Πειραματική και θεωρητική διερεύνηση της μηχανικής συμπεριφοράς ινοπλισμένου σκυροδέματος

Χουμανίδης, Δημήτριος; Choumanidis, Dimitrios

dc.contributor.author	Χουμανίδης, Δημήτριος	el
dc.contributor.author	Choumanidis, Dimitrios	en
dc.date.accessioned	2017-01-04T10:18:37Z
dc.date.issued	2017-01-04
dc.identifier.uri	https://dspace.lib.ntua.gr/xmlui/handle/123456789/44195
dc.identifier.uri	http://dx.doi.org/10.26240/heal.ntua.2502
dc.rights	Αναφορά Δημιουργού-Μη Εμπορική Χρήση-Όχι Παράγωγα Έργα 3.0 Ελλάδα	*
dc.rights.uri	http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/3.0/gr/	*
dc.subject	Ινοπλισμένο σκυρόδεμα	el
dc.subject	Δοκιμές σε θερμοκρασία περιβάλλοντος και σε υψηλή θερμοκρασία	el
dc.subject	Υβριδοποίηση	el
dc.subject	Καταγραφή σημάτων ακουστικής εκπομπής	el
dc.subject	Fibre reinforced concrete	en
dc.subject	Δυσθραυστότητα ως δείκτης κατηγοριοποίησης	el
dc.subject	Toughness as classification index	en
dc.subject	Hybridization	en
dc.subject	Recording of acoustic emission signals	en
dc.subject	Tests at ambient and elevated temperature	en
dc.title	Πειραματική και θεωρητική διερεύνηση της μηχανικής συμπεριφοράς ινοπλισμένου σκυροδέματος	el
dc.contributor.department	Εθνικό Μετσόβιο Πολυτεχνείο. Σχολή Μηχανικών Μεταλλείων-Μεταλλουργών. Τομέας Μεταλλευτικής - Τεχνολογίας Διάνοιξης Σηράγγων	el
heal.type	doctoralThesis
heal.classification	ΣΚΥΡΟΔΕΜΑ	el
heal.classificationURI	http://data.seab.gr/concepts/b12fd5fcb7cec75f68fb37eeab1b5dedabf37919
heal.dateAvailable	2018-01-03T22:00:00Z
heal.language	el
heal.access	embargo
heal.recordProvider	ntua	el
heal.publicationDate	2016-12-21
heal.abstract	Στόχος της παρούσας έρευνας είναι η διερεύνηση της μηχανικής συμπεριφοράς ινοπλισμένου σκυροδέματος με διαφορετικούς τύπους ινών ή συνδυασμού τους. Προς τούτο επιλέχθηκαν 3 διαφορετικοί τύποι ινών, ήτοι: χαλύβδινες ίνες με γαντζωτά άκρα, μακροΐνες πολυπροπυλενίου και μικροΐνες πολυπροπυλενίου. Τα τρία είδη ινών επιλέχθηκαν να είναι διαφορετικού μήκους, ώστε να διερευνηθεί η προσφορά τους σε διαφορετικά στάδια παραμόρφωσης των δοκιμίων ινοπλισμένου σκυροδέματος. Οι ίνες πολυπροπυλενίου επιλέχθηκαν για τη συνεισφορά τους στην αντιμετώπιση της εκρηκτικής αποφλοίωσης του σκυροδέματος όταν υπόκειται σε υψηλές θερμικές καταπονήσεις και οι ίνες χάλυβα ως αναφορά σύγκρισης εφόσον αποτελούν την πλέον εφαρμόσιμη επιλογή. Για το σκοπό αυτό παρασκευάστηκαν 6 συνθέσεις ινοπλισμένου σκυροδέματος με συγκεντρώσεις ινών 0.5% και 1.0% κ.ό. σκυροδέματος χρησιμοποιώντας έναν τύπο ίνας κάθε φορά και 3 υβριδικές συνθέσεις με συγκέντρωση ινών 1.0% κ.ό. συνδυάζοντας ανά δύο τους τρεις τύπους ινών. Η προσφορά των ινών βασίστηκε σε σύγκριση των συνθέσεων ινοπλισμένου σκυροδέματος με μια αντίστοιχη άοπλου σκυροδέματος. Το σκυρόδεμα στη σήραγγα κινδυνεύει από πυρκαϊά. Για αυτό το λόγο η σύγκριση πραγματοποιήθηκε τόσο στη θερμοκρασία περιβάλλοντος, όσο και στη θερμοκρασία των 280°C, θερμοκρασία που φθάνει η διεπιφάνεια παθητικά πυροπροστατευμένου ινοπλισμένου σκυροδέματος το οποίο έχει υποστεί θερμική καταπόνηση, σύμφωνα με το δυσμενέστερο σενάριο πυρκαγιάς της καμπύλης Rijkswaterstaat (RWS) και σύμφωνα με διεθνή πειραματικά δεδομένα. Ο ρυθμός θέρμανσης ήταν ίσος με 2°C/min μέχρι την επίτευξη της θερμοκρασίας στόχου, ήτοι 280°C, η οποία διατηρήθηκε για 30 λεπτά και τα δοκίμια παρέμειναν εντός φούρνου για μία μέρα για την σταδιακή αποθέρμανσή τους μέχρι τη στιγμή της δοκιμής τους. Ο προσδιορισμός των μηχανικών χαρακτηριστικών πραγματοποιήθηκε με τρεις μεθόδους, ήτοι (α) δοκιμή μονοαξονικής θλίψης, (β) δοκιμή κάμψης τριών σημείων και (γ) δοκιμή σημειακής μονοαξονικής θλίψης (δοκιμή Barcelona), με τη βοήθεια των οποίων υπολογίστηκαν οι αντίστοιχες αντοχές και ικανότητες ανάπτυξης πλαστιμότητας μετά την επίτευξη του μέγιστου κάθε φορά φορτίου. Συνολικά παρασκευάστηκαν 3 δοκίμια για κάθε δοκιμή, σύνθεση και θερμοκρασία, έτσι ώστε να εξαχθούν μέσες τιμές των μηχανικών χαρακτηριστικών για κάθε περίπτωση. Για τη δοκιμή μονοαξονικής θλίψης παρασκευάστηκαν κύλινδροι διαμέτρου 10 εκ.και ύψους 20 εκ., για τη δοκιμή κάμψης τριών σημείων παρασκευάστηκαν πρισματικά δοκίμια μήκους 50 εκ. και τετραγωνικής διατομής πλευράς 10 εκ. και για τη δοκιμή Barcelona παρασκευάστηκαν κυλινδρικά δοκίμια διαμέτρου και ύψους 15 εκ. Κατά την εκτέλεση των δοκιμών καταγράφονταν τα σήματα ακουστικής εκπομπής για την περαιτέρω κατανόηση του μηχανισμού θραύσεως του ινοπλισμένου σκυροδέματος. Για το σκοπό αυτό τοποθετήθηκαν 8 πιεζοηλεκτρικοί αισθητήρες ακουστικής εκπομπής σε κάθε δοκίμιο και καταγράφησαν όλα τα σήματα που παρήχθησαν κατά τη διάρκεια των δοκιμών. Πραγματοποιήθηκε σύγκριση μεταξύ των συνθέσεων ως προς τον αριθμό των σημάτων και το είδος τους. Πιο συγκεκριμένα, ελέγχθηκαν τα σήματα ως προς τη μέση συχνότητά τους και το μέγιστο πλάτος τους. Επιπλέον, τα σήματα κατανεμήθηκαν σε 6 διαφορετικά στάδια ανάλογα το φορτίο και το στάδιο παραμόρφωσης των δοκιμίων για μια πιο λεπτομερή ανάλυση. Τέλος, εξήχθησαν εμπειρικές σχέσεις προσδιορισμού της αύξησης περιφέρειας των δοκιμίων Barcelona, συναρτήσει των μηχανικών χαρακτηριστικών των ινών και της αξονικής μετατόπισης. Οι εμπειρικές αυτές σχέσεις έχουν ως σκοπό την απλοποίηση της δοκιμής και την πραγματοποίησή της μόνο με τη μέτρηση της αξονικής μετατόπισης χωρίς την απαίτηση πολύπλοκων και ακριβών εργαστηριακών οργάνων. Σύμφωνα με τα πειραματικά αποτελέσματα της παρούσας διατριβής προτείνεται η βέλτιστη επιλογή ινών για την παρασκευή ινοπλισμένου σκυροδέματος συγκρίνοντας αποκλειστικά μηχανικά χαρακτηριστικά. Η πρόταση αυτή βασίστηκε κυρίως στην ικανότητα πλαστιμότητας πέραν του μέγιστου φορτίου και για τις δύο θερμοκρασιακές συνθήκες. Εκτός από την πλαστιμότητα πραγματοποιήθηκε μια γενική οικονομική ανάλυση συγκριτικού κόστους χρησιμοποίησης ινών προσφέροντας την πλέον ελκυστική λύση για την εφαρμογή ινοπλισμένου σκυροδέματος σε κατασκευές υπογείων έργων τόσο σε συνθήκες φυσικού περιβάλλοντος, όσο και πυρκαγιάς.	el
heal.sponsor	H παρούσα έρευνα έχει συγχρηματοδοτηθεί από το Ίδρυμα Κρατικών Υποτροφιών-Ι.Κ.Υ. μέσω του Προγράμματος SIEMENS: «ΥΠΟΤΡΟΦΙΕΣ ΑΡΙΣΤΕΙΑΣ ΓΙΑ ΜΕΤΑΠΤΥΧΙΑΚΕΣ ΣΠΟΥΔΕΣ ΔΕΥΤΕΡΟΥ ΚΥΚΛΟΥ (ΔΙΔΑΚΤΟΡΙΚΟ) ΣΤΗΝ ΕΛΛΑΔΑ ΑΠΟ ΤΟ ΙΚΥ ΑΚΑΔ. ΕΤΟΣ 2012-2013»	el
heal.advisorName	Σοφιανός, Αλέξανδρος	el
heal.committeeMemberName	Σοφιανός, Αλέξανδρος	el
heal.committeeMemberName	Πάνιας, Δημήτριος	el
heal.committeeMemberName	Νομικός, Παύλος	el
heal.committeeMemberName	Τσακαλάκης, Κωνσταντίνος	el
heal.committeeMemberName	Μπαδογιάννης, Ευστράτιος	el
heal.committeeMemberName	Μπενάρδος, Ανδρέας	el
heal.committeeMemberName	Βουγιούκας, Εμμανουήλ	el
heal.academicPublisher	Εθνικό Μετσόβιο Πολυτεχνείο. Σχολή Μηχανικών Μεταλλείων-Μεταλλουργών. Τομέας Μεταλλευτικής - Τεχνολογίας Διάνοιξης Σηράγγων	el
heal.academicPublisherID	ntua
heal.numberOfPages	198 σ.
heal.fullTextAvailability	true