Υλικά αλλαγής φάσης στο σκυρόδεμα: μέθοδοι ενσωμάτωσης και επίδραση στις ιδιότητες του σκυροδέματος - Κουνάδης, Ανδρέας (Εθνικό Μετσόβιο Πολυτεχνείο. Σχολή Πολιτικών Μηχανικών. Τομέας Δομοστατικής. Εργαστήριο Οπλισμένου Σκυροδέματος, 2018)
Αντικείμενο της παρούσας διπλωματικής εργασίας είναι η εφαρμογή μεθόδων ενσωμάτωσης υλικών αλλαγής φάσης (ΥΑΦ) στο σκυρόδεμα και η μελέτη των ιδιοτήτων του. Τα ΥΑΦ χαρακτηρίζονται από μεγάλη λανθάνουσα θερμότητα τήξης, η οποία μπορεί να προσδώσει μεγάλη θερμική μάζα στο σκυρόδεμα και να συνεισφέρει στο βιοκλιματικό σχεδιασμό των κτιρίων. Μετά την παρουσίαση του θεωρητικού υποβάθρου που αφορά στα ΥΑΦ και στη συνεργασία τους με το σκυρόδεμα, περιγράφονται οι δοκιμές που πραγματοποιηθήκαν για τη συγκεκριμένη εργασία. Παρασκευάστηκαν συνθέσεις σκυροδέματος με διαφορετική σύσταση αδρανών (μόνο ασβεστολιθικά, μόνο ελαφρά ή συνδυασμός τους), καθώς και συνθέσεις σκυροδέματος, στις οποίες ενσωματώθηκαν διαφορετικά ΥΑΦ (παραφινικής φύσης-PCM1 και λιπαρές αλκοόλες-PCM2 & PCM3) μέσω διαφορετικών μεθόδων ενσωμάτωσης (εμποτισμός στα ελαφρά αδρανή και εμβάπτιση στοιχείου σκυροδέματος). Οι συνθέσεις αυτές μελετήθηκαν ως προς τις ιδιότητες νωπού και σκληρυμένου σκυροδέματος, τη θερμότητα ενυδάτωσης, τη θερμική απόκριση και την ευφλεκτότητα. Από τα αποτελέσματα των μετρήσεων προέκυψε ότι τα επιλεγμένα ΥΑΦ δεν επιδρούν στην εργασιμότητα και στο μοναδιαίο βάρος του σκυροδέματος σε σημαντικό βαθμό, ενώ δεν επηρεάζουν ιδιαίτερα τις αντοχές του οι οποίες φτάνουν ή και ξεπερνούν τα 30 MPa για τη σύνθεση σκυροδέματος που περιέχει συνδυασμό ασβεστολιθικών και ελαφρών αδρανών. Όσον αφορά στη θερμότητα ενυδάτωσης, η ύπαρξη ΥΑΦ στο σκυρόδεμα συνεισφέρει, ώστε η θερμοκρασιακή αιχμή κατά την ενυδάτωση να μειωθεί έως και κατά 4οC ήτοι 10,3% και να εμφανιστεί με χρονική καθυστέρηση 2 ωρών. Από τις μετρήσεις για τη θερμική απόκριση, προκύπτει ότι το σκυρόδεμα με αμιγώς ελαφρά αδρανή έχει πολύ καλύτερη θερμική συμπεριφορά από τις άλλες δύο συνθέσεις, ενώ η ύπαρξη των ΥΑΦ προκαλεί αύξηση της θερμοχωρητικότητας σε περιοχές γύρω από το σημείο αλλαγής φάσης σε μεγάλο ή μικρό βαθμό, ανάλογα το υλικό. Πρέπει, τέλος, να αναφερθεί ότι, ως προς την ευφλεκτότητα, τα ΥΑΦ καθιστούν το σκυρόδεμα εύφλεκτο όπου σε μία περίπτωση (PCM2), παρατηρήθηκε έντονη εκτόξευση καιόμενων σωματιδίων κατά τη δοκιμή.