Η παρούσα διατριβή παρουσιάζει μία λεπτομερή πειραματική μελέτη για τη συμπεριφορά αυτοΐασης τσιμεντοειδών υλικών που τροποποιήθηκαν είτε με κρυσταλλικά πρόσθετα είτε με νανοϋλικά, τα οποία διερευνήθηκαν ανεξάρτητα, ώστε να προσδιοριστεί με σαφήνεια η συμβολή του καθενός. Ο κύριος στόχος ήταν η εξέταση του τρόπου με τον οποίο κάθε σύστημα επηρεάζει την κινητική της ενυδάτωσης, την ανάπτυξη της μικροδομής, το κλείσιμο ρωγμών και την αποκατάσταση την μηχανικών ιδιοτήτων καθώς και της ανθεκτικότητας υπό διαφορετικές συνθήκες συντήρησης/ίασης. Η έρευνα πραγματοποιήθηκε σε δύο κύριες φάσεις. Η πρώτη εξέτασε τα νανοϋλικά, με έμφαση στο νανο-πυρίτιο (nS) και το νανο-οξείδιο του ασβεστίου (nL) σε τσιμεντοκονίες. Μελετήθηκαν οι επιδράσεις τους στις ιδιότητες του νωπού μίγματος, στην θερμότητα ενυδάτωσης, στην τροποποίηση της δομής των πόρων, στην αύξηση της πρώιμης μηχανικής αντοχής και στην ικανότητα αυτοΐασης/σφράγισης των ρωγμών. Οι δοκιμές πραγματοποιήθηκαν σε δύο συνθήκες: συνεχή εμβάπτιση σε νερό βρύσης και κυκλικές συνθήκες ύγρανσης-ξήρανσης, ώστε να προσομοιωθούν ιδανικές και πιο ρεαλιστικές συνθήκες έκθεσης/ίασης. Η δεύτερη φάση εξέτασε τρία εμπορικά διαθέσιμα κρυσταλλικά πρόσμικτα σε τσιμεντοκονίες, κονιάματα και σκυροδέματα, τα οποία παρασκευάστηκαν με δύο τύπους τσιμέντου. Μελετήθηκε η επίδρασή τους στις διεργασίες ενυδάτωσης, στον σχηματισμό κρυστάλλων και στην πυκνότητα της μικροδομής, καθώς και η ικανότητά τους να σφραγίζουν ρωγμές και να μειώνουν τη διαπερατότητα για μεγάλα χρονικά διαστήματα, διάρκειας έως ενός έτους. Η αξιολόγηση της απόδοσης αυτοΐασης και στις δύο φάσεις περιλάμβανε οπτική και μικροσκοπική παρακολούθηση ρωγμών, δοκιμές απορρόφησης νερού, διαπερατότητας νερού, διείσδυσης χλωριόντων και αποκατάστασης θλιπτικής αντοχής. Οι αλλαγές στην χημική σύσταση και στη μικροδομή αναλύθηκαν με SEM/EDS, XRD, TGA και ATR. Τα αποτελέσματα έδειξαν ότι τα νανοϋλικά ενίσχυσαν την πρώιμη ενυδάτωση, βελτίωσαν τη δομή των πόρων και αύξησαν την πρώιμη αντοχή, αν και η μακροχρόνια ικανότητά τους για αυτοΐαση διέφερε ανάλογα με τις συνθήκες συντήρησης. Αντίθετα, τα κρυσταλλικά πρόσμικτα εμφάνισαν υψηλή ικανότητα μακροχρόνιας σφράγισης ρωγμών και μείωσης της διαπερατότητας, ιδιαίτερα υπό κυκλικές συνθήκες ύγρανσης-ξήρανσης, λόγω της συνεχούς δημιουργίας αδιάλυτων κρυσταλλικών προϊόντων (παραγόντων ίασης) εντός των ρωγμών και των πόρων. Ένα σημαντικό μέρος της διατριβής αφορούσε την εφαρμογή προηγμένων μεθόδων παρακολούθησης και ανάλυσης για τη λεπτομερή μελέτη των μηχανισμών αυτοΐασης. Χρησιμοποιήθηκαν μη καταστρεπτικές τεχνικές για την παρακολούθηση της έναρξης και εξέλιξης των ρωγμών, ανάλυση μέσω εικόνας για την ακριβή μέτρηση των μεταβολών της επιφάνειας, καθώς και τεχνικές χαρακτηρισμού μικροδομής όπως SEM/EDS, XRD, TGA, ATR και νανοδιείσδυση (nanoindentation) για τον εντοπισμό των προϊόντων ίασης και των φάσεων στη ζώνη μετάβασης (ITZ). Οι μέθοδοι αυτές προσαρμόστηκαν ώστε να επιτρέπουν πιο ποσοτική εκτίμηση της απόδοσης αυτοΐασης σε βάθος, οδηγώντας σε καλύτερη κατανόηση των μηχανισμών ίασης.Η διατριβή προσφέρει μία σαφή και πρωτότυπη συμβολή στη μελέτη των αυτοϊάσιμων τσιμεντοειδών υλικών, παρέχοντας άμεση, συγκριτική αξιολόγηση δύο κύριων μεθόδων αυτοΐασης υπό ίδιες συνθήκες. Τα ευρήματα όχι μόνο ενισχύουν τη συνολική κατανόηση των μηχανισμών που επιτρέπουν την αυτοΐαση, αλλά και προσφέρουν πρακτική καθοδήγηση για την επιλογή και εφαρμογή αυτών των τεχνολογιών, με στόχο τη βελτίωση της ανθεκτικότητας και την παράταση της διάρκειας ζωής των κατασκευών από σκυρόδεμα.
Ευαγγελία-Σταυρούλα Δ. Τσαμπαλή (Thu,) studied this question.