Αξιολόγηση μηχανικών χαρακτηριστικών κονιαμάτων με βάση την άσβεστο σε σχέση με τις παραμέτρους σύνθεσης
Creators: name: Παπαδημητρίου, Δημήτρης Χρήστου
Publisher: name: Aristotle University of Thessaloniki
Year: 2017
Subjects: Κονιάματα με βάση την άσβεστο
Μηχανικά χαρακτηριστικά
Αντοχή συνάφειας
Lime based mortars
Mechanical Charachteristics
Bond strength

description: Τα κονιάματα που χρησιμοποιούνται στις επεμβάσεις των μνημείων και ιστορικών κτηρίων βασίζονται κυρίως (εκτός από τα πηλοκονιάματα) στην άσβεστο ώστε να προσεγγίζουν καλύτερα τα χαρακτηριστικά των υφιστάμενων παλαιών κονιαμάτων και να μην δημιουργούνται δευτερογενή προβλήματα από την ασυμβατότητα παλαιών-νέων κονιαμάτων. Τα κονιάματα αυτά περιέχουν συχνά υδραυλικού χαρακτήρα συστατικά όπως είναι η υδραυλική άσβεστος και οι ποζολάνες, κεραμάλευρο ή και μικρό ποσοστό τσιμέντου. Προκειμένου να τεθεί ο σχεδιασμός των κονιαμάτων σε επιστημονική βάση και να γίνει η εκτίμηση εν γένει της ποιότητας τους και της συμπεριφοράς τους στο χρόνο χρειάζεται να υπάρχουν σχέσεις μεταξύ των παραμέτρων σχεδιασμού και των μηχανικών χαρακτηριστικών τους που προσδιορίζονται με σχετικά αξιόπιστες μεθόδους. Η αξιολόγηση πειραματικών δεδομένων της βιβλιογραφίας για να βρεθούν τέτοιες σχέσεις, αποτελεί μια έρευνα που γίνεται σε προκανονιστικό πλαίσιο ώστε να διατυπωθούν τελικά κανονιστικά πλαίσια ή συστάσεις για τα κονιάματα αυτά. Προς αυτήν την κατεύθυνση η παρούσα εργασία συμβάλλει σημαντικά αξιολογώντας ένα ικανό αριθμό πειραματικών δεδομένων. Επειδή από την έρευνα αυτή προέκυψε έλλειψη πειραματικών τιμών για τη συνάφεια που αναπτύσσουν τα κονιάματα έγινε επιπλέον πειραματική εργασία προσδιορισμού της συνάφειας που συμπεριλήφθηκε στα δεδομένα που αξιολογήθηκαν. Έτσι η εργασία αποτελείται από δύο μέρη: τη βιβλιογραφική διερεύνηση και τη πειραματική έρευνα προσδιορισμού της συνάφειας κονιαμάτων–οπτοπλίνθων από διάτμηση και εφελκυσμό. Κατ' αρχήν μετά από ortars that are being used in restoration of monuments and historic structures are mostly (except of clay mortars) lime-based mortars in order to reach better the characteristics of the existing old mortars and to avoid creating secondary problems of incompatibility old-new mortar. Those mortars frequently contain hydraulic component such as hydraulic lime and pozzolana, brick dust or small percentage of cement. In order to put the design of mortars on a scientific basis and to assess their quality and their behavior in time there is a need to have relationships between design parameters and their mechanical characteristics which should be determined on reliable methods. The evaluation of experimental literature data to find such relations, is a research done in pre-normative framework in order to formulate regulatory frameworks or recommendations for these mortars. Towards this direction this work contributes significantly by evaluating a sufficient number of experimental data. Because this investigation has shown lack of experimental values for the bond strength that those mortar develop there was further experimental determination of the bond strength that was included in the data reviewed. This work consists of two parts: the literature investigation and the experimental research for determining the shear and tensile bond strength between mortars and traditional bricks. Firstly, after studying these mortars, there was a determination of the parameters that affect the mechanical characteristics and an attempt was made to keep the other parameters fixed. The parameters that were selected as basic μελέτη των κονιαμάτων αυτών καθορίστηκαν οι βασικές παράμετροι που επηρεάζουν τα μηχανικά χαρακτηριστικά ενώ έγινε προσπάθεια οι άλλες παράμετροι να κρατηθούν σταθερές. Επιλέχθηκαν ως βασικές παράμετροι σύνθεσης ο τύπος συνδετικών κονιών, ο λόγος νερού/κονίας (Ν/Κ) και ο λόγος κονίας/αδρανών (Κ/Α). Στην επιλογή συστήματος συνδετικών κονιών εξετάσθηκε επίσης η αναλογία της υδρασβέστου προς τα άλλα υδραυλικού χαρακτήρα συστατικά. Δημιουργήθηκαν έτσι πίνακες καταγραφών των μηχανικών χαρακτηριστικών (θλιπτική αντοχή, εφελκυστική αντοχή από κάμψη, αντοχή συνάφειας) και των παραμέτρων σύνθεσης. Από τους πίνακες προέκυψε μια σειρά διαγραμμάτων που συσχετίζουν την θλιπτική αντοχή με την ηλικία των κονιαμάτων, την θλιπτική αντοχή με την εφελκυστική αντοχή από κάμψη και την θλιπτική αντοχή με την αντοχή συνάφειας. Από την αξιολόγηση των δεδομένων φαίνεται ότι στα κονιάματα που βασίζονται στην άσβεστο οι μέγιστες τιμές της θλιπτικής αντοχής που επιτυγχάνονται είναι στις 90 ημέρες και δεν ξεπερνούν τα 14 MPa, ο ρυθμός ανάπτυξης fc28ημ/fc90ημ κυμαίνεται από 45–70%, και η καμπτική αντοχή αποτελεί το 30-40% της θλιπτικής αντοχής. Για τα κονιάματα με συνδετική κονία σκέτη υδράσβεστο η μέγιστη αντοχή συνάφειας από διάτμηση είναι 0.15 MPa και από άμεσο εφελκυσμό 0.02-0.05 MPa. Οι αντίστοιχες τιμές για σκέτη υδραυλική άσβεστο είναι 0.24-0.74 MPa και 0.19-0.27 MPa. Στα ασβεστοκονιάματα που έχουν υδραυλικά συστατικά στο σύστημα κονιών τους (ποζολάνη, κεραμάλευρο, λευκό τσιμέντο) η αντοχή συνάφειας από διάτμηση κυμαίνεται από 0.5-1.5 MPa και η αντοχή συνάφειας από άμεσο εφελκυσμό 0.2-0.45 Mpa.
description: Mortars that are being used in restoration of monuments and historic structures are mostly (except of clay mortars) lime-based mortars in order to reach better the characteristics of the existing old mortars and to avoid creating secondary problems of incompatibility old-new mortar. Those mortars frequently contain hydraulic component such as hydraulic lime and pozzolana, brick dust or small percentage of cement. In order to put the design of mortars on a scientific basis and to assess their quality and their behavior in time there is a need to have relationships between design parameters and their mechanical characteristics which should be determined on reliable methods. The evaluation of experimental literature data to find such relations, is a research done in pre-normative framework in order to formulate regulatory frameworks or recommendations for these mortars. Towards this direction this work contributes significantly by evaluating a sufficient number of experimental data. Because this investigation has shown lack of experimental values for the bond strength that those mortar develop there was further experimental determination of the bond strength that was included in the data reviewed. This work consists of two parts: the literature investigation and the experimental research for determining the shear and tensile bond strength between mortars and traditional bricks. Firstly, after studying these mortars, there was a determination of the parameters that affect the mechanical characteristics and an attempt was made to keep the other parameters fixed. The parameters that were selected as basic μελέτη των κονιαμάτων αυτών καθορίστηκαν οι βασικές παράμετροι που επηρεάζουν τα μηχανικά χαρακτηριστικά ενώ έγινε προσπάθεια οι άλλες παράμετροι να κρατηθούν σταθερές. Επιλέχθηκαν ως βασικές παράμετροι σύνθεσης ο τύπος συνδετικών κονιών, ο λόγος νερού/κονίας (Ν/Κ) και ο λόγος κονίας/αδρανών (Κ/Α). Στην επιλογή συστήματος συνδετικών κονιών εξετάσθηκε επίσης η αναλογία της υδρασβέστου προς τα άλλα υδραυλικού χαρακτήρα συστατικά. Δημιουργήθηκαν έτσι πίνακες καταγραφών των μηχανικών χαρακτηριστικών (θλιπτική αντοχή, εφελκυστική αντοχή από κάμψη, αντοχή συνάφειας) και των παραμέτρων σύνθεσης. Από τους πίνακες προέκυψε μια σειρά διαγραμμάτων που συσχετίζουν την θλιπτική αντοχή με την ηλικία των κονιαμάτων, την θλιπτική αντοχή με την εφελκυστική αντοχή από κάμψη και την θλιπτική αντοχή με την αντοχή συνάφειας. Από την αξιολόγηση των δεδομένων φαίνεται ότι στα κονιάματα που βασίζονται στην άσβεστο οι μέγιστες τιμές της θλιπτικής αντοχής που επιτυγχάνονται είναι στις 90 ημέρες και δεν ξεπερνούν τα 14 MPa, ο ρυθμός ανάπτυξης fc28ημ/fc90ημ κυμαίνεται από 45–70%, και η καμπτική αντοχή αποτελεί το 30-40% της θλιπτικής αντοχής. Για τα κονιάματα με συνδετική κονία σκέτη υδράσβεστο η μέγιστη αντοχή συνάφειας από διάτμηση είναι 0.15 MPa και από άμεσο εφελκυσμό 0.02-0.05 MPa. Οι αντίστοιχες τιμές για σκέτη υδραυλική άσβεστο είναι 0.24-0.74 MPa και 0.19-0.27 MPa. Στα ασβεστοκονιάματα που έχουν υδραυλικά συστατικά στο σύστημα κονιών τους (ποζολάνη, κεραμάλευρο, λευκό τσιμέντο) η αντοχή συνάφειας από διάτμηση κυμαίνεται από 0.5-1.5 MPa και η αντοχή συνάφειας από άμεσο εφελκυσμό 0.2-0.45 Mpa. composition parameters were the type of binding system, the ratio of water/binder (W/B) ratio and the binder/aggregate (B/A) ratio. For the selection of the binding system the ratio of lime to other hydraulic components was also examined. This created log tables of mechanical properties (compressive strength, flexural strength, bond strength) and design parameters. From those tables emerged a series of diagrams that correlate the compressive strength with the aging of the mortars, compressive strength with flexural strength and compressive strength with bond strength. From the data evaluation it seems that for lime based mortars the peak values of their compressive strength are developed at 90 days and they do not exhibit 14 MPa, the grow rate fc28d/fc90d ranges between 45– 70 % and flexural strength is 30–40% of the compressive strength. For lime based mortars the higher achieved amounted shear bond strength is 0.15 MPa and the higher tensile bond strength is 0.05 ΜPa. The values for hydraulic lime mortars are 0.24-0.74 MPa and 0.19-0.27 MPa respectively. Lime based mortars with hydraulic component (pozzolan, brick dust, white cement) develop shear bond strength that ranges between 0.5–1.5 MPa and tensile bond strength 0.2–0.45 MPa.