Καλώς ήλθατε

Συνδεθείτε ή εγγραφείτε ως Μέλη, προκειμένου να σχολιάσετε αναρτημένα άρθρα, slides κλπ ή/και να διατυπώσετε τις δικές σας απόψεις για οποιοδήποτε θέμα τεχνικού ενδιαφέροντος.

Τρίτη, 18 Ιανουαρίου 2022

Τα τεράστια πλεονεκτήματα που προσφέρει το εκτοξευόμενο σκυρόδεμα, ως μέσον κατασκευής και αντιστήριξης, καθώς και οι συνεχείς τεχνολογικές εξελίξεις σε προϊόντα, εξοπλισμό αλλά και στη γνώση της εφαρμογής, το καθιστούν ένα πολύ σημαντικό και απαραίτητο εργαλείο για τα μεγάλα έργα υποδομής.

Εκτοξευόμενο Σκυρόδεμα: Ορισμοί, μέθοδοι, κανονισμοί, τεχνολογικές εξελίξεις Από τον Θεολόγο Παναγιωτίδη, Πολιτικό ΜηχανικόΕΙΣΑΓΩΓΗ Τα τεράστια πλεονεκτήματα που προσφέρει το εκτοξευόμενο σκυρόδεμα, ως μέσον κατασκευής και αντιστήριξης, καθώς και οι συνεχείς τεχνολογικές εξελίξεις σε προϊόντα, εξοπλισμό αλλά και στη γνώση της εφαρμογής, το καθιστούν ένα πολύ σημαντικό και απαραίτητο εργαλείο για τα μεγάλα έργα υποδομής. Ειδικότερα οι εξελίξεις στο εκτοξευόμενο σκυρόδεμα υγρής ανάμιξης, είχαν ως αποτέλεσμα την έκρηξη στην τεχνολογία των υπόγειων έργων. Ορισμένα τεχνικά έργα τα οποία ήταν αδύνατον να πραγματοποιηθούν με συμβατικές μεθόδους, βρίσκουν τώρα το τρόπο υλοποίησής τους. Η παρουσίαση αυτή σκοπεύει να κάνει γνωστές σε όλους τους συναδέλφους μηχανικούς, τις βασικές αρχές του εκτοξευόμενου σκυροδέματος, τις μεθόδους και τα επι μέρους υλικά που το απαρτίζουν, τον απαραίτητο εξοπλισμό, τα τελευταία κανονιστικά κείμενα και τέλος να παρουσιάσει τις τελευταίες τεχνολογικές εξελίξεις.ΙΣΤΟΡΙΑ, ΟΡΙΣΜΟΙ & ΧΡΗΣΕΙΣ ΤΟΥ ΕΚΤΟΞΕΥΟΜΕΝΟΥ ΣΚΥΡΟΔΕΜΑΤΟΣ Το εκτοξευόμενο σκυρόδεμα ή γκανάιτ (gunite) δεν είναι νέα εφεύρεση. Οι πρώτες εργασίες με εκτοξευόμενο σκυρόδεμα, πραγματοποιήθηκαν στις ΗΠΑ από την εταιρία Cement-Gun Company, Allentown, το 1907. Η πρώτη μηχανή για εκτοξευόμενο σκυρόδεμα κατασκευάστηκε στη Pensylvania από τον Carl Ethan Akeley, ιδιοκτήτη της παραπάνω εταιρίας, για να εκτοξεύει τσιμεντοκονίαμα πάνω σε πλέγμα για να φτιάχνει μοντέλα δεινοσαύρων. Μάλιστα, η εμπορική ονομασία Gunite, ήταν κατοχυρωμένη από την εταιρία αυτή για πολλά χρόνια. Σήμερα λέγοντας gunite εννοούμε εκτοξευόμενο τσιμεντοκονίαμα (δηλαδή κονίαμα με μέγιστο κόκκο αδρανούς 4,5 ή και 8 mm, ανάλογα με τη χώρα εφαρμογής), ενώ ως εκτοξευόμενο σκυρόδεμα εννοούμε ένα πραγματικό σκυρόδεμα που εκτοξεύεται, του οποίου βέβαια ο μέγιστος κόκκος δεν ξεπερνάει τα 16 mm. Οι χρήσεις του εκτοξευόμενου σκυροδέματος είναι πολλές, αλλά οι δύο βασικότερες είναι η σταθεροποίηση εδαφών, είτε αυτά είναι πρανή αντιστήριξης είτε είναι σήραγγες και βέβαια, οι επισκευές και ενισχύσεις οπλισμένου σκυροδέματος. Σε σχέση με τη χρήση του συμβατικού σκυροδέματος, το εκτοξευόμενο σκυρόδεμα χρησιμοποιείται σε πολύ μικρότερες ποσότητες παγκοσμίως. Ειδικότερα οι χρήστες εκτοξευόμενου σκυροδέματος, τόσο στην Ελλάδα όσο και παγκόσμια, είναι λίγοι σε αριθμό. Παρ’ όλα αυτά, οι εταιρίες αυτές εξέλιξαν τη τεχνολογία, τον εξοπλισμό και τις μεθόδους ελέγχου του εκτοξευόμενου σκυροδέματος σε πολύ μεγάλο βαθμό, ειδικά τα τελευταία 30 χρόνια. Οι απαιτήσεις των σημερινών τεχνικών έργων οδήγησαν σε ένα πολύ καλό ποιοτικά αποτέλεσμα σε σχέση με τα προηγούμενα χρόνια.σελ. 1 / 8 Η εκπαίδευση του προσωπικού που εμπλέκεται με το εκτοξευόμενο σκυρόδεμα είναι πια πολύ πιό απαιτητική. Ο αριθμός των εξειδικευμένων κατασκευαστών που ασχολούνται με το εκτοξευόμενο σκυρόδεμα, μεγάλωσε κατά πολύ τα τελευταία χρόνια. Βέβαια, το φαινόμενο αυτό, περιέχει τον κίνδυνο της κακής ποιοτικά εργασίας, φαινόμενο που παρατηρείται κυρίως στα μικρότερης σημασίας τεχνικά έργα. Ένα πράγμα είναι σίγουρο: σε σχέση με την αρχή που έγινε το 1907, έχουν γίνει τεράστια βήματα, ίσως και άλματα, στη τεχνολογία του εκτοξευόμενου σκυροδέματος.ΔΥΟ ΜΕΘΟΔΟΙ – ΠΟΙΑ ΕΙΝΑΙ Η ΔΙΑΦΟΡΑ; Οι μέθοδοι που χρησιμοποιούνται σήμερα για το εκτοξευόμενο σκυρόδεμα είναι δύο: η μέθοδος ξηρής ανάμιξης και η μέθοδος υγρής ανάμιξης. Στη ξηρή ανάμιξη, το απαραίτητο νερό για την ενυδάτωση του τσιμέντου προστίθεται στο ακροφύσιο εκτόξευσης, ενώ στην υγρή ανάμιξη το σκυρόδεμα με το οποίο τροφοδοτείται η μηχανή εκτόξευσης, περιέχει ήδη το απαραίτητο νερό για την ενυδάτωση του τσιμέντου. Και οι δύο μέθοδοι έχουν τα πλεονεκτήματα και τα μειονεκτήματά τους. Ανάλογα με τις απαιτήσεις του κάθε έργου και την εμπειρία του προσωπικού, θα πρέπει να επιλέγεται κατά περίπυωση η κατάλληλη μέθοδος. Μέχρι και το 1970 περίπου, η μέθοδος ξηρής ανάμιξης κυριαρχούσε. Η μέθοδος υγρής ανάμιξης, παρουσίαζε φοβερά μειονεκτήματα με κυριότερο το ότι για να γίνει δυνατή η άντληση του μίγματος από τις αντλίες του τότε, χρησιμοποιούνταν λόγοι νερού προς τσιμέντο που έφταναν ακόμα και το 1,0. Όπως ήταν φυσικό, οι αντοχές που επιτυγχάνονταν ήταν πολύ χαμηλές και γι’ αυτό η μέθοδος υγρής ανάμιξης είχε θεωρηθεί αρκετά αναξιόπιστη. Το σκηνικό άλλαξε εντελώς στη δεκαετία 1970 – 80. Τότε στις Σκανδιναβικές χώρες και κυρίως στη Νορβηγία, αναπτύχθηκε αλματωδώς η χρήση του εκτοξευόμενου σκυροδέματος υγρής ανάμιξης, κυρίως σε οτι είχε να κάνει με το μηχανικό εξοπλισμό και κατασκευάστηκαν οι πρώτες ρομποτικές μηχανές εκτόξευσης. Το αποτέλεσμα ήταν η αγορά στις Σκανδιναβικές χώρες να γυρίσει από 100% χρήση της μεθόδου ξηρής ανάμιξης σε 100% χρήση της μεθόδου υγρής ανάμιξης, μέσα σε 10 χρόνια. Ο υπόλοιπος κόσμος ακολούθησε και σήμερα η μέθοδος υγρής ανάμιξης κυριαρχεί συντριπτικά. Ας δούμε λοιπόν τους λόγους της επικράτησης της μεθόδου υγρής ανάμιξης έναντι αυτής της ξηρής, παρουσιάζοντας τις δύο μεθόδους αναλυτικά.Ι. Εκτοξευόμενο σκυρόδεμα ξηρής ανάμιξης Στην μέθοδο ξηρής ανάμιξης, αναμιγνύονται εν ξηρώ το απαραίτητο τσιμέντο, η άμμος και τα αδρανή και τροφοδοτούνται στη σκάφη της μηχανής εκτόξευσης, όπου με τη βοήθεια πεπιεσμένου αέρα, το μίγμα παροχετεύεται προς το ακροφύσιο εκτόξευσης, όπου λίγο πριν την έξοδο εισάγεται και το απαραίτητο νερό. Η ρύθμιση της ποσότητας του νερού που μπαίνει στο μίγμα είναι αποκλειστική αρμοδιότητα του χειριστή του ακροφυσίου και δεν υπάρχει τυποποιημένος τρόπος μέτρησής της και συσχέτισή της με τη ποσότητα του τσιμέντου. Απλώς ο χειριστής ελέγχει αν δημιουργείται σύννεφο σκόνης κατά την εκτόξευση, οπότε το μίγμα χρειάζεται παραπάνω νερό ή το μίγμα είναι πολύ υδαρές και δεν προσφύεται στην υπό εκτόξευση επιφάνεια, οπότε πρέπει να μειωθεί το νερό. Όπως γίνεται αντιληπτό, ο παραπάνω παράγοντας αποτελεί και το μεγαλύτερο μειονέκτημα του εκτοξευόμενου σκυροδέματος ξηρής ανάμιξης. Η ανυπαρξία τρόπου μέτρησης της ποσότητας του νερού που εισάγεται στο τελικό μίγμα, συνεπάγεται μεγάλες διακυμάνσεις στη ποιότητα και στις αντοχές του τελικού προϊόντος.σελ. 2 / 8 Επίσης, ένα ακόμα μεγάλο μειονέκτημα είναι το μεγάλο ποσοστό του rebound (ανάκλαση), του υλικού δηλαδή που χάνεται καθώς ανακλάται στην υπό εκτόξευση επιφάνεια. Στη μέθοδο ξηρής ανάμιξης, χάνεται λόγω ανάκλασης περίπου το 25% του εκτοξευόμενου υλικού, ενώ υπάρχουν και περιπτώσεις όπου το rebound φτάνει και το 50% !!! Επίσης μεγάλο πρόβλημα είναι η δημιουργία σκόνης, ειδικά αν τα αδρανή που χρησιμοποιούνται είναι εντελώς ξηρά. Το γεγονός αυτό κάνει το εργασιακό περιβάλλον σχεδόν ανυπόφορο. Η σκόνη δημιουργείται τόσο στο σύστημα τροφοδοσίας όσο και στο ακροφύσιο. Οι μέθοδοι αντιμετώπισης του φαινομένου αυτού είναι η τοποθέτηση ειδικών συλλεκτών στο σύστημα τροφοδοσίας και η προ-ύγρανση των αδρανών πριν την εισαγωγή τους στο σύστημα τροφοδοσίας. Η απόδοση των μηχανών εκτόξευσης ξηρής ανάμιξης είναι αρκετά χαμηλή σε σχέση με αυτή των μηχανών υγρής ανάμιξης και κυμαίνεται μεταξύ 6 και 10 m3/ώρα. Όπως γίνεται κατανοητό, στα μεγάλα έργα υποδομής, αποδόσεις της τάξεως των 8 m3/ώρα, είναι απαράδεκτες και αντιοικονομικές. Τέλος, η ανάπτυξη των αντλιών εκτόξευσης ξηρής ανάμιξης ήταν κατά πολύ μικρότερη σε σχέση με αυτή της υγρής ανάμιξης, με αποτέλεσμα σήμερα η σύγκριση μεταξύ των μηχανημάτων των δύο μεθόδων να θυμίζει τα γνωστά ανέκδοτα με τη Ferrari και το Φιατάκι. Τα πλεονεκτήματα που παρουσιάζει έναντι της μεθόδου υγρής ανάμιξης είναι οτι το ξηρό ανάμιγμα μπορεί να παρασκευαστεί σε οποιοδήποτε σημείο με τη χρήση ενσακκισμένων υλικών και έτσι δεν υπάρχει ανάγκη χρήσης παρασκευαστηρίου έτοιμου σκυροδέματος, το ξηρό ανάμιγμα είναι ελαφροβαρές και έτσι μπορεί να τροφοδοτηθεί σε μεγάλη απόσταση από το σημείο τροφοδοσίας και τέλος οτι ο μηχανικός εξοπλισμός για την εκτόξευση είναι κατά πολύ φτηνότερος από αυτόν της υγρής ανάμιξης. Οι λόγοι αυτοί έχουν οδηγήσει στο να χρησιμοποιείται η μέθοδος ξηρής ανάμιξης είτε σε χώρες όπου η τεχνολογική ανάπτυξη είναι ακόμα χαμηλή είτε σε εργασίες μικρού όγκου, όπως οι επισκευές και ενισχύσεις. Θα πρέπει πάντως να αναφερθεί οτι η μέθοδος ξηρής ανάμιξης, όσον αφορά τις αντοχές και την ποιότητα του τελικού προϊόντος, θεωρείται πια αρκετά αναξιόπιστη σε σχέση με τη μέθοδο υγρής ανάμιξης.ΙΙ. Εκτοξευόμενο σκυρόδεμα υγρής ανάμιξης Στη μέθοδο υγρής ανάμιξης, η αντλία εκτόξευσης τροφοδοτείται με προϊόν παραγόμενο σε παρασκευαστήριο έτοιμου σκυροδέματος. Στο ακροφύσιο προστίθεται αέρας, κάνοντας δυνατή την εκτόξευση. Η παροχή αέρα κυμαίνεται μεταξύ 7 – 15 m3/min, ανάλογα με το αν εκτόξευση γίνεται χειροκίνητα ή ρομποτικά και με πίεση 7 bar. Η μεγάλη αυτή πίεση είναι απαραίτητη έτσι ώστε να υπάρξει καλή πρόσφυση του εκτοξευόμενου σκυροδέματος στο υπόστρωμα αλλά και σωστή συμπύκνωση. Όπως γίνεται κατανοητό, η χρήση ενός βιομηχανικά παραγόμενου προϊόντος, με σταθερό λόγο νερού προς τσιμέντο, συγκεκριμένη κοκκομετρία, τυποποιημένη ποιότητα τσιμέντου και αδρανών, οδηγεί σε μικρές αποκλίσεις από τον αρχικό σχεδιασμό και μελέτη του έργου. Αυτό αποτελεί και το σημαντικότερο πλεονέκτημα της μεθόδου υγρής ανάμιξης. Με τη μέθοδο υγρής ανάμιξης, λόγω της ανάπτυξης των ρομποτικών μηχανών εκτόξευσης, μπορούν να επιτευχθούν αποδόσεις που εύκολα ξεπερνούν τα 20 m3/ώρα και αυτό με τη χρησιμοποίηση ενός μόνον χειριστή ακροφυσίου.σελ. 3 / 8 Σήμερα διατίθενται στην αγορά ρομποτικές μηχανές, στις οποίες εισάγονται τα γεωμετρικά στοιχεία της τελικής επιφάνειας και έπειτα αυτές σκανάρουν την προς εκτόξευση επιφάνεια με ακτίνες λέιζερ και εκτοξεύουν με ακρίβεια τη αναγκαία ποσότητα σκυροδέματος με ομοιόμορφο τρόπο. Το rebound στη μέθοδο αυτή είναι δραματικά μειωμένο και κυμαίνεται μεταξύ 5 – 10%. Επίσης το εργασιακό περιβάλλον είναι κατά πολύ βελτιωμένο σε σχέση με τη μέθοδο ξηρής ανάμιξης, καθώς δεν υπάρχει το πρόβλημα της σκόνης. Το βασικότερο μειονέκτημα της μεθόδου αυτής είναι η περιορισμένη απόσταση από το σημείο τροφοδοσίας έως το σημείο εκτόξευσης το οποίο είναι γύρω στα 300 m. Σε κάθε περίπτωση πάντως τα πλεονεκτήματα της μεθόδου υγρής ανάμιξης σε σχέση με τη μέθοδο ξηρής ανάμιξης είναι συντριπτικά και γι’ αυτούς τους λόγους σε όλα τα μεγάλα έργα υποδομής χρησιμοποιείται η πρώτη.ΤΑ ΠΡΟΣΘΕΤΑ ΕΚΤΟΞΕΥΟΜΕΝΟΥ ΣΚΥΡΟΔΕΜΑΤΟΣ Μεγάλο ρόλο πλέον στη εξέλιξη της τεχνολογίας του εκτοξευόμενου σκυροδέματος παίζουν τα πρόσθετα. Η χρήση τους βέβαια είναι ευρύτερη στην υγρή ανάμιξη παρά στην ξηρή ανάμιξη, λόγω της περιορισμένης χρήσης της δεύτερης. Ας δούμε λοιπόν αναλυτικότερα τα πρόσθετα εκτοξευόμενου σκυροδέματος.1. Επιταχυντές πήξης Χρησιμοποιούνται για την μείωση του χρόνου πήξης, προκειμένου το εκτοξευόμενο σκυρόδεμα να αποκτά υψηλότερες αρχικές αντοχές. Αυτό επιτρέπει να εφαρμόζονται αλλεπάληλες στρώσεις εκτοξευόμενου σκυροδέματος σε πιό σύντομο χρόνο και σε μεγαλύτερα πάχη. Οι επιταχυντές είναι απαραίτητο πρόσθετο του εκτοξευόμενου σκυροδέματος, ειδικά σε αντιστηρίξεις πρανών και σε σήραγγες, όπου χωρίς αυτούς, η πρόσφυσή του πάνω στο υπόστρωμα θα ήταν αδύνατη. Από την άλλη πλευρά όμως παρουσιάζουν και ένα μεγάλο μειονέκτημα. Όπως είναι γνωστό από τη τεχνολογία σκυροδέματος, με την επιτάχυνση της ενυδάτωσης του τσιμέντου για να επιτευχθούν πρόωρες αντοχές, μειώνονται οι αντοχές των 28 ημερών. Προκειμένου για να διασφαλιστεί η καλύτερη δυνατή ποιότητα του εκτοξευόμενου σκυροδέματος, πρέπει η ποσότητα του επιταχυντή που προστίθεται στο μίγμα να είναι η μικρότερη δυνατή και τέτοια ώστε να εξασφαλίζεται η συγκόλλησή του. Οι επιταχυντές εκτοξευόμενου σκυροδέματος υπάρχουν σε ξηρή και σε υγρή μορφή. Σε ξηρή μορφή χρησιμοποιούνται μόνο στο εκτοξευόμενο σκυρόδεμα ξηρής ανάμιξης, αλλά καθώς η τροφοδοσία τους συνήθως γίνεται με το χέρι, είναι αδύνατον να υπολογιστεί σωστά η τροφοδοτούμενη ποσότητα και έτσι παρουσιάζονται προβλήματα μεγάλης πτώσης αντοχών, ακόμα και 35% ! Υπαρχουν αυτόματες μηχανές τροφοδοσίας οι οποίες μπορούν να δώσουν λύση στο πρόβλημα αυτό. Από την άλλη πλευρά, οι επιταχυντές πήξης σε υγρή μορφή μπορούν να χρησιμοποιηθούν τόσο στο εκτοξευόμενο σκυρόδεμα υγρής ανάμιξης όσο και σε αυτό της ξηρής ανάμιξης. Και στις δύο περιπτώσεις εισάγονται στο μίγμα στο ακροφύσιο είτε μαζί με την παροχή αέρα, είτε πλησίον αυτής στην περίμετρο του ακροφυσίου. Η πιο κρίσιμη παράμετρος εφαρμογής του επιταχυντή είναι η σωστή διασπορά του στους κόκκους του τσιμέντου και έτσι το σημείο εισαγωγής του παίζει τεράστιο ρόλο τη σωστή απόδοσή του. Οι τύποι επιταχυντών υγρής μορφής οι οποίοι κυκλοφορούν στην αγορά είναι κατά βάση τρεις και διακρίνονται ως προς την χημική τους σύσταση. σελ. 4 / 8 Πυριτικοί επιταχυντές (άλατα πυριτικού νατρίου) Είναι ο παλαιότερος τύπος επιταχυντή. Έχουν απόλυτη εξάρτηση από τη ποσότητα νερού στο μίγμα και έτσι όσο περισσότερο είναι αυτό τόσο μεγαλύτερη είναι και η δοσολογία τους. Το pH τους είναι συνήθως κάτω από 11,5 και θεωρούνται φιλικοί στο περιβάλλον, αλλά η απ’ ευθείας επαφή τους με το δέρμα πρέπει να αποφεύγεται και κατά τη διάρκεια της χρήσης τους πρέπει να χρησιμοποιούνται Μέσα Ατομικής Προστασίας (ειδικά γυαλιά, γάντια, φόρμες). Η δοσολογία τους συνήθως κυμαίνεται μεταξύ 4 - 7% κατά βάρος τσιμέντου στο μίγμα και σε αυτές τις δοσολογίες η πτώση των αντοχών των 28 ημερών σε σχέση με το δοκίμιο μάρτυρα δεν θα πρέπει να ξεπερνά το 20%. Οι επιταχυντές αυτοί δεν δίνουν τόσο γρήγορη πήξη κατά τη διάρκεια των 2-4 πρώτων λεπτών ενώ η τελική τους πήξη είναι λίγο μεγαλύτερη από 30 λεπτά. Στα μειονεκτήματά τους περιλαμβάνεται το οτι το μέγιστο πάχος στρώσης που μπορεί να πραγματοποιηθεί είναι 10 - 15 cm και επίσης οτι δεν μπορούν να χρησιμοποιηθούν σε θερμοκρασίες κάτω των 5°C. Αργιλικοί επιταχυντές (άλατα αργιλικού νατρίου ή αργιλικού καλίου) Είναι ο τύπος επιταχυντή που χρησιμοποιείται ευρύτερα αυτή τη στιγμή (σχεδόν αποκλειστικά στα έργα υποδομής στην Ελλάδα). Οι επιταχυντές αυτοί έχουν πολύ γρήγορο χρόνο πήξης (τελική πήξη < 3,5 min) και μετά από 20 – 30 min από την εκτόξευση δίνουν τέτοια αντοχή (> 0,4 MPa) ώστε το εκτοξευόμενο σκυρόδεμα να μπορεί να αντέξει το ίδιο βάρος του. Έτσι είναι δυνατή η επίτευξη στρωμάτων πάχους από 20 - 40 cm σε μια εκτόξευση (κατά τη διάρκεια της εκτόξευσης γινεται ένα αστάρωμα πάχους 6-10 cm και ακολουθούν αλλεπάληλες στρώσεις). Από την άλλη πλευρά όμως προκαλούν μεγάλη πτώση στις τελικές αντοχές, η οποία κυμαίνεται από 30 - 50% σε σχέση με το δοκίμιο μάρτυρα ενώ το pH είναι >13 με αποτέλεσμα να είναι πολύ καυστικοί και βλαβεροί για τον άνθρωπο και ειδικά για το προσωπικό που ασχολείται με την εκτόξευση. Τέλος είναι αρκετά ευαίσθητοι σε σχέση με το τύπο τσιμέντου που χρησιμοποιείται. Σε αρκετές χώρες του κόσμου, η χρήση αργιλικών επιταχυντών έχει απαγορευτεί, περισσότερο λόγω της καυστικότητάς τους και λιγότερο λόγω της πτώσης αντοχών. Επιταχυντές ελεύθεροι αλκαλίων (Alkali Free) Οι επιταχυντές ελεύθεροι αλκαλίων, δίνουν λύση στο πρόβλημα της καυστικότητας καθώς το pH τους κυμαίνεται μεταξύ 2,5 - 4,5 (το pH του δέρματος είναι 5,5) και η πτώση τελικής αντοχής που προκαλούν κυμαίνεται μεταξύ 5 - 10% σε σχέση με το δοκίμιο μάρτυρα χωρίς επιταχυντή. Η κατανάλωσή τους όμως κυμαίνεται μεταξύ 5 - 8% κατά βάρος τσιμέντου στο μίγμα και το γεγονός αυτό σε συνδυασμό με την αρκετά υψηλότερη τιμή τους σε σχέση με τους αργιλικούς επιταχυντές (περίπου 70-80% ακριβότεροι), φρενάρει μέχρι στιγμής την πλήρη επικράτησή τους έναντι των αργιλικών, ειδικά στην Ελλάδα. Είναι χαρακτηριστικό, από προσωπικές εμπειρίες του συντάκτη, οτι ενώ κατά τη διάρκεια δοκιμών που έχουν πραγματοποιηθεί στις επεκτάσεις του Μετρό Αθηνών, τα αποτελέσματα αντοχών ήταν πρωτοφανή για την Ελληνική πραγματικότητα (αντοχές 28 ημερών μεταξύ 45 και 55 MPa για σκυρόδεμα C20/25) και το εργατικό προσωπικό ήταν εντυπωσιασμένο από τη φιλικότητα του υλικού σε σχέση με τους αργιλικούς επιταχυντές, εν τούτοις κανείς (εννοείται το Ελληνικό Δημόσιο) δεν είναι διατεθειμένος να πάρει επάνω του το κόστος αυτό.σελ. 5 / 8 2. Πυριτική παιπάλη Η πυριτική παιπάλη θεωρείται μια από τις πιο ενεργές ποζολάνες. Η χρήση της ως φίλλερ προσδίδει στο σκυρόδεμα πολύ μειωμένο πορώδες (μειωμένη περατότητα), αυξημένη αντοχή στα θειικά και ανθεκτικότητα στους κύκλους ψύξης απόψυξης. Γενικότερα, η πυριτική παιπάλη χρησιμοποιείται στο σκυρόδεμα για δύο λόγους: α) Ως υποκατάστατο του τσιμέντου, έτσι ώστε να μειωθεί η περιεκτικότητα του τσιμέντου στο μίγμα για οικονομικούς λόγους και β) Ως πρόσθετο έτσι ώστε να βελτιωθούν οι ιδιότητες του σκυροδέματος, τόσο κατά τη νωπή όσο και κατά τη σκληρυμένη του φάση Στο εκτοξευόμενο σκυρόδεμα, η πυριτική παιπάλη χρησιμοποιείται περισσότερο ως πρόσθετο παρά ως υποκατάστατο, για να βελτιώσει τόσο το σκυρόδεμα αυτό καθ’ αυτό όσο και τις συνθήκες εκτόξευσης. Η συνήθης δοσολογία της κυμαίνεται μεταξύ 5 – 10% κατά βάρος του τσιμέντου. Η σωστή χρήση της πυριτικής παιπάλης, προσδίδει στο εκτοξευόμενο σκυρόδεμα τις εξής ιδιότητες: §Καλύτερη αντλησιμότητα (λιπαίνει το σύστημα άντλησης και εμποδίζει την εξίδρωση και το διαχωρισμό)§ §§Μειωμένη φθορά στο εξοπλισμό εκτόξευσης και στα λάστιχα Αυξημένη συνεκτικότητα του νωπού σκυροδέματος και μειωμένη κατανάλωση επιταχυντή, πράγμα ευεργετικό για τις τελικές αντοχές. Πολύ βελτιωμένη αντοχή πρόσφυσης τόσο στα διάφορα υποστρώματα όσο και μεταξύ διαδοχικών στρώσεων εκτοξευόμενου σκυροδέματος. Βελτιωμένες αντοχές§ § §Βελτιωμένη αντίσταση έναντι της αντίδρασης αλκαλίων-αδρανών Μειωμένο πορώδες Μειωμένο rebound§Βελτιωμένη αντίσταση στα θειικά§3. Πρόσθετα ελέγχου ενυδάτωσης του τσιμέντου Τα εργοτάξια των μεγάλων υπογείων έργων υποδομής λειτουργούν συνήθως σε 24ωρη βάση ενώ σε πολλές περιπτώσεις βρίσκονται σε αστικές περιοχές. Η 24ωρη παροχή σκυροδέματος σε τέτοια εργοτάξια είναι προβληματική. Από την άλλη πλευρά, η εργασιμότητα του σκυροδέματος κυμαίνεται μεταξύ 90 - 120 min. Η ανάγκες των εργοταξίων για την αποθήκευση φρέσκου εκτοξευόμενου σκυροδέματος για να είναι δυνατή η χρήση του οποιαδήποτε ώρα της ημέρας και οποιαδήποτε ημέρα (ακόμα και τα Σαββατοκύριακα), οδήγησε στην ανάπτυξη χημικών προϊόντων ελέγχου της ενυδάτωσης του τσιμέντου. Με την προσθήκη ποσότητας σταθεροποιητή (stabilizer), αναστέλλεται η ενυδάτωση του τσιμέντου για συγκεκριμένο χρονικό διάστημα, το οποίο ανάλογα με τη ποσότητα που προστίθεται μπορεί να φτάσει και τις 3 ημέρες! Η επανέναρξη της ενυδάτωσης του τσιμέντου καθίσταται δυνατή με τη προσθήκη του επιταχυντή πήξης στο ακροφύσιο. Το επαναστατικό αυτό σύστημα εφαρμόστηκε για πρώτη φορά παγκοσμίως στο Μετρό της Αθήνας με εκπληκτικά αποτελέσματα. Κατασκευάστηκαν ειδικές δεξαμενές για την αποθήκευση εκτοξευόμενου σκυροδέματος, οι οποίες διέθεταν σύστημα συνεχούς ανάδευσης και δεν ήταν λίγες οι φορές που σκυρόδεμα που είχε παραδοθεί τη Παρασκευή, εκτοξευόταν χωρίς κανένα πρόβλημα τη Κυριακή το απόγευμα.σελ. 6 / 8 Η συμβολή του παραπάνω συστήματος στην οργάνωση ενός εργοταξίου υπόγειου έργου είναι τεράστια και πλέον σε όλες τις εφαρμογές εκτοξευόμενου σκυροδέματος στα έργα υποδομής που γίνονται στην Ελλάδα χρησιμοποιούνται αναστολείς ενυδάτωσης.4. Ίνες οπλισμού Το σκυρόδεμα είναι ένα ψαθυρό υλικό. Τόσο το συμβατικό όσο και το εκτοξευόμενο σκυρόδεμα ρηγματώνονται για μια μεγάλη ποικιλία λόγων. Οι αιτίες που ρηγματώνεται το σκυρόδεμα, μπορεί να είναι τόσο λόγω φορτίσεων όσο και οικονομικές, αλλά συνήθως αυτό συμβαίνει από την αδυναμία του υλικού να αναλάβει εφελκυστικές τάσεις. Για να αποφευχθεί το φαινόμενο της ρηγμάτωσης, το σκυρόδεμα πρέπει να οπλιστεί. Η χρήση των ινών τόσο στο συμβατικό, όσο κυρίως στο εκτοξευόμενο σκυρόδεμα, παρουσιάζει σημαντικά πλεονεκτήματα. Το μικρό μέγεθός τους επιτρέπει την ομοιόμορφη διασπορά τους στην μάζα του σκυροδέματος και την ομοιόφορφη κατανομή των εφελκυστικών τάσεων, οπότε εξαφανίζεται το φαινόμενο της ρηγμάτωσης. Ο κυριότερος λόγος της χρήσης των ινών στο εκτοξευόμενο σκυρόδεμα, είναι το υλικό να γίνει πλάστιμο. Επίσης αυξάνεται η καμπτική αντοχή του. Μερικά ακόμα πλεονεκτήματα είναι τα εξής: §Βελτιωμένη αντίσταση σε κρούση§Βελτιωμένη αντίσταση σε απόξεση και διάβρωση§Μειωμένη υδροπερατότητα και αντίσταση σε παγετό§Βελτιωμένη ικανότητα πρόσφυσης σε σύγκριση με το εκτοξευόμενο σκυρόδεμα με τη χρήση πλέγματος.Οι ίνες δεν χρησιμοποιούνται στη μέθοδο ξηρής ανάμιξης, καθώς λόγω του μεγάλου rebound, η χρήση τους είναι αντιοικονομική. Υπάρχουν ίνες γυαλιού, πλαστικές ίνες (polypropylene), ίνες άνθρακα και τέλος χαλύβδινες ίνες, που εμφανίζουν σήμερα την μεγαλύτερη χρήση. Τελευταίως χρησιμοποιούνται και πλαστικές ίνες υψηλής απόδοσης (High Performance Polypropylene- HPP) με πολύ καλά αποτελέσματα μέχρι στιγμής.Ο ΣΩΣΤΟΣ ΤΡΟΠΟΣ ΕΚΤΟΞΕΥΣΗΣ Πολύ σημαντικό ρόλο στην επιτυχία της εκτόξευσης παίζει η προετοιμασία της επιφανείας αλλά και η εμπειρία και οι γνώσεις του χειριστή του ακροφυσίου. Πριν την εκτόξευση θα πρέπει να εξασφαλιστεί ότι στο υπόστρωμα δεν εκρέει νερό υπό πίεση. Αν τρέχει νερό, θα πρέπει να ληφθούν κατάλληλα μέτρα για τη σφράγισή του (με ενέματα πολυουρεθάνης συνήθως). Ιδιαίτερη προσοχή απαιτείται στον έλεγχο του σκυροδέματος που έρχεται στο εργοτάξιο πριν διοχετευθεί στην μηχανή εκτόξευσης. Θα πρέπει να μετράται η θερμοκρασία του και η εξάπλωσή του, η οποία θα πρέπει να είναι μεταξύ 50 - 60 cm. Αν οι τιμή είναι μικρότερη τότε θα πρέπει να γίνει χρήση υπερρευστοποιητή, ενώ αν είναι μεγαλύτερη αυτό σημαίνει μεγαλύτερη κατανάλωση επιταχυντή και συνεπώς μικρότερες αντοχές. Πολύ σημαντικό ρόλο, ίσως και το σημαντικότερο, παίζει ο χειριστής του ακροφυσίου, ο οποίος πρέπει να εκτοξεύει υπό τη σωστή γωνία, έτσι ώστε να ελαχιστοποιείται το rebound (συνήθως κάθετα στην επιφάνεια, όπου αυτό είναι δυνατόν και από τη σωστή απόσταση έτσι ώστε να επιτυγχάνεται η καλύτερη δυνατή συμπύκνωση. Η απόσταση αυτή κυμαίνεται μεταξύ 1,0 και 2,0 m.σελ. 7 / 8 Πρέπει επίσης να προσέχει συνεχώς τη παροχή σκυροδέματος, επιταχυντή και αέρα και να τις τροποποιεί ανάλογα με τις συνθήκες και να φροντίζει ώστε το αστάρωμα να έχει πάχος περίπου 6 cm (max 10 cm) για να είναι επιτυχημένη η πρόσφυση των επόμενων στρώσεων και να μην «κρεμάει» το σκυρόδεμα.ΚΑΝΟΝΙΣΤΙΚΑ ΚΕΙΜΕΝΑ Για το εκτοξευόμενο σκυρόδεμα έχουν εφαρμογή τα ακόλουθα ΕυρωΠαϊκά Πρότυπα: ΕΛΟΤ ΕΝ 14487-1Εκτοξευόμενο σκυρόδεμα - Μέρος 1: Ορισμοί, προδιαγραφές και συμμόρφωση Ημερομηνία Έκδοσης: 27-02-2006Καλύπτει θέματα όπως η κατάταξη των μιγμάτων ανάλογα με τη σύνθεσή τους, οι κατηγορίες έκθεσης του εκτοξευόμενου σκυροδέματος ανάλογα με το αν είναι νωπό, σκληρυμένο ή ινοπλισμένο, οι απαιτήσεις για τα επιμέρους υλικά παρασκευής του εκτοξευόμενου σκυροδέματος και η συμμόρφωσή τους με άλλα πρότυπα ΕΝ, οι προδιαγραφές για τις συνθέσεις του σκυροδέματος και τέλος οι μέθόδοι ελέγχου. ΕΛΟΤ ΕΝ 14487-2Εκτοξευόμενο σκυρόδεμα - Μέρος 2: Εκτέλεση εργασιών Ημερομηνία Έκδοσης: 31-10-2007Επίσης σημαντικό έργο για το εκτοξευόμενο σκυρόδεμα έχει επιτελεσθεί από την EFNARC, την Ευρωπαϊκή Ενωση Παραγωγών Ειδικών Προϊόντων Σκυροδέματος (European Federation of National Associations Representing producers and applicators of specialist building products for Concrete), η οποία έχει εκδώσει τα ακόλουθα κανονιστικά κείμενα για το εκτοξευόμενο σκυρόδεμα: § § § §European Specification for Sprayed Concrete Guidelines for Specifiers and Contractors (for Sprayed Concrete) Execution of Spraying Checklist for Specifiers and Contractors (for Sprayed Concrete)Τα κείμενα αυτά διατίθενται ελεύθερα σε μορφή PDF στην ιστοσελίδα www.efnarc.org.ΕΠΙΛΟΓΟΣ Το εκτοξευόμενο σκυρόδεμα, χρησιμοποιείται σήμερα κυρίως σε υπόγεια έργα. Η ετήσια κατανάλωσή του στην Ευρώπη, ξεπερνάει αυτή τη στιγμή τα 3.000.000 m3. Οι τεχνολογικές εξελίξεις, ειδικά στη μέθοδο υγρής ανάμιξης, επιτρέπουν τη παρασκευή εκτοξευόμενου σκυροδέματος πολύ ανθεκτικού, υψηλής ποιότητας, για μόνιμη υποστήριξη σηράγγων. Επίσης οι τεχνολογικές εξελίξεις είναι τέτοιες, ώστε η οργάνωση ενός άλλοτε χαώδους εργοταξίου, να είναι πια τέλεια χωρίς να χάνεται χρόνος και χρήμα και έτσι καθίσταται δυνατή η πραγματοποίηση πολυσυνθέτων και παλαιότερα ανεφίκτων έργων, με όλους του τεχνικούς κανόνες αλλά και με ασφάλεια. Το εκτοξευόμενο σκυρόδεμα, με τις απεριόριστες δυνατότητες που παρουσιάζει, θα είναι κατά τη γνώμη μας ένα από τα υλικά που θα κυριαρχήσουν στο μέλλον. Γι’ αυτό το λόγο προτρέπουμε τους συναδέλφους μηχανικούς, με αφορμή το άρθρο αυτό, να ρωτήσουν και να μάθουν περισσότερα για το υλικό, που σίγουρα θα συναντούν μπροστά τους ολοένα και περισσότερο στο μέλλον.σελ. 8 / 8
Εισάγετε το όνομά σας. *
Εισάγετε το e-mail σας. *
Μήνυμα
Κάντε ένα σχόλιο για το άρθρο. Το μήνυμα σχολίου σας θα δημοσιοποιηθεί μετά από έγκριση από την αρμόδια Επιτροπή.
*

Σφάλμα

Εισάγετε το όνομά σας.

Σφάλμα

Εισάγετε το e-mail σας.

Σφάλμα

Εισάγετε μήνυμα σχολίου.

Σφάλμα

Προέκυψε ένα λάθος κατά την αποστολή του σχολίου σας, παρακαλώ δοκιμάστε ξανά αργότερα.

Μήνυμα

Το μήνυμα σχολίου απεστάλη επιτυχώς. Θα δημοσιευτεί το συντομότερο δυνατό μετά την έγκριση του από την αρμόδια Επιτροπή.