ΑΛΕΞΑΝΔΡΕΙΟ ΣΕΦΝΟΛΟΓΙΚΟ ΕΚΠΑΙΔΕΤΣΙΚΟ ΙΔΡΤΜΑ ΦΟΛΗ ΣΕΦΝΟΛΟΓΙΚΩΝ ΕΥΑΡΜΟΓΩΝ ΣΜΗΜΑ ΠΟΛΙΣΙΚΩΝ ΕΡΓΩΝ ΤΠΟΔΟΜΗ ΠΣΤΦΙΑΚΗ ΕΡΓΑΙΑ ΤΓΦΡΟΝΑ ΔΟΜΙΚΑ ΤΛΙΚΑ ΚΑΣΑΚΕΤΩΝ ΣΙΡΚΟ ΑΘΑΝΑΙΟ, ΑΜ 070130 Θεςςαλονίκη, επτέμβριοσ 2013 Επιβλ. Καθηγ.: ΚΩΝΣΑΝΣΙΝΙΔΗ ΔΗΜΗΣΡΙΟ, Καθηγητήσ
ΠΔΡΙΛΗΦΗ Αληηθείκελν ηεο παξνχζαο πηπρηαθήο είλαη ε παξνπζίαζε ζχγρξνλσλ δνκηθψλ πιηθψλ ηα νπνία εθαξκφδνληαη ζηηο θαηαζθεπέο ζαλ θαηλνηφκεο ιχζεηο πνπ έρνπλ ζαλ ζηφρν ηελ θαιχηεξε εθαξκνγή ηνπο κε κηα νιηζηηθή πξνζέγγηζε, δειαδή λα είλαη νη θαηαιιειφηεξεο ιχζεηο ηερλννηθνκηθά αιιά παξάιιεια θαη θηιηθά πξνο ην πεξηβάιινλ. Ζ εξγαζία απηή είλαη θπξίσο βηβιηνγξαθηθή θαη έξεπλαο πιεξνθνξηψλ ζην δηαδίθηπν θαη έρεη ζαλ ζηφρν αθελψο λα θάλεη μεθάζαξν ζηνλ αλαγλψζηε φηη θαηά ην ζηάδην ηεο κειέηεο νπνηνδήπνηε έξγνπ κπνξνχκε λα εθιέμνπκε πιηθά πνπ θαηλνκεληθά έρνπλ αθξηβφηεξν θφζηνο θηίζεο αιιά ηα νθέιε πνπ απνθνκίδνπκε ελδερνκέλσο απφ ιηγφηεξα εξγαηηθά, ή απφ απμεκέλεο κεραληθέο ηδηφηεηεο είλαη πνιιά πεξηζζφηεξα. Έηζη έρεη ζαλ ζηφρν λα επαηζζεηνπνηήζεη ηνλ αλαγλψζηε θαη λα ηνλ παξνηξχλεη έηζη ψζηε λα ρξεζηκνπνηήζεη πιηθά ηα νπνία απαηηνχλ ιηγφηεξε ελέξγεηα θαηά ηε θάζε ηεο παξαζθεπήο/κεηαπνίεζεο ηνπο θαζψο θαη αλ ηα ζπγθεθξίκελα πιηθά κπνξνχλ λα έρνπλ δσή αθφκα θαη κεηά ηε ιήμεο ηεο ρξήζεο ηνπο (πρ επαλαρξεζηκνπνίεζε πιηθψλ θαηεδαθίζεσλ πξνο ρξήζε εθ λένπ) φπνπ θαη ην ζπγθεθξηκέλν θνκκάηη είλαη έλαο θιάδνο ν νπνίνο γλσξίδεη αλάπηπμε ηα ηειεπηαία ρξφληα. ΣΗΡΚΟ ΑΘΑΝΑΗΟ,ΠΣΤΥΗΑΚΖ ΔΡΓΑΗΑ,ΑΣΔΗΘ,ΘΔΑΛΟΝΗΚΖ 2013 2
ABSTRACT The subject of the present degree thesis is to demonstrate modern construction materials that are being used as innovative solutions in order to enhance our way of thinking the life cycle assessment of a construction material and offer the most cost-effective solution. This degree thesis is mainly bibliographic and product of collecting informations from several sources through numerous websites and aims to make to the reader clear that during the design we can select modern construction materials which within the first look seem more expensive than conventional once s, but we can benefit because of potential less required use of manpower or due to enhanced mechanic properties. Furthermore this degree thesis aims to make the reader more sensitive to decisions concerning the selection of construction materials that will use, depending the amount of energy that it was used during the process of manufacturing, as well as the potential use of all these products after their expiration period ( use of recycled demolition aggregate) which a field that rises over the past few years. ΣΗΡΚΟ ΑΘΑΝΑΗΟ,ΠΣΤΥΗΑΚΖ ΔΡΓΑΗΑ,ΑΣΔΗΘ,ΘΔΑΛΟΝΗΚΖ 2013 3
Περιεχόμενα ΚΔΦΑΛΑΙΟ 1: Eηζαγσγή... 6 1.1. Αντικείμενο τθσ πτυχιακισ εργαςίασ....6 1.2. Στόχοι τθσ παροφςασ εργαςίασ....6 1.3. Περιγραφι του τρόπo εργαςίασ.. 6 1.4. Γενικά... 6 ΚΔΦΑΛΑΙΟ 2: Τιηθά απμεκέλσλ κεραληθψλ αληνρψλ... 11 2.1. Ινοπλιςμζνο ςκυρόδεμα..11 2.2. Εφαρμογι ινϊν προπυλενίου ωσ μζςο αντιπυρικισ προςταςίασ του ςκυροδζματοσ 17 2.3. Χριςθ του Γεωαφροφ Διογκωμζνθσ Πολυςτερίνθσ (EPS-Expanded Polystyrene) ςε ζργα οδοποιίασ..22 2.4. Self-Healing Concrete.27 2.5. Eλαφρoπορομπετό (Aerated lightweight aggregate concrete-alac).. 29 2.6. Ελαφρφ αφρϊδεσ ςκυρόδεμα (Lightweight foamed concrete-lfc)..32 2.7. Reactive Powder Concrete (RPC) 34 2.8. Roller-Compacted Concrete (RCC)...36 2.9. ΕCC (Engineered Cementitious Composites)..39 2.10. Αυτοςυμπυκνοφμενο Σκυρόδεμα -ΑΣΣ (Self Compacting Concrete - SCC)..... 41 2.11. Helix: Micro-Rebar (MicroΟπλιςμοί)..50 2.12. Ultra High Performance Fibre Reinforced Concrete-UHPFRC(Υπερ-υψθλισ αντοχισ ινοπλιςμζνο ςκυρόδεμα)...52 2.13. Χαλί Ενίςχυςθσ - Reinforcement Carpet...55 ΚΔΦΑΛΑΙΟ 3: Τιηθά θηιηθά πξνο ζην πεξηβάιινλ... 57 3.1. Organic Concrete...57 3.2. Self-scrubbing buildings.58 3.3. Carbon Eating Green Cement 59 3.4. Holey Pervious Concrete 60 3.5. Self Compacting Rubberized Concrete...62 3.6. Glass Concrete.65 3.7. Ανακυκλωμζνεσ ίνεσ παλιϊν χαλιϊν ι παραπροϊόντων κλωςτοχφαντουργίασ..67 3.8. Κνεσ από φτερά πνπιεξηθψλ..69 3.9. Χριςθ παραπροϊόντων χαρτοβιομθχανίασ ωσ ςυςτατικό του ςκυροδζματοσ....71 3.10. Χριςθ ςκωρίασ κάδου από χαλυβουργίεσ ωσ ςυςτατικό του ςκυροδζματοσ..74 3.11. Νζο επίχριςμα υπόςχεται κλιματιςμό του περιβάλλον χϊρου 78 3.12. Καινοτόμα βαφι κτιρίων φιλτράρει τα επιβλαβι αζρια του κερμοκθπίου.79 3.13. Θαλάςςιεσ μπάλεσ...79 ΣΗΡΚΟ ΑΘΑΝΑΗΟ,ΠΣΤΥΗΑΚΖ ΔΡΓΑΗΑ,ΑΣΔΗΘ,ΘΔΑΛΟΝΗΚΖ 2013 4
3.14. Χριςθ παραπροιόντων υλικϊν εργοταξίου και υλικϊν κατεδαφίςεων...80 3.15. Η χριςθ τθσ ιπτάμενθσ τζφρασ...83 ΚΔΦΑΛΑΙΟ 4 :Τιηθά δηαθνζκεηηθνχ ραξαθηήξα... 87 4.1. Διαφανζσ ςκυρόδεμα (Light Transmitting Concrete) 87 4.2. BlingCreteTM - Light Reflecting Concrete.89 4.3. Επζνδυςθ όψεων με ινοτςιμεντοςανίδεσ επάνω ςε μεταλλικό ςκελετό..91 4.4. Επζνδυςθ κζλυφουσ κτιρίου με ETALBOND 92 4.5. Ελαφριά ςτοιχεία καταςκευϊν 94 4.6. Cork Polymer Composites (CPC)..95 4.7. Χυτά δάπεδα με ψθφίδεσ που φωςφορίηουν..98 ΠΑΡΑΡΣΗΜΑΣΑ 1. Βιβλιογραφικζσ Αναφορζσ.100 2. Σθμαντικζσ Πθγζσ 104 A. Διεκνι Πρότυπα.104 B. Περιοδικά 105 C. Σθμαντικζσ οργανϊςεισ Φορείσ..106 ΣΗΡΚΟ ΑΘΑΝΑΗΟ,ΠΣΤΥΗΑΚΖ ΔΡΓΑΗΑ,ΑΣΔΗΘ,ΘΔΑΛΟΝΗΚΖ 2013 5
ΚΔΦΑΛΑΙΟ 1 Δηζαγσγή 1.1. Αληηθείκελν ηεο πηπρηαθήο εξγαζίαο Αληηθείκελν ηεο παξνχζαο πηπρηαθήο είλαη ε παξνπζίαζε ζχγρξνλσλ δνκηθψλ πιηθψλ ηα νπνία εθαξκφδνληαη ζηηο θαηαζθεπέο ζαλ θαηλνηφκεο ιχζεηο πνπ έρνπλ ζαλ ζηφρν ηελ θαιχηεξε εθαξκνγή ηνπο κε κηα νιηζηηθή πξνζέγγηζε, δειαδή λα είλαη νη θαηαιιειφηεξεο ιχζεηο ηερλννηθνκηθά αιιά παξάιιεια θαη θηιηθά πξνο ην πεξηβάιινλ. 1.2. ηφρνη ηεο παξνχζαο εξγαζίαο Ζ παξνχζα εξγαζία έρεη ζαλ ζηφρν λα παξνπζηάζεη: 1.3. Πεξηγξαθή ηνπ ηξφπνπ εξγαζίαο Ζ εξγαζία απηή είλαη θπξίσο βηβιηνγξαθηθή θαη έξεπλαο πιεξνθνξηψλ ζην δηαδίθηπν 1.4. Γεληθά O φξνο χγρξνλνο εκπεξηέρεη ην ζηνηρείν ηνπ παξφληνο. Καη πνηα είλαη ηα ζπζηαηηθά ηνπ παξφληνο? Ζ απμεκέλε αλάγθε γηα πεξηζζφηεξεο θαηαζθεπέο, κεηαθηλήζεηο θαη γεληθά πιηθά αγαζά. Γειαδή κε κηα ιέμε Αλάπηπμε. Δίλαη επηηαθηηθή ε αλάγθε ζήκεξα γηα βηψζηκε φκσο αλάπηπμε. Έηζη νη θαηαζθεπέο σο κνξθή αλάπηπμεο πξέπεη λα αλαπηχμνπλ λέεο ζηξαηεγηθέο, πην θηιηθέο πξνο ην πεξηβάιινλ. Σα πιηθά πνπ ζα ΣΗΡΚΟ ΑΘΑΝΑΗΟ,ΠΣΤΥΗΑΚΖ ΔΡΓΑΗΑ,ΑΣΔΗΘ,ΘΔΑΛΟΝΗΚΖ 2013 6
ρξεζηκνπνηήζνπκε ζα είλαη ην Α θαη ην Ω γηα απηφ ην ιφγν. Απφ ηελ κειέηε, ηελ θαηαζθεπή, ηελ ιεηηνπξγία, ηελ ζπληήξεζε κέρξη θαη ην ηέινο ηεο δσήο ηεο θαηαζθεπήο καο. Έηζη πξέπεη λα πξνζαξκφζνπκε ηα πιηθά καο ψζηε λα είλαη πην απνδνηηθά, κε θαιχηεξεο αληνρέο θαη ην θφζηνο παξαγσγήο ή κεηαπνίεζεο ηνπο λα είλαη φζν ην δπλαηφ ρακειφηεξν, δειαδή λα έρεη φζν ην δπλαηφ κηθξφηεξν απνηχπσκα άλζξαθα (carbon footprint) κε ηειηθφ ζηφρν λα γίλεη ην πξντφλ καο αλζξαθηθά νπδέηεξν (carbon neutral) θαζψο θαη ην πνηά ζα είλαη ε ρξήζε ησλ έσο ηψξα άρξεζησλ πιηθψλ καο δειαδή ην πψο ζα κεηαπνηήζνπκε-αλαθπθιψζνπκε θαη ηέινο πσο ζα ηα επαλαρξεζηκνπνηήζνπκε. Βάζεη ζηαηηζηηθψλ ην 75% ησλ πιηθψλ κέζα ζηηο ρσκαηεξέο παγθνζκίσο είλαη άρξεζηα πιηθά παιαηψλ θαηαζθεπψλ θαη έρεη ζαλ απνηέιεζκα ηελ πιήξσζε ησλ ρσκαηεξψλ θαη ζαλ πξνέθηαζε αλάγθε γηα θαηαζθεπή λέσλ, πξάγκα πνπ δελ ζπκβαδίδεη κε ηα πξφηππα ηεο βηψζηκεο αλάπηπμεο. Δπίζεο ζηα πξφηππα ηεο βηψζηκεο αλάπηπμεο είλαη θαη ε επαλαρξεζηκνπνίεζε πιηθψλ θαηλνκεληθά άζρεησλ ηα νπνία κεηά απφ ζρνιαζηηθέο έξεπλεο πνπ ζα παξνπζηαζηνχλ ελδειερψο παξαθάησ, απνδείρζεθαλ φηη κπνξνχλ λα γίλνπλ ρξήζηκα θαη κεηά ηελ δσή ηνπο, θαη έηζη κπνξνχκε λα γιηηψζνπκε ην πεξηβάιινλ απφ ηηο ζπλέπεηεο ηεο απφζεζε ηνπο ζηηο ρσκαηεξέο. Έλα αθφκα πξφηππν ηεο βηψζηκεο αλάπηπμεο είλαη φηη δελ ρξεζηκνπνηνχκε πεγέο θπζηθψλ πφξσλ πην γξήγνξα απφ φηη κπνξεί λα αλαπιεξψζεη ε θχζε (λεξφ, ρψκα, μχιν θιπ). Δλδεηθηηθά ηηο ηειεπηαίεο δεθαεηίεο ν ξπζκφο εμφξπμεο πιηθψλ ππεξθαηαλάισζεο θπζηθψλ πφξσλ, είλαη φηη ζηελ θχζε παίξλεη 14,4 κήλεο γηα λα αλαπιεξψζεη φηη ηεο παίξλνπκε ζε κφιηο 12 κήλεο. Ζ Κιηκαηηθή Αιιαγή απνηειεί κηα απφ ηηο κεγαιχηεξεο πξνθιήζεηο γηα ηελ παγθφζκηα θνηλφηεηα θαη νη εθπνκπέο αεξίσλ ηνπ ζεξκνθεπίνπ (Greenhouse Gas ή GHG- CO 2, SO 2, NO x ) ζηελ αηκφζθαηξα ζεσξνχληαη σο ν θχξηνο παξάγνληαο πνπ ηελ πξνθαινχλ. Δηδηθά, ε βηνκεραλία ηζηκέληνπ παξάγεη ην 4,4% ηεο παγθφζκηαο εθπνκπήο CO 2, θαη άξα είλαη θχξηνο ζηφρνο γηα ηε κείσζε ησλ αεξίσλ ζεξκνθεπίνπ. Πέξα απφ ηηο δηεζλείο δεζκεχζεηο (Γηάζθεςε ηνπ Ρίν, Πξσηφθνιιν Κηφην 1997) θαη ηηο εζληθέο πξνζπάζεηεο γηα κείσζε ησλ εθπνκπψλ, νη νξγαληζκνί θαη νη επηρεηξήζεηο κπνξνχλ επίζεο λα έρνπλ ελεξγφ ξφιν ζηελ αληηκεηψπηζε ηεο θιηκαηηθήο αιιαγήο. Απηή είλαη πιένλ ε απαίηεζε ησλ πνιηηψλ/θαηαλαισηψλ νη νπνίνη δίλνπλ ηδηαίηεξε ζεκαζία ζε απηή ηελ πεξηβαιινληηθή πιεπξά θαη πεξηκέλνπλ ζπγθεθξηκέλα απνηειέζκαηα απφ ηηο επηρεηξήζεηο. Ζ κέηξεζε ηνπ Αλζξαθηθνχ Απνηππψκαηνο απνηειεί πιένλ θνηλή πξαθηηθή γηα πνιινχο νξγαληζκνχο δηεζλψο, ελψ ζπλήζσο ζπλνδεχεηαη απφ κηα ζπγθεθξηκέλε ηξαηεγηθή γηα ηελ Κιηκαηηθή Αιιαγή. ΣΗΡΚΟ ΑΘΑΝΑΗΟ,ΠΣΤΥΗΑΚΖ ΔΡΓΑΗΑ,ΑΣΔΗΘ,ΘΔΑΛΟΝΗΚΖ 2013 7
Δθπνκπέο CO 2 ζε θάζε θάζε ηεο δσήο ελφο πξντφληνο Γηα θάζε θάηνηθν ηνπ πιαλήηε καο παξάγεηαη θάηη παξαπάλσ απφ 1 ηφλν νπιηζκέλνπ ζθπξνδέκαηνο εηεζίσο. Γηα θάζε έλα ηφλν ζθπξνδέκαηνο πνπ παξάγεηαη πεξίπνπ 870kg CO 2 εθιχνληαη ζηελ αηκφζθαηξα. Αληηθαηάζηαζε κφλν ηνπ 15% ησλ πιηθψλ πνπ ρξεζηκνπνηνχκε γηα ηελ παξαγσγή ηνπ ζθπξνδέκαηνο ζα κεηψζεη ηελ παξαγσγή αεξίσλ ζεξκνθεπίνπ θαηά 250εθ. ηφλνπο ελψ κε αληηθαηάζηαζε 50% ε κείσζε ζα είλαη 800εθ. ηφλνη πνπ ηζνδπλακεί κε ην CO 2 πνπ εθιχνπλ ην ¼ ησλ απηνθηλήησλ παγθνζκίσο. Οη ηειεπηαίεο εμειίμεηο ζηε ηερλνινγία ηνπ νπιηζκέλνπ ζθπξνδέκαηνο είλαη φηη κπνξεί λα βειηηψζεη ηελ πεξηβαιινληηθή ηνπ ζπκπεξηθνξά, θαη λα ζπκβάιιεη ζην κεγάιν ζηνίρεκα ηεο ζεκεξηλήο θνηλσλίαο καο, πνπ είλαη ε πξνζηαζία ηνπ πεξηβάιινληνο θαζψο ε δηαδηθαζία παξαγσγήο θαη ρξήζεο ζθπξνδέκαηνο κπνξεί λα γίλεη κε ιηγφηεξε θαηαλάισζε ελέξγεηαο, θαη ε δηαδηθαζία παξαγσγήο ηζηκέληνπ κε ιηγφηεξε ξχπαλζε (ιηγφηεξε εθπνκπή κνλνμεηδίνπ ηνπ αδψηνπ θαη δηνμεηδίνπ ηνπ άλζξαθνο θαη ιηγφηεξε παξαγσγή ζθσξίαο). Σν Δπξσπατθφ Πξφηππν EN 197 1 (2000) νξίδεη σο ζχλζεηα ηζηκέληα, ηα ηζηκέληα Σχπνπ II θαη ΣΗΡΚΟ ΑΘΑΝΑΗΟ,ΠΣΤΥΗΑΚΖ ΔΡΓΑΗΑ,ΑΣΔΗΘ,ΘΔΑΛΟΝΗΚΖ 2013 8
νη άιιεο θαηεγνξίεο ηζηκέλησλ (CEM III, IV θαη V) ηα νπνία κπνξεί λα πεξηέρνπλ δηάθνξα πξφζζεηα πιηθά ζε ζπγθεληξψζεηο 6% έσο 35%, φπσο πνδνιάλεο, ηπηάκελε ηέθξα, ζθσξία πςηθακίλνπ θαη αζβεζηφιηζνο. O νξηζκφο εμαηξεί ελψζεηο φπσο ην CaCl 2, πνπ επεξεάδνπλ ηε δηαδηθαζία ηεο ελπδάησζεο αιιά δελ ζπλεηζθέξνπλ ζην πξντφλ. Απηά ηα αλφξγαλα πιηθά νλνκάδνληαη νξπθηά πξφζζεηα. Ο κεγάινο αξηζκφο ησλ πιηθψλ πνπ κπνξνχλ λα ρξεζηκνπνηεζνχλ ζηα ζχλζεηα ηζηκέληα δηθαηνινγείηαη απφ ην γεγνλφο φηη απηά ππνθαζηζηνχλ ή ζπκπιεξψλνπλ απιά νμείδηα, φπσο απηά πνπ επηθξαηνχλ ζηηο θάζεηο ηνπ ηζηκέληνπ (CaO, SiO 2, Al 2 O 3 θαη Fe 2 O 3 ). Άξα δελ είλαη δχζθνιν λα βξεζνχλ ζηα παξαπξντφληα ζπλεζηζκέλσλ βηνκεραληθψλ δξαζηεξηνηήησλ φπσο απηέο ηεο παξαγσγήο ελέξγεηαο, ηα ραιπβνπξγεία θηι. Σν θάζε θξάηνο κέινο ηεο CEN, θαηά ηε ζχληαμε ηνπ πξνηχπνπ, ελδηαθέξζεθε γηα ηελ ελζσκάησζε ησλ παξαπξντφλησλ πνπ είραλ νηθνλνκηθφ ελδηαθέξνλ γη απηφ θαη ηελ πξνζζήθε ησλ νπνίσλ είρε δνθηκάζεη ζην παξειζφλ, γλσξίδνληαο ηελ επίδξαζή ηνπο ζηηο ηδηφηεηεο ηνπ ηζηκέληνπ θαη ηνπ ζθπξνδέκαηνο. Δπηπιένλ, ε αλάπηπμε ησλ ζχλζεησλ ηζηκέλησλ ζηεξίρζεθε θαη ζην γεγνλφο φηη εθηφο ησλ ζπκβαηηθψλ δνκηθψλ ρξήζεσλ ησλ ηζηκέλησλ θαη ησλ απαηηήζεσλ ηνπο, ππάξρεη πιεζψξα άιισλ ζπλζεηφηεξσλ εθαξκνγψλ. Γηα φιεο απηέο ηηο πεξηπηψζεηο αλαπηχρζεθαλ ηα δηκεξή κίγκαηα (θιίλθεξ θαη θάπνην άιιν πιηθφ), αιιά ν ζρεδηαζκφο παξαγσγήο ησλ ηζηκεληνβηνκεραληψλ αιιά θαη ε αλάπηπμε εηδηθψλ έξγσλ Πνιηηηθνχ Μεραληθνχ νδήγεζαλ ζηελ αλαγθαηφηεηα εηζαγσγήο ηξίηνπ ή θαη πεξηζζφηεξσλ ζπζηαηηθψλ. Έηζη, ε ηειεπηαία ζχλζεηε θαηεγνξία ησλ ζχλζεησλ ηζηκέλησλ Portland (CEM II/A-M θαη CEM II/B-M, πξνδηαγξάθεη ζπκκεηνρή πνιιψλ θχξησλ ζπζηαηηθψλ ηαπηφρξνλα εθηφο απφ ην θιίλθεξ. Σέινο, ζεκεηψλεηαη φηη ζηελ πεξίπησζε ρξεζηκνπνίεζεο ηξηκεξψλ ή πνιπκεξψλ κηγκάησλ γηα εληειψο εμεηδηθεπκέλεο ρξήζεηο θαη κεηά απφ ζρεδηαζκφ ηζηκέλησλ εηδηθψλ πξνδηαγξαθψλ, δελ ηζρχεη ε παξάκεηξνο κείσζεο ηνπ θφζηνπο. Σν λέν επξσπατθφ πξφηππν γηα ζθπξφδεκα ΔΝ 206 πξνβιέπεη ηελ θαηεγνξία ησλ πξφζζεησλ ζπζηαηηθψλ γηα αλφξγαλα πιηθά, φπσο αιεζκέλεο ζθσξίεο πςηθακίλσλ, νη ηπηάκελεο ηέθξεο (πρ. απφ ηα αηκνειεθηξηθά εξγνζηάζηα ηεο ΓΔΖ) θαη άιια, ηα νπνία ζε ιεπηναιεζκέλε κνξθή κπνξνχλ λα πξνζηεζνχλ σο ηέηαξην ζπζηαηηθφ ηνπ ζθπξνδέκαηνο (καδί κε ην ηζηκέλην, ηα αδξαλή θαη ην λεξφ) απεπζείαο ζηνλ αλακηθηήξα. Ζ ΣΗΡΚΟ ΑΘΑΝΑΗΟ,ΠΣΤΥΗΑΚΖ ΔΡΓΑΗΑ,ΑΣΔΗΘ,ΘΔΑΛΟΝΗΚΖ 2013 9
θχξηα δηαθνξά απφ ηε ρξήζε ησλ πιηθψλ απηψλ σο ζπζηαηηθψλ ησλ ηζηκέλησλ είλαη φηη ζηελ πεξίπησζε απηή ην ζχλζεην ηζηκέλην ζην ζχλνιφ ηνπ ζα πξέπεη λα ζπκκνξθψλεηαη κε ηηο απαηηήζεηο ηνπ πξνηχπνπ pren 197-1, ρσξίο λα είλαη απφιπηα μεθαζαξηζκέλεο νη απαηηήζεηο γηα ηα επηκέξνπο πιηθά. Σν ζθπξφδεκα είλαη έλα πνιχ αλζεθηηθφ πιηθφ.[01] ΣΗΡΚΟ ΑΘΑΝΑΗΟ,ΠΣΤΥΗΑΚΖ ΔΡΓΑΗΑ,ΑΣΔΗΘ,ΘΔΑΛΟΝΗΚΖ 2013 10
Kεθάιαην 2 Τιηθά απμεκέλσλ κεραληθψλ αληνρψλ 2.1. Ιλνπιηζκέλν ζθπξφδεκα Ζ ηειεπηαία ιέμε ηεο κφδαο είλαη νη ξάβδνη εληζρπκέλνη κε πνιπκεξείο ίλεο πνπ ρξεζηκνπνηνχληαη ζε ρψξνπο φπνπ επηθξαηνχλ ζπλζήθεο πςειήο δηάβξσζεο. Σα ηλνπιηζκέλα πνιπκεξή είλαη ζχλζεηα πιηθά πνπ απνηεινχληαη απφ ζπλερείο ίλεο (ζπλήζσο άλζξαθα, γπαιηνχ θαη αξακηδίνπ-kevlar-) κε πςειή εθειθπζηηθή αληνρή εκπνηηζκέλεο κε επνμεηδηθή ξεηίλε. Ζ ξεηίλε δηαηίζεηαη ζε κνξθή δχζθακπησλ ισξίδσλ (πάρνπο ηεο ηάμεο ηνπ 1mm) ή εχθακπησλ πθαζκάησλ (πάρνπο 0.1-0.4mm). Σα ραξαθηεξηζηηθά ησλ ηλνπιηζκέλσλ πνιπκεξψλ εμαξηψληαη απφ ηελ πεξηεθηηθφηεηα ηνπο ζε ίλεο. Οη ίλεο ζε έλα F.R.P. (Fibre Reinforced Plastic) ζχλζεην πιηθφ είλαη ην θχξην ζηνηρείν κεηαθνξάο θνξηίνπ θαη παξνπζηάδνπλ πςειή αληνρή θαη αθακςία φηαλ ππφθεηληαη ζε θαηαπφλεζε. Οη ίλεο επηιέγνληαη βάζε ηεο αληνρήο, αθακςίαο θαη αλζεθηηθφηεηαο πνπ απαηηείηαη γηα ηελ εθάζηνηε πεξίπησζε, ελψ νη ξεηίλεο επηιέγνληαη βάζε ηνπ πεξηβάιινληνο πνπ ην ζχλζεην πιηθφ ζα εθηεζεί. Βαζηθά ραξαθηεξηζηηθά πνπ εληάζζνληαη ζηα πιενλεθηήκαηά ηνπο είλαη ε εμαηξεηηθά πςειή εθειθπζηηθή αληνρή, ην ρακειφ βάξνο θαη ε αλζεθηηθφηεηα ζε δηάξθεηα. Ζ εθειθπζηηθή αληνρή ησλ ζχλζεησλ πιηθψλ είλαη 3-4 θνξέο κεγαιχηεξε απφ απηή ηνπ θνηλνχ ράιπβα Β500c θαη γηα βξαρπρξφληα θφξηηζε θπκαίλεηαη ζε 1500-2500 MPa. Δπηπιένλ έρνπλ απνηειέζκαηα κνλνιηζηθήο ζπκπεξηθνξάο ζε φια ηα κέιε ηεο θαηαζθεπήο. Όπσο κπνξεί εχθνια λα παξαηεξεζεί, ηα ζχλζεηα πιηθά ζπκπεξηθέξνληαη πιήξσο ειαζηηθά, κέρξη ηελ αζηνρία ηνπο. Σα ζχλζεηα πιηθά κε ίλεο γπαιηνχ (G.F.R.P - Glass Fiber Reinforced Polymer) είλαη ηδαληθά γηα εληζρχζεηο έλαληη ζεηζκηθψλ θνξηίσλ, θαζψο ε θαηαπφλεζε είλαη πξνζσξηλή. Πξέπεη φκσο λα απνθεχγνληαη ζε πεξηπηψζεηο δηαξθνχο θαηαπφλεζεο, θαζψο ππάξρεη θίλδπλνο αζηνρίαο ιφγσ ΣΗΡΚΟ ΑΘΑΝΑΗΟ,ΠΣΤΥΗΑΚΖ ΔΡΓΑΗΑ,ΑΣΔΗΘ,ΘΔΑΛΟΝΗΚΖ 2013 11
θαηλνκέλσλ εξππζκνχ. ε ηέηνηεο πεξηπηψζεηο ρξεζηκνπνηνχληαη ίλεο άλζξαθα, νη νπνίεο είλαη ηδαληθέο θαη γηα εμσηεξηθή ρξήζε. ηα κεηνλεθηήκαηα ησλ ζχλζεησλ πιηθψλ αλαθέξεηαη ε ρακειή αλζεθηηθφηεηά ηνπο ζε πςειέο ζεξκνθξαζίεο, θαζψο ε ξεηίλε θαίγεηαη ζε ζεξκνθξαζίεο πςειφηεξεο ησλ 250 ν C. Δπίζεο παξαηεξείηαη έιιεηςε γλψζεσλ σο πξνο ηνλ ηξφπν εθαξκνγήο ηνπο απφ ηνλ θφζκν ηεο ρψξαο, θαζψο είλαη κηα ζρεηηθά λέα κέζνδνο ελίζρπζεο πνπ έρεη αλαπηπρζεί κε ξαγδαίνπο ξπζκνχο. Σέινο αλαζηαιηηθφ παξάγνληα ρξήζεο ηνπο απνηειεί ην πςειφ ηνπο θφζηνο, ην νπνίν φκσο ζηαδηαθά κεηψλεηαη κε ην ρξφλν. Σα ζπζηήκαηα πνπ ρξεζηκνπνηνχληαη γηα ηελ ελίζρπζε ησλ θαηαζθεπψλ είλαη δχν ηχπσλ: (α) πγξήο εθαξκνγήο (ή επί ηφπνπ ζθιήξπλζε ηεο κήηξαο) θαη (β) πξνθαηαζθεπαζκέλα. ηελ πξψηε θαηεγνξία πεξηιακβάλνληαη ηα θχιια ή πθάζκαηα κε ίλεο κηαο ή δχν δηεπζχλζεσλ κε ην πιηθφ ηεο κήηξαο λα εκπνηίδεηαη επί ηφπνπ. Ζ θαηεγνξία απηή πεξηιακβάλεη επίζεο ίλεο ρσξίο κήηξα, ζπγθεληξσκέλεο ζε κνξθή λήκαηνο, ην νπνίν εκπνηίδεηαη κε ξεηίλε ελψ ηπιίγεηαη ζην ππφ έληαζε δνκηθφ ζηνηρείν. Σα πξνθαηαζθεπαζκέλα ζπζηήκαηα πεξηιακβάλνπλ πξνθαηαζθεπαζκέλα επζχγξακκα ειάζκαηα, θειχθε, καλδχεο θαη γσλίεο ηα νπνία επηθνιινχληαη κέζσ ξεηίλεο, Ζ ηερληθή εθαξκνγήο ηνπο είλαη απιή θαη βαζίδεηαη ζηελ εμσηεξηθή επηθφιιεζε ησλζχλζεησλ πιηθψλ, ελψ ραξαθηεξίδεηαη απφ επειημία θαη ηαρχηεηα εθηέιεζεο. Έρεη δε σο απνηέιεζκα ηελ αχμεζε ηεο παξακνξθσζηκφηεηαο ησλ ζηνηρείσλ ρσξίο λα κεηαβάιιεηαη ε γεσκεηξία ηνπο ή λα απμάλεηαη ε δπζθακςία. Σα ζχλζεηα πιηθά κε ηα νπνία ζα αζρνιεζνχκε ζηελ εξγαζία απηή, ρξεζηκνπνηνχλ σο νπιηζκφ αλζξαθνλήκαηα θαη πξνζδηνξίδνληαη απφ ηνλ φξν C.F.R.P. - Carbon Fibers Reinforced Polymers. Σα C.F.R.P. ζπλδπάδνπλ πςειέο αληνρέο θαη αθακςία ζε ζπλδπαζκφ κε εμαηξεηηθά ρακειφ βάξνο θαη κεγάιε αληνρή ζε γήξαλζε θαζψο νπζηαζηηθά δελ δηαβξψλνληαη. Ζ ζπγθεθξηκέλε δηαδηθαζία ελίζρπζεο είλαη αλαζηξέςηκε, αθνχ νη ίλεο κπνξνχλ λα αθαηξεζνχλ κε κηα δηαδηθαζία ζεξκνχ αέξα.[02] ΣΗΡΚΟ ΑΘΑΝΑΗΟ,ΠΣΤΥΗΑΚΖ ΔΡΓΑΗΑ,ΑΣΔΗΘ,ΘΔΑΛΟΝΗΚΖ 2013 12
Ο βαζηθφο ξφινο ησλ ηλψλ ζην ζθπξφδεκα είλαη ε αχμεζε ηεο παξακφξθσζεο ηνπ πιηθνχ θαηά ηελ αζηνρία θαη γεληθά ν πεξηνξηζκφο ηεο ξεγκάησζεο, ελψ παξάιιεια επηηπγράλεηαη θαη αχμεζε ηεο αληνρήο. Απνηέιεζκα είλαη θπξίσο ε αχμεζε ηεο δηζζξαπζηφηεηαο ηνπ πιηθνχ δειαδή ηελ ηθαλφηεηά ηνπ λα απνξξνθά ελέξγεηα θαηά ηελ παξακφξθσζε. Γξαθηθά αληηπξνζσπεχεηαη απφ ην εκβαδφλ θαηά ηελ θακπχιε θνξηίνπ παξακφξθσζεο. Σν εκβαδφλ απηφ είλαη ζπρλά 10-40 θνξέο κεγαιχηεξν γηα ην ηλνπιηζκέλν ζθπξφδεκα απ φηη ζην άνπιν. χγθξηζε ζιηπηηθήο θαη εθειθπζηηθήο αληνρήο απφ θάκςε ηλνπιηζκέλνπ ζθπξνδέκαηνο κε αηζάιηλεο ίλεο κε ιφγν κνξθήο 80 κε άνπιν ζθπξφδεκα, γηα δπν πνηφηεηεο C16/20 θαη C25/30 Ζ ρξήζε ησλ ηλψλ ζην εθηνμεπφκελν ζθπξφδεκα εθαξκφδεηαη επξέσο ζηελ θαηαζθεπή ππνγείσλ έξγσλ, φηαλ ηνπνζεηείηαη σο πξψην θέιπθνο ζηήξημεο θαηά ηε δηάλνημε ζεξάγγσλ θαζψο θαη ζε εξγαζίεο ζηήξημεο πξαλψλ. Απνθεχγεη επίζεο πηψζε θνκκαηηψλ ζε πεξίπησζε ξεγκαηνκέλνπ θειχθνπο αθνχ νη ίλεο ειέγρνπλ ηε ξεγκάησζε θαη νπιίδνπλ φιε ηε κάδα ζθπξνδέκαηνο. Πξφζθαηα ζηελ Διιάδα, ηα ιηκάληα ηνπ Αζηαθνχ θαη ηεο Θίζβεο θαηαζθεπάζζεθαλ ρξεζηκνπνηψληαο ηλνπιηζκέλν ζθπξφδεκα. Σα ιηκεληθά δάπεδα πνπ θαηαζθεπάδνληαη κε ηλνπιηζκέλν ζθπξφδεκα είλαη πιένλ αληαγσληζηηθά ιφγν ηνπ ρακεινχ ζπλνιηθνχ θφζηνπο θαηαζθεπήο θαζψο θαη ηεο απμεκέλεο απνδνηηθφηεηαο. Σν ηλνπιηζκέλν ζθπξφδεκα σο ζχλζεην πιηθφ κε αληνρή ζε εθειθπζκφ ιφγσ ησλ ηλψλ αληηζηαζκίδεη ηελ αληίζηνηρε ρακειή αληνρή θαη ειαζηηθφηεηα ηνπ ζθπξνδέκαηνο θάλνληαο έηζη ηα ιηκεληθά δάπεδα αλζεθηηθφηεξα θάησ απφ δηαβξσηηθέο ζπλζήθεο. ΣΗΡΚΟ ΑΘΑΝΑΗΟ,ΠΣΤΥΗΑΚΖ ΔΡΓΑΗΑ,ΑΣΔΗΘ,ΘΔΑΛΟΝΗΚΖ 2013 13
Ζ θαηαζθεπή βηνκεραληθψλ δαπέδσλ κε ηλνπιηζκέλν ζθπξφδεκα πξνζδίδεη κεγαιχηεξε δηάξθεηα δσήο έλαληη εθείλσλ κε ηνλ ζπκβαηηθφ νπιηζκφ. Ζ ρξήζε ηλψλ ράιπβα θάλεη ηελ ξεγκάησζε ζηα βηνκεραληθά δάπεδα ειεγρφκελε έσο ακειεηέα. ε αληίζεζε δάπεδα κε ζπκβαηηθφ νπιηζκφ παξνπζηάδνπλ κεγαιχηεξεο θαη ζε βάζνο ξσγκέο κε απνηέιεζκα ηε κεησκέλε πιαζηηκφηεηα, ζεκαληηθφ παξάγνληα γηα πιάθεο θαη δάπεδα. [03]. Tν ηλνπιηζκέλν ζθπξφδεκα είλαη ηδαληθφ γηα βηνκεραληθά δάπεδα Σα πιενλεθηήκαηα ησλ F.R.P. είλαη φηη : 1. Έρνπλ πνιχ πςειή αλαινγία αληνρήο-βάξνπο 2. Έρνπλ πνιχ πςειή αληίζηαζε ζε δηάβξσζε 3. Δμαζθαιίδνπλ δηαξθή απφδνζε 4. Έρνπλ πνιχ θαιή εξγαζηκφηεηα 5. Μεηψλνπλ ην εξγαηηθφ θφζηνο 6. Μεηψλνπλ ηελ ελφριεζε ζε πθηζηάκελεο ππεξεζίεο ε ζχγθξηζε κε ηνπο θνηλνχο νπιηζκνχο απφ ράιπβα έρνπλ απφ 2 έσο 10 θνξέο πεξηζζφηεξε αληνρή ελψ ην βάξνο ηνπο είλαη πεξίπνπ ην 20% απφ απηφ ηνπ ράιπβα Σν βαζηθφ ηνπο κεηνλέθηεκα είλαη ην πςειφ ηνπο θφζηνο αλ θαη ηα ηειεπηαία ρξφληα νη ηηκέο ηνπο έρνπλ ζηαζεξά πησηηθή ηάζε γηαηί γίλνληαη φιν θαη πην πνιχ δηαδεδνκέλα. Άκα θάλνπκε φκσο κηα ζπλνιηθή αλάιπζε, ζε έξγα επεκβάζεσλ ζε πθηζηάκελεο θαηαζθεπέο ην θφζηνο ησλ πιηθψλ πνπ ζα ρξεζηκνπνηεζνχλ είλαη κηθξφ ΣΗΡΚΟ ΑΘΑΝΑΗΟ,ΠΣΤΥΗΑΚΖ ΔΡΓΑΗΑ,ΑΣΔΗΘ,ΘΔΑΛΟΝΗΚΖ 2013 14
άκα αλαινγηζηνχκε ην εξγαηηθφ θφζηνο θαη ην θφζηνο ην νπνίν ζα επηβαξπλζεί πρ κηα εηαηξία γηα έλα θηίξην εγθαηαζηάζεσλ ηεο πνπ ρξήδεη κηαο επέκβαζεο θαη ζα πξέπεη λα ζηακαηήζεη ελ κέξεη θάπνηεο ιεηηνπξγίεο ηεο γηα φιε ηελ δηάξθεηα ησλ εξγαζηψλ. Γη απηφ ζε ηειηθή αλάιπζε ηα F.R.P. πξνζθέξνπλ ηελ πην απνδνηηθή ιχζε. Έλα αθφκα κεηνλέθηεκα είλαη φηη ηα F.R.P. δελ έρνπλ ηελ πιαζηηκφηεηα ηελ νπνία έρεη ν ράιπβαο θαη ε επζξαπζηφηεηα ηνπο κπνξεί λα δεκηνπξγήζεη πξνβιήκαηα θαηά ηελ εθαξκνγή ηνπο Δπίζεο ηα C.F.R.P έρνπλ πνιχ θαιχηεξεο ηδηφηεηεο απφ απηά ησλ G.F.R.P αιιά ηα δεχηεξα είλαη νηθνλνκηθφηεξα.[04] Γηαηνκή ηλνπιηζκέλνπ ζθπξνδέκαηνο Δπίζεο, ηα ζχλζεηα απηά πιηθά ηνπνζεηνχληαη επίζεο θαη ζηηο επηθάλεηεο ησλ δνκηθψλ ζηνηρείσλ ζαλ κνξθή επέλδπζεο θαη απνηεινχλ έλα είδνο κφληκνπ εμσηεξηθνχ ηνπο νπιηζκνχ ΣΗΡΚΟ ΑΘΑΝΑΗΟ,ΠΣΤΥΗΑΚΖ ΔΡΓΑΗΑ,ΑΣΔΗΘ,ΘΔΑΛΟΝΗΚΖ 2013 15
Δθαξκνγή αλζξαθνυθάζκαηνο Υξήζεηο ζχλζεησλ πιηθψλ Δλίζρπζε ππνζηπισκάησλ κε επηβνιή εμσηεξηθήο πεξίζθηγμεο θαη αχμεζε πιαζηηκφηεηαο Ζ αχμεζε ηεο πιαζηηκφηεηαο επηηπγράλεηαη κέζσ ηεο ηξηαμνληθήο ζιίςεο πνπ αλαπηχζζεηαη ζην ζηνηρείν πξνο ελίζρπζε κε πεξίζθηγμε απφ καλδχα ηλνπιηζκέλνπ πνιπκεξνχο. Ωο απνηέιεζκα έρνπκε θαη αχμεζε ηεο ζιηπηηθήο αληνρήο ηνπ ζθπξνδέκαηνο. Αχμεζε αληνρήο ζε ηέκλνπζα ε αληηζηνηρία κε ην ζπκβαηηθφ νπιηζκφ δηάηκεζεο, ηνπνζεηνχληαη επηθνιιεηά θχιια ηλνπιηζκέλσλ πνιπκεξψλ ζην ζηνηρείν πξνο ελίζρπζε ηα νπνία κπνξνχλ λα παξαιάβνπλ ηέκλνπζα δχλακε. Ζ κνξθή ησλ ζχλζεησλ πιηθψλ κπνξεί λα έρνπλ κνξθή είηε νιφζσκνπ καλδχα είηε κνξθή καλδπψλ πεξηνξηζκέλνπ χςνπο (θνιάξα). Αχμεζε αληνρήο ζε θάκςε Γηα ηελ ελίζρπζε θπξίσο πιαθψλ θαη δνθψλ νπιηζκέλνπ ζθπξνδέκαηνο ζε θάκςε, ρξεζηκνπνηνχκε επηθνιιεηά θχιια απφ ηλνπιηζκέλα πνιπκεξή. Ηδηαίηεξε πξνζνρή πξέπεη λα δσζεί θαηά ηε θαηαζθεπή ζηελ αγθχξσζε ηνπ ζχλζεηνπ πιηθνχ θαη ζηελ επζπγξάκκηζε ησλ ηλψλ ηνπ. ΣΗΡΚΟ ΑΘΑΝΑΗΟ,ΠΣΤΥΗΑΚΖ ΔΡΓΑΗΑ,ΑΣΔΗΘ,ΘΔΑΛΟΝΗΚΖ 2013 16
Δλίζρπζε ζε θξνχζε ηελ επίδξαζε ηεο θξνχζεο, θαιχηεξε ζπκπεξηθνξά παξνπζηάδεη ην ζχλζεην πιηθφ κε ίλεο πνιπαξακίδεο θαη εθαξκφδνληαη ζε ππνζηπιψκαηα θαη βάζξα γεθπξψλ.[05] 2.2. Δθαξκνγή ηλψλ πξνππιελίνπ σο κέζν αληηππξηθήο πξνζηαζίαο ηνπ ζθπξνδέκαηνο Όηαλ ε θσηηά έξρεηαη ζε επαθή κε ην ζθπξφδεκα, πξνθαιεί κείσζε ηεο αληνρήο ηνπ. Σν ζθπξφδεκα είλαη πνιχ γλσζηφ γηα ηελ ηθαλφηεηά ηνπ λα αληέρεη ζηηο πςειέο ζεξκνθξαζίεο θαη ζηηο ππξθαγηέο ιφγσ ρακειήο ζεξκηθήο αγσγηκφηεηαο θαη πςειήο εηδηθήο ζεξκφηεηαο. Ωο εθ ηνχηνπ, έρεη ρξεζηκνπνηεζεί επξέσο σο έλα εμαηξεηηθά ππξίκαρν πιηθφ, φκσο δελ έρεη εμεηαζηεί ν ζξπκκαηηζκφο ηνπ θαηά ηε δηάξθεηα ηεο έθζεζεο ηνπ ζε πςειέο ζεξκνθξαζίεο. Ο ζξπκκαηηζκφο πξαγκαηνπνηείηαη κεηαμχ 15 θαη 30 ιεπηψλ κεηά ηελ έλαξμε ηεο ππξθαγηάο, κηα θξίζηκε πεξίνδνο γηα ηνλ έιεγρν ηεο θσηηάο θαη ηε δηαθπγή απφ απηή. Οη πςειέο ζεξκνθξαζίεο πξνθαινχλ κείσζε ηνπ δεζκνχ κεηαμχ ηεο πάζηαο ηζηκέληνπ θαη ησλ αδξαλψλ θαη πξννδεπηηθή θαηάξξεπζε ηεο δνκήο ηεο γέιεο ζην ηζηκέλην θαη ηελ επαθφινπζε απψιεηα αληνρψλ θαη απμεκέλε ηάζε ζπξξίθλσζεο ιφγσ μήξαλζεο θαη δηαξζξσηηθψλ ξσγκψλ. Ζ επηδείλσζε ηνπ ζθπξνδέκαηνο πνπ εθηίζεηαη ζε πςειέο ζεξκνθξαζίεο κπνξεί λα επεξεαζηεί θαη απφ δηάθνξνπο κεραληθνχο θαη πεξηβαιινληηθνχο παξάγνληεο: πγξαζία, ξπζκφ ζέξκαλζεο, επίπεδν ζεξκνθξαζίαο, ρξφλν ζέξκαλζεο, ςχμεο, κέζνδν κεηά απφ ζέξκαλζε, εθαξκνδφκελν θνξηίν, ηνλ ηχπν ηνπ ηζηκέληνπ θαη ηνλ ηχπν ηνπ νξπθηνχ πξφζζεηνπ. Δμάιινπ, γηα ηελ εμήγεζε ηνπ ζξπκκαηηζκνχ εμεηάδνληαη νη ζεξκνκεραληθέο ηδηφηεηεο, ε ζεξκηθή αζπκβαηφηεηα κεηαμχ ηεο πάζηαο ηζηκέληνπ θαη αδξαλψλ πιηθψλ, νη θπζηθνρεκηθέο αιιαγέο ησλ αδξαλψλ πιηθψλ (π.ρ. πνιπκνξθηθή αλαζηξνθή ηνπ ραιαδία) θαη ε επίδξαζε ηνπ κεγέζνπο αδξαλψλ πιηθψλ. Οη εξεπλεηέο ζε απηφλ ηνλ ηνκέα δελ έρνπλ αθφκε επηηχρεη ηελ πιήξε ζπζρέηηζε ηεο ζπκβνιήο ηνπ θαζελφο απφ απηνχο ηνπο παξάγνληεο ζηνλ ζξπκκαηηζκφ ηνπ ζθπξνδέκαηνο κε ηελ ππξθαγηά. πλεπψο, έρνπλ γίλεη αξθεηέο κειέηεο πνπ αθνξνχλ ζηελ θαηαλφεζε θαη ηελ πξφιεςε απηήο ηεο ςαζπξήο ζπκπεξηθνξάο ηνπ ζθπξνδέκαηνο θαη ηελ αλαζηνιή ηεο δεκηνπξγίαο θαη αλάπηπμεο ησλ ξσγκψλ κε ζθνπφ ηελ πξφιεςε ηεο απψιεηαο ηθαλφηεηάο ηνπ. ην ηνκέα ησλ ζεξάγγσλ ΣΗΡΚΟ ΑΘΑΝΑΗΟ,ΠΣΤΥΗΑΚΖ ΔΡΓΑΗΑ,ΑΣΔΗΘ,ΘΔΑΛΟΝΗΚΖ 2013 17
πνπ είλαη έξγα κεγάιεο θιίκαθαο θαη ε ζπνπδαηφηεηαο ηνπο είλαη ηεξάζηηα ηφζν γηα ην θνηλσληθφ ηνπ φθεινο φζν θαη γηα ην νηθνλνκηθφ ηνπο, κηα ππξθαγηά κέζα ζην εζσηεξηθφ απηήο κπνξεί λα ζεκαίλεη θαη απηνκάησο θαη ηελ θαηαζηξνθή ηεο κε φηη ζπλεπάγεηαη απηή. Γηα παξάδεηγκα ζηε ζήξαγγα ηεο Μάγρεο ππήξμαλ 2 ππξθαγηέο (κηα ην 1996 θαη κηα ην 2008). Σν θφζηνο ηεο δεκηάο ηεο ππξθαγηάο ηνπ 2008 ήηαλ ηεξάζηην.200εθ. ιηγφηεξα κπήθαλ ζηα ηακεία ηνπ Eurotunnel ιφγσ ηεο κείσζεο ηεο κεηαθνξηθήο ηνπ ηθαλφηεηαο θαη πεξίπνπ 60εθ. θφζηηζαλ νη εξγαζίεο απνθαηάζηαζεο νη νπνίεο εκπεξηείραλ ηελ απνμήισζε ηνπ θαηεζηξακκέλνπ ζθπξνδέκαηνο θαη επαλαηνπνζέηεζε 4000 ηφλσλ ζθπξνδέκαηνο εηδηθήο ζχζηαζεο. Καηαιαβαίλνπκε φπνηε ηελ αλάγθε πνπ δεκηνπξγείηαη γηα ζθπξφδεκα αλζεθηηθφ ζε ηέηνηεο θαηαζηάζεηο. Έηζη γηα ηελ απνθαηάζηαζε απηή θαη φηαλ απνθαζίζηεθε ε επέθηαζε ηεο ζήξαγγαο ηεο Μάγρεο κέρξη ην Λνλδίλν δνθίκαζαλ πνιινχο ηχπνπο ηλψλ πξνππιελίνπ (PP) γηα ηελ ελίζρπζε ηνπ ζθπξνδέκαηνο θαη θαηέιεμαλ ζην ζπκπέξαζκα φηη κε εθαξκνγή ηλψλ 32 κηθξφλ κπνξνχκε λα έρνπκε αλεπηπγκέλε αληνρή έλαληη ππξθαγηάο θαη πξνζηαζία απφ πιηθά εθξήμεσλ. Θα ζέιακε λα θάλνπκε μεθάζαξν πσο απηέο ηηο αληνρέο δελ ηηο δίλνπλ φισλ ησλ εηδψλ νη ίλεο PP γηαηί αλ βάινπκε νπνηνδήπνηε είδνπο ηφηε ζα έρνπκε κελ ελίζρπζε αιιά φρη ηελ κέγηζηε δπλαηή. Ο ζξπκκαηηζκφο ηνπ ζθπξνδέκαηνο είλαη ζηελ νπζία ην ζπάζηκν ησλ ζηξψζεσλ ή θνκκαηηψλ ηνπ απφ ηελ επηθάλεηα ηνπ δνκηθνχ ζηνηρείνπ φηαλ απηφ εθηίζεηαη ζηελ πνιχ απφηνκε ζεξκνθξαζηαθή κεηαβνιή πνπ ζπκβαίλεη θαηά ηελ δηάξθεηα ηεο ππξθαγηάο. Οη παξάγνληεο νη νπνίνη επεξεάδνπλ ηνλ ζξπκκαηηζκφ είλαη έλα κίγκα ρεκηθψλ, θπζηθψλ θαη ζεξκνδπλακηθψλ. Δπίζεο παίδνπλ ξφιν αθφκα ε πεξηεθηηθφηεηα ζε πγξαζία, ην είδνο θαη ην κέγεζνο ησλ αδξαλψλ, ε δηαπεξαηφηεηα ηνπ ζθπξνδέκαηνο, ν ξπζκφο ζέξκαλζεο, ε παξνπζία ηνπ νπιηζκνχ θαη ελδερφκελα εμσηεξηθά θνξηία. Οη εηδηθνί ζπκθσλνχλ φηη ππάξρεη πνιχ πεξηζζφηεξνο θίλδπλνο γηα ζξπκκαηηζκφ φηαλ έρνπκε ζθπξφδεκα πςειήο αληνρήο, ιφγσ ησλ κεγαιχηεξσλ πηέζεηο πνπ ζπζζσξεχνληαη ζηνπο πφξνπο θαηά ηε δηάξθεηα ηεο ζέξκαλζεο. ΣΗΡΚΟ ΑΘΑΝΑΗΟ,ΠΣΤΥΗΑΚΖ ΔΡΓΑΗΑ,ΑΣΔΗΘ,ΘΔΑΛΟΝΗΚΖ 2013 18
Γνθίκηα ηεο ζήξαγγαο ηεο Μάγρεο ζε έιεγρν έλαληη ππξθαγηάο(αξηζηεξά ζθπξφδεκα απιήο ζπλζέζεσο θαη δεμηά ζθπξφδεκα εληζρπκέλν κε ίλεο PP) Οη ζεσξίεο γηα ην πψο θαη γηαηί ν ζξπκκαηηζκφο ζπκβαίλεη είλαη θαηά θχξην ιφγν κε βάζε ηελ θίλεζε ηεο πγξαζίαο. Καζψο ε ζεξκνθξαζία ηνπ ζθπξνδέκαηνο απμάλεη, ε πγξαζία ζην ζθπξφδεκα αιιάδεη ζε εμαηκίδνληα αηκφ. Δάλ δελ είλαη ζε ζέζε λα μεθχγεη, ν αηκφο δεκηνπξγεί κηα δξακαηηθή αχμεζε ζηελ πίεζε ζην εζσηεξηθφ ηνπ ζθπξνδέκαηνο. Καζψο απηή ε δηαδηθαζία ζπλερίδεηαη, ε ηάζε αηκψλ απμάλεηαη ζην ζεκείν φπνπ ππεξβαίλεη ηελ εθειθπζηηθή ηθαλφηεηα ηνπ ζθπξνδέκαηνο, πξνθαιψληαο ηα θνκκάηηα ηνπ ζθπξνδέκαηνο λα απνζπψληαη κε ηελ κνξθή έθξεμεο. Όπσο θαη ζηε ζεσξία «δηαθίλεζε πγξαζίαο», ππάξρεη επίζεο θνηλή νκνινγία φηη ε ζπλνιηθή δηαζηνιή πνπ πξνθαιείηαη απφ ζεξκηθέο θαηαπνλήζεηο έρεη επίζεο άκεζε επίδξαζε ζηνλ ζξπκκαηηζκφ. Σψξα ζα πξέπεη λα δνχκε πσο νη ίλεο PP κπνξνχλ λα βνεζήζνπλ ζηελ δηνρέηεπζε ηνπ αηκνχ ή ηεο πγξαζίαο απφ ην ζθπξφδεκα ζην πεξηβάιινλ ρσξίο λα έρνπκε δεκηέο. Γηνρεηεχεηαη ηελ ζηηγκή ηεο ππξθαγηάο θαζψο ιηψλνπλ νη ίλεο κε έλα κεραληζκφ κηθξνξσγκψλ πνπ βαζίδεηαη ζην ζπληειεζηή ζεξκηθήο δηαζηνιήο ησλ PP ν νπνίνο είλαη κεγαιχηεξνο απφ απηφλ ηνπ ζθπξνδέκαηνο θαη κε απηφ ηνλ ηξφπν δεκηνπξγείηαη έλα δίθηπν κηθξν-ξσγκψλ πνπ βνεζά λα εθηνλσζνχλ νη ηάζεηο νη νπνίεο δεκηνπξγνχληαη απφ ηνλ αηκφ. Οη δνθηκέο έγηλαλ ζχκθσλα κε ηα απαηηεηηθά πξφηππα Rijkswaterstatt (RWS) ζε θσηηά δηάξθεηαο 2 σξψλ θαη κε κέγηζηε ζεξκνθξαζία 1.350 ν ζε ζρέζε κε ηα πξφηππα ηνπ EC1 ζε θσηηά δηάξθεηαο 2 σξψλ θαη κε κέγηζηε ζεξκνθξαζία ηνπο 1.100 ν θαη κε κέγεζνο δνθηκίσλ ζηελ πξψηε ΣΗΡΚΟ ΑΘΑΝΑΗΟ,ΠΣΤΥΗΑΚΖ ΔΡΓΑΗΑ,ΑΣΔΗΘ,ΘΔΑΛΟΝΗΚΖ 2013 19
1200mm*1700mm*300mm ελψ ζηε δεχηεξε 500mm*600mm*300mm. Όζνλ αθνξά ην κέγεζνο ησλ αδξαλψλ πνπ ρξεζηκνπνηήζεθαλ ζηελ πξψηε ήηαλ κεγαιχηεξα ελψ ζηελ δεχηεξε κηθξφηεξα ζπλνιηθά θαη ηα πάλει δνθηκήο κε πςειή πεξηεθηηθφηεηα ζε πγξαζία ππφ ζιηπηηθφ θνξηίν θαη κε κηθξφηεξε πνζφηεηα ζε ίλεο. Πξνεγνπκέλσο είρακε αλαθέξεη φηη εθαξκφδνπκε ζην κίγκα καο ίλεο πξνππιελίνπ 32κm. χκθσλα κε ηνλ πίλαθα. βιέπνπκε φηη εθαξκφδνληαο 1.0 kg/m 3 ηλψλ 32κm έρνπκε νξηαθά θαιχηεξα απνηειέζκαηα απφ ηελ εθαξκνγή 1.5 kg/m 3 ηλψλ 18κm. Βάζε ζξπκκαηηζκνχ ζε κεγάιεο θιίκαθαο πιάθεο ζε δνθηκή έλαληη ππξθαγηάο ζχκθσλα κε ηα πξφηππα Rijkswaterstatt Γηα λα είκαζηε ζίγνπξνη γηα ηα απνηειέζκαηα καο ζα πξέπεη λα ρξεζηκνπνηνχκε πιηθά πνπ λα έρνπλ θάπνηεο ζπγθεθξηκέλεο ηδηφηεηεο. Έηζη νη ίλεο πξνππιελίνπ ζα πξέπεη λα είλαη 100% αηφθηεο ρσξίο άιια πξφζκηθηα αιθάληα (νιεθίλεο θιπ). Πξέπεη λα είλαη παξαζθεπαζκέλεο ζχκθσλα κε ηα πξφηππα EN 14889-2:2006 Class 1a θαη λα ππαθνχλ ζηηο πξνδηαγξαθέο ISO 9001 θαζψο θαη λα ππαθνχλ ζηηο πξνδηαγξαθέο ηεο ΔΔ γηα λα θέξνπλ ην ινγφηππν CE, σο δεπηεξεχσλ κέζν ελίζρπζεο ζθπξνδέκαηνο. Όζνλ αθνξά ζηελ δνζνινγία ηλψλ πνπ ζα ρξεζηκνπνηήζνπκε έρεη λα θάλεη θαη αξράο κε ηελ ζχλζεζε ζθπξνδέκαηνο πνπ ζέινπκε λα εθαξκφζνπκε αιιά θαη απφ εθηίκεζε ηνπ ελδερφκελνπ θηλδχλνπ. Πρ αηπρήκαηα ζε νδηθέο ΣΗΡΚΟ ΑΘΑΝΑΗΟ,ΠΣΤΥΗΑΚΖ ΔΡΓΑΗΑ,ΑΣΔΗΘ,ΘΔΑΛΟΝΗΚΖ 2013 20
ζήξαγγεο είλαη πην πηζαλφ λα ζπκβνχλ ζε ζρέζε κε ζηδεξνδξνκηθέο ζήξαγγεο αθελφο κελ ιφγσ ηεο κε-πξνβιεςηκφηεηαο ηεο θίλεζεο ησλ απηνθηλήησλ κέζα ζ απηέο αθεηέξνπ ηεο θχζεο ησλ αγαζψλ πνπ κεηαθέξνληα κέζσ απηψλ. Ζ παξάγξαθνο 6.1 ηνπ EC2 αλαθέξεη φηη ε ρξήζε 2.0 kg/m 3 ηλψλ καο δίλεη έλα πνιχ θαιφ απνηέιεζκα αιιά ζηελ πξαγκαηηθφηεηα νη δνζνινγίεο θπκαίλνληαη απφ 1.0 1.5 kg/m 3 θαη ηα απνηέιεζκα θξίλνληαη ηθαλνπνηεηηθά θαη παξάιιεια ζπκθέξνπζα ηερληθννηθνλνκηθά. ηελ εθαξκνγή φκσο ζην εξγνηάμην είλαη πηζαλφ λα βηψζνπκε θάπνηα πξνβιήκαηα. Έλα απφ απηά ίζσο είλαη ε επηξξνή ησλ ηλψλ ζηελ εξγαζηκφηεηα ηνπ ζθπξνδέκαηνο ηδίσο φηαλ βάδνπκε ίλεο κηθξφηεξεο δηακέηξνπ θαη απηφ ζπκβαίλεη γηαηί νη ιεπηφηεξεο ίλεο έρνπλ πην κεγάιε επηθάλεηα ζπλδπαζηηθά. Αλαθνξηθά νη ίλεο 18κm έρνπλ 77% κεγαιχηεξε επηθάλεηα απφ απηέο ησλ 32κm. Όηαλ ππεξβαίλνπκε ηελ πνζφηεηα ηνπ 1.0 kg/m 3 ζηα κεραλήκαηα εθηφμεπζεο ηνπ ζθπξνδέκαηνο ελδερνκέλσο λα έρνπκε πξνβιήκαηα (πρ βνχισκα θάλεο) φπσο ζπλέβε ζηελ Ννξβεγία ην 2008. Έλαο αθφκα ιφγνο πνπ ρξεζηκνπνηνχκε ίλεο 32 θαη φρη 18κm είλαη φηη θαζψο ρξεζηκνπνηνχκε ίλεο κηθξφηεξεο δηακέηξνπ, απμάλνπκε ηελ πνζφηεηα ηνπ αέξα κέζα ζην κίγκα καο, θαζψο ζε ίλεο 18κm είρακε αχμεζε ηνπ πνζνζηνχ ηνπ αέξα ηεο ηάμεο ηνπ 5-8% ελψ ζηηο ίλεο 32κm ην ίδην πνζνζηφ ήηαλ κφλν ζην 1%. Αχμεζε ηνπ αέξα φκσο απηνκάησο επεξεάδεη ηελ ζιηπηηθή αληνρή. Πξφζθαηεο κειέηεο έδεημαλ φηη γηα θάζε 1% αχμεζε ηνπ αέξα έρνπκε 6% κείσζε ηεο ζιηπηηθήο αληνρήο ηεο θαηαζθεπήο καο. Οπφηε θαηαιαβαίλεηε πφζν ζεκαληηθφ είλαη ν ζπλππνινγηζκφο φισλ ησλ παξαγφλησλ πξηλ απνθαζίζνπκε ηελ νπνηαδήπνηε ελίζρπζε ζηελ θαηαζθεπή καο. Γνθηκή πάλει ζθπξνδέκαηνο έλαληη ππξθαγηάο ΣΗΡΚΟ ΑΘΑΝΑΗΟ,ΠΣΤΥΗΑΚΖ ΔΡΓΑΗΑ,ΑΣΔΗΘ,ΘΔΑΛΟΝΗΚΖ 2013 21
Σα ηειεπηαία ρξφληα πνιιέο ζήξαγγεο αλά ηνλ θφζκν πςίζηεο ζεκαζίαο θπξίσο ιφγσ ηνπ κεγάινπ εχξνπο ηνπο ρξεζηκνπνηνχλ ηελ παξαπάλσ ελίζρπζε πξάγκα πνπ απνδεηθλχεη ηελ ρξεζηκφηεηαο ηεο θαζψο θαη ηελ απνηειεζκαηηθφηεηα ηεο. Μεξηθέο απφ απηέο ηηο ζήξαγγεο είλαη :ην Gotthard Base Tunnel (Switzerland), ην Brenner Eisenbahn Tunnels (Austria), ην Channel Tunnel Rail Link (UK) (Court, 2003), ην Weehawken Tunnel (USA) (Ozdemir, 2006), ην Epping Chatswood Rail Line (Sydney, Australia) (Schmidt, 2005),ηα EastLink Tunnels (Melbourne, Australia) (Highway Engineering, 2007) θαη ην Lane Cove Tunnel (Sydney, Australia).[06] 2.3. Υξήζε ηνπ Γεσαθξνχ Γηνγθσκέλεο Πνιπζηεξίλεο (EPS-Expanded Polystyrene) ζε έξγα νδνπνηίαο Ζ απμαλφκελε αλάγθε γηα λένπο δξφκνπο κπνξεί, ζε πνιιέο πεξηπηψζεηο, λα απαηηήζεη ηελ θαηαζθεπή πάλσ απφ ηα καιαθά ή ραιαξά εδάθε πνπ είλαη δελ είλαη ηθαλά λα ζηεξίμνπλ πξφζζεηα θνξηία. Οη ζρεδηαζηέο πξέπεη λα εληνπίζνπλ θαηλνηφκα πιηθά θαη θαηαζθεπαζηηθέο ηερληθέο γηα ηελ αληηκεηψπηζε ηνπ πξνβιήκαηνο ηνπ δξφκνπ ζε καιαθφ έδαθνο ή φηαλ ε ράξαμε ηνπ δξφκνπ πεξλάεη απφ πγξνηφπνπο, θαη ηελ ίδηα ζηηγκή, γηα λα επηηαρχλνπλ ηα ρξνλνδηαγξάκκαηα ηνπ έξγνπ. Ο γεσαθξφο EPS είλαη έλα ειαθξχ, άθακπην, πιαζηηθφ θαη αθξψδεο, δνκηθφ πιηθφ πνπ παξάγεηαη απφ ζπκπαγείο θφθθνπο πνιπκεξνχο ηνπ ζηπξελίνπ θαη απνηειείηαη θαηά 98% απφ αέξα (80% Ν 2 θαη 20% Ο 2 ). Δίλαη έλα ρεκηθψο θαζαξφ πνιπκεξέο εμαηξεηηθά ζηαζεξφ ζην ρξφλν. Μπνξεί λα ρξεζηκνπνηεζεί γηα λα αληηθαηαζηήζεη ζπκπηεζκέλα εδάθε ή βαξέα πιηθά πιήξσζεο, γηα ηελ πξφιεςε κε απνδεθηψλ θνξηίσλ. Ζ πςειή αληνρή ζε ζιίςε ηνπ γεσαθξφο EPS θαζηζηά ηθαλφ λα ππνζηεξίμεη επαξθψο θνξηία θπθινθνξίαο πνπ ζρεηίδνληαη κε απηνθηλεηνδξφκνπο. ηελ θάζε ηεο θαηαζθεπήο ν γεσαθξφο EPS επίζεο εμνηθνλνκεί ρξφλν, δηφηη είλαη εχθνιν λα ην ρεηξηζηεί (κε εμεηδηθεπκέλν ζπλεξγείν) ρσξίο ηελ αλάγθε γηα εηδηθφ εμνπιηζκφ. Δπεηδή είλαη έλα πξντφλ θαηαζθεπαζκέλν κε πξνδηαγξαθέο ηφηε εμνηθνλνκνχκε πνιχηηκν ρξφλν ζε ελδερφκελεο δνθηκέο γηα ηηο αληνρέο ηνπ ζην πεδίν, ζε αληίζεζε κε άιια πιηθά πιήξσζεο πνπ απαηηνχλ ρξνλνβφξεο θαη ζπρλά δαπαλεξέο δνθηκέο. ΣΗΡΚΟ ΑΘΑΝΑΗΟ,ΠΣΤΥΗΑΚΖ ΔΡΓΑΗΑ,ΑΣΔΗΘ,ΘΔΑΛΟΝΗΚΖ 2013 22
Σππηθή εθαξκνγή ΔΡS Πξψηα έρνπκε κηα ζηξψζε άκκνπ ζην θαηψηαην επίπεδν θαη κεηά έρνπκε απφ πάλσ ηηο ζηξψζεηο φπσο ηελ παξαπάλσ εηθφλα. Αλ θξηζεί αλαγθαίν κπνξνχκε λα βάινπκε κηα ελδηάκεζε ζηξψζε κεηαμχ ηνπ EPS θαη ηνπ θαηαζηξψκαηνο ηεο νδνχ καο. Απηή ε ζηξψζε κπνξεί λα έρεη ηηο 2 αθφινπζεο ιεηηνπξγίεο: Γηα λα εληζρχζεη ηελ ζπλνιηθή απφδνζε θαη ην πξνζδφθηκν δσήο ηνπ θαηαζηξψκαηνο ηεο νδνχ καο θαη γηα λα εληζρχζεη ηελ αληνρή ηνπ EPS θαηά ηελ δηάξθεηα ηεο θαηαζθεπήο αιιά θαη θαηά ηελ δηάξθεηα ηεο ιεηηνπξγίαο ηεο νδνχ. Σα πιηθά πιήξσζεο απηήο ηεο ελδηάκεζεο ζηξψζεο πνηθίινπλ αλάινγα ηελ εθαξκνγή πνπ ζα έρεη ε θάζε νδφο θαη κπνξεί λα είλαη έλα απφ ηα αθφινπζα: γεσπθάζκαηα, γεσκεκβξάλεο πξνζηαζίαο απφ θαχζηκα, έιαηα θιπ, γεσπιέγκαηα, gross beton θαζψο θαη νπιηζκέλε πιάθα ζθπξνδέκαηνο. ΣΗΡΚΟ ΑΘΑΝΑΗΟ,ΠΣΤΥΗΑΚΖ ΔΡΓΑΗΑ,ΑΣΔΗΘ,ΘΔΑΛΟΝΗΚΖ 2013 23
Η ζρέζε κεηαμχ ηνπ EPS ειαθξνπνξνκπεηνχ θαη ζιηπηηθήο αληνρήο Όιεο απηέο νη πξνδηαγξαθέο ηζρχνπλ γηα έξγα ζηδεξνδξνκηθήο ππφβαζεο θαζψο θαη γηα έξγα δηαδξφκσλ απνγεηψζεσλ/πξνζγεηψζεσλ ζε αεξνδξφκηα επίζεο. Σψξα φζνλ αθνξά ηελ αληηζεηζκηθή ζπκπεξηθνξά ηνπ είλαη άςνγν πιηθφ γηαηί είλαη πνιχ ειαθξχ θαη κπνξεί λα ζπκπηεζηεί ζε κεγάιν βαζκφ νπφηε κπνξεί λα ζεσξεζεί ζαλ απνζβεζηηθφ κέζν ησλ κεγάισλ πνζνηήησλ ελέξγεηαο ηνπ ζεηζκνχ. Έρεη κεγάιεο ηηκέο ειαζηηθψλ κέηξσλ θαη αληνρήο (ζε ζρέζε κε ην βάξνο ηνπ πάληα), έρεη πνιχ κηθξφ εηδηθφ βάξνο, έρεη πνιχ κεγάιν πνζνζηφ κε ζπγθνηλσλνχλησλ θελψλ (πιεξσκέλσλ κε αέξα) θαη έρεη κηθξέο ηηκέο ηνπ ιφγνπ ηνπ Poisson. Βάζεη δνθηκψλ ηα νξηδφληηα θνξηία θαηά ηελ δηάξθεηα ελφο ζεηζκνχ κπνξνχλ λα απνζβεζηνχλ απφ 20-50% κε ρξήζε ηνπ EPS αλάινγα θπζηθά κε ην πφζεο ζηξψζεηο έρνπκε θαη ηη είδνο EPS αθξηβψο έρνπκε. Με ηελ εθαξκνγή ηεο αξρήο ηεο επαιιειίαο ρξφλνπ-ζεξκνθξαζίαο γηα ηνλ πξνζδηνξηζκφ ηεο εξππζηηθήο ζπκπεξηθνξάο ησλ γεσαθξψλ EPS ζε βάζνο ρξφλνπ απνδείρζεθε φηη: Όηαλ ην επηβαιιφκελν θνξηίν πξνθαιεί αξρηθή παξακφξθσζε έσο 0.5%, αλακέλεηαη γξακκηθή απφθξηζε ησλ γεσαθξψλ EPS γηα ρξνληθφ δηάζηεκα έσο 100 έηε. Δίλαη ηππνπνηεκέλα γηα ζεξκηθή αγσγηκφηεηα κε ηα πξφηππα ΔΝ 12667, γηα πάρνο κε ηα πξφηππα ΔΝ 823, γηα κήθνο θαη πιάηνο κε ηα πξφηππα ΔΝ 822, γηα επηπεδφηεηα κε ηα πξφηππα ΔΝ 825, γηα νξζνγσληηηθφηεηα κε ηα πξφηππα ΔΝ 824, γηα ζηαζεξφηεηα δηαζηάζεσλ κε ηα πξφηππα ΔΝ 1603, γηα θακπηηθή αληνρή κε ηα πξφηππα ΔΝ 12089, γηα ζιηπηηθή αληνρή κε ηα πξφηππα ΔΝ 826 θαη αληίδξαζε ζηελ θσηηά κε ηα πξφηππα ΔΝ 13501.[07] ΣΗΡΚΟ ΑΘΑΝΑΗΟ,ΠΣΤΥΗΑΚΖ ΔΡΓΑΗΑ,ΑΣΔΗΘ,ΘΔΑΛΟΝΗΚΖ 2013 24
πγθξηηηθφ ηζηφγξακκα Πεηξνβάκβαθα-ΔPS-XPS Δθαξκνγή ηνπ EPS ζηνλ Διιαδηθφ ρψξν ΣΗΡΚΟ ΑΘΑΝΑΗΟ,ΠΣΤΥΗΑΚΖ ΔΡΓΑΗΑ,ΑΣΔΗΘ,ΘΔΑΛΟΝΗΚΖ 2013 25
Σψξα φζνλ αθνξά ηελ πεξηβαιινληηθή ηνπ ππφζηαζε, 10 kg EPS εμνηθνλνκνχλ 4000 ιίηξα πεηξειαίνπ ζε κηα πεξίνδν 50 ρξφλσλ. Σν EPS είλαη εμίζνπ ειαθξχ ζρεδφλ φζν θη ν αέξαο, άξα ρξεηάδεηαη ιηγφηεξα θαχζηκα κεηαθνξάο θαη πξνθαιεί ιηγφηεξε θαηαπφλεζε ζηνπο εξγαδφκελνπο. Σν EPS δελ είλαη ηνμηθφ θη είλαη εληειψο αδξαλέο. Γελ πεξηέρεη ρισξνθζνξάλζξαθεο (CFCs) ή πδξνθζνξάλζξαθεο (HCFCs) θαζ φιε ηε δηάξθεηα ηεο δσήο ηνπ. πλεπψο, δελ βιάπηεη ην φδνλ. Δπίζεο, ην EPS δελ πεξηέρεη θαλέλα νξγαληθφ ζπζηαηηθφ θαη ζπλεπψο δελ ππάξρεη θίλδπλνο κπθεηηάζεσλ ή κηθξννξγαληζκψλ. Σν EPS κπνξεί λα αλαθπθισζεί κε πνιινχο ηξφπνπο φηαλ δελ κπνξεί πιένλ λα ρξεζηκνπνηεζεί. Μεξηθνί απφ απηνχο ηνπο ηξφπνπο είλαη ε απεπζείαο αλαθχθισζή ηνπ ζε λέα θαηαζθεπαζηηθά πξντφληα θαη ε απνηέθξσζή ηνπ κε ζθνπφ λα αλαθηήζεη ην ελεξγεηαθφ πεξηερφκελφ ηνπ. Ζ επηινγή ηεο κεζφδνπ αλαθχθισζεο βαζίδεηαη ζε ηερληθέο, πεξηβαιινληνινγηθέο θαη νηθνλνκηθέο κειέηεο. Σν EPS κπνξεί λα αλαθπθισζεί αλ αλαθηεζεί, ρσξίο πξνζκείμεηο, απφ άιια πιηθά. Σα απνξξίκκαηα ηνπ EPS κπνξνχλ λα αιεζζνχλ θαη λα αλακεηρζνχλ κε παξζέλν πιηθφ θαη λα παξαρζνχλ λέα αθξψδε πξντφληα. Ωο κέξνο ελφο κηθηνχ πιαζηηθνχ απνξξίκκαηνο, ην EPS κπνξεί λα αλαθπθισζεί γηα λα θηηαρηνχλ, γηα παξάδεηγκα, ζηχινη γηα θξάρηεο θαη ηακπέιεο νδνπνηίαο, εμαζθαιίδνληαο κία καθξά θαη ρξήζηκε λέα δσή γηα ην πιαζηηθφ απφξξηκκα. Δλαιιαθηηθά, ην EPS κπνξεί λα ιησζεί θαη λα ζπκπηεζηεί κε ζθνπφ λα δεκηνπξγεζεί ζπκπαγήο πνιπζηεξίλε, γηα είδε φπσο γιάζηξεο γηα θπηά, θξεκάζηξεο γηα παιηά θαη ππνθαηάζηαηα ηνπ μχινπ ή κεηξίαο αληνρήο πνιπζηεξίλε, γηα πξντφληα απφ ηα νπνία κπνξνχλ λα θηηαρηνχλ ραξηί ή ζεξκνκνλσηηθά αληηθείκελα, φπσο δίζθνη, πνηήξηα θ.ι.π. Παγθνζκίσο, ε παξαγσγή EPS θαη ε νιηθή αλαθχθισζε θαηαλαιψλνπλ πνιχ ιίγε ελέξγεηα ζε ζχγθξηζε κε ηα ππφινηπα κνλσηηθά πιηθά. Δπίζεο φζνλ αθνξά ηα δεηήκαηα πγείαο ην EPS δελ ζέηεη ζε θίλδπλν ηελ πγεία ηφζν ζηελ ηνπνζέηεζε φζν θαη θαηά ηε δηάξθεηα ηεο ρξήζεο. Γελ γξαηδνπλά ηα ρέξηα, νχηε εξεζίδεη ην δέξκα ή ηηο βιελλνγφλνπο. Οη θαλφλεο ησλ ζπλζεθψλ εξγαζίαο δελ απαηηνχλ ηε ρξήζε γαληηψλ ή κάζθαο φηαλ ρξεζηκνπνηείηαη έλα ηφζν απαιφ θαη ζπκπαγέο πιηθφ. Δίλαη βηνινγηθά αδξαλέο θαη δελ παξάγεη θακία παζνγελή ζθφλε, αθφκα θαη καθξνπξφζεζκα. Καη επέθηαζε, ην EPS είλαη εμίζνπ αζθαιέο γηα απηνχο πνπ ην ηνπνζεηνχλ θαη γηα απηνχο πνπ ην ρξεζηκνπνηνχλ.[08],[48] ΣΗΡΚΟ ΑΘΑΝΑΗΟ,ΠΣΤΥΗΑΚΖ ΔΡΓΑΗΑ,ΑΣΔΗΘ,ΘΔΑΛΟΝΗΚΖ 2013 26
Σν θαηά πφζν επεξεάδνληαη νη παξαπάλσ παξάγνληεο ζε ζρέζε κε ηελ ζιηπηηθή αληνρή ζηηο 28 κέξεο 2.4. Self-Healing Concrete Ζ αλάπηπμε θαη ε εθαξκνγή ησλ λέσλ πιηθψλ ζηελ θαηαζθεπή πξνζζέηεη ζπλερψο λέεο επηινγέο ζηνπο πειάηεο, ζηνπο ζρεδηαζηέο θαη φινπο ηνπο ππεχζπλνπο γηα ηελ νηθνδφκεζε θαη ηελ θαηαζθεπή. Εεηνχλ ζπλερψο θαιχηεξεο θαη πην αμηφπηζηεο νηθνλνκηθνηερληθά ιχζεηο ζρεηηθά κε ηηο δπλαηφηεηεο ζπληήξεζεο, ψζηε λα αληηκεησπίζεη ηα δηαξθψο απμαλφκελα πξφηππα ζρεδηαζκνχ, αζθάιεηαο θαη ησλ νηθνλνκηθψλ θξηηεξίσλ. Απφ ηφηε πνπ ν Thomas Edison θαηνρχξσζε κε δίπισκα επξεζηηερλίαο ην ηζηκέληνπ ηχπνπ Portland ην 1907, έρεη ρξεζηκνπνηεζεί γηα κηα πνηθηιία απφ δηαθνξεηηθέο ρξήζεηο. Πεδνδξφκηα, θηίξηα, λεξνρχηεο, θαη έπηπια είλαη κφλν κεξηθά απφ ηα πξντφληα πνπ παξαζθεπάδνληαη απφ ηζηκέλην, κε ηε κνξθή ηνπ ζθπξνδέκαηνο. Σζηκέλην είλαη ε μεξή ζθφλε ε νπνία φηαλ αλακεηγλχεηαη κε άιια πξφζζεηα θαη λεξφ καο θάλεη ην γλσζηφ ζε φινπο ζθπξφδεκα. Καηά ηελ ηειεπηαία δεθαεηία, λένη ηχπνη ζθπξνδέκαηνο θαη ηζηκέληνπ έρνπλ δεκηνπξγεζεί πνπ θάλνπλ ηα πάληα, απφην λα ιπγίδνπλ, λα θαιιηεξγνχλ θπηά, θαη αθήλνπλ ην θσο λα πεξλά απφ κέζα ηνπο. Σν 2005, εξεπλεηέο ζην Παλεπηζηήκην ηνπ Michigan δεκηνχξγεζαλ κηα εχθακπηε κνξθή ζθπξνδέκαηνο πνπ είλαη "500 θνξέο πην αλζεθηηθφ ζηηο ξσγκέο θαη 40% ειαθξχηεξν". Έξγα ζηελ Ηαπσλία, ηελ Κνξέα, ηελ Διβεηία θαη ηελ Απζηξαιία έρνπλ ήδε ρξεζηκνπνηήζεη απηφ ην λέν εχθακπην ζθπξφδεκα. ΣΗΡΚΟ ΑΘΑΝΑΗΟ,ΠΣΤΥΗΑΚΖ ΔΡΓΑΗΑ,ΑΣΔΗΘ,ΘΔΑΛΟΝΗΚΖ 2013 27