ΤΟ ΣΚΥΡΟΔΕΜΑ ΣΤΗ ΖΩΗ ΚΑΙ ΤΗΝ ΚΑΤΑΣΚΕΥΗ
Του Μπουλαζέρη Γιάννη,
Πολιτικού Μηχανικού ΕΜΠ,
MSc Δομοστατικός Σχεδιασμός
και Ανάλυση των Κατασκευών
Η κατασκευή μπορεί να θεωρηθεί ως αντανάκλαση του ανθρώπινου σώματος και συνεπώς η διαδικασία επίλυσης των προβλημάτων της μπορεί να θεωρηθεί αναλογικά αντίστοιχη της μεθοδολογίας επίλυσης των προβλημάτων του ανθρωπίνου σώματος.
Το βασικό στοιχείο για τον σχεδιασμό των φορέων και των κατασκευών γενικά είναι η συνάντηση και η αρμονική συνύπαρξη δύο γλωσσών και συγκεκριμένα η μετάφραση από τη γλώσσα της στατικής συμπεριφοράς στη γλώσσα της αντοχής των υλικών. Η στατική συμπεριφορά αποτελεί την εξωτερική φωτογράφιση του φορέα που προκύπτει με τη διαδικασία της στατικής επίλυσης και η αντοχή των υλικών βασίζεται στην εσωτερική φωτογράφιση του φορέα, γνωστής στους όρους της μηχανικής ως φυσικό προσομοίωμα του φορέα.
Οι κατασκευές ως αντανάκλαση της ανθρώπινης σωματικής κατασκευής σχεδιάζονται με δύο οργανισμούς. Αυτοί είναι ο φέρων οργανισμός που αποτελεί την βάση της κατασκευής και η ορθή μελέτη του έχει θεμελιώδη αξία καθώς και ο οργανισμός πληρώσεως (τοιχοποιίες). Συνεπώς οι οργανισμοί της κατασκευής μπορεί να θεωρηθούν σε αντιστοιχία με το ανθρώπινο σώμα ως το σκελετό του σώματος και το σύστημα των μυών.
Με βάση τα παραπάνω, με τον ίδιο τρόπο με τον οποίο αντιλαμβανόμαστε ανάλογα με τα συμπτώματα πότε ο ανθρώπινος οργανισμός νοσεί και από ποια αρρώστια, το ίδιο ισχύει και για την κατασκευή. Για παράδειγμα όπως το χρώμα της επιδερμίδας, ο βήχας και τα εξανθήματα μπορούν να οδηγήσουν στο συμπέρασμα ότι το ανθρώπινο σώμα πάσχει από κάποια λοίμωξη ή απλά μια ίωση, έτσι όταν παρουσιαστούν κάποιες ρωγμές και αστοχίες στην κατασκευή οδηγούμαστε στο συμπέρασμα ότι η κατασκευή μας «νοσεί». Όπως ο γιατρός λαμβάνοντας υπόψη τα συμπτώματα και χρησιμοποιώντας ιατρικές μεθόδους και δείκτες όπως η πίεση και ο αιματοκρίτης, καταλαβαίνει από ποια αρρώστια πάσχει το ανθρώπινο σώμα και στην συνέχεια δίνει την απαραίτητη φαρμακευτική αγωγή για την θεραπεία, έτσι και ο μηχανικός έχοντας την κατάλληλη εμπειρία, την εξειδικευμένη γνώση και με τη χρήση τεχνικών μεθόδων, μπορεί να καταλάβει που «πάσχει» ο φορέας και τι επισκευές και ενισχύσεις απαιτούνται και σε ποια τμήματα του φορέα για να επανέλθει στην αρχική του κατάσταση ή ακόμα και να βελτιωθούν οι αντοχές του.
Είναι ευρέως γνωστό ότι το βασικό και αναπόσπαστο στοιχείο των κατασκευών είναι το σκυρόδεμα. Το σκυρόδεμα ως τεχνητός λίθος είναι το υλικό που σχηματίζεται από την ανάμειξη τσιμέντου, χονδρόκοκκων και λεπτόκοκκων αδρανών (που προκύπτουν θραύοντας τους φυσικούς λίθους) και νερού (με ή χωρίς την ενσωμάτωση των υλικών που χαρακτηρίζονται πρόσθετα και βελτιωτικά), το οποίο αναπτύσσει τις ιδιότητες του με τη σκλήρυνση της πάστας του τσιμέντου (τσιμέντο και νερό).
Οι πρώτες εφαρμογές του σκυροδέματος μιμήθηκαν τους φυσικούς σχηματισμούς των φυσικών λίθων, τους λόφους και τις σπηλιές. Ήταν κατακόρυφα στοιχεία, στύλοι και θολωτά-τοξωτά κτίσματα και παρουσίαζαν ασφαλή ανάληψη των φορτίων. Επέτρεπαν τη φυσική ροή των φορτίων των σωμάτων που έφεραν υπακούοντας στο νόμο της βαρύτητας. Μετέφεραν δηλαδή τα φορτία με τη μορφή τάσεων στο έδαφος.
Με το πέρασμα του χρόνου ακολούθησε η προοδευτική ορθογωνοποίηση των κτισμάτων. Τα κτίσματα άρχισαν να διαμορφώνονται με διακριτά επιμέρους μέλη ως αντανάκλαση της νέας συνειδησιακής αντίληψης της ανθρωπότητας ως αποτελούμενη από διακριτά επιμέρους μέλη.
Το σκυρόδεμα μπορεί να συμπιεστεί, να υποστεί θλίψη αλλά δεν μπορεί να εκταθεί, δηλαδή να εφελκυστεί. Γι’ αυτό το λόγο το σκυρόδεμα οπλίζεται με υλικό με μεγάλη εφελκυστική αντοχή, το χάλυβα με αποτέλεσμα το σκυρόδεμα να μεταλλάσσεται σε οπλισμένο σκυρόδεμα. Η ενσωμάτωση του χάλυβα γίνεται κατά τη νωπή φάση και πρέπει να εξασφαλιστεί ότι οι ράβδοι χάλυβα θα κολλήσουν στο σκυρόδεμα ώστε να επιτευχθεί η συνάφεια σκυροδέματος και χάλυβα.
Το οπλισμένο σκυρόδεμα, ως συνδυασμένο αποτέλεσμα σκυροδέματος και χάλυβα, επιδεικνύει σε σημαντικό βαθμό τα πλεονεκτήματα και τα μειονεκτήματα των δύο συστατικών του. Ένα από τα κυριότερα μειονεκτήματα του χάλυβα είναι η διαβρωσιμότητα του και η μικρή ανθεκτικότητα του. Το σκυρόδεμα σε συνδυασμό με το χάλυβα έχασε σε σημαντικό βαθμό την υψηλή ανθεκτικότητα του και την πυρασφάλεια του με συνέπεια τη σημαντική μείωση της διάρκειας ζωής των κατασκευών από σκυρόδεμα.
Παρόλα αυτά, ο συνδυασμός σκυροδέματος και χάλυβα αποτέλεσε ορόσημο στην ιστορία των δομικών υλικών και συνετέλεσε στην εκρηκτική εξάπλωση των κατασκευών από σκυρόδεμα. Παράλληλα, η συγκέντρωση ολοένα και περισσότερων κατοίκων στις μεγαλουπόλεις, είχε ως επακόλουθο την επικόλληση της μιας κατασκευής πάνω στην άλλη, την δημιουργία πολυώροφων κατασκευών, τις πολυκατοικίες, κάτι που δεν είχε επιτευχθεί χωρίς την χρήση σκυροδέματος.