Συνάφεια Αυτοσυμπυκνούμενου Σκυροδέματος και επίδραση αθέλητων μετακινήσεων ράβδων οπλισμού κατά τη νωπή φάση του σκυροδέματος

Abstract

Στον τομέα της τεχνολογίας σκυροδέματος, το αυτοσυμπυκνούμενο σκυρόδεμα (ΑΣΣ) θεωρείται καινοτόμο κατασκευαστικό υλικό, με πολλές εφαρμογές ανά τον κόσμο. Πρόκειται για υπέρρευστο υλικό, με αυξημένη ικανότητα διέλευσης διαμέσου των οπλισμών και ικανότητα πλήρωσης ξυλότυπων περίπλοκης γεωμετρίας, υπό την επίδραση μόνο του ιδίου βάρους του και χωρίς να απαιτείται μηχανική συμπύκνωση. Οι ιδιαιτερότητές του ως υλικό, αλλά και συγκριτικά με το συμβατικό σκυρόδεμα (ΣΣ), έχουν αποτελέσει και συνεχίζουν να αποτελούν, αντικείμενο επιστημονικής διερεύνησης διεθνώς. Συγκεκριμένα στην παρούσα διπλωματική εργασία διερευνάται η συνάφεια του σκυροδέματος με το χάλυβα οπλισμού σε δοκίμια δοκού, οπλισμένα με 9 ράβδους, σε δοκίμια υποστυλώματος χαμηλού ύψους, οπλισμένα με 3 ράβδους καθ' ύψος, και σε κυβικά δοκίμια, οπλισμένα κεντρικά με μια ράβδο. Συνολικά παρήχθησαν 8 συνθέσεις, εκ των οποίων οι 6 συνθέσεις από ΑΣΣ και οι 2 από ΣΣ, με σταθερό λόγο νερού/συνδετικό υλικό (w/b) και διαφορετικά ποσοστά αντικατάστασης τσιμέντου από πυριτική παιπάλη (sf). Εκτελέστηκαν δοκιμές εξόλκευσης για όλες τις ράβδους, και κατασκευάστηκαν τα διαγράμματα τάσης συνάφειας-ολίσθησης. Ως κριτήρια ελέγχου επιλέχθηκαν οι τάσεις συνάφειας που αντιστοιχούν σε ολισθήσεις 0.25mm, (0.01+0.10+1.00)/3, καθώς και η μέση τάση (τm, με ολοκήρωση) και η μέγιστη τάση συνάφειας (τmax). Πραγματοποιούνται αναλύσεις και συγκρίσεις αποτελεσμάτων, στα πλαίσια της διερεύνησης του προβλήματος άνω οπλισμών, της επιρροής αθέλητης μετατόπισης των ράβδων οπλισμού των δοκιμίων δοκού κατά τη νωπή φάση του σκυροδέματος, της μεταβολής της τάσης συνάφειας κατά μήκος του δοκιμίου δοκού, της επιρροής του ποσοστού πυριτικής παιπάλλης, του ποσοστού υπερρευστοποιητή και του υπερκείμενου πάχους σκυροδέματος.

In the field of concrete technology, self-compacting concrete (SCC) is an innovative building material with many applications around the world. It is a superfluid material with increased ability to pass between the reinforcement bars and the ability to fill complex formwork geometry, under only the influence of its own weight and without any mechanical compaction. Specific abilities of this material, as well as comparison with conventional concrete (NC), have been the subject of ongoing scientific research worldwide. Specifically, in the present thesis, steel-to-concrete bond is investigated in beam specimens, reinforced with 9 bars, in low-height column specimens, embedded with 3 reinforcement bars in different height positions, and in cubical specimens, reinforced centrally with one steel bar. A total of 8 mixture compositions were produced, 6 of which were SCC and 2 of which were NC, with fixed ratio of water/binder (w/b), and different percentages of cement replacement by silica fume (sf). Pull-out tests were conducted for all the bars, leading to the construction of stress-slip curves. As characteristic bond stress values, stress corresponding to slips of 0.25mm, the arithmetic mean of the bond stresses recorded at slips of 0.01, 0.10, and 1.00 mm, the mean bond stress (ηm), and stress corresponding to the maximum pull-out load (ηmax), were selected and examined. Results are analyzed and compared appropriately to investigate the top-bar effect, the influence of unintentional displacement of reinforcing bars in the beam specimens during the fresh state of concrete, the variation in bond strength across the length of the beam specimens, and the influence of the percentage of silica fume, of the percentage of superplasticizer, and of the thickness of the overlying concrete in column specimens.