέον ψιλό 21 15 2 0 K17-5 0,01 0,1 1 10 διάμετρος [mm] 70 40 20 100 87 72 56 πλέον χονδρό

ΧΑΡΑΚΤΗΡΙΣΜΟΣ ΔΟΜΙΚΩΝ ΥΛΙΚΩΝ κοκκομετρική διαβάθμιση αδρανών κονιαμάτων νεωτέρων διατηρητέων κτηρίων στην Αθήνα 3 χιλ. 100 Σειρά1 100 90 Σειρά2 87 80 70 Σειρά3 70 72 διερχόμενο [%] 60 50 40 30 Σκρα 1ο Δ.Σ. 46ο Λ.Α. ΟΑΣΑ πλέον ψιλό 40 56 πλέον χονδρό 21 20 15 2 20 10 0 0,01 0,1 1 10 Μέγιστος κόκκος αδρανών > 3 χιλ. (έτοιμα σύγχρονα κονιάματα) διάμετρος [mm]

ΧΑΡΑΚΤΗΡΙΣΜΟΣ ΔΟΜΙΚΩΝ ΥΛΙΚΩΝ Μέθοδος οπτικής μικροσκοπίας Modified Point Count σε λεπτές τομές κονιαμάτων (προδιαγραφές ASTM) (Δρ Π.Τσακιρίδης, ΧΜ): 1. Μελέτη συνεκτικότητας κονιάματος (τεκμηρίωση με ποσοτικούς όρους και κριτική αποτίμηση πειραματικών τιμών) (%Α): (%P): (P/A): (α)cm2/cm3: (L) μm: Περιεχόμενος αέρας % κ.o (πόροι αέρα > 2μm) Περιεχόμενο Συνδετικό Υλικό % κ.o. Αναλογία Συνδετικού Υλικού /Αέρα Ειδική επιφάνεια πόρων αέρα Δείκτης αποστάσεως (o δείκτης αποστάσεως (L μm) ορίζεται ως η μέγιστη απόσταση οποιουδήποτε σημείου του πήγματος, ως την περιφέρεια του πλησιέστερου πόρου αέρα) 2. Χαρακτηρισμός συνδετικού υλικού & αποτίμηση κατάστασης διατήρησης

ΧΑΡΑΚΤΗΡΙΣΜΟΣ ΔΟΜΙΚΩΝ ΥΛΙΚΩΝ 1. Μελέτη συνεκτικότητας κονιάματος (τεκμηρίωση με ποσοτικούς όρους) Περιγραφή Π-7 Δ-1 A (%) 3,69 2,15 P (%) 20,31 25,23 P/A 5,50 11,71 α (cm 2 /cm 3 ) 0,08 0,22 L(μm) 61,93 30,48 A/C 4,92 3,96 φαιν. πορώδες (%) 48,56 28,98 Το δείγμα χαρακτηρίζεται από μικρή ειδική επιφάνεια πόρων αέρα α και μεγάλο δείκτη απόστασης L Ρηγματώσεις Π7 // x32

ΧΑΡΑΚΤΗΡΙΣΜΟΣ ΔΟΜΙΚΩΝ ΥΛΙΚΩΝ 1. Μελέτη συνεκτικότητας κονιάματος (τεκμηρίωση με ποσοτικούς όρους) Περιγραφή Π-7 Δ-1 A (%) 3,69 2,15 P (%) 20,31 25,23 P/A 5,50 11,71 Το δείγμα χαρακτηρίζεται από μεγάλη ειδική επιφάνεια πόρων αέρα α και μικρό δείκτη απόστασης L α (cm 2 /cm 3 ) 0,08 0,22 L(μm) 61,93 30,48 A/C 4,92 3,96 φαιν. πορώδες (%) 48,56 28,98 Συνεκτική δομή Δ1 Χ x32

ΧΑΡΑΚΤΗΡΙΣΜΟΣ ΔΟΜΙΚΩΝ ΥΛΙΚΩΝ 1. Μελέτη συνεκτικότητας κονιάματος (τεκμηρίωση με ποσοτικούς όρους) Περιγραφή Π-7 Δ-1 A (%) 3,69 2,15 P (%) 20,31 25,23 P/A 5,50 11,71 α (cm 2 /cm 3 ) 0,08 0,22 L(μm) 61,93 30,48 A/C 4,92 3,96 φαιν. πορώδες (%) 48,56 28,98 Καλός συσχετισμός κατάστασης διατήρησης με παραμέτρους μικροδομής Στόχος ομάδας μελέτης: συσχετισμός και με κονιάματα επισκευών (ποσοτικοποίηση συμβατότητας σε όρους μικροδομής) Ρηγματώσεις Π7 // x32 Συνεκτική δομή Δ1 Χ x32

ΧΑΡΑΚΤΗΡΙΣΜΟΣ ΔΟΜΙΚΩΝ ΥΛΙΚΩΝ 2. Χαρακτηρισμός συνδετικού υλικού & αποτίμηση κατάστασης διατήρησης Αλκαλοπυριτική αντίδραση. Μεγάλοι πόροι λόγω κακής συμπύκνωσης X, x100 Ανίχνευση έντονων ρηγματώσεων //, x32 Συστάσεις RILEM TC 403-COM «Χαρακτηρισμός ιστορικών κονιαμάτων υπό το πρίσμα του σχεδιασμού συμβατών υλικών επισκευής» (www.rilem.org): πολύ σημαντικός ρόλος στην Οπτική Μικροσκοπία

ΧΑΡΑΚΤΗΡΙΣΜΟΣ ΔΟΜΙΚΩΝ ΥΛΙΚΩΝ 2. Χαρακτηρισμός συνδετικού υλικού & αποτίμηση κατάστασης διατήρησης Χαρακτηρισμός προϊόντων διάβρωσης με Ηλεκτρονικό Μικροσκόπιο

ΣΥΜΠΕΡΑΣΜΑΤΑ Μελέτη υπαρχόντων υλικών 1. Απαραίτητη για την καλύτερη κατανόηση της κατάστασης διατήρησης του φορέα 2. Παρέχει σημαντικά δεδομένα για την αιτιολογημένη εκτίμηση των μηχανικών χαρακτηριστικών της τοιχοποιίας (που θα υπεισέλθουν στους υπολογισμούς) 3. Παρέχει σημαντικά δεδομένα για το σχεδιασμό συμβατών υλικών επισκευής και για την επιλογή των επεμβάσεων

ΑΠΟΚΑΤΑΣΤΑΣΗ & ΕΝΙΣΧΥΣΗ ΔΙΑΤΗΡΗΤΕΩΝ ΚΤΗΡΙΩΝ ΔΙΑΣΤΑΣΙΟΛΟΓΗΣΗ ΕΦΑΡΜΟΓΗ ΤΩΝ ΙΙΙ. Σχεδιασμός υλικών επισκευής Ελένη-Εύα Τουμπακάρη - Χρήστος Βαχλιώτης Πολιτικοί Μηχανικοί

ΣΧΕΔΙΑΣΜΟΣ ΥΛΙΚΩΝ ΕΠΙΣΚΕΥΗΣ Εξέλιξη του προβληματισμού ως προς το ζήτημα της επιλογής νέων υλικών: 1. Εφαρμογή υλικών με βάση το τσιμέντο (>> 50% συνδετικού) 2. Εφαρμογή υλικών που «μοιάζουν» με τα υλικά που απαντώνται σε μια ιστορική τοιχοποιία Ορισμός: «μοιάζουν» 3. Εφαρμογή «συμβατών» με την τοιχοποιία υλικών Ορισμός «συμβατότητας»

ΑΠΑΙΤΗΣΕΙΣ ΣΧΕΔΙΑΣΜΟΥ 1. σε σχέση με την ανθεκτικότητα (Κριτήρια σχεδιασμού ICCROM 1982) (α) μηχανικές αντοχές (β) σχηματισμός ανεπιθύμητων παραπροϊόντων (αλάτων) (γ) συμπεριφορά έναντι υγρασίας και υδρατμών (δ) διόγκωση λόγω θερμότητας ή νερού (ε) φθορές λόγω αποσάθρωσης (στ) εφαρμογή (να είναι όσο το δυνατόν πιο απλή και αξιόπιστη), (ζ) αναστρεψιμότητα (όσο είναι δυνατόν), (η) αισθητικοί παράγοντες (αφορά κυρίως επιχρίσματα και τελικές στρώσεις) (θ) να είναι σαφή τα όρια των υλικών επισκευής (είτε πάνω στα υλικά ή, απαραιτήτως, στην συνοδευτική τεχνική έκθεση). Τα κριτήρια σχεδιασμού σχετίζονται κυρίως με θέματα ανθεκτικότητας. Γίνεται αναφορά σε μηχανικές αντοχές ΟΜΩΣ οι προτεινόμενες τιμές αντοχών δεν βασίζονταν σε πειραματική και θεωρητική τεκμηρίωση

ΑΠΑΙΤΗΣΕΙΣ ΣΧΕΔΙΑΣΜΟΥ 2. σε σχέση με την επιρροή των υλικών επισκευής στη μηχανική συμπεριφορά των επισκευασμένων φορέων Απότοφορέαστουλικόεπισκευής(Τάσιος - Τουμπακάρη 1998). 1. Εύρεση των μηχανισμών που ελέγχουν τη βελτίωση της συμπεριφοράς της λιθοδομής 2. Εύρεση της χαρακτηριστικής ιδιότητας των υλικών (π.χ. θλιπτική αντοχή, συνάφεια ) που συσχετίζεται με τους μηχανισμούς αυτούς 3. Σχεδιασμός των υλικών επισκευής με βάση αυτή τη χαρακτηριστική ιδιότητα

ΑΠΑΙΤΗΣΕΙΣ ΣΧΕΔΙΑΣΜΟΥ 2. σε σχέση με την επιρροή των υλικών επισκευής στη μηχανική συμπεριφορά των επισκευασμένων φορέων Ενέματα: συνάφεια (και όχι π.χ. θλ. αντοχή) (Τουμπακάρη 2002) Κονιάματα για βαθύ αρμολόγημα: (Βιντζηλαίου 2001) Συστάσεις (ελάχιστοι στόχοι σχεδιασμού): ~1.5-2MPa(θλιπτ.αντοχή τοιχοποιίας) Θλιπτική αντοχή ~6MPa(αυξημ. συνάφεια & ανθεκτικότητα) Πορώδες λίγο μεγαλύτερο (ή ίσο) με τα κατά χώραν υλικά (λιθοσώματα, υπάρχοντα κονιάματα)

ΑΠΑΙΤΗΣΕΙΣ ΣΧΕΔΙΑΣΜΟΥ 1. Απαιτήσεις σχεδιασμού υλικών σε σχέση με τα κατά χώραν υλικά: φυσικοχημική συμβατότητα ΑΝΘΕΚΤΙΚΟΤΗΤΑ 2. Επιρροή υλικών επισκευής στη μηχανική συμπεριφορά των επισκευασμένων φορέων: μηχανική συμβατότητα ΑΣΦΑΛΕΙΑ 3. Ιστορικά κονιάματα του Ελλαδικού χώρου: «αναστηλωτική/ιστορική» συμβατότητα ΑΝΑΣΤΗΛΩΣΗ («αυθεντικότητα»)

ΑΠΑΙΤΗΣΕΙΣ ΣΧΕΔΙΑΣΜΟΥ 3. σεσχέσημεταιστορικάκονιάματατουελλαδικούχώρου Συνθέσεις που χρησιμοποιήθηκαν από την Αρχαιότητα: με πηλό / ασβεστιτικές / ασβεστοποζολανικές ποικιλία κοκκομετριών ορθολογική χρήση των τοπικών υλικών οικονομία περιβάλλον Η μελέτη των τοπικών ιστορικών τεχνολογιών δεν θα πρέπει να αποτελέσει άλλη μια βάση για την επιλογή και το σχεδιασμό των υλικών επισκευής;

ΤΡΙΜΕΡΕΙΣ ΣΥΝΘΕΣΕΙΣ: ΛΟΓΙΚΗ ΕΠΙΛΟΓΗΣ & ΣΧΕΔΙΑΣΜΟΥ Απαιτήσεις δομικής επιτελεστικότητας υδραυλικές συνθέσεις Απαίτηση για αναφορά στις τοπικές ιστορικές τεχνολογίες υδράσβεστος και ποζολάνες ΟΜΩΣ: συνθέσεις αποτελούμενες μόνο από ασβέστη και ποζολάνη (στη λεπτότητα του τσιμέντου) εμφανίζουν το μειονέκτημα της πολύ βραδείας ανάπτυξης των μηχανικών αντοχών καθώς και μειωμένης ανθεκτικότητας.

ΤΡΙΜΕΡΕΙΣ ΣΥΝΘΕΣΕΙΣ: ΛΟΓΙΚΗ ΕΠΙΛΟΓΗΣ & ΣΧΕΔΙΑΣΜΟΥ Απαιτήσεις δομικής επιτελεστικότητας υδραυλικές συνθέσεις Απαίτηση για αναφορά στις τοπικές ιστορικές τεχνολογίες υδράσβεστος και ποζολάνες ΟΜΩΣ: συνθέσεις αποτελούμενες μόνο από ασβέστη και ποζολάνη (στη λεπτότητα του τσιμέντου) εμφανίζουν το μειονέκτημα της πολύ βραδείας ανάπτυξης των μηχανικών αντοχών καθώς και μειωμένης ανθεκτικότητας. Η προσθήκη μιας τσιμεντιτικής φάσης είναι, λοιπόν, απαραίτητη για την ανάπτυξη σε σύντομο χρονικό διάστημα μιας ανθεκτικής μικροδομής. Η τσιμεντιτική αυτή φάση μπορεί να προέλθει από την προσθήκη τσιμέντου Portland (C 2 S, C 3 S) φυσικής υδραυλικής ασβέστου (C 2 S). τριμερείς συνθέσεις με υδράσβεστο - ποζολάνες- τσιμέντο

M2f Μυ1 Μυ2 DC1 DC2 DC3 M1f M1c ΑΠΟΚΑΤΑΣΤΑΣΗ ΚΑΙ ΕΝΙΣΧΥΣΗ ΔΙΑΤΗΡΗΤΕΩΝ ΚΤΗΡΙΩΝ ΔΙΑΣΤΑΣΙΟΛΟΓΗΣΗ ΕΦΑΡΜΟΓΗ ΤΩΝ Τσιμέντο [%] ΠΑΡΑΔΕΙΓΜΑΤΑ ΤΡΙΜΕΡΩΝ ΣΥΝΘΕΣΕΩΝ ΚΟΝΙΑΜΑΤΩΝ 0% 5% 7.5% 7.5% 7.5% 7.5% 10% 10% ηλικία 28 90 28 28 28 28* 28 28* 28 90 28 90 28 90 ft [MPa] 0.50 0.90 2.10 3.10 2.58 2.61 3.05 3.12 2.10 2.40 2.70 3.20 fc [MPa] 2.50 4.20 5.40 9.60 8.44 9.83 12.54 12.95 6.60 10.10 11.60 21.20 Φαιν.πορ. [%] 26.7 25.26 29.0 27.8 22.2 19.2 20.87 20.14 Μέγιστος κόκκος 1.19 mm 3.00 14.30 22.03 4 mm 3.70 24.40 17.52 Αξιοποίηση τοπικών ηφαιστειακών τόφων («ποζολανών») ως τρίτο ή τέταρτο συστατικό του συνδετικού 3 mm τοπική ασβ/κή 3 mm άμμος ως έχει 8 mm 8 mm 8 πρότυπη mm άμμος 8 vsmmτοπική άμμος 8 mm 1.19 mm

ΠΑΡΑΔΕΙΓΜΑΤΑ ΤΡΙΜΕΡΩΝ ΣΥΝΘΕΣΕΩΝ ΕΝΕΜΑΤΩΝ Τσιμέντο [%] ηλικία ft [MPa] fc [MPa] φαιν.πορ. [%] Μέγιστος κόκκος ανεπαρκές Μυ 3 5% 28 0.80 1.20 45.5 1 mm Μυ 4 10% 28 1.40 2.30 43.8 1 mm Ε 1 12% 28 90 1.60 2.10 4.20 8.00 0.8 mm Ε 2 30% 28 90 1.50 2.50 3.20 7.80 χωρίς άμμο Διαφοροποίηση στις απαιτήσεις διεισδυτικότητας = διαφοροποίηση στην περιεκτικότητα σε τσιμέντο Portland

Ανάγκη για δοκιμαστική εφαρμογή ενεμάτων Δοκιμαστική εφαρμογή ενεμάτων με χρήση κολλοειδούς αναμικτήρα

Βελτίωση μηχανικών χαρακτηριστικών ετοίμων κονιαμάτων με χρήση ινών πολυπροπυλενίου τύπος Θλιπτική αντοχή χωρίς ίνες Εφελκυστική αντοχή χωρίς ίνες Θλιπτική αντοχή με ίνες Εφελκυστική αντοχή με ίνες 28ημ. [MPa] 28ημ. [MPa] 28ημ. [MPa] 28ημ. [MPa] «λάσπη κτισίματος» 6 3,5 11.6 --- «σοβάς πεταχτός» 8 1,5 17,2 4,4 «σοβάς βασικής στρώσης» 3,4 1 6,7 2,2 ** Έτοιμα εμπορικά κονιάματα ** Ίνες εμπορίου των 6 χιλ.

Βελτίωση μηχανικών χαρακτηριστικών ετοίμων κονιαμάτων με χρήση ινών πολυπροπυλενίου Εφαρμογή ινοπλισμένων επιχρισμάτων: δεν αλλοιώνουν τη μορφή του κτηρίου

ΥΠΕΝΘΥΜΙΣΗ ΑΠΑΙΤΗΣΕΩΝ ΣΧΕΔΙΑΣΜΟΥ ΥΛΙΚΩΝ ΕΠΙΣΚΕΥΗΣ 1. Απαιτήσεις σχεδιασμού υλικών σε σχέση με τα κατά χώραν υλικά: φυσικοχημική συμβατότητα ΑΝΘΕΚΤΙΚΟΤΗΤΑ 2. Επιρροή υλικών επισκευής στη μηχανική συμπεριφορά των επισκευασμένων φορέων: μηχανική συμβατότητα ΑΣΦΑΛΕΙΑ 3. Ιστορικά κονιάματα του Ελλαδικού χώρου: «αναστηλωτική/ιστορική» συμβατότητα ΑΝΑΣΤΗΛΩΣΗ («αυθεντικότητα»)

ΓΕΝΙΚΑ ΣΥΜΠΕΡΑΣΜΑΤΑ -1 1. α. Υπάρχει αρκετή διαθέσιμη εμπειρία για βασικά δομικά συστήματα β. Ανάγκη για καταγραφή εμπειρίας και βιβλιογραφίας για την τρωτότητα και τους εναλλακτικούς τρόπους (υπολογιστικής) αντιμετώπισης των επιμέρους στοιχείων που συνθέτουν κάθε δομικό σύστημα γ. Ανάγκη για καθορισμός Πίνακα Περιεχομένων των μελετών (Διευθύνσεις Αναστήλωσης ΥΠΠΟ) και ελάχιστων απαιτήσεων εργαστηριακών και επί τόπου δοκιμών

ΓΕΝΙΚΑ ΣΥΜΠΕΡΑΣΜΑΤΑ -2 2. α. Είναι εφικτή η αιτιολογημένη αποτίμηση της κατάστασης διατήρησης των επιμέρους υλικών μιας τοιχοποιίας (κονιαμάτων) β. Οι διαθέσιμοι τύποι για τον υπολογισμό των αντοχών μιας υπάρχουσας τοιχοποιίας είναι ευαίσθητοι στις διακυμάνσεις των αντοχών των κονιαμάτων και άρα δείχνουν ότι μπορούν να δώσουν αποτελέσματα προσαρμοσμένα στις ειδικές συνθήκες κάθε δομήματος. γ. Η αξιοπιστία των υπολογισμών των αντιστάσεων εξαρτάται επομένως από την αξιοπιστία της αποτίμησης των υλικών ένα ελάχιστο πρόγραμμα

ΓΕΝΙΚΑ ΣΥΜΠΕΡΑΣΜΑΤΑ -2 2. δ. Θα ήταν χρήσιμο να ελέγχονται (και βελτιώνονται) οι διαθέσιμοι τύποι με δοκιμές σε πραγματικές τοιχοποιίες (οι οποίες πρόκειται π.χ. να κατεδαφιστούν) ε. Περισσότερη ακρίβεια στον υπολογισμό των αντιστάσεων μπορεί να επιτευχθεί μέσω ευρύτερων προγραμμάτων που θα περιλαμβάνουν δοκιμές (επίπεδοι γρύλλοι, δοκιμές σε θλίψη διάτμηση επί τόπου του έργου) αλλά και, για σημαντικά κτήρια, συστηματική ενόργανη παρακολούθηση (σημαντικό για τη βαθμονόμηση της ανάλυσης)

ΓΕΝΙΚΑ ΣΥΜΠΕΡΑΣΜΑΤΑ -3 3. α. Αναστηλωτικό «θεωρητικό» θέμα: είναι επιθυμητός ο συσχετισμός των βασικών χαρακτηριστικών των υπαρχόντων υλικών (είδος συνδετικού, κοκκομετρία) με τα αντίστοιχα χαρακτηριστικά των υλικών επισκευής ; β. Χρειάζεται ακόμα έρευνα για την εύρεση των μηχανισμών που ελέγχουν τη βελτίωση της συμπεριφοράς της λιθοδομής (εφαρμογή βαθέος αρμολογήματος, οπλισμένα επιχρίσματα) γ. Δυνατότητα στον μελετητή να παρακολουθεί την εφαρμογή της μελέτης