Ferrocement_11052016
•0 gefällt mir•259 views
Melden
Teilen
Downloaden Sie, um offline zu lesen
Más contenido relacionado
Was ist angesagt?
Was ist angesagt?(7)
Similar a Ferrocement_11052016
Similar a Ferrocement_11052016(8)
Ferrocement_11052016
- 1. Ferrocement Τσίρκος Γ. Αθανάσιος ΑΕΜ 14416 tsirkosa@civil.auth.gr Mάιος 2016 Θεσσαλονίκη Αριστοτέλειο Πανεπιστήμιο Θεσσαλονίκης Πολυτεχνική Σχολή Τμήμα Πολιτικών Μηχανικών Εργαστήριο Δομικών Υλικών Δομικά Υλικά ΙΙ 1
- 2. Περιεχόμενα 1. Ορισμός 2. Τυπική τομή 3. Ιδιότητες 4. Υλικά Παρασκευής 5. Μελέτη Σύνθεσης 6. Πλεονεκτήματα – Μειονεκτήματα 7. Εφαρμογές 8. Κανονισμοί – Κώδικες 9. Παραδείγματα Εφαρμογής 10. Περίπτωση Κέντρο Πολιτισμού Ίδρυμα Σταύρος Νιάρχος (ΚΠΙΣΝ) 11. Συμπεράσματα 12. Βιβλιογραφία - Αναφορές 2
- 3. 1.Ορισμός • Ειδικό σκυρόδεμα που έχει εφαρμογή σε περιπτώσεις όπου το συμβατικό αλλά και το προεντεταμένο σκυρόδεμα δεν μπορεί να εφαρμοστεί • Λεπτότοιχο (ινο)οπλισμένο σκυρόδεμα , με συνεχείς οπλισμούς πολύ μικρής διαμέτρου που σχηματίζουν πλέγμα 3
- 4. 2.Τυπική τομή ferrocement (1/2) 4
- 5. Τυπική τομή ferrocement (2/2) 5
- 6. 3.Ιδιότητες ferrocement (1/3) • Πανομοιότυπες με τις ιδιότητες του αυτοσυμπυκνούμενου (ΑΣΣ) • Διάστρωση χωρίς την απαίτηση συμπύκνωσης - απαραίτητο βάση τον τρόπο όπλισης του (βλ. συνέχεια) 6
- 7. Ιδιότητες ferrocement (2/3) • Διαφέρει ο τρόπος όπλισης του σε σχέση με το συμβατικό σκυρόδεμα • Επάλληλα μεταλλικά πλέγματα (τετραγωνικού ή πολυγωνικού χαρακτήρα) • Επάλληλα υφαντά πλέγματα (σε στάδιο δοκιμών και όχι στην πράξη) 7
- 8. Ιδιότητες ferrocement (3/3) • Αρκετά συχνά τοποθετούνται ίνες μέσα στο μίγμα • Με σκοπό να ελέγξουμε τις ρηγματώσεις και να αυξήσουμε την εφελκυστική του αντοχή 8
- 9. 4.Υλικά Παρασκευής 1. Τσιμέντο 2. Άμμος – Λεπτόκοκκα αδρανή 3. Nερό 4. Ορυκτά πρόσθετα 5. Χημικά πρόσθετα (προαιρετικά) 6. Ίνες (προαιρετικά) 7. Οπλισμοί 9
- 10. Τσιμέντο • Portland (ΟPC) • Ο όγκος του σκυροδέματος στο συνολικό ferrocement αγγίζει το 95%, οπότε έχει αυξημένη βαρύτητα στον καθορισμό των τελικών του ιδιοτήτων 10
- 11. Αδρανή • Προτιμώνται φυσικά αδρανή λόγω της στρογγυλοποιημένης μορφής τους • Πρέπει να είναι απαλλαγμένα από οργανικές ή/και άλλες επιβλαβείς ουσίες όπως πχ λάσπη, άργιλο κλπ • Λόγω του πυκνού κάναβου(καρέ) των πλεγμάτων οπλισμών, υπάρχει κίνδυνος τα αδρανή λατομείου με γωνιώδη μορφή να σφηνώσουν στο πλέγμα με αποτέλεσμα να υπάρξει ανομοιόμορφη κατανομή του σκυροδέματος καθώς και απόμιξη • Μέγιστη διάμετρος κόκκων αδρανών ίση με το 1/3 του μικρότερου κανάβου(καρέ) των πλεγμάτων του οπλισμού • Καλά διαβαθμισμένη άμμος διερχόμενη από το Νο.8 Κόσκινο (2,36mm) • Η άμμος απαρτίζει το 60 – 75% του όγκου του σκυροδέματος • Κατά περίπτωση μπορεί να χρησιμοποιηθούν και λεπτόκοκκα αδρανή πέραν της άμμου (ανάλογα τις διαστάσεις των βρόγχων) • Λόγος Άμμου – Τσιμέντου = 1.4 – 2.5 11
- 12. Νερό • Πόσιμο • Απαλλαγμένο από οργανικές ουσίες • Λόγος Ν/Τ κυμαίνεται μεταξύ 0,30-0,57 12
- 17. Χημικά πρόσθετα • Τα χημικά πρόσθετα που χρησιμοποιούνται για την παρασκευή του ferrocement είναι κοινά με αυτά που επιλέγονται για ένα κοινό ΑΣΣ • Στην περίπτωση όμως που επιλεγεί γαλβανισμένος οπλισμός απαιτείται η προσθήκη ειδικών χημικών πρόσμικτων για να μειωθεί ή να αποτραπεί η δημιουργία γαλβανικών στοιχείων τα οποία αντιδρούν με το Ca(OH)2 των πόρων του σκυροδέματος, παράγει υδρογόνο υπό μορφή φυσαλίδων στην περιοχή του οπλισμού και μειώνεται η συνάφεια 17
- 18. Ίνες • Χάλυβα • Πολυεστέρα • Πολυπροπυλενίου 18
- 19. 5.Μελέτη σύνθεσης ferrocement με προσθήκη ινών (1/2) 19
- 20. Μελέτη σύνθεσης ferrocement με προσθήκη ινών (2/2) 20
- 21. Μελέτη σύνθεσης ferrocement χωρίς προσθήκη ινών (1/3) 21
- 22. Μελέτη σύνθεσης ferrocement χωρίς προσθήκη ινών (2/3) 22
- 23. Μελέτη σύνθεσης ferrocement χωρίς προσθήκη ινών (3/3) 23
- 24. 6.Πλεονεκτήματα (1/3) • Είναι κατάλληλο για δόμηση ελαφριών κατασκευών με την ίδια στατική λειτουργία • Επιτυγχάνεται οικονομία υλικών έως και 25% • Είναι φιλικότερο προς το περιβάλλον όσον αφορά το ενεργειακό αποτύπωμα της παρασκευής του (τουλάχιστον όσον αφορά την παραγωγή του τσιμέντου, το οποίο χρησιμοποιείται σε μειωμένη ποσότητα) 24
- 25. Πλεονεκτήματα (2/3) • Κατάλληλο και για προκατασκευή • Κατάλληλο για φτηνές κατασκευές άρα ιδανικό για τις αναπτυσσόμενες χώρες • Κατάλληλο για κατασκευές φέροντα οργανισμού • Κατάλληλο για δόμηση λεπτότοιχων διατομών που μπορούν να παραλάβουν σημαντικά φορτία και ταυτοχρόνως να ικανοποιήσουν αρχιτεκτονικές απαιτήσεις 25
- 26. Πλεονεκτήματα (3/3) • Χρησιμοποιείται εκτοξευόμενο σκυρόδεμα συνεπώς κρίνεται κατάλληλο και για καμπύλες επιφάνειες • Απολύτως στεγανό (Silo, πισίνες, σκάφη) • Ανθεκτικό στη φωτιά • Καλή εφελκυστική αντοχή • Καλή συμπεριφορά έναντι ρηγματώσεων 26
- 27. Μειονεκτήματα • Εύκολη οξείδωση • Για κατασκευές με αυξημένες στατικές απαιτήσεις το κόστος των πλεγμάτων οπλισμών είναι σημαντικό λόγω της απουσίας τυποποίησης τους • Έλλειψη εμπειρίας και τεχνογνωσίας (τόσο σε επιστημονικό όσο και σε τεχνικό προσωπικό) • Έλλειψη κανονισμών και τεχνικών οδηγιών 27
- 28. 7.Εφαρμογές • Δομικά στοιχεία • Σιλό – Δεξαμενές • Σκάφη 28
- 29. 29
- 30. 30
- 31. 31
- 32. 32
- 33. 33
- 34. 34
- 35. 35
- 36. 8.Κανονιστικό πλαίσιο σκυροδέματος • Τσιμέντο: EΛΟΤ ΕΝ 197-1 • Νερό ανάμιξης: EΛΟΤ ΕΝ 1008 • Αδρανή: EΛΟΤ ΕΝ 12620 • Ελαφρά αδρανή: EΛΟΤ ΕΝ 13055 • Χημικά πρόσθετα: EΛΟΤ ΕΝ 934-2 • Ίνες για σκυρόδεμα: EΛΟΤ ΕΝ 14889 • Πυριτική παιπάλη: EΛΟΤ ΕΝ 13623 • Δοκιμές νωπού σκυροδέματος: EΛΟΤ ΕΝ 12350 36
- 37. Κανονιστικό πλαίσιο οπλισμών σκυροδέματος • Oπλισμοί φέροντων στοιχείων: EΛΟΤ 1421-3 • Oπλισμοί μη φέροντων στοιχείων: EΛΟΤ 1421- 2 37
- 38. Κώδικες σχεδιασμού • ACI 549R-97 (State of the Art Report On Ferrocement) • ACI 549.1-R (Guide for the Design, Construction and Repair of Ferrocement) • Ferrocement Model Code (FMC) *ACI (American Concrete Institute) 38
- 40. Pallazzo delle Esposizioni - Torino •Aρχιτέκτων Pier Luigi Nervi •1949 •H οροφή κατασκευάστηκε από στοιχεία ferrocement. Το άνοιγμα της οροφής είναι 96m και έχει πάχος 4cm •Το έργο αυτό αποτελεί το πρώτο δημόσιο κτίριο που εφαρμόστηκε το ferrocement 40
- 41. Palazzetto dello sport – Rome •Aρχιτέκτων Pier Luigi Nervi •1957 •Η θολωτή στέγη με άνοιγμα 69.2m δομήθηκε από 1620 προκατασκευασμένα τμήματα ferrocement 41
- 42. Menil Collection Museum - Houston •Aρχιτέκτων Renzo Piano •1986 •Κατασκευή περσίδων πάχους 2.5mm από ferrocement 42
- 43. 10.Περίπτωση Κέντρο Πολιτισμού Ίδρυμα Σταύρος Νιάρχος (ΚΠΙΣΝ) (1/6) •Aρχιτέκτων Renzo Piano •2016 •Κατασκευή ενεργειακού στεγάστρου απο ferrocement. Τοποθέτηση 5.700 φωτοβολταικών πάνελ στην οροφή •Διαστάσεις 100mX100m •Βάρος 4400t •717 προκατασκευασμένα κομμάτια •Αποτελεί την 1η εφαρμογή παγκοσμίως του ferrocement σαν φέρων στοιχείο για τέτοιας κλίμακας έργο •Σύμμικτη κατασκευή 1. 2 επιφάνειες – πλάκες (καμπύλης μορφής) από ferrocement οι οποίες στις ακμές της κάτοψης ενώνονται και 2. Εσωτερική δικτύωση από μεταλλικά στοιχεία (βλ. συνέχεια) 43
- 44. 44
- 45. 45
- 46. Περίπτωση Κέντρο Πολιτισμού Ίδρυμα Σταύρος Νιάρχος (ΚΠΙΣΝ) (2/6) •Ελάχιστο πάχος τμημάτων οροφής 27mm •Μέγιστο πάχος τμημάτων οροφής 57mm •Ολο το βάρος «κρέμεται» από 120 ελατήρια, τέσσερα σε καθεμία από τις 30 κολόνες του, οι οποίες έχουν μικρή διατομή (40,6cm οι εξωτερικές, 45,7cm οι εσωτερικές), προκειμένου να ενισχύουν την εντύπωση ότι το στέγαστρο βρίσκεται «στον αέρα» •Οσο για τον ίδιο τον αέρα; Το στέγαστρο ταλαντώνεται: από 2-3cm σε κανονικές συνθήκες έως 10cm σε περίπτωση τυφώνα 46
- 47. 47
- 48. 48
- 49. 49
- 50. 50
- 51. Περίπτωση Κέντρο Πολιτισμού Ίδρυμα Σταύρος Νιάρχος (ΚΠΙΣΝ) (3/6) Τομή του εσωτερικού δικτυώματος του στεγάστρου •Το στέγαστρο έχει το σχήμα ατράκτου (σαν φτερό αεροπλάνου, με πάχος μόλις 23cm στις άκρες και 4,5m στο κέντρο) και αποτελείται από 717 κομμάτια, τα οποία προκατασκευάστηκαν επιτόπου στο εργοτάξιο •Τα προκατασκευασμένα κομμάτια ενώθηκαν μεταξύ τους σε ύψος 43m, επάνω σε σκαλωσιές. Οι συρραφές τους έγιναν με το ferrocement πιεζόμενο στα κενά μεταξύ των προκατασκευασμένων στοιχείων στη λογική του εκτοξευόμενου σκυροδέματος. Οι ματίσεις έχουν συνολικό μήκος περίπου 3.500m •Το στέγαστρο είναι κούφιο στο εσωτερικό του (κρύβοντας το δικτύωμα που ενώνει την άνω με την κάτω παρειά του στεγάστρου) 51
- 52. 52
- 53. Περίπτωση Κέντρο Πολιτισμού Ίδρυμα Σταύρος Νιάρχος (ΚΠΙΣΝ) (4/6) •Μεγάλη προσοχή δόθηκε από τα συνεργεία των σιδεράδων . Δεν έπρεπε να διαστρώνεται το ferrocement πατώντας οι εργαζόμενοι πάνω στους οπλισμούς (συνήθης πρακτική σε συμβατικά έργα) καθώς λόγω των επάλληλων πλεγμάτων, ήταν εύκολο να μετακινηθούν τα πλέγματα και να δημιουργηθούν προβλήματα στις αποστάσεις μεταξύ των πλεγμάτων και στην διατήρηση της απαιτούμενης επικάλυψης 53
- 54. Περίπτωση Κέντρο Πολιτισμού Ίδρυμα Σταύρος Νιάρχος (ΚΠΙΣΝ) (5/6) Η διάσταση του αποστάτη που χρησιμοποιήθηκε σε σύγκριση με τη διάσταση δύο αποστατών του εμπορίου •Η επικάλυψη της διατομής (για διατομές ύψους h>12.7mm) επιλέγεται από τη min τιμή μεταξύ του 1/5 του h και των 5mm •Εφαρμόστηκε επικάλυψη 3mm (ελαχ. κανονισμού 10 mm) •Για να επιτευχθεί αυτή η επικάλυψη έπρεπε να βρεθεί και αντίστοιχος αποστάτης με αυτό το πάχος •Κατασκευάστηκε από ΑΒS, το σκληρότερο πλαστικό •Χαλαζιακή άμμος από την έρημο της Αιγύπτου με διάμετρο κόκκου 1- 1.3mm 54
- 55. 55
- 56. 56
- 57. 57
- 58. 58
- 59. Περίπτωση Κέντρο Πολιτισμού Ίδρυμα Σταύρος Νιάρχος (ΚΠΙΣΝ) (5/6) •Η χρήση πλεγμάτων με διάμετρο ράβδου μικρότερη από 4.2mm δεν προβλέπεται από τον κανονισμό. Σε αυτήν την περίπτωση διενεργήθηκαν ειδικοί έλεγχοι σε εργαστήρια και συνάπτονται ειδικές συμφωνίες για την έγκριση και τη χρήση για την χρήση πλεγμάτων οπλισμού Β500C και διάμετρο < 4.2mm. Η συγκεκριμένη διαδικασία ακολουθήθηκε για την έγκριση της χρήσης πλεγμάτων με διάμετρο Φ0.8mm για το ενεργειακό στέγαστρο του ΚΠΙΣΝ (βλ. συνέχεια) 59
- 60. Περίπτωση Κέντρο Πολιτισμού Ίδρυμα Σταύρος Νιάρχος (ΚΠΙΣΝ) (6/6) •Για να μπορέσει να πραγματοποιηθεί η κατασκευή έπρεπε να αναπτυχθεί ένα πλέγμα που δεν ήταν διαθέσιμο στην αγορά και δεν είχε γίνει ποτέ έστω και σε δοκιμαστικό επίπεδο η παραγωγή του •Χρησιμοποιήθηκαν 5 διαφορετικά πλέγματα 1. Πλέγμα διαμέτρου Φ0.8, καρέ 6Χ6mm, B500C 2. Πλέγμα διαμέτρου Φ1.6, καρέ 15Χ15mm, B500C 3. Πλέγμα διαμέτρου Φ2.4, καρέ 15Χ15mm, B500C 4. Πλέγμα διαμέτρου Φ5, καρέ 50Χ50mm, B500C 5. Πλέγμα διαμέτρου Φ10, καρέ 50Χ50mm, B500C 60
- 61. 61
- 62. 11.Συμπεράσματα • Το ferrocement καλύπτει όλα τα κριτήρια για μια οικονομική, οικολογική, ανθεκτική και με μεγαλές αντοχές σε σχέση με το μικρό πάχος της διατομής των στοιχείων του, κατασκευή. Συνεπώς που οφείλεται η περιορισμένη χρήση του γενικά στις κατασκευές? • Απουσία τυποποίησης και βιομηχανοποίησης του και πιο συγκεκριμένα στην αδυναμία μαζικής παραγωγής πλεγμάτων οπλισμού με πολύ μικρές διατομές αλλά ταυτόχρονα με υψηλό όριο διαρροής (fy=500MPa) 62
- 63. 12.Βιβλιογραφία - Αναφορές • ΑCI 549R-97 (State of the Art Report On Ferrocement) • Ένας τεχνικός οδηγός για το ferrocement- Τζανακάκης Ιάσων • https://www.concrete.org/topicsinconcrete/topicdetail/ferrocement • Video Youtube: Επίσημη παρουσίαση του Ενεργειακού Στεγάστρου του ΚΠΙΣΝ • Oλοκληρώθηκε η κατασκευή του ενεργειακού στεγάστρου του ΚΠΙΣΝ – www.snfcc.gr • Pallazzo delle esposizioni Torino - http://www.domusweb.it/en/from-the- archive/2011/04/28/turin-exhibition-br--palace.html • Menil Museum Houston – http://www.engineering- timelines.com/scripts/engineeringItem.asp?id=1286 • Sports palace in Rome - https://en.wikiarquitectura.com/index.php/Sports_Palace_in_Rome 63
- 64. Ερωτήσεις? 64
- 65. Ευχαριστώ! 65
Hinweis der Redaktion
- Δεν υπήρχαν στο εμπόριο και κατασκευάστηκαν ειδικά για τις απαιτήσεις του έργου