ΦΥΣΙΚΑ, ΜΗΧΑΝΙΚΑ ΚΑΙ ΤΕΧΝΙΚΑ ΧΑΡΑΚΤΗΡΙΣΤΙΚΑ ΤΩΝ ΠΕΤΡΩΜΑΤΩΝ (ΔΙΑΚΟΣΜΗΤΙΚΩΝ ΚΑΙ ΒΙΟΜΗΧΑΝΙΚΩΝ). Η ΠΕΡΙΠΤΩΣΗ ΤΟΥ ΕΛΛΗΝΙΚΟΥ ΧΑΛΑΖΙΑΚΟΥ ΠΟΡΦΥΡΗ

ΦΥΣΙΚΑ, ΜΗΧΑΝΙΚΑ ΚΑΙ ΤΕΧΝΙΚΑ ΧΑΡΑΚΤΗΡΙΣΤΙΚΑ ΤΩΝ ΠΕΤΡΩΜΑΤΩΝ (ΔΙΑΚΟΣΜΗΤΙΚΩΝ ΚΑΙ ΒΙΟΜΗΧΑΝΙΚΩΝ). Η ΠΕΡΙΠΤΩΣΗ ΤΟΥ ΕΛΛΗΝΙΚΟΥ ΧΑΛΑΖΙΑΚΟΥ ΠΟΡΦΥΡΗ ΥΠΟ ΑΛΕΞΑΝΔΡΟΥ Α. ΓΕΩΡΓΟΥΣΗ (ΠΤΥΧΙΑΚΗ ΕΡΓΑΣΙΑ) Π Α Τ Ρ Α 2 0 1 4

Π Ε Ρ Ι Ε Χ Ο Μ Ε Ν Α Σελίδα ΠΡΟΛΟΓΟΣ... 5 ΕΙΣΑΓΩΓΗ... 5 Κεφ.1. Περί πορφυρών και ονοματολογίας αυτών... 7 Κεφ.2. Γεωλογική δομή της ευρείας περιοχής εκμετάλλευσης... 8 Κεφ.3. Πετρογραφική εξέταση (Ορυκτολογική σύσταση κ.λπ.)... 9 3.1. Γένεση Χρώμα... 9 3.2 Ορυκτολογική ορυκτοχημική σύσταση... 10 3.3. Τύποι του Ελληνικού Χαλαζιακού Πορφύρη... 12 Κεφ. 4. Φυσικά, μηχανικά και τεχνικά χαρακτηριστικά... 13 4.1. Φυσικά χαρακτηριστικά... 14 4.1.1. Φαινόμενο ειδικό βάρος ή ογκομετρικό βάρος (Εv)... 14 4.1.2. Μέτρο ελαστικότητας από θλίψη (Ecs) και κάμψη (Efs)... 17 4.1.3. Συντελεστής εμποτισμού κατά βάρος (Σε ή Ic)... 18 4.1.4. Συντελεστής θερμικής διαστολής (δ)... 20 4.2. Μηχανικά χαρακτηριστικά... 21 4.2.1. Αντοχή στην θλίψη ή θλιπτική αντοχή (Cs)... 21 4.2.2. θλιπτική αντοχή μετά από κατάψυξη - απόψυξη (Csaf)... 23 4.2.3. Αντοχή στον εφελκυσμό ή εφελκυστική αντοχή από κάμψη (Fs)... 25 4.2.4. Αντοχή στον εφελκυσμό από κάμψη, μετά από κατάψυξη-απόψυξη (Fsaf).. 26 4.2.5. Αντοχή στην πρόσκρουση σφαίρας (Is)... 28 4.2.6. Δείκτης αντίστασης στην ολίσθηση (U.S.R.V.), ΕΝ-1342, Annex C... 29

Σελίδα 4.2.7. Αντοχή στην φθορά από τριβή (Αc)... 31 4.2.8. Δείκτης αντίστασης στην φθορά από τριβή (Ai), EN1342 Annex B... 33 4.2.9. Μικροσκληρότητα Knoop (ΗΚ)... 35 4.3. Τεχνικά χαρακτηριστικά... 36 4.3.1. Δείκτης αντίστασης στην απότριψη(a.a.v.)... 36 4.3.2. Δείκτης αντίστασης στη στίλβωση (P.S.V.)... 37 4.3.3. Συντελεστής αντοχής % στη τριβή και κρούση Los Angeles (L.A)... 39 4.3.4. Δείκτης αντοχής στην τριβή κατά Deval ξηρό (DS) και υγρό (DH)... 39 4.3.5. Συντελεστής στιγμιαίας σκληρότητας (DRi)... 40 4.3.6. Συντελεστής αντοχής στην τριβή και κρούση micro Deval (MDE)... 41 Κεφ. 5. Σειρά κατάταξης και επιλογή χρήσεως, των καταλληλότερων ανθρακικών και αργιλοπυριτικών διακοσμητικών πετρωμάτων... 42 ΣΥΜΠΕΡΑΣΜΑΤΑ... 49 ΒΙΒΛΙΟΓΡΑΦΙΑ... 51

ΠΡΟΛΟΓΟΣ Η παρούσα πτυχιακή εργασία μου ανατέθηκε από τον καθηγητή μου στο μάθημα της τεχνικής γεωλογίας Δρα κ. Νικόλαο Σαμπατακάκη, μετά από υπόδειξη του ομότιμου καθηγητή τεχνικής γεωλογίας του ίδιου πανεπιστημίου Δρα κ. Γεωργίου Κούκη και πρόταση του Δρα Γεωλόγου Περιβαλλοντολόγου κ. Κωνσταντίνου Ι. Ρήγα. Θερμά ευχαριστώ από τη θέση αυτή τον καθηγητή Τεχνικής Γεωλογίας του Πανεπιστημίου μας Δρα κ. Νικόλαο Σαμπατακάκη, για την ανάθεση της πτυχιακής εργασίας, με τίτλο: «Φυσικά, Μηχανικά και Τεχνικά χαρακτηριστικά των πετρωματων (διακοσμητικών και βιομηχανικών). Η περίπτωση του Ελληνικού Χαλαζιακού Πορφύρη», τη συνεχή επίβλεψη και τις εύστοχες παρατηρήσεις του, προκειμένου να περατωθεί αυτή η εργασία. Ευχαριστώ επίσης τον ομότιμο καθηγητή Τεχνικής Γεωλογίας του ιδίου Πανεπιστημίου Δρα κ. Γεώργιο Κούκη, για την υπόδειξη του συγκεκριμένου θέματος και για την εμπιστοσύνη που έδειξε στο πρόσωπό μου. Επιπροσθέτως θα ήθελα να ευχαριστήσω τον Δρα Γεωλόγο Περιβαλλοντολόγο κ. Κωνσταντίνο Ι. Ρήγα, για τη συνεχή παρακολούθηση όλων των σταδίων της παρούσης εργασίας, την αμέριστη υποστήριξη και συμπαράσταση που μου προσέφερε, αλλά και την ξεχωριστή εμπειρία που αποκόμισα από την συνεργασία μαζί του. Την πτυχιακή μου εργασία αφιερώνω στην οικογένεια μου, για την ηθική και οικονομική στήριξη που μου παρείχε για την περάτωσή της. ΕΙΣΑΓΩΓΗ Οι πορφύρες ή χαλαζιακοί πορφύρες ή πορφυρίτες λίθοι, είναι ηφαιστειακής ή υποηφαιστειακής γενέσεως πετρώματα, τα οποία απαντώνται σε πολλές χρωματικές ποικιλίες όπως, πορφυρό, ερυθρόχροο, ερυθρόφαιο, τεφρόφαιο, τεφρόχροο, τεφρομέλανο ή / και πράσινο. Τα πετρώματα αυτά χρησιμοποιούνται ως διακοσμητικά ή / και ως δομικά υλικά, στα υπό ανάπλαση ιστορικά κέντρα πόλεων και όχι μόνο [16]. Οι πορφύρες είναι τα πλέον κατάλληλα για το σκοπό αυτό πετρώματα και αυτό οφείλεται στα εξαιρετικά φυσικά, μηχανικά και τεχνικά τους χαρακτηριστικά, καθώς και στο -5-

αναλλοίωτο του χρώματος και της δομής των. Το γεγονός αυτό, τα καθιστά ως τα πλέον διαχρονικά απ' όλα τα διακοσμητικά πετρώματα, είτε αυτά ανήκουν στην κατηγορία των ανθρακικών, είτε στην κατηγορία των αργιλοπυριτικών πετρωμάτων. Ηφαιστειακά πετρώματα με πορφυριτικό ιστό εξορύσσοντο από την αρχαιότητα. Στην κατηγορία αυτή ανήκουν ο ερυθρός πορφυρίτης Αιγύπτου, γνωστός ως Porfido rosso antico και ο πράσινος κροκεάτης λίθος ή αυγιτικός ανδεσινικός πορφυρίτης, γνωστός και ως Porfido verde antico (βλ. Εικ.1). Εικ.1. Κυβόλιθοι Porfido verde antico Κροκεών Ελλαδας και Porfido rosso antico Αιγύπτου, ανάμεσα σε μεγαλύτερους ή μικρότερους κυβολίθους από λευκό μάρμαρο (Βατικανό). Κοιτάσματα πορφυρών υπάρχουν πολύ λίγα στον κόσμο. Τα πλέον γνωστά είναι της Ιταλίας (Porfido di Albiano Trento), της Αργεντινής (Porfiris de Puerto Madryn) και του Μεξικού (Porfiris de San Luis de la Paz). Μετά από συστηματικές γεωλογικές έρευνες, που διεξήγαγε τα τελευταία χρόνια ο Δρα Κωνσταντίνος Ι. Ρήγας στην περιοχή της Κεντρικής Ροδοπικής μάζας ανακάλυψε ένα σημαντικό, από άποψη ποιότητας και αποθεμάτων κοίτασμα, αυτό του Χαλαζιακού Πορφύρη Ξάνθης [12], η λεπτομερής εξέταση των Φυσικό Μηχανικών και Τεχνικών χαρακτηριστικών του οποίου, αποτελεί αντικείμενο της παρούσας πτυχιακής εργασίας. -6-

Κεφ.1. Περί πορφυρών και ονοματολογίας αυτών Όσον αφορά τον γενικό επιστημονικό τεχνικό όρο πορφύρης, αυτός καλύπτει από πλευράς τύπου και ουσίας όλα τα μαγματικά πετρώματα που έχουν πορφυριτικό ιστό. Πορφυριτικός ιστός, είναι ο πρωτογενής εκείνος ιστός, ο οποίος συγκροτείται από μεγαλύτερους κρυστάλλους, τους λεγόμενους φαινοκρυστάλλους, οι οποίοι βρίσκονται παρενεσπαρμένοι εντός μίας μικροκρυσταλλικής ή μικρολιθικής ή αφανιτικής ή / και άμορφης μάζας. Ανάλογα με το είδος του ορυκτού των φαινοκρυστάλλων και του τύπου του πετρώματος γίνεται λόγος για χαλαζιακό πορφύρη, αστριακό πορφύρη, μονζονιτικό πορφύρη, κ.λπ. Για παράδειγμα, χαλαζιακοί είναι οι πορφύρες του όρους Κούλα Πάχνης Κοτύλης Ν. Ξάνθης και του Albiano της επαρχίας Trento Ιταλίας, αστριακοί ή ακριβέστερα αστριοχαλαζιακοί χαρακτηρίζονται οι πορφύρες της Αργεντινής, ενώ μονζονιτικός είναι ο ροδοπράσινος πορφύρης του Αγίου Γερμανού Ν.Φλώρινας. Στο σημείο αυτό θα πρέπει να αναφερθεί ότι οι χαλαζιακοί ή αστριο-χαλαζιακοί πορφύρες είναι μαγματικά πετρώματα που ανήκουν στην υποκατηγορία των υποηφαιστειακών πετρωμάτων και ως εκ τούτου είναι ταυτόσημα με τους ρυόλιθους, λόγω του χημισμού των (περιεκτικότητα σε SiO 2 >66%). Τα πετρώματα αυτά θα μπορούσαν επίσης να ονομαστούν και ρυολιθικοί πορφύρες κατά το μονζονιτικοί πορφύρες. Ορισμένοι υποστηρίζουν ότι, οι εν λόγω χαλαζιακοί πορφύρες ανήκουν στην κατηγορία των ρυολοθικών ιγκνιμπριτών, που είναι πυροκλαστικά πετρώματα ροής και όχι πτώσης. Η ονομασία πορφυρίτης έχει βάση και είναι δόκιμη να χρησιμοποιείται, όταν μιλάει κανείς για λίθους, πορφυρίτες λίθους (porphyrites lapidis), όπως είναι η περίπτωση του Κροκεάτη λίθου. Πρέπει επίσης να επισημανθεί πως ο όρος πορφυρίτης, με τον τρόπο που χρησιμοποιείται στην βιβλιογραφία, παραπέμπει σε λιγότερο όξινα παλαιά ηφαιστειακά πετρώματα(π.χ. Ανω-Παλαιοζωικού) της κατηγορίας των ανδεσιτών. -7-

Εξαιτίας λοιπόν του λόγου που μόλις προαναφέραμε, πορφυρίτες ονομάστηκαν οι ανδεσίτες παλαιοζωικής ηλικίας των Κροκεών Πελοποννήσου και της Αιγύπτου. Στην περίπτωση αυτή, ίσως η σωστότερη ονομασία των πετρωμάτων αυτών, θα έπρεπε να είναι ανδεσιτικοί πορφύρες. Κεφ.2. Γεωλογική δομή της ευρείας περιοχής εκμετάλλευσης Στη γεωλογική δομή της ευρύτερης περιοχής του κοιτάσματος Χαλαζιακός Πορφύρης Ξάνθης, συμμετέχουν από τους παλαιότερους προς τους νεότερους, οι ακόλουθοι γεωλογικοί σχηματισμοί: α) Σχιστογνευσιακό υπόβαθρο παλαιοζωϊκής ηλικίας, το οποίο διατρέχεται από μαγματικές διεισδύσεις όξινης συστάσεως, συνοδευόμενες από πηγματιτικές και απλιτικές φλέβες, στους ανώτερους ορίζοντες του οποίου εντοπίζονται ανθρακικά πετρώματα (ασβεστιτικά και δολομιτικά μάρμαρα). β) Δολομιτικά και ασβεστιτικά μάρμαρα μεγάλου πάχους, μάλλον παλαιοζωικής ηλικίας, αν και χαρακτηρίζονται από ορισμένους, ως μεσοζωικά. γ) Μεταλπικά ιζήματα παλαιογενούς-νεογενούς ηλικίας, συνιστάμενα από μάργες και αργίλους, στα οποία παρεμβάλονται πάγκοι ψαμμιτών και κοιτάσματα τραβερτινών. δ) Ηφαιστειακά και υπο-ηφαιστειακά πετρώματα κυρίως όξινης συστάσεως, τα οποία συνιστούν ένα ευρύτατο «ρυολιθικό πλατώ» ή «ιγκνιμπριτικό πεδίο», το οποίο αποτελεί τμήμα του λεγόμενου εσωτερικού ηφαιστειακού τόξου, που εντοπίζεται στην κρυσταλλοσχιστώδη μάζα της Ροδόπης. Όλα τα συγκριτικά γενετικά, στρωματογραφικά και τεκτονικά στοιχεία, που υπάρχουν για τον Χαλαζιακό Πορφύρη Ξάνθης, οδηγούν στο συμπέρασμα ότι αυτός είναι μεσοζωικής (ολιγοκαινικής) ηλικίας, όπως αποδείχθηκε με ραδιοχρονολόγηση. Τέλος, πρέπει να αναφερθεί όπως το τμήμα του εν λόγω «ιγκνιμπριτικού» πεδίου, που καταλαμβάνει τις περιοχές Καλότυχο και Χαϊντού-Κοτύλη του Νομού Ξάνθης, αποτελείται κυρίως από υγιείς ρυόλιθους και εξαλλοιωμένους ηφαιστειακούς τόφους. -8-

Κεφ.3. Πετρογραφική εξέταση (Ορυκτολογική σύσταση κ.λπ.) 3.1. Γένεση Χρώμα Οι χαλαζιακοί πορφύρες των ερευνηθεισών λατομικών εκτάσεων, του όρους Κούλα Πάχνης Κοτύλης, προήλθαν κατά τον Κ. Ρήγα [12] από τη στερεοποίηση ενός οξίνου συστάσεως μάγματος, που συνοδευόταν από υδροθερμικά διαλύματα και πτητικά συστατικά. Τα κύρια και ιδιάζοντα γνωρίσματα του συγκεκριμένου πετρώματος είναι αφενός ο πορφυριτικός του ιστός, δηλαδή η παρουσία μεγαλυτέρων κρυστάλλων χαλαζία και αστρίων, εντός μιας μικροκρυσταλλικής, μικρολιθικής, αφανιτικής ή / και άμορφης κύριας μάζας και αφετέρου ο φυσικός αποχωρισμός ή κατάτμηση σε πλάκες ή / και παραλληλεπίπεδα ποικίλου πάχους, λόγω συστολής του πετρώματος κατά την ψύξη του και της δράσης κατευθυνόμενων τάσεων (stress) περιφερειακώς - εφαπτομενικώς της μάζας αυτού. Κατά την εξέταση λεπτών τομών στο πολωτικό μικροσκόπιο διαπιστώθηκε η ύπαρξη δύο (2) γενεών κρυστάλλων, που αντιστοιχούν στα δύο (2) στάδια-σταθμούς εξόδου του μάγματος, το ενδογήινο και το της εκρήξεως. Κατά το πρώτο στάδιο, το οποίο είναι και το βαθύτερο, η άνοδος του μάγματος και η ψύξη αυτού ήταν αργή, με αποτέλεσμα να σχηματιστούν όλοι σχεδόν οι φαινοκρύσταλλοι. Κατά το δέυτερο στάδιο, το οποίο είναι ρηχότερο, η ψύξη προχώρησε ταχύτερα, οπότε οι σχηματισθέντες κρύσταλλοι έχουν μικρότερο μέγεθος. Επίσης η μικρολιθική ή άμορφος υελώδης μάζα, η οποία παίζει το ρόλο της συγκολλητικής ουσίας, δημιουργήθηκε όταν το μάγμα εκχύθηκε στην επιφάνεια υπό τη μορφή λάβας. Στην περίπτωση που γίνεται λόγος για «ρυολιθικό ιγκνιμπρίτη» τότε ομιλούμε για πορφυροκλάστες χαλαζία και αστρίων, καθώς και για λιθικά θραύσματα. Ένα ακόμη άλλο χαρακτηριστικό γνώρισμα του εξεταζόμενου πετρώματος, το οποίο εντοπίζεται μόνο στον τεφρομέλανα πορφύρη, είναι η μετατροπή της άμορφης μάζας αυτού σε πολύ μικρούς κρυστάλλους χαλαζία. Το παραπάνω στοιχείο μαζί με την κατάτμιση του πετρώματος σε πλάκες και σε παραλληλεπίπεδα, αποτελούν τις αποδείξεις της επίδρασης κατευθυνόμενων τάσεων, ταυτόχρονα ή / και αμέσως μετά την έξοδο του μάγματος στην επιφάνεια. -9-

Παρατηρείται δηλαδή ένα είδος πορφυριτικού ιστού που εμπεριέχει μεταβάσεις μεταξύ των μεγαλύτερων και των μικρότερων κρυστάλλων αυτού, στον οποίο δόθηκε το όνομα Porphyrartig από τον καθηγητή του Πολυτεχνείου της Ζυρίχης Paul Niggli. Το χρώμα του Ελληνικού Χαλαζιακού Πορφύρη που επικρατεί, είναι κυρίως το ερυθρόφαιο, χωρίς όμως να λείπει και το τεφρόφαιο (ανθρακί), αλλά και το τεφρομέλανο, το οποίο χρώμα οφείλεται στην κύρια μάζα(συγκολλητική ουσία). Στον Ελληνικό Χαλαζιακό Πορφύρη αφθονούν οι κρύσταλλοι χαλαζία, διαφόρου μεγέθους, οι όποιοι είναι διαφανείς ή / και σκουρόχρωμοι (καπνιάς). Υπάρχουν επίσης κρύσταλλοι αστρίων (πλαγιόκλαστα, σανίδινο κ.λπ.) λευκού χρώματος, καθώς και λίγοι σκουρόχρωμοι κρύσταλλοι βιοτίτη, κεροστίλβης κ.λπ. 3.2. Ορυκτολογική ορυκτοχημική σύσταση Η Ορυκτολογική-ορυκτοχημική σύσταση του Ελληνικού Χαλαζιακου Πορφυρη, είναι αποτέλεσμα του χημισμού του μάγματος και του τρόπου γενέσεως αυτού. Από τις χημικές αναλύσεις που διενεργήθηκαν σε αντιπροσωπευτικά δείγματα χαλαζιακού πορφύρη, προερχόμενα από το ορεινό συγκρότημα Κούλα Στράτα Τσούκα, που βρίσκεται βορειοδυτικά και ανάντη του οικισμού ΠΑΧΝΗ της πρώην κοινότητας ΚΟΤΥΛΗ, προέκυψε η παρακάτω μέση χημική σύνθεση: ΠΙΝΑΚΑΣ I. Μέση χημική σύνθεση του Ελληνικού Χαλαζιακού Πορφύρη Διοξείδιο του Πυριτίου SiO 2 71.73 % Διοξείδιο του Τιτανίου TiO 2 0.58 % Τριοξείδιο του Αργιλίου Al 2 O 3 14.02 % Τριοξείδιο του Σιδήρου Fe 2 O 3 1.31 % Οξείδιο του Σιδήρου FeO 0.88 % Οξείδιο του Μαγγανίου MnO 0.07 % Οξείδιο του Μαγνησίου MgO 0.51 % Οξείδιο του Ασβεστίου CaO 2.24 % Οξείδιο του Νατρίου Na 2 O 3.81 % Οξείδιο του Καλίου K 2 O 4.09 % Πεντοξείδιο του Φωσφόρου P 4 O 5 0.09 % Απώλεια πυρώσεως L.O.I 0.67 % Σύνολο 100.00 % -10-

Από το περιεχόμενο του παραπάνω Πίνακα, γίνεται φανερό, ότι το μάγμα από το οποίο έχει προέλθει ο Χαλαζιακός Πορφύρης Ξάνθης, είναι πολύ όξινο (περίσσεια SiO 2 ) και επομένως αναμένετε ο σχηματισμός πληθώρας κρυστάλλων χαλαζία, όπως και τελικά εγένετο. Οι κρύσταλλοι χαλαζία, που αφθονούν στο πέτρωμα και καλύπτουν ποσοστά 32 έως 36% του συνόλου των ορυκτών αυτού, είναι σε μεγάλο αριθμό μικρού έως μεσαίου μεγέθους (0.2 έως 2 χιλ.). Αφθονούν ακόμη κρύσταλλοι μεγαλυτέρου μεγέθους, οι λεγόμενοι φαινοκρύσταλλοι (έως 4 χιλ.), που χαρακτηρίζουν το πέτρωμα, προσδίδοντας του και το όνομα χαλαζιακός πορφύρης (βλ. Εικ.2). Εικ.2. Φωτογραφίες λεπτών τομών Χαλαζιακού πορφύρη με κάθετα Nicols (α) Ερυθρόφαιος χρωματικός τύπος και (β) Τεφρόφαιος χρωματικός τύπος. Σε μικρότερο ποσοστό, δηλαδή 24 έως 28%, συμμετέχουν οι κρύσταλλοι των αστρίων, όπως προέκυψε από την εμβαδομέτρηση λεπτών τομών, οι όποιοι παρουσιάζουν εμφανή σχισμό και σε ορισμένες περιπτώσεις ελαφρά εξαλλοίωση. Το ειδος των ορυκτών που ανευρίσκονται στον Χαλαζιακό Πορφυρη Ξανθης συμπληρώνουν, σε ποσοστό περίπου 10%, κρύσταλλοι βιοτίτη, κεροστίλβης αλλά και ελάχιστοι κρύσταλλοι ζιρκονίου και απατίτη (συμπτωματικά ορυκτά). -11-

Το υπόλοιπο 30%, καταλαμβάνει η θεμελιώδης μάζα, που είναι μια φυσική ορυκτή ουσία(matrix), με τη μορφή μικροκρυσταλλικού ή μικρολιθικού ή αφανιτικού ή / και άμορφου διοξειδίου του πυριτίου (SiO 2 ) η οποία συγκολλά όλους τους ήδη σχηματισθέντες στα προηγούμενα στάδια κρυστάλλους ή πυροκλάστες χαλαζία κ.λπ. 3.3. Τύποι του Ελληνικού Χαλαζιακού Πορφύρη Ο Ελληνικός Χαλαζιακός Πορφύρης ή Χαλαζιακός Πορφύρης Ξανθης είναι ένα μαγματικό υπο ηφαιστειακό πέτρωμα ή / και πυροκλαστικό πέτρωμα ροής, το οποιο εκ της συστάσεως και της δομής του παρουσιάζει στατιστική ομοιογένεια. Η όποια παρατηρούμενη ανομοιομορφία και οι ασυνέχειες του πετρώματος οφείλονται, αφενός στη διαφοροποίηση του μαγματος κατά την άνοδο του και την κλασματική κρυστάλλωση αυτού και αφετέρου στην επίδραση συντεκτονικών και μετατεκτονικών τάσεων, όταν το μάγμα δεν είχε ακόμη στερεοποιηθεί. Η ανομοιομορφία του Χαλαζιακού Πορφύρη Ξάνθης, εξαντλείται σε κάποια εγκλείσματα ή / και ξενολίθους ή / και λιθικά θραύσματα διαφορετικού χρώματος, συστάσεως και δομής, που εντοπίζονται μέσα στη μάζα του. Ο διαχωρισμός του Χαλαζιακού Πορφύρη Ξάνθης σε διαφορετικούς τύπους, είναι συνάρτηση αποκλειστικά του χρώματος του πετρώματος. Από τα παραπάνω συνάγεται ότι, ο Χαλαζιακός Πορφύρης Ξάνθης μπορεί να παράγεται κατά τον Κ. Ρήγα [12] σε δύο (2) επιμέρους ξεχωριστούς χρωματικούς τύπους. Ο πρώτος τύπος (επικρατών), έχει δύο (2) παραλλαγές: τον ερυθρόφαιο και τον τεφρόφαιο. Ο δεύτερος τύπος (υπολειπόμενος) είναι ο τεφρομέλας (βλέπε. Εικ.3). -12-

Εικ.3. Επεξεργασμένες επιφάνειες των τύπων του Eλληνικού Xαλαζιακού Πορφύρη α) Ημιστιλβωμένη, β) Φλογοσκαλισμένη (τεφρομέλας), γ) και δ) Στιλβωμένες. Κεφ. 4. Φυσικά, μηχανικά και τεχνικά χαρακτηριστικά Όλα τα πετρώματα, και μέσα σε αυτά η κατηγορία των διακοσμητικών, παρουσιάζουν συγκεκριμένες φυσικές ιδιότητες επειδή είναι φυσικά υλικά. Η γνώση των φυσικομηχανικών και τεχνικών χαρακτηριστικών των πετρωμάτων είναι πολύ μεγάλης σπουδαιότητας, αφού με αυτά μπορεί να αξιολογηθεί η καταλληλότερη χρήση τους ως διακοσμητικά ή / και ως οικοδομικά υλικά, καθώς και η συμπεριφορά αυτών στην κοπή και την επεξεργασία τους. Απαραίτητη είναι λοιπόν η πραγματοποίηση δοκιμών τεχνικής καταλληλότητας, με τις οποίες μπορούν να προσδιοριστούν τα προαναφερθέντα χαρακτηριστικά, ενώ ένα μικρό -13-

μόνο μέρος αυτών, μπορεί να προσδιοριστεί καθαρά με πετρογραφικές μεθόδους. Για να είναι συγκρίσιμα τα αποτελέσματα των εκτελουμένων δοκιμών, αυτές θα πρέπει να γίνονται με συγκεκριμένους κανονισμούς, έτσι ώστε αυτά να είναι συγκρίσιμα μεταξύ τους, αλλά και για να αξιολογούνται και να ερμηνεύονται ορθά. Για την εκτέλεση των δοκιμών τεχνικής καταλληλότητας ακολουθούνται διεθνείς κανονισμοί από τους οποίους οι γνωστότεροι και κυριότεροι είναι: οι Ιταλικοί U.N.I. (Unioni Norme Italiane), οι Γερμανικοί D.I.N. (Deutche Industrie Normen) και οι Αμερικάνικοι A.S.T.Μ. (American Standards for Testing Materials). Πλην όμως τα τελευταία χρόνια έχουν θεσπιστεί οι Ευρωπαϊκοί κανονισμοί (European Norme EN), οι οποίοι είναι υποχρεωτικοί για όλες τις ευρωπαϊκές χώρες. Σε κάθε περίπτωση, η καταπόνηση των δοκιμίων θα πρέπει να γίνεται κάθετα στην επιφάνεια με το καλύτερο διακοσμητικό αποτέλεσμα, διότι μόνο έτσι οι δοκιμές θα είναι ρεαλιστικές, πρακτικές και θα ανταποκρίνονται καλύτερα στις πραγματικές ανάγκες της καταλληλότερης χρήσης των διακοσμητικών πετρωμάτων. Τέλος, δεν θα παραλείψουμε να τονίσουμε ότι, οι κανονισμοί θα πρέπει να τηρούνται αυστηρά, για να είναι αξιόπιστα τα αποτελέσματα των δοκιμών. 4.1. Φυσικά χαρακτηριστικά 4.1.1. Φαινόμενο ειδικό βάρος ή ογκομετρικό βάρος Ως ειδικό βάρος ορίζεται ο λόγος του βάρους προς τον όγκο του δοκιμίου του πετρώματος. Για να γίνει κατανοητή αυτή η φυσική ιδιότητα, θα πρέπει να τονιστεί ότι κανένα στερεό σώμα δεν μπορεί να είναι απολύτως συμπαγές, αφού είναι δεδομένη η ύπαρξη πόρων και κοιλοτήτων εντός της μάζας αυτού. Επομένως, γίνεται φανερό ότι θα πρέπει να προσδιορίζονται δύο όγκοι, ο φαινομενικός όγκος Vφ, οποίος περικλείει τα κενά μεταξύ των ορυκτών του πετρώματος και ο πραγματικός ή απόλυτος όγκος Vπ, στον υπολογισμό του οποίου δεν λαμβάνονται υπόψη οι κοιλότητες και τα κενά. -14-

Από τη στιγμή που οι όγκοι είναι δύο, εύκολα γίνεται αντιληπτό ότι και τα ειδικά βάρη είναι δύο. α) Φαινόμενο ειδικό βάρος ή σχετική πυκνότητα, που δίνεται από τον τύπο: εφ= Β / Vφ εφ: Φαινόμενο ειδικό βάρος Β: Βάρος δοκιμίου Vφ: Φαινόμενος όγκος δοκιμίου β) Πραγματικό ειδικό βάρος ή απόλυτη πυκνότητα, που δίνεται από τον τύπο: επ= Β / Vπ επ: Πραγματικό ειδικό βάρος Β: Βάρος δοκιμίου Vπ: Πραγματικός όγκος του δοκιμίου Από τα παραπάνω συνάγεται ότι το πραγματικό ειδικό βάρος θα είναι πάντα μεγαλύτερο του φαινόμενου ειδικού βάρους, διότι ο πραγματικός όγκος είναι πάντα μικρότερος του φαινόμενου όγκου. Περιγραφή του τρόπου εκτέλεσης Κατά τα Αμερικάνικα πρότυπα, έξι δοκίμια τα οποία έχουν συγκεκριμένο γεωμετρικό σχήμα (π.χ. κυλινδρικό) με λόγο ύψους προς διάμετρο από 1:1 μέχρι 2:1, ξηραίνονται σε 105 ± 2ºC για 24 ώρες σε έναν εργαστηριακό φούρνο και αφού παραμείνουν για περίπου μισή ώρα έξω από τον φούρνο, ζυγίζονται. Στη συνέχεια, τα δοκίμια βυθίζονται σε αποσταγμένο ή φιλτραρισμένο νερό, του οποίου η θερμοκρασία είναι 20 ± 5ºC. Η βύθιση αυτή διαρκεί όσο χρόνο χρειάζεται για να εξαφανιστούν οι φυσαλίδες από την επιφάνειά των δοκιμίων. Ακολούθως, τα δοκίμια σκουπίζονται με ένα υγρό ύφασμα και ζυγίζονται με ακρίβεια 0,02 του γραμμαρίου. -15-

Τέλος, προσδιορίζεται το βυθισμένο βάρος του δοκιμίου και το βυθισμένο βάρος του καλαθιού μέσα στο οποίο τοποθετούνται τα δοκίμια. Από τη διαφορά των βαρών αυτών προκύπτει το βυθισμένο βάρος Ββ του κάθε δοκιμίου. Το φαινόμενο ειδικό βάρος υπολογίζεται από την παρακάτω ισότητα: εφ = Βξ / Βυ Ββ Βξ: Ξηρό βάρος του δοκιμίου Βυ: Υγρό βάρος του δοκιμίου Ββ: Βυθισμένο βάρος του δοκιμίου Πρέπει να αναφερθεί εδώ, ότι μονάδα μέτρησης του φαινόμενου ειδικού βάρους (Εφ) είναι τα γραμμάρια ανά κυβικό εκατοστό (γραμ. / κ.ε. ή gr / cm 3 ) και του ογκομετρικού βάρους (Εν) τα χιλιόγραμμα ανά κυβικό μέτρο (χλγ. / κ.μ. ή Kgr / m 3 ). Τέλος, θα πρέπει να τονιστεί ότι το ογκομετρικό βάρος συναρτάται αφενός με το πορώδες του πετρώματος και αφετέρου με την ορυκτολογική σύστασή (ανθρακικό, αργιλοπυριτικό) και τη δομή του. Για παράδειγμα ένα ασβεστιτικό μάρμαρο (π.χ. Πεντελικό), έχει ογκομετρικό βάρος μικρότερο από ένα αντίστοιχο δολομιτικό (π.χ. χιονόλευκο Θάσου) και ένα αργιλοπυριτικό πέτρωμα υπο-ηφαιστειακής γενέσεως (χαλαζιακός πορφύρης), έχει μικρότερο ειδικό βάρος από ένα συμπαγές ηφαιστειακό πέτρωμα (π.χ. βασάλτης). Κύμανση ειδικού βάρους στα διακοσμητικά πετρώματα. Όσον αφορά το ογκομετρικό βάρος (ε v ) των ανθρακικών πετρωμάτων, αυτό εμφανίζεται αρκετά υψηλό και κυμαίνεται από 2.650 έως 2.850 Kgr/m 3, ενώ τα αργιλοπυριτικά πετρώματα παρουσιάζουν χαμηλότερο ογκομετρικό βάρος από τα ανθρακικά (αυτό κατέρχεται μέχρι 2.550 Κgr/m 3 ). Πιο συγκεκριμένα, σε μια ταξινόμηση των διακοσμητικών πετρωμάτων, ανάλογα με το ογκομετρικό τους βάρος Εν, την πρώτη θέση καταλαμβάνουν τα δολομιτικά μάρμαρα (ε v >2.820 χλγ./κ.μ.), στη δεύτερη θέση βρίσκονται οι σερπεντινίτες και οι οφειτοασβεστίτες -16-

(ε v 2.780 χλγ./κ.μ.), την τρίτη θέση καταλαμβάνουν τα ασβεστιτικά μάρμαρα (ε v 2.710 χλγ./κ.μ.), ενώ οι γρανίτες και τα συγγενή πετρώματα βρίσκονται στην τέταρτη θέση (ε v 2.600 χλγ./κ.μ.) και τέλος, οι τραβερτίνες με ε v 2.600 χλγ./κ.μ. καταλαμβάνουν την πέμπτη θέση, σε σημαντική διαφορά από τα προηγούμενα [10]. Ογκομετρικό ή φαινόμενο ειδικό βάρος του Ελληνικού Χαλαζιακού Πορφύρη Το προσδιορισθέν ογκομετρικό βάρος του Ελληνικού Χαλαζιακού Πορφύρη είναι 2.560 Kgr / m 3 [12]. 4.1.2. Μέτρο ελαστικότητας από θλίψη (Ecs) και κάμψη (Efs). Ως Mέτρο Eλαστικότητας (Ecs) ορίζεται ο λόγος της τάσης (P/S) προς την αντίστοιχη παραμόρφωση (Δl/l) του δοκιμίου. Επίσης, μπορεί να οριστεί ως η κλίση της καμπύλης τάσης παραμόρφωσης. Το Μέτρο Ελαστικότητας μετριέται σε Κgr/cm 2 ή σε MPα (όπου 1Κgr/cm 2 = 10,2 ΜPa και 1 ΜPa=1Ν/nm 2 ). Τα πετρώματα είναι άκαμπτα υλικά, δηλαδή δεν επιδέχονται ελαστική παραμόρφωση. Επομένως, όταν το εξωτερικό φορτίο που ασκείται σε κάποιο δοκίμιο πετρώματος ξεπερνάει το όριο αντοχής αυτών, το δοκίμιο θραύεται. Γίνεται λοιπόν κατανοητό ότι η ακρίβεια των μετρήσεων του φορτίου και της παραμόρφωσης του δοκιμίου κατά την καταπόνηση του, αποτελούν τον σημαντικότερο παράγοντα για τον ορθό και ακριβή υπολογισμό (προσδιορισμό) του Μέτρου Ελαστικότητας. Περιγραφή του τρόπου εκτέλεσης Αρχικά, δύο (2) κυλινδρικά δοκίμια που έχουν διαστάσεις d = h = 5 εκατοστά, υποβάλλονται σε καταπόνηση κατά τον κατακόρυφο άξονα. Τα εφαρμοζόμενα φορτία υπολογίζονται με μεγάλη ακρίβεια (7,5 χλγ.), μέσω μιας ειδικής συσκευής. Οι αξονικές παραμορφώσεις που παρουσιάζουν τα κυλινδρικά δοκίμια υπολογίζονται με τη βοήθεια ηλεκτρικών μηκυνσιομέτρων (strain gaigers), ενώ η ακρίβεια των υπολογισμών είναι της τάξεως του εκατομμυριοστού του χιλιοστού (10 6 mm). -17-

Τελικώς από τις μετρήσεις και τον λόγο της τάσης προς την παραμόρφωση υπολογίζεται το Μέτρο Ελαστικότητας (Ε) στην μοναξονική ανεμπόδιστη θλίψη. Κύμανση Μέτρου ελαστικότητας από θλίψη (Εcs) και κάμψη (Efs). To Μέτρο Ελαστικότητας από θλίψη (Εcs) των ανθρακικών πετρωμάτων είναι αρκετά έως πολύ υψηλό, με τιμές που κυμαίνονται από 45 έως 75 x 10 3 MPα, ενώ το μέτρο ελαστικότητας (Εcs) των αργιλοπυριτικών πετρωμάτων, κυμαίνεται αντίστοιχα, μεταξύ 35 και 45 x 10 3 MPa. Υπέρβαση των τιμών αυτών, (>65 x 10 3 MPα) παρουσιάζουν οι πορφύρες και δη οι Χαλαζιακοί Πορφύρες. Πιο αναλυτικά: Πολύ μεγάλο Μέτρο Ελαστικότητας (Εcs) παρουσιάζουν οι σερπεντινίτες (Εcs = 130 x 10 3 ΜPa), ενδιάμεσες τιμές Ecs παρουσιάζουν τα πραγματικά μάρμαρα (65 x 10 3 ΜPa), καθώς και οι συμπαγείς ασβεστόλιθοι (Εcs = 70 x10 3 ΜPa), χαμηλότερες τιμές παρουσιάζουν οι τραβερτίνες (Εcs = 50 x10 3 ΜPa) και τέλος, πολύ χαμηλές τιμές Μέτρου Ελαστικότητας (Εcs) εμφανίζουν οι γρανίτες 35-45 x10 3 ΜPa [10]. Μέτρο Ελαστικότητας μετριέται και κατά την καταπόνηση των δοκιμίων στον εφελκυσμό από κάμψη (Efs), το οποίο είναι ασύγκριτα μεγαλύτερο από το αντίστοιχο στην θλίψη (Εcs) και το οποίο κυμαίνεται από 1.000 2.000 x10 3 ΜPa (1 έως 2 GPa). Το Efs των χαλαζιακών πορφυρών κυμαίνεται μεταξύ 5 8.000 x 10 3 ΜPa (5 8 GPa). Μέτρο Ελαστικότητας Εcs και Efs του Ελληνικού Χαλαζιακού Πορφύρη Το Mέτρο Eλαστικότητας του Ελληνικού Χαλαζιακού Πορφύρη είναι: Ecs = 67,2 x10 3 MPa και Εfs = 8.000 x 10 3 ΜPa ή 8 GPa [12]. 4.1.3. Συντελεστής εμποτισμού κατά βάρος (Σε ή Ic) Υδαταπορρόφηση ή εμποτισμός είναι η φυσική ιδιότητα των πετρωμάτων να κορέννυνται σε νερό. Ο συντελεστής αυτός εκφράζεται επί τοις % ή πρακτικότερα επί τοις κατά βάρος και είναι αδιάστατο μέγεθος (γρμ. ανά χλγ. πετρώματος). -18-

Η γνώση του ποσοστού υδαταπορρόφησης σε ορισμένες περιπτώσεις είναι μεγάλης σπουδαιότητας, διότι αυξάνει το ογκομετρικό βάρος του διακοσμητικού πετρώματος,στο οποίο στηρίζεται ο κυβισμός του. Χαρακτηριστικό παράδειγμα αποτελούν τα δολομιτικά μάρμαρα, τα οποία σε φυσική κατάσταση ζυγίζουν λιγότερο από όταν αυτά εμποτιστούν με νερό, π.χ. το δολομιτικό μάρμαρο Ajax Παγγαίου ζυγίζει 2.827 χλγ/κ.μ. σε φυσική κατάσταση, όμως φτάνει τα 3.000 χλγ/κ.μ. όταν εμποτιστεί με νερό. Τέλος, πρέπει να αναφερθεί ότι το ποσοστό υδαταπορρόφησης ή ο συντελεστής εμποτισμού αποκτά πρακτική σημασία μόνο στις περιπτώσεις που τα πετρώματα χρησιμοποιούνται για εξωτερικές επενδύσεις τοίχων, δαπέδων, οδών κ.λπ. Περιγραφή του τρόπου εκτέλεσης Η διαδικασία προσδιορισμού του συντελεστή εμποτισμού είναι παρόμοια με εκείνη του ογκομετρικού βάρους. Αρχικά λοιπόν, έξι δοκίμια τα οποία έχουν κυλινδρικό σχήμα με λόγο διάμετρο προς ύψος (d/h) 1:1 μέχρι 2:1 ξηραίνονται για 24 ώρες σε ένα εργαστηριακό φούρνο στους 105± 2ºC. Στη συνέχεια, παραμένουν για περίπου μισή ώρα (30 λεπτά) έξω από τον φούρνο και μετά ζυγίζονται με ακρίβεια της τάξεως του 0,02 του γρμ. Μετά την ξήρανση ακολουθεί βύθιση των δοκιμίων σε απεσταγμένο ή φιλτραρισμένο νερό θερμοκρασίας 20 ± 5ºC για 48 ώρες. Στη συνέχεια, τα δοκίμια σκουπίζονται με υγρό ύφασμα και ζυγίζονται με ακρίβεια 0,02 του γρμ. Ο υπολογισμός τους συντελεστή εμποτισμού ή υδαταπορρόφησης % κατά βάρος δίνεται από την παρακάτω ισότητα: Σε = Βυ - Βξ / Βξ Βξ: Ξηρό βάρος Bυ: Υγρό βάρος Κύμανση του συντελεστή εμποτισμού κατά βάρος Γενικά, ο συντελεστής εμποτισμού κατά βάρος Σε κυμαίνεται από 0,5 έως 2,5 για τα ανθρακικά πετρώματα (εξαιρούνται οι οφειτοασβεστίτες στους οποίους αυτός φτάνει μέχρι -19-

5,0 ), στα δε αργιλοπυριτικά πετρώματα ο συντελεστής εμποτισμού κυμαίνεται από 2,5 έως 5,5, ενώ αν συμπεριληφθούν και τα ηφαιστειακής προέλευσης, ο συντελεστής μπορεί να φτάσει έως και 8. Ειδικότερα, μικρό συντελεστή εμποτισμού Σε εμφανίζουν οι σερμπεντινίτες (Σε 0,30 ), οι ασβεστόλιθοι και τα γνήσια μάρμαρα (Σε = 0,60 3,40 ), μέσο έως υψηλό συντελεστή εμποτισμού Ic παρουσιάζουν οι γρανίτες και τα συγγενή πετρώματα (Σε 3,53 ), καθώς και οι οφειτοασβεστίτες (Σε 4 4,5 ). Τέλος, πολύ υψηλό συντελεστή εμποτισμού Ic παρουσιάζουν οι πορώδεις ασβεστόλιθοι και οι τραβερτίνες (Σε 10,15 ) [10]. Συντελεστής υδαταπορρόφησης ή εμποτισμού κατά βάρος (Σε ή Ic) του Ελληνικού Χαλαζιακού Πορφύρη Ο συντελεστής υδαταπορρόφησης Σε ή εμποτισμού Ic του Ελληνικού Χαλαζιακού Πορφύρη είναι Σε = 5,50 [12]. 4.1.4. Συντελεστής θερμικής διαστολής (δ) Ο συντελεστής θερμικής διαστολής δ είναι μια φυσική ιδιότητα μικρότερης όμως σημασίας από αυτήν που της αποδίδουν. Αφορά τα πετρώματα που χρησιμοποιούνται τόσο για εσωτερικές όσον και για εξωτερικές επενδύσεις. Ο συντελεστής θερμικής διαστολής των πετρωμάτων θεωρείται γενικά μικρός, αν και είναι διπλάσιος του σκυροδέματος (δ= 0,0027 mm/l.m.ºc). Πρέπει να σημειωθεί ότι οι εξωτερικές επενδύσεις «αναπνέουν» ευκολότερα από τις εσωτερικές, λόγω των υπαρχόντων αρμών διαστολής ανά τακτά διαστήματα, παρά το αναμενόμενο μεγαλύτερο ημερήσιο θερμομετρικό εύρος. Κύμανση του συντελεστή θερμικής διαστολής δ Ο συντελεστής θερμικής διαστολής δ των πετρωμάτων είναι γενικά χαμηλός στα ανθρακικά πετρώματα (3,5 5,5 x 10 3 mm/l.m. ºC), ενώ είναι αρκετά υψηλός στα αργιλοπυριτικά (5,5 7,5 10 3 mm/l.m.ºc) [14]. -20-

Συντελεστής θερμικής διαστολής δ του Ελληνικού Χαλαζιακού Πορφύρη Ο συντελεστής θερμικής διαστολής του Ελληνικού Χαλαζιακού Πορφύρη είναι: δ = 5,25 x 10-3 mm / l.m ºC [12]. 4.2. Μηχανικά χαρακτηριστικά 4.2.1. Αντοχή στην θλίψη ή θλιπτική αντοχή Cs Ως θλιπτική αντοχή (Cs) ορίζεται ο λόγος του συνολικού φορτίου P τη στιγμή της θραύσης, προς το εμβαδό S της διατομής του δοκιμίου (Cs=P/S). Μονάδα μέτρησης της θλιπτικής αντοχής Cs είναι τα Kgr/cm 2 ή MPa και στη τιμή της αντικατοπτρίζεται η σύσταση και η δομή των πετρωμάτων, καθώς και η χρησιμοποίηση τους ως δομικών στοιχείων. Περιγραφή του τρόπου εκτέλεσης Για να εκτελεστεί η δοκιμή απαιτούνται τρεις κύλινδροι των οποίων το ύψος h, είναι ίσο προς τη διάμετρο τους d. Όσον αφορά τα στιφρο - μεσοκοκκώδη διακοσμητικά πετρώματα, οι διαστάσεις των κυλινδρικών δοκιμίων είναι h=d=5 εκατοστά, ενώ για τα μεσο-αδροκοκκώδη οι διαστάσεις τους είναι h=d=10 εκατοστά. Στο σημείο αυτό πρέπει να αναφερθεί ότι η θλιπτική αντοχή μειώνεται σε πολύ στενά όρια όταν μεταβάλλεται ο λόγος h / d από 1 έως 2. Όμως, δεν συμβαίνει το ίδιο όταν ο λόγος h / d λαμβάνει τιμές μικρότερες της μονάδας (οπότε οι αντοχές αυξάνονται εκθετικά). Το παραπάνω ζήτημα μπορεί να αντιμετωπιστεί με τη χρήση της παρακάτω σχέσης: Ca = Cs / 0,778 + 0,222 (d - h) Ca: ανηγμένη θλιπτική αντοχή Cs: αντοχή στη θλίψη d: διάμετρος κυλίνδρου h: ύψος κυλίνδρου Οι μετρήσεις αντοχής στη θλίψη των πετρωμάτων (π.χ. μαρμάρου) γίνονται σε δοκίμια με φυσική υγρασία. -21-

Με τα παλαιότερα πρότυπα, η θλιπτική αντοχή υπολογιζόταν μετά από καταπόνηση των δοκιμίων σε είκοσι (20) κύκλους κατάψυξης απόψυξης. Σήμερα με τα ευρωπαϊκά πρότυπα, οι κύκλοι αυτοί αυξήθηκαν στους πενήντα οχτώ (58). Επίσης, πρέπει να αναφερθεί ότι τα πειράματα για τον υπολογισμό της θλιπτικής αντοχής γίνονται, για ευνόητους λόγους, στα ίδια δοκίμια που είχαν χρησιμοποιηθεί για τον υπολογισμό του ογκομετρικού βάρους και του συντελεστή υδαταπορρόφησης. Ακόμη, θα πρέπει τα κυλινδρικά δοκίμια να έχουν απολύτως παράλληλες βάσεις, ώστε να μην πιέζονται έκκεντρα. Στις δοκιμές που πραγματοποιήθηκαν, η ταχύτητα επιβολής της θλιπτικής τάσης ήταν 7 χλγ./τ.ε. και ανά δευτερόλεπτο, η δε προώθηση του στελέχους της πρέσσας ήταν 0,13 εκατοστά το λεπτό. Στο σημείο αυτό πρέπει να αναφερθεί ότι στην πράξη δημιουργήθηκε ένα ζήτημα, που είναι ο ακριβής προσδιορισμός του εκάστοτε εφαρμοζόμενου φορτίου, το οποίο όμως ζήτημα ξεπεράστηκε με τη χρήση κυψέλης φορτίου και ενισχυτή με 4.000 περίπου υποδιαιρέσεις, όπου στην κάθε υποδιαίρεση αντιστοιχεί φορτίο 7,55 χλγ. Κύμανση της θλιπτικής αντοχής Cs Γενικά η θλιπτική αντοχή Cs των ανθρακικών πετρωμάτων κυμαίνεται μεταξύ 90 MPa και 150 MPa, των αργιλοπυριτικών από 130 MPa έως 210 MPa, ενώ οι Χαλαζιακοί πορφύρες φθάνουν έως και τα 250-280 MPa. Αναλυτικότερα, οι χαλαζιακοί πορφύρες εμφανίζουν πολύ μεγάλη θλιπτική αντοχή (Cs) μέχρι 3.000 χλγ./τ.ε. Μεγάλη αντοχή εμφανίζουν οι γρανίτες και τα συγγενή πετρώματα (Cs= 2.000 χλγ./τ.ε.) και σχετικά μεγάλη αντοχή εμφανίζουν οι οφειτοασβεστίτες (Cs = 1.500 χλγ./τ.ε.). Τέλος, οι καταπονημένοι ασβεστόλιθοι, τα λατυποπαγή και οι τραβερτίνες (Cs = 650-900 χλγ./τ.ε.), εμφανίζουν χαμηλή αντοχή [10]. Θλιπτική αντοχή Cs του Ελληνικού Χαλαζιακού Πορφύρη Η αντοχή στην μονοαξονική ανεμπόδιστη θλίψη Cs του Ελληνικού Χαλαζιακού Πορφύρη είναι 225,5 MPa [12]. -22-

4.2.2. Θλιπτική αντοχή μετά από κατάψυξη - απόψυξη Csaf Ως θλιπτική αντοχή (Csaf) ορίζεται ο λόγος του συνολικού φορτίου P τη στιγμή της θραύσης, προς το εμβαδό S της διατομής του δοκιμίου (Csaf=P/S).Μονάδα μέτρησης της θλιπτικής αντοχής Csaf είναι τα Kgr/cm 2 ή MPa και είναι μαζί με την εφελκυστική αντοχή οι δύο σπουδαιότερες μηχανικές ιδιοτητες των διακοσμητικών πετρωμάτων, διότι στην τιμή τους αντικατοπτρίζεται η σύσταση και η δομή των πετρωμάτων, καθώς και η χρησιμοποίηση αυτών ως δομικών στοιχείων. Περιγραφή του τρόπου εκτέλεσης Θα πρέπει να αναφερθεί, ότι η δοκιμή προσδιορισμού της Csaf εκτελείται ακριβώς με τον ιδιο τρόπο που εκτελείται και η δοκιμή προσδιορισμού της Cs,με την μόνη διαφορά ότι έχουν προηγηθεί 20 ή 58 κύκλοι κατάψυξης απόψυξης. Για να εκτελεστεί η δοκιμή απαιτούνται τρεις κύλινδροι των οποίων το ύψος h, είναι ίσο προς τη διάμετρο τους d. Όσον αφορά τα στιφρο-μεσοκοκκώδη διακοσμητικά πετρώματα, οι διαστάσεις των κυλινδρικών δοκιμίων είναι h = d = 5 εκατοστά, ενώ για τα μεσοαδροκοκκώδη οι διαστάσεις τους είναι h = d = 10 εκατοστά. Στο σημείο αυτό πρέπει να αναφερθεί ότι η θλιπτική αντοχή μειώνεται σε πολύ στενά όρια όταν μεταβάλλεται ο λόγος h/d από 1 έως 2. Όμως, δεν συμβαίνει το ίδιο όταν ο λόγος h/d λαμβάνει τιμές μικρότερες της μονάδας (οπότε οι αντοχές αυξάνονται εκθετικά). Το παραπάνω ζήτημα μπορεί να αντιμετωπιστεί με τη χρήση της παρακάτω σχέσης: Ca = Csaf / 0,778 + 0,222 (d - h) Ca: ανηγμένη θλιπτική αντοχή Csaf: αντοχή στη θλίψη d: διάμετρος κυλίνδρου h: ύψος κυλίνδρου -23-

Οι μετρήσεις αντοχής στη θλίψη των πετρωμάτων (π.χ. μαρμάρου) γίνονται σε δοκίμια με φυσική υγρασία. Με τα παλαιότερα πρότυπα, η θλιπτική αντοχή υπολογίζετο μετά από καταπόνηση των δοκιμίων σε είκοσι (20) κύκλους κατάψυξης απόψυξης. Σήμερα με τα αναθεωρημένα ευρωπαϊκά πρότυπα, οι κύκλοι αυτοί αυξήθηκαν στους πενήντα οχτώ (58). Επίσης, πρέπει να αναφερθεί oτι τα πειράματα για τον υπολογισμό της θλιπτικής αντοχής γίνονται, για ευνόητους λόγους, στα ίδια δοκίμια που είχαν χρησιμοποιηθεί για τον υπολογισμό του ογκομετρικού βάρους και του συντελεστή υδαταπορρόφησης. Ακόμη, θα πρέπει τα κυλινδρικά δοκίμια να έχουν απολύτως παράλληλες βάσεις, ώστε να μην πιέζονται έκκεντρα. Στις δοκιμές που πραγματοποιήθηκαν, η ταχύτητα επιβολής της θλιπτικής τάσης ήταν 7 χλγ./τ.ε. και ανά δευτερόλεπτο, η δε προώθηση του στελέχους της πρέσσας ήταν 0,13 εκατοστά το λεπτό. Στο σημείο αυτό πρέπει να αναφερθεί ότι στην πράξη δημιουργήθηκε ένα ζήτημα, που είναι ο ακριβής προσδιορισμός του εκάστοτε εφαρμοζόμενου φορτίου, το οποίο όμως ζήτημα ξεπεράστηκε με τη χρήση κυψέλης φορτίου και ενισχυτή με 4.000 περίπου υποδιαιρέσεις, όπου στην κάθε υποδιαίρεση αντιστοιχεί φορτίο 7,55 χλγ. Κύμανση της θλιπτικής αντοχής Csaf Η θλιπτική αντοχή Csaf είναι μειωμένη κατά περίπου 5%, σε σχέση με την Cs, η οποία όπως αναφέρθηκε παραπάνω κυμαίνεται μεταξύ 90 MPa και 150 MPa στα ανθρακικά πετρώματα και από 130 MPa έως 210 MPa στα αργιλοπυριτικά πετρώματα, ενώ οι Χαλαζιακοί Πορφύρες φθάνουν έως και τα 250-280 MPa [10]. Θλιπτική αντοχή Csaf του Ελληνικού Χαλαζιακού Πορφύρη Η θλιπτική αντοχή Csaf του Ελληνικού Χαλαζιακού Πορφύρη είναι 209,5 MPa [12]. -24-

4.2.3. Αντοχή στον εφελκυσμό ή εφελκυστική αντοχή από κάμψη (Fs) Η αντοχή στον εφελκυσμό (Fs) υπολογίζεται από την παρακάτω ισότητα: Fs = 3/2 P L / b h 2 P: επιβαλλόμενο φορτίο l: μήκος δοκιμίου b: πλάτος δοκιμίου h: πάχος δοκιμίου Μονάδα μέτρησης της εφελκυστικής αντοχής από κάμψη (Fs), η οποία χαρακτηρίζεται ως η σημαντικότερη μηχανική ιδιότητα των διακοσμητικών πετρωμάτων και ως εκ τούτου αναγκαία, προκειμένου για πλάκες, ορθογώνια παραλληλεπίπεδα και γενικά αρχιτεκτονικά μέλη, που υφίστανται καμπτικές καταπονήσεις είναι τo Κgr/cm 2 ή το MPa. Πρέπει επίσης να αποσαφηνιστεί, ότι όταν γίνεται ενίσχυση των πλακών μαρμάρου ή γρανίτη, δεν αυξάνεται η αντοχή στον εφελκυσμό του πετρώματος, η οποία είναι μια φυσική σταθερά αυτού, αλλά μεταβάλλεται η δυνατότητα να δέχεται η πλάκα μεγαλύτερες ροπές υπό την προϋπόθεση να μην υπάρξει αστοχία δεσμού και το υπό την μορφή οπλισμού ενισχυτικό υλικό να έχει μεγαλύτερη εφελκυστική αντοχή από το πέτρωμα [9]. Περιγραφή του τρόπου εκτέλεσης Για να προσδιοριστεί η αντοχή στον εφελκυσμό, έξι δοκίμια με μήκος l = 20 εκατοστά, πλάτος b = 7 εκατοστά και πάχος h = 2 εκατοστά, αφού πρώτα σημαδευτούν στη μεσοδιατομή και σε δύο εγκάρσιες διατομές που ισαπέχουν από αυτήν εννιά (9) εκατοστά, τοποθετούνται πάνω στις δύο ακμές της μηχανής, που απέχουν μεταξύ τους δέκα οχτώ (18) εκατοστά. Το κάθε δοκίμιο κάτω από την επίδραση του φορτίου P υφίσταται τη μέγιστη καταπόνηση στη διατομή AB, της οποίας οι επάνω κρύσταλλοι ή κόκκοι θλίβονται και οι κάτω εφελκύονται. -25-

Οι τάσεις που αναπτύσσονται στα δοκίμια δίνονται από την ισότητα: σ = M / I y Μ: ροπή κάμψεως Ι: ροπή αδράνειας της διατομής (I = b h 3 / 12) y: απόσταση από κεντροβαρικό άξονα. Κύμανση της εφελκυστικής αντοχής από κάμψη Fs Η αντοχή στον εφελκυσμό από κάμψη κυμαίνεται στα ανθρακικά και τα αργιλλοπυριτικά πετρώματα από 13 MPa έως 22 MPa. Εκεί όμως που παρατηρείται υπέρβαση του ανώτερου ορίου τιμών, που λαμβάνει η εφελκυστική αντοχή Fs, είναι oι περιπτώσεις του Χαλαζιακού Πορφύρη, και των μικροκρυσταλλικών, μικροκοκκωδών ανθρακικών πετρωμάτων [14]. Αντοχή στον εφελκυσμό Fs του Ελληνικού Χαλαζιακού Πορφύρη Η αντοχή στον εφελκυσμό από κάμψη Fs του Ελληνικού Χαλαζιακού Πορφύρη είναι 23 MPa [12]. 4.2.4. Αντοχή στον εφελκυσμό από κάμψη, μετά από κατάψυξη-απόψυξη Fsaf Η αντοχή στον εφελκυσμό Fsaf υπολογίζεται από την παρακάτω ισότητα: Fsaf = 3/2 P L / b h 2 P: επιβαλλόμενο φορτίο l: μήκος δοκιμίου b: πλάτος δοκιμίου h: πάχος δοκιμίου -26-

Μονάδα μέτρησης της εφελκυστικής αντοχής από κάμψη (Fsaf) η οποία χαρακτηρίζεται ως η σημαντικότερη μηχανική ιδιότητα των διακοσμητικών πετρωμάτων και ως εκ τούτου αναγκαία, προκειμένου για πλάκες, ορθογώνια παραλληλεπίπεδα και γενικά αρχιτεκτονικά μέλη, που υφίστανται καμπτικές καταπονήσεις κατά τη χρησιμοποίηση τους για εξωτερικές επενδύσεις είναι τo Κgr/cm 2 ή το MPa. Περιγραφή του τρόπου εκτέλεσης Διευκρινίζεται ότι ο τρόπος εκτέλεσης της δοκιμής προσδιορισμού της αντοχής στον εφελκυσμό Fsaf,είναι ακριβώς ο ίδιος με αυτόν της εφελκυστικής αντοχής Fs, με τη μόνη διαφορά, ότι έχουν προηγηθεί 58 κύκλοι κατάψυξης - απόψυξης. Για τον προσδιορισμό της αντοχής στον εφελκυσμό, έξι δοκίμια μήκους l = 20 εκατ., πλάτους b = 7 εκατ. και πάχους h = 2 εκατ., αφού πρώτα σημαδευτούν στη μεσοδιατομή και σε δύο εγκάρσιες διατομές που ισαπέχουν από αυτήν εννιά (9) εκατοστά, τοποθετούνται πάνω στις δύο ακμές της μηχανής, που απέχουν μεταξύ τους δέκα οχτώ (18) εκατοστά Το κάθε δοκίμιο κάτω από την επίδραση του φορτίου P υφίσταται τη μέγιστη καταπόνηση στη διατομή AB, της οποίας οι επάνω κρύσταλλοι ή κόκκοι θλίβονται και οι κάτω εφελκύονται. Οι τάσεις που αναπτύσσονται στα δοκίμια δίνονται από την παρακάτω ισότητα: σ = M / I y Μ: ροπή κάμψεως Ι: ροπή αδράνειας της διατομής (I= b h 3 /12) y: απόσταση από τον κεντροβαρικό άξονα. Κύμανση της εφελκυστικής αντοχής από κάμψη Fsaf Η αντοχή στον εφελκυσμό από κάμψη Fsaf είναι μειωμένη κατά περίπου 5%, σε σχέση με την Fs και κυμαίνεται στα ανθρακικά και τα αργιλλοπυριτικά πετρώματα από 13 MPa έως 22 MPa. Εκεί όμως που παρατηρείται υπέρβαση του ανώτερου ορίου τιμών, που -27-

λαμβάνει η εφελκυστική αντοχή Fsaf, είναι οι περιπτώσεις του Χαλαζιακού Πορφύρη, και των μικροκρυσταλλικών, μικροκοκκωδών ανθρακικών πετρωμάτων [14]. Αντοχή στον εφελκυσμό Fsaf του Ελληνικού Χαλαζιακού Πορφύρη Η αντοχή στον εφελκυσμό από κάμψη Fsaf του Ελληνικού Χαλαζιακού Πορφύρη είναι 21.5 MPa [12]. 4.2.5. Αντοχή στην πρόσκρουση σφαίρας Is Περιγραφή του τρόπου εκτέλεσης Η αντοχή στην πρόσκρουση σφαίρας (Is) προσδιορίζεται από το ελάχιστο ύψος από το οποίο πέφτει μια σφαίρα βάρους ενός κιλού, επάνω σε πλάκα διακοσμητικού πετρώματος διαστάσεων 20x20x3 εκατοστών, η οποία κάθεται σε στρώμα άμμου υπερτριπλάσιου πάχους, προκαλώντας τη θραύση της. Πρέπει επίσης να τονιστεί ότι η τεχνική αυτή ιδιότητα κατέχει μαζί με την εφελκυστική αντοχή σπουδαία πρακτική σημασία σε περιπτώσεις που το πάχος των πλακών είναι μειωμένο (της τάξεως των 3 έως 5 cm). Κύμανση της Αντοχής στην πρόσκρουση σφαίρας Is Γενικά, η αντοχή στην πρόσκρουση Is σφαίρας επί της πλάκας είναι συνάρτηση της ορυκτολογικής σύστασης, της δομής και των φυσικών αδυναμιών των διακοσμητικών πετρωμάτων. Η αντοχή στην πρόσκρουση (Is) κυμαίνεται εντός ευρέων ορίων και πιο συγκεκριμένα, από 35 cm έως 80 cm ή / και περισσότερο. Τη μεγαλύτερη αντοχή στην πρόσκρουση εμφανίζει ο σερμπεντινίτης (82 εκατ.). Ακολουθούν στη δεύτερη θέση οι συμπαγείς ασβεστόλιθοι, οι γρανίτες, οι οφειτοασβεστίτες, καθώς και τα γνήσια μάρμαρα (50 55 εκατ.). Στην τελευταία θέση κατατάσσονται όλοι οι άλλοι ασβεστόλιθοι, τα ασβεστολιθικά λατυποπαγή και οι τραβερτίνες με Is 30 32 εκατ. [10]. -28-

Αντοχή στην πρόσκρουση Is του Ελληνικού Χαλαζιακού Πορφύρη Η αντοχή στην πρόσκρουση σφαίρας (Is), που παρουσιάζει ο Ελληνικός Χαλαζιακός Πορφύρης είναι 64 εκατοστά [12]. 4.2.6. Δείκτης αντίστασης στην ολίσθηση (U.S.R.V.), ΕΝ-1342, Annex C Ο υπολογισμός του δείκτη αντίστασης στην ολίσθηση (Unpolished Sleep Resistance Value) των διάφορων πετρωμάτων, γίνεται με τη συσκευή της εικόνας 4. Ο εν λόγω δείκτης προσδιορίζεται με την επιφανεια του δοκιμίου αφενός ξηρά (dry) και αφετέρου "μπανιαρισμενη" με νερό (wet), οπότε η ολίσθηση του λαστιχένιου τσοκ πάνω στην επιφάνεια του πλακιδίου θα είναι πιο εύκολη, επομένως ο δείκτης θα αφεθεί σε υψηλότερη θέση, δηλαδή ο δείκτης αντίστασης στην ολίσθηση θα είναι μικρότερος. Περιγραφή του τρόπου εκτέλεσης Αφού πρώτα τοποθετηθεί το δοκίμιο (πλακίδιο) διαστάσεων 13,6 cm x 8,6 cm και πάχους περί τα 2 cm, σε τρόπο ώστε το πλακίδιο να βρίσκεται στο ιδιο επίπεδο με το μεταλλικό πλαίσιο στερεώσεώς του, μετακινούμε το εκκρεμές μαζί με το δείκτη στο άνω δεξιό σημείο εκκίνησης, όπως προβλέπεται από το ΕΝ και το αφήνουμε να κινηθεί προς τα κάτω, με μόνη επιδρούσα δύναμη τη βαρύτητα. Το εκκρεμές κατερχόμενο με το λαστιχένιο τσοκ να ολισθαίνει επί της επιφανείας του δοκιμίου πλακιδίου του πετρώματος και ανάλογα με την τραχύτητα αυτού, ανέρχεται σε χαμηλότερο ή υψηλότερο επίπεδο, αφήνοντας το δείκτη σε συγκεκριμένο σημείο της βαθμολογημένης κλίμακας, προσδιορίζοντας έτσι τον δείκτη αντίστασης στην ολίσθηση. -29-

ΥΠΟΜΝΗΜΑ 1) Κλίμακα μήκους ολίσθησης(εσωτερική) 126 mm. 6) Κοχλίας επιπέδωσης. 2) Κλίμακα μήκους ολίσθησης (εξωτερική) 76 mm. 7) Δοκίμιο πετρώματος. 3) Δείκτης(βελόνα). 8) Φυσαλίδα της επιπέδωσης. 4) Εκκρεμές. 9) Κοχλίας καθετοποίησης συσκευής. 5) Λάστιχο του τσοκ. Εικ.4. Συσκευή (εκκρεμές) μετρήσεως δείκτη αντίστασης στην ολίσθηση -30-

Οι μετρήσεις του δείκτη αντίστασης στην ολίσθηση, γίνονται σε επιφάνειες πλακιδίων που μόλις έχουν επεξεργαστεί (σκάλισμα, φλογο-σκάλισμα, αμμοβολή), δηλαδή χωρίς να έχουν προηγουμένως καταπονηθεί (λειανθεί από τα λάστιχα των αυτοκινήτων), οπότε η τραχύτητα αυτών εμφανίζεται ανεβασμένη και ψευδεπίγραφη, με αποτέλεσμα τα ανθρακικά πετρώματα (μάρμαρα, ασβεστόλιθοι κ.λπ.) να παρουσιάζουν παραπλήσιο δείκτη αντίστασης στην ολίσθηση με τα αργιλοπυριτικά πετρώματα (γρανίτες, πορφύρες κ.λπ.), ενώ με την όμοια συσκευή που χρησιμοποιείται για τη μέτρηση του δείκτη αντίστασης στην ολίσθηση δοκιμίων κατασκευασμένων από πετρω-ψηφίδες, αυτά πρώτα καταπονούνται για μείωση της τραχύτητας και μετά γίνονται οι μετρήσεις (βλ. παρ. 4.3.2.). Κύμανση του δείκτη αντίστασης στην ολίσθηση (U.S.R.V.) Ο ξηρός (dry) δείκτης αντίστασης στην ολίσθηση κυμαίεται στα μεν ανθρακικά πετρώματα από 40 έως 60 και στα αργιλοπυριτικά από 70 έως 100, ενώ ο υγρός (wet) δείκτης αντίστασης στην ολίσθηση από 20 έως 40 και από 50 έως 70 αντίστοιχα. Δείκτης αντίστασης στην ολίσθηση του Ελληνικού Χαλαζιακού Πορφύρη Ο δείκτης αντίστασης στην ολίσθηση του Ελληνικού Χαλαζιακού Πορφύρη είναι: U.S.R.V ξηρός (dry) 84 και U.S.R.V υγρός (wet) 63. 4.2.7. Αντοχή στην φθορά από τριβή H αντοχή στη φθορά από τριβή ή συντελεστής τριβής, αποτελεί μια από τις σπουδαιότερες ιδιότητες των διακοσμητικών πετρωμάτων, όταν αυτά χρησιμοποιούνται για δαπεδοστρώσεις. Πρέπει να αναφερθεί ότι μέχρι πριν λίγα χρόνια οι μέθοδοι προσδιορισμού της παραπάνω ιδιότητας χρησιμοποιούσαν διάφορα τριβόμετρα, τα οποία όμως έδιναν μόνο απόλυτες τιμές, οι οποίες δεν ήταν συγκρίσιμες μεταξύ τους. Αυτό συνέβαινε διότι υπήρχαν διαφορές στις προδιαγραφές των κανονισμών που ίσχυαν μέχρι τότε (U.N.I., D.I.N., A.S.T.M.), οι οποίες προσδιορίζουν την αντοχή στη φθορά από τριβή. Οι διαφορές των δοκιμών εστίαζαν κυρίως στο βάρος (φορτίο) με το οποίο πιεζόταν το δοκίμιο καθώς και η απόσταση που αυτό διάνυε. -31-

Για όλους τους παραπάνω λόγους, αλλά και για να προκύψουν συγκρίσιμα μεταξύ τους αποτελέσματα, θεσπίστηκε πριν από αρκετά χρόνια στην Ιταλία η αντικειμενικότερη μέθοδος προσδιορισμού της φθοράς από τριβή, αυτή που χρησιμοποιεί το τριβόμετρο Amsler, καθώς και συγκεκριμένο πέτρωμα αναφοράς, τον γρανίτη του San Fedelino. Περιγραφή του τρόπου εκτέλεσης Το τριβόμετρο Amsler φέρει βραχίονα με δύο υποδοχές στις άκρες του οποίου τοποθετούνται το πέτρωμα αναφοράς (σύγκρισης) και το προς δοκιμασία πέτρωμα, ενώ χρησιμοποιείται και ίδιος τύπος σμύριδας (ανθρακοκαρβίδιο) σταθερής κοκκομετρίας. Όταν ως πέτρωμα αναφοράς δεν χρησιμοποιείται ο γρανίτης του San Fedelino, αλλά ένα άλλο πέτρωμα με παραπλήσιο δείκτη φθοράς από τριβή (π.χ. Μονζονιτικός πορφύρης Φλώρινας), τότε δίνεται συντελεστής μετατροπής μεταξύ του Μονζονιτικού πορφύρη Φλώρινας και του γρανίτη του San Fedelino, ο οποίος είναι 1,09. Εάν λοιπόν η φθορά του προς δοκιμασία πετρώματος (π.χ. χαλαζιακού πορφύρη) είναι μικρότερη από εκείνη του πετρώματος αναφοράς, τότε αυτή εκφράζεται με αριθμό μεγαλύτερο της μονάδος. Στην αντίθετη περίπτωση, που αφορά όλα τα ανθρακικά πετρώματα (π.χ. μάρμαρα, ασβεστόλιθους, οφειτοασβεστίτες κ.ά.), η τιμή του συντελεστή φθοράς από τριβή είναι αριθμός αρκετά μικρότερος της μονάδος. Παράγοντες καθοριστικοί της αντοχής των μαρμάρων στη φθορά από τριβή, εκτός από την ορυκτολογική σύσταση είναι κατά πρώτο λόγο η σκληρότητα του πετρώματος και κατά δεύτερο λόγο ο ιστός και η κατάσταση εξαλλοίωσης. Τοιουτοτρόπως τα αδροκρυσταλλικά μάρμαρα (π.χ. κρυσταλλίνα Νάξου) έχουν μικρότερη αντοχή στη φθορά από τριβή από τα μεσο-μικροκρυσταλλικά μάρμαρα (π.χ. Πεντελικό). Κύμανση του συντελεστή φθοράς από τριβή (Ac) Ο συντελεστής φθοράς από τριβή, μεταβάλλεται εντός ευρυτάτων ορίων, χωρίς όμως να υπάρχει επικάλυψη των τιμών μεταξύ των ανθρακικών πετρωμάτων (μαρμάρων, ασβεστολίθων κ.ά.), και των αργιλοπυριτικών πετρωμάτων (γρανιτών και άλλων) οι τιμές των οποίων κυμαινονται από 0,3 έως 0,8 και από 0,8 έως 1,7 αντίστοιχα. -32-

Συντελεστής φθοράς από τριβή (Ac) του Ελληνικού Χαλαζιακού Πορφύρη Ο συντελεστής φθοράς από τριβή (Ac) του Ελληνικού Χαλαζιακού Πορφύρη είναι 1,66. 4.2.8. Δείκτης αντίστασης στην φθορά από τριβή (Ai) EN1342 Annex B Ο δείκτης αντίστασης στη φθορά από τριβή (Ai), προσδιορίζεται με το τριβόμετρο Cappon, που επιτρέπει τη σύγκριση των τιμών του δείκτη αυτού μεταξύ των διαφόρων πετρωματων, και ως εκ τούτου θεωρείται σημαντικός και προδήλως πρακτικός. Ο δείκτης αντίστασης στη φθορά από τριβή (Ai) εκφράζεται, με το πλάτος της ταινίας, που αποτυπώνεται στο δοκίμιο μετά το τέλος δοκιμής, μετριέται σε χιλιοστά (mm) και επιτρέπει τη σύγκριση των τιμών του δείκτη αυτού μεταξύ των διαφόρων πετρωματων, και ως εκ τούτου θεωρείται σημαντικός και προδήλως πρακτικός. Ο δείκτης αντίστασης στη φθορά από τριβή (Ai) μετριέται, με το πλάτος της ταινίας, αποτυπώνεται στο δοκίμιο μετά το τέλος δοκιμής και εκφράζεται σε χιλιοστά.(mm). Περιγραφή του τρόπου εκτέλεσης Αφού πρώτα σταθεροποιηθεί το δοκίμιο, αρχίζει η πτώση του συνθετικού κορουνδίου ανάμεσα στο δοκίμιο και τον λαστιχένιο τροχό, για χρόνο εκατό (100) περιστροφών αυτού. Το δοκίμιο φθείρεται και η φθορά αποτυπώνεται με μια ταινία που έχει μήκος 7,5 εκατ. και πλάτος εξαρτώμενο από τη φθορά που υπόκειται το δοκίμιο. Όσο μεγαλύτερη είναι η φθορά, τόσο μεγαλύτερο είναι το πλάτος της ταινίας. Κύμανση του δείκτη αντίστασης στη φθορά από τριβή (Ai). Ο δείκτης αντίστασης στη φθορά από τριβή (Αi) κυμαίνεται στα μεν ανθρακικά πετρώματα μεταξυ 20 και 35 mm συμπεριλαμβανομένων των τραβερτινών, στα δε αργιλοπυριτικά πετρώματα από 16 έως 20 mm. Εξαίρεση αποτελεί ο Χαλαζιακός Πορφύρης του οποίου ο δείκτης Ai ελάχιστες φορές εμφανίζεται και κάτω από 15 mm. -33-

ΥΠΟΜΝΗΜΑ 1. Βαγονίδιο με το δοκίμιο 8. Ορισμένο βάρος έλξης βαγονιδίου 2. Κοχλίας στερεώσεως δοκιμίου 9. Ακροφύσιο εξόδου κορουνδίου 3. Δοκίμιο προς μέτρηση 10. Πλαίσιο συγκράτησης δοκιμίου 4. Στρόφιγγα διελεύσεως κορουνδίου 11. Ροή πτώσης κορουνδίου 5. Ανεστραμμένη φιάλη κορουνδίου 12. Συλλέκτης κορουνδίου 6. Κατώτερη αποθήκη κορουνδίου 13. Υποδοχή δοκιμίου 7. Λαστιχένιος τροχός πλάτους 7,5 εκατ. Εικ.5. Τριβόμετρο Cappon, προσδιορισμού του δείκτη αντίστασης στη τριβή -34-

Δείκτης αντίστασης στη φθορά από τριβή (Ai) του Ελληνικού Χαλαζιακού Πορφύρη Ο δεικτης αντίστασης στη φθορά από τριβή (Αi) του Ελληνικού Χαλαζιακού Πορφύρη είναι 14,5 mm. 4.2.9. Μικροσκληρότητα Knoop (ΗΚ) Η σκληρότητα είναι μια μηχανική ιδιότητα, η οποία ως ανυσματικό μέγεθος μεταβάλλεται ανάλογα με τη διεύθυνση ο δε καθορισμός της είναι δύσκολος, ιδίως όταν πρόκειται για πετρώματα συνιστάμενα από παραγενέσεις διάφορων ορυκτών. Οι χρησιμοποιούμενες μέχρι σήμερα σκληρομετρικές κλίμακες, αφορούν τα ορυκτά της εμπειρικής σκληρομετρικής κλίμακας Mosh. Εκτός όμως από τη σκληρομετρική κλίμακα Mosh που αφορά δέκα (10) ορυκτά με αύξουσα σκληρότητα, υπάρχουν και οι σκληρομετρικές κλίμακες Vickers, Epplers κ.λπ., που αφορούν τα ίδια ορυκτά H μικροσκληρότητα Knoop (HK) δεν αφορά ορυκτά αλλά πετρώματα και δη διακοσμητικα πετρώματα, σχετίζεται άμεσα με την αντοχή στη φθορά από τριβή, μετριέται σε Kgr/mm 2 ή MPa (1MPa= 0,102 Kgr/mm 2 ) και ο προσδιορισμός της γίνεται με τη χρησιμοποίηση της παρακάτω ισότητας: HK = 14,23 10 6 P / L 2 P (1,96 Nt): επιβαλλόμενο φορτίο. L (μm): το μήκος της μεγαλύτερης διαγωνίου της ρομβοειδούς ρωγμής, που διανοίγεται στο πέτρωμα με τη βοήθεια αδαμαντοφόρου ακίδας. Περιγραφή του τρόπου εκτέλεσης Όταν πρόκειται για μάρμαρα, γίνονται είκοσι (20) μετρήσεις διαγωνίων σε ισάριθμες ρομβοειδείς ρωγμές, που απέχουν η μία από την άλλη μήκος ενός χιλιοστού. Όσον αφορά την περίπτωση των γρανιτών, πραγματοποιούνται σαράντα τέτοιες μετρήσεις, διότι οι -35-

γρανίτες είναι πολύ-ορυκτολογικά πετρώματα, συνιστάμενα από περισσότερα του ενός ορυκτά, με διαφορετική σκληρότητα το καθένα. Για παράδειγμα, στο χιονόλευκο δολομιτικό μάρμαρο Θάσου γίνονται είκοσι (20) μετρήσεις και στον Ελληνικό Χαλαζιακό Πορφύρη σαράντα (40). Η μικροσκληρότητα Κnoop (ΗΚ), δίνεται συνήθως με το χαρακτηριστικό σύμβολο HK50, το οποίο αντιστοιχεί στην ενδιάμεση μικροσκληρότητα,που προκύπτει υπολογιστικά από την τιμή της δεκάτης στη σειρά μέτρησης της μικροσκληρότητας. Η HK50 του χιονόλευκου δολομιτικού μαρμάρου Θάσου είναι 2.789 MPa, και του Ελληνικού Χαλαζιακου Πορφύρη 5.750 MPa [10]. Κύμανση της μικροσκληρότητας Κnoop (HK) Οι τιμές της μικροσκληρότητας Κnoop HK50, έχoυν ευρυτάτη διακύμανση η οποία δεν είναι γραμμική, με σημαντικό κενό χιλίων διακοσίων (1.200) μονάδων, μεταξύ των ανθρακικών (1200 2800 MPa)και των αργιλοπυριτικών (4.000 5,500 MPa)πετρωμάτων. Μικροσκληρότητα Κnoop (ΗΚ) του Ελληνικού Χαλαζιακού Πορφύρη Η μικροσκληρότητα Κnoop HK50, του Ελληνικού Χαλαζιακού Πορφύρη, είναι 5,75 10 3 MPa [12]. 4.3. Τεχνικά χαρακτηριστικά 4.3.1. Δείκτης αντίστασης στην απότριψη(a.a.v.) Αυτή η δοκιμασία, πραγματοποιείται για να διερευνηθεί, αλλά και να προβλεφθεί ο ρυθμός ανανέωσης της μικρο-υφής των πετρω-ψηφίδων του δοκιμίου, κατά την καταπόνηση τους στη συσκευή απότριψης. -36-