Η συμπεριφορά του σκυροδέματος χαρακτηρίζεται σε μεγάλο βαθμό από τις μηχανικές του ιδιότητες. Στην παρούσα μεταπτυχιακή εργασία μελετάται η μηχανική συμπεριφορά του ινοπλισμένου σκυροδέματος τόσο με μεταλλικές, όσο και με συνθετικές ίνες.

 

Τα δοκίμια παράχθηκαν βάσει της ίδιας σύνθεσης, ώστε τα αποτελέσματα να είναι συγκρίσιμα. Παράχθηκαν δοκίμια με ποσοστά ινών 0.5% και 1.0% κατά όγκο. Οι μεταλλικές ίνες (SF) που χρησιμοποιήθηκαν είχαν αγκύρια στις άκρες ενώ οι συνθετικές ίνες ήταν δύο ειδών: α) με κυματιστή μορφή (PFS), β) πεπλατυσμένες με μικρά αγκύρια στις άκρες τους και πτυχώσεις κατά μήκος τους (PFC). Όλες οι συνθέσεις συγκρίθηκαν με μια ίδια σύνθεση αναφοράς, χωρίς ίνες. Επιπλέον παρασκευάστηκε μια ίδια σύνθεση αναφοράς χωρίς ίνες, αλλά με προσθήκη Μετακαολίνη.

 

Πέραν των κλασσικών δοκιμών χαρακτηρισμού των ιδιοτήτων του νωπού και σκληρυμένου σκυροδέματος, πραγματοποιήθηκαν πρόσθετες δοκιμές. Συγκεκριμένα προσδιορίστηκε το μέτρο ελαστικότητας, ο λόγος παραμορφώσεων του ινοπλισμένου σκυροδέματος και η εφελκυστική αντοχή σκυροδέματος μέσω της δοκιμής Barcelona και της κάμψης δοκού σε τέσσερα σημεία. Τέλος μέσω των δοκιμών εφελκυσμού, μελετήθηκε η συμπεριφορά των δοκιμίων μετά τη ρηγμάτωση και εκτιμήθηκε η δυσθραυστότητα του ινοπλισμένου σκυροδέματος κάθε σύνθεσης.

 

Με βάση τα αποτελέσματα και αναφορικά με τις ιδιότητες νωπού σκυροδέματος παρατηρήθηκε μείωση της ρευστότητας του νωπού σκυροδέματος, η οποία όμως εύκολα αποκαταστάθηκε με τη χρήση κοινών ρευστοποιητών, σε σχετικά χαμηλά ποσοστά (έως 3.25 kg/m³). Επίσης, διαπιστώθηκε αύξηση του εγκλωβισμένου αέρα λόγω της προσθήκης ινών ειδικά στην περίπτωση των μακρύτερων συνθετικών ινών PFC, σε ανεκτά όμως επίπεδα (έως 3.6%). Δεν διαπιστώθηκε, όπως ήταν αναμενόμενο, σημαντική επίδραση της προσθήκης ινών στη θλιπτική αντοχή και στο μέτρο ελαστικότητας του ινοπλισμένου σκυροδέματος. Αντίθετα η προσθήκη των ινών επηρέασε σημαντικά τον λόγο αξονικών και διατμητικών παραμορφώσεων, όπου καταγράφηκε σημαντική μείωση των τιμών του, από 35% έως 60%.

 

Με βάση τα αποτελέσματα και αναφορικά με τη συμπεριφορά του ινοπλισμένου σκυροδέματος μετά τη ρηγμάτωση, μέσω των δοκιμών Barcelona και της κάμψης τεσσάρων σημείων, διαπιστώθηκε η ανάπτυξη παραμένουσας εφελκυστικής αντοχής μετά τη θραύση, όλων των ινοπλισμένων δοκιμίων σκυροδέματος. Μάλιστα οι τιμές της παραμένουσας τάσης στην περίπτωση των συνθετικών ινών με υψηλό ποσοστό προσθήκης (1% κ.ο.), αναπτύχθηκαν σε τιμές που αντιστοιχούν στη φέρουσα ικανότητα των δοκών ινοπλισμένου σκυροδέματος, για τα εξεταζόμενα κατά τη μέθοδο όρια μετατόπισης. Τέλος αναφορικά με τη δυσθραυστότητα και με τις δύο δοκιμές εκτιμήθηκε αύξησή της, σε τιμές που έφτασαν μέχρι και το 90%.

 

Με βάση τα συνολικά αποτελέσματα και με κριτήριο μόνο την καλύτερη μηχανική συμπεριφορά, είναι σαφές ότι όσο αυξάνεται το ποσοστό των ινών, βελτιώνεται τόσο η παραμένουσα αντοχή, όσο και η δυσθραυστότητα. Ωστόσο όσον αφορά στο είδος των ινών, οι 2 μέθοδοι εκτίμησης δεν συγκλίνουν ως προς το συμπέρασμα. Κατά τη δοκιμή Barcelona την καλύτερη μηχανική συμπεριφορά εμφανίζουν οι μεταλλικές ίνες, ενώ σύμφωνα με τη δοκιμή κάμψης, οι συνθετικές ίνες PFS.

 

Δείτε τη ΜΕ στη βιβλιοθήκη του ΕΜΠ