Αλγερινοί επιστήμονες εργάστηκαν για την ανάπτυξη ενός νέου σκυροδέματος SCSC που θα μπορούσε να είναι το κλειδί για την ενίσχυση κατασκευών πολιτικού μηχανικού και την επισκευή ρωγμών σε συνηθισμένα υποστρώματα από σκυρόδεμα.
Το σκυρόδεμα παραμένει ένα από τα βασικά δομικά υλικά παγκοσμίως. Διάφορα ερευνητικά έργα τα τελευταία χρόνια έχουν αναπτύξει ισχυρότερες ενώσεις χάρη σε ένα δημοφιλές συστατικό ή με μοναδικές ιδιότητες, όπως η αποθήκευση ενέργειας, αλλά μια πρόκληση παραμένει: ένα υλικό ικανό να επισκευάζει εύκολα και γρήγορα ρωγμές και άλλες δομικές ζημιές στα κτίρια.
Αυτό θα μπορούσε να είχε αποτρέψει ορισμένες από τις καταστροφικές συνέπειες του πρόσφατου σεισμού στο Μαρόκο ή να είχε γλιτώσει τον Βρετανό πρωθυπουργό Ρίσι Σουνάκ από το σκάνδαλο αυτής της εβδομάδας που αφορούσε το κλείσιμο περισσότερων από 150 σχολείων στην Αγγλία λόγω του κινδύνου κατάρρευσης. Αυτά τα σχολεία χτίστηκαν με αυτόκλειστο αεριζόμενο σκυρόδεμα (AAAC), ένα δομικό υλικό που ήταν πολύ συνηθισμένο πριν από δεκαετίες και έχει χρησιμοποιηθεί σε στέγες, τοίχους, δάπεδα και επενδύσεις, παρά τα καταστροφικά του αποτελέσματα στην εξασφάλιση της ασφάλειας.
Η τρέχουσα εστίαση είναι στη βελτίωση του σχεδιασμού και της παραγωγής υλικών επισκευής σκυροδέματος που είναι πιο ανθεκτικά, ανθεκτικά και φθηνότερα από τα υπάρχοντα για την αντιμετώπιση αυτού του είδους καταστάσεων. Αυτό ακριβώς έκανε μια ομάδα Αλγερινών ερευνητών, δημοσιεύοντας πρόσφατα ένα άρθρο στο Journal of Materials in Civil Engineering, στο οποίο περιγράφεται λεπτομερώς η δημιουργία ενός νέου τύπου αυτοσυμπυκνούμενου αμμοσκυρόδεματος (SCSC) που είναι εξαιρετικά ρευστό και «εξαιρετικά αποτελεσματικό για την επισκευή στενών ή δυσπρόσιτων περιοχών».
Επισκευή δομών
Η αύξηση της αποκατάστασης κατεστραμμένων κτιρίων από σκυρόδεμα τις τελευταίες δεκαετίες απαιτεί νέες στρατηγικές και υλικά για την παράταση της διάρκειας ζωής των κατασκευών τους. Αυτό δεν συμβαίνει μόνο για πρακτικούς λόγους διατήρησης ό,τι έχει ήδη κατασκευαστεί, αλλά και για περιβαλλοντικούς λόγους, λόγω «των αρνητικών επιπτώσεων που θα μπορούσε να έχει η κατεδάφιση κατεστραμμένων κατασκευών και η κατασκευή νέων», όπως αναφέρουν στη μελέτη τους ερευνητές του Πανεπιστημίου Επιστήμης και Τεχνολογίας και του Εργαστηρίου Υλικών της Εθνικής Πολυτεχνικής Σχολής Maurice Audin στο Οράν της Αλγερίας.
Τα τελευταία χρόνια, έχει προταθεί ένα ευρύ φάσμα λύσεων για την επισκευή κατασκευών από σκυρόδεμα, από πολυμερικά και ρητινώδη υλικά έως υλικά με βάση το τσιμέντο, και αυτά χρησιμοποιούνται ήδη για την αποκατάσταση εκατοντάδων κτιρίων. Ωστόσο, οι μηχανικοί εξακολουθούν να αισθάνονται την ανάγκη για ένα τσιμεντοειδές επισκευαστικό υλικό ικανό να λύσει προβλήματα που προκύπτουν σε πολύ στενά τμήματα ή με γεωμετρικά πολύπλοκα σχήματα.
Για να αντιμετωπίσουν αυτό το πρόβλημα, Αλγερινοί επιστήμονες εργάζονται για την ανάπτυξη ενός νέου σκυροδέματος SCSC που θα μπορούσε να είναι το κλειδί για την ενίσχυση κατασκευών πολιτικού μηχανικού και την επισκευή ρωγμών σε συνηθισμένα υποστρώματα σκυροδέματος. Κύριος στόχος τους ήταν να δημιουργήσουν ένα υλικό ικανό να συνδυάζει χαρακτηριστικά όπως εξαιρετική ρευστότητα, βέλτιστη σταθερότητα και αποδεκτή αντοχή σύνδεσης. Εκτός από τα συνήθη υλικά που χρησιμοποιούνται για την παραγωγή σκυροδέματος, συμπεριέλαβαν ένα βασικό συστατικό: το MEDAFLOW 30, έναν υπερπλαστικοποιητή (SP) με υψηλή μείωση του νερού, με βάση τον πολυκαρβοξυλικό αιθέρα με περιεκτικότητα σε στερεά 30%.
Επιπλέον, χρησιμοποίησαν μια νέα μέθοδο έγχυσης για την εφαρμογή των στρώσεων επισκευής και εννέα διαφορετικές συνθέσεις SCSC, οι οποίες υποβλήθηκαν σε διάφορες δοκιμές για την αξιολόγηση της ρευστότητας, της διαπερατότητας και της αντοχής τους σε θλίψη. Επιπλέον, προσδιόρισαν τον όγκο των διαπερατών πόρων και την απορρόφηση νερού μέσω δοκιμών εμβάπτισης.
Δοκιμές αντοχής
Οι πιο κρίσιμες δοκιμές αντοχής σε θλίψη διεξήχθησαν σε τρεις διαφορετικές χρονικές στιγμές: 7, 28 και 90 ημέρες μετά την ανάμειξη. Αυτές οι δοκιμές στόχευαν στον προσδιορισμό των φυσικών και μηχανικών χαρακτηριστικών τόσο του συνηθισμένου σκυροδέματος όσο και του σκυροδέματος SCSC ξεχωριστά. Η αντοχή πρόσφυσης αξιολογήθηκε επίσης χρησιμοποιώντας μια δοκιμή αντοχής σε εφελκυσμό και μια δοκιμή έλξης, οι οποίες απέδωσαν πολύ ευνοϊκά αποτελέσματα, ιδιαίτερα σε λεπτές και στενές διατομές.
Συγκεκριμένα, αυτό το νέο υλικό παρουσίασε αντοχή σε θλίψη άνω των 70 μεγαπασκάλ (MPa) και αντοχή σε εφελκυσμό που ξεπερνούσε τα 3 MPa. Για αναφορά, οποιοδήποτε προϊόν σκυροδέματος με αντοχή μεγαλύτερη από 41 MPa θεωρείται «υψηλής αντοχής» και μπορεί να χρησιμοποιηθεί για έργα μεγάλης κλίμακας, όπως γέφυρες ή πολυώροφα κτίρια.
Το κύριο πλεονέκτημα αυτού του νέου τύπου σκυροδέματος είναι η υψηλή ρευστότητά του, η οποία διευκολύνει την επεξεργασία και του επιτρέπει να ρέει μέσα από βαριά ενισχυμένα στοιχεία, γεμίζοντας έτσι τυχόν ρωγμές σε μια κατεστραμμένη κατασκευή. «Το SCSC είναι εξαιρετικά αποτελεσματικό για την επισκευή στενών περιοχών, όπως η διασταύρωση στοιχείων οπλισμένου σκυροδέματος όπου οι ράβδοι οπλισμού επικαλύπτονται, και για τη στερέωση τμημάτων κάτω από οριζόντιες επιφάνειες, όπως καταστρώματα γεφυρών και άλλες παρόμοιες κατασκευές», σημειώνουν οι Αλγερινοί επιστήμονες στη μελέτη τους.
Επιπλέον, τα συστατικά που χρησιμοποιούνται για την κατασκευή αυτού του αυτοσυμπυκνούμενου αμμώδους σκυροδέματος, όπως νερό, φυσική λεπτή άμμος, ανακυκλωμένα αδρανή και άμμος που ανακτάται από ασβεστολιθικά απόβλητα, είναι άμεσα διαθέσιμα και φθηνά. Αυτό καθιστά εύκολη την παραγωγή του χωρίς υπερβολικό κόστος. «Τα αποτελέσματα και η μέθοδος που χρησιμοποιείται για την επισκευή και αξιολόγηση στρώσεων σκυροδέματος μπορούν να βοηθήσουν πολύ τους αρχιτέκτονες, τους μηχανικούς και τους επαγγελματίες που ενδιαφέρονται για την ανάπτυξη και χρήση υλικών επισκευής με βάση το τσιμέντο», καταλήγουν οι συγγραφείς του άρθρου.
