ΕΛΕΓΧΟΙ ΚΑΙ ΔΟΚΙΜΕΣ ΚΑΤΑΛΛΗΛΟΤΗΤΑΣ ΠΗΛΟΥ
Ο πηλός είναι ανομοιόμορφο και ανομοιογενές υλικό. Σε κάθε σημείο της Γης και σε κάθε τόπο έχει πολύ διαφορετικά χαρακτηριστικά. Ποτέ ένας πηλός δεν είναι ίδιος με έναν άλλο. Τα ειδικά χαρακτηριστικά του κάθε πηλού διαμορφώνονται ανάλογα με:
- Tην προέλευση και το είδος της αργίλου που περιέχει
- Tη σύνθεση των χωμάτων της κάθε περιοχής (περιεκτικότητα ορυκτών, μετάλλων, οργανικών υλών κ.ά.)
- Tην κοκκομετρική σύνθεση του πηλού κάθε τόπου (ποσοστά αργίλου, ιλύος και άμμου)
Εξαιτίας όλων αυτών, κάθε πηλός έχει διαφορετικές φυσικές ιδιότητες και μηχανικές αντοχές. Η στατική και η θερμική συμπεριφορά και οι άλλες ιδιότητες των δομικών του στοιχείων καθώς και των κατασκευών του, διαφοροποιούνται ανάλογα.
Προκειμένου μία κατασκευή πηλού να ανταποκρίνεται στις απαιτήσεις των αντισεισμικών κανονισμών μιας περιοχής καθώς και στην επιθυμητή θερμική συμπεριφορά που υπαγορεύει το κλίμα, αλλά ταυτόχρονα να αξιοποιεί πλήρως τις ευεργετικές ιδιότητες του πηλού και να είναι ανθεκτική σε φθορές και στο χρόνο, επιβάλλονται αρχικά ο έλεγχος των ιδιοτήτων του τοπικού χώματος και στη συνέχεια οι αναγκαίες βελτιώσεις του.
Οι έλεγχοι καταλληλότητας του πηλού, μπορούν να γίνουν σε δύο επίπεδα:
- Εργαστηριακοί έλεγχοι
- Εμπειρικοί έλεγχοι στο εργοτάξιο
ΕΡΓΑΣΤΗΡΙΑΚΟΙ ΕΛΕΓΧΟΙ
Οι εργαστηριακοί έλεγχοι είναι απαραίτητοι κυρίως για:
- Τον προσδιορισμό των ιδιοτήτων και των αντοχών του υλικού ως προϋπόθεση κατάρτισης προδιαγραφών δόμησης
- Τον προσδιορισμό προδιαγραφών παραγωγής τυποποιημένων προϊόντων ή βιομηχανικών δομικών στοιχείων πηλού
- Τον έλεγχο της ασφάλειας και της αξιοπιστίας των κατασκευών στις περιπτώσεις κατασκευής μεγάλων έργων
Ο ακριβής έλεγχος του πηλού επιτρέπει επιπλέον τη συγκριτική αξιολόγησή του με τα άλλα υλικά δόμησης και υποστηρίζει την ανάκτηση της αξιοπιστίας του και την ανάδειξη των πλεονεκτημάτων και της ποιότητας που προσφέρει. Θεωρείται λοιπόν προϋπόθεση για τη θεσμοθετημένη πιστοποίησή του, ως του κατεξοχήν φιλικού υλικού δόμησης για τον άνθρωπο και το περιβάλλον.
Ορισμένοι από τους πιο σημαντικούς και αναγκαίους ελέγχους που προσδιορίζουν τα χαρακτηριστικά του πηλού και ταυτόχρονα δίνουν κατευθύνσεις και οδηγίες για την βελτίωσή του είναι οι ακόλουθοι:
- Έλεγχος κοκκομετρικής σύνθεσης: μέθοδος καθίζησης, μέθοδος κοσκινίσματος, συνδυασμός των δύο μεθόδων
- Μέτρηση περιεκτικότητας νερού
- Μετρήσεις συμπεριφοράς σε σχέση με το νερό: διόγκωση, μέτρο συρρίκνωσης, πλαστιμότητα, αντοχή στην πρόσπτωση νερού, τριχοειδής απορρόφηση νερού, διάβρωση από βροχή και παγετό, χρόνος στεγνώματος
- Μετρήσεις συμπεριφοράς στους υδρατμούς: αντίσταση στη διάχυση υδρατμών, υγρασία ισορροπίας, σχηματισμός δρόσου
- Προσδιορισμός θερμικής συμπεριφοράς: ειδική θερμοχωρητικότητα, θερμική αγωγιμότητα, ταχύτητα θερμοροής, θερμική ακτινοβολία, θερμική διαστολή
- Μετρήσεις αντοχών: συνοχή, θλίψη, εφελκυσμός σε ξηρή κατάσταση, εφελκυσμός, κάμψη, πρόσφυση, τριβή, ελαστικότητα, κρούση ακμών
- Μετρήσεις τιμών pΗ
- Μετρήσεις ραδιενέργειας
- Μετρήσεις φραγμού ηλεκτρομαγνητικής ακτινοβολίας υψηλών συχνοτήτων
ΕΜΠΕΙΡΙΚΟΙ ΕΛΕΓΧΟΙ ΣΤΟ ΕΡΓΟΤΑΞΙΟ
Οι εμπειρικοί έλεγχοι είναι σημαντικοί για την εκτίμηση της καταλληλότητας και των βασικών ιδιοτήτων του διαθέσιμου στο εργοτάξιο υλικού, αλλά και ως οδηγός για τη βελτίωσή του. Δεν μπορούν να υποκαταστήσουν το επίπεδο ασφάλειας που δίνουν οι εργαστηριακοί έλεγχοι, όμως όταν αυτοί δεν είναι εφικτοί, όπως στην περίπτωση έργων μικρής κλίμακας, παρέχουν σοβαρές ενδείξεις της ποιότητας και των αντοχών του πηλού. Οι σημαντικότεροι εμπειρικοί έλεγχοι είναι:
Εκτίμηση κοκκομετρικής σύνθεση
Ο έλεγχος αυτός δείχνει προσεγγιστικά τις αναλογίες άμμου, ιλύος και αργίλου που περιέχει ένας πηλός. Είναι σημαντικός γιατί βοηθά στην βελτίωση και την προσαρμογή του μείγματος στην τεχνολογία δόμησης που πρόκειται να εφαρμοστεί. Γίνεται με δύο βασικούς τρόπους και το συνδυασμό τους:
- Δοκιμή καθίζησης Ο πηλός αναμιγνύεται καλά με πολύ νερό σε διαφανές δοχείο (γυάλινο ή πλαστικό), μέχρις ότου διαλυθεί καλά και το διάλυμα αφήνεται ακίνητο, να «ησυχάσει». Τα μεγαλύτερα και βαρύτερα σωματίδια συγκεντρώνονται γρήγορα στη βάση του δοχείου, ενώ τα μικρότερα και ελαφρύτερα σωματίδια καθιζάνουν με πιο αργό ρυθμό, ανάλογα με το μέγεθος και το βάρος τους. Δημιουργείται έτσι μια διαστρωμάτωση που φανερώνει το ποσοστό συμμετοχής των διαφορετικής κοκκομετρίας συστατικών στο μείγμα.
Η δοκιμή αυτή δεν είναι ακριβής. Δείχνει μόνο σε γενικές γραμμές την αναλογία αργίλου, ιλύος, άμμου και χαλικιών στο μείγμα.
- Κοσκίνισμα Το μείγμα κοσκινίζεται διαδοχικά από κόσκινα διαφορετικού διαμετρήματος. Έτσι διαχωρίζονται τα υλικά διαφορετικού διαμετρήματος που περιέχει. Η δοκιμή αυτή καθορίζεται λεπτομερώς στο ΦΕΚ 955/1986.
- Συνδυασμός των δύο μεθόδων Ο συνδυασμός των μεθόδων καθίζησης και κοσκινίσματος δίνει ακριβέστερα αποτελέσματα. Τα χονδρόκοκκα αδρανή υλικά, η άμμος, τα χαλίκια και οι πέτρες, διαχωρίζονται εύκολα με το κόσκινο. Τα λεπτόκοκκα υλικά του μείγματος διαχωρίζονται πιο αποτελεσματικά με τη μέθοδο της καθίζησης.
Μέτρηση περιεκτικότητας νερού
Ένα κομμάτι πηλού, βάρους 1 kg, τοποθετείται στο φούρνο, στους 110 C, επί δύο ώρες. Όταν κρυώσει ζυγίζεται. Η διαφορά του βάρους δίνει την περιεκτικότητα του πηλού σε νερό.
Εκτίμηση περιεκτικότητας αργίλου
Η περιεκτικότητα αργίλου ενός πηλού μπορεί να εκτιμηθεί με πολλούς εμπειρικούς τρόπους, οι οποίοι διασταυρωνόμενοι δίνουν ασφαλέστερα συμπεράσματα.
- Δοκιμή αφής Ο πηλός συμπιέζεται ανάμεσα στα δάχτυλα μέχρι να γίνουν αισθητοί οι κόκκοι του. Η αίσθηση χοντρής άμμου δείχνει ότι ο πηλός είναι χοντρόκοκκος (0,2 – 2,00 mm). Η αίσθηση λεπτής άμμου δείχνει ότι ο πηλός είναι λεπτόκοκκος (0,2 mm). Η απουσία αίσθησης κόκκου και η κολλώδης, αλευρώδης αίσθηση, δείχνει ότι ο πηλός περιέχει υπερβολική ποσότητα αργίλου και ανεπαρκή ποσότητα άμμου.
- Δοκιμή απόπλυσης Δείγμα πηλού τρίβεται στα χέρια. Όταν κολλάει τόσο, ώστε να χρειαστεί μεγάλη ποσότητα νερού για την απομάκρυνση του, πρόκειται για αργιλώδες χώμα. Κατάλληλος είναι ο πηλός που αφήνει στα δάχτυλα μια κρεμώδη αίσθηση.
Ο πηλός που κολλάει στα παπούτσια και δεν απομακρύνεται εύκολα είναι επίσης κατάλληλος.
- Δοκιμή ρίψης σφαίρας Σχηματίζεται σφαίρα από πηλό διαμέτρου 4 cm και αφήνεται να πέσει από ύψος περίπου 1,5 m πάνω σε επίπεδη επιφάνεια.
Αν η σφαίρα υποστεί μια απλή παραμόρφωση και εμφανίσει ελάχιστες ή καθόλου ρωγμές, τότε ο πηλός έχει υψηλές συνεκτικές ιδιότητες και μεγάλη περιεκτικότητα σε άργιλο. Σε ένα τέτοιο μείγμα προσθέτουμε συνήθως άμμο.
Αν η σφαίρα διαλυθεί και γίνει θρύψαλα έχει πολύ χαμηλή περιεκτικότητα αργίλου και ο πηλός δεν μπορεί να χρησιμοποιηθεί στη δόμηση.
Οι ενδιάμεσες περιπτώσεις δείχνουν πηλό που μπορεί να χρησιμοποιηθεί για κατασκευή πλιθιών, καλουπωτού πηλού, για τσατμά καθώς και για επιχρίσματα.
Αντίστοιχη δοκιμή γίνεται και με ρίψη σφαίρας πηλού σε κατακόρυφη λεία ξύλινη επιφάνεια. Ο πηλός που ενδείκνυται για δόμηση κολλά για λίγα δευτερόλεπτα και μετά πέφτει.
- Δοκιμή σύνθλιψης Δοκιμάζεται ο σχηματισμός σφαίρας πηλού. Αν δεν σχηματιστεί σφαίρα, ο πηλός έχει μεγάλη περιεκτικότητα σε άμμο. Αν σχηματιστεί σφαίρα συμπιέζεται με δύναμη ανάμεσα στα δάχτυλα. Αν συνθλιβεί, μετά από άσκηση μεγάλης πίεσης, ο πηλός έχει υψηλή περιεκτικότητα σε άργιλο και χρειάζεται προσθήκη άμμου. Αν η σφαίρα θρυμματιστεί πολύ εύκολα, τότε η περιεκτικότητα του πηλού σε άργιλο είναι μικρή.
Η ίδια δοκιμή μπορεί να επαναληφθεί πιέζοντας μια στεγνή σφαίρα πηλού με την άκρη τακουνιού. Ο πηλός με μεγάλη περιεκτικότητα σε άμμο (αδύνατος) θρυμματίζεται με την πίεση, ενώ ο πηλός με μεγάλη περιεκτικότητα σε άργιλο (παχύς) δεν διαλύεται.
- Δοκιμή κοπής υγρού πηλού Πλάθεται μπάλα πηλού η οποία κόβεται με μαχαίρι. Αν η επιφάνεια της εγκάρσιας τομής είναι γυαλιστερή και λεία το μείγμα είναι πλούσιο σε άργιλο. Αν η επιφάνεια είναι θαμπή δείχνει υψηλή περιεκτικότητα σε ιλύ. Η άγρια, τραχιά επιφάνεια δείχνει πως ο πηλός περιέχει πολλή άμμο (είναι αδύνατος) και έχει μειωμένη ικανότητα συνοχής.
- Δοκιμή μορφοποίησης Πλάθεται σφαίρα από πηλό διαμέτρου περίπου 5 cm. Ο παχύς πηλός κολλά στα χέρια, ο αδύνατος δεν πλάθεται εύκολα και διαλύεται.
Εκτίμηση συνοχής
Πλάθεται με τα δάχτυλα μια λωρίδα από πηλό διαμέτρου 2 – 3 cm και μήκους 6 – 10 cm περίπου και αφήνεται να κρεμάσει προς τα κάτω. Αν η λωρίδα σπάσει αμέσως, σημαίνει ότι η συνοχή του πηλού και η περιεκτικότητα του σε άργιλο είναι πολύ μικρές. Ο πηλός είναι ακατάλληλος για δόμηση. Αν η λωρίδα κρεμάσει αρκετά (25 – 30 cm) σημαίνει πως η περιεκτικότητα σε άργιλο είναι πάρα πολύ υψηλή και ότι, όταν στεγνώσει, θα ρηγματωθεί. Αν η λωρίδα επιμηκυνθεί 5 – 10 cm σημαίνει πως ο πηλός είναι κατάλληλος για δόμηση. Αυτή η δοκιμή, για να είναι αξιόπιστη, προϋποθέτει καλή ανάδευση, ζύμωμα και πάτημα του πηλού.
Περισσότερο ακριβής δοκιμή συνοχής γίνεται πάλι με λωρίδα πηλού, πάχους 6 × 20 mm και μεγάλου μήκους. Η λωρίδα πιέζεται με τη βοήθεια μιας γυάλινης φιάλης στο αυλάκι μιας σκληρής επιφάνειας. Κάτω από τον πηλό έχει τοποθετηθεί λαδόκολλα ή νάιλον, ώστε η λωρίδα να γλιστράει ελεύθερα. Με την πίεση το υλικό αρχίζει σιγά – σιγά να προεξέχει και να κρέμεται. Η λωρίδα πηλού σπάζει τελικά, εξαιτίας της βαρύτητας, σε διαφορετικά μήκη ανάλογα με την περιεκτικότητα της σε άργιλο.
Δοκιμή συρρίκνωσης
Πάνω σε ξύλινη επιφάνεια κατασκευάζονται ξύλινες θήκες, ίσης μεταξύ τους επιφάνειας (πλάτους και μήκους), οι οποίες γεμίζουν με διάφορα δείγματα πηλού. Όταν τα δείγματα στεγνώσουν συγκρίνεται το μήκος τους, στις θήκες και διαπιστώνεται πόσο συρρικνώθηκε το καθένα από αυτά.
Δοκιμή πλαστικότητας
Δοχεία, ίδιας χωρητικότητας, γεμίζουν με δείγματα ίσης ποσότητας πηλού και συμπληρώνονται με ίσες ποσότητες νερού. Μετά από κάποιες ημέρες το κάθε δείγμα έχει διογκωθεί σε διαφορετικό βαθμό. Το μείγμα που διογκώθηκε περισσότερο είναι το πιο πλαστικό.
Δοκιμή οσμής
Ο πηλός, όταν περιέχει οργανικές ύλες, δεν είναι κατάλληλος για δόμηση. Ο καθαρός πηλός είναι άοσμος. Οι οργανικές ύλες προσδίδουν μυρωδιά μούχλας.
ΕΙΣΑΓΩΓΗ Ο άνω φλοιός της Γης έχει μέσο πάχος 30 km και η χημική του σύσταση είναι 46 – 49 Read more
Ο πηλός παρουσιάζει ως πρώτη ύλη απεριόριστη ποικιλία. Οι μηχανικές αντοχές και οι φυσικές του ιδιότητες, ποικίλουν ανάλογα. Συχνά είναι Read more
Ο δομικός πηλός διακρίνεται στις εξής βασικές κατηγορίες: Παχύς πηλός: Ο πηλός με μεγάλη περιεκτικότητα αργίλου. Αδύνατος πηλός: Ο Read more
Ο πηλός που χρησιμοποιείται στη δόμηση είναι μείγμα χώματος που αποτελείται από υλικά διαφορετικής χημικής προέλευσης, σύνθεσης και κοκκομετρίας, τα Read more
Το νερό εμφανίζεται στην άργιλο και στον πηλό με τρείς τρόπους: Δεσμεύεται χημικά, συμμετέχοντας στη μοριακή δομή των αργιλικών ορυκτών. Read more
Ο φλοιός της Γης αποτελείται κατά κύριο λόγο από αργιλοπυριτικά ορυκτά. Η βασική δομική μονάδα των αργιλοπυριτικών ορυκτών είναι το Read more