ΣΚΥΡΟΔΕΜΑ ΟΠΛΙΣΜΕΝΟ ΜΕ ΧΑΛΥΒΔΙΝΕΣ ΙΝΕΣ
Συμπιεσμένο με Οδοστρωτήρα για Οδοποιία
Χάρης Αγγελακόπουλος, PhD Student
Κυριάκος Νεοκλέους, Senior Research Fellow
Κύπρος Πηλακούτας, Professor
Centre for Cement & Concrete, Department of Civil & Structural Engineering, The University of Sheffield, UK
Λέξεις κλειδιά: Σκυρόδεμα συμπιεσμένο με οδοστρωτήρα, Ινοπλισμένο σκυρόδεμα, Ανακυκλωμένα υλικά
ΠΕΡΙΛΗΨΗ
Η παρούσα εισήγηση περιγράφει τη χρήση χαλύβδινων ινών ενσωματωμένων σε σκυρόδεμα συμπιεσμένο με οδοστρωτήρα (ΣΣΟ), με σκοπό τη κατασκευή οδοστρωμάτων. Αυτή η εργασία είναι μέρος του χρηματοδοτημένου από την ΕΕ προγράμματος, «Ecolanes», το οποίο αποβλέπει στην ανάπτυξη δύσκαμπτων οδοστρωμάτων με παρατεταμένη διάρκεια «ζωής». Αρχικά, παρέχονται πληροφορίες για τον προτεινόμενο τύπο σκυροδέματος και οδοστρώματος, με επιχειρήματα που επισημαίνουν τα πλεονεκτήματα που συνδέονται με τη χρήση του ΣΣΟ. Ο στόχος του συγκεκριμένου μέρους της εργασίας που παρουσιάζεται, είναι να εξεταστεί η επίδραση της ενσωμάτωσης ινών σε ΣΣΟ από δομική σκοπιά, και να συζητηθεί η βελτίωση της αντοχής σε κάμψη, όπως και να γίνει σχολιασμός της επιδράσεως που έχουν οι διαφορετικοί τύποι ίνας ως οπλισμός σκυροδέματος. Η ιδιαίτερη σημασία της γεωμετρίας της ίνας στην αντοχή κάμψης του ινοπλισμένου με χάλυβα ΣΣΟ καταδεικνύεται. Το ΣΣΟ που ενισχύθηκε με ίνες προερχόμενες από βιομηχανικές πηγές έδειξε καλύτερη συμπεριφορά σε κάμψη, έναντι του ΣΣΟ που ενισχύθηκε με ίνες που ανακτήθηκαν από ανακυκλωμένα ελαστικά οχημάτων, σε ισοδύναμες αναλογίες ινών. Εντούτοις, αποδεικνύεται ότι οι ανακυκλωμένες ίνες θα μπορούσαν να είναι μια εναλλακτική και βιώσιμη λύση εάν χρησιμοποιηθούν σε υψηλότερες δοσολογίες.
1. ΕΙΣΑΓΩΓΗ
Μια σημαντική και στοχοθετημένη επένδυση (περίπου 600 δισεκατομμύρια ευρώ μέχρι το 2010) απαιτείται για την αποκατάσταση και την επέκταση της υποδομής των επίγειων ευρωπαϊκών μεταφορών, που θα προβλέπει ένα επαρκές σύστημα, ικανό να ανταποκριθεί στις ανάγκες της διευρυμένης Ευρωπαϊκής Ένωσης, προς όφελος της ενιαίας αγοράς και κοινωνικο¬οικονομικής ολοκλήρωσης (Calvet Μ. Τ., 2004 & ECTP, 2005). Το βασικό στοιχείο των επίγειων μεταφορικών υποδομών είναι το οδόστρωμα, το οποίο μπορεί να είναι εύκαμπτο ή δύσκαμπτο. Τα εύκαμπτα οδοστρώματα συνήθως κατασκευάζονται από άσφαλτο, ενώ το κύριο υλικό που χρησιμοποιείται στα δύσκαμπτα οδοστρώματα είναι το σκυρόδεμα με τσιμέντο Portland και ενίσχυση με συμβατικό πλέγμα.
Με την ταχεία κλιμάκωση των τιμών του πετρελαίου, το μέλλον των εύκαμπτων οδοστρωμάτων, που απαιτούν βαθιές θεμελιώσεις και παχιά στρώματα ασφάλτου (150-450mm), γίνεται σταδιακά όλο και πιο αβέβαιο λόγω των αυξημένων δαπανών, καθώς και της δυσμενούς πολιτικής και περιβαλλοντικής καταστάσεως. Παρόλο που τα συμβατικά δύσκαμπτα οδοστρώματα (150-300mm) μπορούν να μειώσουν σημαντικά τα απαιτούμενα στρώματα θεμελίωσης, να ελαττώσουν ή να αποβάλουν το κάλυμμα ασφάλτου και να μειώσουν τις απαιτήσεις σε συντήρηση, προς το παρόν συνδέονται με υψηλότερες δαπάνες και μεγαλύτερη κατασκευαστική πολυπλοκότητα λόγω της χρήσεως συμβατικού πλέγματος. Το ινοπλισμένο με χάλυβα σκυρόδεμα (ΙΧΣ) θα μπορούσε να επιφέρει αποδέσμευση από τη χρήση συμβατικού πλέγματος επιτρέποντας τη λειτουργία της μεθόδου συμπίεσης με οδοστρωτήρα για τη κατασκευή οδοστρωμάτων, επιφέροντας σημαντική εξοικονόμηση χρόνου και χρημάτων. Εντούτοις, προκειμένου να προβλεφθεί μια πραγματικά οικονομική και βιώσιμη λύση για δύσκαμπτα οδοστρώματα, είναι απαραίτητο να χρησιμοποιηθούν ανακυκλωμένα υλικά και να αξιολογηθούν προσεκτικά οι ενεργειακές ανάγκες καθώς επίσης και το κόστος συντήρησης.
Στις επόμενες ενότητες γίνεται επισκόπηση του προτεινόμενου τύπου σκυροδέματος και οδοστρώματος, με επιχειρήματα που επισημαίνουν τα πλεονεκτήματα που συνδέονται με τη χρήση του ΣΣΟ. Επίσης παρατίθεται εκτενής περιγραφή των δοκιμών κάμψης που επιχειρήθηκαν, με σχετική αναφορά στους διαφορετικούς τύπους ινοπλισμού που χρησιμοποιήθηκαν. Τέλος ακολουθεί συζήτηση πάνω στα βασικά συμπεράσματα που συνάχθηκαν από τις δοκιμές κάμψης στα ινοπλισμένα με χάλυβα ΣΣΟ (ΙΧΣΣΟ) δοκίμια.