1

ΠΕΡΙΕΧΟΜΕΝΑ 1.ΕΙΣΑΓΩΓΗ 1.1 Γενικά 1.2 Νωπό σκυρόδεµα 1.2.1 Αναλογία ανάµιξης των υλικών 1.2.2 Προσθετά του σκυροδέµατος 1.2.2.1 Επιταχυντικά πρόσθετα 1.2.2.2 Επιβραδυντικά πρόσθετα 1.2.2.3 Αερακτικά πρόσθετα 1.2.2.4 Ρευστοποιητικά πρόσθετα 1.2.2.5 Στεγανοποιητικά πρόσθετα 1.2.2.6 Πρόσθετα για το σκυρόδεµα υπό πίεση 1.2.3 Μεταφορά και διάστρωση του σκυροδέµατος 1.2.4 Συµπύκνωση του σκυροδέµατος 1.2.5 Ιδιότητες του νωπού σκυροδέµατος 1.2.5.1 Μετρά εξάπλωσης- µέτρο συµπύκνωσης 1.2.5.2 Φαινόµενη πυκνότητα 1.2.5.3 Θερµοκρασία του νωπού σκυροδέµατος 1.2.6 Έλεγχος του νωπού σκυροδέµατος 1.2.7 Προσδιορισµός της περιεκτικότητας σε αέρα του νωπού σκυροδέµατος 1.3 Σκληρυνθέν σκυρόδεµα 1.3.1 Παράγοντες που επηρεάζουν τις ιδιότητες του σκληρυθέντος σκυροδέµατος 1.3.1.1 Ο βαθµός ενυδάτωσης 1.3.1.2 Ο συντελεστής νερού-τσιµέντου 1.3.1.3 Η θερµοκρασία 1.3.1.4 Η υγρασία 1.3.1.5 Η συντήρηση του σκυροδέµατος 1.3.2 Ιδιότητες του σκληρυθέντος σκυροδέµατος 1.4 Σκυροδέµατα µε ειδικές απαιτήσεις 1.4.1 Σκυρόδεµα µειωµένης υδατοπερατότητας 1.4.2 Σκυρόδεµα µε αυξηµένη αντοχή στον πάγο 1.4.3 Σκυρόδεµα µε αυξηµένη αντοχή στις χηµικές επιδράσεις 1.4.4 Σκυρόδεµα µε αυξηµένη αντοχή στις ισχυρές καταπονήσεις 1.4.5 Σκυρόδεµα µε αυξηµένη αντοχή στις υψηλές θερµοκρασίες 1.4.6 Σκυρόδεµα µέσα στο νερό 1.5 Σύνθεση σκυροδέµατος 1.6 Αλλά είδη σκυροδέµατος 1.6.1 Έτοιµο σκυρόδεµα 1.6.2 Εκτοξευόµενο σκυρόδεµα 1.6.3 Οπλισµένο σκυρόδεµα

2

2.ΕΚΤΟΞΕΥΟΜΕΝΟ ΣΚΥΡΟ∆ΕΜΑ 2.1 Γενικά 2.2 Ιστορικό 2.3 ∆ιαδικασίες µίξης 2.3.1 Ξερή µίξη 2.3.2 Υγρή µίξη 2.3.3 Επιλογή της µεθόδου 2.4 Το µίγµα 2.4.1 Τσιµέντο και νερό 2.4.2 Αδρανή 2.4.3 Προσθετά-προσµικτικά 2.5 Το εκτοξευόµενο σκυρόδεµα σε έργα επεµβάσεων 2.5.1 Προετοιµασία επιφανείας και διάστρωσης 2.5.2 Εκτόξευση σκυροδέµατος 2.5.3 ∆ιαµόρφωση τελικής επιφανείας 2.6 Συντήρηση 2.7 Ποιοτικός έλεγχος 2.8 Απαιτήσεις προσωπικού και εξοπλισµού 2.9 Θέµατα υγειάς και ασφαλείας 3. ΑΥΤΟΣΥΜΠΥΚΝΟΥΜΕΝΟ ΣΚΥΡΟ∆ΕΜΑ 3.1 Εισαγωγή-ορισµός 3.2 Ιστορικά στοιχειά 3.3 Τρόπος επίτευξης επιθυµητών χαρακτηριστικών 3.4 Συστατικά 3.5 Κατηγορίες αυτοσυµπυκνούµενου σκυροδέµατος 3.6 Ιδιότητες νωπού σκυροδέµατος 3.7 Ιδιότητες στερεού αυτοσυµπυκνούµενου σκυροδέµατος 3.8 Ανάµιξη 3.9 Μεταφορά 3.10 Άντληση, διάστρωση και συντήρηση 3.11 Γενικά χαρακτηριστικά 3.12 Σύγκριση µε το συµβατικό σκυρόδεµα 3.13 Σύγκριση κόστους 3.14 Εφαρµογές αυτοσυµπυκνούµενου σκυροδέµατος 3.15 Συµπεράσµατα 4. ΑΝΑΚΥΚΛΩΜΕΝΟ ΣΚΥΡΟ∆ΕΜΑ 4.1 Εισαγωγή 4.2 ∆ιαδικασία παραγωγής 5. ΙΝΟΠΛΙΣΜΕΝΟ ΣΚΥΡΟ∆ΕΜΑ

3

5.1 Εισαγωγή 5.2 Υλικά 5.3 Ιδιότητες ινοπλισµένου σκυροδέµατος 6. ΥΠΕΡΕΥΣΤΟ ΣΚΥΡΟ∆ΕΜΑ 6.1 Ορισµός 6.2 Η εµφάνιση των υπερευστοποιητών και η εξέλιξη τους 6.3 Πλεονεκτήµατα από την χρήση υπερευστοποιητών 6.4 Τι πρέπει να ελέγχεται 6.5 Σύγκριση µε το αυτοσυµπυκνούµενο σκυρόδεµα 6.6 Εφαρµογές στην Ελλάδα 6.7 Εφαρµογή πράξης (CASE STUDY): Αποκατάσταση δαπέδου γκαράζ µε επικάλυψη υπέρευστου σκυροδέµατος 6.7.1 Περιγραφή του γκαράζ 6.7.2 Προδιαγραφές επίσκεψης 6.7.3 Προετοιµασία της επιφανείας επικάλυψης 6.7.4 Προσθήκη υπερευστοποιητή και ποιοτικός έλεγχος 6.7.5 Τοποθέτηση και επισκευή 6.7.6 Πειραµατικές παρατηρήσεις 6.7.7 Συµπεράσµατα

4

ΕΙΣΑΓΩΓΗ 1.ΣΚΥΡΟ∆ΕΜΑ 1.1 ΓΕΝΙΚΑ Το σκυρόδεµα είναι τεχνητό δοµικό υλικό, το οποίο παρασκευάζεται µε την ανάµιξη τσιµέντου, νερού, αδρανών υλικών και πρoσθέτων. Το τσιµέντο και τα αδρανή, τα οποία χρησιµοποιούνται για την παρασκευή του σκυροδέµατος , πρέπει να ικανοποιούν τις απαιτήσεις των αντίστοιχων κανονισµών. Το νερό πρέπει να είναι καθαρό, δηλαδή να µην περιέχει επιβλαβείς ουσίες, οι οποίες θα προκαλούσαν προβλήµατα στη σκλήρυνση, στην αντοχή, στην προστασία του οπλισµού από τη διάβρωση ή θα επηρεάζουν δυσµενώς άλλες ιδιότητες του σκυροδέµατος. Το κοινό σκυρόδεµα θεωρείται πρακτικά ως υλικό δύο φάσεων. Το τσιµέντο αποτελεί την πρώτη φάση που είναι κλειστή, τη µήτρα, στην οποία είναι διασκορπισµένα τα αδρανή υλικά που αποτελούν την άλλη φάση. Οι ιδιότητες του σκυροδέµατος εξαρτώνται από τις ιδιότητες των δύο φάσεων, καθώς και από την αναλογία ανάµιξης των υλικών κατ’ όγκο. Επηρεάζονται όµως και από διάφορους άλλους παράγοντες. 1.2 ΝΩΠΟ ΣΚΥΡΟ∆ΕΜΑ Νωπό σκυρόδεµα ονοµάζεται το σκυρόδεµα, το οποίο προκύπτει από την ανάµιξη των πρώτων υλών του και για όσο χρονικό διάστηµα διατηρεί το εργάσιµο, δηλαδή όσο είναι δυνατόν να µεταφέρεται και να διαστρώνεται. Όταν το τσιµέντο ενωθεί µε το νερό, αρχίζει η ενυδάτωσή του και δηµιουργείται ο τσιµεντοπολτός, ο οποίος είναι η συνδετική ύλη του σκυροδέµατος. Κατά την ενυδάτωση του τσιµέντου γίνονται διάφορες χηµικές αντιδράσεις και δηµιουργούνται ένυδροι κρύσταλλοι. Ο τσιµεντοπολτός αρχίζει να πήζει, γεµίζει τα κενά µεταξύ των κόκκων των αδρανών και καλύπτει την επιφάνειά τους. Με την πάροδο του χρόνου ο τσιµεντοπολτός γίνεται πιο συµπαγής και συνεκτικός, αποκτά αυξηµένες αντοχές, δηλαδή αρχίζει η σκλήρυνση µε τη στερεοποίηση του σκυροδέµατος , η οποία διαρκεί πάρα πολύ χρόνο. 1.2.1 ΑΝΑΛΟΓΙΑ ΑΝΑΜΙΞΗΣ ΤΩΝ ΥΛΙΚΩΝ Η αναλογία ανάµιξης των υλικών για την παρασκευή του σκυροδέµατος, πρέπει να εξασφαλίζει σε κάθε περίπτωση την οµοιογένεια του µίγµατος, το κατάλληλο εργάσιµο για ικανοποιητική διάστρωση και συµπύκνωση του σκυροδέµατος, καθώς και πρόσθετες ιδιότητές του, όπως είναι η αντλησιµότητα, η στεγανότητα, η ανθεκτικότητα, κ.τ.λ. Η µέση αντοχή του σκυροδέµατος , fm ,πρέπει να είναι τουλάχιστον ίση µε την απαιτούµενη αντοχή, fα. Η αναλογία ανάµιξης των υλικών για την παρασκευή του σκυροδέµατος δίνεται σε τσιµέντο : αδρανή : νερό κατά βάρος, δηλαδή, Ζ : Κ : W. Η αναλογία ανάµιξης επηρεάζει σηµαντικά τις

5

ιδιότητες του σκυροδέµατος. Πολύ µεγάλη σηµασία έχει η περιεκτικότητα σε τσιµέντο. Η απαιτούµενη ποσότητα του τσιµεντοπολτού πρέπει να γεµίσει τα κενά µεταξύ των κόκκων και να περιβάλλει τους κόκκους, ώστε να είναι δυνατόν να γίνει η επεξεργασία του σκυροδέµατος. Ελάχιστη περιεκτικότητα σε τσιµεντοπολτό για «κατάλληλη» κοκκοµετρική σύνθεση σε σχέση µε το συντελεστή, w. Aπό την ποσότητα του τσιµεντοπολτού προκύπτει η απαιτούµενη ποσότητα του τσιµέντου. Ελάχιστη περιεκτικότητα σε τσιµέντο για «κατάλληλη» κοκκοµετρική σύνθεση σε σχέση µε το συντελεστή w. Η ανάµιξη των πρώτων υλών γίνεται µε κατάλληλο αναµικτήρα, ώστε το παρασκευαζόµενο σκυρόδεµα να γίνει όσο το δυνατόν περισσότερο οµοιόµορφο.Ο χρόνος ανάµιξης, γενικά, δεν πρέπει να είναι µικρότερος από 1 min. Μετά την ανάµιξη απαγορεύεται η προσθήκη υλικών στο µίγµα. 1.2.2 ΠΡΟΣΘΕΤΑ ΤΟΥ ΣΚΥΡΟ∆ΕΜΑΤΟΣ Τα πρόσθετα του σκυροδέµατος είναι διάφορες ουσίες, οι οποίες προστίθενται σε µικρές ποσότητες στο παρασκευαζόµενο σκυρόδεµα και βελτιώνουν, κατά περίπτωση, κάποια ιδιότητά του. Τα πρόσθετα µπορεί να είναι ανόργανης προέλευσης, όπως η θηραϊκή γη, η άσβεστος, οι τέφρες, τα χρώµατα κ.ά. ή οργανικής προέλευσης, όπως τα πλαστικά, το καουτσούκ, η άσφαλτος, κ.ά. Τα πρόσθετα, τα οποία µεταβάλλουν τις ιδιότητες του σκυροδέµατος µε φυσικές ή χηµικές δράσεις, διακρίνονται σε : 1.2.2.1 Επιταχυντικά πρόσθετα Τα επιταχυντικά πρόσθετα αυξάνουν την ταχύτητα ενυδάτωσης του τσιµέντου, επιταχύνουν την πήξη και τη σκλήρυνση του σκυροδέµατος και αυξάνουν την αρχική αντοχή του. Χρησιµοποιούνται σε περιπτώσεις, όπου απαιτείται να αναπτυχθούν αυξηµένες αρχικές αντοχές στο δοµικό έργο. Το κυριότερο µειονέκτηµά τους είναι ότι προκαλούν µείωση της τελικής αντοχής του σκυροδέµατος. 1.2.2.2 Επιβραδυντικά πρόσθετα Τα επιβραδυντικά πρόσθετα επιβραδύνουν την ενυδάτωση του τσιµέντου και συνεπώς την πήξη και τη σκλήρυνση του σκυροδέµατος. Επίσης, βοηθούν στη διατήρηση του εργάσιµου και χρησιµοποιούνται για να αυξηθεί ο διαθέσιµος χρόνος για τη µεταφορά και τη διάστρωση του σκυροδέµατος. Η αρχική αντοχή του σκυροδέµατος εµφανίζεται µειωµένη, αλλά η τελική αντοχή του δεν επηρεάζεται από τα επιβραδυντικά πρόσθετα. Χρησιµοποιούνται όταν επικρατούν υψηλές θερµοκρασίες, γιατί επιβραδύνουν το ρυθµό ανάπτυξης της θερµοκρασίας, καθώς και για την παρασκευή µεγάλων έργων χωρίς αρµούς εργασίας.

6

12.2.3Αερακτικά πρόσθετα Τα αερακτικά πρόσθετα δηµιουργούν µέσα στη µάζα του νωπού σκυροδέµατος µικρές φυσαλίδες µε αποτέλεσµα να αυξηθεί το πορώδες του. Συνεπώς, αυξάνεται η αντοχή του στον παγετό και βελτιώνεται σηµαντικά το εργάσιµό του. Όταν, όµως, η περιεκτικότητα σε αέρα ξεπεράσει τα καθορισµένα όρια είναι δυνατόν να µειωθεί η τελική αντοχή του σκυροδέµατος. 12.2.4 Ρευστοποιητικά πρόσθετα Τα ρευστοποιητικά πρόσθετα αυξάνουν τη ρευστότητα και την οµοιοµορφία του σκυροδέµατος και επιτρέπουν τη µείωση του νερού ανάµιξης µε αποτέλεσµα την αύξηση του εργάσιµου και της αντοχής του σκυροδέµατος. Επίσης, βελτιώνουν την υδατοπερατότητα και την αντοχή του στον παγετό. Είναι δυνατόν όµως, να εµφανιστεί αύξηση της συστολής ξήρανσης, καθώς και ανεπιθύµητη αύξηση των πόρων µε συνέπεια καθυστέρηση της πήξης και µείωση της αντοχής. 1.2.2.5 Στεγανοποιητικά πρόσθετα Τα στεγανοποιητικά πρόσθετα µειώνουν την ποσότητα του νερού, το οποίο απορροφάται ή εισχωρεί στο σκυρόδεµα, αυξάνοντας τη στεγανότητά του. Αποφεύγεται η δηµιουργία µικροκοιλοτήτων στη µάζα του σκυροδέµατος, καθώς και οι µικρορηγµατώσεις και µειώνεται σηµαντικά το ποσοστό των πόρων και των τριχοειδών αγγείων.. Είναι δυνατόν, όµως, να µεταβληθεί η χρονική εξέλιξη της πήξης και να µειωθεί η αντοχή του σκυροδέµατος. 1.2.2.6 Πρόσθετα για το σκυρόδεµα υπό πίεση Τα πρόσθετα για το σκυρόδεµα υπό πίεση βελτιώνουν τη ρευστότητα και το εργάσιµό του και αυξάνουν την αντοχή του στον παγετό. Ο σωλήνας προέντασης πρέπει να γεµίζεται πλήρως χωρίς να σχηµατίζονται κενά. 1.2.3 ΜΕΤΑΦΟΡΑ ΚΑΙ ∆ΙΑΣΤΡΩΣΗ ΤΟΥ ΣΚΥΡΟ∆ΕΜΑΤΟΣ Το σκυρόδεµα, κατά τη µεταφορά και τη διάστρωσή του, πρέπει να προστατεύεται από τις επιδράσεις των καιρικών φαινοµένων και από την πρόσµιξή του µε άλλα υλικά. Επίσης, πρέπει να αποφεύγεται η απόµιξή του και το σκυρόδεµα να διατηρεί την οµοιογένεια και το εργάσιµό του. Η µεταφορά του σκυροδέµατος στον τόπο διάστρωσης γίνεται µε διάφορους τρόπους, ανάλογα µε την ποιότητα και την ποσότητά του, όπως µε καροτσάκια, αναβατόρια, ειδικά οχήµατα, ειδικές αντλίες, κ.λ.π. Για την εκφόρτωση του σκυροδέµατος και την µεταφορά του στη θέση διάστρωσης θα πρέπει να χρησιµοποιούνται κεκλιµένα επίπεδα, µεταφορικές ταινίες ή άλλα κατάλληλα. Προσαγωγή σκυροδέµατος µε µεταφορική ταινία µέσα, τα οποία δεν προκαλούν απόµιξη του µίγµατος. Απαγορεύεται η ελεύθερη πτώση σκυροδέµατος από ύψος µεγαλύτερο από 2,5 m. Η διάστρωση του σκυροδέµατος στα καλούπια πρέπει να γίνεται µε τέτοιο τρόπο, ώστε να αποφεύγεται η δηµιουργία κενών ή

7

οπών. ∆ύο µέθοδοι, οι οποίες ονοµάζονται Colcret και Prepact αντιστοίχως.Στις µεθόδους αυτές διαστρώνονται αρχικά τα χονδρόκοκκα αδρανή, τα οποία έχουν διάµετρο d ≥ 40 mm, στα καλούπια και ακολούθως καλύπτονται τα µεταξύ των κενά µε τσιµεντοκονίαµα που περιέχει τα αδρανή µε µικρότερες διαµέτρους. 1.2.4 ΣΥΜΠΥΚΝΩΣΗ ΤΟΥ ΣΚΥΡΟ∆ΕΜΑΤΟΣ Όταν µετά τη διάστρωσή του το σκυρόδεµα σκληρυνθεί χωρίς να συµπυκνωθεί, παραµένει µέσα στη µάζα του µια επιπλέον ποσότητα αέρα µε αποτέλεσµα τη δηµιουργία πόρων, οι οποίοι επηρεάζουν αρνητικά τις ιδιότητες του σκυροδέµατος.Επίδραση των επιπλέον πόρων του σκυροδέµατος, λόγω µη συµπύκνωσης, στην αντοχή σε κάµψη και σε θλίψη του σκυροδέµατος Συνεπώς, το νωπό σκυρόδεµα πρέπει να συµπυκνώνεται, ώστε να αποµακρυνθεί ο εγκλωβισµένος αέρας και να γίνει πυκνότερη η διάταξη των κόκκων των αδρανών. Η συµπύκνωση εξαρτάται κυρίως από το µέγεθος των κόκκων του αδρανούς, το συντελεστή w, τη διάταξη του οπλισµού και τις διαστάσεις του δοµικού στοιχείου. Οι συνηθέστεροι τρόποι συµπύκνωσης είναι : α. Κοπανισµός µε το χέρι ή µηχανικός. β. Ραβδισµός µε ξύλινες ή χαλύβδινες κυλινδρικές ράβδους. γ. ∆όνηση µε δονητές µέσα στη µάζα, επιφανειακούς, ξυλότυπου ή και µε δονητικές τράπεζες. Η συµπύκνωση γίνεται µε δόνηση και µόνο για σκυρόδεµα µε µεγάλο µέτρο εξάπλωσης και για δοκίµια µικρού πάχους γίνεται µε σανίδα ή ράβδο. Ο πιο κατάλληλος τρόπος συµπύκνωσης µε δόνηση εξαρτάται από τη µορφή του δοµικού στοιχείου και από τη διαδικασία διάστρωσης. . Ο βαθµός συµπύκνωσης του σκυροδέµατος εξαρτάται από τη συνεκτικότητά του. Η συνεκτικότητα είναι ένα µέτρο για το εργάσιµο και το βαθµό συµπύκνωσης του νωπού σκυροδέµατος και εξαρτάται από την ποσότητα του τσιµεντοπολτού. Με τον όρο εργάσιµο νοείται το σύνολο των ρεολογικών ιδιοτήτων, όπως η ικανότητα µεταφοράς, διάστρωσης, επεξεργασίας κ.τ.λ., που έχει το νωπό σκυρόδεµα σε διαφορετικό γενικά βαθµό, σε σχέση µε το έργο, το οποίο καταβάλλεται, ώστε το σκυρόδεµα να πάρει τη µορφή των καλουπιών χωρίς να δηµιουργηθούν κενά ή να γίνει απόµιξη. ∆ιακρίνονται τρεις κατηγορίες συνεκτικότητας : Κ1 = ύφυγρο ή δύσκαµπτο σκυρόδεµα, Κ2 = πλαστικό σκυρόδεµα και Κ3 = ρευστό σκυρόδεµα. Το νωπό σκυρόδεµα πρέπει να έχει τέτοια συνεκτικότητα και εργάσιµο, ώστε να µπορεί κατά τη διάστρωσή του να λαµβάνει την απαιτούµενη µορφή εύκολα και χωρίς σφάλµατα. Επίδραση της απαιτούµενης ενέργειας για τη συµπύκνωση του σκυροδέµατος,η οποία εξαρτάται από

8

το χρόνο δόνησης, στην αντοχή σε θλίψη του σκυροδέµατος σε συνάρτηση µε το συντελεστή w Ο χρόνος δόνησης, για τα διάφορα είδη του σκυροδέµατος, είναι συνάρτηση της συχνότητας δόνησης Επίδραση της συχνότητας δόνησης στη διάρκεια δόνησης 1.2.5 Ι∆ΙΟΤΗΤΕΣ ΤΟΥ ΝΩΠΟΥ ΣΚΥΡΟ∆ΕΜΑΤΟΣ 1.2.5.1 Μέτρο εξάπλωσης – µέτρο συµπύκνωσης Οι διάφορες κατηγορίες συνεκτικότητας σχετίζονται µε το µέτρο εξάπλωσης και το µέτρο συµπύκνωσης σύµφωνα µε τους γερµανικούς κανονισµούς 1.2.5.2 Φαινόµενη πυκνότητα Η φαινόµενη πυκνότητα του νωπού σκυροδέµατος εξαρτάται από τις πυκνότητες και την αναλογία ανάµιξης των συστατικών του. Επίσης, εξαρτάται από το συντελεστή w και από την περιεχόµενη ποσότητα αέρα. 1.2.5.3 Θερµοκρασία του νωπού σκυροδέµατος Η θερµοκρασία του νωπού σκυροδέµατος πρέπει να κυµαίνεται µεταξύ 5 ÷ 30 0C. Η θερµοκρασία επηρεάζει κυρίως την πήξη και συνεπώς τη δυνατότητα επεξεργασίας του σκυροδέµατος. α. Υψηλή θερµοκρασία Η υψηλή θερµοκρασία επιταχύνει την πήξη, µειώνει τη δυνατότητα επεξεργασίας και αυξάνει τη συστολή ξήρανσης. Επίσης, αυξάνει την αρχική αντοχή αλλά µειώνει την τελική αντοχή του σκυροδέµατος. Η µείωση της θερµοκρασίας επιτυγχάνεται µε την προσθήκη κοµµατιών πάγου κατά την ανάµιξη των υλικών ή µε την προΰγρανση των αδρανών υλικών µε ψυχρό νερό. β.Χαµηλή θερµοκρασία Η χαµηλή θερµοκρασία επιβραδύνει την πήξη και τη σκλήρυνση και αυξάνει τη δυνατότητα επεξεργασίας. Με την προϋπόθεση ότι δεν προσβάλλεται από παγετό η τελική αντοχή του σκυροδέµατος συνήθως αυξάνεται. Στην περίπτωση παγετού η αύξηση της θερµοκρασίας επιτυγχάνεται µε τη θέρµανση του νερού ανάµιξης στους 60 ÷ 80 0C ή µε τη θέρµανση των αδρανών υλικών στους 10 ÷ 20 0C. 1.2.6 ΕΛΕΓΧΟΣ ΤΟΥ ΝΩΠΟΥ ΣΚΥΡΟ∆ΕΜΑΤΟΣ Γίνεται µε τις εξής µεθόδους 1 ∆οκιµή εξάπλωσης 2 ∆οκιµή συµπύκνωσης (Walz) 3 ∆οκιµή σωλήνα (Nycander) 4 ∆οκιµή Slump( Αµερικάνικοι κανονισµοί) 5 ∆οκιµή Powers 6 ∆οκιµή Vebe 7 ∆οκιµή Ηum 8 ∆οκιµή µε διεισδυτή σκυροδέµατος (πενετρόµετρο)

9

1.2.7 ΠΡΟΣ∆ΙΟΡΙΣΜΟΣ ΤΗΣ ΠΕΡΙΕΚΤΙΚΟΤΗΤΑΣ ΣΕ ΑΕΡΑ ΤΟΥ ΝΩΠΟΥ ΣΚΥΡΟ∆ΕΜΑΤΟΣ Ο προσδιορισµός της περιεκτικότητας σε αέρα του νωπού σκυροδέµατος γίνεται µε τις ακόλουθες δύο µεθόδους. 1 Ογκοµετρική µέθοδος ή δοκιµή Washinghton 2 Μέθοδος µε εξίσωση των πιέσεων 1.3 ΣΚΛΗΡΥΝΘΕΝ ΣΚΥΡΟ∆ΕΜΑ Σκληρυνθέν σκυρόδεµα ονοµάζεται το σκυρόδεµα, το οποίο έχει σκληρυνθεί και έχει αποκτήσει την οριστική µορφή του, δηλαδή έχει µετατραπεί σε τεχνητό λίθο. 1.3.1 ΠΑΡΑΓΟΝΤΕΣ ΠΟΥ ΕΠΗΡΕΑΖΟΥΝ ΤΙΣ Ι∆ΙΟΤΗΤΕΣ ΤΟΥ ΣΚΛΗΡΥΝΘΕΝΤΟΣ ΣΚΥΡΟ∆ΕΜΑΤΟΣ Οι ιδιότητες του σκληρυνθέντος σκυροδέµατος επηρεάζονται από τους εξής παράγοντες : 1.3.1.1 Ο βαθµός ενυδάτωσης Όσο µεγαλύτερος είναι ο βαθµός ενυδάτωσης, δηλαδή όσο πιο ολοκληρωµένη είναι η ενυδάτωση των κόκκων του τσιµέντου, τόσο πιο συµπαγές, στερεό και ανθεκτικό είναι το σκληρυνθέν σκυρόδεµα. 1.3.1.2 Ο συντελεστής νερού – τσιµέντου Η τιµή του συντελεστή w επηρεάζει σηµαντικά την πλαστικότητα και την αντοχή του σκυροδέµατος. Ο συντελεστής αυτός έχει καθορισµένη τιµή ανάλογα µε την απαιτούµενη αντοχή του παρασκευαζόµενου σκυροδέµατος και την ποιότητα του τσιµέντου. Μεγαλύτερες ή µικρότερες τιµές από την απαιτούµενη τιµή του w επιδρούν αρνητικά στην αντοχή του σκυροδέµατος. 1.3.1.3 Η θερµοκρασία αυτη επηρεάζει την ταχύτητα σκλήρυνσης του σκυροδέµατος για θερµοκρασίες αέρα µέχρι και τους 18 0C περίπου. Για τις θερµοκρασίες αυτές η ταχύτητα σκλήρυνσης µειώνεται, καθώς µειώνεται η θερµοκρασία, και µάλιστα η µείωση είναι µεγαλύτερη για λεπτά δοκίµια. Για θερµοκρασίες µεγαλύτερες από τους 18 0C η ταχύτητα σκλήρυνσης παραµένει σταθερή, ανεξάρτητα από το πάχος του δοκιµίου 1.3.1.4 Η υγρασία Η γρήγορη ξήρανση του σκυροδέµατος έχει ως αποτέλεσµα να αναπτυχθούν τάσεις λόγω της συστολής ξήρανσης, οι οποίες προκαλούν ρηγµάτωση ή µείωση της αντοχής σε εφελκυσµό του σκυροδέµατος. 1.3.1.5 Η συντήρηση του σκυροδέµατος Η συντήρηση του σκυροδέµατος αποβλέπει στην προστασία του σκυροδέµατος από την επίδραση της θερµοκρασίας, του ανέµου, του νερού και των κραδασµών, καθώς και από τις χηµικές επιδράσεις. Η συντήρηση είναι υποχρεωτική για κάθε έργο. Αρχίζει αµέσως µετά τη

10

διάστρωση του σκυροδέµατος και η χρονική διάρκειά της εξαρτάται από τις κλιµατολογικές συνθήκες και τις ειδικές απαιτήσεις του έργου. Άνεµοι, ισχυρές µετατοπίσεις µαζών αέρα 1.3.2 Ι∆ΙΟΤΗΤΕΣ ΤΟΥ ΣΚΛΗΡΥΝΘΕΝΤΟΣ ΣΚΥΡΟ∆ΕΜΑΤΟΣ Φαινόµενη πυκνότητα Αντοχή σε θλίψη Αντοχή σε εφελκυσµό Αντοχή σε κάµψη . 1.4 ΣΚΥΡΟ∆ΕΜΑΤΑ ΜΕ ΕΙ∆ΙΚΕΣ ΑΠΑΙΤΗΣΕΙΣ 1.4.1 ΣΚΥΡΟ∆ΕΜΑ ΜΕΙΩΜΕΝΗΣ Υ∆ΑΤΟΠΕΡΑΤΟΤΗΤΑΣ Το σκυρόδεµα µειωµένης υδατοπερατότητας χρησιµοποιείται για την κατασκευή δεξαµενών νερού, κολυµβητηρίων, τσιµεντοσωλήνων, δεξαµενών λυµάτων κ.λ.π. Για την παρασκευή σκυροδέµατος µειωµένης υδατοπερατότητας, η περιεκτικότητα σε τσιµέντο δεν πρέπει να είναι µικρότερη από 350 Kg/m3 για σκυρόδεµα µε µέγιστο κόκκο 31,5 ή 1″ και 400 Kg/m3 για σκυρόδεµα µε µέγιστο κόκκο 16 ή 1/2″.Ο συντελεστής w δεν πρέπει να υπερβαίνει την τιµή 0,58 για περιεκτικότητα τσιµέντου 350 Kg/m3 και την τιµή 0,50 για περιεκτικότητα 400 Kg/m3.Η κοκκοµετρική καµπύλη του µίγµατος των αδρανών υλικών πρέπει να βρίσκεται κατά το δυνατόν κοντά στη µέση γραµµή της υποζώνης ∆. 1.4.2 ΣΚΥΡΟ∆ΕΜΑ ΜΕ ΑΥΞΗΜΕΝΗ ΑΝΤΟΧΗ ΣΤΟΝ ΠΑΓΕΤΟ Για την παρασκευή σκυροδέµατος ,το οποίο χρησιµοποιείται σε υγρό και ψυχρό περιβάλλον, τα αδρανή υλικά πρέπει να έχουν αυξηµένη αντοχή ως προς τον παγετό και το σκυρόδεµα να είναι αδιαπέραστο από το νερό. Ο συντελεστής w δεν πρέπει να υπερβαίνει την τιµή 0,60. Για τµήµατα µεγάλου όγκου ο συντελεστής w µπορεί να είναι µέχρι 0,70 , όταν µετά τη χρησιµοποίηση προσθέτων για την αύξηση του πορώδους, ικανοποιούνται οι απαιτήσεις και τα τµήµατα της κατασκευής δεν έρχονται σε επαφή µε άλατα, τα οποία χρησιµοποιούνται για την τήξη του πάγου και του χιονιού 1.4.3 ΣΚΥΡΟ∆ΕΜΑ ΜΕ ΑΥΞΗΜΕΝΗ ΑΝΤΟΧΗ ΣΤΙΣ ΧΗΜΙΚΕΣ ΕΠΙ∆ΡΑΣΕΙΣ Το σκυρόδεµα, το οποίο εκτίθεται σε προσβολή χηµικών ουσιών που περιέχονται στο νερό ή στο έδαφος, πρέπει να είναι αδιαπέραστο από το νερό και για την παρασκευή του πρέπει να χρησιµοποιείται ειδικό τσιµέντο µε αυξηµένη αντοχή στην επίδραση των θειικών αλάτων.Ο συντελεστής w πρέπει να είναι µικρότερος από 0,60 και σε περίπτωση ισχυρής επίδρασης µικρότερος από 0,50.Η κοκκοµετρική καµπύλη του

11

µίγµατος των αδρανών υλικών πρέπει να βρίσκεται κατά το δυνατόν κοντά στη µέση γραµµή της υποζώνης ∆. 1.4.4 ΣΚΥΡΟ∆ΕΜΑ ΜΕ ΑΥΞΗΜΕΝΗ ΑΝΤΟΧΗ ΣΤΙΣ ΙΣΧΥΡΕΣ ΜΗΧΑΝΙΚΕΣ ΚΑΤΑΠΟΝΗΣΕΙΣ Το σκυρόδεµα µε αυξηµένη αντοχή στις ισχυρές µηχανικές καταπονήσεις πρέπει να χρησιµοποιείται σε περιπτώσεις που καταπονείται από τριβή και κρούση, όπως π.χ. σε µεγάλη κίνηση οχηµάτων, ολίσθηση αντικειµένων κ.λ.π. Το σκυρόδεµα πρέπει να είναι κατηγορίας τουλάχιστον C25/30 και η περιεκτικότητα σε τσιµέντο τουλάχιστον 350 Kg/m3. Η κοκκοµετρική καµπύλη του µίγµατος των αδρανών υλικών πρέπει να βρίσκεται στο κάτω µισό της υποζώνης ∆. 1.4.5 ΣΚΥΡΟ∆ΕΜΑ ΜΕ ΑΥΞΗΜΕΝΗ ΑΝΤΟΧΗ ΣΤΙΣ ΥΨΗΛΕΣ ΘΕΡΜΟΚΡΑΣΙΕΣ Για την παρασκευή σκυροδέµατος µε αυξηµένη αντοχή σε θερµοκρασίες µέχρι 250 0C χρησιµοποιούνται ειδικά αδρανή µε µικρό συντελεστή κυβικής διαστολής. Στην περίπτωση όπου παρατηρούνται συχνές αυξοµειώσεις της θερµοκρασίας πρέπει να λαµβάνονται ειδικά µέτρα προστασίας. 1.4.6 ΣΚΥΡΟ∆ΕΜΑ ΜΕΣΑ ΣΤΟ ΝΕΡΟ Για την παρασκευή σκυροδέµατος για έργα µέσα στο νερό χρησιµοποιούνται αδρανή υλικά µε διάµετρο µέγιστου κόκκου 31,5 ή 1″ ,των οποίων η κοκκοµετρική γραµµή πρέπει να βρίσκεται κοντά στη µέση γραµµή της υποζώνης ∆. Το σκυρόδεµα πρέπει να έχει µέτρο εξάπλωσης α = 45-50 cm και ο συντελεστής w πρέπει να είναι µικρότερος από 0,60.Μπορεί να χρησιµοποιηθεί τσιµέντο τύπου Ι και ΙΙ και η ελάχιστη περιεκτικότητα σε τσιµέντο πρέπει να είναι 350 Kg/m3. Όταν το βάθος του νερού είναι µεγαλύτερο από 1m, το σκυρόδεµα δεν αφήνεται ελεύθερο µέσα στο νερό, αλλά πρέπει να διαστρώνεται µε ειδικές µεθόδους. 1.5 ΣΥΝΘΕΣΗ ΣΚΥΡΟ∆ΕΜΑΤΟΣ Σύνθεση σκυροδέµατος ονοµάζεται η διαδικασία, η οποία ακολουθείται για τον ακριβή προσδιορισµό της ποσότητας του τσιµέντου, του νερού και των αδρανών υλικών, οι οποίες πρέπει να αναµιχθούν, ώστε να παρασκευαστεί σκυρόδεµα, το οποίο να έχει προκαθορισµένες ιδιότητες, αφού ληφθούν υπόψη η ποιότητα και οι ιδιότητες των διαθέσιµων υλικών. Η διαδικασία προσδιορισµού των ποσοτήτων των υλικών που θα χρησιµοποιηθούν για την παρασκευή του σκυροδέµατος ακολουθεί τα παρακάτω στάδια : 1. Προσδιορίζεται ο συντελεστής νερού – τσιµέντου, όταν είναι γνωστή η αντοχή του σκυροδέµατος και η ποιότητα του τσιµέντου.

12

2. Προσδιορίζεται η απαιτούµενη ποσότητα του νερού W όταν είναι γνωστή η συνεκτικότητα του σκυροδέµατος και ο αριθµός ΚΗ ή FH του µίγµατος των αδρανών υλικών. 3. Προσδιορίζεται η απαιτούµενη ποσότητα τσιµέντου Ζ 4. Προσδιορίζεται η απαιτούµενη ποσότητα των αδρανών υλικών 5. Προσδιορίζεται η αναλογία ανάµιξης των υλικών 1.6 ΑΛΛΑ ΕΙ∆Η ΣΚΥΡΟ∆ΕΜΑΤΟΣ 1.6.1 ΕΤΟΙΜΟ ΣΚΥΡΟ∆ΕΜΑ Έτοιµο σκυρόδεµα ονοµάζεται το σκυρόδεµα, το οποίο ετοιµάζεται στο εργοστάσιο, αναµιγνύεται στο εργοστάσιο ή µέσα σε οχήµατα αναµικτήρες και µεταφέρεται στο εργοτάξιο. Η ανάµιξη των συστατικών του σκυροδέµατος κατά τη µεταφορά έχει ως αποτέλεσµα να µεταφέρεται το σκυρόδεµα σε µεγαλύτερες αποστάσεις. Η διατήρηση του εργάσιµου του σκυροδέµατος επιτυγχάνεται µε πρόσθετη διαβροχή του σκυροδέµατος. 1.6.2 ΕΚΤΟΞΕΥΟΜΕΝΟ ΣΚΥΡΟ∆ΕΜΑ Εκτοξευόµενο σκυρόδεµα ονοµάζεται το σκυρόδεµα, το οποίο τοποθετείται στη θέση σκυροδέτησης µε εκτόξευση από το ακροφύσιο ειδικής συσκευή, µε τη βοήθεια πεπιεσµένου αέρα. Η παρασκευή του σκυροδέµατος γίνεται µε δύο µεθόδους την υγρή και την ξηρή. Στην υγρή µέθοδο τα αδρανή υλικά, το τσιµέντο και το νερό αναµιγνύονται από την αρχή και το σκυρόδεµα µεταφέρεται µε ρεύµα πεπιεσµένου αέρα µέσω σωληνώσεων στο ακροφύσιο, ενώ στην ξηρή µέθοδο το µίγµα τσιµέντου και αδρανών µεταφέρεται στο ακροφύσιο, όπου προστίθεται το νερό µε ψεκασµό. Το εκτοξευόµενο σκυρόδεµα πρέπει να έχει οµοιογένεια, κατάλληλο εργάσιµο που θα του επιτρέψει να διαστρωθεί ικανοποιητικά και ταυτόχρονα θα πρέπει να εξασφαλίζεται η πρόσφυση στην επιφάνεια στην οποία γίνεται η εκτόξευση, καθώς και η ελάχιστη αναπήδηση. Επίσης, πρέπει να έχει την αντοχή, την ανθεκτικότητα και όλες τις άλλες πρόσθετες ιδιότητες που απαιτούνται για το έργο. Η ποιότητα του εκτοξευόµενου προσθέτου σκυροδέµατος εξαρτάται σε σηµαντικό βαθµό από τον έλεγχο του νερού και του επιταχυντικού προσθέτου του µίγµατος, την πίεση του αέρα, την ταχύτητα εξόδου των υλικών από το ακροφύσιο, τις τεχνικές χρήσεις του ακροφυσίου και τον χειριστή του ακροφυσίου. Το εκτοξευόµενο σκυρόδεµα χρησιµοποιείται σε κατασκευές, οι οποίες έχουν υποστεί εκτεταµένες καταστροφές, όπως και σε κατασκευές λεπτότοιχες ή ασθενώς οπλισµένες. 1.6.3 ΟΠΛΙΣΜΕΝΟ ΣΚΥΡΟ∆ΕΜΑ Οπλισµένο σκυρόδεµα ονοµάζεται το σκυρόδεµα µέσα στο οποίο τοποθετούνται κατάλληλοι ράβδοι από χάλυβα. Το οπλισµένο σκυρόδεµα παρουσιάζει βελτιωµένες ιδιότητες και κυρίως σηµαντική αύξηση στην

13

αντοχή σε εφελκυσµό, οι οποίες οφείλονται στην πολύ καλή συνεργασία του σκυροδέµατος µε το χάλυβα. 1.6.4 ΠΡΟΕΝΤΕΤΑΜΕΝΟ ΣΚΥΡΟ∆ΕΜΑ Προεντεταµένο σκυρόδεµα ονοµάζεται το σκυρόδεµα στο εσωτερικό του οποίου έχουν αναπτυχθεί τεχνητά µόνιµες εντατικές καταπονήσεις µε τη χρήση τενόντων (σύρµατα, ράβδοι ή συρµατόσχοινα, καλώδια). Αυτό έχει ως αποτέλεσµα την αύξηση της αντοχής του σκυροδέµατος.

14

2.ΕΚΤΟΞΕΥΟΜΕΝΟ ΣΚΥΡΟ∆ΕΜΑ 2.1 Γενικά Το εκτοξευµένο σκυρόδεµα (sprayed concrete ή shotcrete ή gunite) που χρησιµοποιείται σε έργα επεµβάσεων , είναι σκυρόδεµα λεπτής διαβάθµισης αδρανών που σκυροδετείται µε εκτόξευση .η εφαρµογή του απαιτεί ειδικό εξοπλισµό και κατάλληλα εκπαιδευµένο προσωπικό. Το εκτοξευµένο σκυρόδεµα (Ε.Σ.) συντίθεται από τσιµέντο , λεπτόκοκκα ( ή και χονδρότερα) αδρανή και νερό ,µπορεί δε να περιλαµβάνει και ειδικά προσµικτικά ή προσθετά υλικά. Σήµερα η χρήση του Ε.Σ. σε εργασίες επεµβάσεων είναι η κυρίαρχη , ανεξαρτήτως από το είδος του φέροντος οργανισµού της κατασκευής. Στοιχεία από µετασεισµικές επεµβάσεις , µετά από τους τελευταίους ισχυρούς σεισµούς στην χωρά µας , δείχνουν ότι οι εργασίες Ε. Σ. αποσπούν το µεγαλύτερο οικονοµικό µερίδιο σε σύγκριση µε τις άλλες τεχνικές επεµβάσεων και καλύπτουν ποσοστό της τάξεως του 30% του συνολικού κόστους των επεµβάσεων του φέροντος οργανισµού των κτιρίων. σε κατασκευές µε φέροντα οργανισµό από οπλισµένο σκυρόδεµα το ποσοστό αυτό ξεπερνά το 40%. Η ευρύτατη χρήση του εκτοξευµένου σκυροδέµατος στις επισκευές και ενισχύσεις κατασκευών οπλισµένου σκυροδέµατος ή ακόµα και κατασκευών από φερουσα τοιχία οφείλεται κυρίως στα παρακάτω τέσσερα χαρακτηριστικά του: 1.Το Ε. Σ. έχει υψηλή θλιπτική αντοχή , επειδή ο υδατοσυντελεστής Ν/Τ είναι χαµηλός και επειδή επιτυγχάνεται υψηλή συµπύκνωση λόγω της µεγάλης ταχύτητας εκτόξευσης . ενδεικτικά αναφέρεται ότι οι αντοχές της τάξης των 50Μpa βρίσκονται µέσα στα πλαίσια συνήθους εφαρµογής της τεχνικής και ότι αντοχές µέχρι 30 Μpa επιτυγχάνονται εύκολα.. 2.Η µεγάλη ταχύτητα εκτόξευσης παρέχει δυνατότητα πολύ καλής πρόσφυσης µε το υλικό βάσης . οι διαστάσεις των κόκκων των αδρανών παρέχουν µεγάλη ικανότητα διείσδυσης µέσα στις µικροανωµαλίες της επιφανείας βάσης , η οποία συνήθως έχει εκτραχυνθεί. 3.Το εκτοξευµένο σκυρόδεµα αυτοστηρίζεται , δηλαδή δεν απαιτείται η χρήση ξυλοτύπου και µπορεί να χρησιµοποιηθεί ακόµα και στο κάτω µέρος οριζοντίων στοιχειών . 4.Η εγκατάσταση είναι κινητή και σε συνδυασµό µε το είδος του εξοπλισµού που χρησιµοποιείται επιτρέπει τη σκυροδετήσει σε δύσκολες και δυσπρόσιτες θέσεις. 2.2 Το ιστορικό

15

Η πρώτη µηχανή εκτοξευόµενου σκυροδέµατος (Εικόνα 1) επινοήθηκε το 1907 από τον Carl Akeley στην Αµερική και τον ∆εκέµβριο του 1910 παρουσιάστηκε στην έκθεση τσιµέντου στην Ν. Υόρκη . ήταν µια µηχανή ξηρας ανάµιξης που χρησιµοποιούσε µίγµα από λεπτόκοκκα αδρανή (άµµο)και τσιµέντο, και χρησιµοποιήθηκε στις εργασίες ανακατασκευές της όψης του Field Muuseum του Σικάγου. Μπόρεσε να λειτουργήσει µονό µια ώρα και µετά υλικό «µπλοκάρισε» στους σωλήνες. όµως η αρχή έχει γίνει ιδέα της σκυροδετησης µε εκτόξευση είχε γίνει πράξη. ο Akeley την ονόµασε «Plaster gym”. Όταν στη συνεχεία τα δικαιώµατα εκµετάλευσης της µηχανής µεταφέρονται σε µια κατασκευαστική εταιρεία στο Allentown η µηχανή γίνεται γνωστή ως cement gym , η εταιρεία µετονοµάζεται σε cement gym company και το προϊόν που ήταν ένα « πνευµατικά εφαρµοζόµενο κονίαµα» καθιερώνεται ως gunite. Στις εικόνες 1 και 2 παρουσιάζονται οι φωτογραφίες από την πρωτότυπη µηχανή του Carl Akeley καθώς και µια από τις πρώτες µηχανές που άρχισαν να κυκλοφορούν στην αγορά. η cement gym company , εξελίχθηκε ραγδαία σε ένα µεγάλο κατασκευαστικό οργανισµό αναλαµβάνοντας µεγάλα έργα σε όλη τη Β. Αµερική µε αντικείµενο τις επισκευές κτιρίων και γεφυρών , και τις κατασκευές σηράγγων , έχοντας το πλεονέκτηµα της αποκλειστικής χρήσης της µηχανής και της ονοµασίας ως gunite.

Εικονα 1 η πρωτη µηχανη εκτοξευόµενου σκυροδέµατος που χρησιµοποιηθηκε από τον Carl Akeley το 1907.

16

Εικονα 2 µια από τις πρωτες µηχανες Ε.Σ. που βγηκε στην αγορα το 1914

Εικονα 3 ογδοντα χρονια πριν. Συνεργειο ετοιµο για εργασια.

17

Εικονα 4 εκτοξευση σκυροδεµατος το 1919 για κατασκευή δεξαµενής νερού. Όταν στη συνεχεία , άρχισαν να αναγνωρίζονται τα µεγάλα πλεονεκτήµατα της τεχνικής σε ειδικά έργα , όπως σε έργα επεµβάσεων ή κατασκευές σηράγγων , η τεχνική πέρασε γρήγορα τον Ατλαντικό (γύρω στο 1925) και διαδόθηκε ραγδαία στην Ευρώπη και σ’ όλο τον άλλο κόσµο . Το 1950 κυκλοφορούσαν 5000 µηχανές και είχαν κατασκευαστεί έργα σε περισσότερες από 120 χώρες. Αυτήν την περίοδο η σκυτάλη περνάει σε ευρωπαϊκά χεριά. Ο George Seen , στην Ελβετία , ανατρέπει τη λογική της µηχανής θαλάµου , που είχε διατηρηθεί από την εποχή Akeley και δηµιουργεί µια µηχανή που χρησιµοποιεί , για την ανάµιξη και προώθηση του µίγµατος , ένα τύπο του αρχιµήδειου κοχλία , µειώνοντας έτσι τις αυξηµένες απαιτήσεις δεξιοτήτων και µυικής δύναµης του χειριστή. Επιπροσθέτως , ενώ µέχρι τότε µπορούσαν να χρησιµοποιηθούν αδρανή µε µέγιστο διάµετρο 25 mm , χωρίς να είναι ανάγκη να είναι ξηρά ενώ η παραγωγή τα 3 m3 την ώρα. Είναι ίσως η πρώτη φορά που ακριβολογώντας µπορούµε να µιλάµε για εκτοξευµένο σκυρόδεµα , µια και µέχρι τότε το ξηρό µίγµα ήταν µονό άµµος και τσιµέντο. Έτσι ο ορός «Shotcrete» που είχε πρωτοχρησιµοποιηθεί το 1930, από το αµερικανικό σύνδεσµο µηχανικών σιδηροδρόµων , αντικαθιστώντας τον ορό « πνευµατικά εφαρµοζόµενο κονίαµα» , υιοθετείται από το ACI , το 1951, για να περιγράψει το νέο προϊόν που µπορεί πλέον να είναι κονίαµα ή σκυρόδεµα. Ξεκαθαρίζει έτσι µια σύγχυση , που είχε αρχίσει να δηµιουργείται στην πράξη , όταν, ο ορός «Shotcrete» χρησιµοποιείτο για να περιγράψει µίγµατα άµµου και τσιµέντου. Σήµερα ο ορός «Shotcrete» εξακολουθεί να έχει την έννοια που δόθηκε το 1951. ορίζεται δηλαδή ως «..το σκυρόδεµα ή το κονίαµα

18

που εκτοξεύεται µε µεγάλη ταχύτητα σε µια επιφάνεια…» ανεξάρτητα από τη µέθοδο παραγωγής του. Μετά από λίγα χρονιά (το 1957), ο τύπος της µηχανής άλλαξε και τη θέση της πηρέ η µηχανή περιστρεφόµενου κάδου που αναπτύχθηκε από την Meynadier & Cie AG, στην Ζυριχη , που αποτελείται από τον τύπο της µηχανής που έχει επικρατήσει σήµερα στην πράξη. Οι σύγχρονες µηχανές αυτού του τύπου έχουν βάρος 500 έως 1500 kg . καταλαµβάνουν επιφάνεια δαπέδου 1,0*2,0 m, και το ύψους τους είναι περίπου 1,50 m. Έχουν την δυνατότητα να χρησιµοποιούν αδρανή µε κόκκο µέχρι και 20 mm, και η παραγωγή τους µπορεί να ξεπεράσει το 10 m3/h. To κόστος τους κυµαίνεται από 10.000 έως 20.000 ευρώ. Τις τελευταίες 2 δεκαετίες , η εισαγωγή των χηµικών προσµικτικών στο σκυρόδεµα έδωσε νέα ώθηση στην τεχνική. Η δυνατότητα επιτάχυνσης της πήξης και σκλήρυνσης του σκυροδέµατος ή της ανάπτυξης της αντοχής ή της αύξησης της πρόσφυσης κ.α., ήσαν ισχυρά πλεονεκτήµατα για την τεχνική λόγω της φύσης των έργων που εχρησιµοποιειτο. Οι δυνατότητες αυτές επέτρεψαν την ανάπτυξη της µεθόδου της υγρής ανάµιξης στην οποία το νερό δεν προστίθεται πλέον στο ακροφυσιο αλλά στο µίγµα. Η µέθοδος αυτή πρωτοεµφανίστηκε την δεκαετία του 70, και µε την εξάπλωση των χηµικών προσµικτικών ήταν ραγδαία. 2.3 ∆ιαδικασίες µίξης Οι τεχνικές εφαρµογής του εκτοξευµένου σκυροδέµατος είναι αφ΄ ενός του ξερου και αφετέρου του υγρού µίγµατος. Επειδή και οι δυο διαδικασίες είναι σύµφωνες µε τις συνήθεις απαιτήσεις ποιότητας εκτοξευµένου σκυροδέµατος, η επιλογή της µεθόδου γίνεται βασικά µε κριτήρια πρακτικότητας και οικονοµικότητας. Ο κατάλληλος εξοπλισµός και η ορθή τεχνική εκτόξευσης έχουν πολύ µεγάλη σηµασία στην εξασφάλιση της επιτόπου ποιότητας. 2.3.1 Ξερή µίξη Η µέθοδος επιτυγχάνεται µε την µίξη ξηρών ή υφυγρών αδρανών και τσιµέντου. Το µίγµα προστίθεται στη µηχανή που µε την βοήθεια πιεσµένου αέρα το προωθεί µέσω σωληνώσεως µε µεγάλη ταχύτητα στο ακροφύσιο. Η υγρασία των αδρανών πρέπει να είναι µεταξύ 3 και 6%. Εφόσον είναι ξηρότερα, δηµιουργείται σκόνη, ενώ αντίθετα αν είναι υγρότερα υπάρχει κίνδυνος πρόωρης πήξης και βουλώµατος των σωλήνων. Για την βελτίωση της συνεχείας της παροχής του ξηρού µίγµατος προς το ακροφυσιο έχουν δοκιµαστεί διαφορές βελτιώσεις της µηχανής εκτόξευσης . Η SBS έχει κατασκευάσει ένα σύστηµα θαλάµου µεταφοράς µε τροχό εφοδιασµένο µε θήκες. Ο µεγάλος αριθµός των θηκών, η σταθερή πίεση του αέρα και η επαρκής ποσότητα του

19

ενυπάρχοντος ξηρού µίγµατος εξασφαλίζουν µια µόνιµη και συνεχή προώθηση στο ακροφυσιο. Το νερό για την ενυδάτωση προστίθεται υπό πίεση στο ακροφύσιο αµέσως πριν την εκτόξευση. Τούτο απαιτεί την ύπαρξη µιας σωλήνας νερού παράλληλα µε την σωλήνα µεταφοράς του ξηρού µίγµατος. Μόλις το νερό περάσει τη βανα εισέρχεται σε ένα δακτύλιο και στη συνεχεία ενίεται στο διερχόµενο ξηρό µίγµα µέσα από ένα αριθµό από διαταραγµένες οπές. Είναι πολύ σηµαντικό η διαβροχη του µίγµατος να είναι πλήρης και η πίεση του νερού αρκετή ώστε αυτό να εισχωρεί στο διερχόµενο µίγµα. Η ελάχιστη πίεση του νερού στο ακροφυσιο θα πρέπει να ξεπερνά κατά τουλάχιστον 100 kPa την πίεση της σωλήνας µεταφοράς του ξηρού µίγµατος και να µην είναι µικρότερη από 600 kPa. Στην περίπτωση µεγάλων αποστάσεων µεταφοράς θα πρέπει να τοποθετείται µια αντλία νερού που να εξασφαλίζει την απαιτούµενη πίεση. Η µονάδα άντλησης είναι κατάλληλη για όλες τις µηχανές εκτόξευσης µε διαµέτρου σωλήνα µεταξύ 25 και 65 mm. Η µονάδα συνδέεται µε την υπάρχουσα παροχή νερού και αυξάνει την πίεση κατά 10Mpa. Το πιεσµένο νερό διανέµεται µέσα από ένα µεγάλο αριθµό µικρών φυσητήρων έτσι ώστε να δηµιουργείται ένα πυκνό δίκτυο νερού. Το υπό την πίεση αέρα προωθούµενο ξηρό µίγµα περνά µέσα από ένα πλέγµα νερού τριών επιπέδων µε αποτέλεσµα να προσροφά το απαιτούµενο νερό µέχρι τον πυρήνα του. Η οµογενοποίηση του µίγµατος βελτιώνει την ποιότητα του εκτοξευόµενου σκυροδέµατος και µειώνει τις απώλειες αναπήδησης και τη δηµιουργία σκονης. Η ποσότητα του νερού µίξης ρυθµίζεται από τον χειριστή. Ο ακριβής έλεγχος από τον χειριστή είναι αναγκαίος προκειµένου να αποφευχθεί η δηµιουργία υπερβολικής σκόνης στην περίπτωση ανεπαρκής ποσότητας νερού, ενώ αντίθετα στη περίπτωση µεγάλης ποσότητας νερού το σκυρόδεµα θα ρέει από την επιφάνεια. Έχει βρεθεί ότι η µετατόπιση του δακτυλίου του νερού προς τα πίσω από το ακροφύσιο έχει σαν αποτέλεσµα την καλύτερη διαβροχή του µίγµατος, την µείωση σκόνης ,την καλύτερη ποιότητα µε λιγότερη αναπήδηση και λιγότερη τάση δηµιουργίας ξηρών θυλάκων και φακών άµµου. Η πραγµατική πήξη των αδρανών µαζί µε το νερό επέρχεται στο τοίχωµα και για αυτό θα πρέπει να γίνονται κυκλικές κινήσεις του ακροφύσιου κατά την εκτόξευση. Σηµαντική είναι επίσης η σωστή λειτουργία της µηχανής ώστε να εξασφαλίζεται οµαλή µόνιµη ροή του υλικού µέσα από το σωλήνα και το ακροφύσιο. Η χρήση εργοστασιακού µε ακρίβεια ζυγισµένου και αναµιγµένου εκτοξευόµενου σκυροδέµατος το οποίο περιέχει όλα τα συστατικά εκτός του νερού , που προστίθεται στο εργοτάξιο πιστεύεται ότι πλεονεκτεί. Εφόσον η σύγκριση βασισθεί στο κόστος των υλικών, η χρήση ξηρών σακών φαίνεται πιο ακριβή , όµως πλεονεκτεί στην ευκολία χρήσης και τη µεγαλύτερη παραγωγικότητα , στη µειωµένη απαίτηση ανθρωπίνου δυναµικού, και στην οµοιοµορφία

20

της ποιότητας. Στην περίπτωση χρήσης σακών ξηρών προµειγµατων εκτοξευόµενου σκυροδέµατος , συνιστάται η χρήση στο εργοτάξιο ενός προυγραντή ο οποίος θα προσδώσει στο µίγµα πριν από την είσοδο του στη µηχανή εκτόξευσης µια συνεκτικότητα µε 3-6% υγρασία. Το πιο προυγραµένο µίγµα πλεονεκτεί του τελείως ξηρού στην αποτελεσµατικότερη και πιο οµοιόµορφη αδιάβροχη του στο ακροφυσιο , στη µειωµένη αναπήδηση και στη µείωση της σκόνης κατά την εκτόξευση. Για την εκτόξευση ξηρού µίγµατος έχουν αναπτυχθεί δυο τύποι µηχανών, ο τύπος διπλού θαλάµου πίεσης και ο περιστροφικός τύπος. Στον πρώτο τύπο το ξηρό µίγµα έρχεται σε ποσότητες στον άνω θάλαµο και κατόπιν µε την πίεση και την βαρύτητα οδηγείται στον κάτω θάλαµο όταν η βαλβίδα είναι ανοιχτή. Από τον κάτω θάλαµο µετρηµένες ποσότητες στέλνονται συνεχώς στο σωλήνα παροχής. Στον δεύτερο τύπο ο κάδος της µηχανής τροφοδοτείται µε ξηρό µίγµα από οπού αυτό πέφτει σε µια σειρά από εννέα ή και περισσότερες οπές που βρίσκονται µέσα σε ένα κύλινδρο ή µια λεκάνη. Όπως και στη περίστροφο η δόση κάθε οπής ενεργοποιείται µε την πίεση αέρα που την πιέζει στην σωλήνα παροχής. Και οι δυο τύποι είναι εξίσου ικανοποιητικοί. Μειονέκτηµα του διπλού θαλάµου είναι η µικρή απόδοση και η ανάγκη απασχόλησης περισσοτέρου εργατικού δυναµικού, ώστε να αξιοποιούνται οι δυνατότητες του , πλεονεκτεί όµως στη µειωµένη ανάγκη συντήρησης. Σήµερα πολύ περιστροφικοί τύποι αντικαθιστούν τους διπλούς θαλάµους, εφόσον όµως αυτοί είναι ελαφρού τύπου και εργάζονται µε µεγάλες ταχύτητες περιστροφής είναι πιθανόν να χρειάζονται σύντοµα αντικατάσταση. Η απόδοση των µηχανών εκτοξευµένου σκυροδέµατος στο ακροφύσιο είναι από 5 έως 8m3/h. Η απόσταση παροχής εξαρτάται από τον τύπο της µηχανής και για τις καλύτερες από αυτές µπορεί να υπερβεί τα 270m οριζόντια ή τα 90m κατακόρυφα , στις πολύ µεγάλες µάλιστα αποστάσεις οι κοινές σωλήνες παροχής µπορεί να αντικαταστούν από χαλύβδινες ώστε να µειωθούν οι τριβές στα τοιχώµατα. Το σκυρόδεµα εκτοξεύεται από το ακροφύσιο µε µεγάλη ταχύτητα στην επιφάνεια και τη δύναµη κρούσης συµπυκνώνει το υλικό. Εφόσον η µηχανή εκτόξευσης λειτουργεί ορθά , τότε η δηµιουργουµένη σκόνη στον αέρα είναι αποδεκτή. Στην περίπτωση που χρησιµοποιούνται ίνες οπλισµού του σκυροδέµατος τότε έχει παρατηρηθεί αύξηση της φθοράς του εξοπλισµού, χωρίς τούτο να αποτελεί αιτία για την αποφυγή τους. Εφόσον χρησιµοποιηθεί επιταχυντής , αυτός προστίθεται είτε σε µορφή σκόνης στο ξηρό µίγµα , είτε σε υγρή µορφή στο νερό µίξης.

21

2.3.2. Υγρή µίξη Η µέθοδος επιτυγχάνεται µε την ανάµιξη µετρηµένων ποσοτήτων αδρανών, τσιµέντου και νερού. Το κονίαµα ή το µίγµα τροφοδοτεί τη χοάνη του εξοπλισµού µεταφοράς. Με την πυκνή µέθοδο µεταφοράς το υγρό έτοιµο µίγµα προωθείται στο ακροφύσιο µε αντλίες οπού και ψεκάζεται στο τοίχωµα. Το µίγµα θα πρέπει να είναι επαρκώς υγρό ώστε να µπορεί να αντληθεί. Το σκυρόδεµα εποµένως περιέχει πιο πολύ νερό από αυτό που χρειάζεται για την ενυδάτωση του τσιµέντου. Το πλεονάζων νερό εξατµίζεται από το σκυρόδεµα καθιστώντας το πιο ευάλωτο σε ρωγµές συστολή ξήρανσης. Εφόσον προστεθεί η βέλτιστη, όσον αφορά την αντοχή, ποσότητα νερού (~35%), τότε το µίγµα δεν θα µπορεί να αντληθεί. Για αυτό συνιστάται η χρήση υπερευστοποιητικού προσθετού για αντλούµενο σκυρόδεµα. Η µέθοδος έχει το πλεονέκτηµα του αυστηρού ελέγχου του λογού Ν/Σ. το ακροφύσιο έχει θέσεις εισόδου του υγρού µίγµατος, του πιεσµένου αέρα και του , συνήθως χρησιµοποιουµένου, επιταχυντικού προσθετού. Η υψηλή συµπύκνωση στο τοίχωµα δεν επιτυγχάνεται µε την µεγάλη ταχύτητα ψεκασµού αλλά µε την καλή διαβάθµιση και πλήρης ανάµιξη του σκυροδέµατος που ψεκάζεται στην επιφάνεια σε µικρές σταγόνες, δίχως σκόνη και δηµιουργώντας µια οµογενή επιφάνεια. 2.3.3 Επιλογή της µεθόδου Η σύγκριση µεταξύ των δυο µεθόδων δίνεται στον πίνακα 1. µέχρι σήµερα µέθοδος ξερής µίξης χρησιµοποιείται συχνότερα επειδή ο εξοπλισµός είναι ελαφρύτερος και οικονοµικότερος. Τα ξερά υλικά µπορούν να µεταφερθούν σε µεγαλύτερες αποστάσεις . η επένδυση σε εξοπλισµό της µεθόδου υγρής µίξης είναι τουλάχιστον τριπλάσια της αντίστοιχης της ξηρής. Εν τούτοις ο κατασκευαστής που επιθυµεί γρήγορη πρόοδο των εργασιών προτιµά την υγρή µίξη, που έχει οικονοµικότερη αναπήδηση, και δύναται να προµηθεύει σε µεγάλες ποσότητες υλικό από µονάδα παραγωγής σκυροδέµατος, και να επιτυγχάνει παραγωγή έως και 20m3/h ειδικά όταν χρησιµοποιούνται τηλεχειριζόµενες αυτοµατοποιηµένες µηχανές. Οι µηχανές υγρής µίξης γενικά δεν µπορούν να µεταφερθούν και να χρησιµοποιηθούν σε προβληµατικές περιοχές που απαιτείται γρήγορη επέµβαση. Ο κατασκευαστής συνήθως θέλει να αφήνει ένα µεγάλο τµήµα ανεπένδυτο προτού αρχίσει τη µαζική παραγωγή εκτοξευµένου σκυροδέµατος υγρής µίξης. Άρα συχνά απαιτείται ένα δεύτερο σύστηµα ξηρής µίξης όταν απαιτούνται µικρές ποσότητες σκυροδέµατος όπως π.χ. για την υποστήριξη του µετώπου. Μια µηχανή ξηρής µίξης είναι αποτελεσµατικότερη στην περίπτωση ελέγχου υγρών στρωµάτων, οπού η υγρή διαδικασία έχει περιορισµένες

22

δυνατότητες αντιµετώπισης του νερού. Η ξηρή µέθοδος δηµιουργεί σκόνη και η δυνατότητα παραγωγής είναι µικρότερη από την υγρή. Εν τούτοις το ξηρό µίγµα µπορεί να διατηρηθεί για σχετικές µεγάλες περιόδους έως οτου χρειαστεί, και να εφαρµοσθεί αµέσως σε µε µέτριες ποσότητες σε περιοχές που απαιτείται . τούτο είναι σε συµφωνία µε τις αρχές της ΝΑΤΜ για έγκαιρη υποστήριξη και σταθεροποίηση του πετρώµατος κατά την κυκλική διαδικασία διάτρησης-ανατίναξης. Η µη ορθή ποσότητας τροφοδοσίας του νερού κατά την ξηρά µίξη επιδρά αρνητικά στο βαθµό αναπήδησης ή και στην αντοχή. Ο λόγος Ν/Σ του ψεκαζοµένου σκυροδέµατος από µηχανή ξηρής µίξης είναι πολύ χαµηλός. Αντίθετα ο λόγος αυτός όταν χρησιµοποιείται µηχανή υγρής µίξης είναι πάνω από 0,50, ώστε το µίγµα να είναι αντλήσιµο από τις σωληνώσεις. Οι µηχανές υγρής µίξης πλεονεκτούν στα υπόγεια έργα όσον αφορά την µειωµένη σκόνη, τη µικρότερη απαίτηση εξειδικευµένου προσωπικού, και του λιγότερου επιτόπου εξοπλισµού. Η αναπήδηση είναι µεγαλύτερη µε την ξηρή µέθοδο παρά µε την υγρή. Εν τούτοις για σκυρόδεµα υγρής µίξης ακόµα και για µικρές πιέσεις, ένα αυτοµατοποιηµένο µηχάνηµα είναι απαραίτητο, καθόσον το βάρος του υγρού σκυροδέµατος στο σωλήνα το καθιστά πολύ βαρύ στο κράτηµα. Επίσης ο χρόνος ξεπλύµατος του εξοπλισµού υγρής µίξης είναι µεγαλύτερος από τον αντίστοιχο της ξηρής. Ο καθαρισµός θα πρέπει να γίνεται µετά από κάθε χρήση, πριν δε από κάθε διακοπή µεγάλης διαρκείας το πλύσιµο θα γίνεται σε ειδικές για το σκοπό περιοχές. Άρα ποσότητες τουλάχιστον 10 m3 θα πρέπει να ψεκάζονται σε µια φάση ώστε να καθιστούν την υγρή µέθοδο αποτελεσµατική. Μια κατασκευή που περιλαµβάνει κυκλική διακοπτόµενη εκτόξευση σκυροδέµατος θα πρέπει να εκτελείται µε τη µέθοδο της ξηρής µίξης. Η µέθοδος της υγρής µίξης θα πρέπει να χρησιµοποιείται όταν το πέτρωµα δεν απαιτεί άµεση υποστήριξη. Τέλος θα πρέπει να ληφθεί υπόψη η κατανάλωση υλικού σε σχέση µε την αναπήδηση και την ενεργείας. Η µέθοδος υγρής µίξης απαιτεί περίπου το τρίτο του πιεσµένου αέρα που απαιτεί η ξηρή µίξη. Πίνακας 1. παράγοντες επιλογής της διαδικασίας µίξης. παράγων Ξερή µίξη Υγρή µίξη Εξοπλισµός Χαµηλή ολική επένδυση

Συντήρηση σχετικά απλή και αραιή

Λιγότερος επιτόπου εξοπλισµός Λιγότερη φθορά στην αντλία, στους σωλήνες και στο ακροφυσιο.

23

Λιγότερο από 60% κατανάλωση πιεσµένου αέρα

Μείξη Στο εργοτάξιο ή στο εργοστάσιο Έτοιµα αναµιγµένα ξηρά συστατικά µπορούν να χρησιµοποιηθούν, αλλά δεν µπορούν να παραµείνουν ανοιχτά σε υφυγρο ή υγρό περιβάλλον. Η συµπεριφορά βλάπτεται από την υγρασία της άµµου.

Ακριβής ανάµιξη στη µονάδα ανάµειξης. Χρήση ετοίµου σκυροδέµατος . Αποδεκτή η υγρή άµµος.

Παραγωγή Σπανίως ξεπερνά επιτόπου τα 5m3/h.µπορεί να µεταφερθεί σε µεγαλύτερες αποστάσεις από ότι τα υγρά µίγµατα.

Μεγαλύτερη από ότι αντίστοιχες µηχανές ξηρής µιξης.2-10m3/h από ακροφύσιο χειριστή ως 20m3/h µε βραχίονα χειρισµού.

Αναπήδηση Μπορεί να είναι 15-40% από κατακόρυφα τοιχώµατα και 20-50% από την οροφή. ∆ηµιουργεί θυλάκες αναπήδησης. Η απώλεια αδρανών κάνει την συµφωνία µε τη µελέτη σύνθεσης δύσκολη, και το προστιθέµενο τσιµέντο είναι συνήθως πολύ.

Χαµηλή κάτω του 10% για σωστό µίγµα. Μη δηµιουργία θυλάκων αναπήδησης. Μικρή απώλεια αδρανών.

Ποιότητα Υψηλότερη αντοχή λόγω του χαµηλότερου λόγου Ν/Σ. Λιγότερο οµοιογενής καθόσον η προσθήκη νερού κανονίζεται από τον χειριστή και την ασυνεχή προώθηση του υλικού.

∆υσκολία επίτευξης υψηλής αντοχής λόγω του υψηλοτέρου λόγου Ν/Σ . Πιο οµοιογενής ποιότητα.

Ταχύτητα κρούσης

Υψηλή, µε καλή πρόσφυση και ευκολότερη χρήση στην οροφή.

Γενικά επαρκής για τα υπόγεια έργα

Προσθετά Σα σκόνη στο µεικτη ή τη χοάνη. Υγρά στο ακροφύσιο

Γενικά σε υγρή µορφή στο ακροφύσιο.

Σκόνη Μεγάλη παραγωγή σκόνης Πολύ µικρή ποσότητα.

24

που µπορεί να µειωθεί µε 5-15% προυγρανση, ή µε µετακίνηση του δακτυλίου του νερού προς τα πίσω του ακροφυσιου.

Καλύτερη ορατότητα. Κανένας κίνδυνος δηµιουργίας στρώσεων από τη σκόνη.

Άλλη χρήση

Αµµοβόλη Άντληση σκυροδέµατος.

2.4 Το µίγµα Ο σχεδιασµός του µίγµατος καθοδηγείται από τις ίδιες αρχές που διέπουν το σχεδιασµό του σκυροδέµατος. Οι βασικές παράµετροι που ελέγχουν την αντοχή και την ποιότητα είναι ο λόγος Ν/Τ, η περιεκτικότητα σε αέρα και ο βαθµός συµπύκνωσης. Εν τούτοις στο σχεδιασµό του εκτοξευοµενου σκυροδέµατος υπεισέρχονται προσθετοί παράγοντες οι κυριότεροι από τους οποίους επιδρούν στην διαβάθµιση των αδρανών και στην περιοκτικότητα σε τσιµέντο. Η επιλογή του µίγµατος δεν θα πρέπει να λαµβάνει υπόψη µονό τις απαιτήσεις του έργου αλλά και τη διαθεσιµότητα των υλικών και ειδικότερα τον τύπο των αδρανών και τη µέθοδο µεταφοράς δηλ. µε άντληση ή µε πιεσµένο αέρα. Ο θεωρητικός σχεδιασµός οπού τα λεπτόκοκκα και χονδρόκοκκα αδρανή αναµιγνύονται έτσι ώστε να προκύπτει µίγµα µε τον ελάχιστο όγκο κενών που θα πρέπει να γεµίσει µε νερό και τσιµέντο , είναι γενικά αποδεκτός για µηχανές ξερής µίξης. Εν τούτοις όταν γίνεται άντληση υγρών µιγµάτων απαιτούνται επιπλέον ποσότητες αδρανών πολύς λεπτής διαβάθµισης και τσιµέντου, έτσι ώστε να διευκολύνεται η ροή του µίγµατος και να αποκλείεται η ροή του νερού µέσα από αυτό. Τούτο απαιτεί σηµαντική εµπειρία και δοκιµές, καθόσον όταν η ποιότητα των αδρανών πολύ λεπτής διαβάθµισης είναι υπερβολική υπάρχει κίνδυνος βουλώµατος των σωλήνων, ιδιαιτέρα όταν αυτοί είναι µεγάλου µήκους. Σήµερα είναι γενικά παραδεκτό ότι ένα κατάλληλο µίγµα περιέχει 20%τσιµεντικα υλικά, ~20% χονρόκοκκα αδρανή, και ~60% άµµου του όλου βάρους των αδρανών. Προτιµάται η φυσική πλυµµένη άµµος. Τα ποσοστά εξαρτώνται από το αν τα χονδρόκοκκα αδρανή είναι στρογγυλευµένα ή θραυστά. Η ανάλυση της διαβάθµισης των αδρανών του µίγµατος είναι αναγκαία, οι δε καµπύλες των ποσοστών των συγκροτούµενων ή διερχοµένων από τα τυπικά κοσκινά ως προς το µέγεθος του κόκκου θα πρέπει να βρίσκονται µέσα σε µια οµαλά µεταβαλλόµενη στενή περιβάλλουσα, και να µην έχουν ράχες ή κοιλίες. Για την εφαρµογή στο ταβάνι, τα µίγµατα θα πρέπει να ποσοστόνονται προς την λεπτότερη πλευρά της περιβάλλουσας διαβάθµισης, για τα κατακόρυφα τοιχώµατα προς τη µέση, και την εφαρµογή προς τα κάτω προς την πλέον χονδρόκοκκη. Ο µέγιστος κόκκος των αδρανών δεν θα

25

πρέπει να ξεπερνά τα 16 mm. Η εµπειρία έχει δείξει ότι τα αδρανή µεγαλύτερα από 16 mm προκαλούν µεγάλη αναπήδηση των κόκκων που είναι µεγαλύτεροι από 8 mm, µε αποτέλεσµα την αµφίβολη οικονοµικότητα της µεθόδου. Το προϊόν της αναπήδησης περιέχει ~65%κοκκους µεγαλύτερους από 8 mm.ειδικά στην επιφάνεια που πρόκειται να εκτοξευτεί σκυρόδεµα θα πρέπει να εκτοξευτεί ένα στρώµα που θα περιέχει επαρκή ποσότητα από λεπτόκοκκα σωµατίδια τσιµέντου και άµµου π.χ. < 0.2 mm. 2.4.1 Τσιµέντο και νερό Τσιµέντα Portland διαφορών τύπων είναι εξίσου επιτρεπτά. Η επιλογή του τύπου τσιµέντου εξαρτάται συνήθως από την συµβατότητα τους από τους επιταχυντές που βρίσκονται στη διάθεση µας. Ο βέλτιστος χρόνος πήξης επιτυγχάνεται µε τον πιο συµβατό συνδυασµό τσιµέντου και επιταχυντή πράγµα το οποίο απαιτεί εργαστηριακές δοκιµές. Εφόσον υπάρχει κίνδυνος διάβρωσης από θειικά τότε απαιτείται τσιµέντο ανθεκτικό σε αυτά. Εφόσον χρησιµοποιηθεί τσιµέντο ταχείας πήξης είναι πιθανό να µη χρειαστεί επιταχυντικό προσθετό. Το νερό του µίγµατος πρέπει να είναι καθαρό απαλλαγµένο από αιρούµενη ύλη ή οργανικά υλικά και από αλκαλικά ή αλλά διαλυµένα ορυκτά άλατα. Νερό που ικανοποιεί τις απαιτήσεις των κανονισµών σκυροδέµατος (π.χ. ΕΛΟΤ 345) είναι αποδεκτό. Ο λόγος Ν/Σ έχει µεγάλη σηµασία τόσο στην επίτευξη ικανοποιητικής θλιπτικής αντοχής, όσον και στη µείωση του βαθµού της αναπήδησης, και κυµαίνεται µεταξύ 0.40 και 0.45. Η ποσότητα τσιµέντου εξαρτάται από την απαίτηση αντοχής για τον µέγιστο κόκκο αδρανών. Μη αναγκαία µεγάλη απαίτηση αντοχής απαιτεί υπερβολικά µεγάλη αναλογία τσιµέντου που έχει σαν αποτέλεσµα µεγάλη συστολή ξήρανσης και ρηγµατώδη. Για παράδειγµα στη γέφυρα Vancouver και για κοκκοµετρικη σύνθεση µέγιστου κόκκου Φ16 η βέλτιστη αναλογία τσιµέντου ήταν 385 kg/m3 που όµως όταν αυξήθηκε στα 460 kg/m3 είχε σαν συνεπεία την δηµιουργία ρωγµών λόγω της συστολής ξηράνσεως. Για λεπτότερο µίγµα µε µέγιστο κόκκο Φ10 η απαιτούµενη αναλογία σε τσιµέντο ήταν 415 kg/m3. Για ξηρά µίγµατα η ποσότητα τσιµέντου Portland θα πρέπει να βρίσκεται µεταξύ των παρακάτω ορίων : Λεπτό εκτοξευόµενο σκυρόδεµα 0-4 mm 450-600 kg/m3 Μέσο εκτοξευόµενο σκυρόδεµα 0-8 mm 350-450 kg/m3 Aδρό εκτοξευοµενο σκυρόδεµα 0-15 mm 300-350 kg/m3

Για υγρά µίγµατα η περιεκτικότητα σε νερό στοχεύει συνήθως σε µια καθίζηση µεγαλύτερη από 50 mm. Όταν η καθίζηση ξεπερνά τα 150 έως

26

175 mm , χάνεται η συνοχή και τα αδρανή τείνουν να διαχωρίζονται. Η περιεκτικότητα σε τσιµέντο του επιτόπου σκυροδέµατος είναι πάντα µεγαλύτερη από αυτή του εκτοξευόµενου µίγµατος, λόγω της µεγαλύτερης αναπήδησης των αδρανών από αυτή του τσιµέντου. Τούτο εµφανίζεται ιδιαιτέρα στη περίπτωση της εφαρµογής της ξηρής µεθόδου προς την οροφή. Η αντοχή του εκτοξευόµενου σκυροδέµατος εξαρτάται από τις αναλογίες του µίγµατος και την περιεκτικότητα σε νερό, και τούτο απαιτεί ικανότητα χειριστή. Κατά τη µέθοδο της ξηρής µίξης η ποσότητα του νερού ελέγχεται από τον χειριστή του ακροφυσιου, ενώ στην υγρή µέθοδο ο χειριστής της εγκατάστασης ανάµιξης θα πρέπει να ρυθµίζει την σωστή ποσότητα νερού. Οπωσδήποτε µια ποσότητα αναπήδησης δεν µπορεί να αποφευχθεί. Λόγω αυτής της αναπήδησης η επιτόπου σύνθεση του εκτοξευµένου σκυροδέµατος θα διαφέρει από το αρχικό µίγµα. Αυτό θα πρέπει να λαµβάνεται υπόψη κατά την προετοιµασία του µίγµατος ώστε να επιτυγχάνεται η απαιτούµενη ποιότητα επιτόπου. Η σύνθεση του µίγµατος επιτόπου εξαρτάται από την αρχική σύνθεση, το σχεδιασµό του ακροφυσιου, την ταχύτητα πρόσκρουσης , την ικανότητα του χειριστή, την επιφάνεια εφαρµογής, την ποσότητα και τον τύπων των προσθετών, τον οπλισµό, την απόσταση του ακροφυσίου από την επιφάνεια και τη γωνιά ψεκασµού. 2.4.2 Αδρανή Αυτά θα πρέπει να συµφωνούν µε τις προδιαγραφές του ΕΛΟΤ 408. η κοκκοµετρικη τους διαβάθµιση θα πρέπει να είναι συνεχής χωρίς έλλειψη ή υπερβολή σε οποιοδήποτε µέγεθος. Με αυτό τον τρόπο επιτυγχάνεται βελτίωση συµπύκνωση µε αποτέλεσµα πυκνό υλικό, στεγανότητα. Υψηλή θλιπτική αντοχή και ελαχιστοποίηση της αναπήδησης. Αδρανή από σχιστώδη υλικά ή που περιλαµβάνουν επιµήκεις κόκκους τείνουν να µειώνουν την συµπύκνωση. Άλλωστε οι επιµήκεις κόκκοι έχουν πολύ µεγαλύτερη ειδική επιφάνεια από αυτοί που έχουν οι στρογγυλευµένοι µε αποτέλεσµα τα µίγµατα που περιέχουν τους πρώτους να είναι φτωχά σε τσιµέντο. Λόγω της αναπήδησης γίνεται από µονή της διαβάθµιση του µίγµατος µε την απώλεια κυρίως των µεγάλων κόκκων και η πράξη έχει δείξει ότι και αδρανή µε κακή διαβάθµιση είναι δυνατόν να δώσουν ποιοτικά καλό εκτοξευόµενο σκυρόδεµα µονολότι η ποσότητα αναπήδησης είναι µεγαλύτερη από όσο είναι αποδεκτό. Οι σηµερινές προδιαγραφές τείνουν περισσότερο να είναι απαιτήσεις συµπεριφοράς. Επί παραδείγµατι οι τεχνικές προδιαγραφές των έργων του µητροπολιτικού σιδηροδρόµου Washington δεν απαιτούσαν συγκεκριµένες κοκκοµετρικές διαβαθµίσεις αλλά µόνον ότι το τελικό προϊόν θα έπρεπε να είχε µια καθορισµένη αντοχή. Η ζώνη ∆ της

27

κοκκοµετρικης διαβάθµισης αδρανών µε µέγιστο κόκκο Φ15 είναι συνήθως αποδεκτή από όλες τις κατασκευές από σκυρόδεµα. Το ποσοστό υγρασίας των λεπτών και χονδρών αδρανών πριν την ανάµιξη τους µε τσιµέντο πρέπει να είναι µεταξύ 3 και 6%. ∆ιακυµάνσεις στην υγρασία κατά την τροφοδότηση καταλήγουν σε διακυµάνσεις στην τροφοδότηση από το ακροφύσιο µε αποτέλεσµα την χειροτέρευση της ποιότητας του εκτοξευόµενου σκυροδέµατος. Για τον έλεγχο της υγρασίας θα πρέπει να γίνεται χρήση ιδιότητας της αποστράγγισης των κοκκωδών αδρανών . η υγρασία συγκροτείται κυρίως στην άµµο, όµως όλα τα κλάσµατα µπορούν να αποστραγγίζονται εφόσον κείνται σε επίπεδο από οπού το νερό µπορεί να διαφεύγει. Εφόσον η άµµος είναι ξηρή θα πρέπει να βρέχεται και αναµιγνύεται σε ποσοστό υγρασίας 8%πριν από τη µίξη της µε χονδρόκοκκο αδρανές, η δε υγρασία θα πρέπει να ελέγχεται πριν από την ανάµιξη µε το τσιµέντο. Πολύ υγρά µίγµατα τσιµέντου-αδρανών βουλώνουν του σωλήνες προσαγωγής και αυξάνουν το βαθµό ενυδάτωσης πέρα από τα αποδεκτά όρια. Ένα πολύ ξηρό µίγµα παρουσιάζει προβλήµατα αδιάβροχης στο ακροφυσιο µε αύξηση της σκόνης και µείωση της συµπύκνωσης. Συσκευές αδιάβροχης τοποθετηµένες στις µεταφορικές ταινίες που οδηγούν στη µηχανή του εκτοξευόµενο σκυρόδεµα έχουν χρησιµοποιηθεί επιτυχώς. Μονάδες µεταφοράς και ανάµιξης έχουν αναπτυχθεί για την ανάµιξη αδρανών και τσιµέντου µέσα στις σήραγγες για άµεση τροφοδότηση της µηχανής εκτόξευσης. Οι σωστές αναλογίες και η µεταφορά επιτυγχάνονται είτε µε βαθµονοµηµένους ατέρµονες κοχλίες που τροφοδοτούν µε τα διαφορά υλικά κατ’ όγκο ώστε να δηµιουργηθεί ένα καθορισµένο µίγµα τσιµέντου και αδρανών, είτε µε µεταφορικούς ιµάντες που µεταφέρουν από διαφορετικές αποθήκες τσιµέντο, άµµο και χονδρόκοκκα αδρανή. Το επιταχυντικό δεν πρέπει να προστίθεται στη ξηρό µίγµα πριν από την είσοδο του στη µηχανή εκτόξευσης. Η µηχανική τροφοδότηση µε ατέρµονα κοχλία είναι πολύ αποτελεσµατική ενώ ο δονητικός τύπος τείνει να βουλώνει επειδή τα επιταχυντικά είναι υγροσκοπικά. Τα υγρά επιταχυντικά πρέπει να αναµιγνύονται µε το νερό πριν αυτό κατευθυνθεί στο ακροφυσιο. Προσοχή πρέπει να δίνεται στο ρυθµό τροφοδότησης του επιταχυντικού ώστε να µη δηµιουργούνται µίγµατα µε µεγαλύτερη περιεκτικότητα επιταχυντικού. 2.4.3 Προσθετά – Προσµικτικά Τα επιταχυντικά χηµικά προσθετά χρησιµοποιούνται στο εκτοξευόµενο σκυρόδεµα ώστε να αποκτά αυτό γρηγορότερα αντοχή και να µπορεί να φέρει φορτία της σήραγγας σε πρώιµα στάδια της διάνοιξης. Εκτός αυτού µειώνουν το βαθµό της αναπήδησης των αδρανών και επιτρέπουν τη δηµιουργία ταχυτέρων στρώσεων ανά ψεκασµό, την εκτόξευση σε υγρές επιφάνειες µε µικρή ροή και της χρήση της µεθόδου

28

υγρής µίξης για εκτόξευση προς την οροφή. Κατά την κατασκευή των σηράγγων απορροής όµβριων της πόλης του Μεξικού επιτεύχθηκε ο έλεγχος µιας παροχής νερού 57 l/s κατά την διάρκεια των εργασιών αντιστήριξης. Οι επιταχυντές προσφέρονται σε µορφή υγρού ή σκόνης. Συχνά στις σήραγγες απαιτούνται, από τις προδιαγραφές, χρόνοι αρχικής πήξης 3 λεπτά, τελικής πήξης 10 λεπτά, και ανάπτυξης αντοχής 5 Μpa στις πρώτες 8 ώρες. Αυτά και ακόµα αυστηρότερα κριτήρια µπορούν να επιτευχθούν µε την προσεκτική επιλογή ενός κατάλληλα συνδυασµού τσιµέντου και επιταχυντή. Η εκτίµηση της καταλληλότητας του επιταχυντή θα πρέπει να γίνεται πριν από την έναρξη της κατασκευές, καθόσον πολλοί επιταχυντές είναι ασυµβίβαστοι µε διαφορά τσιµέντα. Προσοχή θα πρέπει να δοθεί στην ποσότητα της δόσης του επιταχυντή καθόσον όλοι οι επιταχυντές µειώνουν λιγότερο ή περισσότερο την τελική αντοχή του σκυροδέµατος. Πολλοί από τους συγχρόνους επιταχυντές επιφέρουν πολύ µικρότερη µείωση της τελικής αντοχής του σκυροδέµατος. Η συνήθης δόση των επιταχυντών είναι περίπου 2% του τσιµέντου κατά βάρος, αν και δόσεις 7% χρησιµοποιούνται όταν απαιτείται εξαιρετικά γρήγορη σκλήρυνση. Στη µέθοδο ξηρής µίξης η αντοχή έχει µεγάλες διακυµάνσεις καθόσον οι ποσότητες του νερού και του επιταχυντή µετρούνται µε το χέρι. Οι δόσεις κρατούνται όσον τον δυνατόν πιο χαµηλές λόγω του κόστους του προσθετού και λόγω της µείωσης που επιφέρουν τα ανόργανα προσθετά στη τελική αντοχή του σκυροδέµατος . επιτόπου χρησιµοποιούνται δυο ειδών περιεκτικότητες προσθετού, µια χαµηλή για συνήθη χρήση και µια υψηλότερη για την κατασκευή µια αρχικής επένδυσης πολύ µικρού πάχους σε δύσκολες συνθήκες µε νερά ή σε χαλαρό έδαφος. Στην πρώτη περίπτωση δεν πρέπει η αντοχή να µειώνεται περισσότερο από 30% σε σχέση µε το αντίστοιχο σκυρόδεµα χωρίς τη χρήση του προσθετού. Στην δεύτερη περίπτωση η απώλεια στην τελική αντοχή δεν έχει σηµασία καθόσον σηµασία έχει η προσωρινή σταθεροποίηση του εδάφους και υδροµάστευση, ενώ τα φορτία πρόκειται να αναληφθούν από τις στρώσεις εκτοξευόµενο σκυρόδεµα που θα ακολουθήσουν. Κατά τα τελευταία χρονιά έχει γίνει σχηµατική πρόοδος στον εξοπλισµό διανοµής του επιταχυντή είτε σε µορφή σκόνης είτε σε υγρή µορφή. Τούτο έχει σαν αποτέλεσµα την καλύτερη διασπορά του επιταχυντή µέσα στο εκτοξευόµενο σκυρόδεµα. Το πάχος της στρώσης και η ταχύτητα πήξης ρυθµίζονται από αξιόπιστες µετρητικές αντλίες επιταχυντή. Οι µονάδες µέτρησης συνδέονται µηχανικά ή υδραυλικά µε την αντλία προώθησης. Κατά αυτόν τον τρόπο ο λόγος των ποσοτήτων παραµένει σταθερός ακόµα και όταν η ποσότητα της παραγωγής αλλάζει., µε αποτέλεσµα την υψηλή ποιότητα του εκτοξευόµενου σκυροδέµατος ανεξαρτήτως της προσοχής που δίνει ο χειριστής του ακροφύσιου. Στην περίπτωση χρήσης σακών πρόσµειξης η διασπορά του επιταχυντή είναι εξαιρετικά καλή. Με

29

την προσεκτική επιλογή συµβατών τσιµέντων και επιταχυντών και καταλλήλου εξοπλισµού διανοµής είναι δυνατό να αποφεύγονται τα συνήθη προβλήµατα κατά τη χρήση των επιταχυντών. Τελευταία η χρήση πυριτικού καπνού (silica fume) στην τεχνική του εκτοξευόµενου σκυροδέµατος έχει µειώσει την ανάγκη χρήσης επιταχυντών, ειδικότερα κατά την εφαρµογή της µεθόδου ξηρής µίξης όταν απαιτείται δηµιουργία παχιών στρώσεων ή αντίσταση του νωπού εκτοξευόµενου σκυροδέµατος σε ξέπλυµα. Ο ψεκασµός επάνω σε σκληρές επιφάνειες δηµιουργεί µεγαλύτερη αναπήδηση των αδρανών από το ψεκασµό σε σχετικά µαλακότερες επιφάνειες. Εφόσον ψεκάζονται αλλεπάλληλες στρώσεις θα πρέπει να υπολογίζονται οι σωστές ποσότητες των προσθετών κάθε φορά. Κατά τον ψεκασµό σε κατακόρυφα τοιχώµατα η δόση των προσθέτων θα είναι µικρότερη από ότι κατά τον ψεκασµό της οροφής. Κατά τον ψεκασµό των δαπέδων είναι δυνατή η µη χρήση προσθέτων. Ένα αποτελεσµατικό υγρό επιταχυντικό προσθετό αναπτύχθηκε από την «Stabilator» και τη «sika». Η δόση µετριέται στην αντλία που το τροφοδοτεί στην σωλήνα του νερού που πηγαίνει στο ακροφύσιο. Και αυτό το προσθέτο είναι ανόργανο και επιφέρει στο σκυρόδεµα µια µείωση της αντοχής 28 ηµερών από 20% έως 30%. Τελευταία υπάρχει στην αγορά ένα οργανικό πρόσθετο που κατά του κατασκευαστές του δεν επιφέρει µείωση της αντοχής 28 ηµερών. Σε δοκιµές που γίνανε στις ΗΠΑ η ιδιαιτέρα υποσχόµενη εφαρµογή του έγινε σε υγρή µορφή, µε τροφοδότηση του νερού ενυδάτωσης. Σε σχέση µε το ανόργανο προσθετό που δοκιµάσθηκε, το οργανικό πέτυχε ταχύτερη πήξη, χαµηλότερη αντοχή 10 ωρών και υψηλότερη αντοχή 28 ηµερών. Τα οργανικά προσθετά δεν είναι καυστικά και εποµένως ασφαλέστερα στη χρήση. Ο τρόπος ανάµιξης στο εργαστήριο και επιτόπου είναι διαφορετικός, µε αποτέλεσµα οι εργαστηριακές δοκιµές να έχουν τον χαρακτήρα επιβεβαίωσης µονό της συµβατότητας των συνιστάµενων στοιχειών. Εκτός των επιταχυντών στο σκυρόδεµα προστίθεται µια ποικιλία από προσθετά ή προσµικτικα υλικά, ειδικότερα µάλιστα στα υλικά της υγρής µίξης, προκειµένου να βελτιώνουν την αντοχή, την πρόσφυση , την συνεκτικότητα, την αντίσταση στον παγετό, την τήξη και την αποτριβη, να παρεµποδίζουν την οξείδωση και να µειώνουν την αναπήδηση. Οι συµπυκνωµένοι πυριτιακοί καπνοί και σηδηροπυριτικές τέφρες, που είναι βασικά τα ιδία υλικά µε ελαφρά διαφορετικές χηµικές προσθέσεις, είναι παραπροϊόντα της βιοµηχανίας πυριτικών µετάλλων και σιδηροπυριτικών κραµάτων. Τα υλικά αυτά κάποτε απορρίπτονταν σαν απορρίµµατα, σήµερα όµως είναι χρήσιµα προϊόντα που πολλές φορές κοστίζουν περισσότερο από το τσιµέντο. Ο πυριατικός καπνός έχει υψηλές ποζολανικές ιδιότητες και µπορεί να χρησιµοποιηθεί στο εκτοξευόµενο σκυρόδεµα για µερική αντικατάσταση του τσιµέντου. Η

30

χρήση πυριτιακού καπνού θα πρέπει να συνδυάζεται µε υπερεστοποιητές για την επίτευξη της απαιτούµενης εργασιµότητας. Οι αµείωτες νερού χρησιµοποιούνται για την βελτίωση της εργασιµότητας του υγρού µίγµατος εκτοξευόµενου σκυροδέµατος, τη συνεκτικότητα του υγρού µίγµατος την πλαστική κατάσταση και την αντλησιµότητα. Οι υπερεστοποιητές είναι µειωτές νερού υψηλής δράσης που διαφέρουν χηµικά από του κοινούς µειωτές νερού ή τους κοινούς αρευστοποίητες. Χρησιµοποιούνται είτε για να αυξάνουν την αντοχή είτε για να αυξάνουν σηµαντικά την εργασιµότητα χωρίς να µειώνουν την αντοχή. Οι µειωτές νερού και υπερευστοποιητές είναι προσµικτικέ που χρησιµοποιούνται και µονό για την επίτευξη υψηλής ποιότητας εκτοξευόµενου σκυροδέµατος υγρής µίξης. Τα προσθετά από πολυµερή γαλακτώµατα προστίθενται στο εκτοξευόµενο σκυρόδεµα ξηρής µίξης για να προσδώσουν σε αυτό ειδικά απαιτούµενες ιδιότητες όπως βελτίωση της πρόσφυσης, µείωση της περατότητας, αντίσταση στη δράση των χλωριδίων , αύξηση της ανθεκτικότητας συνθήκες παγετού και τήξης, αντίσταση στη κρούση, προστασία του χάλυβα και τη βελτίωση της αντοχής. Τα αερακτικά πρισµικτικά χρησιµοποιούνται στη περίπτωση που το εκτοξευόµενο σκυρόδεµα θα εκτίθεται σε εναλλασσόµενες συνθήκες παγετού και τήξης. 2.5 Το εκτοξευόµενο σκυρόδεµα σε έργα επεµβάσεων. 2.5.1 Προετοιµασία επιφανείας διάστρωσης. Η επιφάνεια πάνω στην οποία θα εφαρµοστεί το εκτοξευµένο σκυρόδεµα πρέπει να προετοιµάζεται και να προστατεύεται κατά τη διάρκεια της εκτόξευσης. Τα υλικά που την διαµορφώνουν και θα έρθουν σε επαφή µε το εκτοξευόµενο σκυρόδεµα πρέπει να είναι στερεά πυκνής δοµής και να µη δονούνται κατά τη διάρκεια της εκτόξευσης. Η προετοιµασία της επιφανείας πάνω στην οποία θα γίνει η εκτόξευση εξαρτάται από τον τύπο του δοµικού υλικού της και εκτελείται ως ακολούθως : 1.Επιφάνεια σκυροδέµατος Οι διαδικασίες προετοιµασίας επιφανείας σκυροδέµατος πρέπει να εξασφαλίζουν ένα σταθερό υπόβαθρο, το οποίο θα έχει την ικανότητα να αναπτύξει επαρκή πρόσφυση και σύνδεση µε το εκτοξευόµενο σκυρόδεµα. Όπου υπάρχει θραυσµένο ή σε µεγάλη έκταση ρηγµατωµένο ή σαθρό σκυρόδεµα αυτό θα πρέπει να αποµακρύνεται εντελώς. Επίσης θα αποµακρύνεται οποίο τµήµα σκυροδέµατος έχει προσβληθεί µε επιβλαβείς χηµικές ουσίες, λαδιά ή γράσα. Η διαδικασία προετοιµασίας της επιφανείας σκυροδέµατος, πάνω στην οποία θα γίνει η εκτόξευση . εξαρτάται από το προβλεπόµενο από τη µελέτη απαιτούµενο βάθος

31

εκτράχυνσης. Εάν δεν αναφέρεται διαφορετικά στη µελέτη, οι µέθοδοι που επιτρέπονται να χρησιµοποιηθούν είναι η υδροβολή, η αµµοβολή και η χρήση αερόσφυρας πολλαπλής κεφαλής (αεροµατσάκονο). ∆ιαδικασίες εκτράχυνσης της επιφανείας βάσης µε χειρονακτικές µεθόδους ισχυρής τοπικής κρούσης όπως χ πελέκηµα ή χρήση σφυριού και καλεµιού πρέπει να αποφεύγονται, επειδή η συνάφεια που προσφέρουν είναι µικρή. ∆υο είναι κυρίως οι λόγοι της µειωµένης συνάφειας. Ο πρώτος είναι µε αυτές τις τεχνικές είναι πολύ δύσκολο ή αδύνατο να επιτευχθεί εκτράχυνση στο σύνολο της επιφανείας βάσης ( επειδή κάποια τµήµατα αναπόφευκτα δεν θα εκτραχυνθούν). Ο δεύτερος λόγος είναι ότι δηµιουργούνται µικρορηγµατώσεις ακριβώς κάτω από την προετοιµαζόµενη επιφάνεια οι οποίες προκαλούν µείωση της συνάφειας και επιταχύνουν την εκδήλωση ατελειών και ελαττωµάτων στην περιοχή. Εφόσον οι συνθήκες εργασίας το επιτρέπουν συνιστάται η χρήση της υδροβολής κατά προτεραιότητα και έπειτα η χρήση της αµµοβοληή. Πριν την εκτόξευση του σκυροδέµατος η επιφάνεια θα καθαρίζεται µε καθαρό πεπιεσµένο αέρα. Ακολούθως το υφιστάµενο σκυρόδεµα θα υγραίνεται µέχρι κορεσµού µε νερό υπό χαµηλή πίεση (πίεση δικτυού), χωρίς επικαθήσεις νερού στην επιφάνεια. Στην περιοχή εκτόξευσης σκυροδέµατος πάνω σε στρώση νεαρής ηλικίας (όχι µεγαλύτερης από 72 ώρες από την αρχική πήξη του) η προετοιµασία θα περιορίζεται στην αποµάκρυνση επιφανειακών ενχυσεων τσιµέντου, υλικών αναπήδησης και άλλων χαλαρών υλικών αρχική πήξη µπορεί να ελέγχεται µε την εισαγωγή ενός καρφιού στη στρώση του νωπού εκτοξευόµενου σκυροδέµατος. 2. Επιφάνεια τοιχοποίιας Για τις επιφάνειες τοιχοποιίας ακολουθούνται αντίστοιχες διαδικασίες µε αυτές που αναφερθήκαν προηγουµένως για επιφάνειες από σκυρόδεµα, στοχεύοντας στην εξασφάλιση ενός σταθερού υποβάθρου, το οποίο θα έχει την ικανότητα να αναπτύξει επαρκή πρόσφυση και σύνδεση µε το εκτοξευόµενο σκυρόδεµα. Οπού υπάρχουν θραυσµένα ή σε µεγάλη έκταση ρηγµατωµένα σαθρά τµήµατα τοιχοποιίας αυτά θα αποκαθίσταται κατάλληλα πριν τη εφαρµογή του εκτοξευόµενου σκυροδέµατος. Οι αρµοί της τοιχοποιίας είναι σκόπιµο να διευρύνονται εκτός εάν προβλέπεται διαφορετικά από τη µελέτη. Πριν την εκτόξευση του σκυροδέµατος η επιφάνεια θα καθαρίζεται µε καθαρό πεπιεσµένο αέρα. Ακολούθως η τοιχοποιία θα υγραίνεται µέχρι κορεσµού. 3. Επιφάνεια χάλυβα. Όταν η εκτόξευση γίνεται σε στοιχειά από χάλυβα (οπλισµούς ή αλλά χαλύβδινα στοιχειά), η επιφάνεια τους πρέπει να είναι καθαρή, απαλλαγµένη από κάθε προσθετό υλικό (όπως ρινίσµατα, σκουριά, γράσο, πάγο, υλικό αναπήδησης , χρώµα), που µπορεί να εµποδίσει την

32

ανάπτυξη της συνάφειας µεταξύ εκτοξευόµενου σκυροδέµατος και χάλυβα. Το υλικό της αναπήδησης από γειτονικές περιοχές πρέπει να αποµακρύνεται όσο είναι ακόµα νωπό και µαλακό µε βούρτσα ή µε υδροβολή µε φροντίδα να µην επηρεαστεί το σχετικά νεαρό υφιστάµενο σκυρόδεµα. Λεπτά χαλύβδινα στοιχειά ή ράβδοι οπλισµού πρέπει να στερεώνονται µε ασφάλεια για την αποφυγή δονήσεως τους κατά την διάρκεια της εκτόξευσης, που µπορεί να οδηγήσει σε απώλεια πρόσφυσης ή κατάρρευση στρώσης του νωπού σκυροδέµατος. 4. Επιφάνεια καλουπιών Τα καλούπια είναι η µονή κατηγορία επιφανειών υποβάθρου η οποία δεν απαιτεί την ανάπτυξη αντοχής συνάφειας µε το εκτοξευόµενο σκυρόδεµα . πριν την εκτόξευση θα αποµακρύνονται από τα καλούπια όλα τα ξένα σώµατα (σκληρυµένο σκυρόδεµα, ξυλά, χαρτιά, πολυστερίνη κλπ.). αν το καλούπι είναι υδατοαπορροφητικό τότε είτε θα διατρέχεται µέχρι κορεσµού, είτε θα χρησιµοποιείται ένα υλικό που θα δηµιουργεί φράγµα στην απώλεια νερού προς το καλούπι. Τα καλούπια πρέπει να είναι στερεωµένα µε ασφάλεια, ώστε να αποφεύγεται οποιαδήποτε δόνηση κατά τη διάρκεια της εκτόξευσης. Ο σχεδιασµός και η κατασκευή του καλουδιού θα προβλέπουν την δυνατότητα διαφυγής του αέρα και την αποµάκρυνση του υλικού της αναπήδησης. 2.5.2 Εκτόξευση σκυροδέµατος. Η εκτόξευση του σκυροδέµατος πρέπει να γίνεται µε τέτοιο τρόπο ώστε το τελικό προϊόν να έχει συµπαγή και πυκνή δοµή, επαρκώς επικολληµένη στην επιφάνεια του υποβάθρου, οπού αυτό υπάρχει. Η ποιότητα του επιτόπου απολαµβανοµένου σκυροδέµατος εξαρτάται σε σηµαντικό βαθµό από τον χειριστή του ακροφυσίου, τον έλεγχο του νερού και του επιταχυντικού προσθετού του µίγµατος, την πίεση του αέρα, την απόσταση του ακροφυσίου από την προσβαλλοµένη επιφάνεια, την ταχύτητα εξόδου των υλικών από το ακροφύσιο και τις τεχνικές χρήσεως του ακροφυσίου. Ειδικότερα : 1. η τροφοδοσία του υλικού θα είναι τέτοια ώστε να τηρούνται οι αναλογίες των υλικών του τελικού µίγµατος, να µην υπάρχουν εµφράξεις του εξοπλισµού και να διατηρείται µια σταθερή ροή του υλικού στο ακροφύσιο. Όταν η ροή είναι ασυνεχής ή µεταβαλλόµενης ποσότητας ή όταν ο χειριστής του ακροφυσίου επιφέρει αλλαγές στην ποσότητα του νερού, τότε το ακροφύσιο θα κατευθύνει τη ροή µακριά από τη θέση εκτόξευσης µέχρι την αποκατάσταση σταθερών συνθηκών υλικού και τροφοδοσίας. 2. η θερµοκρασία του µίγµατος πριν την εκτόξευση του και η θερµοκρασία του περιβάλλοντος χώρου δεν πρέπει να είναι κάτω από 5 0C ή πάνω από 35 0C . το συνιστώµενο εύρος θερµοκρασίας είναι

33

µεταξύ 10 0C και 25 0C . για θερµοκρασίες που βρίσκονται εκτός του συνιστωµενου εύρους αλλά εντός του αποδεκτού απαιτείται η λήψη καταλλήλων µέτρων προσαρµογής της θερµοκρασίας των συστατικών του µίγµατος όπως η προθέρµανση ή προψυξη των αδρανών ή και του νερού ανάµιξης ή η θερµική προστασία του χώρου εργασίας. 3. η ταχύτητα µε την οποία το υλικό εξέρχεται από το ακροφύσιο και η απόσταση του από την επιφάνεια εκτόξευσης θα πρέπει να είναι οι βέλτιστες, ώστε η συµπύκνωση της εκτοξευµένης στρώσης και η πρόσφυση στην επιφάνεια του υποβάθρου να µεγιστοποιούνται και η αναπήδηση να ελαχιστοποιείται. Η απόσταση του ακροφυσίου από την προσβαλλοµένη επιφάνεια συνιστάται να µεταξύ 0.5m και 1m. Η ελάχιστη και η µέγιστη επιτρεπόµενη απόσταση είναι 0.5 m και 1.5 m αντίστοιχα. 4. η κατεύθυνση του ακροφυσίου και της εκτόξευσης θα είναι κατά τον δυνατόν κάθετη προς την επιφάνεια εκτόξευσης µε στόχο την ελαχιστοποίηση του ανακλώµενου υλικού. 5. κάθε στρώση θα δοµείται µε κατεύθυνση από τα κατωτέρα τµήµατα προς τα ανώτερα και ο χειριστής θα συµπληρώνει το συνολικό πάχος της στρώσης µε επάλληλες κυκλικές ή ελειπτικες κινήσεις του ακροφυσίου χωρίς κινήσεις µπρος – πίσω , σε διαδοχικά «περάσµατα». 6. όταν χρησιµοποιείται η ξηρά διαδικασία, ο έλεγχος της ποσότητας του νερού από τον χειριστή, απαιτεί ειδική εκπαίδευση και εµπειρία. Για καλύτερο έλεγχο η πίεση του νερού στο ακροφύσιο θα πρέπει να ξεπερνά την πίεση του αέρα τουλάχιστον κατά 100-200 Kpa. Πρακτικά θα µπορούσε κανείς να εκτιµήσει ότι η ποσότητα του νερού είναι σωστά επιλεγµένη όταν το υλικό φαίνεται ελαφρά γυαλιστερό. Μεγαλύτερη ποσότητα του νερού έχει ως συνεπεία την αδυναµία µέρους του υλικού να παραµείνει στη θέση οπού εκτοξεύτηκε χωρίς το υλικό να «κρεµάει» ή «κυλάει». Αντίθετα όταν χρησιµοποιείται µικρότερη ποσότητα νερού το υλικό έχει σκούρα και αµµώδη επιφάνεια χωρίς να γυαλίζει. Η µικρή ποσότητα νερού (µικρότερη από την απαιτούµενη) δεν θα πρέπει να θεωρηθεί πλεονέκτηµα για την αντοχή επειδή ο λόγος Ν/Τ προκύπτει µειωµένος. Αντίθετα, έχει ως συνεπεία την κακή συµπύκνωση και την κατά περιοχές συσσώρευση αδρανών, την αδύναµη σύνδεση των στρώσεων, την κακής ποιότητας τελική επιφάνεια και τελικά την µειωµένη αντοχή. ∆είγµατα από εργασίες εκτοξευόµενου σκυροδέµατος στην πράξη έδειξαν ότι το συνηθέστερο σφάλµα του χειριστή στην εκτίµηση της ποσότητας του νερού , βρίσκεται προς την πλευρά της επιλογής λιγότερου νερού. Η συνήθης επιθυµητή ρευστότητα επιτυγχάνεται για τιµές καθισης του υλικού µεταξύ 35 και 75 mm. 7. σε κάθε πέρασµα ή ανά στρώση δεν πρέπει να τοποθετείται περισσότερο υλικό από αυτό που µπορεί να προσκολληθεί µε ασφάλεια χωρίς να παρουσιάζεται παραµόρφωση λόγω ολίσθηση του ή χαλάρωσης

34

της στρώσης. Ο χειριστής θα πρέπει να έχει πάντα τον έλεγχο του εφαρµόσιµου πάχους του υλικού και να µη υπερβαίνει αυτά τα όρια. Το πάχος κάθε στρώσης εκτοξευόµενου σκυροδέµατος (όταν δεν χρησιµοποιούνται επιταχυντές πήξης ) συνιστάται να είναι τέτοιοι ώστε : α) όταν περιλαµβάνονται οπλισµοί να καλύπτονται οι ράβδοι τουλάχιστον 10 mm σε στρώσεις οροφής και 20mm σε κατακόρυφες στρώσεις. β) όταν δεν περιλαµβάνονται οπλισµοί : Max 30 mm σε στρώσεις οροφής Max 50 mm σε κατακόρυφες στρώσεις κάθε πρώτη στρώση εκτοξευόµενου σκυροδέµατος εκτοξεύεται όταν η προηγουµένη έχει αποκτήσει ικανοποιητική αντοχή. Σε θερµοκρασίες περιβάλλοντος γύρω στους 20 0C, όταν δεν χρησιµοποιούνται επιταχυντές πήξης ο χρόνος αναµονής για την σκυροδετηση της επόµενης στρώσης είναι µεταξύ 3 και 5 ώρες. 8. µεγάλες κοιλότητες, σπηλαιωσεις ή ρήγµατα της επιφανείας εκτόξευσης πρέπει να γεµίζουν προσεκτικά µε εκτοξευόµενο σκυρόδεµα πριν την εφαρµογή της κυρίας στρώσης. 9. εφόσον υπάρχουν εσωτερικές γωνιές στην επιφάνεια διάστρωσης ή γενικά σε περιοχές επιρρεπείς στην παγίδευση υλικού αναπήδησης η εκτόξευση θα αρχίζει από εκεί και το µέτωπο εργασίας θα αποµακρύνεται πάντα µε κατά µήκος κλίση από αυτές τις περιοχές (Εικονα9). 10. όταν εφαρµόζεται µονή στρώση µεγάλου πάχους (πάνω από 150mm) θα εφαρµόζεται τεχνική εκτόξευσης τύπου «ράµπας» κατά την οποία η στρώση δοµείται µε µια γωνιά κορυφής περίπου 450 η οποία επιτρέπει στο υλικό της αναπήδησης να κυλάει προς τα έξω . 11.οταν η εκτόξευση γίνεται παρουσία ράβδων οπλισµού, συνιστάται να µειώνεται η απόσταση του ακροφυσίου από την επιφάνεια και να επιλέγεται ελαφρά απόκλιση της γωνιάς εκτόξευσης από την ορθή ώστε το σκυρόδεµα να περνά και να συγκρατείται πίσω από τις ράβδους. Έτσι για οριζόντιες ράβδους η εκτόξευση πρέπει να γίνεται από στάθµη λίγο χαµηλότερα ή υψηλοτέρα από αυτής της αντίστοιχης ράβδου, ενώ για κατακόρυφες λίγο αριστερότερα ή δεξιότερα. Όταν η δέσµη συναντά δυο στρώσεις οπλισµού τα προβλήµατα εντείνονται και µάλιστα ακόµα περισσότερο όταν οι οπλισµοί είναι πυκνοί. Στην περίπτωση ύπαρξης πεπιεσµένου αέρα ή µηχανή αναρρόφησης, η οποία θα επιτρέπει στο χειριστή της να ακολουθεί το χειριστή του ακροφυσίου και να αποµακρυνθεί αµέσως κάθε υλικό αναπήδησης που πιθανόν να συσσώρευε πίσω από τον οπλισµό. Όταν το σκυρόδεµα εκτοξεύεται προς τον οπλισµό το µέτωπο της ράβδου θα πρέπει να παραµείνει καθαρό χωρίς προσκόλληση σκυροδέµατος, το δε εκτοξευόµενο υλικό πρέπει να ρέει γύρω και πίσω

35

από τις ράβδους, δηµιουργώντας έτσι ένα συµπυκνωµένο σκυρόδεµα γύρω από αυτές. Η επικόλληση σκυροδέµατος στο µέτωπο της ράβδου είναι η απαρχή δηµιουργίας ασυµπύκνωτης περιοχής πίσω από τη ράβδο και ως εκ τούτο αποτελεί ένδειξη λανθασµένου τρόπου εκτόξευσης. Για την αποφυγή κενών ή ασυµπύκνωτων περιοχών πίσω από τις ράβδους απαιτείται κατά ελάχιστο ένα κενό 20mm πίσω από τις ράβδους για να υπάρξει η δυνατότητα εγκιβωτισµού τους στο εκτοξευόµενο σκυρόδεµα. Για τον ίδιο λόγω συνιστάται η αποφυγή χρήσης ινοπλισµενου εκτοξευόµενου σκυροδέµατος µε χαλύβδινες ίνες όταν στην εκτοξευόµενη στρώση εγκιβωτίζονται ράβδοι οπλισµού. Χαλύβδινες ίνες µπορούν να χρησιµοποιηθούν όταν γίνεται εκτόξευση σε στρώσεις έξω από τους ράβδους οπλισµού. Αν και από µελέτη προβλέπεται η χρήση ινοπλισµένου σκυροδέµατος που εγκιβωτίζουν ράβδους οπλισµού θα πρέπει να γίνεται ιδιαίτερη τεχνική προδιαγραφή για την εκτέλεση της εκτόξευσης. 12. για την καθοδήγηση στην διαµόρφωση των ευθυγραµµιών µπορούν να χρησιµοποιούνται οδηγοί από λεπτά σύρµατα τα οποία δεν επηρεάζουν την διαδικασία της εκτόξευσης. Τα σύρµατα αυτά θα πρέπει να έχουν υψηλή εφελκιστική αντοχή , διάµετρο 0.8 ή 1 mm, και να τοποθετούνται (σφιχτά τεντωµένα ) στις γωνιές, στις προβολές των διατοµών και σε επίπεδες επιφανείς σε διαστήµατα συνήθως 0.6 έως 1 m Για την καθοδήγηση στην διαµόρφωση καµπύλων επιφανειών, µπορούν να χρησιµοποιούνται χαλύβδινες ράβδοι διαµέτρου 6 mm οι οποίες θα κάµπτονται στην απαιτούµενη καµπυλότητα και θα στερεώνονται κατάλληλα. Επίσης είναι δυνατόν να χρησιµοποιηθούν ξύλινα χακεία µε διαστάσεις της τάξεως 25*50 mm που θα συνδέονται µε τραβέρσες ανά 0.6 έως 1m. 13. για την καθοδήγηση στη διαµόρφωση του προβλεπόµενου από τη µελέτη πάχους πρέπει να χρησιµοποιούνται ειδικά στοιχειά που προσαρµόζονται στις απαιτήσεις κάθε ειδικής περίπτωσης εφαρµογής. Τα στοιχειά αυτά µπορεί να είναι µετρητές ή ανιχνευτές βάθους. Ως µετρητές βάθους χρησιµοποιούνται µικροί µεταλλικοί ή πλαστικοί δείκτες που προσκολλώνται ή εγκαθίσταται κάθετα στην επιφάνεια εκτόξευσης σε κατάλληλα διαστήµατα και υφή. ∆ίνουν ένα εγκατεστηµένο οδηγό του πάχους του εκτοξευόµενου σκυροδέµατος τοποθετηµένοι ακριβώς κάτω από την τελικά διαµορφούµενη επιφάνεια της στρώσης και εγκαταλείπονται µέσα στη στρώση υπό την προϋπόθεση ότι δεν επηρεάζουν αρνητικά τα χαρακτηριστικά της στρώσης. Ανιχνευτές βάθους είναι συνήθως λεπτές ράβδοι ή σιδηρά σύρµατα κατάλληλης διαµέτρου τα οποία έχουν σηµαδευτεί µε ενδείξεις πάχους για το εκτοξευόµενο σκυρόδεµα. Και χρησιµοποιούνται οπού υπάρχει µεγαλύτερο εύρος ανοχών στις απαιτήσεις της τελικής επιφανείας και είναι αποδεκτή η ύπαρξη αντιστοίχων οπών στη δηµιουργουµένη

36

στρώση. Οι ανιχνευτές εισάγονται στο το εκτοξευόµενο σκυρόδεµα µέχρι το υπόβαθρο, καταγράφοντας το βάθος. 14. όταν σταµατά η εκτόξευση ο χειριστής διακόπτει πρώτα την τροφοδοσία του υλικού και όταν πλέον ο αέρας εκτοξεύεται καθαρός διακόπτεται η παροχή νερού και τέλος η παροχή του αέρα. 15. η περιοχή του µετώπου εργασίας πρέπει να προστατεύεται µε κατάλληλα µέσα (όπως πετάσµατα κλπ) για να εξασφαλιστούν συνθήκες καλής εκτόξευσης (χωρίς επιρροή από τις καιρικές συνθήκες ) αλλά και για να προστατευτούν οι γειτονικές περιοχές από τα υλικά αναπήδησης, τη σκόνη, κλπ. 2.5.3 ∆ιαµόρφωση τελικής επιφανείας Για την διαµόρφωση της τελικής επιφανείας αποµακρύνονται τα σωµατίδια που έχουν προσκολληθεί ανεπαρκώς µε χρήση µιας µαλακής βούρτσας όταν θα έχει αρχίσει η αρχική σκλήρυνση της ψευδο-πήξης συνήθως µια έως δυο ώρες µετά την εκτόξευση. Απαγορεύεται οποιαδήποτε εργασία που µπορεί να διαταράξει τον ιστό του εκτοξευόµενου σκυροδέµατος, πέρα της ανώτερο, όπως πήχιασµα, αφαίρεση οδηγών, αλφάδιασµα , κλπ για διάστηµα 48 ωρών µετά την εκτόξευση. Όταν από την µελέτη προβλέπεται «τελική επίστρωση» για την κάλυψη των κυµατισµών ή των κενών της αρχικής επιφανείας που προέκυψε από την εκτόξευση ή για να δοθεί ο εξωτερικός χρωµατισµός ή για να καλυφθούν τα ίχνη των ινών στην περίπτωση του ινοπλισµένου εκτοξευόµενου σκυροδέµατος, η σύνθεση περιλαµβάνει περισσότερο λεπτόκοκκο υλικό και περισσότερο νερό και προσδιορίζεται από ειδική προς τούτο µελέτη σύνθεσης. Έλλειψη της ειδικής µελέτης ως µέγιστος αποδεκτός κόκκος αδρανών του µίγµατος «τελικής επίστρωσης» θα µπορούσε να θεωρηθεί το ½ του πάχους της επίστρωσης και η ποσότητα του νερού ανάµιξης θα µπορούσε να αυξηθεί µέχρι και 50%. 2.6 Συντήρηση Η συντήρηση αρχίζει αµέσως µετά την ολοκλήρωση της εκτόξευσης και διαρκεί για χρονικό διάστηµα που εξαρτάται από τις συνθήκες περιβάλλοντος και τις ειδικές απαιτήσεις του έργου. Το χρονικό αυτό διάστηµα θα καθορίζεται από τη µελέτη και δεν θα είναι µικρότερο από επτά ηµέρες. Όταν δεν αναφέρεται διαφορετικά στη µελέτη το χρονικό διάστηµα λαµβάνεται δεκατέσσερις ηµέρες. Η απαραίτητη για την συντήρηση υγρασία εξασφαλίζεται : - µε µεθόδους που απαγορεύουν ή επιβραδύνουν την εξάτµιση του νερού του µίγµατος όπως ο ψεκασµός µε ειδικά υγρά που σχηµατίζουν επιφανειακή µεµβράνη, η µε επικάλυψη µα λινάτσες, άµµο, και αδιάβροχα φύλλα ή ενσωµάτωση στο σκυρόδεµα ειδικών υλικών (στη φάση ανάµιξης ) που δηµιουργούν ένα εσωτερικό διάφραγµα , κλπ.

37

- µε µεθόδους που αντικαθιστούν το νερό που εξατµίζεται όπως η αδιάβροχη κατάκλιση της περιοχής κλπ. Επιτρέπεται να γίνει φυσική συντήρηση του εκτοξευόµενου σκυροδέµατος , χωρίς δηλαδή να γίνουν οι παραπάνω αναφερόµενες ενέργειες συντήρησης όταν η σχετική υγρασία του περιβάλλοντος διατηρείται πάνω από 95% κατά το χρόνο συντήρησης. Η συντήρηση πρέπει να αρχίζει αµέσως µετά την ολοκλήρωση της εκτόξευσης, ώστε να καλύψει τις απαιτήσεις που δηµιουργούνται λόγω της γρήγορης εξέλιξης της διαδικασίας ενυδάτωσης, από την χρήση επιταχυντικών προσθετών. Εάν χρησιµοποιείται εκτοξευόµενο σκυρόδεµα µε προσθήκη συµπληρωµατικών συνδετικών υλικών όπως πυριτική παιπαλη, ιπτάµενη τέφρα, κλπ. Και επειδή τα υλικά αυτά γενικώς έχουν µεγαλύτερη περίοδο ενυδάτωσης από το τσιµέντο Portland, θα λαµβάνεται µεριµνά για την κάλυψη όλης της περιόδου αυτής µε διαδικασίες επαρκούς συντήρησης. Συµφωνά µε µεµβράνη που σχηµατίζεται στην επιφάνεια του σκυροδέµατος µε ψεκασµό, εν γένει δεν επιτρέπεται , εφ’οσον προκύπτει να διαστρωθεί άλλη στρώση εκτοξευόµενου σκυροδέµατος. Επιτρέπεται µονό αν από επί τόπου δοκιµές τεκµηριωθεί ότι η παραπάνω διαδικασία δεν µειώνει την συνάφεια µεταξύ των στρώσεων. Εάν για οποιοδήποτε λόγω απαιτηθεί εκτόξευση σκυροδέµατος σε επιφάνεια στρώσης που έχει συντηρηθεί µε ψεκαζόµενη µεµβράνη τότε αυτή θα αποµακρύνεται µε χρήση υδροβολής ή αµµοβολής ή µε άλλο όµοιο αποτελεσµατικό τρόπο. Σε έργα που είναι δύσκολο να επιτευχθεί συνεχής συντήρηση µε τις διαδικασίες που αναφερθήκαν προηγουµένως, µπορεί να γίνει αποδεκτή µετά από έγκριση της επίβλεψης, µια επαναλαµβανοµένη διαδικασία του ψεκασµού του σκυροδέµατος µε νερό, τουλάχιστον κάθε δυο ώρες τις πρώτες επτά ηµέρες µετά την σκυροδέτηση και κάθε τέσσερις ώρες για τις επόµενες επτά ηµέρες καθ’όλη την διάρκεια του 24ωρου (ηµέρα και νύχτα). Ο ψεκασµός θα αρχίζει αµέσως µετά τις εργασίες εκτόξευσης και θα εκτελείται µε προσοχή για αποφυγή καταστροφής της επιφανειακής στρώσης. 2.7 Ποιοτικός έλεγχος Το εκτοξευόµενο σκυρόδεµα έχει βασικά τα ιδία χαρακτηριστικά αντοχής µε το κοινό σκυρόδεµα και οι δοκιµές θλιπτικής αντοχής αποτελούν την πιο συνηθισµένη µέθοδο ποιοτικού ελέγχου. Η ποσοτική περιγραφή της αντοχής του εκτοξευόµενου σκυροδέµατος παρουσιάζει δυσκολίες λόγω της έλλειψης τυποποίησης των δοκιµών και παρουσίασης των αποτελεσµάτων. Συγκεκριµένα δεν είναι τυποποιηµένο ούτε το σχήµα των δοκιµίων, ούτε το µέγεθος τους, ούτε η µέθοδος της δοκιµής, ούτε οι συντελεστές αναγωγής των αποτελεσµάτων σε τιµές του κοινού σκυροδέµατος. Στην Ευρώπη συνηθίζεται η λήψη δειγµάτων σε

38

ορθογώνια κουτιά (τελάρα) το οποίο όµως οδηγεί σε υπερεκτίµηση της ποιότητας του σκυροδέµατος αυτών των κουτιών σε σχέση µε το εκτοξευόµενο σκυρόδεµα του έργου. Το εκτοξευόµενο σκυρόδεµα είναι υλικό µε ιδιότητες πιο ευµετάβλητες από το σύνηθες σκυρόδεµα και σε αυτό συντελούν οι παρακάτω παράγοντες : α. το εκτοξευόµενο σκυρόδεµα είναι ένα σκυρόδεµα µικρής κάθισης (ξερή διαδικασία ) το οποίο συµπυκνώνεται κατά την κρούση ενώ σύγχρονος για να παραµείνει στη θέση του πρέπει να πήζει και να σκληραίνει γρήγορα. Η απαιτούµενη ταχύτητα σκλήρυνσης εξαρτάται από τη διεύθυνση της επιφανείας εκτόξευσης, το πάχος της στρώσης, την ποσότητα νερού (κάθιση ) και τη ροή νερού στην επιφάνεια τοποθέτησης. β. για να επιτευχθεί η γρήγορη πήξη και σκλήρυνση του το εκτοξευόµενο σκυρόδεµα στα υπόγεια έργα χρησιµοποιούνται συνήθως επιταχυντικά προσθετά τα οποία βραχυχρόνια δίνουν τα απαιτούµενα πλεονεκτήµατα, µακροχρόνια όµως τα ανόργανα επιταχυντικά προσθετά επιφέρουν απώλειες στην αντοχή 28 ηµερών της τάξης του 20 % έως 30 % σε σχέση µε το κοινό σκυρόδεµα. γ. η απώλεια της αντοχής λόγω της χρήσης ανόργανων επιταχυντικών εξαρτάται από πόλους παράγοντες όπως η δόση του προσθέτου και η συµβατότητα αυτού µε το τσιµέντο. δ. όταν γίνεται εκτόξευση του σκυροδέµατος προς την οροφή απαιτούνται µεγαλύτερες δόσεις επιταχυντικού από αυτές που απαιτούνται όταν τούτο εκτοξεύεται σε κατακόρυφους τοίχους. Αυξηµένη δόση επιταχυντικού µειώνει τον χρόνο της πήξης και εµποδίζει την απώλεια πρόσφυσης και την πλαστική ροή που θα συνέβαινε αν χρησιµοποιείτο λιγότερη ποσότητα επιταχυντικού. Σε κατακόρυφα τοιχώµατα η ποσότητα του επιταχυντικού δύναται να µειωθεί µια και ο κίνδυνος πλαστικής ροής είναι µικρότερος και το κόστος του είναι σηµαντικό. ε. η ποιότητα του εκτοξευόµενου σκυροδέµατος επηρεάζεται από αυτή των υλικών και των εργασιών παρασκευές και τοποθέτησης. Η µεταβλητότητα της ποιότητας του εκτοξευόµενου σκυροδέµατος προκύπτει από αιτία όπως η υγρασία που ενυπάρχει στα αδρανή, η ανάµιξη του τσιµέντου και αδρανών, η µίξη του ξηρού µίγµατος µε το επιταχυντικό, η ποσότητα του νερού, η ανάµιξη του νερού µε το επιταχυντικό στο ακροφύσιο, η ταχύτητα των υλικών και η µετέπειτα κρούση και συµπύκνωση και η γωνιά κλίσης της εκτόξευσης προς την επιφάνεια τοποθέτησης. Στην περίπτωση εκτόξευσης παραπάνω ο χειριστής του ακροφυσιου υποφέρει πολύ από την αναπήδηση του υλικού από το οποίο έχει σαν αποτέλεσµα την χειροτέρευση της ποιότητας, στην περίπτωση αυτή η ταχύτητα εκτόξευσης συνήθως µειούται είτε µε

39

µείωση της πίεσης του αέρα είτε µε αύξηση της απόστασης του ακροφυσιου από την επιφάνεια τοποθέτησης. 2.8 Απαιτήσεις προσωπικού και εξοπλισµού Το τεχνικό προσωπικό που θα ασχοληθεί µε την εφαρµογή της µεθόδου πρέπει να έχει αποδεδειγµένη εµπειρία, σε έργα επισκευών και ενισχύσεων που περιλαµβάνουν εργασίες µε εκτοξευόµενο σκυρόδεµα. Πριν την έναρξη των εργασιών , το συνεργείο που θα ασχοληθεί µε αυτές τις επεµβάσεις αυτού του είδους, είναι σκόπιµο να εκτελεί δοκιµαστική εκτόξευση εκτοξευόµενου σκυροδέµατος από την οποία θα πιστοποιείται η ικανότητα του προσωπικού και ειδικότερα του χειριστή του ακροφυσίου για την έντεχνη εκτέλεση της εργασίας. Ο εξοπλισµός τον οποίο πρέπει να διαθέτει το συνεργείο για την άρτια εκτέλεση της εργασίας εξαρτάται από τη µέθοδο που θα χρησιµοποιηθεί από την παραγωγή του εκτοξευόµενου σκυροδέµατος. * όταν εφαρµόζεται η µέθοδος υγρής ανάµιξης ο βασικός εξοπλισµός περιλαµβάνει : -µηχανή ανάµιξης (αν το µίγµα παρασκευάζεται στο εργοτάξιο ) - αντλία και σωλήνες προώθησης υγρού µίγµατος και ακροφύσιο εκτόξευσης. - αεροσυµπιεστή µε συµπιεστική ικανότητα (πίεση λειτουργίας) της τάξεως του 700 Kpa. Η ικανότητα παροχής αέρα θα πρέπει να είναι τουλάχιστον 1,5 m3

αέρα /min για κάθε m3 Ε.Σ. /hr.

* όταν εφαρµόζεται η µέθοδος ξηράς ανάµιξης ο βασικός εξοπλισµός περιλαµβάνει : - µηχανή ξηράς ανάµιξης, σωλήνες προώθησης του υλικού και του νερού και ακροφύσιο εκτόξευσης. - αεροσυµπιεστή µε ελάχιστη συµπιεστική ικανότητα. 2.9 Θέµατα υγειάς και ασφαλείας Κατά την εκτόξευση το σκυρόδεµα παράγει µεγάλες ποσότητες σκόνης. Η σκόνη αυτή είναι ιδιαιτέρα επιβλαβής στον ανθρώπινο οργανισµό. Προκαλεί παθήσεις στα µατιά, δερµατικές παθήσεις, πνευµοκονίαση και άλλες επιπλοκές. Για το λόγω αυτό πρέπει να λαµβάνονται τα απαραίτητα µετρά ασφαλείας. Οι προσπάθειες που γίνονται για τη µείωση της παραγωγής σκόνης έχουν επικεντρωθεί στη βελτίωση του εκτοξευόµενου σκυροδέµατος αλλά και στον εξοπλισµό που χρησιµοποιείται. Μεγαλύτερα προβλήµατα σκόνης παρουσιάζονται στις υπόγειες κατασκευές και για το περιορισµό της σκόνης χρησιµοποιείται η διαδικασία υγρής ανάµιξης που παράγει λιγότερα ποσοστά σκόνης από

40

τη διαδικασία ξηρής αναµιξης. έχει γίνει όµως αποδεχτό ότι η σκόνη που προέρχεται από τη διαδικασία ξηράς ανάµιξης είναι πιο επιβλαβής και τοξική. Εποµένως παντού και πάντοτε θα πρέπει να χρησιµοποιείται ο εξοπλισµός ασφαλείας (γάντια, µάσκες, συστήµατα αερισµού).

41

3.ΑΥΤΟΣΥΜΠΥΚΝΟΥΜΕΝΟ ΣΚΥΡΟ∆ΕΜΑ 3.1ΕΙΣΑΓΩΓΗ - ΟΡΙΣΜΟΣ Το σκυρόδεµα στις µέρες µας αποτελεί το δοµικό υλικό παγκοσµίως που χρησιµοποιείται ευρύτατα λόγω της ευκολίας παραγωγής του και της ευκολίας διάστρωσής του στα δοµικά στοιχεία των κατασκευών. Ένα από τα σηµαντικότερα στοιχεία που λαµβάνουν χώρα κατά την διάστρωσή του είναι και η συµπύκνωση, η διαδικασία που αποσκοπεί στο να αποµακρυνθεί ο αέρας που έχει εγκλωβιστεί στο εσωτερικό της µάζας του υλικού κατά την παραγωγή και τοποθέτησή του. Για τη συµπύκνωση του σκυροδέµατος στις κατασκευές συνήθως γίνεται δόνηση του νωπού σκυροδέµατος κατά την χύτευση. Το παραπάνω βήµα αποτελεί σηµαντικό στάδιο της κατασκευής καθώς µε τη συµπύκνωση το πορώδες του σκυροδέµατος περιορίζεται δραστικά ώστε έτσι να έχουµε αυξηµένες αντοχές και συνεπώς αυξηµένη ανθεκτικότητα στο χρόνο. Τα τελευταία χρόνια µε τη χρήση του νέου Ελληνικού Αντισεισµικού Κανονισµού υπαγορεύεται η χρησιµοποίηση πυκνότερου οπλισµού στα δοµικά στοιχεία που έχει ως αποτέλεσµα να γίνεται δυσχερής η χρησιµοποίηση δονητή και τη δηµιουργία κενών (φωλιές) στα δοµικά στοιχεία λόγω ελλιπούς συµπύκνωσης τόσο στο εσωτερικό όσο και στην επιφάνεια. Ένα ιδιαίτερα χρήσιµο στοιχείο που πρέπει να τονιστεί είναι ότι κατά τη διαδικασία της δόνησης δηµιουργούνται υψηλά επίπεδα θορύβου που συνεπάγονται ανθυγιεινές συνθήκες εργασίας, αδυναµία επικοινωνίας µεταξύ των εργαζοµένων που έχει ως επακόλουθο πληθώρα κακοτεχνιών και κίνδυνο εργατικού ατυχήµατος. Όλα τα παραπάνω που αναφέρθηκαν οδήγησαν στη δηµιουργία ενός νέου είδους σκυροδέµατος που ονοµάστηκε Αυτοσυµπυκνούµενο Σκυρόδεµα (Self Compacting Concrete) µε το οποίο επιτυγχάνεται η βέλτιστη συµπύκνωση του σκυροδέµατος σε µια κατασκευή. Το ΑΣΣ είναι εκείνο το σκυρόδεµα που σε νωπή κατάσταση έχει την ικανότητα να τοποθετείται στους ξυλότυπους και να διέρχεται µέσα από τον οπλισµό µόνο µε τη δύναµη της βαρύτητας χωρίς τη χρήση δονητών µάζας ή άλλης εξωτερικής ενέργειας ενώ συνάµα διατηρεί την οµοιογένειά του. 3.2ΙΣΤΟΡΙΚΑ ΣΤΟΙΧΕΙΑ Αναφορές ερευνών γύρω από σκυροδέµατα υψηλής συνοχής µε ικανότητα διαµόρφωσης επίπεδης άνω επιφάνειας(self-leveling concrete) βρίσκονται στη διεθνη βιβλιογραφία ήδη από τα έτη 1975-76. Αυτός ο τύπος σκυροδέµατος παρουσιάστηκε για πρώτη φορά στην Ιαπωνία στα τέλη της δεκαετίας του 1980 από τον καθηγητή Hajime Okamura του Tokyo University.Από το 1983 οι Ιάπωνες ενδιαφέρονταν για την ανθεκτικότητα των κατασκευών από σκυρόδεµα ,ή καλύτερα για την

42

αντιµετώπιση του προβλήµατος της µειωµένης ανθεκτικότητας που παρουσίαζαν οι παραπάνω κατασκευές. Κύρια αιτία του προβλήµατος αυτού ήταν η ραγδαία ανάπτυξη της κατασκευαστικής βιοµηχανίας µε απαίτηση για ταχείες, οµοιόµορφες αλλά και αξιόπιστες κατασκευές χωρίς όµως να υπάρχει αρκετό επαρκώς εκπαιδευµένο εργατικό δυναµικό. ∆ηλαδή η συµπύκνωση του σκυροδέµατος, η ελάττωση των πόρων στη µάζα του και ο απεγκλωβισµός του αέρα από την περιοχή κοντά στους ράβδους οπλισµού, που επιτυγχάνεται µε δόνηση, δε διεξαγόταν από κατάλληλα εκπαιδευµένο προσωπικό. Η έλλειψη αυτή αντιµετωπίστηκε λοιπόν µε το ΑΣΣ που όπως εύκολα διαπιστώνει κανείς από την ονοµασία του δεν απαιτεί δόνηση για να συµπυκνωθεί. Μετά από εργαστηριακές έρευνες ,µε κυριότερη αυτή των Ozawa και Maekawa, η πρώτη πρωτότυπη σύνθεση αυτοσυµπυκνούµενου σκυροδέµατος µε υλικά της Ιαπωνικής αγοράς σκυροδέµατος έγινε τελικά το 1988. Υπολογίζεται πως µέχρι το 2000 στην Ιαπωνία, έγινε χρήση 400.000 m³ ΑΣΣ για τη δηµιουργία προκατασκευασµένων στοιχείων. Τέλος πρέπει να αναφερθεί ότι αν και το ΑΣΣ είναι µια Ιαπωνική πρωτοπορία έχει αρχίσει να εφαρµόζεται και στην Ευρώπη(κυρίως Σουηδία, Γαλλία, Ολλανδία) αλλά και στις ΗΠΑ. Αξίζει να αναφερθεί ότι η χρήση ενός σκυροδέµατος χωρίς δόνηση δεν αποτελεί καινοτοµία. Σύµφωνα µε τους Ouchi και Nakamura, στο παρελθόν είχαν γίνει προσπάθειες µε mass και shaft concrete που δεν ικανοποίησαν, επειδή παρουσίαζαν αντοχές κάτω των 35MPa και µεγάλη διακύµανση τιµών. 3.3 ΤΡΟΠΟΣ ΕΠΙΤΕΥΞΗΣ ΕΠΙΘΥΜΗΤΩΝ ΧΑΡΑΚΤΗΡΙΣΤΙΚΩΝ Αρχικά ο Okamura διευκολύνθηκε στον τρόπο σκέψης του καθώς ήδη στην Ιαπωνία χρησιµοποιούνταν σκυρόδεµα κατάλληλο για δόµηση µέσα σε νερό, µεγάλης δηλαδή αντίστασης σε απόµιξη. Η χρήση αυτού αποδείχθηκε όµως αναποτελεσµατική σε κτηριακά έργα καθώς δεν συµπυκνωνόταν σωστά, αφού ο αέρας εγκλωβίζονταν λόγω του αυξηµένου ιξώδους. Έτσι άρχισε να επεξεργάζεται έναν άλλο παράγοντα του σκυροδέµατος , την εργασιµότητα . Πειραµατικά διαπίστωσε τον τρόπο που ο λόγος νερού προς τσιµέντο επιδρά στις δυνάµεις που αναπτύσσονται ανάµεσα στα χονδρόκοκκα αδρανή και του πολτού καθώς το µίγµα διέρχεται από µικρά κενά, και τις δυνάµεις τριβής µεταξύ των ίδιων των αδρανών. Το πείραµα µε το οποίο παρατήρησε οπτικά το φαινόµενο ήταν το εξής. Αντικατέστησε τα χονδρόκοκκα αδρανή µε ίδιου µεγέθους διαφανή πολυµερή σωµατίδια, τα οποία ‘φύσηξε’ µέσω µειούµενης διατοµής αγωγού και είδε πράγµατι πως η παρεµπόδιση της ροής γινόταν λόγω της επαφής των σωµατιδίων αυτών και της µεταξύ τους δύναµης(Εικόνα 1). Όσο µεγαλύτερος ο λόγος Ν/Τ τόσο µικρότερη

43

η δύναµη αυτή και άρα τόσο µεγαλύτερη η εργασιµότητα. Αυτό όµως µειώνει ανεπιθύµητα το ιξώδες. Εδώ έγινε αναγκαία η χρήση ρευστοποιητή για την ταυτόχρονη ικανοποίηση της εργασιµότητας (που απαιτεί χαµηλό λόγο Ν/Τ) αλλά και της συνεκτικότητας που συνδέεται µε το ιξώδες(απαιτεί υψηλό λόγο Ν/Τ) , κάτι φαινοµενικά µέχρι πριν ασυµβίβαστο. Αυτά τα αντιστρόφως ανάλογα χαρακτηριστικά καταφέρνουν να συνυπάρχουν «παραλόγως» χάριν σε υπερρευστοποιητές νέας γενιάς που προσδίδουν πλαστιµότητα στο µίγµα χωρίς να ελαττώνουν κρίσιµα το ιξώδες. Παράλληλα προσδιορίστηκαν οι αναλογίες για τα χονδρόκοκκα και λεπτόκοκκα αδρανή ως 50% και 40% κατά όγκο στερεών αντιστοίχως.. Αξίζει να σηµειωθεί ότι µέσω πειραµατικών δοκιµών κατέληξε στην αναλογία νερού προς σκόνη(λεπτόκοκκα ) βλέποντας τον τρόπο που αυτή επιδρά στην τιµή της διατµητικής δύναµης µεταξύ των αδρανών. Το δεύτερο αυτό πείραµα είχε ως εξής: τοποθέτησε παράλληλα δυο µεταλλικές πλάκες και µίγµα ΑΣΣ ανάµεσά τους, και παρατήρησε ότι η διατµητική δύναµη ‘τ’ που απαιτούνταν για σχετική οριζόντια µετακίνηση εξαρτιόταν σε µεγάλο βαθµό από το λόγο νερό/σκόνη του µίγµατος καταλήγοντας σε τιµές για λόγο αυτό περίπου 0.9 – 1.0 ( εικόνες 2 και 3)

44

Εικόνα 1 Εικόνα 2

Εικόνα 3

3.4 ΣΥΣΤΑΤΙΚΑ Τα συστατικά του ΑΣΣ καθορίζονται ανάλογα µε τις απαιτούµενες ιδιότητες του εκάστοτε µίγµατος όµως πρέπει να συµφωνούν µε τις προδιαγραφές του Ευρωπαϊκού Προτύπου ΕΝ 206-1:2000 το οποίο καλύπτει και την περίπτωση συστατικών του κοινού σκυροδέµατος. 1. ΤΣΙΜΕΝΤΟ : Γενικώς όλα τα τσιµέντα που συµµορφώνονται µε το Πρότυπο ΕΝ 197-1:2000 έχουν αποδειχθεί κατάλληλα για την παραγωγή ΑΣΣ. Προτιµώνται τσιµέντα µε µεγάλη διασπορά κόκκων από τον υπερρευστοποιητή και τσιµέντα πλούσια σε belite. 2. Α∆ΡΑΝΗ : Τα αδρανή θα συµµορφώνονται µε το πρότυπο ΕΝ 12620:2002. Το µέγεθος των αδρανών εξαρτάται από την εφαρµογή και συνήθως είναι µικρότερο από 20mm. Το κατ’όγκον ποσοστό των

45

χονδρόκοκκων αδρανών οφείλει να περιορίζεται προς αποφυγήν «γεφυρών» αδρανών που εµποδίζουν τη διέλευση από πυκνές διατάξεις οπλισµών. Η περιεκτικότητα των αδρανών σε υγρασία θα παρακολουθείται συστηµατικά και θα πρέπει να συνυπολογίζεται ώστε η ποιότητα του παραγόµενου ΑΣΣ να διατηρείται σταθερή. Τέλος όλοι οι τύποι άµµου (µέγεθος κόκκου 0.125mm – 4mm) που χρησιµοποιούνται για κοινό σκυρόδεµα είναι κατάλληλες και για την παρασκευή ΑΣΣ. 3. ΝΕΡΟ ΑΝΑΜΙΞΗΣ : Το νερό που χρησιµοποιείται για την παραγωγή κοινού σκυροδέµατος θα συµµορφώνεται µε το πρότυπο ΕΝ 1008:2002 έχει αποδειχθεί κατάλληλο για την παραγωγή ΑΣΣ. 4. ΠΡΟΣΘΕΤΑ : Χρησιµοποιούνται για την εξασφάλιση ικανοποιητικών ρεολογικών χαρακτηριστικών και παράλληλα τη µείωση του κινδύνου διαχωρισµού ή εξίδρωσης. Τα κυριότερα πρόσθετα είναι τα εξής : • Παιπάλη (σκόνη) πετρωµάτων (διάµετρος κόκκων < 0.125mm ΕΝ (2820:2002) : Μαρµαρόσκονη, κονιορτοποιηµένοι ασβεστόλιθοι, δολοµίτες ή γρανίτες µπορούν να χρησιµοποιηθούν ως συνδετικές κονίες. • Ιπτάµενη Τέφρα ( ΙΤ , γνωστή και ως pulverized fuel ash ,PFA –EN 450-1:2005 ) : Παραπροϊόν της καύσης λεπτοαλεσµένου άνθρακα στα ηεκτροπαραγωγικά εργοστάσια ( π.χ. λιγνίτη για την Ελλάδα). Είναι υλικό µε ποζολανικές ιδιότητες πολύ λεπτής διαβάθµισης ( ποσοστό διερχόµενων από το κόσκινο 45mm > 75% ) • Πυριτική Παιπάλη (silica fume, SF ή microsilica –ΕΝ 13263-1:2005) εξαιρετικά λεπτόκοκκο υλικό µε µέγεθος σωµατιδίων 100 φορές µικρότερα από αυτά του κοινού τσιµέντου Portland ( περίπου <1 µm ) ώστε να προσκολλάται επιφανειακά στα αδρανή και να γεµίζει τα κενά µεταξύ των σωµατιδίων τσιµέντου , προσδίδοντας συνεκτικότητα στο µίγµα . Έτσι αναβαθµίζονται οι ιδιότητες του σκυροδέµατος που συνδέονται µε τη µικρορηγµάτωση στη διεπιφάνεια αδρανών – µήτρας και τη διαπερατότητα. • Εξαιρετικά λεπτοαλεσµένη άµορφη κολλοειδής πυρίτια (ή nanosilica): Η χρήση της (σε ποσοστό 5% κ.β. τσιµεντοειδών υλικών) περιορίζει την εξίδρωση και συµβάλλει στην σταθεροποίηση του µίγµατος • Σκωρία υψικαµίνων (ground granulated blast furnace slag –B8 6699: 1992) : Λεπτότατοι κόκκοι προερχόµενοι από κονιορτοποίηση παραπροϊόντων υψικαµίνων σιδηροµεταλλευµάτων. • Πληρωτικά Γυαλιού : Ανακυκλωµένο γυαλί µε µέγιστο µέγεθος κόκκου 0.1mm • Χρωστικές Ουσίες ( χρησιµοποιούνται µε βάση το Ευρωπαϊκό Πρότυπο ΕΝ- 12878:2005) Άλλα τσιµεντοειδή υλικά που χρησιµοποιούνται ως πρόσθετα στο ΑΣΣ είναι η χαλαζιακή σκόνη, η παιπάλη κιµωλίας και ο µετακαολίνης. Με χρήση των παραπάνω είναι δυνατόν να µειωθεί η ποσότητα τσιµέντου στο µίγµα. Επισηµαίνεται τέλος ότι πρόσθετα όπως ο µετακαολίνης και η

46

πυριτική παιπάλη χρησιµοποιούνται σε ειδικές εφαρµογές λόγω του αυξηµένου τους κόστους, ενώ αντίθετα η τεράστια διαθεσιµότητα ιπτάµενης τέφρας σε συνδυασµό µε το χαµηλό της κόστος την καθιστά την «ιδανική σκόνη» για χρήση στο Αυτοσυµπυκνούµενο Σκυρόδεµα σε µεγάλες ποσότητες, που µπορούν να κυµαίνονται µεταξύ των 200 και 350 kg/m³. 5. ΠΡΟΣΜΙΚΤΑ : Τα χηµικά πρόσµικτα είναι µακροµοριακές ενώσεις και διακρίνονται στους υπερρευστοποιητές και στους ευρέως φάσµατος υδατικούς µειωτήρες µε το διαχωρισµό ανάµεσα στα δυο αυτά είδη να γίνεται ανάλογα µε τον τρόπο χρήσης του ίδιου στην πραγµατικότητα προϊόντος. • Υπερρευστοποιητές ή υπερπλαστικοποιητές : Οι πιο διαδεδοµένοι έχουν σαν βάση τους τη σουλφοναφθαλίνη, τα πολυκαρβοξύλια, τη σουλφοµελανίνη και την αµινοσουλφαµίνη. Αυξάνουν τη συνεκτικότητα και την εργασιµότητα του µίγµατος χωρίς να επηρεάζουν το λόγο Ν/ΤΥ και την αντοχή. • Ευρέως φάσµατος υδατικούς µειωτήρες : Καθώς µειώνεται το νερό αυξάνεται ο λόγος Ν/ΤΥ, άρα και η αντοχή, ενώ αποκαθίσταται η εργασιµότητα και η συνεκτικότητα. Βέβαια η δραστικότητα των χηµικών προσµίκτων εξαρτάται από διάφορους παράγοντες όπως τον τύπο τους, τη χρονική στιγµή της εισαγωγής τους στο µίγµα, τη δοσολογία τους, το λόγο Ν/ΤΥ, την κοκκοµετρική τους διαβάθµιση, το είδος των υπολοίπων τσιµεντοειδών υλικών, τη θερµοκρασία του σκυροδέµατος κ.α. Υπάρχει συγκεκριµένη ποσότητα προσµίκτου για βέλτιστα αποτελέσµατα εργασιµότητας του µίγµατος για το επιθυµητό χρονικό διάστηµα, που να αποτρέπει την απόµιξη και µε ελάχιστη επίδραση στο χρόνο πήξης και τις µηχανικές ιδιότητες στις µικρές ηλικίες. Σηµείο ιδιαίτερης προσοχής είναι η προσεκτική επιλογή των χηµικών προσµίκτων ώστε να είναι συµβατά τόσο µε το τσιµέντο του µίγµατος ( συνήθως Portland) όσο και µεταξύ τους. 6. ΡΥΘΜΙΣΤΙΚΟΙ ΠΑΡΑΓΟΝΤΕΣ ΙΞΩ∆ΟΥΣ (viscosity modifying agents - VMAs): Αποτελούν καινοτοµία για το πεδίο των χηµικών σκυροδέµατος, επιτρέποντας την Παρασκευή ΑΣΣ µε µικρή ποσότητα πληρωτικών. Συνήθως προστίθενται σε ποσοστό 0.1-0.2% κ.β. τσιµεντοειδών υλικών και διακρίνονται σε δυο τύπους • Βελτιωτικά άντλησης µε βάση τη σελουλόζη • ∆ιαλύµατα πολυαιθυλενίου-γλυκόλης. 7.ΑΕΡΑΚΤΙΚΑ : Αυτά, όπως και στο κοινό σκυρόδεµα, προσφέρουν προστασία έναντι ψύξης - απόψυξης. Η προσθήκη του αερακτικού στο ανάµιγµα ΑΣΣ πρέπει να γίνεται µετά την προσθήκη του υπερπλαστικοποιητή (AFGC,2000).

47

8.ΙΝΕΣ : Όπως και στο κοινό σκυρόδεµα µε την προσθήκη ινών βελτιώνονται οι µηχανικές ιδιότητες του µίγµατος. Ίνες από χάλυβα χρησιµοποιούνται για τον έλεγχο ρηγµάτωσης (περιορισµός συστολής ξήρανσης ) και αυξάνουν τη δυσθραυστότητα ,ενώ ίνες πολυπροπυλενίου βελτιώνουν την αντίσταση σε πυρκαγιά και την αντίσταση έναντι διαχωρισµού. Περιεκτικότητες µέχρι και 30kg/m³ ινών χάλυβα δεν υποβαθµίζουν τα ρεολογικά χαρακτηριστικά του ΑΣΣ . Για µεγαλύτερες τιµές απαιτούνται προκαταρκτικές δοκιµές της εργασιµότητας του µίγµατος, µε µέγιστη τιµή 50kg/m³. Αντίστοιχα για ίνες πολυπροπυλενίου η µέγιστη περιεκτικότητα ανέρχεται στο 1kg/m³. 3.5 ΚΑΤΗΓΟΡΙΕΣ ΑΥΤΟΣΥΜΠΥΚΝΟΥΜΕΝΟΥ ΣΚΥΡΟ∆ΕΜΑΤΟΣ Το ΑΣΣ κατηγοριοποιείται ανάλογα µε τη µέθοδο σύνθεσής του, προς αύξηση του πλαστικού του ιξώδους, αλλά και ανάλογα µε τον βαθµό αυτοσυµπύκνωσης. 1. Με βάση τη µέθοδο σύνθεσης του : • Αυτοσυµπυκνούµενο σκυρόδεµα τύπου κονίας (powder type SCC) : Οι αναλογίες του µίγµατος είναι τέτοιες ώστε να ικανοποιείται η απαίτηση της αυτοσυµπύκνωσης, µειώνοντας το λόγο νερού προς λεπτόκοκκα (διάµετρος <0.1mm) και να υπάρχει επαρκής αντίσταση σε διαχωρισµό. Αυτό όµως µειώνει την πλαστικότητα η οποία αποκαθίσταται µε προσθήκη υπερρευστοποιητών και αερακτικών. Τέτοιου τύπου ήταν τα πρώτα µίγµατα ΑΣΣ. • Αυτοσυµπυκνούµενο σκυρόδεµα µε βάση τον ρυθµιστικό παράγοντα για το ιξώδες (Viscosity agent type SCC) : Σε µίγµατα χαµηλής ποσότητας συνδετικών κονιών, η αντίσταση σε διαχωρισµό εξασφαλίζεται µε προσθήκη ρυθµιστή ιξώδους, ακόµα και λίγο πριν τη διάστρωση. Η ζητούµενη πλαστικότητα και πάλι εξασφαλίζεται µε χρήση προσθήκη υπερρευστοποιητών και αερακτικών. Αυτός ο τύπος σκυροδέµατος αποτελεί εξέλιξη του σκυροδέµατος για υποβρύχιες σκυροδετήσεις. • Συνδυασµένος τύπος αυτοσυµπυκνούµενου σκυροδέµατος :Η ρευστότητα του ΑΣΣ επιτυγχάνεται µε βάση τα λεπτόκοκκα όπως στον πρώτο τύπο. Παρουσιάζονται όµως σηµαντικές ποιοτικές διακυµάνσεις σε αυτήν ανάλογα µε τις αυξοµειώσεις στην επιφανειακή υγρασία των αδρανών και την κοκκοµετρική διαβάθµιση του λεπτόκοκκου κλάσµατος. Αυτές οι διακυµάνσεις ελαχιστοποιούνται µε χρήση ρυθµιστή ιξώδους. 2. Με βάση το βαθµό αυτοσυµπύκνωσης • Κατηγορία 1:Για δοµικά στοιχεία από σκυρόδεµα, όπου οι ελάχιστες αποστάσεις µεταξύ των οπλισµών είναι µικρότερες από 60mm ή η ποσότητα του οπλισµού υπερβαίνει τα 350kg/m³.

48

• Κατηγορία 2:Για δοµικά στοιχεία από σκυρόδεµα, όπου οι ελάχιστες αποστάσεις µεταξύ των οπλισµών είναι µεταξύ 60mm και 200mm ή η ποσότητα του οπλισµού είναι από 100 έως 350kg/m³. • Κατηγορία 3:Για δοµικά στοιχεία από σκυρόδεµα, όπου οι ελάχιστες αποστάσεις µεταξύ των οπλισµών είναι µεγαλύτερες από 200mm ή η ποσότητα του οπλισµού είναι µικρότερη από 100kg/m³. 3.6 Ι∆ΙΟΤΗΤΕΣ ΝΩΠΟΥ ΑΣΣ Το βασικό χαρακτηριστικό του ΑΣΣ είναι οι ιδιότητες που έχει όσο είναι ακόµα νωπό, καθώς στη στερεή του φάση παρουσιάζει περίπου όµοιες ιδιότητες µε το κοινό σκυρόδεµα. Οι ιδιότητες αυτές είναι : • Ροή αποκλειστικά λόγω του ιδίου βάρους του, χωρίς δόνηση • Ροή µέσω στενών ανοιγµάτων και έτσι πλήρωση ξυλοτύπων µε πυκνό οπλισµό • ∆ιατήρηση οµοιογένειας κατά τη µεταφορά και τη διάστρωση Πέρα από αυτές της βασικές ιδιότητες του ΑΣΣ, για συγκεκριµένες εφαρµογές, παρασκευάζονται µίγµατα µε αντίσταση σε απόπλυση και απαλλαγµένες από ατέλειες ελεύθερες επιφάνειες. Για την εκτίµηση των παραπάνω ιδιοτήτων δεν υπάρχει ακόµα κάποια οµογενοποιηµένη δοκιµή, που να τις ελέγχει δηλαδή ταυτόχρονα. Οι κυριότερες δοκιµές είναι: 1. ∆οκιµή εξάπλωσης : Εδώ αξιολογείται η ικανότητα ανεµπόδιστης οριζόντιας ροής του ΑΣΣ, για µίγµατα όπου τα χονδρόκοκκα αδρανή έχουν µέγιστη διάµετρο κόκκου µικρότερη από 40mm. Χρησιµοποιείται ο ίδιος εξοπλισµός της δοκιµής κάθισης του κοινού σκυροδέµατος, δηλαδή ένας µεταλλικός κόλουρος κώνος ύψους 300mm, µε διάµετρο βάσης 200mm και κορυφής 100mm. Αφού γεµίσει µε σκυρόδεµα, ο κώνος αφαιρείται και η µάζα σκυροδέµατος ‘κάθεται’ λόγω ιδίου βάρους . Η διαφορά είναι ότι το σκυρόδεµα του δοκιµίου δεν δονείται, και αντί να µετριέται η κάθιση της κορυφής της µάζας του σκυροδέµατος σε σχέση µε την κορυφή του µεταλλικού κώνου, µετριέται η ακτίνα διάµετρος του κύκλου εξάπλωσης του σκυροδέµατος (Εικόνα 1), η οποία αποτελεί µέτρο της ικανότητας πλήρωσης του νωπού ΑΣΣ.

Εικόνα 1 Εικόνα 2

49

Εικόνα 3

2. Η δοκιµή V-Funnel : Αυτή είναι µια µέθοδος εκτίµησης την αντίσταση διαχωρισµού, χρησιµοποιώντας µια χοάνη σχήµατος V (Εικόνες 2 και 3), όγκου 12 λίτρων, και µετρώντας το χρόνο απορροής του µίγµατος, για µέγιστη διάµετρο κόκκου χονδρόκοκκων αδρανών µικρότερη από 25mm. 3. Η δοκιµή Τ-50 : Άλλη µια µέθοδος εκτίµησης την αντίσταση διαχωρισµού του ΑΣΣ. Εδώ υπολογίζεται ο απαιτούµενος χρόνος για κύκλο εξάπλωσης διαµέτρου 500mm,στη δοκιµή εξάπλωσης που προαναφέρθηκε. Χαρακτηριστικές τιµές αυτής της δοκιµής για τυπικά µίγµατα ΑΣΣ δίνουν χρόνο Τ-50 περίπου 2-5 δευτερόλεπτα. 4, Η δοκιµή U-box και δοκιµή Fill-Box: Αυτές είναι µέθοδοι εκτίµησης της ικανότητας ροής του ΑΣΣ µέσω εµποδίων, για µίγµατα όπου τα χονδρόκοκκα αδρανή έχουν µέγιστη διάµετρο κόκκου µικρότερη από 25mm. Καθώς το µίγµα µετακινείται από τον ένα θάλαµο στον άλλο µετριέται ο απαιτούµενος χρόνος και τα σχετικά ύψη του σκυροδέµατος στους δυο θαλάµους των κιβωτίων (Εικόνες 4 και 5).

50

Εικόνα 4 Εικόνα 5

3.7 Ι∆ΙΟΤΗΤΕΣ ΣΤΕΡΕΟΥ ΑΣΣ Τα βασικά συστατικά του αυτοσυµπυκνούµενου σκυροδέµατος είναι πρακτικά τα ίδια µε αυτά του κοινού δονούµενου σκυροδέµατος πέραν της ανάµιξης σε διαφορετικά ποσοστά και βέβαια της χρήσης ειδικών προσµίκτων και πρόσθετων όπως φάνηκε παραπάνω. Εργαστηριακοί έλεγχοι αλλά και πρακτικές εφαρµογές απέδειξαν ότι οι ιδιότητες του στερεού ΑΣΣ είναι πράγµατι παρόµοιες µε αυτές του κοινού σκυροδέµατος, όπως φαίνεται και στον παρακάτω πίνακα Λόγος νερό/τσιµέντο (%) 25- 40 Περιεκτικότητα αέρα (%) 4,5-6 Θλιπτική Αντοχή (ηλικία 28 ηµερών)(MPa) 40-80 Θλιπτική Αντοχή (ηλικία 96 ηµερών)(MPa) 55-100 Εφελκυστική Αντοχή 2,4-4.8 έτρο Ελαστικότητας (GPa) 30-36

3.8 ΑΝΑΜΙΞΗ Αξίζει να αναφερθεί ότι δεν υπάρχει σαφής συστηµατοποίηση ως προς τη σειρά µε την οποία θα τοποθετήσουµε τα υλικά στον αναµικτήρα, αφού η βέλτιστη ακολουθία των συστατικών εξαρτάται όχι µόνο από τη συγκεκριµένη σύνθεση, αλλά και από το είδος του εξοπλισµού του εκάστοτε παρασκευαστηριού. Γενικά οι διαδικασίες προσθήκης θα πρέπει να ακολουθούν τις συστάσεις του προµηθευτή . Ως προς την ανάµιξη του ΑΣΣ, πρέπει να αναµιγνύεται περισσότερο χρονικό διάστηµα από το συµβατικό σκυρόδεµα, λόγω του χαµηλού

51

λόγου νερού/ λεπτόκοκκα. Εµπειρικά το ΑΣΣ πρέπει να αναµιγνύεται για τουλάχιστον 120sec. Όλοι οι τύποι αναµικτήρων θεωρούνται κατάλληλοι για την ανάµιξη του ΑΣΣ (µε προτίµηση στους τύπους «διπλού άξονα» (“twin shaft”) και «οριζόντιας ανάµιξης» (“pan type”)). Επίσης ο όγκος του µίγµατος θα πρέπει να µην υπερβαίνει το 70% της χωρητικότητας του αναµικτήρα ώστε να αποφύγουµε πιθανή υπερφόρτωση του τελευταίου . Ως προς τη σειρά ανάµιξης, χρήζει ιδιαίτερης προσοχής ο χρόνος εισαγωγής του υπερρευστοποιητή στο µίγµα. Οι Orgas και Dehn προτείνουν να εισάγεται πρώτα ποσότητα ίση µε τα 2/3 της συνολικής ποσότητας του υπερρευστοποιητή, ενώ το υπόλοιπο του χηµικού προσµίκτου να προστίθεται µετά από λίγο χρόνο (µεγαλύτερο των 45sec) . 3.9 ΜΕΤΑΦΟΡΑ Οι οδηγοί κατά τη µεταφορά πρέπει να έχουν σαφείς οδηγίες για το χειρισµό του ΑΣΣ.Πριν το γέµισµα µε ΑΣΣ θα πρέπει να εξασφαλίσουν ότι δεν υπάρχουν νερό και ανεπιθύµητες ουσίες στο τύµπανο. Ιδιαίτερη φροντίδα πρέπει να λαµβάνεται για µεγάλες αποστάσεις. Επίσης πρέπει να διασφαλίζεται ότι οι αναµικτήρες του ΑΣΣ εκτελούν αργές περιστροφές του τυµπάνου τους µέχρι την παράδοση του υλικού στο εργοτάξιο. Τέλος, σε καµία περίπτωση οι οδηγοί δε θα πρέπει να επεµβαίνουν στο µίγµα, προσθέτοντας είτε νερό είτε πρόσµικτα . Πρέπει να ληφθούν υπόψη οι παράγοντες που αλληλεπιδρούν στην παραδιδόµενη ποιότητα του νωπού ΑΣΣ. ∆ηλαδή: -Μέγεθος της κατασκευής -Παραγωγική ικανότητα της µονάδας παραγωγής -∆υνατότητα απορρόφησης του παραδιδόµενου σκυροδέµατος -Μη αναµενόµενη διακοπή στη σκυροδέτηση µπορεί να έχει ως συνέπεια ποικίλες επιζήµιες επιπτώσεις στο τελικό αποτέλεσµα . 3.10 ΑΝΤΛΗΣΗ, ∆ΙΑΣΤΡΩΣΗ ΚΑΙ ΣΥΝΤΗΡΗΣΗ Άντληση Τόσο η εξάπλωση όσο και το ποσοστό του αέρα στο µίγµα είναι πιθανόν να µεταβληθούν κατά την άντληση (συνήθως µειώνονται). Συνιστάται η χρήση σωλήνων διαµέτρου 4-5 in και συνολικού µήκους µικρότερου από 300 m (JSCE 1999) . ∆ιάστρωση Πριν τη χύτευση πρέπει να ελέγχεται η σωστή τοποθέτηση των καλουπιών και του οπλισµού. Για να µειώσουµε τον κίνδυνο διαχωρισµού και απόµιξης, οι αποστάσεις χύτευσης είναι: κατακόρυφη απόσταση µικρότερη από 5 m και οριζόντια εξάπλωση µικρότερη από 10 m από το σηµείο εκκένωσης .Συνιστάται η άκρη του σωλήνα εξόδου

52

ΑΣΣ να είναι βυθισµένη µέσα στη µάζα του νωπού σκυροδέµατος που έχει ήδη διαστρωθεί .Καλούπια που είναι κατάλληλα για δονούµενο σκυρόδεµα, είναι κατάλληλα και για ΑΣΣ.Η πίεση που δέχονται οι ξυλότυποι είναι άµεσα συνδεδεµένη µε την ταχύτητα ανόδου της στάθµης του σκυροδέµατος. Κατόπιν τούτου συνιστάται η κατάλληλη ρύθµιση της ταχύτητας χύτευσης .Για ύψος στήλης νωπού ΑΣΣ πάνω από 3 m θα πρέπει να λαµβάνεται υπόψη και η υδροστατική πίεση στο σχεδιασµό των καλουπιών. Η πρακτική έχει δείξει ότι οι υψηλές πιέσεις εντός του ιστού των µηχανηµάτων άντλησης του σκυροδέµατος προκαλούν απώλειες στην εργασιµότητα του ΑΣΣ. Συνεπώς θα πρέπει να λαµβάνονται τα κατάλληλα µέτρα ώστε να διατηρείται η πίεση κατά την άντληση σε χαµηλά επίπεδα. Όταν υπάρχουν ενδείξεις για υψηλές πιέσεις, συνιστάται παύση στη διάστρωση ΑΣΣ . ∆όνηση Η δόνηση του ΑΣΣ θα πρέπει γενικά να αποφευχθεί, αφού είναι πιθανό να καταλήξει σε καθίζηση των χονδρόκοκκων αδρανών. Αν δεν επιτευχθεί η επιθυµητή συµπύκνωση το σκυρόδεµα θα πρέπει πρώτα να ελεγχθεί για τη συµµόρφωσή του στους κανονισµούς κατασκευές η µορφή του ξυλοτύπου µπορεί να προκαλέσει εγκλωβισµό του αέρα σε συγκεκριµένες θέσεις, οπότε είναι αναπόφευκτη η χρήση δονητή . Η σκυροδέτηση µπορεί να γίνει και µέσω εισπίεσης από το κατώτατο τµήµα των ξυλοτύπων, όπως φαίνεται στις εικόνες 1 και 2. Η µέθοδος αυτή εφαρµόζεται κυρίως σε κατακόρυφα στοιχεία .

Εικ.1 – Σκυροδέτηση µέσω εισπίεσης από το κατώτατο τµήµα των ξυλοτύπων.

53

Εικ. 2 – Λεπτοµέρεια σκυροδέτησης µέσω εισπίεσης Επιπλέον προτείνεται η διαδικασία της χύτευσης να είναι συνεχής και χωρίς διακοπή, ώστε να διατηρηθούν τα ρεολογικά χαρακτηριστικά του ΑΣΣ και να µειωθούν οι χρωµατικές διαφορές και τα επιφανειακά στίγµατα. Επίσης πρέπει να αποφεύγεται ο υψηλός ρυθµός σκυροδέτησης που οδηγεί στη δηµιουργία κενών. Τέλος ο ξυλότυπος πρέπει να είναι καθαρός από υπολείµµατα και νερό .Οποιαδήποτε µέθοδος έγχυσης σκυροδέµατος κι αν χρησιµοποιηθεί, η επιφάνεια εξάπλωσης του στον ξυλότυπο πρέπει να καθοριστεί. Για ένα δεδοµένο ΑΣΣ η αποδεκτή επιφάνεια εξάπλωσης εξαρτάται από την ικανότητά του να κινείται µέσα στον ξυλότυπο και να παραµένει οµοιογενές υλικό. Γενικά όσο µεγαλύτερη είναι η επιφάνεια εξάπλωσης, τόσο µεγαλύτερη είναι η πιθανότητα του διαχωρισµού, κάτι που σαφέστατα δεν επιθυµούµε . Συντήρηση Το ΑΣΣ ξηραίνεται γρηγορότερα από το δονούµενο σκυρόδεµα, γιατί υπάρχει λίγο έως καθόλου νερό εξίδρωσης στην επιφάνεια. Πρέπει να δίνεται ιδιαίτερη προσοχή όταν η σκυροδέτηση γίνεται σε κλιµατολογικές συνθήκες, οι οποίες ευνοούν την ταχεία εξάτµιση του νερού από την επιφάνεια σκυροδέµατος, όπως οι υψηλές θερµοκρασίες και οι υψηλές ταχύτητες ανέµων . 3.11 ΓΕΝΙΚΑ ΧΑΡΑΚΤΗΡΙΣΤΙΚΑ Τα κυριότερα πλεονεκτήµατα που προκύπτουν από τη χρήση του ΑΣΣ είναι : • Μείωση του χρόνου σκυροδέτησης (λόγω απουσίας του σταδίου της µηχανικής δόνησης)

54

• ∆υνατότητα σκυροδέτησης µελών περίπλοκης γεωµετρίας (π.χ. κλειστοί τύποι µε αρνητικές κλίσεις), µελών µε ιδιαίτερα πυκνό οπλισµό, ή επίπεδων επιφανειών µεγάλης επιφάνειας (αυτοεπιπέδωση) • Ελαχιστοποίηση των εργασιών επιδιόρθωσης των σκυροδετηµένων στοιχείων λόγω κακοτεχνιών • Μείωση του απαιτούµενου εργατικού δυναµικού ανά σκυροδετούµενο στοιχείο • Μεγαλύτερη εργονοµία στο χώρο σκυροδέτησης • Βελτιωµένες εξωτερικές επιφάνειες • Ικανοποιητική και οµοιόµορφη συµπύκνωση • Μείωση της διασποράς των τιµών των µηχανικών ιδιοτήτων • Μείωση στην παραγωγή θορύβου στο εργοτάξιο στα επιτρεπτά όρια που περιγράφονται στη ντιρεκτίβα του Ευρωπαϊκού Συµβουλίου 86/188/ECC των 85 dB (Α) • Εξάλειψη της φυσικής καταπόνησης από τη χρήση δονητών (π.χ. εξάλειψη αγγειακών δυσλειτουργιών, όπως το σύνδροµο των «λευκών δακτύλων») και της πιθανότητας εργατικών ατυχηµάτων • Μείωση των τιµών συγκέντρωσης των αιωρούµενων σωµατιδίων πλησίον του σηµείου σκυροδέτησης • ∆υνατότητα ικανοποίησης περίπλοκων αρχιτεκτονικών απαιτήσεων (π.χ. άψογη απόδοση του αρχιτεκτονικού αναγλύφου εµφανών σκυροδεµάτων) Τα προαναφερθέντα θετικά χαρακτηριστικά του ΑΣΣ επιτρέπουν την ικανοποίηση απαιτήσεων για αυξηµένη παραγωγικότητα και ανθεκτικότητα, αναβαθµισµένο περιβάλλον εργασίας και υψηλή αισθητική. Όµως, απαραίτητη προϋπόθεση είναι η απόλυτη συµµόρφωση µε αυστηρά κριτήρια ποιοτικού ελέγχου σε όλα τα στάδια, από την παραγωγή µέχρι και τη συντήρηση. Πρέπει να καταστεί σαφές ότι το µεγαλύτερο µέρος της ευθύνης για την επιτυχία ή την αποτυχία µιας εφαρµογής το φέρει ο εφαρµοστής. Τα Ευρωπαϊκά Πρότυπα ENV 1992-1-1 και ENV 13760-1 δίνουν οδηγίες, έτσι ώστε να εξασφαλίζεται ο σωστός τρόπος σκυροδέτησης σε κατασκευές που χρησιµοποιείται υψηλής ποιότητας σκυρόδεµα. Αυτές οι συστάσεις βασίζονται στον οδηγό βέλτιστης πρακτικής εφαρµογής και θα πρέπει να ακολουθούνται πάντα, αν το ζητούµενο είναι η επίτευξη ενός ανθεκτικού σκυροδέµατος. Παρ ’ όλα αυτά, όπως έχει δείξει η µέχρι σήµερα εµπειρία, οι οδηγίες αυτές πολύ συχνά ακολουθούνται µερικώς! ή αγνοούνται πλήρως. Αυτή είναι και η συνηθέστερη αιτία αποσάρθρωσης των κατασκευών από σκυρόδεµα .Για την εξασφάλιση της επιτυχίας της εφαρµογής του ΑΣΣ και της πλήρους αξιοποίησης των ιδιοτήτων του πρέπει να ληφθούν υπόψη οι ιδιαιτερότητες του:

55

• Μεγαλύτερη ευαισθησία των συνθέσεων στις διακυµάνσεις των ιδιοτήτων των συστατικών ( ποσοστό υγρασίας αδρανών, λεπτότητα κονιών, κ.α.).Το ΑΣΣ δε «συγχωρεί» λάθη. • Πιθανότητα ύπαρξης διαφορών µεταξύ ρεολογικής συµπεριφοράς στο εργαστήριο και στο πεδίο.Το ΑΣΣ απαιτεί µεγαλύτερη εξειδίκευση του προσωπικού, το οποίο είναι υπεύθυνο για τη µελέτη σύνθεσης, την παραγωγή, τη µεταφορά, την άντληση, τη διάστρωση και τον ποιοτικό έλεγχο των σταδίων αυτών. • Εξασφάλιση στεγανότητας ξυλοτύπων και προσεκτική διαστασιολόγηση τους για υψηλούς ρυθµούς σκυροδέτησης. Το ΑΣΣ απαιτεί υψηλό βαθµό συνεργείας και ποιότητας σε όλα τα στάδια της παραγωγής. • Απαίτηση αναβάθµισης των υπαρχουσών υλικοτεχνικών υποδοµών στα παρασκευαστήρια (π.χ. πρόσθετα σιλό αποθήκευσης κονιών, νέες συσκευές ελέγχου των ιδιοτήτων νωπού ΑΣΣ, υγρόµετρα ακριβείας).Η παραγωγή ενός προηγµένου προϊόντος δεν µπορεί να γίνει µε τη χρήση παρωχηµένης τεχνολογίας 3.12 ΣΥΓΚΡΙΣΗ ΜΕ ΤΟ ΣΥΜΒΑΤΙΚΟ ΣΚΥΡΟ∆ΕΜΑ Τόσο η θλιπτική αντοχή του ΑΣΣ, όσο και η εξέλιξή της συναρτήσει του χρόνου είναι απολύτως συγκρίσιµες µε τα αντίστοιχα µεγέθη του κοινού σκυροδέµατος, όταν βάση σύγκρισης είναι ο λόγος νερού προς τσιµεντοειδή υλικά .Σύµφωνα µε πειράµατα που έγιναν µε σκοπό τη σύγκριση ΑΣΣ µε συµβατικό σκυρόδεµα ίδιας ονοµαστικής θλιπτικής αντοχής από 40 έως 80 MPa), σε δείγµατα υποστυλωµάτων διαστάσεων 235χ 235χ1400mm, προέκυψαν τα ακόλουθα ενδιαφέροντα στοιχεία .Συγκεκριµένα, για κοινό σκυρόδεµα ονοµαστικής αντοχής 50MPa παρατηρήθηκε γραµµική µείωση καθ’ ύψος του δείγµατος, τόσο της θλιπτικής του αντοχής όσο και του µέτρου ελαστικότητας του. ∆ηλαδή, από πυρήνα που λήφθηκε από τη βάση του δείγµατος βρήκαµε f MPa c ′ = 53 και E GPa c = 37 , ενώ από πυρήνα της κορυφής, f MPa c ′ = 46 και E GPa c = 36 . Εν αντιθέσει, το ΑΣΣ παρουσίασε οµοιόµορφη κατανοµή των ιδιοτήτων του, µε τη θλιπτική του αντοχή να κυµαίνεται από 45-47MPa και το c E να ισούται µε 29GPa.Επίσης, προέκυψε ότι το ΑΣΣ έχει µεγαλύτερη ολκιµότητα σε σχέση µε το συµβατικό σκυρόδεµα . Αξίζουν να αναφερθούν τα συµπεράσµατα που πρέκυψαν από τη χρήση ΑΣΣ σε γέγυρες. Συγκεκριµένα παρατηρήθηκε απότοµη αύξηση της θλιπτικής αντοχής την 3η µέρα µετά την σκυροδέτηση, η οποία πλησιάζει το 80% της 28ης µέρας. Σε σύγκριση µε το συµβατικό σκυρόδεµα η θλιπτική αντοχή του ΑΣΣ την 28η µέρα ήταν σχεδόν 100% µεγαλύτερη. Ακόµα αναφέρεται ότι από πειράµατα που έγιναν, το µέτρο ελαστικότητας παρουσίασε µία αύξηση της τάξης του 30-45% πάνω από αυτήν του συµβατικού. Βέβαια στη δεδοµένη εφαρµογή, δεν αναφέρεται

56

η ακριβής σύσταση των συγκρινόµενων σκυροδεµάτων .Τόσο η εφελκυστική αντοχή του ΑΣΣ από διάρρηξη, όσο και η σχέση της µε τη θλιπτική του αντοχή είναι απολύτως συγκρίσιµες µε τα αντίστοιχα µεγέθη του κοινού σκυροδέµατος, όταν βάση σύγκρισης είναι ο λόγος νερού προς τσιµεντοειδή υλικά. Η παρατηρούµενη διασπορά των τιµών αυτών είναι συµβατή µε αυτήν του συµβατού σκυροδέµατος .Η συνάφεια οπλισµού-σκυροδέµατος φαίνεται να είναι η ίδια και στους δύο τύπους. Όµως δεν έχει τεκµηριωθεί ακόµα, λόγω αντιφατικών αποτελεσµάτων . Η συστολή ξήρανσης δε διαφοροποιείται σηµαντικά από εκείνη του κοινού σκυροδέµατος. Βέβαια τα πειραµατικά αποτελέσµατα και σ’ αυτήν την περίπτωση είναι αντιφατικά . Η κρισιµότητα της συντήρησης είναι µεγαλύτερη για το ΑΣΣ σε σχέση µε το κοινό σκυρόδεµα .Στο συµβατικό σκυρόδεµα ο βέλτιστος βαθµός συµπύκνωσης είναι 0.97, ενώ στο ΑΣΣ είναι 0.98-1 (ο βέλτιστος βαθµός συµπύκνωσης είναι 1). Όσο αποµακρυνόµαστε από τη µονάδα έχουµε µείωση της αντοχής, συγκεκριµένα για κάθε 0.01 χάνουµε 5% της αντοχής . Το ΑΣΣ έχει µεγαλύτερη αντίσταση στο διαχωρισµό κατά τη σκυροδέτηση, απ’ ότι το συµβατικό, λόγω υψηλής συνοχής . Η διαπερατότητά του ΑΣΣ είναι µικρότερη από αυτή του συµβατικού εξαιτίας της µεγάλης αναλογίας µικρότερων σωµατιδίων στο µίγµα. Ενδεικτικά, όταν έχουµε ΑΣΣ η διείσδυση του νερού για τον ίδιο λόγο νερού προς τσιµέντο µειώνεται κατά 1/3 σε σχέση µε το συµβατικό . Η επιφάνεια τελειώµατος του ΑΣΣ είναι καλύτερη από αυτήν του συµβατικού σκυροδέµατος, µε το οποίο µπορούµε να πετύχουµε παρόµοια επιφάνεια τελειώµατος µόνο όταν έχουµε πολύ καλή δόνηση . Ο χρόνος κατασκευής µειώνεται µε χρήση ΑΣΣ σε σύγκριση µε το συµβατικό σκυρόδεµα, καθώς οι αναγκαίες εργασίες κατά την διάρκεια της σκυροδέτησης µειώνονται. Αυτό έχει σαν αποτέλεσµα τη µείωση του εργατικού κόστους . Με χρήση ΑΣΣ µειώνεται η ανάγκη παρουσίας εξειδικευµένου προσωπικού κατά τη διάρκεια της σκυροδέτησης . Το ΑΣΣ παρουσιάζει µεγαλύτερο κίνδυνο αποφλοίωσης λόγω πυρκαγιάς και παρόµοια συµπεριφορά σε δράση παγετού . 3.13 Σύγκριση κόστους Για µια συγκεκριµένη εφαρµογή, η σύγκριση κόστους µεταξύ συµβατικού και ΑΣΣ πρέπει να γίνεται βάσει ολιστικής οικονοµοτεχνικής θεώρησης και όχι ως απλή και αόριστη αναφορά µιας τιµής. Συγκεκριµένα, η χρήση ΑΣΣ επιφέρει αύξηση του συνολικού κόστους του υλικού (πρώτες ύλες και παραγωγή), που συνήθως είναι 10% έως 50% ακριβότερο του συµβατικού. Επίσης, το κόστος των ξυλοτύπων ενδέχεται να είναι µεγαλύτερο όταν χρησιµοποιούµε ΑΣΣ, αν και η

57

φθορά των καλουπιών είναι πολύ µικρότερη σε σύγκριση µε εκείνη η οποία οφείλεται στη χρήση συµβατικού σκυροδέµατος. Εν αντιθέσει, το κόστος εργατικών για άντληση και διάστρωση και οι δαπάνες επισκευών µετά την αφαίρεση ξυλοτύπων είναι πολύ µικρότερες σε σχέση µε τη χρήση κοινού σκυροδέµατος. Γενικά, το ΑΣΣ είναι κατά 10-20% ακριβότερο από το κοινό σκυρόδεµα, όµως πρέπει να συνεκτιµηθούν η πολύ µεγάλη ανθεκτικότητα που προσφέρει το ΑΣΣ καθώς και όλα τα πλεονεκτήµατα που πηγάζουν από τη χρήση του. 3.14 Εφαρµογες αυτοσυµπυκνουµενου σκυροδεµατος Όπως ήδη έχουµε αναφέρει οι βάσεις για το ΑΣΣ τέθηκαν στην Ιαπωνία και είναι απολύτως φυσικό τα πρώτα παραδείγµατα και εφαρµογές να προέρχονται από εκεί. Χαρακτηριστικό παράδειγµα είναι οι βάσεις αγκύρωσης της γέφυρας Akashi-Kaikyo η οποία παραδόθηκε στην κυκλοφορία τον Απρίλιο του 1998. Στη συγκεκριµένη γέφυρα χρησιµοποιήθηκαν 290.000 m³ ΑΣΣ και αντίστοιχα ο χρόνος κατασκευής µειώθηκε κατά 20% από 2,5 σε 2 χρόνια. Ένα άλλο χαρακτηριστικό παράδειγµα είναι η κατασκευή δεξαµενών αποθήκευσης φυσικού αερίου σε υγρή µορφή τον Ιούνιο του 1998 από την Osaka Gas Company.Χρησιµοποιήθηκαν 12.000 m³ ΑΣΣ που είχε ως φυσικό επακόλουθο την µείωση του χρόνου κατασκευής ( από 22 µήνες σε 18 µήνες ) και τον µειωµένο αριθµό εργατών σκυροδέµατος ( από 150 άτοµα σε 50 άτοµα).

Γέφυρα Akashi-Kaikyo( Απρίλιος 1998) Ένα άλλο παράδειγµα όπου είχαµε ευρεία χρήση ΑΣΣ είναι η γέφυρα Ritto που αποτελεί τµήµα αυτοκινητόδροµου διπλής κατευθύνσεως (ένα τµήµα για Τόκιο και ένα για Οζάκα αντίστοιχα). Η συγκεκριµένη γέφυρα προκειµένου να πληρεί τις αυστηρές προδιαγραφές της JSCE (Japan Society Of Civil Engineers) και τους Αντισεισµικούς Κανονισµόυς καθώς το µέγιστο ύψος κολώνας έφτανε τα 103,5 µέτρα χρησιµοποίησε ΑΣΣ. Πληρούσε τα κριτήρια για υψηλές αντοχές, ανθεκτικότητα στο χρόνο και ευκολία σκυροδέτησης παρά την ιδιοµορφία του έργου.

58

Γέφυρα Ritto (Shiga Prefecture Nature Park) Σχήµα Κολώνας Γέφυρας Εκτός όµως από τα παραπάνω ευρεία χρήση έχουµε και στα προκατασκευασµένα στοιχεία όπου ένα τυπικό παράδειγµα εταιρείας είναι το Consolis Group . Αποτελεί έναν από τους µεγαλύτερους κατασκευαστές προκατασκευασµένων στοιχείων µε εργοστάσια σε 11 χώρες, 5000 εργαζόµενους και ετήσιο κύκλο εργασιών 618 εκατοµµύρια ευρώ.Από την ετήσια κατασκευή 1,800,000 m³ σκυροδέµατος τα 120,000 m³ είναι ΑΣΣ. Παρόλο που τα συστατικά για την παρασκευή ΑΣΣ είναι 15 % -20 % ακριβότερα το τελικό κόστος είναι 5% - 15 % λιγότερο από ότι στο συµβατικό σκυρόδεµα. Έτσι η συγκεκριµένη εταιρεία χρησιµοποιεί το ΑΣΣ για κατασκευή κολώνων, δοκών και τοιχείων καθώς και για κατασκευή τεχνητών υφάλων που βυθίζονται στη θάλασσα και αποτελούν καταφύγιο για ψάρια και άλλους οργανισµούς (Spenncon AS,Trondheim). Ένα άλλο πρόσφατο έργο όπου χρησιµοποιήθηκε ΑΣΣ είναι στη Βαρσοβία, την πρωτεύουσα της Πολωνίας. ∆ίπλα στον κεντρικό σιδηροδροµικό σταθµό κατασκευάζεται κτίριο υψηλών προδιαγραφών που θα περιλαµβάνει εστιατόρια, εµπορικό κέντρο, υπόγειο πάρκινγκ 1800 θέσεων, ξενοδοχείο, κινηµατογραφικές αίθουσες και χώρους εκθέσεων. Χαρακτηριστικό είναι ότι συνολικά θα χρησιµοποιηθούν 212,000 m³ σκυροδέµατος εκ των οποίων τα 4,800 m³ θα είναι ΑΣΣ . Το ΑΣΣ χρησιµοποιείται µάλιστα για την κατασκευή τοίχων που το πάχος του φθάνει τα 150 cm.

59

Bαρσοβία –Πολωνία ( Ιούνιος 2005) Εκτός όµως από όλα τα παραπάνω το ΑΣΣ µπορεί να χρησιµοποιηθεί για την επισκευή ενός δοµικού στοιχείου. Είναι σύνηθες το ενδεχόµενο κατά την διάρκεια ξεκαλουπώµατος ενός δοµικού στοιχείου µε αρκετά πυκνό οπλισµό το σκυρόδεµα να µην έχει περάσει από τα σίδερα είτε επειδή έχουµε αρκετά χονδρόκοκκο οπλισµό, είτε λόγω κακής δόνησης ή και για πολλούς άλλους λόγους. Οι επισκευές που γίνονται µε επισκευαστικά κονιάµατα δεν προσφέρουν πάντα το ιδεατό αποτέλεσµα µε συνέπεια το δοµικό στοιχείο να µην είναι ανθεκτικό σε εξωτερικούς παράγοντες και σε σεισµική δραστηριότητα. Το ΑΣΣ µπορεί όµως να χρησιµοποιηθεί και στην περίπτωση βλάβης υποστυλωµάτων, δοκών και πλακών. Στα υποστυλώµατα η πιο συνηθισµένη βλάβη είναι η θραύση του σκυροδέµατος σε µια διατοµή από θλίψη και διάτµηση καθώς και ο λυγισµός του οπλισµού. Για την επισκευή του υποστυλώµατος κατασκευάζεται µανδύας από οπλισµένο σκυρόδεµα ο οποίος περιβάλλει το παλιό υποστύλωµα. Για να αντιµετωπίσουµε τη συστολή ξήρανσης του νέου σκυροδέµατος χρησιµοποιούµε ειδικά πρόσµικτα. Με το ΑΣΣ όµως και τη χρήση του σε

60

τέτοιες συνθήκες καθυστερεί η ξήρανση και βελτιώνεται η αντοχή και η δοµή των πόρων του σκυροδέµατος . 3.15 ΣΥΜΠΕΡΑΣΜΑΤΑ Το αυτοσυµπυκνούµενο σκυρόδεµα είναι από τις µεγαλύτερες πρωτοτυπίες στον τοµέα της κατασκευής, ειδικά αν σκεφτούµε πως οι προοπτικές για εξελίξεις στα υπόλοιπα δοµικά της στοιχεία (οπλισµός, τύποι)δεν είναι εξίσου µεγάλες. ∆εν είναι κάτι τελείως νέο, και ήδη έχει εφαρµοστεί διεθνώς σε αρκετές περιπτώσεις, όχι µόνο πειραµατικά ( είτε σε ακαδηµαϊκό επίπεδο είτε σε εργαστήρια βιοµηχανιών του κατασκευαστικού κλάδου). Το σύνολο των έργων αυτών λειτουργεί ευµενώς υπέρ της εξάπλωσης της τεχνολογίας του ΑΣΣ καθώς αποτελούν ζωντανή επιβεβαίωση των πειραµατικών συµπερασµάτων προηγούµενων ετών. Τέλος, στην Ελλάδα το ΑΣΣ θα µπορούσε να αντικαταστήσει ικανοποιητικά το κοινό σκυρόδεµα, µε µια τέτοια κίνηση πιθανότερα να ξεκινάει στον τοµέα της προκατασκευής. Για να συµβεί κάτι τέτοιο θα πρέπει έναντι της εµπιστοσύνης κυρίως σε δοκιµασµένες ήδη µεθόδους (δονούµενο σκυρόδεµα) να υπερισχύσει η συνειδητοποίηση των ωφελειών από τις νέες τεχνολογίες. Σήµερα το αυτοσυµπυκνούµενο σκυρόδεµα θεωρείται σκυρόδεµα ‘ειδικού τύπου’ και το δονούµενο σκυρόδεµα είναι αυτό που θεωρείται κοινό. Όµως οι ταχύτατοι ρυθµοί εξάπλωσης του, σε διεθνές επίπεδο αποτελούν προάγγελο πιθανής αναθεώρησης ανάµεσα στο χαρακτηρισµό τον δυο αυτών διαφορετικών τύπων σκυροδέµατος.

61

4.ΑΝΑΚΥΚΛΩΜΕΝΟ ΣΚΥΡΟ∆ΕΜΑ

4.1 ΕΙΣΑΓΩΓΗ

Το σκυρόδεµα είναι το 2° πιο διαδεδοµένο δοµικό υλικό παγκοσµίως, µε παραγωγή πάνω από 6.5 δις m3 ετησίως σε όλο τον κόσµο. Η ποσότητα αυτή αντιστοιχεί περίπου σε 2.5 τόνους σκυρόδεµα ανά άτοµο ανά έτος, µε µόνο το νερό να χρησιµοποιείται περισσότερο και αυτό γιατί ξεπλένεται. Ενώ όµως είναι το σπουδαιότερο δοµικό υλικό, δεν µπορεί να χαρακτηριστεί σαν φιλικό προς το περιβάλλον, αφού για την παρασκευή του καταναλώνονται µη ανανεώσιµοι φυσικοί πόροι. Το 40% της παγκόσµιας κατανάλωσης σε ανόργανα υλικά (άµµος, χαλίκια, ασβέστης) διατίθενται στην κατασκευή κτιρίων . Επειδή δε τα αδρανή καταλαµβάνουν το 60 µε 80% του όγκου του σκυροδέµατος, υπολογίζεται ότι µετά το 2010, η βιοµηχανία σκυροδέµατος, διεθνώς, θα αναλώνει 8-12 δις τόνους φυσικών αδρανών ετησίως (Tu, 2006). Αυτή η µεγάλη κατανάλωση θα προκαλέσει µεγάλες καταστροφές στο περιβάλλον. Επιπλέον, τα περισσότερα αδρανή λαµβάνονται µε εξορύξεις, οι οποίες δηµιουργούν περιβαλλοντικά προβλήµατα καθώς και αλλοιώνουν το φυσικό περιβάλλον και δηµιουργούν σκόνη και θόρυβο. Εποµένως η εξεύρεση κατάλληλων υλικών προς αντικατάσταση των φυσικών αδρανών είναι επείγουσα.

Από την άλλη µεριά, οι κατασκευές δεν είναι αιώνιες. Αλλά και από τις φυσικές καταστροφές παράγονται εκατοµµύρια τόνοι κατεδαφισµένου υλικού. Καθώς λοιπόν το σκυρόδεµα αποτελεί σχεδόν το 75% του βάρους όλων των δοµικών υλικών είναι το σηµαντικότερο ποσοστό των κατεδαφισµένων αποβλήτων. Στις ΗΠΑ, η ετήσια ποσότητα µπαζών που προκύπτουν από κατεδάφιση κτιρίων είναι ίση µε αυτή των αστικών απορριµµάτων , ενώ στην Ευρώπη, η ετήσια αντιστοιχία οικοδοµικών ορυκτών µπαζών είναι 500 kg ανά κάτοικο, από τα οποία το σηµαντικότερο τµήµα ανήκει στα µπάζα σκυροδέµατος . Ταυτόχρονα, η ικανότητα των χώρων απορριµµάτων έχει µειωθεί δραµατικά τα τελευταία χρόνια, ενώ ή ζήτηση τους έχει αυξηθεί, µε αποτέλεσµα την αύξηση του κόστους εναπόθεσης των µπαζών. Τα υλικά κατεδάφισης όµως µπορούν να ανακυκλωθούν και µια τέτοια ανακύκλωση έχει το πλεονέκτηµα και να µειώνει τις εναποθέσεις των υλικών κατεδάφισης και να διασώζει τις φυσικές πηγές και το περιβάλλον. Σε πολλές χώρες λοιπόν αντιµετωπίζονται µε εντελώς διαφορετική φιλοσοφία από ότι τα υπόλοιπα απορρίµµατα, προσφέροντας φοροαπαλλαγές στις κατασκευαστικές εταιρείες που χρησιµοποιούν ανακυκλωµένα υλικά και έχοντας

62

εκπαιδευτικά προγράµµατα για ανακύκλωση των υλικών κατεδαφίσεων. Στη Βρετανία, τα πρωτογενή οικοδοµικά υλικά κοστίζουν ακριβότερα από τα δευτερογενή - αυτά που προέρχονται από ανακύκλωση - µε στόχο την προώθηση των δευτέρων. Στην Ολλανδία οι εργολάβοι που χρησιµοποιούν ανακυκλωµένα υλικά έχουν σηµαντικές φοροαπαλλαγές, µε στόχο το 90% των οικοδοµικών υλικών να επαναχρησιµοποιούνται (αδρανή, µπάζα, µέταλλα κλπ), έχουν δε την υποχρέωση να κάνουν τον διαχωρισµό των υλικών στους χώρους κατεδάφισης, όπου και διαχωρίζονται τα ρυπογόνα µπάζα. Στη Σουηδία, όπου παράγονται ετησίως 1.5 εκ τόνοι υλικά κατεδαφίσεων, κυρίως σκυρόδεµα και τούβλα , το Συµβούλιο Περιβάλλοντος έχει δώσει οδηγία για τη µείωση στο 50% των ποσοτήτων που σήµερα οδηγούνται για διάθεση (ΧΥΤΑ), ενώ υπάρχει ειδικό τέλος για τη χρήση φυσικών πόρων (π.χ. χαλίκι λατοµείων). Λειτουργούν κινητές σταθερές µονάδες ανακύκλωσης και πολλές µονάδες διαλογής, ενώ έµφαση δίνεται στην ανάπτυξη νέων προτύπων για χρήση ανακυκλωµένου σκυροδέµατος και ασφάλτου, σε νέες κατασκευές. Στην Ιρλανδία η διάθεση των οικοδοµικών υλικών γίνεται µόνο σε χώρους που έχουν πάρει τη σχετική άδεια και στόχος του ∆ουβλίνου είναι να ανακυκλώνεται το 82% των υλικών εκσκαφών και κατεδαφίσεων . Στη ∆ανία, από το 1996, υπάρχει εθελοντική συµφωνία µεταξύ του υπουργείου Περιβάλλοντος και της Ένωσης Εταιρειών Κατεδαφίσεων για ανακύκλωση οικοδοµικών υλικών. Λειτουργούν ειδικά πανεπιστηµιακά τµήµατα που παρέχουν θεωρητική και πρακτική εκπαίδευση σχετικά µε τη διαχείριση αυτών των υλικών και ειδικά προγράµµατα κατάρτισης εργαζοµένων. Την ίδια στιγµή, στην Ελλάδα τα υλικά που προέρχονται από τις εκσκαφές οικοδοµών και κατεδαφίσεις κτιρίων και που υπολογίζονται πάνω από 2 εκ τόνοι τον χρόνο , για λόγους ευκολίας και µε την ανοχή όλων καταλήγουν σε παράνοµες χωµατερές, σε διάφορες βουνοπλαγιές, ακόµα και στην παραλία και στην καλύτερη των περιπτώσεων στα σκουπίδια γεµίζοντας πιο γρήγορα τους χώρους υγειονοµικής ταφής. Λίγα υλικά ανακυκλώνονται και οι περιορισµένες προσπάθειες είναι αποσπασµατικές και οφείλονται στην θέληση κάποιων κατασκευαστών .

Η χρήση του ανακυκλωµένου σκυροδέµατος θα βελτιώσει το περιβάλλον και θα βρει λύση για τα 200 εκ. τόνους το χρόνο των κατασκευαστικών µπαζών της Ευρώπης . Όµως αν και η χρήση ανακυκλωµένων αδρανών γίνεται στις αναπτυγµένες χώρες εδώ και αρκετά χρόνια, η προώθηση αυτού του ανακυκλωµένου υλικού σαν εναλλακτικό αδρανές δεν είναι εύκολη. Έχει ήδη χρησιµοποιηθεί, λόγω της υψηλής απορροφητικότητας και του γωνιώδους σχήµατός του, σε οδοστρώµατα και υποστρώµατα ,σε υπόγειες κατασκευές και σκυροδέµατα µάζας αλλά η εφαρµογή σε

63

σκυροδέµατα υψηλότερης αντοχής δεν είναι συνηθισµένη καθώς υπάρχουν ακόµα πολλά άλυτα προβλήµατα. Τα ανακυκλωµένα αδρανή παρουσιάζουν χαµηλή αντοχή, υψηλότερο πορώδες, µεγάλη διακύµανση ποιότητας, υψηλή συστολή ξήρανσης, µεγάλο ερπυσµό και χαµηλό µέτρο ελαστικότητας, που κάνουν δύσκολη την εφαρµογή τους.

Έχει γίνει πολύ έρευνα, διεθνώς, πάνω στα σκυροδέµατα µε ανακυκλωµένα αδρανή, που αφορά όµως τις µηχανικές τους ιδιότητες - κυρίως την αντοχή τους- και λιγότερο την ανθεκτικότητά τους - κυρίως την υδατοπερατότητά / υδατοαπορροφητικότητα, την ενανθράκωση, τη συστολή ξήρανσης καθώς και την αντοχή σε ψύξη απόψυξη. Υπάρχουν πολύ λίγες εργασίες πάνω στην διείσδυση των χλωριόντων και τη διάβρωση του σιδηρού οπλισµού. Στα ανακυκλωµένα υπάρχουν διεπιφάνειες αδρανών -τσιµέντου διαφορετικές από εκείνες των συµβατικών σκυροδεµάτων. ∆ιεπιφάνεια υπάρχει τόσο µεταξύ των ανακυκλωµένων αδρανών και της προσκολληµένης παλιάς τσιµεντοκονίας όσο και µεταξύ της προσκολληµένης και της νέας τσιµεντοκονίας. Η τσιµεντόπαστα που παραµένει στην διεπιφάνεια των ανακυκλωµένων αδρανών δίνει αδύνατα σηµεία στα ανακυκλωµένα σκυροδέµατα, αφού αποτελείται από πολύ µικρούς πόρους και ρωγµές και επηρεάζει την αντοχή. Αυτοί οι πόροι και οι ρωγµές απορροφούν νερό και οδηγούν σε λιγότερο νερό για ενυδάτωση στην διεπιφάνεια των ανακυκλωµένων σκυροδεµάτων. Η τσιµεντόπαστα αυτή επιπλέον έχει υποστεί και ενανθράκωση, η οποία αυξάνει το πορώδες της .Εποµένως η αντοχή αλλά και η είσοδος των χλωριόντων πρέπει να εξαρτάται από το είδος του αρχικού σκυροδέµατος. Έτσι στην εργασία αυτή µελετάται κατά πόσο η ποιότητα του αρχικού σκυροδέµατος επηρεάζει τις µηχανικές ιδιότητες και την ανθεκτικότητα έναντι χλωριόντων των ανακυκλωµένων σκυροδεµάτων που προκύπτουν από αυτά και γίνεται η σύγκριση µε σκυροδέµατα παρασκευασµένα µε παρθένα, καθαρά αµµοχάλικα.

4.2 ∆ιαδικασία παραγωγής. Η ανακύκλωση του σκυροδέµατος είναι µία εξελισσόµενη µέθοδος, η οποία αξιοποιεί τα ερείπια, που προέρχονται από κατεδαφίσεις, σεισµούς ή άλλες καταστρεπτικές ενέργειες. Είναι απαραίτητη από οικονοµική αλλά και περιβαντολογική άποψη. Συνήθως στο παρελθόν τα µπάζα των οικοδοµών µεταφερόντουσαν σε χωµατερές ως υλικό πληρώσεως, µε τα γνωστά προβλήµατα, όπως η περίπτωση του ΧΥΤΑ Λιοσίων. Σε πολλές χώρες της Ευρώπης και Αµερικής η Ανακύκλωση εφαρµόζεται µε νόµο. Αν το ποσοστό των χρησιµοποιουµένων αδρανών υλικών από ανακύκλωση είναι µικρότερο από το νοµοθετηµένο ποσοστό σε σχέση µε

64

το συνολικό όγκο σκυροδέµατος η άδεια οικοδοµήσεως αποσύρεται. Το ποσοστό αυτό κυµαίνεται µεταξύ 20 και 30%, θα αυξηθεί όµως σύντοµα. Η ανακύκλωση έχει πολλά πλεονεκτήµατα, έτσι ώστε µε την αυξηµένη ευαισθησία για την προστασία του περιβάλλοντος, τους αυστηρότερους περιβαντολογικούς νόµους και την προσπάθεια να ελαχιστοποιηθεί το κόστος των κατασκευών να αποτελεί αναγκαιότητα και καθήκον. ∆ιακρίνονται συγκροτήµατα παραγωγής αυτοφερόµενα για χρησιµοποίηση µέσα στο εργοτάξιο, και µόνιµα συγκροτήµατα εγκατεστηµένα σε οργανωµένες µονάδες που ανταποκρίνονται στις νέες τεχνολογικές εξελίξεις. Τα υλικά τα οποία συλλέγονται από την καθαίρεση σκυροδέµατος τροφοδοτούνται σε ένα θραυστήρα. Μπορεί να περιέχουν διάφορα άλλα υλικά όπως άσφαλτο, τούβλα, ακαθαρσίες, και πέτρες. Τα µηχανήµατα θραύσεως επεξεργάζονται µόνο σκυροδέµατα που είναι απαλλαγµένα από ρυπαρές ουσίες. ∆εν πρέπει να περιέχουν ζευκτά, ξύλα, χαρτιά και συναφή υλικά. Μέταλλα όπως κοµµάτια από βέργες γίνονται δεκτά, αφού µπορεί να αφαιρεθούν µε µόνιµούς µαγνήτες ή άλλες διατάξεις διαχωρισµού και στη συνέχεια να ανακυκλωθούν µε τήξη για άλλες χρήσεις. Η θραύση στο εργοτάξιο παραγωγής µπορεί να γίνει µε αυτοφερόµενα θραυστικά συγκροτήµατα, τα οποία µειώνουν το κόστος κατασκευής και την ατµοσφαιρική ρύπανση που δηµιουργείται µε τη µεταφορά υλικών προς και από το λατοµείο. Τα µεγάλα αυτοφερόµενα συγκροτήµατα µπορούν να επεξεργαστούν µέχρι 600 τόνους µπάζων την ώρα, υπάρχουν και µεγαλύτερα συγκροτήµατα. Τα συγκροτήµατα αυτά αποτελούνται από ένα θραυστήρα µπάζων σκυροδέµατος, πλευρικό µεταφορέα αποθέσεως, συγκρότηµα κοσκινίσµατος, και ταινιόδροµο επαναφοράς του υπερδιάστατου υλικού από το κόσκινο στο θραυστήρα για συµπληρωµατική θραύση. Σε περίπτωση µικρών ποσοτήτων µπορούν να χρησιµοποιηθούν µικρά αυτοφερόµενα συγκροτήµατα µέχρι 150 τόνους ανά ώρα, τα οποία µπορούν να εγκατασταθούν σε στενούς χώρους µέσα σε πόλεις. Τα πλεονεκτήµατα της χρησιµοποιήσεως κατάλληλων αυτοφερόµενων συγκροτηµάτων ανακυκλώσεων µπάζων από σκυρόδεµα είναι: ∆εν υπάρχουν έξοδα αποµακρύνσεως των µπάζων και µεταφοράς αδρανών. Μειώνει τους χρόνους και επιταχύνει την παραγωγή, µειώνει το εργατικό κόστος. ∆εν υπάρχουν παράπονα ή µειώνονται στο ελάχιστο από τους περιοίκους. ∆εν ενοχλούν την κυκλοφορία οχηµάτων και πεζών, δεν ρυπαίνουν τους δρόµους κυκλοφορίας, δεν προκαλούν ρύπανση από καυσαέρια ή θορύβους.

65

Τα µόνιµα συγκροτήµατα των κέντρων ανακυκλώσεως, όπως χρησιµοποιούνται σε πολλές Ευρωπαϊκές πόλεις (εικόνες 2 και 3), είναι ολοκληρωµένα εργοστάσια παραγωγής µε εξελιγµένα µηχανήµατα θραύσεως, διαχωρισµού, καθαρισµού, κοσκινίσµατος, πλύσεως του λεπτόκοκκου υλικού και ελέγχου της παραγωγής. Η ποιότητα των ανακυκλωµένων υλικών στα συγκροτήµατα αυτά είναι εφάµιλλη ή και ανώτερη από τα συµβατικά υλικά, αφού η τελευταία βαθµίδα παραγωγής περιλαµβάνει και πλύσιµο της άµµου.

Κέντρο διαχωρισµού / κοσκινίσµατος

Μεταφορέας

66

Εικόνα 2. Σύγχρονο συγκρότηµα ανακυκλώσεως πρωτογενούς και δευτερογενούς παραγωγής αδρανών υλικών µε σύστηµα πλύσεως της άµµου.

∆ιπλός ανεµιστήρας / αποκονιωτής Τροφοδότης υλικών

67

Εικόνα 3. Πλήρες συγκρότηµα σε κέντρο παραγωγής αδρανών υλικών από ανακύκλωση υλικών κατεδαφίσεων. Αποµάκρυνση ακατάλληλων υλικών. Στα νέα συγκροτήµατα η εργασία αυτή γίνεται µε αυτόµατα µηχανήµατα.

68

Συγκροτήµατα επεξεργασίας άµµου Τα συγκροτήµατα επεξεργασίας άµµου χρησιµοποιούνται για την παραγωγή καθαρής άµµου που προέρχεται από πρωτογενή θραύση ή από παλαιά σκυροδέµατα. ∆ιακρίνονται σε απλά συγκροτήµατα αφαιρέσεως του υπερβάλλοντος ποσοστού παιπάλης και αιωρούµενων υλικών και σε ολοκληρωµένα συγκροτήµατα πλύσεως και διαβαθµίσεως του λεπτόκοκκου υλικού. Κινητό πλυντήριο αδρανών υλικών και άµµου

Εικόνα 4. Αυτοφερόµενο συγκρότηµα πλύσεως και διαβαθµίσεως αδρανών υλικών και άµµου.Έργο:Αρδευτικά έργα κοιλάδας

Αλφειού. Εικόνα 5. Κεντρικό συγκρότηµα επεξεργασίας άµµου: Αφαίρεση ανεπιθύµητων προσµίξεων, έλεγχος ποσοστού παιπάλης στα επιθυµητά όρια, διαβάθµιση άµµου, ελαχιστοποίηση απώλειας λεπτού υλικού, ελεγχόµενη υγρασία <12%, ανεξάρτητα από τη σύνθεση του τροφοδοτούµενου υλικού.

69

ΙΝΟΠΛΙΣΜΕΝΟ ΣΚΥΡΟ∆ΕΜΑ 1.ΕΙΣΑΓΩΓΗ Το σκυρόδεµα που συντίθεται από υδραυλικά τσιµέντα, λεπτόκοκκα η/και χονδρόκοκκε αδρανή και ασυνεχείς διακριτές ίνες ορίζεται ως ινοπλισµένο σκυρόδεµα. Οι ίνες είναι µικρού µήκους, της τάξης των µερικών εκατοστών, και διαµέτρου που είναι συνήθως κλάσµα του χιλιοστού, και διασκορπίζονται στη µάζα του υλικού κατά την ανάµιξη των συστατικών του, σε ποσοστό της τάξης του 1-3% κ.ο. Συνήθως παρασκευάζονται από χάλυβα, πολυπροπυλένιο η γυαλί, ενώ εφαρµογές βρίσκουν και ίνες από αλλά υλικά, όπως ο άνθρακας, η αραµιδη, ο πολυεστέρας, το ναυλον, και φυσικά υλικά, όπως το ξύλο. Ο βασικός ρόλος των ινών στο σκυρόδεµα είναι η αύξηση της παραµόρφωσης του υλικού κατά την αστοχία (που σχετίζεται µε εφελκυστικες τάσεις) και ο περιορισµός γενικά της ρηγµάτωσης (π.χ. λόγω συστολής ξήρανσης), ενώ σε ορισµένες περιπτώσεις επιτυγχάνεται και (µικρή συνήθως) αύξηση της αντοχής. Αποτέλεσµα είναι κυρίως η αύξηση της δυσθραυστοτητας του υλικού, δηλαδή της ικανότητας του να απορροφήσει ενέργεια κατά την παραµόρφωση, που αντιπροσωπεύεται από το εµβαδόν κάτω από την καµπύλη φορτιού-παραµόρφωσης. Το εµβαδόν αυτό είναι συχνά 10-40 φορές µεγαλύτερο για το ινοπλισµενο σκυρόδεµα από ότι στο άοπλο.Τα τελευταία χρόνια οι χρήσεις του ΙΝΟ.Σ. έχουν επεκταθεί σε παρά πολλές κατηγόριες έργων πολιτικού µηχανικού λόγω των βελτιωµένων µηχανικών και φυσικών ιδιοτήτων του σε σύγκριση µε το συµβατικό άοπλο σκυρόδεµα. 2.ΥΛΙΚΑ Ειδη ινών Τυπικές ιδιότητες για διάφορες τεχνητές ίνες που χρησιµοποιούνται στο σκυρόδεµα δίνονται στο πίνακα 2.1.Οι πιο διαδεδοµένες ίνες σκυροδέµατος είναι οι ίνες χάλυβα. ∆ιατίθενται σε µεγάλη ποικιλία µορφών, όπως αυτές του Σχ.2.1.Αρκετα διαδεδοµένες επίσης είναι και οι ίνες πολυπροπυλένιου, κυρίως λόγω του χαµηλού κόστους και της χηµικής τους αδράνειας. Οι ίνες αυτές είναι συνήθως συσσωµατωµένες σε οµάδες και όχι µεµονωµένες, για να βελτιώνεται η συνάφεια µε το σκυρόδεµα και να διευκολύνεται ο διασκορπισµός τους κατά την ανάµιξη. Προστίθενται στο σκυρόδεµα σε ποσότητα που κυµαίνεται µεταξύ 0,5-2kg/m3.Οι ίνες γυαλιού Ε είναι αρκετά διαδεδοµένες και είναι χαµηλού κόστους, αλλά βασικό µειονέκτηµα τους είναι ότι προσβάλλονται από το αλκαλικό περιβάλλον του σκυροδέµατος. Περισσότερο ανθεκτικές στο περιβάλλον αυτό είναι οι ίνες γυαλιού AR,

70

που όµως κοστίζουν αρκετά παραπάνω.Το αρκετά υψηλό κόστος των ινών άνθρακα και αραµίδης έχει εµποδίσει µέχρι σήµερα την ευρεία χρήση τους σε κατασκευές σκυροδέµατος, παρόλο που η επίδραση τους στο υλικό έχει ιδιαίτερα ευνοϊκά αποτελέσµατα (ιδιαίτερα των ινών άνθρακα). Επιθυµητά χαρακτηρίστηκα των ινών για τη βελτίωση της µηχανικής συµπεριφοράς του σκυροδέµατος είναι: µεγάλο µέτρο ελαστικότητας, που επιτρέπει µεταφορά τάσεων από το σκυρόδεµα στις ίνες, λόγος Poisson παρόµοιος µε αυτόν του σκυροδέµατος, ώστε να µην προκαλείται αποκόλληση των ινών, µεγάλος λόγος µήκους προς διάµετρο (l/d),ώστε η αστοχία των ινών να γίνεται µε εξόλκευση και όχι µε θραύση, και να αυξάνεται το έργο παραµόρφωσης και όσο το δυνατόν πιο παραµορφωµένη επιφάνεια, ώστε να βελτιώνεται η συνάφεια τους µε το σκυρόδεµα και να αυξάνεται το φορτίο που απαιτείται για την αποκόλληση και εξολκευση τους.

σχ. 2.1τυπικές µορφές ινών χάλυβα ινες ∆ιαµετρ

ος(mm) Μηκο

ς (mm)

Πυκνοτητ

α(kg/m3*103)

Μετρ.ελαστικ.(Mpa)

Λογος poisson

Εφελκ.αντοχη.(Mpa)

Παραµο

ρφ. Θραυση

ς(%)

Τυπικη αναλογι

α (%)

Χαλ

υβας 100-600 10-60 7,86 200 0,28 700-

2000 3,5 0,5-2

Ανοξ

.χαλ. 10-330 10-60 7,86 160 0,28 2100 3 0,5-2

Πολ

υπρο

πυενι

ο

500-4000

15-75 0,9 3-8 0,3-0,45 400-700 8-25 0,2-1,2

Γυαλ

ι Ε 8-12 10-50 2,54 72-75 0,25 3500 4,8 2-8

Γυαλ

ι AR 8-12 10-50 2,27 70-76 0,25 3500 4,8 2-8

Κεβλ

αρ 29

10 5-65 1,44 70 0,32 2900 2,1 0,5-2

Κεβλ

αρ 49

10 5-65 1,44 135 0,35 2900 2,1 0,5-2

Ανθρ

ακας

Υψη

λουΕ 8 10-50 1,9 380 0,35 1800 0,5 2-12

Υψη 9 10-50 1,9 230 0,35 1800 0,5 2-12

71

λης ft Ναυ

λον 5-200 5-50 1014 1-5 0,4 750-900 16-20 0,1-6

Ξυλο 100-5000

5-50 1,5 50-75 0,2-0,4 700-1000

1-2 2-4

3.Ι∆ΙΟΤΗΤΕΣ TOY ΙΝΟΠΛΙΣΜΕΝΟΥ ΥΛΙΚΟΥ Οι βασικές απαιτήσεις για το νέο υλικό εστιάστηκαν κυρίως στα παρακάτω: Εργασιµότητά Λόγω της σχεδιαζόµενης χρήσης του νέου υλικού σε αντισεισµικές εφαρµογές ενισχύσεων υφιστάµενων κατασκευών, απαιτήθηκε υψηλή εργασιµότητα, παραπλήσια µε αυτήν των αυτοσυµπυκνούµενων σκυροδεµάτων . Χρόνος πήξης Ο χρόνος πήξης του νέου υλικού πρέπει να επιτρέπει ικανό χρόνο επεξεργασίας ειδικά τις θερµότερες περιόδους του έτους. Απ’ την άλλη πλευρά, λόγω της σχεδιαζόµενης εφαρµογής σε υφιστάµενες κατασκευές απαιτήθηκε η δυνατότητας ταχείας αφαίρεσης των ξυλοτύπων. Συντήρηση Το νέο υλικό πρέπει να δίνει τη δυνατότητα για εφαρµογές και εκτός εργοστασίων προκατασκευής, όπου υπάρχει γενικώς η δυνατότητα προσεκτικής συντήρησης. Αντοχή σε απόµιξη Λόγω της χρήσης ινών για τη βελτίωση των ιδιοτήτων του υλικού, λήφθηκε ιδιαίτερη µέριµνα ούτως ώστε να µην παρατηρείται απόµιξη των ινών και γενικώς το υλικό να διατηρεί την οµοιογένειά του µετά από τη διέλευσή του από τους συνήθεις µηχανισµούς άντλησης. Ιδιότητες του σκληρυµένου σκυροδέµατος Οι βασικές απαιτήσεις για το νέο υλικό εστιάστηκαν κυρίως στα παρακάτω: Θλιπτική αντοχή Για τη θλιπτική αντοχή τέθηκε εξ’ αρχής ο στόχος των 100ΜPa. Ήδη το υλικό που αναπτύχθηκε διαθέτει θλιπτική αντοχή µεγαλύτερη των 110 ΜPa. Εφελκυστική – καµπτική αντοχή Η εφελκυστική αντοχή του σκυροδέµατος παίζει πρωταρχικό ρόλο για εφαρµογές όπου αναπτύσσονται σηµαντικά εφελκυστικά πεδία τάσεων, όπως σε κόµβους πλαισίων, σε θέσεις εισαγωγής συγκεντρωµένων δυνάµεων, σε βλητρώσεις, στις θέσεις των διατµητικών ήλων σύµµικτων κατασκευών κλπ. Επίσης, η αυξηµένη εφελκυστική αντοχή οδηγεί και σε αυξηµένη αντοχή σε διάτµηση. Συνάφεια παλαιού-νέου σκυροδέµατος

72

Η δυνατότητα του νέου σκυροδέµατος να συνδυάζεται µε υφιστάµενο σκυρόδεµα θεωρήθηκε εξ’ αρχής ως θεµελιώδης, αφού ένας από τους πρωταρχικούς στόχους της ερευνητικής οµάδας ήταν η εφαρµογή σε αντισεισµικές ενισχύσεις υφιστάµενων κατασκευών. Ικανότητα παραµόρφωσης Η ικανότητα παραµόρφωσης είναι µέγεθος που επηρεάζει αποφασιστικά την καταλληλότητα του υλικού για χρήση σε αντισεισµικές εφαρµογές. Ο κυρίαρχος παράγοντας για την παράµετρο αυτή είναι το ογκοµετρικό ποσοστό και ο τύπος των ινών που χρησιµοποιούνται. Στο συγκεκριµένο υλικό χρησιµοποιούνται ίνες µε αγκύρωση ούτως ώστε να αναπτύσσεται σύνθετος µηχανισµός εξόλκευσης µε τριβή – θραύση των ινών και να αυξάνεται η ικανότητα παραµόρφωσης.. Η βελτίωση της ικανότητας παραµόρφωσης στο ινοπλισµένο δοκίµιο είναι θεαµατική. Συρρίκνωση Το θέµα της συρρίκνωσης είναι πολύ µεγάλης σηµασίας όταν πρόκειται για εφαρµογές σε υφιστάµενα κτίρια. Εάν το νέο υλικό συρρικνώνεται σηµαντικά, το γεγονός αυτό, σε συνδυασµό µε την υψηλή εφελκυστική αντοχή, πιθανόν να οδηγήσει σε πλήθος προβληµάτων, όπως η εισαγωγή παρασιτικών αυτογενών εντάσεων στα υφιστάµενα στοιχεία, ρηγµατώσεις κλπ. Τελικά η ερευνητική οµάδα κατάφερε να προσδώσει στο νέο ινοπλισµένο υλικό εξαιρετικές ιδιότητες σε ότι αφορά τη συρρίκνωση (σχεδόν µηδενική). Ανθεκτικότητα Η ανθεκτικότητα του νέου ινοπλισµένου σκυροδέµατος είναι εξαιρετική καθώς διαθέτει ελάχιστο πορώδες,

73

6.ΥΠΕΡΡΕΥΣΤΟ ΣΚΥΡΟ∆ΕΜΑ 6.1.ΟΡΙΣΜΟΣ Ο υπερρευστοποιητής ανήκει σε µια κατηγορία µίξεων αποκαλούµενων ως ρευστοποιητές που χρησιµοποιούνται για να µειώσουν την απαίτηση νερού του µίγµατος του σκυροδέµατος. Οι υπερρευστοποιητές είναι γραµµικά πολυµερή σώµατα π ου περιέχουν οργανικά σουλφονικά του τύπου RSO-3, όπου το R είναι µία σύνθετη ορ γανική οµάδα (Εικόνα 1) µε επί το πλείστον υψηλό µοριακό βάρος, τα οποία συνδέονται σε τακτά διαστήµατα µε την πολυµερή σπονδυλική στήλη (Verbeck 1968) . Επίσης, χαρακτηρίζονται ως υδατοδιαλυτές οργανικές ενώσεις που από ρεολογικής απόψεως κατατάσσονται στα ιξωδοελαστικά πολυµερή . Οι περισσότερες από τις εµπορικές τυποποιηµένες µορφές ανήκουν σε µια από τις τέσσερις παρακάτω οικογένειες : Θειικoύ πολυ-ναφθαλενίου, (poly-napthalene sulfonated ή PNS) Θειικής πολυ-µελαµίνης (poly-melamine sulfonated ή PMS) Τροποποιηµένων λιγνοσουλφονικών (MLS) (Εικόνα 1) και εστέρων θειικού οξέος (lignosulfonates) και Καρβοξυλιωµένοι εστέρες (carboxylated ή PC) Μια άλλη οµάδα δραστικών υπερρευστοποιητών ανήκει στις εξής κατηγορίες : Τα σουλφονικά συµπυκνώµατα µελαµίνης-φορµαλδεΰδης (SMF) (Εικόνα 1) Τα σουλφονικά συµπυκνώµατα ναφθαλίνης- φορµαλδεΰδης (SNF) (Εικόνα 1)

74

Εικόνα 1. –R οργανική οµάδα για ναφθαλίνη-φορµαλδεΰδη, µελαµίνη-φορµαλδεΰδη και λιγνοσουλφόνη. H χρήση των υλικών αυτών οδηγεί σε ακόµα µεγαλύτερη ελάττωση του απαιτούµενου νερού και εποµένως επιτυγχάνονται υψηλότερες αντοχές. Οι Υ/Ρ αυτοί χαρακτηρίζονται από ύπαρξη της δραστικής θειικής οµάδας, η οποία σε συνδυασµό µε την ύπαρξη των θειικών, λόγω των φορέων θειικού ασβεστίου, εντός του σκυροδέµατος εγείρει

75

ενδιαφέροντα ζητήµατα ρεολογίας. Η οικογένεια των Υ/Ρ, η οποία βασίζεται σε πολυκαρβοξυλικά προϊόντα είναι η πλέον πρόσφατη, καθώς άρχισε να χρησιµοποιείται τη δεκαετία του 1980. Η δραστικότητά τους είναι πολύ υψηλή, δεν περιέχουν σουλφονικές οµάδες και ιονίζονται σε βασικό περιβάλλον. Επίσης υπάρχουν παραλλαγές σε κάθε µια από αυτές τις κατηγορίες και µερικές διατυπώσεις µπορούν να περιέχουν και ένα δεύτερο συστατικό. Τα περισσότερα διαθέσιµα στοιχεία σε µίξεις βασισµένες σε SMF και SNF συµπυκνώµατα. Παρέχονται συνήθως ως διαλύµατα ύδατος αλλά µερικές φορές µπορεί και στερεά. Για να επιτευχθούν τα αποτελέσµατα που ισχυρίζονται οι κατασκευαστές, χρειάζονται µεγάλες δόσεις συνήθως µεταξύ 1 και 2 % του βάρους του τσιµέντου, ανάλογα µε την περίπτωση χρήσης. Συγκρινόµενοι µε τους συµβατικούς ρευστοποιητές οι αναφερόµενοι υπερευστοποιητές είναι αρκετά ακριβοί . Oι οµάδες σουλφονικού οξέος είναι αρµόδιες για την εξουδετέρωση των επιφανειακών φορτίσεων στα µόρια του τσιµέντου και την πρόκληση διάχυσης λόγω ηλεκτρικής απώθησης, την απελευθέρωση κατά συνέπεια του νερού που εµπλέκεται στις συσσωρεύσεις µορίων τσιµέντου και έκτοτε τη µείωση του ιξώδους της “κόλλας” και του σκυροδέµατος (Mindess and Young 1981). H παράταση της πήξης βελτιστοποιεί το ποσοστό ενυδάτωσης των κόκκων. Όταν κάποτε, η ποσότητα των ένυδρων προϊόντων αυξηθεί και η ποσότητα της υγρής φάσης µειωθεί, αρχίζει ο σχηµατισµός δεσµών µεταξύ των κόκκων του τσιµέντου, οι οποίοι καλύπτονται από φιλµ ένυδρων ενώσεων. Με την πάροδο του χρόνου, οι δεσµοί αυτοί σχηµατίζουν ένα τρισδιάστατο πλέγµα που προκαλεί την πήξη της πάστας. Η δυνατότητα των υπερευστοποιητών να αυξάνουν τη ροή του σκυροδέµατος εξαρτάται από παράγοντες όπως ο τύπος, η δόση, και ο χρόνος της προσθήκης του υπερρευστοπιητή, ο λόγος νερού / τσιµέντο και η φύση ή η ποσότητα του τσιµέντου. Έχει διαπιστωθεί ότι για τους περισσότερους τύπους τσιµέντου, ο υπερευστοποιητής βελτιώνει την εργασιµότητα του σκυροδέµατος. Για παράδειγµα, η ενσωµάτωση 1,5% SMF σε σκυρόδεµα που περιέχει τσιµέντο τύπου Ι, ΙΙ και V αυξάνει την αρχική ροή των 3 ιντσών (76 χιλ.) σε 8,7, 8,5, και 9 ίντσες (222, 216, και 229 χιλ.), αντίστοιχα. Στις παρακάτω εικόνες φαίνεται αρχικά ένα δείγµα σκυροδέµατος χωρίς πρόσµιξη όπου η πάστα του τσιµέντου δεν ρέει σχεδόν καθόλου (Εικόνα 2a), στη συνέχεια ένα δείγµα όπου έχει προστεθεί υπερρευστοποιητής και η πάστα ρέει όπως ένα υγρό και τέλος δύο δείγµατα όπου έχει γίνει προσθήκη ενός κανονικού ρευστοποιητή (0,2 ή 0,4 % λιγνοσουλφονικά) και προκαλείται σχηµατισµός µιας απλά ιξώδους πάστας τσιµέντου (Εικόνα 2c και 2d αντίστοιχα).

76

(a) Χωρίς ρευστοποιητή.

(b) Με 0,3 % υπερρευστοποιητή.

77

(γ) Με 0,2 % λιγνοσουλφονικό

(δ) Με 0,4 % λιγνοσουλφονικό. Εικόνα 2. Επίδραση του ρευστοποιητή στη ρευστότητα της πάστας τσιµέντου (αναλογία νερού / τσιµέντου = 0.3) . Oι συνηθισµένοι ρευστοποιητές βασισµένοι στα λιγνοσουλφονικά οξέα, στα υδροκαρβοξυλικά οξέα ή στους επεξεργασµένους υδατάνθρακες είναι σε θέση να µειώσουν τις απαιτήσεις νερού από 10 περίπου έως 15

78

τοις εκατό. Η ενσωµάτωση των µεγαλύτερων ποσών ρευστοποιητών για να επιτευχθούν υψηλότερες µειώσεις ύδατος οδηγεί σε ανεπιθύµητα αποτελέσµατα στη ρύθµιση, την περιεκτικότητα σε αέρα, την αποβολή νερού, το διαχωρισµό και στα χαρακτηριστικά της σκλήρυνσης. Οι υπερευστοποιητές διεθνώς γνωστοί ως superplasticizers, superfluidizers, superfluidifiers, super water-reducers or high range water-reducers είναι χηµικά διαφορετικοί από τους κανονικούς ρευστοποιητές και είναι σε θέση να µειώσουν το περιεχόµενο ύδατος µέχρι και 30 τοις εκατό. Η ικανότητα των υπερευστοποιητών να µειώνουν τις απαιτήσεις νερού µέχρι και 30 % χωρίς την επιρροή της εργασιµότητας του σκυροδέµατος οδηγεί στην παραγωγή υψηλής αντοχής σκυροδέµατος και µειώνει τη διαπερατότητα. Έχουν επιτευχθεί συµπιεστικές δυνάµεις µεγαλύτερες από 14.000 PSI (96,5 MPa) σε 28 ηµέρες (Admixtures and ground slag 1990). 6.2 Η ΕΜΦΑΝΙΣΗ ΤΩΝ ΥΠΕΡΕΥΣΤΟΠΟΙΗΤΩΝ ΚΑΙ Η ΕΞΕΛΙΞΗ ΤΟΥΣ Η ανάπτυξη των υπερευστοποιητών είναι µία σηµαντική ανακάλυψη των τελευταίων δεκαετιών που έχει ουσιαστική επίδραση στην παραγωγή και χρήση του σκυροδέµατος µε το πέρασµα των χρόνων. Αυτό φαίνεται και στην ανάπτυξη και τη χρήση µίας αυξανόµενης οικογένειας υπερρευστοποιηµένων υψηλής-απόδοσης προϊόντων, όπως το υψηλής αντοχής υπερρευστοποιηµένο σκυρόδεµα, το υπερρευστοποιηµένο σκυρόδεµα υψηλής-διάρκειας, το υπερρευστοποιηµένο υψηλής-έντασης ιπτάµενης τέφρας και σκουριάς σκυρόδεµα, το υπερευστοποιηµένο αυτοσυµπυκνούµενο σκυρόδεµα, το υποβρύχιο υπερρευστοποιηµένο µη παρασυρόµενο σκυρόδεµα, και το υπερρευστοποιηµένο ινο-ενισχυµένο σκυρόδεµα. Στο τέλος της δεκαετίας του '60, προϊόντα βασισµένα σε σουλφονικά ναφθαλίνης αναπτύχθηκαν στην Ιαπωνία, και ταυτόχρονα τα προϊόντα σουλφονικών µελαµινών πρωτοπαρουσιάστηκαν στη ∆υτική Γερµανία. Στις ΗΠΑ έκαναν την εµφάνιση τους αργότερα στα µέσα της δεκαετίας του ’70. Σύµφωνα µε τον Shigehiro Nagataki (Associate Professor at Yukawa Institute for Theoretical Physics), οι πρώτες εφαρµογές του υπερευστοποιηµένου σκυροδέµατος στην Ιαπωνία ήταν για την παραγωγή των υψηλής- αντοχής σωρών προκατασκευασµένου σκυροδέµατος που θα µπορούσαν να αντισταθούν στο ράγισµα κατά τη διάρκεια της µεταφοράς τους. Επιπλέον ,µόνο για την κατασκευή του ολυµπιακού σταδίου στο Μόντρεαλ παρήχθησαν 5000 µονάδες προκατασκευασµένου σκυροδέµατος χρησιµοποιώντας υπερευστοποιητές. Κατά τη διάρκεια της δεκαετίας του '70, και τα δοκάρια διάφορων γεφυρών οδικού δικτύου και σιδηροδρόµων στην Ιαπωνία

79

κατασκευάστηκαν µε µίγµατα υπερρευστοποιηµένου σκυροδέµατος αντοχής 50 έως 80 MPa (7.300 έως 12.000 PSI) µε µικρή ρευστότητα. Στη ∆υτική Γερµανία, όπου ο αρχικός στόχος ήταν να αναπτυχθεί υποβρύχιο µη-παρασυρόµενο σκυρόδεµα, οι υπερρευστοποιητές χρησιµοποιήθηκαν για να βελτιώσουν τη ρευστότητα των δύσκαµπτων µιγµάτων χωρίς αλλαγή της αναλογίας νερού / τσιµέντου των υλικών (w / cm). Όπως γίνεται αντιληπτό και για τους δύο παραπάνω στόχους, σήµερα οι προσµίξεις υπερρευστοποιητών χρησιµοποιούνται σε όλο τον κόσµο µε σκοπό την επίτευξη υψηλής δύναµης, υψηλής ρευστότητας, και υψηλής διάρκειας. Οµως, στα συγκεκριµένα µίγµατα υπερευστοποιητών που περιέχουν σουλφονικά ναφθαλίνης ή µελαµινών η επίδραση τους διαρκούσε µόνο 30 µε 60 λεπτά και συχνά έπασχαν από τη γρήγορη απώλεια ρευστότητας. Έτσι ενώ παρατηρείται µεγάλη αύξηση της ρευστότητας του µίγµατος για τα πρώτα 5 µε 10 λεπτά µετά την προσθήκη του υπερρευστοποιητή ακολουθεί γρήγορη απώλεια ρευστότητας που εξαρτάται από το είδος του ρευστοποιητή που έχουµε χρησιµοποιήσει. Σε µια µελέτη της συµπεριφοράς του φρέσκου σκυροδέµατος που περιέχει ρευστοποιητές και αυτού µε υπερευστοποιητές, οι Whiting και Dziedzic (1989) διαπίστωσαν ότι η απώλεια ρευστότητας µε το χρόνο είναι πολύ γρήγορη παρά το γεγονός ότι ο δεύτερης γενιάς υψηλού εύρους µειωτέας νερού, υπερευστοποιητής, θεωρείται ότι δεν πάσχει τόσο πολύ από το φαινόµενο απώλειας ρευστότητας όσο οι πρώτης γενιάς συµβατικοί µειωτέες νερού, απλοί ρευστοποιητές. Για την καλύτερη κατανόηση όλων αυτών ακολουθούν εικόνες όπου φαίνεται η διαδικασία µέτρησης ρευστότητας µε το πέρασµα διαφόρων χρονικών διαστηµάτων σε ένα δείγµα σκυροδέµατος (Εικόνα 3) και ένα διάγραµµα (Εικόνα 4) παρουσίασης των αποτελεσµάτων απώλειας ρευστότητας κατά τη διάρκεια ενός πειράµατος όπου έχουν χρησιµοποιηθεί οι εξής υπερευστοποιητές : α) Melment L10, που ανήκει στην κατηγορία των σουλφονικών συµπυκνωµάτων µελαµίνης- φορµαλδεΰδης (SMF), β) Mighty 150, που ανήκει στην κατηγορία των σουλφονικών συµπυκνωµάτων ναφθαλίνης- φορµαλδεΰδης (SNF) και γ) Mulcoplast CF, που ανήκει στην κατηγορία των τροποποιηµένων λιγνοσουλφονικών.

80

Εικόνα 3. Μετρήσεις ρευστότητας µετά το πέρασµα διάφορων χρονικών διαστηµάτων για σκυρόδεµα περιεκτικότητα υπερρευστοποιητή Melment L10 3 % του βάρους του τσιµέντου

Εικόνα 4. Απώλεια ρευστότητας υπερρευστοποιηµένων σκυροδεµάτων µε την πάροδο του χρόνου για τις µέγιστες προτεινόµενες δόσεις σε κάθε περίπτωση [ . Το πρόβληµα αυτό µπορεί να επιλυθεί από την εισαγωγή µιας πρόσθετης δόσης του υπερρευστοποιητή στον τόπο εργασίας, εντούτοις αυτή η µέθοδος είναι επιβαρυντική από άποψη επιπλέον εργασίας και δαπανηρή. Ο έλεγχος της δόσης, παραδείγµατος χάριν, µπορεί να µην είναι επαρκής, και τότε απαιτείται βοηθητικός εξοπλισµός όπως δεξαµενές µίξης τοποθετηµένες σε φορτηγά και διανοµείς των µιγµάτων. Η προσθήκη των µίξεων στις οµαδικές εγκαταστάσεις, εκτός από τη βελτίωση του ελέγχου της δόσης, µειώνει την χρήση τέτοιων φορτηγών και την ανάγκη για προσθήκη του νερού στον τόπο εργασίας (Wallace 1985) . Για την αντιµετώπιση του προβλήµατος αυτού το 1986 , αναπτύχθηκαν στην Ιαπωνία υπερευστοποιητές διατήρησης ρευστότητας ή "µακράς διάρκειας". Σύµφωνα µε τον Akinori Υonezawa (Professor of computer science at Department of Information Science, University of Tokyo), ένας χαρακτηριστικός "µακράς διάρκειας" υπερευστοποιητής περιέχει µια αδιάλυτη στο νερό ένωση που περιλαµβάνει καρβοξυλικά όξινα άλατα, αµίδιο, και καρβοξυλικό ανυδρίτη. Η αλκαλική λύση ως αποτέλεσµα της ενυδάτωσης του τσιµέντου του Πόρτλαντ υδρολύει βαθµιαία τον υπερρευστοποιητή, απελευθερώνοντας ένα υδροδιαλυτό διαλυτικό που βοηθά να διατηρήσει την αρχική ροή για πολύ καιρό. Σήµερα, οι µακράς-ζωής υπερευστοποιητές βασισµένοι σε σουλφονικά

81

πολυµερή ναφθαλίνης ή µελαµινών στα πολυµερή σώµατα είναι πλέον εµπορικά διαθέσιµες και µπορούν να προστεθούν στις οµαδικές εγκαταστάσεις και να διατηρήσουν ρευστότητα πάνω από 8 ίντσες (204 χιλ.) για περισσότερο από 2 ώρες. 6.3ΠΛΕΟΝΕΚΤΗΜΑΤΑ ΑΠΟ ΤΗ ΧΡΗΣΗ ΥΠΕΡΡΕΥΣΤΟΠΟΙΗΤΩΝ Οι διάφοροι τύποι σκυροδέµατος και ιδίως αυτοί των υψηλών ποιοτήτων που εφαρµόζονται στον Ελληνικό και ξένο κατασκευαστικό χώρο έχουν ιδιαίτερα χαµηλούς συντελεστές εργασιµότητας. Με την προσθήκη υπερρευστοποιητών αρχικά επιλύουµε αυτό το καθοριστικής σηµασίας πρόβληµα και έχουµε τα εξής πλεονεκτήµατα σε σχέση µε τη χρήση του συµβατού σκυροδέµατος : Αυξάνουµε ραγδαία την εργασιµότητα. Ο κύριος σκοπός χρήσης των υπερρευστοποιητών είναι για την παραγωγή ρευστού σκυροδέµατος µε πολύ υψηλή ρευστότητα της τάξης των 7-9 ιντσών (175-225 χιλ.) που χρησιµοποιούνται στις βαριά ενισχυµένες δοµές επιτυγχάνοντας τη “διάτρηση” των µαζών πυκνού οπλισµού εξαιτίας της κινητικότητας του µπετόν και στις τοποθετήσεις όπου η επαρκής σταθεροποίηση µε δόνηση δεν µπορεί να επιτευχθεί εύκολα. Επιταχύνουµε όλες τις διαδικασίες.Οι ιδιότητες του υπερρευστοποιηµένου σκυροδέµατος βοηθούν στην γρήγορη και εύκολη σκυροδέτηση. Ιδιαίτερα µέσα στις Αστικές περιοχές όπου η κίνηση και το µποτιλιάρισµα είναι καθηµερινό φαινόµενο υπάρχει ουσιαστική εξοικονόµηση χρόνου και κόπου. Πλήρης επικάλυψη των ράβδων. Εξαιτίας της εργασιµότητας του Υ/Σ διαµορφώνονται καλύτερες συνθήκες σκυροδέτησης για τις περιοχές γύρω από τους οπλισµούς. Καλή συµπύκνωση και ποιοτική οµοιογενή διανοµή σε όλη την έκταση του φέροντος στοιχείου. Σε µία εργαστηριακή µελέτη φάνηκε ότι για να αναπτυχθεί η θλιπτική αντοχή των 14 ηµερών και να έχουµε πλήρη αποτελέσµατα συµπύκνωσης χρειάστηκαν για το υπερρευστοποιηµένο σκυρόδεµα 10 sec δόνησης ενώ για το συµβατό 40 sec. Αυτό δείχνει την µεγάλη ικανότητα του υπερευστοποιηµένου σκυροδέµατος για αυτοσυµπύκνωση και τη σηµαντική µείωση της απαιτούµενης ενέργειας στο έργο για την τελική συµπύκνωση. Αυξηµένη θλιπτική αντοχή. Εξαιτίας της µείωσης της ποσότητας του νερού παράγεται πιο ισχυρό σκυρόδεµα µε αυξηµένη θλιπτική αντοχή. Έτσι, ενώ σε µετρήσεις της αντοχής αµέσως µετά την προσθήκη του υπερρευστοποιητή και την ανάµιξη των συστατικών για 2 λεπτά δε φαίνεται ουσιαστική βελτίωση στην αντοχή του σκυροδέµατος, οι ίδιες µετρήσεις 120 λεπτά µετά δείχνουν αξιοσηµείωτα µεγαλύτερες αντοχές

82

που κυµαίνεται από 10% έως 40% . Σε αντίθεση, στην καµπτική αντοχή δεν παρατηρείται ουσιαστική διαφοροποίηση. Μειώνεται το πορώδες και η αδιαπερατότητα στο νερό. Η παρουσία ενός στρώµατος απορροφηθέντων µορίων υπερρευστοποιητή ελαττώνει τις διαντιδράσεις µεταξύ των κόκκων, στην αρχή µέσω ηλεκτροστατικών δυνάµεων. Οι κόκκοι τσιµέντου περιβεβληµένοι από τα µακροµόρια των υπερευστοποιητών δεν συσσωµατώνονται, αφού το οµογενές από ηλεκτροστατικής απόψεως περίβληµα διατηρεί τις απωστικές τάσεις. Η αδυναµία συσσωµάτωσης επιβραδύνει τη δέσµευση ύδατος σε µεγάλα συγκροτήµατα κόκκων, καθώς και τον εγκλεισµό φυσαλίδων αέρος. Οµαλοί ρυθµοί έκκλησης θερµότητας ενυδάτωσης. Η επιβράδυνση της διαδικασίας πήξης όπως αναφέρθηκε προηγουµένως οδηγεί στη σταδιακή έκκληση της θερµότητας ενυδάτωσης, στην περιορισµένη συστολή πήξης και στη διευκόλυνση της σκυροδέτησης και κατά τους καλοκαιρινούς µήνες όπου οι θερµοκρασίες είναι ιδιαίτερα υψηλές. Μικρές σχετικά αναλογίες νερού / τσιµέντου. Με τη χρήση υπερευστοποιητών επιτυγχάνουµε αναλογίες νερού / τσιµέντου µεταξύ 0,3 και 0,4 και παράγουµε υψηλής αντοχής σκυρόδεµα. Περιορίζεται η γήρανση του υλικού. Η µείωση του λόγου ν/τ σε συνδυασµό µε την καλύτερη ενυδάτωση που επιφέρει η εισαγωγή των κατάλληλων (συµβατών) υπερευστοποιητών, βελτιστοποιεί παραµέτρους ποιότητας και περιορίζει τις δράσεις που προκαλούν τη γήρανση του υλικού. Έτσι αυξάνεται η αντοχή στο χρόνο. Μικρότερη υδατοαπορρόφηση. Βελτίωση της αντλησιµότητας. Εξαιτίας της αυξηµένης ρευστότητας. ∆υνατότητα αύξησης ή µείωσης του χρόνου πήξεως. ∆υνατότητα ανάπτυξης πρώιµων µηχανικών αντοχών. Αύξηση της ανθεκτικότητας σε παγοπληξία. Εύκολη, γρήγορη σκυροδέτηση µε άριστη τελική επιφάνεια. Η διαφορά γίνεται ιδιαίτερα αντιληπτή σε περίπλοκα γεωµετρικά στοιχεία. Λιγότερα έξοδα συντήρησης της κατασκευής. Μείωση της ηχορύπανσης (δυνατότητα σκυροδέτησης κατά τη διάρκεια περιόδων κοινής ησυχίας, ή πλησίον νοσοκοµείων, σχολείων και άλλων δηµοσίων κτιρίων σε ώρες λειτουργίας τους). Μικρότερη φθορά των καλουπιών. Η φθορά των καλουπιών λόγω της χρήσης υπέρρρευστου σκυροδέµατος είναι σαφώς µικρότερη σε σύγκριση µε εκείνη η οποία οφείλεται στη χρήση συµβατικού σκυροδέµατος. 6.4 ΤΙ ΠΡΕΠΕΙ ΝΑ ΕΛΕΓΧΕΤΑΙ Έλεγχος της δοσολογίας υπερρευστοποιητή. Είναι γενικά παραδεκτό ότι οι λιγνοσουλφονικοί υπερευστοποιητές σε µεγάλες δοσολογίες οδηγούν σε καθυστέρηση της ωρίµανσης του σκυροδέµατος .

83

Μελέτη της συµβατότητας άλλων µίξεων όπως οι επιβραδυντές, οι επιταχυντές και τα µέσα που παρασύρουν τον αέρα σε συνδυασµό µε τους υπερευστοποιητές . Εξασφάλιση µίας κατά το δυνατόν συνεχούς κοκκοµετρικής διαβάθµισης . Ο Αµερικανός Μηχανικός Freese σε συνέδριο της Oττάβας το 1978 πρότεινε την ιδεώδη περιοχή κοκκοµετρικής διαβάθµισης για αδρανή στρογγυλών κόκκων. Παρόµοιες προτάσεις έγιναν και από την ένωση Cement and Concrete Association για στρογγυλούς και θραυστούς κόκκους αδρανών. Σε γενικές γραµµές µία αποδεκτή ελάχιστη ποσότητα ψιλών είναι περίπου 300 kg για στρογγυλούς κόκκους αδρανών και 400 kg στο m2 για θραυστά αδρανή. Τέλος, η περιεκτικότητα σε τσιµέντο δεν θα πρέπει να είναι µικρότερη των 280 kg. Επιβάλλεται οι συναφείς µε τη σκυροδέτηση εργασίες να πληρούν υψηλά κριτήρια ποιότητας. Πολλές φορές οι χρησιµοποιούµενοι τύποι παρουσιάζουν κακοτεχνίες (π.χ. διαρροές από συναρµογές ξυλοτύπων), ή δεν έχουν διαστασιολογηθεί κατάλληλα ώστε να δύναται να φέρουν µε ασφάλεια τις εσωτερικές πλευρικές πιέσεις λόγω υψηλού ρυθµού σκυροδέτησης (σε κατακόρυφα στοιχεία). Κάτι τέτοιο δε σηµαίνει ότι το υπερρευστοποιηµένο σκυρόδεµα µειονεκτεί ως προς την ευχέρεια σκυροδέτησης, αλλά ότι οι συναφείς µε τη σκυροδέτηση εργασίες πρέπει να πληρούν υψηλά κριτήρια ποιότητας . Πρέπει πάντα να εκτελούνται δοκιµές επαλήθευσης στις υγρές µίξεις για να επιβεβαιώνεται ότι το υλικό είναι το ίδιο µε αυτό που εγκρίθηκε. Αυτές οι δοκιµές περιλαµβάνουν τον έλεγχο στην περιεκτικότητα σε χλωρίδιο και στερεά, το pH και την υπέρυθρη φασµατοµετρία . Εάν γίνεται χρήση των φορτηγών που µεταφέρουν τα µίγµατα για να αναµίξουν και το υψηλής ρευστότητας σκυρόδεµα , συνιστάται η χρήση πολύ καλά αναµιγµένου σκυροδέµατος ροής 75 χιλ. ώστε να εξασφαλιστούν οι ιδιότητες οµοιοµορφίας του σκυροδέµατος . Εάν τα φορτηγά που µεταφέρουν τα µίγµατα χρησιµοποιούνται για να αναµίξουν σκυρόδεµα χαµηλής αναλογίας ν/τ, συνιστάται το µέγεθος των φορτίων να µειώνεται στο ½ στα 2/3 της ικανότητας ανάµιξης ώστε να εξασφαλιστούν οι ιδιότητες οµοιοµορφίας του σκυροδέµατος . Πιθανότητα ύπαρξης διαφορών µεταξύ ρεολογικής συµπεριφοράς στο εργαστήριο και στο πεδίο. Εάν η δοκιµή πήξης-τήξης όπως περιγράφεται από το ASTM C 666 δείχνει να υπάρχει πρόβληµα, συνιστάται η περιεκτικότητα σε αέρα να αυξάνεται κατά 1,5 % και τέλος Εξειδίκευση προσωπικού και εκπαίδευση σε θέµατα κανονισµών που αφορούν την εφαρµογή του. Ειδικά στην Ελλάδα όπου η εµφάνιση των υπερευστοποιητών θεωρείται µία καινοτοµία και η χρήση του αντιµετωπίζεται ακόµα και από µηχανικούς έργων µε µε συντηρητισµό και ίσως και δυσπιστία.

84

6.5 ΣΥΓΚΡΙΣΗ ΜΕ ΤΟ ΑΥΤΟΣΥΜΠΥΚΝΟΥΜΕΝΟ ΣΚΥΡΟ∆ΕΜΑ Το αυτοσυµπυκνούµενο σκυρόδεµα (self compacting, ή self consolidating,concrete – SCC – στη διεθνή βιβλιογραφία) είναι το είδος του σκυροδέµατος το οποίο δύναται να πληρώσει οποιονδήποτε τύπο (ξυλότυπο, µεταλλότυπο, πλαστικότυπο κτλ.) και να αποκτήσει ικανή συµπύκνωση αποκλειστικά µέσω της βαρύτητας και της ρεολογικής του συµπεριφοράς.Κύριο χαρακτηριστικό του ΑΣΣ είναι η ιδιαίτερα αυξηµένη του ρευστότητα σε συνδυασµό µε τη διατήρηση της απαιτούµενης «σταθερότητας», η οποία αποτελεί µέτρο της αντίστασης διαχωρισµού του αναµίγµατος. Πρόκειται για σκυρόδεµα προηγµένης τεχνολογίας, το οποίο εµπίπτει στην κατηγορία των σκυροδεµάτων υψηλής επιτελεστικότητας (σκυροδέµατα µε επιλεκτικά αναβαθµισµένες ιδιότητες). Σε µία προσπάθεια σύγκρισης του µε το υπερρευστοποιηµένο προσθέτουµε ότι το αυτοσυµπυκνούµενο σκυρόδεµα παρασκευάζεται µε προσθήκη υπερευστοποιητών αλλά και µίξεων αύξησης του ιξώδους (µη παρασυρόµενες απ’το νερό). Επίσης, περιέχει ένα ουσιαστικό ποσό ορυκτών µίξεων (τέφρα µυγών, σκουριά GGBF, σκόνη ασβεστόλιθων (150 kg/m3)). Όµως, το σκυρόδεµα αυτό δεν προτιµάται λόγω δύσκολης τοποθέτησης σε κλίσεις που υπερβαίνουν περίπου τους 3 βαθµούς από το οριζόντιο επίπεδο . 6.6 ΕΦΑΡΜΟΓΕΣ ΣΤΗΝ ΕΛΛΑ∆Α Έργα που χρησιµοποιήθηκε υπέρρευστο σκυρόδεµα Αστικού Ιστού µε χρησιµοποίηση τελευταίας γενιάς υπερρευστοποιητή µε βάση τους πολυκαρβοξυλικούς αιθέρες είναι : η Αττική Οδός, (Ενίσχυση Υποστυλωµάτων κόµβου Καισαριανής) το Yπουργείο Εµπορικής Ναυτιλίας (Ενίσχυση Υπάρχοντος κτιρίου και κατασκευή του Πύργου Ελέγχου – Είσοδος λιµένα Πειραιώς) τον Αύγουστο 2005, στην κατασκευή των νέων πυλώνων για το τελεφερίκ στην Πάρνηθα,όπου στήθηκε σωληνωτό δίκτυο µήκους 517+250 µέτρων στην απόκρηµνη πλαγιά του βουνού, λόγω αδυναµίας πρόσβασης µε οποιοδήποτε άλλον τρόπο για την σκυροδέτηση των βάσεων των νέων πυλώνων. Η επόµενη λύση η οποία ήταν και πλέον πολυδάπανη, προέβλεπε τη χρησιµοποίηση ειδικού για σκυροδετήσεις µισθωµένου ελικοπτέρου από την Ρωσία. Τελικά ο τελευταίας γενιάς υπερρευστοποιητής µε βάση τους πολυκαρβοξυλικούς αιθέρες για την παραγωγή Υπέρρευστου Σκυροδέµατος (Αστικού ιστού) έδωσε τη λύση και χρησιµοποιήθηκε για την παρασκευή σκυροδέµατος χαµηλού λόγου ν/τ αλλά µε υψηλή εργασιµότητα >25 cm, κάνοντας µια εφαρµογή που

85

φάνταζε αδύνατη να γίνει εφικτή και το νέο τελεφερίκ να κινείται πλέον µε ασφάλεια προς όφελος όλων µας. Στην Αρτάκη Χαλκίδος χρησιµοποιήθηκε σκυρόδεµα Αστικού ιστού για την σκυροδέτηση βαριάς οπλισµένης πλάκας οροφής εργοστασίου µε πολύ πυκνό οπλισµό. 6.7 ΕΦΑΡΜΟΓΗ ΠΡΑΞΗΣ (CASE STUDY) : ΑΠΟΚΑΤΑΣΤΑΣΗ ∆ΑΠΕ∆ΟΥ ΓΚΑΡΑΖ ΜΕ ΕΠΙΚΑΛΥΨΗ ΥΠΕΡΡΕΥΣΤΟΥ ΣΚΥΡΟ∆ΕΜΑΤΟΣ Η διάβρωση του χάλυβα ενίσχυσης είναι η σηµαντικότερη αιτία της κατάρρευσης των ενισχυµένων και προεντεταµένων πατωµάτων γκαράζ από τσιµέντο. Το άλας που χρησιµοποιείται για την αφαίρεση χιονιού και πάγου επιταχύνει τη διάβρωση της ενίσχυσης του χάλυβα που προκαλεί στη συνέχεια το ράγισµα, την αποφλοίωση και ακολούθως την αποκόλληση του σκυροδέµατος. Αρκετές τεχνικές επισκευής έχουν αναπτυχθεί την τελευταία εικοσαετία για καταστρώµατα γεφυρών και για χώρους γκαράζ. Μια τεχνική περιλαµβάνει την αφαίρεση όλου του ασθενικού σκυροδέµατος και αντικατάσταση του διαβρωµένου χάλυβα από µια επικάλυψη µε µεγάλη συνάφεια και σχετικά αδιαπέρατη µε την οποία αποτρέπεται η διείσδυση υγρασίας και χλωριδίου. Αυτό το άρθρο συγκεκριµένα συζητά τη χρήση στρώµατος υπέρρευστου σκυροδέµατος µε χαµηλή αναλογία τσιµέντου / νερού για επισκευή κατεστραµµένου δαπέδου γκαράζ. Συζητά επίσης τεχνικές και προδιαγραφές επισκευής και εκτιµήσεις κατασκευής µέσα από ένα παράδειγµα αποκατάστασης ενός υπάρχοντος γκαράζ από ενισχυµένο σκυρόδεµα χρησιµοποιώντας υπέρρευστο σκυρόδεµα. 6.7.1 Περιγραφή του γκαράζ Το 15ετίας γκαράζ από ενισχυµένο σκυρόδεµα είναι 113m x 101m σε κάτοψη και αποτελείται από 6 µη παράλληλα µεταξύ τους επίπεδα, δύο εκ των οποίων βρίσκονται σε κλίση. Τα 4 υποστηριζόµενα επίπεδα αποτελούνται από µια παχιά πλάκα 229 mm που µε τη σειρά της στηρίζεται σε κολώνες µε βάθρα. Η επίπεδη πλάκα έχει µέγεθος 8,2m x 8,2m. Η ελάχιστη αρχική επικάλυψη πάνω από την ενίσχυση πλάκας ήταν 19,1mm. Η πραγµατική κάλυψη ποικίλλει από 3,2 ως 51mm. Πριν από την τοποθέτηση του στρώµατος οι µετρούµενες εκτροπές ποικίλλουν από 25,4 ως 102mm. Σοβαρή κατάρρευση υπέστησαν όλα τα επίπεδα κυρίως υπό µορφή οριζοντίων αποφλοιώσεων και αποσύνθεσης του σκυροδέµατος, κατακόρυφων ρωγµών µέσω του σκυροδέµατος και σοβαρής διάβρωσης της ενσωµατωµένης ενίσχυσης. Η κατάρρευση συνέβη αρχικά κατά

86

µήκος των υποστυλωµάτων εκεί όπου βρίσκεται ο χάλυβας δηλ. στο θλιβόµενο πέλµα και κατά µήκος των αρµών διαστολής. Τα υπάρχοντα δάπεδα έχουν επισκευαστεί πολλές φορές εκτενώς και τα περισσότερα µπαλώµατα, συµπεριλαµβανοµένων και των εποξειδικών κονιαµάτων, έχουν αποκολληθεί λίγα χρόνια µετά την επισκευή. Πριν την ανάληψη της επισκευής έγινε µια περιεκτική εξέταση στην οποία µετρήθηκε η περιεκτικότητα σε χλωρίδια στα διαφορετικά επίπεδα του γκαράζ. Η παραπάνω µέτρηση έγινε µέσω µιας διαδικασίας που αναπτύχθηκε από τον William G.Hime και κατά την οποία προσδιορίζονται τα διαλυτά χλωρίδια νιτρικού οξέος µε την βοήθεια τιτλοδοτηµένου διαλύµατος και ενός ζεύγους ηλεκτροδίων. Η ιονική περιεκτικότητα σε χλωρίδια µετρήθηκε στην κορυφή µιας οριζόντιας φέτας, στην κορυφή και σε απόσταση 1/3 από τον πυρήνα της, στη µέση, στη βάση και στη βάση και σε απόσταση 1/3 από τον πυρήνα της. Τα αποτελέσµατα φαίνονται στον πίνακα 1. Αυτές οι τιµές χλωριδίου είναι κατά πολύ πάνω από 0,6-0,9 kg/m3 που συνήθως υπολογίζονται ως κατώτατο όριο διάβρωσης. ∆είγµα Περιεκτικότητα σε χλωρίδια (kg/m3) Level 3 Level 4 Level 5 Level 6 All

Levesl Κορυφή Μ.Π. 10,6 12,3 14,7 12,5 Κορυφή 1/3

9 6,9 6,9 8,7 7,7

Μέση 3 1,2 2,6 1,9 2 Βάση 1/3 0,9 0,6 5,3 1,5 2,1 Βάση 0,7 Μ.Π. Μ.Π. Μ.Π. 0,7 Πίνακας 1. Μέσος όρος ιονικής περιεκτικότητας σε χλωρίδια στα διαφορετικά επίπεδα του γκαράζ . 6.7.2 Προδιαγραφές επισκευής Οι προδιαγραφές προετοιµάστηκαν για µια περιεκτική αποκατάσταση ολόκληρου του γκαράζ, η οποία περιλαµβάνει την εποξειδική έγχυση των ρωγµών, νέους αρµούς διαστολής, την αφαίρεση όλου του ασθενικού σκυροδέµατος και χάλυβα και εγκατάσταση της επικάλυψης υπέρρευστου σκυροδέµατος. Το υπέρρευστο επιλέχθηκε έναντι του τροποποιηµένου µε latex σκυροδέµατος ως πιο συµφέρουσα από οικονοµικής άποψης λύση αλλά και λόγω της ευκολίας στην ταυτόχρονη χύτευση για γέµισµα και επικάλυψη.

87

Η αναλογία µιγµάτων που χρησιµοποιεί το υπέρρευστο διευκρινίστηκε για την παραγωγή σκυροδέµατος υψηλής αντοχής και χαµηλής διαπερατότητας µε τον περιορισµό της αναλογίας τσιµέντου /νερού σε 0,32 ενώ η αντοχή οριοθετήθηκε στα 41,4 MΡa. Προετοιµασία της επιφάνειας επικάλυψης Εντοπίστηκαν όλες οι αποφλοιωµένες περιοχές όπου αφαιρείται όλο το ασθενικό σκυρόδεµα µετά από σµίλευση καθώς και το σκυρόδεµα γύρω από τις χαλαρές ενισχύσεις. Οι κατακόρυφες ρωγµές επισκευάζονται µε πλήρους βάθους εποξειδική έγχυση η οποία γίνεται από την κατώτατη επιφάνεια και η ρητίνη ρέει ελεύθερα από τη ρωγµή στην κορυφή της επιφάνειας. Οι υγιείς επιφάνειες καθαρίζονται φυσώντας µε συνδυασµό συµπιεσµένου αέρα και νερού. Οι εκτεθειµένοι οπλισµοί ενίσχυσης καθαρίζονται λεπτοµερώς µε τρίψιµο για να αφαιρεθεί όλη η σκουριά και το ασθενικό σκυρόδεµα ενώ παράλληλα παρέχονται συµπληρωµατικοί οπλισµοί εκεί που οι ήδη υπάρχοντες είτε έχουν καταστραφεί είτε έχουν χάσει την αντοχή τους λόγω διάβρωσης. Τέλος, πριν την ταυτόχρονη χύτευση σκυροδέµατος γεµίσµατος και επικάλυψης, τοποθετούνται ράγες επίστρωσης για να εξασφαλίσουν το ελάχιστο πάχος επικάλυψης – 44,5mm – και την κατάλληλη αποξήρανση, πρόβληµα που επιλύεται µε διαβροχή τη νύχτα πριν τη χύτευση. 6.7.3 Προσθήκη υπερρευστοποιητή & ποιοτικός έλεγχος Όλα τα συστατικά εκτός του υπερρευστοποιητή προστίθενται µέσα στην µπετονιέρα. Ο υπερρευστοποιητής προστίθεται στον τόπο της εργασίας χρησιµοποιώντας ένα µακρύ (3,7m),πλαστικό σωλήνα µε διατρήσεις στα τελευταία 1,2m ο οποίος παρεµβάλλεται στην µπετονιέρα όταν η τελευταία σταµατάει να γυρίζει. Ο υπερρευστοποιητής εισάγεται όταν ο σωλήνας αποσύρεται αργά αργά και η µπετονιέρα τίθεται σε υψηλή ταχύτητα για 3 min και το µίγµα τίθεται σε ανάµιξη για 60 περίπου επαναλήψεις. Σε κάθε φορτίο της µπετονιέρας γίνονται δοκιµές κάθισης,περιεκτικότητας σε αέρα και βάρους µονάδων ενώ δοκίµια χυτεύτηκαν για τη µέτρηση της θλιπτικής αντοχής. Επίσης, γίνεται µια προσπάθεια να αξιολογηθούν τα αποτελέσµατα διαφόρων µεταβλητών που επηρεάζουν το µίγµα ή την ανάµιξη όπως η θερµοκρασία, η ποσότητα υπερρευστοποιητή,οι συµπληρωµατικές δόσεις υπερρευστοποιητή και η αναλογία των υλικών στο αρχικό µίγµα. 6.7.4 Τοποθέτηση και επισκευή Η επικάλυψη διαστρώνεται σε λωρίδες φάρδους 6,1m και µήκους 61-65,5m. Μέσα σε µια µέρα µπορούν να διαστρωθούν 2 λωρίδες ή περίπου 743 m3.

88

6.7.6 Πειραµατικές παρατηρήσεις Οι περισσότερες δυσκολίες αντιµετωπίζονται κατά τη διάρκεια της δουλειάς και επιλύονται εφόσον τα συνεργεία εξοικειώνονται περισσότερο µε τον εξοπλισµό και τη φύση του υπέρρευστου σκυροδέµατος. Συστατικά του σκυροδέµατος: αποκλίσεις στην ποσότητα και τις ιδιότητες των συστατικών που αναµιγνύονται προκαλούν αλλαγές στη ρευστότητα,εργασιµότητα,περιεκτικότητα σε αέρα και θλιπτική αντοχή. ∆ιαπιστώθηκαν οι παρακάτω σχέσεις: (α) υπερρευστοποιητής σε ποσότητα µικρότερη από 227g έχει ως αποτέλεσµα ρευστότητα µε µέγιστη κάθιση 127mm. Η απώλεια ρευστότητας είναι σηµαντική ειδικά τις ζεστές και ηλιόλουστες µέρες και το σκυρόδεµα είναι δύσκολο να δουλευτεί. (β) υπερρευστοποιητής σε ποσότητα µεγαλύτερη από 312g έχει ως αποτέλεσµα µεγάλες καθίσεις της τάξης των 229mm. (γ) υπερρευστοποιητής σε ποσότητα µεγαλύτερη από 425g έχει ως αποτέλεσµα το διαχωρισµό των αδρανών και καθίσεις µεγαλύτερες των 254mm. (δ) αυξηµένη περιεκτικότητα σε υπερρευστοποιητή αυξάνει την περιεκτικότητα σε αέρα και τη ρευστότητα. (ε) επαναλαµβανόµενη δόση υπερρευστοποιητή στο µισό της αρχικής έχει ως αποτέλεσµα την αύξηση της περιεκτικότητας σε αέρα και της ρευστότητας αλλά και µείωση της κάθισης. (στ) είναι προφανές ότι αυξηµένες ποσότητες συµπιεσµένου αέρα και υπερρευστοποιητή έχουν ως αποτέλεσµα την αύξηση της κάθισης και της περιεκτικότητας σε αέρα. Μεταφορά του σκυροδέµατος: (α) νεότερα µοντέλα φορτηγών παρέχουν καλύτερη ανάµιξη από τα παλιά µοντέλα. (β) όταν το φορτηγό επιστρέφει από το πρώτο γέµισµα,ο οδηγός καθαρίζει τον κάδο. Στο δεύτερο γέµισµα, η κάθιση του σκυροδέµατος είναι αυξηµένη για την ίδια δόση υπερρευστοποιητή. (γ) προσθήκη υπερρευστοποιητή απευθείας µέσα στην µπετονιέρα έχει ως αποτέλεσµα πάντα τις αποκλίσεις σε κάθιση και περιεκτικότητα σε αέρα οι οποίες ελαχιστοποιούνται µε τη χρησιµοποίηση του σωλήνα που αναφέρθηκε παραπάνω. (δ) µικρά φορτία του 1,5m3

ή λιγότερο απαιτούν µεγαλύτερη δόση υπερρευστοποιητή απ'ότι τα συνήθη φορτία των 4,6m3. Περιβαλλοντικοί παράγοντες:

89

(α) αύξηση της ρευστότητας και εργασιµότητας του σκυροδέµατος παρατηρήθηκαν µετά από βροχή, προφανώς γιατί η υγρασία της άµµου ήταν µεγαλύτερη από αυτήν που επιτυγχάνεται για την ανάµιξη. (β) µια επιφανειακή κρούστα δηµιουργείται πάνω στο φρέσκο σκυρόδεµα σχεδόν αµέσως µετά την τοποθέτησή του λόγω ηλιοφάνειας τις ζεστές µέρες. Η υγρασία της επιφάνειας του σκυροδέµατος εξατµίζεται και το χαµηλής αναλογίας τσιµέντου/νερού σκυρόδεµα δεν έχει περίσσευµα νερού για να αντικαταστήσει το εξατµιζόµενο. Εποµένως ,η επιφάνεια ραγίζει όταν πάει να εξοµαλυνθεί, πρόβληµα που αποφεύγεται µε τη συνεχή διαβροχή της επιφάνειας µε νερό. (γ) υψηλές θερµοκρασίες περιβάλλοντος έχουν ως αποτέλεσµα την αύξηση της κάθισης. Θερµοκρασιακά προβλήµατα εύκολα αναγνωρίζονται όταν µικρή ποσότητα υπερρευστοποιητή έχει προστεθεί και αυξηµένες ποσότητες και επαναλαµβανόµενες δόσεις κρίνονται απαραίτητες για να επιτευχθεί η ζητούµενη κάθιση και περιεκτικότητα σε αέρα. Παράγοντες τοποθέτησης: τα περισσότερα προβλήµατα έχουν να κάνουν µε τα ανειδίκευτα συνεργεία ως προς τη συµπεριφορά τους µ'αυτού του είδους το σκυρόδεµα. Όταν οι δυσκολίες που είχαν σχέση µε τα χαρακτηριστικά του σκυροδέµατος αναγνωρίστηκαν και επιλύθηκαν, τα προβλήµατα τοποθέτησης σχεδόν εξαλείφθηκαν. 6.7.7 Συµπεράσµατα ∆άπεδα γκαράζ µπορούν να επισκευάζονται οικονοµικά µε τη χρησιµοποίηση ενός στρώµατος από υπέρρευστο σκυρόδεµα χαµηλής διαπερατότητας και υψηλής αντοχής. Με αυξηµένη εργασιµότητα, λιγότερη εργασία και εξοπλισµός απαιτούνται για την κατάλληλη σταθεροποίηση. Οι δοκιµές αντοχής σε θλίψη δείχνουν υψηλές τιµές αντοχής – αρχικές και τελικές – επιτρέποντας την πρόωρη αφαίρεση των καλουπιών και το µειωµένο χρόνο µεταξύ των εφαρµογών. Η απόδοση του υπέρρευστου σκυροδέµατος επηρεάζεται από τις αναλογίες των υλικών, τις διαδικασίες ανάµιξης, τον τύπο των πρόσµικτων και τις περιβαλλοντικές επιδράσεις. Αυστηρός ποιοτικός έλεγχος κατά τη διάρκεια της παρασκευής στον τόπο της εργασίας αλλά και συνεργασία συνεργείων και µηχανικού κρίνονται απαραίτητα.

90

ΒΙΒΛΙΟΓΡΑΦΙΑ 1.Προσωρινές Εθνικές Τεχνικές Προδιαγραφές –Αυτοσυµπυκνούµενο Σκυρόδεµα- Ινστιτούτο Οικονοµίας Κατασκευών ( Ι.Ο.Κ ), Ιούνιος 2005 2.Cements of yesterday and today – Concrete of tomorrow , Pierre-Claude Aitcin, July 2000 3.Self-Compacting Concrete, Development,Applications and Investigations, Masahiro Ouchi,Japan 4.Specifications and Guidelines for Self Compacting Concrete , EFNARC, February 2002 5.Μηχανικά Χαρακτηριστικά και Ανθεκτικότητα Αυτοσυµπυκνούµενων Σκυροδεµάτων παρασκευασθέντων µε ελληνικά υλικά , Κ.Κ.Σίδερης, Σ. Κυριτσάς, Ε. Χανιωτάκης, Πρακτικά 14 Συνεδρίου Σκυροδέµατος, Κως 2003 6.Uniformity of in situ properties of self-compacting concrete in full-scale structural elements, Wenzhong Zhu, John C.Gibbs, Peter J. M. Bartos , September 2000 7.High Strengh Self-Compacting Colored Concrete for Ritto Bridge, Yoshimitsu Nakajima, Akihiro Nakazono, Seiji Mori, Japan 8.Self-Compacting Concrete – Developments in the precast Industry, Klaus Juvas, Finland, 2004 9.Αυτοσυµπυκνούµενο Σκυρόδεµα: Ανασκόπηση, Ιδιότητες και Προοπτικές στην Ελλάδα, Παπανικολάου Κ., Τριανταφύλλου Αθ., Πρακτικά 14 Συνεδρίου Σκυροδέµατος, Κως 2003 10. Sprayed Concrete. Repair of concrete structures 1987. pp 72-87 11. European Specification for Sprayed Concrete. EFNARC 1996 12. Guidelines for Sprayed Concrete. EFNARC 1999 13. Strengthening of RC beams by using sprayed concrete: experimental approach. Y.G Diab . Engineering Structures . Vol 20 No 7 pp 631-643 1998 14. Health and safety in Shotcreting. ITA Working Group Report Tunneling and underground Space technology. Vol 11, No 4, pp391-395 1996 Τεχνικα υλικα (τοµος 1) Αιµ.Γ. Κορωναιος-Γ.Ι. Πουλακος 15. http://concrete.t.u-tokyo.ac.jp/en/research/HPC/ferdevelop.htm 16. Αυτοσυµπυκνούµενο σκυρόδεµα: Ανασκόπηση, Ιδιότητες και Προοπτικές στην Ελλάδα,(2003),Πρακτικά 14ου Συνεδρίου Σκυροδέµατος Κως 2003, Κ.Γ.Παπανικολάου, Αθ.Χ.Τριανταφύλλου 17. Applications of Self-Compacting Concrete in Japan, Europe and the United States,

91

(http://www.fhwa.dot.gov/BRIDGE/scc.pdf), Masahiro Ouchi, Sada-aki Nakamura, T. Osterberg, S.V. Hallberg, M. Lwin 18. Self-Compacting Concrete: what is new? , (http://www.encosrl.it/enco%20srl%20ITA/servizi/pdf/high/34.pdf) , M. Collepardi 19. Προσωρινές Εθνικές Τεχνικές Προδιαγραφές, (www.iok.gr/petep/01-01-06-00.pdf) , Υπουργείο ΠΕ.ΧΩ.∆Ε. 20. Οικοδοµώντας Ανθεκτικές Κατασκευές µε Αυτοσυµπυκνούµενο Σκυρόδεµα, Πρακτικά 14 Συνεδρίου Σκυροδέµατος Κως 2003,Μ.Corradi, R.S.Khurana, Β.Κροκίδης, Θ.Παναγιωτίδης 21. Εργαστηριακός Έλεγχος Αυτοσυµπυκνούµενου σκυροδέµατος χαµηλού κόστους, Πρακτικά 15ου Συνεδρίου Σκυροδέµατος, Κ.Γ.Παπανικολάου, ∆.Γ.Φρυγανάκης, Αθ.Χ.Τριανταφύλλου 22. Μαθήµατα Οπλισµένου Σκυροδέµατος Μέρος Ι, Πάτρα 2004, Μ.Φαρδής 23. SCC places itself in a class of its own, (http://www.precast.org/publications/mc/TechArticles/01_Fall_SCC.htm ), Dean.A.Frank 24. Self-Compacting Concrete, April 2003,Journal of Advanced Concrete Technology Vol.1,No 1,5-15, Hajime Okamura , Masahiro Ouchi 25. An introcuction to self-consolidating concrete, Technical Bulletin TB-1500, http://www.na.graceconstruction.com/custom/concrete/downloads/TB_1500B.pdf 26. Self Compacting Concrete - Building and Construction - Danish Technological Institute , http://www.danishtechnology.dk/building/2028 27. http://www.kuraray-am.com/pvaf/repair.php 28. Γ.Ν.Τζουβαλάς, Γ. Μπάρτζης, Κ.Χριστοδουλής, Σ.Κ.Αντίοχος, Κ.Παύλου, Σ.Τσίµας, “ Μελέτη επίδρασης ανόργανων ρυθµιστών πήξης τσιµέντου σε σκυρόδεµα µε υπερρευστοποιητή”, 15ο Ελληνικό Συνέδριο Σκυροδέµατος, Τόµος Β’, σελ. 637- 647, Αλεξανδρούπολη, 2006.

92

29. P.Kumar Mehta, “ Αdvancements in concrete technology”, Concrete International, Vol. 21, Issue 6, σελ 69-70, June 1999. 30. Γ.Γαρατζιώτης, “ Το υπέρρευστο σκυρόδεµα στην κατασκευή ποιοτικών οικοδοµικών έργων” , 15ο Ελληνικό Συνέδριο Σκυροδέµατος, Τόµος Β’, σελ 423- 426, Αλεξανδρούπολη, 2006. 31. Στέργιος Λαλιώτης, “ Υπερρευστοποιηµένο έτοιµο σκυρόδεµα”, 6ο Ελληνικό Συνέδριο Σκυροδέµατος, Συνεδρία 2η και 3η : “Ειδικά Σκυροδέµατα - Ποιοτικός Έλεγχος”, σελ. 81-89, Ιωάννινα, 1983. 32. Κ.Γ.Παπανικολάου, Σ.Λυκούδης, Αθ.Απέργης, Σ.Μαργέλη & Αφ.Τσαµπά, “Εφαρµογή αυτοσυµπυκνούµενου σκυροδέµατος στην ελληνική προκατασκευή” , 15ο Ελληνικό Συνέδριο Σκυροδέµατος, Τόµος Β’, σελ. 529-538, Αλεξανδρούπολη, 2006. 33. S.G.Pinjarkar, A.E.N.Osborn, M.J.Koob, D.W.Pfeifer, “ A case study : Rehabilitation of Parking Decks with Superplasticized Concrete Overlay”, Concrete International, Vol 02, Issue 03, σελ. 62-67, March 1980. 34. V.M.Malhotra, D.Malanka, “ Landmark Series: Performance of Superplasticizers in Concrete: Laboratory Investigation-Part I”, Concrete International, Vol. 26, Issue 08, σελ. 1-35, August 2004. 35. www.fhwa.dot.gov/infrastructure/materialsgrp/suprplz.htm, “Superplasticizers”. 36. irc.nrc-cnrc.gr.ca/pubs/cbd/cbd203_e.html , V. S. Ramachandran , “ CBD – 203 . Superplasticizers in Concrete”, 1979. 37. Υ.ΠΕ.ΧΩ.∆Ε, Πρόγραµµα ∆ράσεων για τον Εκσυγχρονισµό της Παραγωγής ∆ηµ. Έργων, Ινστιτούτο Οικονοµίας Κατασκευών ( Ι.Ο.Κ ), “Προσωρινές Εθνικές Τεχνικές Προδιαγραφές –Αυτοσυµπυκνούµενο Σκυρόδεµα”, Αθήνα, ∆εκέµβριος, 2004.

93

38. Κ.Γ.Παπανικολάου, “Αυτοσυµπυκνούµενο Σκυρόδεµα: Μία καινοφανής τεχνολογία” , Εσωτερικό κείµενο Εργαστηρίου Μηχανικής και Τεχνολογίας Υλικών του Τµήµατος Πολιτικών Μηχανικών του Πανεπιστηµίου Πατρών . 39. Corradi M., Khurana R.S., Κροκίδης Β., Παναγιωτίδης Θ., “Οικοδοµώντας Ανθεκτικές Κατασκευές µε Αυτοσυµπυκνούµενο Σκυρόδεµα”, Πρακτικά 14ου Συνεδρίου Σκυροδέµατος, Κως 2003, σ. 130-142. 40. Ouchi M. & Nakajima Y., COMS Engineering Corporation, “A guide for manufacturing and construction of self-compacting concrete-Learning from Real Troubles”, 2001. 41. Masahiro Ouchi, Sada-aki Nakamura, Thomas Osterberg and Sven-Erik Hallberg, Myint Lwin, “Applications of Self-Compacting Concrete in Japan, Europe and the United States” (http://www.fhwa.gov/index.html). 42. AFGC – Association Française de Genie Civil, “Documents scientifiques et techniques, Betons Auto-Plaçants, Recommendations provisoires”, Juillet 2000. 43. Sprayed Concrete. Repair of concrete structures 1987. pp 72-87 44. European Specification for Sprayed Concrete. EFNARC 1996 45. Guidelines for Sprayed Concrete. EFNARC 1999 46. Strengthening of RC beams by using sprayed concrete: experimental approach. Y.G Diab . Engineering Structures . Vol 20 No 7 pp 631-643 1998 47. Health and safety in Shotcreting. ITA Working Group Report Tunneling and underground Space technology. Vol 11, No 4, pp391-395 1996