Μελέηη σκυροδεμάτων με αδρανή σκωρίας και ίνες χάλυβα Steel fiber-reinforced concrete with steel slag aggregates

Μελέηη σκυροδεμάτων με αδρανή σκωρίας και ίνες χάλυβα Steel fiber-reinforced concrete with steel slag aggregates Ιωάννα ΠΑΠΑΓΙΑΝΝΗ-A 1, Μιχαήλ ΠΑΠΑΧΡΙΣΤΟΦΟΡΟΥ-B 2 Λέξεις κλειδιά: ινοπλισμένο σκυρόδεμα, αδρανή σκωρίας, εξασθένηση ηλεκτρομαγνητικής ακτινοβολίας γ ΠΕΡΙΛΗΨΗ: Στην παρούσα εργασία ελέγχεται κατά πόσον η ανιικατάσταση των ασβεστολιθικών αδρανών, σε άοπλο και ινοπλισμένο σκυρόδεμα, με αδρανή σκωρίας (EAF steel slag) διαφοροποιεί: α) κάποιες από ιις μηχανικές του ιδιότητες β) την απόσβηση των ηλεκτρομαγνηιικών κυμάτων κατά την διάδοση τους μέσα στο σκυρόδεμα και γ) την εξαθθένηση ηλεκτρομαγνηιικής ακιινοβολίας γ όταν παρεμβάλλεται στοιχείο σκυροδέματος. Το προιεινόμενο σκυρόδεμα με αδρανή σκωρίας και ίνες χάλυβα είναι υψηλής αντοχής και παρουσιάζει σημανιική αύξηση των μηχανικών χαρακτηριστικών του σε σχέση με το συμβαιικό ενώ και η απόσβηση ηλεκτρομαγνηιικών κυμάτων σε όλο το φάσμα συχνοτήτων είναι μεγαλύτηρη. Τα πειράματα ελέγχου της εξαθθένησης ηλεκτρομαγνηιικής ακιινοβολίας έδειξαν όιι ο μαζικός συντελεστής εξαθθένησης μ/ρ είναι μεγαλύτερος για τα σκωριοσκυροδέματα. Λόγω των παραπάνω και του αυξημένου ειδικού του βάρους, το προιεινόμενο σκυρόδεμα μπορεί να βρει εφαρμογή σε κατασκευές που απαιτείται σκυρόδεμα υψηλών αντοχών, βαρύ σκυρόδεμα ή σκυρόδεμα για ηλεκτρομαγνηιική θωράκιση. ABSTRACT: The aim of this paper was to examine the effect of using steel slag aggregates and steel fibers on concrete mixtures. Laboratory results showed a significant improvement of all the mechanical properties of concrete and enhanced performance on electromagnetic wave attenuation and radiation shielding. 1 Καθηγήτρια Τμήμα Πολιτικών Μηχανικών Α.Π.Θ., email: papayian@civil.auth.gr 2 Υποψ. Διδακτ., Τμήμα Πολιτικών Mηχανικών Α.Π.Θ, email: papchr@civil.auth.gr 1

ΕΙΣΑΓΩΓΗ Η σκωρία είναι ένα παραπροϊόν της μεταλλουργικής βιομηχανίας. Προκύπιει από την τήξη σε κατάλληλο κλίβανο ακατέργαστων υλικών, τα οποία χρησιμοποιούνται για την παραγωγή οικοδομικού χάλυβα. Η χημική της σύσταση, η δομή και οι ιδιότητες της παρουσιάζουν μεγάλη ποικιλία. Η ποικιλία αυτή εξαρτάται από το αν αυτή είναι σιδηρούχα ή μη-σιδηρούχα και από την πρώτη ύλη (scrap). Σύμφωνα με την American Society for Testing Materials (ASTM), η σκωρία ορίζεται ως ένα μη μεταλλικό προϊόν που αποτελείται κυρίως από πυριιικές ενώσεις του ασβεστίου ενωμένες με τηγμένα οξείδια σιδήρου, αλουμινίου, μαγγανίου, ασβεστίου και μαγνησίου και παράγεται ταυτόχρονα με τον χάλυβα μέσα σε κλίβανο. Τα τελευταία χρόνια, οι σκωρίες χρησιμοποιούνται και ως αδρανή και ως κονίες σε κατασκευές ειδικών απαιτήσεων. Στην Ευρώπη κάθε χρόνο παράγονται περίπου 12 εκατομμύρια τόνοι σκωρίας (Motz H., Geiseler J., 2001). Μετά από ενταιική έρευνα των τελευταίων 30 ετών, σήμερα το 90% της παραγόμενης ποσότητας σκωριών χρησιμοποιείται σε ποικίλες εφαρμογές. Όμως παραμένει ένα 10% που αποτίθεται στο περιβάλλον (Φωιεινή Κεχαγιά, 2004). Βασικό πλεονέκτημα της χρήσης των σκωριών είναι η εξοικονόμηση των φυσικών αδρανών και η διατήρηση του φυσικού κεφαλαίου. Επίσης η χρήση τους αποτρέπει ιις περιβαλλονιικές επιβαρύνσεις της χερσαίας απόσησης όπως είναι η κατάληψη των εκτάσεων της γης και ο αποκλεισμός τους από άλλες χρήσεις, η δημιουργία σκόνης, η αιθθητική ρύπανση και η ρύπανση υπόγειων και επιφανειακών υδάτων. Τελικά η διάσηση ιη ς σκωρίας στο σκυρόδεμα όπου δεσμεύεται χημικά φαίνεται σαφώς καλύτηρη λύση από την ταφή της που εφαρμόζεται σήμερα. Όσον αφορά την προθθήκη ινών στο σκυρόδεμα, είναι ικανή να βελιιώσει κάποια από τα μειονεκτήματα του άοπλου σκυροδέματος όπως είναι η χαμηλή εφελκυσιική αντοχή, η ψαθυρότητα, η συστολή ξήρανσης και η διαπερατότητα. Οι ίνες σε ιρισδιάστατη διασπορά μέσα στην μάζα του σκυροδέματος σταματούν την εξέλιξη των ήδη δημιουργημένων ρωγμών επιτρέποντας ταυτόχρονα να μεταδίδονται εφελκυσιικές τάσεις από επιφάνεια σε επιφάνεια της ρωγμής, δρώντας έισι ως γέφυρες «συρραφής». Έισι οι ρωγμές εμποδίζονται σημανιικά στη διάδοση τους μέχρι τη μέγιστη τάση οπότε προκύπιει η αστοχία είτε από τη σύγχρονη διαρροή των ινών και του υλικού είτε από αστοχία του δεσμού στην διεπιφάνεια ίνας-υλικού. Μειονεκτήματα της χρήσης των ινών είναι η πιθανή ανομοιόμορφη κατανομή τους στη μάζα του σκυροδέματος και η μείωση της εργασιμότητας του νωπού σκυροδέματος. 2

Υλικά ΕΛΕΓΧΟΙ ΜΗΧΑΝΙΚΩΝ ΧΑΡΑΚΤΗΡΙΣΤΙΚΩΝ Οι σκωρίες που χρησιμοποιήθηκαν στην παρούσα εργασία προέρχονται από την εταιρία ΑΕΙΦΟΡΟΣ Α.Ε και η καταλληλότητα τους ως αδρανή σκυροδέματος έχει ελεγχθεί από το Εργαστήριο Δομικών Υλικών Α.Π.Θ. κατά τα προηγούμενα έτη βάσει του κανονισμού ΕΝ12620. Χρησιμοποιήθηκαν τα εξής κλάσματα αδρανών: σκωρία σε κλάσματα 0-4mm, 4-8mm και 8-16mm με ειδικό βάρος 3.33 t/m³, και σραυσιά ασβεστολιθικά αδρανή σε κλάσματα 0-4mm, 4-8mm και 8-16mm με ειδικό βάρος 2,65 t/m³. Οι ίνες που χρησιμοποιήθηκαν έχουν μήκος 3cm και λόγο μορφής 40. Χρησιμοποιήθηκαν επίσης χαλύβδινες ίνες τύπου "σκουλήκι", μήκους 2,5cm με λόγο μορφής 25. Το ισιμέντο είναι τύπου CEM ΙV32,5. Τέλος για βελτίωση της εργασιμότητας χρησιμοποιήθηκε ρευστοποιητής τύπου Glenium 21. Στο Σχήμα 1 φαίνονται τα υλικά που χρησιμοποιήθηκαν. Σχήμα 1. Υλικά που χρησιμοποιήθηκαν Σύνθεση μιγμάτων Για τη σύνσηση των μιγμάτων έγινε κοκκομειρική ανάλυση όλων των διασέσιμων κλασμάτων αδρανών και στη συνέχεια υπολογισμός των ποσοστών του κάθε κλάσματος στο μίγμα. Στις συνσέσεις με αδρανή σκωρίας, λόγο της χαμηλής περιεκιι κότητας σε λεπτόκοκκο υλικό, χρησιμοποιήθηκε ασβεστολιθική άμμος για εξομάλυνση της κοκκομειρικής καμπύλης του μίγματος που επιλέχθηκε έτσι ώστε να βρίσκεται στο κάτω μισό της περιοχής Δ του νομογραφήματος του Κ.Τ.Σ. Για όλες ιις δοκιμασιικές συνσέσεις επιλέχθηκε μέγιστος κόκκος 16mm, λόγος νερού προς ισιμέντο 0,50 και ποσότητα ισιμέντου 300 kg/m³. Το ποσοστό των ινών για ιις ινοπλισμένες συνσέσεις ήταν 0,9%κ.ο. του μίγματος. Για την 3

ινοπλισμένη σύνσηση με αδρανή σκωρίας έγιναν άλλες δύο συνσέσεις με αλλαγές στο λόγο νερού προς ισιμέντο και στο ποσοστό ινών. Χρησιμοποιήθηκε ρευστοποιητής σε ποσοστό 0,5 ως 0,75% κ.β. ισιμέντου έισι ώστε η εργασιμότητα σύμφωνα με τη δοκιμή Vebe να είναι μεταξύ 6 και 12 sec. Στον Πίνακα 1 φαίνεται ο αριθμός των συνσέσεων και η ποσότητα των υλικών σε 1m³ και στον Πίνακα 2 κάποιες από ιις παραμέτρους τους. Πίνακας 1. kg υλικών σε 1m³ Υλικά/Σύνθεση Α ΑΙ ΑΙΣ Σ ΣΙ ΣΙΣ ΣΙα ΣΙβ Τσιμέντο CEM IV32,5 300 300 300 300 300 300 300 300 Νερό 150 150 150 150 150 150 165 165 Ασβεστολιθική άμμος 892 892 892 694 694 694 694 694 Ασβεστολιθικό ρύζι 495 495 495 - - - - - Ασβεστολιθικό γαρμπίλι 595 595 595 - - - - - Άμμος σκωρίας - - - 239 239 239 239 239 Ρύζι σκωρίας - - - 683 683 683 683 683 Γαρμπίλι σκωρίας - - - 659 659 659 659 659 Ίνες l=3cm - 70,8 - - 70,8-70,8 88,6 Ίνες σκουλήκι l=2,5cm - - 70,8 - - 70,8 - - Ρευστοποιητής 1,5 1,5 2,25 2,25 2,25 2,25 2,25 2,25 Σύνολο 2433 2504 2505 2727 2798 2798 2813 2830 Πίνακας 2. Παράμετροι συνθέσεων Σύνθεση Α ΑΙ ΑΙΣ Σ ΣΙ ΣΙΣ ΣΙα ΣΙβ Λόγος Ν/Τ 0,50 0,50 0,50 0,50 0,50 0,50 0,55 0,55 Ποσοστό ινών % κ.ο. - 0,9 0,9-0,9 0,9 0,9 1,13 Ποσοστό ρευστοποιητή % 0,50 0,50 0,75 0,75 0,75 0,75 0,75 0,75 Χρόνος VEBE (sec) 9 6 9 11 11 12 6 6 4

Από τον Πίνακα 1. φαίνεται όιι με την ανιικατάσταση των ασβεστολιθικών αδρανών με σκωρίες προκύπιει σκυρόδεμα μεγαλύτερου ειδικού βάρους (περίπου 2,8 t/m³). Από τον Πίνακα 2. παρατηρείται μια μείωση της εργασιμότητας παρόλο που η ποσότητα του ρευστοποιητή αυξάνεται. Η προθθήκη των ινών l=3cm δεν είχε επίδραση στην εργασιμότητα ενώ αντίθετα οι ίνες τύπου "σκουλήκι" μειώνουν την εργασιμότητα αφού οι συνσέσεις ΑΙΣ και ΣΙΣ έχουν μεγαλύτερο χρόνο Vebe. Η αύξηση του λόγου Ν/Τ σε 0,55 μειώνει σημανιικά το χρόνο Vebe σε 6 sec (σύνσηση ΣΙα) ακόμα και όταν αυξάνεται το ποσοστό ινών από 0,9 σε 1,13% (σύνθεση ΣΙβ). Σκυροδέηηση και συντήρηση δοκιμίων Για κάθε σύνσηση παράχθηκαν κυβικά δοκίμια 15x15x15cm για τον έλεγχο αντοχής σε θλίψη, κυλινδρικά δοκίμια 30x15cm στα οποία ελέγχθηκε η αντοχή σε θλίψη και διάρρηξη και πρισματικά 10x10x40cm στα οποία ελέγχθηκε η αντοχή σε κάμψη. Οι μήτρες με το νωπό σκυρόδεμα τοποθετήθηκαν σε θάλαμο συντήρησης με συγκεκριμένες συνθήκες υγρασίας και θερμοκρασίας (20ºC, 95% υγρασία, Κ.Τ.Σ.-97). Μετά από 24 ώρες πραγματοποιήθηκε το ξεκαλούπωμα και τα δοκίμια παρέμειναν στο θάλαμο μέχρι να συμπληρωθούν 28 ημέρες από τη σκυροδέτηση τους προκειμένου να αποκτήσουν την απαιτούμενη αντοχή. Αντοχή σε θλίψη, διάρρηξη, κάμψη Τα αποτελέσματα των δοκιμών σε θλίψη κυλινδρικού και κυβικού δοκιμίου, διάρρηξη και κάμψη φαίνονται στον Πίνακα 3. και στο Σχήμα 2. Πίνακας 3. Ανάπτυξη αντοχών ΑΝΤΟΧΕΣ (MPa) Θλίψη Θλίψη ΔΙΑΡΡΗΞΗ ΚΑΜΨΗ Κύλινδροι Κύβοι A 29,9 38,2 3,2 6,8 ΑΙ 26,7 32,2 3,3 6,8 ΑΙΣ 27,8 38,1 2,9 6,8 Σ 41,7 57,6 4,5 8,7 ΣΙ 49,8 59,5 5,0 8,6 ΣΙΣ 39,4 50,1 4,2 8,3 ΣΙα 38,5 47,8 4,0 9,9 Σιβ 40,2 46,4 4,7 9,7 5

Σχήμα 2. Διάγραμμα μηχανικών χαρακτηριστικών όλων των συνθέσεων Η προθθήκη σκωριών βελιιώνει σημανιικά όλα τα μηχανικά χαρακτηριστικά του σκυροδέματος και ιδιαίτερα τη θλιπιι κή αντοχή όπου η αύξηση είναι περίπου 20 MPa (σύγκριση Α-Σ). Οι ίνες l=3cm δεν προσδίδουν κάποια αύξηση σιις αντοχές ενώ οι τύπου "σκουλήκι" έχουν καθόλου ή και αρνηιική επίδραση. Απορρόφηση ενέργειας σηη δοκιμή κάμψης Η συμπεριφορά του σκυροδέματος σε κάμψη είναι τελείως διαφορειική με την προθθήκη ινών. Όπως φαίνεται στο Σχήμα 3. το άοπλο σκυρόδεμα μετά την πρώτη ρωγμή αστοχεί ενώ το ινοπλισμένο συνεχίζει να παραλαμβάνει φορτία με αύξηση της παραμόρφωσης. 6

Load (kn) 16 14 12 10 8 6 4 2 0 AOΠΛΟ ΙΝΟΠΛΙΣΜΕΝΟ 0 0,005 0,01 0,015 0,02 Deflection (mm) Σχήμα 3. Τυπικό διάγραμμα φορτίου-παραμόρφωσης άοπλου και ινοπλισμένου σκυροδέματος Στις ινοπλισμένες συνσέσεις πριν από τη δοκιμή στη μέση του ανοίγματος κάθε δοκιμίου ανοίχθηκε με τροχό ένα αυλάκι ώστε να εξασφαλιστεί όιι η σραύση θα γίνει σε εκείνο το σεμείο. Το εφελκυσιικό φορτίο μετρήθηκε με ηλεκτρονικό δυναμόμετρο (load cell) μέγιστου φορτίου 100 kn και οι εγκάρσιες παραμορφώσεις με δυο γραμμικά ηλεκτρονικά μηκυνσιόμετρα (LVDTs) τα οποία προσαρμόστηκαν δεξιά και αριστερά του δοκιμίου με κατάλληλη διάταξη (Σχήμα 4.). Επίσης μετρήθηκε και η εξέλιξη του ανοίγματος που είχε δημιουργηθεί πιο πριν με τον τροχό στην κάτω παρειά του δοκιμίου πάλι με ηλεκτρονικό μηκυνσιόμετρο (Σχήμα 5.). Οι ιιμές του φορτίου και των παραμορφώσεων καταγράκηκαν ηλεκτρονικά με συχνότητα 5 τιμές /sec. Στο Σχήμα 6. φαίνεται η διάταξη φόριισης. Σχήμα 4. Μέτρηση εξέλιξη της βύθισης στη μέση του ανοίγματος Σχήμα 5. Μέτρηση εξέλιξη του αρχικού ανοίγματος 7

Σχήμα 6. Διάταξη φόρτισης όπου διακρίνεται το load cell για τη μέτρηση του φορτίου Ρ καθώς και τα LVDTs για τη μέτρηση της βύθισης και της εξέλιξης του ανοίγματος. Χρησιμοποιήθηκαν οι παρακάτω κανονισμοί για την εκτίμηση της ικανότητας παραμόρφωσης : 1. Έλεγχος αντοχής σε κάμψη βάσει JSCE (Japan Society of Engineers). Υπολογίστηκε η ισοδύναμη καμπιική αντοχή Fe. 2. Έλεγχος αντοχής σε κάμψη βάσει RILEM FMC (Fracture Mechanics of Concrete) TC 50. Υπολογίστηκε η ενέργεια σραύσες Gf. JSCE RILEM FMC TC 50 Σχήμα 7. Ισοδύναμη καμπτική αντοχή και ενέργεια σραύσες Η σύνσηση ΣΙ με σκωρίες και ίνες l=3cm παρουσιάζει τη μεγαλύτηρη ισοδύναμη καμπιική αντοχή και ενέργεια σραύσες ενώ οι ίνες "σκουλήκι" δεν λειτουργούν ικανοποιηιικά αφού η ενέργεια σραύσες και των δυο συνσέσεων που 8

χρησιμοποιήθηκαν (ΑΙΣ, ΣΙΣ) είναι σημανιικά μικρότηρη από ιις αντίστοιχες με ίνες l=3cm (ΑΙ, ΣΙ). ΑΠΟΣΒΕΣΗ ΗΛΕΚΤΡΟΜΑΓΝΗΤΙΚΩΝ ΚΥΜΑΤΩΝ Σε συνεργασία με το Εργαστήριο Τηλεπικοινωνιών του τμήματος Ηλεκτρολόγων Μηχανικών και Μηχανικών Υπολογιστών του Α.Π.Θ., ελέγχθηκε η απόσβηση των ηλεκτρομαγνηιικών κυμάτων κατά την διάδοση τους μέσα στο σκυρόδεμα σε φάσμα συχνοτήτων από 300MHz έως 12,5GHz. Για το σκοπό αυτό σκυροδετήθηκαν δοκίμια διαστάσεων 80x80x15cm. Η διάταξη φαίνεται στα Σχήματα 8 και 9 και τα αποτελέσματα στο Σχήμα 10. Σχήμα 8. Μέτρηση απόσβεσης στο φάσμα 300MHz έως 3GHz Σχήμα 9. Μέτρηση απόσβεσης στο φάσμα 10 έως 12,5GHz Σχήμα 10. Διάγραμμα απωλειών σε φάσμα 10-12,5GHz 9

Η προθθήκη ινών στο σκυρόδεμα αυξάνει σημανιικά ιις απώλειες των ηλεκτρομαγνηιικών κυμάτων. Ενδιαφέρον, ωστόσο, είναι το γεγονός όιι οι απώλειες που οφείλονται στο δοκίμιο με αδρανή σκωρίας και χωρίς προθθήκη ινών είναι μεγαλύτερες από αυτές που προκαλούνται από το δοκίμιο με ασβεστολιθικά αδρανή και προθθήκη ινών. Επομένως, τα αδρανή σκωρίας αποτελούν ισχυρότερο παράγοντα απόσβησης από ιις χαλύβδινες ίνες. ΕΞΑΣΘΕΝΗΣΗ ΗΛΕΚΤΡΟΜΑΓΝΗΤΙΚΗΣ ΑΚΤΙΝΟΒΟΛΙΑΣ Αν θεωρήσουμε το σχήμα 11, και αν I(x) είναι η ένταση της δέσμης εκείνων των Σχήμα 11. Έστω παράλληλη δέσμη μονοενεργειακών φωτονίων που πέφτει πάνω σε υλικό πάχους x φωτονίων που μέχρι τη σέση x δεν έχουν υποστεί καμιά αλληλεπίδραση με το υλικό, τότε, I (x) I O e x, pe c pp (1) όπου μ ο συνολικός συντελεστής εξαθθένησης (attenuation coefficient), δηλαδή το άθροισμα των συντελεστών εξαθθένησης (μακροσκοπικών διατομών) και για ιις ιρεις ανιιδράσεις: φωτοηλεκιρικό φαινόμενο (μpe), σκέδαση Compton (μc), δίδυμη γένεση (μpp). Ο μ, όπως και κάθε μακροσκοπική διατομή ανιι δράσεων έχει διαστάσεις (μήκος) 1. Η εξίσωση (1) γράφεται συνήθως στη μορφή, I I ( x) O exp - μ ρ x (2) όπου ρ η πυκνότητα του υλικού, διόιι ο μαζικός συντελεστής εξαθθένησης μ/ρ (μονάδα cm 2 /g) εξαρτάται κυρίως από την ενέργεια των φωτονίων και πολύ λίγο από το υλικό (Μ. Αντωνόπουλος, 2005). 10

Σε συνεργασία με το Εργαστήριο Πυρηνικής Τεχνολογίας του τμήματος Ηλεκτρολόγων Μηχανικών και Μηχανικών Υπολογιστών του Α.Π.Θ., μετρήθηκε η εξαθθένηση ηλεκτρομαγνηιικής ακιινοβολίας ραδιενεργού πηγής (Εu-152) όταν παρεμβάλλεται στοιχείο σκυροδέματος και στη συνέχεια υπολογίστηκε ο μαζικός συντελεστής εξαθθένησης μ/ρ του υλικού. Ελέγχθηκαν οι συνσέσεις Α, ΑΙ, Σ και ΣΙ. Για καλύτερα αποτελέσματα σκυροδετήθηκαν 6 κυλινδρικά δοκίμια διαφορειικού ύψους και διαμέτρου 8cm για κάθε σύνσηση. Για να ελαχιστοποιηθούν σφάλματα λόγω της διαφορειικής κάθε φορά απόστασης της πηγής από τον ανιχνευτή, αφού και το ύψος κάθε δοκιμίου διαφέρει από τα άλλα, επιλέχθηκε η πηγή να βρίσκεται σε μια συγκεκριμένη απόσταση r η οποία θα παρέμενε η ίδια για όλες ιις μετρήσεις (Σχήμα 12.). Αρχικά έγινε μια μέτρηση χωρίς δοκίμιο και θεωρώντας όιι ο συντελεστής εξαθθένησης μ του αέρα είναι μηδέν. Στη συνέχεια ελέγχθηκε ιι συμβαίνει όταν παρεμβάλλεται δοκίμιο σκυροδέματος. Υπολογίστηκε ο συντελεστής μ/ρ για ενέργειες από 244 έως 1408 kev και τα αποτελέσματα φαίνονται στον Πίνακα 4. Σχήμα 12. Διάταξη που επιλέχθηκε Πίνακας 4. Τιμές συντελεστή μ για ενέργειες από 244 έως 1408 kev A AI Σ ΣΙ μ μ μ μ energy (kev) (cm²/gr) (cm²/gr) (cm²/gr) (cm²/gr) 244 0,249 0,260 0,289 0,292 344 0,217 0,223 0,246 0,247 779 0,145 0,148 0,164 0,163 964 0,128 0,131 0,145 0,144 1112 0,119 0,123 0,135 0,135 1408 0,106 0,109 0,121 0,119 11

Τα αποτελέσματα δείχνουν όιι τα σκυροδέματα με σκωρίες έχουν μεγαλύτερο συντελεστή εξαθθένησης ενώ η προθθήκη ινών δεν φαίνεται να έχει κάποια επίδραση. ΣΥΜΠΕΡΑΣΜΑΤΑ 1. Τα σκυροδέματα με αδρανή σκωρίας πλεονεκτούν σιις μηχανικές αντοχές σε σύγκριση με τα αντίστοιχα με ασβεστολιθικά όπως προκύπιει από όλους τους κατασιροφι φούς ελέγχους που πραγματοποιήθηκαν. Έχουν μεγαλύτερο ειδικό βάρος ενώ στα αρνηιικά συγκαταλέγεται η μείωση της εργασιμότητας του νωπού σκυροδέματος και η μεγαλύτηρη καταπόνηση του μηχανικού εξοπλισμού λόγω μεγαλύτερου ιδίου βάρους. Οι ίνες l=3cm συνεργάζονται πολύ καλά και με τους δυο τύπους αδρανών. Δεν προσδίδουν κάποια αύξηση σιις αντοχές αλλά λειτουργούν στη δοκιμή κάμψης όπου συνεχίζουν να παραλαμβάνουν φορτίο μετά την πρώτη ρωγμή του σκυροδέματος. Στον Πίνακα 5. παρατίθενται τα αποτελέσματα της σύνσησης ΣΙ με αδρανή σκωρίας και ίνες που έδωσε ιις μεγαλύτερες αντοχές και συγκρίνονται με αυτά της ΑΙ με ασβεστολιθικά αδρανή και ίνες. Πίνακας 4. Μηχανικά χαρακτηριστικά σύνθεσης ΣΙ και αύξηση σε σχέση με αυτά της ΑΙ ΣΙ ΑΙ Αύξηση % Θλιπτική αντοχή κύβου (MPa) 59,5 32,2 60 Αντοχή σε διάρρηξη (MPa) 5,0 3,3 52 Αντοχή σε κάμψη (MPa) 8,6 6,8 26 Ισοδύναμη καμπιική αντοχή (MPa) 7,7 6,03 28 Ενέργεια σραύσες (J/m) 15,743 10,140 55 2. Το σκυρόδεμα με αδρανή σκωρίας και μεταλλικές ίνες προκαλεί μεγάλη απόσβηση στα ηλεκτρομαγνηιικά κύματα κυρίως σιις φάσμα 10-12,5GHz. Στις χαμηλές συχνότητες (300MHz έως 3GHz) παρουσιάζονται φαινόμενα περίθλασης λόγω των μικρών διαστάσεων του δοκιμίου σε σχέση με το μήκος κύματος και κατά συνέπεια οι μετρήσεις σε αυτή την περιοχή συχνοτήτων δεν είναι αξιόπιστες. Η σύνσηση με αδρανή σκωρίας και ίνες είχε την μεγαλύτηρη απόσβηση ηλεκτρομαγνηιικών κυμάτων που έφτασε τα 64 db (απώλεια σήματος 99.9999%) και θα μπορούσε να βρει εφαρμογή σε κατασκευές που απαιτείται ηλεκτρομαγνηιι κή θωράκιση και υψηλή αντοχή. 12

3. Το προιεινόμενο σκυρόδεμα προκαλεί μεγαλύτηρη εξαθθένηση της ηλεκτρομαγνηιικής ακιινοβολίας από το συμβαιικό με ασβεστολιθικά αδρανή. Έισι, για την ίδια απόσβηση, απαιτείται στοιχείο μικρότερου πάχους, δηλαδή χρήση μικρότηρης ποσότητας υλικών και κατά συνέπεια μεγαλύτηρης οικονομίας. Μπορεί να βρει εφαρμογή σε κατασκευές όπου απαιτείται θωράκιση (προστασία) από ακιινοβολίες γ. ΕΥΧΑΡΙΣΤΕΙΕΣ Ευχαριστίες στον καθηγητή του τμήματος Ηλεκτρολόγων Μηχανικών και Μηχανικών Υπολογιστών του Α.Π.Θ. Αλέξανδρο Κλούβα καθώς και στον Στέλιο Ξανθό και στο υπόλοιπο προσωπικό του Εργαστηρίου Πυρηνικής Τεχνολογίας για την συνεισφορά τους σιις μετρήσεις εξαθθένησης ηλεκτρομαγνηιικής ακιινοβολίας γ. ΑΝΑΦΟΡΕΣ 1. Motz H., Geiseler J., (2001). Products of steel slags, an opportunity to save natural resources. Waste Management 21, pp.285-293. 2. Μιχαήλ Αντωνόπουλος, Εισαγωγή στην πυρηνική τεχνολογία, Εκδόσεις Ζήτη, Θεσσαλονίκη, 2005. 3. Φωιεινή Κεχαγιά, (2004). Χρήση σκωριών χαλυβουργίας σε κατασκευές οδοστρωμάτων. Πρακιικά ημερίδας για την χρήση Βιομηχανικών Παραπροϊόντων στην Οδοποιία. 13