Παρασκευή και αποτίμηση κονιαμάτων αποκατάστασης με την προσθήκη ινών βιομηχανικής κάνναβης και υπολειμμάτων

Θεολογίτης, Αντώνιος; Theologitis, Antonios

dc.contributor.author	Θεολογίτης, Αντώνιος	el
dc.contributor.author	Theologitis, Antonios	en
dc.date.accessioned	2025-09-29T11:52:13Z
dc.date.available	2025-09-29T11:52:13Z
dc.identifier.uri	https://dspace.lib.ntua.gr/xmlui/handle/123456789/62572
dc.identifier.uri	http://dx.doi.org/10.26240/heal.ntua.30268
dc.description	Εθνικό Μετσόβιο Πολυτεχνείο. Μεταπτυχιακή εργασία. Διεπιστημονικό - Διατμηματικό Πρόγραμμα Μεταπτυχιακών Σπουδών (Δ.Π.Μ.Σ.) "Υλικά και Επεμβάσεις Συντήρησης - Προστασία Μνημείων (Κατ. B')"	el
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	Κονιάματα	el
dc.subject	Ίνες	el
dc.subject	Κάνναβη	el
dc.subject	Υδραυλική άσβεστος	el
dc.subject	Αποκατάσταση	el
dc.subject	Mortars	en
dc.subject	Fibers	en
dc.subject	Hemp	en
dc.subject	Hydraulic lime	el
dc.subject	Restoration	en
dc.title	Παρασκευή και αποτίμηση κονιαμάτων αποκατάστασης με την προσθήκη ινών βιομηχανικής κάνναβης και υπολειμμάτων	el
dc.title	Preparation and evaluation of restoration mortars with the addition of industrial hemp fibers and hurds	en
heal.type	bachelorThesis	el
heal.classification	Αρχιτεκτονική	el
heal.classification	Architecture -- Conservation and restoration	el
heal.classification	Building materials	en
heal.language	el	el
heal.access	free	el
heal.recordProvider	ntua	el
heal.publicationDate	2025-07-18
heal.abstract	Η παρούσα διπλωματική εργασία πραγματεύεται μια συγκεκριμένη τεχνολογία κονιαμάτων η οποία δεν έχει μελετηθεί επαρκώς σε διεθνές επίπεδο έως σήμερα. Αυτά είναι τα κονιάματα με βιομηχανική κάνναβη. Συγκεκριμένα, γίνεται χρήση δύο παραπροϊόντων της βιομηχανικής κάνναβης: 1) Των ινών της κάνναβης, τα οποία εισάγονται στο κονίαμα ως πρόσθετο και 2) των ξυλώδων τεμαχίων (hurds ή shives), τα οποία εισάγονται ως αδρανές στο κονίαμα. Ενώ η ιδέα της χρήσης ποικίλων φυτικών ινών έως και μικρών τεμαχίων ξύλων δεν είναι καινοτόμα πρακτική, η ίδια η χρήση της βιομηχανικής κάνναβης βρίσκεται σε πειραματικό στάδιο, με ελάχιστη γνωστή εφαρμογή και σίγουρα με απειροελάχιστη μελετημένη εφαρμογή βάσει της διαθέσιμης βιβλιογραφίας. Οι ιδιότητες της βιομηχανικής κάνναβης έχουν ισχνά μελετηθεί, ενώ πολλές από αυτές παρουσιάζουν σημαντικές διαφορές• είναι ένα φυσικό υλικό, ανομοιόμορφο ενώ οι πολλές ποικιλίες που υπάρχουν, οι επιλεγόμενες τεχνικές λήψης και επεξεργασίας του υλικού επηρεάζουν σε μεγάλο βαθμό το τελικό παραπροϊόν και τις ιδιότητές του. Ένας από τους κύριους λόγους για τη χρήση αυτών των υλικών είναι το γεγονός ότι είναι οικολογικά, τόσο επειδή είναι φυσικά, αλλά και επειδή συνήθως είναι παραπροϊόντα άλλων βιομηχανικών διαδικασιών. Η βιομηχανική κάνναβη συγκεκριμένα, ενώ είναι γνωστότερη για τη χρήση της από τη φαρμακευτική βιομηχανία, είναι ένα φυτό του οποίου δύνανται να αξιοποιηθούν όλα τα μέρη του για πολλούς ακόμα σκοπούς: τρόφιμα, υφάσματα, δομικά υλικά, γεωργία. Επίσης, η σύγχρονη έρευνα και η βιομηχανία των υλικών έχει αναδείξει ως ιδιαίτερα σημαντική την βιωσιμότητα των υλικών. Αφενός λόγω της κλιματικής κρίσης, αναζητούνται υλικά τα οποία να έχουν χαμηλή ενσωματωμένη ενέργεια και χαμηλές εκπομπές διοξειδίου του άνθρακα κατά τον κύκλο ζωής τους. Αφετέρου, λόγω της μείωσης των διαθέσιμων πόρων για μη ανανεώσιμα υλικά (πετρώματα, μεταλλεύματα), υπάρχει μια στροφή στα ανανεώσιμα. Τέτοια ανανεώσιμα υλικά τα φυτά, γενικότερα, η κάνναβη ειδικότερα, λόγω της ταχείας και εντατικής ετήσιας παραγωγής της. Άλλος ένας λόγος, όσον αφορά στη χρήση των ινών, είναι ότι προσδίδουν κάποια επιθυμητά μηχανικά χαρακτηριστικά, όπως η αυξημένη διατμητική και καμπτική αντοχή καθώς και η μείωση εμφάνισης ρωγμών στα κονιάματα κατά την διαδικασία πήξης και σκλήρυνσης τους. Όσον αφορά στα hurds, αυτά, αντικαθιστούν (σε διάφορα ποσοστά) την άμμο, καθιστώντας το κονίαμα ελαφροβαρές, για ειδικές εφαρμογές που το απαιτούν. Παράλληλα, παρουσιάζουν ενδιαφέρον όσον αφορά στις αυξημένες θερμομονωτικές ιδιότητες καθώς και στη θερμοϋγρική συμπεριφορά. Γενικά, όσον αφορά στα κονιάματα αποκατάστασης, η χρήση φυσικών υλικών αποτελεί μια επιλογή επιθυμητή, όχι μόνο λόγω των παραπάνω, αλλά και επειδή η εμπειρία έχει δείξει ότι συνεργάζονται καλύτερα με τα ιστορικά υλικά και σε κάθε περίπτωση δεν τα θίγουν: Τα τεχνητά υλικά, όπως το τσιμέντο, καθώς και τα σύνθετα υλικά προηγμένης τεχνολογίας, όπως ρητίνες και συνθετικά υλικά, παράγουν κονιάματα τα οποία χαρακτηρίζονται από φυσικό-μηχανική ασυμβατότητα, είναι σε μεγάλο βαθμό μη αναστρέψιμα και έχουν ιστορικά δημιουργήσει μείζονα προβλήματα σε ιστορικά κτίρια και υλικά. Όσον αφορά στις κονίες που χρησιμοποιήθηκαν, η βάση έγινε με υδραυλική άσβεστο (NHL), η οποία χρησιμοποιείται λόγω των καλών χαρακτηριστικών που έχει, ιδιαίτερα σε εφαρμογές συντήρησης και αποκατάστασης (ικανοποιητικές μηχανικές αντοχές, συμβατότητα με ιστορικά και παραδοσιακά υλικά). Παράλληλα έγινε και χρήση σκωρίας χαλυβουργίας (LFS), η οποία είναι παραπροϊόν, επομένως η ανάκτηση του συμβάλλει στην προστασία της οικολογίας και των φυσικών πόρων. Στόχος αυτή της εργασίας είναι να αποτελέσει μια βάση για την μελέτη κονιαμάτων με χρήση ινών βιομηχανικής κάνναβης , όσο και hurds, για την παρασκευή κονιαμάτων αποκατάστασης. Έγιναν ισάριθμες εργαστηριακές συνθέσεις με κάθε ένα από τα δύο άνω υλικά, ώστε να αποτιμηθούν οι κυριότερες ιδιότητες των κονιαμάτων: εργασιμότητα νωπών κονιαμάτων, μηχανικές αντοχές, μικροδομή, πορώδες και υδατοαπορρόφηση. Πέραν αυτών, υπάρχει μεγάλο πεδίο για μελλοντική έρευνα, τόσο όσον αφορά σε κριτήρια αποτίμησης (π.χ. αντοχή στον χρόνο και στη φθορά, πρόσφυση σε ιστορικά υποστρώματα), όσο και στην βελτιστοποίηση των συνθέσεων κονιαμάτων.	el
heal.abstract	The present master’s thesis investigates a specific mortar technology which, to date, remains insufficiently studied at an international level: mortars incorporating industrial hemp. Specifically, two by-products of industrial hemp are utilized: 1) hemp fibres, which are added as an additive to the mortar, and 2) the wood core particles (hurds or shives), which are introduced as an aggregate. While the concept of using various plant fibres or wood particles in mortars is not genuine, the application of industrial hemp itself remains at an experimental stage, with limited documented use and, according to the available literature, minimal in-depth research. The properties of industrial hemp have been only marginally studied, while significant variability is observed due to its natural, non-uniform nature, the wide range of cultivars, and the diverse harvesting and processing techniques, all of which substantially affect the final by-products and their characteristics. One of the main reasons for employing these materials is their environmental sustainability, both due to their natural origin and their status as by-products of other industrial processes. Industrial hemp, although primarily known for its use in the pharmaceutical industry, is a versatile crop with all its parts exploitable for multiple purposes, including food, textiles, construction materials and agriculture. Moreover, contemporary research and the materials industry highlight the importance of sustainability. In the context of the climate change, there is an increasing demand for materials with low embodied energy and minimal carbon emissions throughout their lifecycle. Simultaneously, the depletion of non-renewable resources (minerals, ores) drives a shift towards renewable alternatives. Plants in general, and hemp in particular, represent renewable raw materials due to their rapid and intensive annual cultivation. Another reason for using hemp fibres lies in the enhanced mechanical performance they confer, such as increased flexural and shear strength and reduced cracking during the setting and hardening phases of mortars. Regarding hurds, they replace sand at different percentages, producing lightweight mortars suitable for specific applications. Furthermore, hurds improve the thermal insulation and hygrothermal behavior of the mortars. In the context of restoration mortars, the use of natural materials is desirable not only for the aforementioned sustainability reasons but also due to their proven compatibility with historical materials, minimizing risks of damage. In contrast, artificial binders such as cement and advanced composite materials like resins often result in mortars that are physically and mechanically incompatible with historic substrates, largely irreversible, and historically associated with significant deterioration of heritage buildings and materials. As for the binders used in this study, the base was natural hydraulic lime (NHL), which is well-suited for conservation and restoration works due to its favorable mechanical properties and compatibility with historic and traditional building materials. Additionally, steelmaking slag (LFS), an industrial by-product, was incorporated, contributing to ecological protection and the conservation of natural resources through material recovery. The aim of this thesis is to establish a foundation for the systematic study of mortars incorporating industrial hemp fibres and hurds, focusing on their suitability for restoration purposes. Laboratory mortar mixes were prepared for each of the two hemp-derived materials to evaluate key properties of the mortars: workability in the fresh state, mechanical strengths, microstructure, porosity, and water absorption. Beyond these aspects, considerable scope exists for further research, including additional performance criteria (e.g., long-term durability, adhesion to historic substrates) and the optimization of mortar mixes.	en
heal.advisorName	Μπακόλας, Αστέριος	el
heal.committeeMemberName	Λαμπρόπουλος, Κυριάκος	el
heal.committeeMemberName	Καρόγλου, Μαρία	el
heal.academicPublisher	Σχολή Αρχιτεκτόνων Μηχανικών	el
heal.academicPublisherID	ntua	el
heal.fullTextAvailability	false