Διερεύνηση του τασικού και παραμορφωσιακού πεδίου κατά τη σύνδεση φυσικών δομικών λίθων για την αναστήλωση αρχαίων μνημείων
Authors: Αγαλανιώτου Σμάρω 
Published: August 2021

Πολλά ζητήματα πρέπει να αντιμετωπιστούν κατά τη διάρκεια των εργασιών αναστήλωσης των αρχαίων μνημείων. Ένα τέτοιο πρόβλημα αφορά τη συμβατότητα των λίθων, αφού σε κάθε περίπτωση οι νέοι λίθοι πρέπει να είναι συμβατοί με τους υφιστάμενους αναφορικά με τις μηχανικές και φυσικές ιδιότητες, τη μορφή και την υφή κλπ. Ένα άλλο πρόβλημα αφορά τις ιδιότητες ορισμένων κονιαμάτων που χρησιμοποιούνται σαν υλικό πλήρωσης όταν ενώνονται ορισμένα ογκοτεμάχια. Αυτή η εργασία χωρίζεται σε τρία μέρη.Το πρώτο μέρος της παρούσας εργασίας εξετάζει την δυνατότητα πραγματοποίησης μη καταστρεπτικών δοκιμών (ΜΚΔ) για το χαρακτηρισμό αρχαίων και νέων υλικών. Τα εξεταζόμενα υλικά ήταν δύο ασβεστόλιθοι από την περιοχή των Χανίων της Νήσου Κρήτης, τα οποία χρησιμοποιούνται ως σύγχρονα δομικά υλικά. Αρχικά έγινε μια προσπάθεια χαρακτηρισμού τους με χρήση μη καταστρεπτικών δοκιμών (ΜΚΔ) και ειδικότερα με τη μέθοδο των υπερήχων (UPV). Στη συνέχεια έγινε μια προσπάθεια να συσχετιστούν τα αποτελέσματα των ΜΚΔ με αυτά των καταστροφικών δοκιμών. Αυτό ολοκληρώθηκε με επιτυχία για το σύγχρονο υλικό αλλά δεν κατέστη δυνατό να ολοκληρωθεί για τα αρχαία υλικά εξαιτίας της έλλειψης πρόσβασης σε αυτά.Στο δεύτερο μέρος πραγματοποιήθηκε μία σειρά από πειράματα με σκοπό το μηχανικό χαρακτηρισμό των κονιαμάτων που χρησιμοποιούνται ως υλικό πλήρωσης όταν ενώνονται λίθοι χρησιμοποιώντας μεταλλικούς συνδέσμους. Δοκιμές μονοαξονικής και τριαξονικής θλίψης πραγματοποιήθηκαν σε δοκίμια ποζολανικού ασβεστοκονιάματος κονιάματος (χωρίς τσιμέντο) ύψους 100 mm και διαμέτρου 50 mm. Κατά τη διαδικασία αυτή δίνονται η εμπειρία της επιτυχημένης χύτευσης και των τριαξονικών δοκιμών δοκιμίων των παραπάνω διαστάσεων.Το τρίτο μέρος εξετάζει αριθμητικά τη μηχανική συμπεριφορά των υλικών που χρησιμοποιούνται κατά τη γωνιακή συναρμογή των επιστηλίων του Παρθενώνα της Ακρόπολης των Αθηνών. Τα γωνιακά επιστήλια ενώνονται υπό γωνία 45ο χρησιμοποιώντας σύνδεσμο τιτανίου σχήματος “I”. Οι σύνδεσμοι τοποθετούνται σε ειδικές εγκοπές και το κενό πληρώνεται με κονίαμα. Αναπτύχθηκαν αριθμητικά μοντέλα για την προσομοίωση δύο πρισματικών όγκων μαρμάρου Διονύσου, έναν σύνδεσμο τιτανίου σχήματος “I” και κονίαμα ανάμεσα στο μάρμαρο και το σύνδεσμο τιτανίου. Εφαρμόστηκαν στοιχεία επαφής ανάμεσα στις τρεις διεπιφάνειες που προέκυψαν (τιτάνιο - κονίαμα, κονίαμα - μάρμαρο και μάρμαρο - μάρμαρο), ενώ η διεπιφάνεια μοντελοποιήθηκε με χρήση στοιχείων επαφής. Η μοντελοποίηση πραγματοποιήθηκε σε τρεις διαστάσεις χρησιμοποιώντας έλεγχο μετατόπισης ως μηχανισμό φόρτισης του εντός του οριζόντιου επιπέδου. Διαφορετικά καταστατικά μοντέλα υλικού έχουν εφαρμοστεί για τα τρία υλικά (δηλαδή ελαστικό, τέλεια ελαστοπλαστικό και πειραματικά κατά τμήματα κρατυνόμενο). Επιπλέον, έχουν εξεταστεί διαφορετικά χαρακτηριστικά κονιαμάτων καθώς και η ένωση/σύζευξη δύο διαφορετικών μαρμάρινων ογκοτεμαχίων. Τα αποτελέσματα της αριθμητικής ανάλυσης παρουσιάζουν την επίδραση της τοποθέτησης του συνδέσμου τιτανίου σχήματος “I”, την επίδραση των διαφορετικών καταστατικών μοντέλων υλικού, καθώς και τις αντιπροσωπευτικές τάσεις και παραμορφώσεις όλων των υλικών. Επίσης, δείχνουν την επίδραση του νέου υλικού και την επίδραση των δύο διαφορετικών μαρμάρινων ογκοτεμαχίων στο τασικό και παραμορφωσιακό πεδίο και των τριών υλικών.