ΤΑ ΑΣΒΕΣΤΟΛΙΘΙΚΑ ΑΔΡΑΝΗ ΓΙΑ ΤΟ ΣΚΥΡΟΔΕΜΑ
ΚΑΙ Ο ΠΕΤΡΟΓΡΑΦΙΚΟΣ ΤΟΥΣ ΕΛΕΓΧΟΣ
Μαρίνα Δημήτρουλα, Ορυκτολόγος-Πετρογράφος και Πετρογράφος Σκυροδέματος, Διεύθυνση Ορυκτολογίας - Πετρολογίας ΙΓΜΕ
Το σκυρόδεμα είναι ένα υλικό που παρασκευάζεται απο αδρανή υλικά (θραύσματα πετρωμάτων ποικίλου μεγέθους), τσιμέντο Πόρτλαντ και νερό. Η αναλογία είναι ~80 % αδρανή και 20 % τσιμέντο. Ο λόγος νερού προς τσιμέντο είναι ~0,5. Όταν τα αναμεμειγμένα υλικά πήξουν και στεγνώσουν, παράγουν ένα συμπαγές και ανθεκτικό τεχνιτό πέτρωμα, που είναι γνωστό με το όνομα σκυρόδεμα και χρησιμοποιείται ευρέως σαν δομικό υλικό στις κατασκευές.
Όπως φαίνεται από από τις αναλογίες των υλικών που χρησιμοποιούνται για την παραγωγή σκυροδέματος, τα αδρανή αποτελούν το κύριο συστατικό του και ως εκ τούτου, παίζουν βασικό ρόλο στον καθορισμό των βασικών ιδιοτήτων του, όπως είναι η αντοχή και η ανθεκτικότητα. Αυτό σημαίνει ότι από ένα συμπαγές και σκληρό αδρανές, θα προκύψει ένα συμπαγές και ανθεκτικό σκυρόδεμα, αρκεί η συνδετική ύλη (η πάστα που δημιουργείται από την ανάμειξη του τσιμέντου με το νερό) να συγκολλήσει με ισχυρό δεσμό τα αδρανή μεταξύ τους (καλή πρόσφυση αδρανούς - πάστας). Επομένως η επιλογή των αδρανών για τη χρήση τους στο σκυρόδεμα είναι καθοριστικής σημασίας, προκειμένου να παραχθεί ένα δομικό υλικό που θα εξασφαλίζει τη καλή συμπεριφορά μιας κατασκευής σε δεδομένες συνθήκες.
Σαν αδρανή υλικά για την παραγωγή σκυροδέματος χρησιμοποιούνται διάφοροι τύποι πετρωμάτων, αρκεί να πληρούν τις Εθνικές και/ή διεθνείς Προδιαγραφές. Στην Ελλάδα τα πιο διαδεδομένα αδρανή είναι τα ασβεστολιθικά αδρανή, επειδή υπάρχουν σε αφθονία, και αυτό γιατί το μεγαλύτερο μέρος της ελληνικής επικράτειας δομείται από ανθρακικά πετρώματα.
Τα ανθρακικά πετρώματα συγκαταλέγονται μεταξύ των πετρωμάτων που θεωρούνται ως τα πλέον κατάλληλα για την παραγωγή σκυροδέματος, αρκεί να μην περιέχουν βλαπτικά συστατικά (προσμίξεις). Σαν βλαπτικά συστατικά χαρακτηρίζονται ορισμένα ορυκτά ή ουσίες τα οποία, ανάλογα με την ποσότητα και την κατανομή τους, μπορούν να επηρεάσουν αρνητικά την παραγωγή ενός καλού σκυροδέματος, γιατί εμποδίζουν την ομαλή εξέλιξη της πήξης και της σκλήρυνσης, μειώνουν την πυκνότητα, προκαλούν διογκώσεις, ρηγματώσεις, αποκολλήσεις, ή ευνοούν τη διάβρωση του οπλισμού.
Με βάση τη Προδιαγραφή α) ΕΝ 12620, β) τον Κανονισμό Τεχνολογίας Σκυροδέματος - 97 και γ) το Πρότυπο του ΕΛΟΤ 408 , από τα ορυκτά που περιέχονται στα πετρώματα και θα μπορούσαν να λειτουργήσουν σαν βλαπτικά συστατικά, είναι κυρίως οι ασταθείς μορφές του διοξειδίου του πυριτίου (SiO2), τα αργιλικά ορυκτά, τα θειϊκα, κάποια μαγνησιούχα ορυκτά, η οργανική ύλη, οι μεταλλικές ενώσεις κ.α. Μάλιστα ορισμένα από αυτά τα ορυκτά, θα μπορούσαν να προκαλέσουν σοβαρές αστοχίες, ακόμα και σε πολύ μικρές ποσότητες. Για παράδειγμα, υπάρχουν οδηγίες, σύμφωνα με τις οποίες, τα αδρανή δεν θα πρέπει να περιέχουν περισσότερο από 2% ή λιγότερο από 60 % δραστικές μορφές διοξειδίου του πυριτίου, προκειμένου να αποφευχθεί η αλκαλοπυριτική αντίδραση (Concrete Society 1987; Department of Transport 1991). Ένα άλλο παράδειγμα βλαπτικού συστατικού, ακόμα και σε πολύ μικρή περιεκτικότητα, μπορεί να είναι η παρουσία θειούχων και θειϊκών ορυκτών. Στο ΕΝ 12620 (6.3.2, b) αναφέρεται ότι, το συνολικό θείο για όλα τα αδρανή δεν πρέπει να ξεπερνά το 1 % της μάζας τους, (πλην της ιπτάμενης τέφρας που είναι 2%). Στην περίπτωση μάλιστα που υπάρχει υποψία ότι μεταξύ των θειούχων ορυκτών μπορεί να συμμετέχει και μαγνητοπυρίτης (pyrrhotite = FeS, που είναι μια ασταθής μορφή θειούχου σιδήρου), τότε το ποσοστό του συνολικού θείου δεν θα πρέπει να ξεπερνά το 0,1 %.
Με βάση τα παραπάνω, φαίνεται καθαρά, πόσο προσεκτικός πρέπει να είναι ο έλεγχος των αδρανών για βλαπτικά συστατικά, ακόμα και σε πολύ μικρές ποσότητες, όταν αυτά προορίζονται για την παραγωγή σκυροδέματος.