Συγκριτική μελέτη πετρογραφικών και φυσικομηχανικών χαρακτηριστικών, πετρωμάτων που χρησιμοποιούνται για την παραγωγή αδρανών υλικών οδοποιίας.

Περίληψη

Αδρανή ονομάζονται τα κοκκομετρικώς διαβαθμισμένα ορυκτής ή βιομηχανικής προέλευσης υλικά που χρησιμοποιούνται είτε με συγκολλητικό μέσο (σκυρόδεμα, ασφαλτόμιγμα) είτε αυτούσια (έρμα σιδηροδρομικών γραμμών, στραγγηστηρίων, φράγματα, αναβαθμίδες ποταμών, λιμενικά έργα) σε ποικίλα τεχνικά έργα. Τα αδρανή υλικά προσφέρουν όγκο και υψηλότερη αντοχή στις διάφορες τεχνικές κατασκευές. ∆εν αντιδρούν χημικά με τις διάφορες συγκολλητικές ύλες αλλά παρουσιάζουν φυσική συνοχή λόγω της γεωμετρικής ταξινόμησης των κόκκων τους και του βάρους τους.Τα αδρανή υλικά διακρίνονται σε οικογένειες με τα εξής κριτήρια: Με βάση την προέλευσή τους
• Φυσικής προέλευσης
• Τεχνητά ή βιομηχανικά
• Ανακυκλωμένα
Με βάση την πηγή λήψης
• «Φυσικά» ή συλλεκτά αδρανή
• Αδρανή λατομείων
Με βάση το ειδικό τους βάρος
• Κανονικού ειδικού βάρους
• Ελαφροβαρή
• Βαρέα
Με βάση το μέγεθος των κόκκων
• Xονδρόκοκκα
• Λεπτόκοκκα
• Παιπάλη (Filler)
Με βάση τις χρήσεις τους τα αδρανή μπορούν να καταταχθούν σε έξι (6)
βασικές κατηγορίες:
• Αδρανή υλικά για βάσεις και υποβάσεις σταθεροποιημένες ή όχι στην
οδοποιία
• Αδρανή για την παρασκευή σκυροδέματος
• Αδρανή για την παραγωγή ασφαλτομιγμάτων
• Αδρανή κονιαμάτων
• Αδρανή για ογκόλιθους σε υδραυλικά και λιμενικά έργα
• Αδρανή για έρμα σιδηροδρομικής γραμμής
Στην οδοποιία. χρησιμοποιούνται αδρανή υλικά, ασύνδετα ή σταθεροποιημένα με συνδετικό υλικό, για την κατασκευή στρώσεων βάσεων ή υποβάσεων.Τα αδρανή υλικά που χρησιμοποιούνται σε βάσεις ή υποβάσεις μπορεί να είναι τα εξής: Φυσικά αδρανή (natural aggregates) ή θραυστά (αδρανή λατομείων). Σύμφωνα με το ευρωπαϊκό πρότυπο έχουμε επίσης και τις ακόλουθες κατηγορίες: α)Τεχνητά αδρανή (manufactured aggregates) β)Ανακυκλωμένα αδρανή (recycled aggregates). Η ουσιαστική αλλαγή είναι ότι το νέο ευρωπαϊκό πρότυπο εισάγει την ορυκτολογική και πετρογραφική εξέταση του προοριζόμενου πετρώματος για χρήση αδρανών. Τα αδρανή υλικά θα πρέπει να ικανοποιούν ορισμένες απαιτήσεις για να μπορέσουν να χρησιμοποιηθούν στο σκυρόδεμα Όταν το τσιμέντο είναι αργιλικό, το πέτρωμα προέλευσης των αδρανών δεν πρέπει να είναι αλκαλικής ή αργιλικής φύσης. Ειδικότερα πρέπει να αποφεύγονται πετρώματα και ορυκτά που μπορεί να  προκαλέσουν αντίδραση με τα αλκάλεα του τσιμέντου. Τέτοια πετρώματα μπορεί να είναι δολομιτικά πετρώματα, ζεόλιθοι, υαλώδεις έως κρυπτοκρυσταλικοί ρυόλιθοι, δακίτες, λατίτες, ανδεσίτες. Επικίνδυνα ορυκτά είναι ο οπάλιος, χαλκηδόνιος, τριδυμίτης, χριστοβαλίτης. Στα παραπάνω ορυκτά και πετρώματα λόγω του περιεχόμενου άμορφου πυριτίου υπάρχει ο κίνδυνος διογκώσεως, ρηγματώσεως και μείωσης της αντοχής του σκυροδέματος. Η αποσάθρωση του σκυροδέματος λόγω αλκαλοπυριτικής αντίδρασης οφείλεται σε αντίδραση των αλκαλίων του τσιμέντου με συγκεκριμένο είδος πυριτικών αδρανών που περιέχουν συγκεκριμένο είδος άμορφου SiO 2 . Η αντίδραση αυτή προκαλεί διόγκωση στην οποία οφείλεται η αποσάθρωση του σκυροδέματος. Οι παρατηρήσεις μας για το Νέο Ευρωπαικό Πρότυπο είναι: Επιτρέπει τη χρησιμοποίηση ανακυκλούμενων αδρανών δίνοντας έτσι λύση στο πρόβλημα α) της εξοντωτικής εκμετάλλευσης, β) της αντιαισθητικής εικόνας των θέσεων εξόρυξης (εικόνα σεληνιακού τοπίου σε κάποιες περιοχές), αν και τα τελευταία χρόνια γίνεται αποκατάσταση του τοπίου (φύτευση δέντρων) και γ) στο πρόβλημα της απόθεσης των υλικών κατεδάφισης των οικοδομών αφού αυτά μετά από επεξεργασία μπορούν να χρησιμοποιηθούν. Βελτιώνει ή εισάγει νέες δοκιμές με τελικό αποτέλεσμα την καλύτερη ποιότητα των κατασκευών. ∆ίνει σημαντικό ρόλο στους γεωλόγους αφού επιβάλλει την πετρογραφική εξέταση- ορυκτολογική ανάλυση των αρχικών πετρωμάτων των αδρανών και την ονοματολογία του πετρώματος. Τα αδρανή που χρησιμοποιούνται για ασφαλτικά μίγματα πρέπει να προέρχονται πάντα από θραύση και να μη χρησιμοποιούνται στην πρωτογενή τους μορφή, ώστε να προκύπτουν υγιείς γωνιώδεις και τραχείς επιφάνειες και το σχήμα τον κόκκων να είναι ομοιόμορφο Το πρόβλημα της ολισθηρότητας των οδοστρωμάτων
οδήγησε στην ανάγκη κατασκευής αντιολισθηρών στρώσεων και στην έρευνα «σκληρών» αδρανών που χρησιμοποιούνται σε αυτή. Για την κατασκευή των αντιολισθηρών στρώσεων χρησιμοποιούνται αδρανή ειδικών χρήσεων παρουσιάζουν δηλαδή υψηλή αντοχή και κυρίως ανθεκτικότητα. Ο ρόλος των αδρανών στην αντιολισθηρή στρώση είναι να δώσουν σε αυτήν μεγάλη διάρκεια ζωής και να έχουν μεγάλη αντίσταση στην ολίσθηση. Για να επιτευχθεί αυτό πρέπει να διατηρούν την μικροϋφή και τη μακροϋφή του ασφαλτοτάπητα. Τέτοια πετρώματα είναι τα όξινα και βασικά πλουτωνικά, τα όξινα ενδιάμεσα και βασικά ηφαιστειακά, χαλαζίτες, ψαμμίτες και οι συμπαγείς σκουριές υψικαμίνων.

Aggregates are distinguished into families based on the following criteria
Origin
• Natural
• Manufactured or industrial
• Recycled
Source
• Natural
• Crushed
Specific weight
• Normal
• lightweight
• Heavy
Grain size
• Coarse aggregate
• fine aggregate
• Filler aggregate
Aggregates can be classified in to six (6) categories, according to their use:
• Aggregates for unbound and hydraulically bound materials.
• Aggregates for concrete.
• Aggregates for bituminus mixtures.
• Aggregates for mortar.
• Armourstones.
• Aggregates for railway track ballast.
The aggregates that are used for unbound and hydraulically bound materials can be one of the following: natural aggregates or crushed aggregates. According to the new European standard there are also the following categories: a) manufactured aggregates b) recycled aggregates.
The disintegration of concrete due to alkali-silica reaction is caused by the chemical reaction of alkali (in concrete) with a certain kind of amorphous SiO 2 . This reaction results in to the expansion of concrete and finally to the disintegration of it Aggregates that are used for bituminus mixtures must always be a product of crushing and never used in their original form. In this way rough, angular and healthy surfaces are produced and the shape of grains is uniform. The problem of slippery road surfaces led to the need of the construction of antiskid layers and to the research of “hard” aggregates. For the construction of antiskid layers special aggregates are used, which exhibit high strength and durability. The role of the aggregates in the antiskid layer is to give long life and high resistance in skidding. In order to achieve this, they should maintain the fine texture (microtexture) and coarse texture (macrotexture) of the bituminous mixture. Such rocks are the acid, intermediate and basic igneous, quartzites, sandstones and slags.