Άγγελος Σ. ΓΕΩΡΓΙΑΔΗΣ, Υποψήφιος Διδάκτορας Πολιτικός Μηχανικός, Τμήμα Πολιτικών Μηχανικών, ΔΠΘ, Κοσμάς Κ. ΣΙΔΕΡΗΣ Λέκτορας, Τμήμα Πολιτικών Μηχανικών, ΔΠΘ, Νικόλαος Σ. ΑΝΑΓΝΩΣΤΟΠΟΥΛΟΣ Υποψήφιος Διδάκτορας Πολιτικός Μηχανικός, Τμήμα Πολιτικών Μηχανικών, ΔΠΘ, Νικόλαος T.ΠΑΠΑΔΟΠΟΥΛΟΣ, Μεταπτυχιακός φοιτητής, Τμήμα Πολιτικών Μηχανικών, ΔΠΘ
Επίδραση διαφορετικού τύπου αδρανών και ρυθµού
σκυροδέτησης µειγµάτων ΑΣΣ στην κατανοµή πιέσεων
στον ξυλότυπο
Influence of different type of aggregates and casting rates on
formwork pressure induced by SCC
Άγγελος Σ.ΓΕ ΡΓΙΑ∆ΗΣ1, Κοσµάς Κ.ΣΙ∆ΕΡΗΣ2, Νικόλαος
Σ.ΑΝΑΓΝ ΣΤΟΠΟΥΛΟΣ1, Νικόλαος T.ΠΑΠΑ∆ΟΠΟΥΛΟΣ3
Λέξεις Κλειδιά: αυτοσυµπυκνούµενο σκυρόδεµα, αδρανή, ρυθµός σκυροδέτησης, πιέσεις
ξυλοτύπωνΠΕΡΙΛΗΨΗ: Ένας από τους σηµαντικότερους παράγοντες που θα πρέπει να
λαµβάνονται υπόψιν κατά τον σχεδιασµό κατασκευών µε αυτοσυµπυκνούµενο
σκυρόδεµα (ΑΣΣ), είναι η αναπτυσσόµενη πίεση στους ξυλότυπους. Το ΑΣΣ
είναι ένα ιδιαίτερα ρευστό υλικό το οποίο κατά την διάρκεια της σκυροδέτησης
προσεγγίζει την υδροστατική πίεση του σκυροδέµατος και υπό δεδοµένες
συνθήκες είναι δυνατόν να την υπερβεί. Με ορατό τον κίνδυνο µιας ενδεχόµενης
αστοχίας του ξυλοτύπου που µπορεί να προκύψει από σειρά εσφαλµένων
εκτιµήσεων, η παρούσα εργασία στοχεύει στην παροχή πληροφοριών αναφορικά
µε τις παραµέτρους οι οποίες θα πρέπει να λαµβάνονται υπόψιν για την ασφαλή
σκυροδέτηση µε ΑΣΣ. Σε αυτό το πλαίσιο της γενικότερης ενηµέρωσης
παρατίθενται και πειραµατικά δεδοµένα όπου διαφαίνεται η επίδραση του είδους
των αδρανών και του ρυθµού σκυροδέτησης στην ανάπτυξη των πιέσεων από το
ΑΣΣ στους ξυλότυπους.
ABSTRACT: One of the most important factors which should be taken under
consideration when dealing with SCC is the induced formwork pressure. SCC can
be considered as an extremely fluid material which during casting approaches
hydrostatic pressure and under certain circumstances exceeds it. The present
contribution aims at providing information pertaining to those parameters that
should be taken into account when casting with SCC takes place. Under that
regime this paper provides experimental data which bring out, the influence that
different type of aggregate and different casting rates have, on the formwork
pressure development.ΕΙΣΑΓ ΓΗ
Το ΑΣΣ θεωρείται ως µια σχετικά καινούργια µορφή ειδικού σκυροδέµατος
υψηλής ρευστότητας, το οποίο αρχικά αναπτύχθηκε στην Ιαπωνία στα µέσα του1Υποψήφιος ∆ιδάκτορας Πολιτικός Μηχανικός , Τµήµα Πολιτικών Μηχανικών,
∆ηµοκρίτειο Πανεπιστήµιο Θράκης, email: ageorgi@civil.duth.gr
2
Λέκτορας, Τµήµα Πολιτικών Μηχανικών, ∆ηµοκρίτειο Πανεπιστήµιο Θράκης, email:
kksider@civil.duth.gr
3
Πολιτικός Μηχανικός, Μεταπτυχιακός φοιτητής, Τµήµα Πολιτικών Μηχανικών,
∆ηµοκρίτειο Πανεπιστήµιο Θράκης
11980. Εκµεταλλευόµενο την βαρύτητα το ΑΣΣ έχει την δυνατότητα να ρέει δια
µέσω ξυλοτύπων επιτυγχάνοντας ταυτόχρονα άριστη αυτοσυµπύκνωση. Η υψηλή
ρευστότητα που διακρίνει το ΑΣΣ σε συνδυασµό µε την υψηλή αντίσταση σε
απόµειξη το καθιστά ιδανικό για σκυροδέτηση πυκνά οπλισµένων κόµβων και
πολύπλοκων κατασκευών, σε ελάχιστο χρόνο και µε εξαιρετικά αποτελέσµατα
εξωτερικής επιφάνειας µετά το ξεκαλούπωµα. Το γεγονός όµως που παραµένει
είναι ότι η σκυροδέτηση µε ΑΣΣ συνεπάγεται ανάπτυξη δυσµενών πιέσεων για
τους ξυλότυπους µε τους τελευταίους να διαστασιολογούνται για πλευρική πίεση
ανάλογη µε αυτήν της υδροστατικής του σκυροδέµατος.
Οι σηµαντικότεροι παράγοντες που επηρεάζουν τη ανάπτυξη των πιέσεων είναι
κατά τον Gardner (1985) η πυκνότητα του σκυροδέµατος, η συµπύκνωση, η
γεωµετρία του σκυροδέµατος, η θερµοκρασία, ο ρυθµός σκυροδέτησης, η
συνεκτικότητα του σκυροδέµατος, ο τύπος των χηµικών, και η σκυροδέτηση των
στοιχείων από χαµηλά. Η λίστα των Clear και Harrison (1985) κατά κάποιο τρόπο
συµπληρώνει την προηγούµενη καθορίζοντας µερικούς ακόµα παράγοντες που
επηρεάζουν την πίεση, όπως το σχήµα αδρανούς, η διαπερατότητα, η σκληρότητα
του τύπου και η κρούση του υλικού κατά την διάρκεια της σκυροδέτησης. Στη
συνέχεια υπογραµµίζονται και αναλύονται οι σηµαντικότεροι παράγοντες που
καθορίζουν τις τελικά αναπτυσσόµενες πιέσεις στους ξυλότυπους.
Η πυκνότητα στην περίπτωση του συµβατικού σκυροδέµατος επηρεάζει την
πίεση των ξυλοτύπων κατά το χρονικό διάστηµα που αυτό βρίσκεται σε υγρή
κατάσταση. Αυτό συµβαίνει µόνο κατά την διάρκεια της σκυροδέτησης, της
διαδικασίας της δόνησης ή της επαναδόνησης του υλικού. Κάτι τέτοιο δεν ισχύει
και στην περίπτωση του ΑΣΣ εφόσον αυτό βρίσκεται µονίµως σε υγρή
κατάσταση έως ότου αρχίσει η διαδικασία της σκλήρυνσης. Ο ρυθµός της
σκλήρυνσης είναι συνεπώς πολύ σηµαντικός και αντιστρόφως ανάλογος µε την
ρευστότητα του υλικού. Για τον λόγο αυτό είναι ιδιαίτερα σηµαντικό για τα
µείγµατα ΑΣΣ να παρουσιάζουν θιξοτροπική συµπεριφορά, η οποία σύµφωνα µε
τον Barnes (1997) ορίζεται ως ο ρυθµός µείωσης του ιξώδους µε τον χρόνο υπό
σταθερό ρυθµό διαταραχής που στη συνέχεια χαρακτηρίζεται από σταδιακή
σκλήρυνση µετά την άρση του φαινοµένου διαταραχής.
Ο ρυθµός σκυροδέτησης είναι κρίσιµη παράµετρος για την ανάπτυξη πιέσεων
µετά από χρήση ΑΣΣ. Όσο υψηλότερος είναι ο ρυθµός σκυροδέτησης, τόσο
µεγαλύτερες αναµένεται να είναι οι αναπτυσσόµενες πλευρικές πιέσεις, που σε
πολλές περιπτώσεις φθάνουν την τιµή των αντίστοιχων υδροστατικών πιέσεων.
Αντίθετα εάν ο ρυθµός σκυροδέτησης µειωθεί, τότε τα µείγµατα ΑΣΣ ιδιαίτερα
αυτά που παρουσιάζουν θιξοτροπική συµπεριφορά, αναπτύσσουν εσωτερική
δοµή µε αποτέλεσµα την µείωση των τελικών πιέσεων. Με την ίδια λογική και η
µέθοδος σκυροδέτησης παίζει καθοριστικό ρόλο στην ανάπτυξη των πιέσεων. Η
σκυροδέτηση µε την αντλία του σκυροδέµατος προσαρµοσµένη στο κάτω µέρος
του ξυλοτύπου, παρουσιάζει υψηλότερες πιέσεις από τις αντίστοιχες οι οποίες
σηµειώνονται µε την σκυροδέτηση να συµβαίνει από ψηλά.
Εφόσον οι µηχανικές ιδιότητες του σκυροδέµατος είναι εξαρτώµενες από την
θερµοκρασία τότε όσο υψηλότερη είναι η αρχική θερµοκρασία του σκυροδέµατος
ή του περιβάλλοντα χώρου, τόσο χαµηλότερη θα είναι η αναπτυσσόµενη2πλευρική πίεση. Αυτό οφείλεται στον ταχύτερο ρυθµό ανάπτυξης της εσωτερικής
δοµής και της διαδικασίας της ενυδάτωσης η οποία συµβαίνει στις υψηλότερες
θερµοκρασίες.
Οι διαστάσεις και η γεωµετρία του ξυλότυπου είναι επίσης σηµαντικές
παράµετροι και άξιες αναφοράς, ειδικά εάν ληφθεί υπόψιν ότι υπάρχουν
περιορισµένες βιβλιογραφικές αναφορές σχετικά µε το θέµα. Οι διατµητικές
δυνάµεις που αναπτύσσονται στα τοιχώµατα (λόγω των τριβών µεταξύ των
τοιχωµάτων και του σκυροδέµατος) γίνονται ολοένα και µικρότερες σε σχέση µε
την µάζα του σκυροδέµατος, µε την αύξηση των διαστάσεων του ξυλότυπου.
Συνεπώς η πρόβλεψη πυκνότερου οπλισµού αυξάνει τις δυνάµεις τριβής και
µειώνει την πλευρική πίεση στο τοίχωµα.
Η διαπερατότητα και η σκληρότητα-αδρότητα του υλικού από το οποίο είναι
δοµηµένος ο ξυλότυπος επίσης επηρεάζουν την ανάπτυξη των τριβών µεταξύ της
επιφάνειας του τύπου και του σκυροδέµατος. Η διαπερατότητα µειώνει την πίεση
του νερού των πόρων, λόγω διαρροής νερού από την επιφάνεια του τύπου, ενώ
αυξηµένη αδρότητα του τύπου επιφέρει αύξηση των τριβών µε τα ευεργετικά
αποτελέσµατα για τις πιέσεις που αναφέρθηκαν παραπάνω. Στην περίπτωση που
η µια επιφάνεια του ξυλότυπου έχει παραµορφωθεί, αυτό σηµαίνει ότι η επίπεδη
επιφάνεια σκυροδέτησης διαφέρει καθ’ ύψος και συνεπώς η κατακόρυφη
σκυροδέτηση δεν είναι σταθερή ανεξάρτητα µε το αν ο όγκος σκυροδέτησης σε
σχέση µε τον χρόνο είναι σταθερός. Γενικά όσο σκληρότερος είναι ο ξυλότυπος
τόσο υψηλότερες είναι οι διαµορφούµενες πιέσεις. Το φαινόµενο εξηγείται κατά
τον Roding (1952) µε την µείωση της πίεσης λόγω της παραµόρφωσης του
ξυλότυπου, στην οποία οφείλεται η δηµιουργία της “καµάρας” στα τοιχώµατα.
Ακόµα ιδιαίτερα σηµαντικό είναι το σχήµα του αδρανούς το οποίο σχετίζεται µε
την τριβή µεταξύ των µορίων και επηρεάζει την διατµητική αντοχή του
σκυροδέµατος. Η επίδραση των χονδρόκοκκων αδρανών στην αναπτυσσόµενη
πίεση του ΑΣΣ διερευνήθηκε από τον Assaad (2004) και αποδείχθηκε ιδιαίτερα
σηµαντική. Η αύξηση του λόγου χονδρόκοκκων προς τα συνολικά αδρανή
φαίνεται να προκαλεί µείωση της πίεσης αρχικά αλλά και µε το πέρας του
χρόνου. Η εξήγηση του φαινοµένου βρίσκεται στην αλληλεπίδραση των µορίων
των αδρανών µεταξύ τους τα οποία προκαλούν συσσωµατώσεις. Παρ’ όλα αυτά
δεν υπάρχουν αρκετές βιβλιογραφικές αναφορές οι οποίες να συσχετίζουν την
πίεση των ξυλοτύπων µε διαφορετικά είδη αδρανών. Για τον λόγο αυτό στην
παρούσα εργασία επιχειρείται η καταγραφή των πιέσεων που προκαλούνται από
µείγµατα ΑΣΣ µε διαφορετικά είδη αδρανών, όταν αυτά χρησιµοποιούνται για
σκυροδέτηση κατακόρυφων δοµικών στοιχείων µε διαφορετικούς ρυθµούς
σκυροδέτησης.ΠΕΙΡΑΜΑΤΙΚΗ ∆ΙΑ∆ΙΚΑΣΙΑ
Οι εργαστηριακές δοκιµές που πραγµατοποιήθηκαν αφορούν την παρασκευή
ΑΣΣ κατηγορίας αντοχής C25/30. Για την παρασκευή των µειγµάτων ΑΣΣ
χρησιµοποιήθηκαν αδρανή (άµµος) διαφορετικής προέλευσης, πυριτικά –ΑΣΣ1-3και ασβεστολιθικά -ΑΣΣ2-. Τα χονδρόκοκκα αδρανή που χρησιµοποιήθηκαν
είναι ασβεστολιθικά µε µέγιστο κόκκο 8 mm. Σε όλα τα µείγµατα ΑΣΣ υπάρχει η
πρόβλεψη ποσότητας ασβεστολιθικής παιπάλης (filler) για την βελτίωση της
ρευστότητας και της συνεκτικότητας των µειγµάτων. Οι συνθέσεις των µειγµάτων
περιλαµβάνουν ρευστοποιητές µε βάση τους πολυκαρβοξυλικούς εστέρες, σε
διάφορα ποσοστά ώστε να επιτυγχάνεται κάθε φορά ικανοποιητική
αυτοσυµπύκνωση. Τα τσιµέντα που χρησιµοποιήθηκαν είναι σύνθετου τύπου
CEM II 32,5N και CEM II 42,5N. Σηµειώνεται ότι τα µείγµατα σχεδιάστηκαν µε
παρόµοιους συντελεστές w/c και µέγεθος εξάπλωσης, ώστε να είναι συγκρίσιµες
οι ρεολογικές τους ιδιότητες. Στον πίνακα που ακολουθεί παρατίθενται οι
συνθέσεις των ΑΣΣ και του αντίστοιχου συµβατικού σκυροδέµατος (C25/30) που
χρησιµοποιείται σε τοπική µονάδα παραγωγής.
Πίνακας 1. Αναλογίες µειγµάτων και ρεολογικά χαρακτηριστικά
Αναλογίες Υλικών
(Kg/m3)Συνθέσεις Μειγµάτων C25/30
ΑΣΣ1ΑΣΣ2NCCEMII-A/M 42,5N50,9-50CEMII-A/M 32,5N305,1369,3300Ασβεστολιθική Παιπάλη101,4150,7-Ασβεστολιθική Άµµος881,4---817,3280Πυριτική Φυσική Άµµος
Θραυστή Φυσική Άµµος
Χονδρόκοκκα Αδρανή610
800800580192,9195,1195Ρευστοποιητής583,5Επιβραδυντής1,6---0,7-W/C0,540,530,54W/P0,420,38-2,10%2,1%2,50%Εξάπλωση (cm)747518t50 (sec)21,44-V FUNNEL 1 (sec)275,44-V FUNNEL 2 (sec)416,44-ΝΕΡΟΡυθµιστής ΙξώδουςΑέρας (%)4Τα µείγµατα σχεδιάστηκαν αρχικά σε κονίαµα σύµφωνα µε την µέθοδο που
περιγράφεται από τον Γεωργιάδη et al (2006). Στην συνέχεια παρασκευάστηκαν
τα αντίστοιχα σκυροδέµατα
στα οποία πραγµατοποιήθηκε µελέτη των
ρεολογικών τους χαρακτηριστικών όπως προβλέπεται από τις Ευρωπαϊκές
Οδηγίες για παρασκευή ΑΣΣ. Για τις βέλτιστες λύσεις που παρουσιάζονται και
παραπάνω
σκυροδετήθηκαν
εργαστηριακά
οπλισµένα
τετραγωνικά
υποστυλώµατα σε κλίµακα 1:2, διατοµής 25 cm και ύψους 1 m (Σχήµα1).Σχήµα 1. Τετραγωνικά υποστυλώµατα ύψους 1 m και διατοµής 25 cm.Η σκυροδέτηση έγινε µε τη βοήθεια κατάλληλα διαµορφωµένης εργαστηριακής
αντλίας για την καλύτερη δυνατή προσοµοίωση της πράξης. Με την αντλία
βυθισµένη µέσα στο υποστύλωµα, η σκυροδέτηση κάθε φορά γινόταν οµαλά
χωρίς πτώση του υλικού από ύψος. Για κάθε µείγµα η σκυροδέτηση
πραγµατοποιήθηκε µε δύο ρυθµούς. Ο πρώτος είναι συνεχής από την αρχή της
σκυροδέτησης µέχρι και την πλήρωση του καλουπιού, ενώ ο δεύτερος ρυθµός
προβλέπει µια διακοπή, την στιγµή που το καλούπι γεµίσει κατά το ήµισυ. Η
καταγραφή των πιέσεων σε κάθε περίπτωση έγινε µε την βοήθεια ειδικών
αισθητήρων οι οποίοι προσαρµόστηκαν καθ’ ύψος του ξυλότυπου. Οι ενδείξεις
λαµβάνονται την στιγµή της σκυροδέτησης µε την βοήθεια καταγραφικού και
ειδικού προγράµµατος στην οθόνη του ηλεκτρονικού υπολογιστή. Τα
αποτελέσµατα παρατίθενται οµαδοποιηµένα για κάθε µείγµα στο Σχήµα 2.5α)β)
Σχήµα 2. Κατανοµή πιέσεων για τα µείγµατα ΑΣΣ1 (α) και ΑΣΣ2 (β) για διαφορετικούς
ρυθµούς σκυροδέτησης.Για κάθε µείγµα µετρήθηκε η θλιπτική αντοχή στις 7 και στις 28 µέρες. Η
συντήρηση έγινε σε θάλαµο συντήρησης µε σταθερές συνθήκες υγρασίας και
θερµοκρασίας (RH ≥ 90%, 200C). Οι τιµές παρουσιάζονται στο Σχήµα3.6Σχήµα 3. Ανάπτυξη θλιπτικής αντοχής για όλα τα µείγµατα σκυροδέµατος.ΑΝΑΛΥΣΗ ΑΠΟΤΕΛΕΣΜΑΤ Ν
Για την ορθότερη αντιµετώπιση και ερµηνεία των αποτελεσµάτων των
πιέσεων των µειγµάτων ΑΣΣ, κρίνεται σκόπιµη η διερεύνηση εκείνων των
σηµείων στα οποία διαφοροποιούνται οι δύο συνθέσεις. Από τον πίνακα 1, γίνεται
σαφές ότι η σύνθεση του ΑΣΣ1 έχει µικρότερες ποσότητες ασβεστολιθικής
παιπάλης και τσιµέντου γεγονός το οποίο αποτελεί µειονέκτηµα για την ρεολογία
του µείγµατος. Παρ’ όλα αυτά από την παρατήρηση του σχήµατος 4 προκύπτει,
ότι η ασβεστολιθική άµµος χαρακτηρίζεται από αρκετά µεγαλύτερο ποσοστό
λεπτών υλικών, που περνούν από το κόσκινο Νο0,125. Με αυτόν τον τρόπο
ισοσταθµίζεται σε κάποιο βαθµό το έλλειµµα στην λεπτότητα του µείγµατος που
παρατηρείται σε σχέση µε το µείγµα ΑΣΣ2. Αντίθετα η αυξηµένη ειδική
επιφάνεια του τελευταίου που προκύπτει από την αυξηµένη λεπτότητα
δικαιολογεί και την µεγαλύτερη ποσότητα νερού η οποία απαιτείται για διαβροχή.
Συνεπώς και µε δεδοµένο ότι τα µείγµατα παρουσιάζουν παρόµοια ρεολογικά
χαρακτηριστικά αναµένεται να έχουν την ίδια συµπεριφορά όσον αφορά την
κατανοµή των πιέσεων έναντι ξυλοτύπων κατά την σκυροδέτηση.Σχήµα 4. Κοκκοµετρική διαβάθµιση πυριτικής και ασβεστολιθικής άµµου.7Ρυθµός σκυροδέτησης CR1
Η σκυροδέτηση σύµφωνα µε το ρυθµό CR1, είναι συνεχόµενη και
πραγµατοποιείται µε σταθερό ρυθµό µε αποτέλεσµα οι διαδοχικές στρώσεις του
σκυροδέµατος να αποτίθενται οµαλά η µια πάνω στην άλλη, επιτρέποντας σε ένα
βαθµό την σταδιακή σκλήρυνση των κατώτερων στρωµάτων. Κάτι τέτοιο είναι
εµφανές στην περίπτωση των µειγµάτων µε ασβεστολιθικά αδρανή [Σχήµα4α)]
όπου η µπλε καµπύλη χαµηλά απέχει αρκετά από την αντίστοιχη της
υδροστατικής, ενώ στα ανώτερα επίπεδα, την στιγµή της σκυροδέτησης,
ταυτίζεται σχεδόν µε την υδροστατική πίεση. Αντίθετα στην περίπτωση των
µειγµάτων µε πυριτικά αδρανή για τον ίδιο ρυθµό σκυροδέτησης η κατανοµή των
πιέσεων σε όλα τα ύψη ταυτίζεται σχεδόν µε την υδροστατική καµπύλη. Όπως
προκύπτει από το Σχήµα4β) το µείγµα ΑΣΣ2 παρουσιάζει υδροστατική
συµπεριφορά.
Η υδροστατική συµπεριφορά του µείγµατος ΑΣΣ2 οφείλεται κυρίως στο
χαµηλότερο ιξώδες από το οποίο χαρακτηρίζεται το µείγµα. Γενικά αυτή η
συµπεριφορά είναι αναµενόµενη για τη φυσική άµµο, καθώς διακρίνεται για τα
ιδανικά µορφολογικά χαρακτηριστικά της. Το γεγονός αυτό σε συνδυασµό µε το
αυξηµένο ποσοστό της πάστας που χαρακτηρίζει το ΑΣΣ2 δικαιολογεί απόλυτα
την γραµµική συµπεριφορά του σχήµατος Σχήµα4β) για τον πρώτο ρυθµό
σκυροδέτησης. Το αυξηµένο ποσοστό της πάστας αποτελεί το απαραίτητο
συστατικό διαχωρισµού των αδρανών αποτρέποντας την συσσωµάτωση και
ευνοώντας την ρευστότητα καθώς αποτελεί και ικανό λιπαντικό.
Αντίθετα το ΑΣΣ1 είναι προφανές ότι χαρακτηρίζεται από αρκετά υψηλότερες
τιµές ιξώδους όπως προκύπτει από τις αντίστοιχες τιµές της δοκιµής V-Funnel.
Από το αποτέλεσµα της δεύτερης µέτρησης της ιδιότητα του συγκεκριµένου
µείγµατος, διαπιστώνεται ότι το µείγµα αναπτύσσει εσωτερική δοµή όταν
παραµείνει αδιατάραχτο. Συνεπώς οι χαµηλότερες τιµές της πίεσης των
κατώτερων στρωµάτων είναι αναµενόµενες για το συγκεκριµένο µείγµα.
Επιπροσθέτως το χαµηλότερο ποσοστό πάστας του µείγµατος σε συνδυασµό µε
το γωνιώδες σχήµα των κόκκων της άµµου συµβάλλει σηµαντικά στην ανάπτυξη
εσωτερικών τριβών και κατ’ επέκταση στην συσσωµάτωση και σταδιακή
σκλήρυνση. Τα ανώτερα στρώµατα βρίσκονται πλησίον της υδροστατικής
καµπύλης την στιγµή της σκυροδέτησης και αναµένεται να µειωθούν µε την
πάροδο του χρόνου.
Ρυθµός σκυροδέτησης CR2
Από την εικόνα των καµπύλων που αντιστοιχούν στον δεύτερο ρυθµό
σκυροδέτησης προκύπτει ότι αυτός αποτελεί σηµαντική παράµετρο καθορισµού
ανάπτυξης πιέσεων. Η συµπεριφορά της καµπύλης του ΑΣΣ1 δείχνει µια εντελώς
διαφορετική λειτουργία του υλικού σε σχέση µε το CR1. Αντίθετα το ΑΣΣ2
συµπεριφέρεται κατά τον ίδιο τρόπο µε την εξαίρεση της αυξηµένης πίεσης στη
βάση του ξυλότυπου.
Το ΑΣΣ2 διατηρεί την υδροστατική του συµπεριφορά καθώς πρόκειται για ένα
ιδιαιτέρως ρευστό µείγµα. Η αυξηµένη πίεση που σηµειώνεται κοντά στο µέσον8του δοµικού στοιχείου, οφείλεται στο βάρος του υλικού της δεύτερης στρώσης, η
οποία όµως δεν φαίνεται να επηρεάζει τα κατώτερα στρώµατα. Θα µπορούσε
λοιπόν να ειπωθεί ότι για το συγκεκριµένο µείγµα η διαφοροποίηση του ρυθµού
σκυροδέτησης δεν προκάλεσε δραµατικές αλλαγές στην κατανοµή των πιέσεων.
Το µείγµα ΑΣΣ1 επέδειξε µια εντελώς διαφορετική συµπεριφορά, καθώς η εικόνα
της καµπύλης είναι εντελώς διαφορετική από αυτήν που αντιστοιχεί στο CR1.
Λαµβάνοντας υπόψιν ότι πρόκειται για ένα θιξοτροπικό υλικό συµπεραίνει κανείς
ότι µε την επανέναρξη της σκυροδέτησης για την πλήρωση του δεύτερου µισού
του καλουπιού, προκαλείται διάρρηξη της εσωτερικής δοµής του υλικού που έχει
δηµιουργηθεί στο µεσοδιάστηµα υπό το βάρος του νέου φορτίου. Το γεγονός
αυτό δικαιολογεί τις αυξηµένες τιµές στα κατώτερα στρώµατα του ξυλότυπου, όχι
όµως και τις υπέρµετρα υψηλές τιµές στην κορυφή. Αυτές πιθανότατα να
προκλήθηκαν από εξωτερικές δονήσεις στο εργαστήριο, καθώς οι αισθητήρες
πίεσης είναι ιδιαίτερα ευαίσθητα όργανα.
Θλιπτική Αντοχή
Παρατηρώντας το Σχήµα 3 όπου απεικονίζεται η εξέλιξη της θλιπτικής αντοχής
για όλα τα µείγµα, προκύπτει ότι σε όλες τις περιπτώσεις τα µείγµατα έφθασαν
την τιµή της θλιπτικής αντοχής για την οποία σχεδιάστηκαν, στην ηλικία των 28
ηµερών. Επικεντρώνοντας στην καµπύλη η οποία περιγράφει την εξέλιξη της
αντοχής του ΑΣΣ2, γίνεται σαφές ότι διαφέρει από τις υπόλοιπες καµπύλες, που
παρουσιάζουν ίδια µορφή. Αυτή η συµπεριφορά είναι αναµενόµενη σε µείγµατα
στα οποία χρησιµοποιείται επιβραδυντής. Εν προκειµένω στο ΑΣΣ2
χρησιµοποιήθηκε ειδικός τύπος ρευστοποιητή µε επιβραδυντικές τάσεις αλλά σε
ισχυρή δοσολογία, µε αποτέλεσµα να καθυστερήσει σηµαντικά η την αρχή της
ενυδάτωσης σε σχέση µε τα υπόλοιπα µείγµατα. Ακόµα η χαµηλότερη τελική
αντοχή που παρουσιάζει το ΑΣΣ2 σε σχέση µε το ΑΣΣ1 δικαιολογείται από το
γεγονός ότι χρησιµοποιήθηκε για την παρασκευή του αποκλειστικά τσιµέντο
τύπου CEM II 32,5N.ΣΥΜΠΕΡΑΣΜΑΤΑ
Είναι σαφές ότι για την παρασκευή ΑΣΣ µπορεί να χρησιµοποιηθεί µια
ευρεία γκάµα αδρανών υλικών, διαφορετικής κοκκοµετρίας και προέλευσης.
Παρ’ όλα αυτά η διαλογή µε συγκεκριµένα κριτήρια είναι δυνατόν να αποδειχθεί
ευεργετική για την ανάπτυξη πιέσεων στους ξυλότυπους. Σύµφωνα µε τα
δεδοµένα της παρούσας εργασίας η χρήση της θραυστής ασβεστολιθικής άµµου
είναι προτιµότερη από αυτήν της φυσικής πυριτικής. Το γωνιώδες και ακανόνιστο
σχήµα των κόκκων της ασβεστολιθικής άµµου, για τα ίδια περίπου επίπεδα
πάστας µείγµατος, προκαλεί περισσότερες εσωτερικές τριβές. Αυτή η εσωτερική
διαδικασία έχει σαν αποτέλεσµα την ανάπτυξη εσωτερικής δοµής µε γοργότερο
ρυθµό και κατ’ επέκταση πτώση των πιέσεων. Ανάλογα σηµαντικός είναι και ο
ρυθµός σκυροδέτησης µε τον πρώτο εκ των δύο που µελετήθηκαν να
διαµορφώνει τις χαµηλότερες πιέσεις και για τους δύο τύπους ΑΣΣ. Τέλος είναι
προφανές και το οικονοµικό όφελος το οποίο προκύπτει µε την χρήση του ΑΣΣ9µε τα ασβεστολιθικά αδρανή. Το ποσοστό ρευστοποιητή που προστίθεται σε
αυτήν την περίπτωση είναι κατά πολύ µικρότερο µειώνοντας δραστικά µε αυτό
τον τρόπο το συνολικό κόστος του µείγµατος.ΑΝΑΦΟΡΕΣ
Γεωργιάδης, A., Σίδερης, K.K. and Αναγνωστόπουλος, N ‘Ανάπτυξη Νέας
Μεθοδολογίας Σχεδιασµού µειγµάτων Αυτοσυµπυκνούµενου Σκυροδέµατος',
Περιοδικό ΣΚΥΡΟ∆ΕΜΑ, 4 (2006) 35-45.
Assaad, J., (2004) “Formwork Pressure of Self-Consolidating Concrete –
Influence of Thixotropy”, Doctroral Thesis, Université de Sherbrooke, Quebec,
Canada.
Barnes, H. A. (1997) “Thixotropy – A Review” Journal of Non-Newtonian
Fluid Mechanics, Vol. 70, Elsevier science BV, pp. 1-33.
Billberg, P., “Form Pressure Generated by Self Compacting ConcreteInfluence of Thixotropy and Structural Behavior at Rest”, PhD Thesis, SCHOOL
OF ARCHITECTURE AND THE BUILT ENVIRONMENT, SE-100 44
STOCKHOLM, SWEDEN, 2006
Clear, C.A., and Harrison, T.A. (1985) “Concrete Pressure on Formwork”,
CIRIA Report 108.
Gardner, N.J. (1985) “Pressure of Concrete on Formwork – A Review”, ACI
Journal, Technical paper, Title No. 82-69, pp. 744-753.
Koehler, E., Fowler, W., “PROPORTIONING SCC BASED ON
AGGREGATE CHARACTERISTICS”, University of Texas at Austin, USA,
Proceedings of 5th International Symposium on SCC, Ghent, Belgium 2007, pp.
67-72.
Rodin, S. (1952) “Pressure of Concrete on Formwork”, Proceedings, Institution
of Civil Engineers (London), V. 1, Part 1, No. 6, pp. 709-746.10