Χρήση ζεόλιθων ως ειδικά αδρανή για την παρασκευή ελαφρού σκυροδέματος.

Abstract

Ο σκοπός της διπλωματικής εργασίας είναι ο προσδιορισμός ορισμένων Φυσικών και Φυσικομηχανικών ιδιοτήτων δοκιμίων σκυροδέματος με ζεολιθικά αδρανή για την αξιολόγηση της καταλληλότητας των Ζεόλιθων ως ειδικά αδρανή για την παρασκευή ειδικών τύπων σκυροδέματος Για την επίτευξη του σκοπού αποφασίστηκε δοκιμαστικά να επιλεχθούν κάποιες παραδοχές ανάλογα με τους περιορισμούς στον Ελλαδικό χώρο, όπως: 1. Η επιλογή των αδρανών που πραγματοποιήθηκε από την διαθέσιμη Ελληνική αγορά και εξετάστηκαν ως προς την κοκκομετρική σύνθεση, σύμφωνα με τον ισχύοντα Κ.Τ.Σ. – 97. 2. Τα διαθέσιμα αδρανή από την Ελληνική αγορά ήσαν τα ασβεστολιθικά Ελληνικής παραγωγής και προμηθεύτηκαν από εταιρεία αδρανών υλικών, ενώ τα ζεολιθικά αδρανή ήσαν προέλευσης Βουλγαρίας και προμηθεύτηκαν από την αντιπροσωπευτική εταιρεία S&B Βιομηχανικά Ορυκτά Α.Ε. 3. Οι διαστάσεις των κυλινδρικών δοκιμίων ήσαν εντός των καθορισμένων από τον (κανονισμό) ορίων, με λόγο (Ύψος / Διάμετρο = 2) δηλαδή [l=14cm, d=7cm] 4. Τα κυλινδρικά καλούπια παραγγέλθηκαν με τις προαναφερθείσες διαστάσεις σύμφωνα με τις προδιαγραφές των διαθέσιμων (θλιπτικής αντοχής και σημειακής φόρτισης) συσκευών του Εργαστηρίου Γεωλογίας και Ορυκτολογίας του Γεωπονικού Πανεπιστημίου Αθηνών 5. Η μελέτη συνθέσεως καθορίστηκε δοκιμαστικά με τον Αμερικάνικο Κανονισμό Σκυροδέματος ACI 211.1 Κατασκευάστηκαν εξήντα κυλινδρικά δοκίμια σκυροδέματος των δύο διαφορετικών ομάδων, ακολουθώντας αυστηρά το πρότυπο Κ.Τ.Σ. – 97 και τηρώντας την εργασιμότητα του νωπού σκυροδέματος (Μεταφορά, Σκυροδέτηση και Συμπύκνωση), ανάλογα με τα δεδομένα της μελέτης συνθέσεως. Κατόπιν διατηρήθηκαν καλουπωμένα για (32 – 48) ώρες, για να επιτευχθεί η εξέλιξη της στερεοποίησης και αφού ξεκαλουπώθηκαν συντηρήθηκαν για 28 ημέρες σε εμποτισμό νερού εντός γούρνας στο εργαστήριο σκυροδέματος του Α.Τ.Ε.Ι. Αθηνών. Μετά από 28 ημέρες συντήρησης ,τα δοκίμια υποβλήθηκαν σε εργαστηριακές δοκιμές, όπως σε (θλιπτική αντοχή, διάρρηξης, σημειακή φόρτιση και επιφανειακή σκληρότητα), καθώς και σε μετρήσεις (ειδικού και φαινόμενου βάρους ,ολικό πορώδες και υδατοπερατότητα), με στόχο την ένδειξη ποσοστιαίας διαφοράς των αποτελεσμάτων μεταξύ των δύο διαφορετικών ομάδων. Οι δοκιμές θλιπτικής αντοχής, σημειακής αντοχής και επιφανειακής σκληρότητας εκτελέστηκαν στο Εργαστήριο Γεωλογίας και Ορυκτολογίας του Γεωπονικού Πανεπιστημίου Αθηνών, ενώ η υδατοπερατότητα και δοκιμή διάρρηξης (Brasilian Test), έγιναν στην εταιρεία (ε.κ.ε.τ.) της Lafarge. Επίσης οι δοκιμές ειδικού και φαινόμενου βάρους καθώς και ο υπολογισμός του πορώδες πραγματοποιήθηκαν στο Εργαστήριο Σκυροδέματος του Α.Τ.Ε.Ι. Αθηνών Τα αποτελέσματα των αντοχών (διάρρηξης, σημειακής φόρτισης και επιφανειακής σκληρότητας), διατυπώθηκαν ως θλιπτικές αντοχές. Αποκλίσεις των μετρήσεων μεταξύ των δύο ομάδων υπήρξαν σημαντικές και σχετικές Τα αποτελέσματα των αποκλίσεων θλιπτικών αντοχών σε συνάρτηση με την απαιτούμενη κατά την μελέτη συνθέσεων αντοχή σε θλίψη κυλινδρικού δοκιμίου ήσαν της τάξεως , για τις καταστρεπτικές μεθόδους όπως (θλιπτικής, διάρρηξης και σημειακής φόρτισης), (10 – 30)% για τα ασβεστολιθικά δοκίμια, ενώ (30 – 70)% για τα ζεολιθικά δοκίμια, επίσης με την μη καταστρεπτική μέθοδο (επιφανειακής σκληρότητας, κρουσίμετρο Schmidt), (20 – 40)% και για τις δύο ομάδες. Η μείωση των αστοχιών και σχετικών αποκλίσεων μπορεί να υλοποιηθεί με την χρήση Ελληνικών ζεόλιθων, το οποίο περιέχει 89% ζεόλιθο τύπου – HEU (Ca, K, Mg, Na – κλινοπτιλόλιθο)[1], ενώ της Βουλγαρίας και άλλων κρατών μέχρι 70% ζεόλιθο τύπου – HEU (Ca, K, Mg, Na – κλινοπτιλόλιθο) Επομένως, επιβάλλεται περισσότερη προσεκτική μελέτη ως προς την σύνθεση του μίγματος, ούτως ώστε η αναλογία μίξεως (τσιμέντου : αδρανών : νερού) να επιτευχθεί ακριβέστερη Επιπλέον, οι ζεόλιθοι ως ειδικά αδρανή έχουν την δυνατότητα να χρησιμοποιηθούν για την παρασκευή ελαφρών σκυροδεμάτων, κυρίως και σε έργα υποδομής, αρκεί να προσεγγίζουν τις απαιτούμενες αντοχές κατά την κατασκευαστική μελέτη. Καταλήγοντας στην εξής άποψη, ότι η έρευνα κατασκευής ελαφρών σκυροδεμάτων με τα ειδικά αδρανή των ζεόλιθων μπορεί να επεκταθεί περισσότερο χρησιμοποιώντας καινοτομικές μεθόδους προσέγγισης . [1] Δ. Βογιατζής, Χ. Χρηστάρας, Α. Φιλιππίδης, και άλ., 2008, «Αξιολόγηση της Συμπαγοποίησης Κονιαμάτων Τσιμέντου – Άμμου – Ελληνικού Φυσικού Ζεολίθου με Τεχνικές Υπερήχων», 1ο Πανελλήνιο Συν. Δομικών Υλικών (Αθήνα 21-23/5).