Μελέτη εξέλιξης τεχνολογίας κονιαμάτων

Abstract

This PHd Thesis, entitled “Study of the technological evolution of mortars” was realized in the Laboratory of Building Materials AUTH, from September 2005 until December 2010, under the supervision of Professor Ioanna Papayianni. It is divided in eight chapters, in order for this ranged study to be accomplished. It is an attempt of a theoretical and experimental approach of the technological evolution of mortars of all types and all historic periods from prehistory until nowadays. The theoretical part aims on surveying through literature, the types and constructional materials of mortars by ancient as well as contemporary researchers. The experimental part regards the statistical study of the analysis results of mortar samples realized during the last 20 years in the Laboratory of Building Materials. The analysis was realized according to a holistic methodology that has been developed in the Laboratory and concerns the determination of mortars’ chemical and physico-mechanical properties. In order for all results to be comparatively evaluated (more than 2.000 samples), a flexible data system was designed and constructed. The comparative study of the data led to specific conclusions regarding the composition and properties of mortars of each type and era. The chapters concern: 1. References to mortars by ancient writers: Synoptical presentation and comparative study of ancient references to mortars, their constituents and properties. Personal clarifications to meanings and concepts. 2. Study of the evolution of the constructional technology: Short presentation of the constructional types and materials used in each era. Categorization according the main building material and their historic appearance. 3. Evolution of technology and of mortars’ application methods: Evaluation of all contemporary studies regarding historic mortars. Categorization of mortars to specific types, according to the international experience. 4. Contemporary historic mortars (after the Industrial revolution): Presentation of materials’ evolution during the 19th and 20th century. Experimental researches, hydraulic cement types, standardization, first constructions by cement and concrete, contemporary tendencies and materials used in construction. Study of the Greek Cement Industry‘s evolution, as an economic and developing factor of the Greek economy. 5. Data base of historic mortars’ characteristics: Structure and functionality of the data base that was designed and constructed in order for all analysis results to be easily evaluated. 6. Statistical analysis of historic mortars’ analysis data: Statistical analysis of all results from the study of historic mortars, according to their type and historic appearance. Evaluation and documentation of all results with graphics, figures and comparative conclusions. 7. Conclusions: Grouping of all conclusions of the theoretical and experimental approach. Documentation of all relations among the method of choosing materials, the constructional technology of each era, the availability of raw materials and of the wider socio-economic aspects. 8. Further exploitation of the historic mortars’ data base: Program’s functionality, Catalogue of the exhibition material, material for 3D virtualization, study of the data for the design of repair materials.

Η παρούσα διατριβή με τίτλο “Μελέτη εξέλιξης τεχνολογίας κονιαμάτων”, εκπονήθηκε στο Εργαστήριο Δομικών Υλικών, του Τμήματος Πολιτικών Μηχανικών Α.Π.Θ., από το Σεπτέμβριο του 2005 έως το Δεκέμβριο του 2010, υπό την επίβλεψη της Καθηγήτριας κα Ιωάννα Παπαγιάννη. Χωρίζεται σε οχτώ γενικά κεφάλαια, προκειμένου να τεκμηριωθεί επαρκώς το ευρύ αντικείμενο της μελέτης. Επιχειρείται θεωρητική και πειραματική προσέγγιση της εξέλιξης της τεχνολογίας των κονιαμάτων όλων των τύπων και όλων των ιστορικών περιόδων, από την προϊστορία έως σήμερα. Το θεωρητικό μέρος αφορά σε βιβλιογραφική επισκόπηση των αναφορών σχετικά με τους τύπους και τα υλικά κατασκευής των κονιαμάτων από αρχαίους και σύγχρονους μελετητές. Το πειραματικό αφορά στη διαχείριση και στατιστική επεξεργασία των αποτελεσμάτων ανάλυσης κονιαμάτων όλων των περιόδων και τύπων, που πραγματοποιήθηκαν την τελευταία 20ετία στο Εργαστήριο Δομικών Υλικών σε σχέση με τα χημικά και φυσικο-μηχανικά χαρακτηριστικά τους. Προκειμένου να ταξινομηθούν και να μελετηθούν συγκριτικά τα αποτελέσματα όλων των δειγμάτων, που στο σύνολό τους ήταν περισσότερα από 2.000, σχεδιάστηκε και κατασκευάστηκε ένα ευέλικτο σύστημα καταχώρησης και επεξεργασίας στοιχείων (τράπεζα δεδομένων). Η συγκριτική αξιολόγηση των αποτελεσμάτων οδήγησε σε συγκεκριμένα συμπεράσματα σε σχέση με τη σύσταση και τις ιδιότητες των υλικών ανά περίοδο και τύπο εφαρμογής και αποτελεί ενδεικτική αξιοποίηση της τράπεζας δεδομένων που έχει δημιουργηθεί. Τα κεφάλαια είναι συνοπτικά: 1. Αναφορές σε κονιάματα στα κείμενα αρχαίων συγγραφέων: Συνοπτική παρουσίαση, ταξινόμηση και συγκριτική μελέτη αναφορών αρχαίων συγγραφέων στα κονιάματα, τα συστατικά και τις ιδιότητές τους. Παράθεση προσωπικών επεξηγήσεων σε έννοιες και περιγραφές. 2. Μελέτη εξέλιξης οικοδομικής τεχνολογίας: Συνοπτική παρουσίαση κατασκευαστικών τύπων και τεχνικών που εφαρμόστηκαν ανά ιστορική περίοδο. Κατηγοριοποίησή τους βάσει του κύριου υλικού κατασκευής και της ιστορικής τους εμφάνισης. 3. Εξέλιξη τεχνολογίας και μεθόδων εφαρμογής κονιαμάτων: Συγκριτική μελέτη των σύγχρονων δεδομένων και αναφορών σε ιστορικά κονιάματα όλων των περιόδων. Ταξινόμηση των κονιαμάτων σε ειδικές κατηγορίες εφαρμογής, σύμφωνα με τη διεθνή πρακτική. 4. Σύγχρονα κονιάματα (μετά τη Βιομηχανική Επανάσταση): Παρουσίαση της εξέλιξης των υλικών κατά το 19ο και 20ο αιώνα. Πειραματικές προσεγγίσεις, τύποι υδραυλικών τσιμέντων, τυποποίηση βάσει των συστατικών και ιδιοτήτων τους, τα πρώτα μεγάλα έργα από τσιμέντο και σκυρόδεμα, σύγχρονες τάσεις και υλικά που χρησιμοποιούνται στη δόμηση. Μελέτη της εξέλιξης της Ελληνικής Τσιμεντοβιομηχανίας ως οικονομικού και αναπτυξιακού φορέα της Ελληνικής οικονομίας. 5. Τράπεζα δεδομένων καταγραφής χαρακτηριστικών ιστορικών κονιαμάτων: Δομή και λειτουργικότητα τράπεζας δεδομένων που κατασκευάστηκε προκειμένου να καταχωρηθούν και να μελετηθούν συγκριτικά τα χαρακτηριστικά δειγμάτων κονιαμάτων που αναλύθηκαν την τελευταία 20ετία στο Εργαστήριο Δομικών Υλικών. 6. Στατιστική επεξεργασία δεδομένων ανάλυσης ιστορικών κονιαμάτων: Στατιστική επεξεργασία των αποτελεσμάτων, βάσει του τύπου εφαρμογής των κονιαμάτων και της περιόδου στην οποία ανήκουν. Τεκμηρίωση δεδομένων μέσω γραφημάτων, εικόνων και συγκριτικών συμπερασμάτων. 7. Συμπεράσματα: Ομαδοποίηση συμπερασμάτων θεωρητικής και πειραματικής προσέγγισης δεδομένων και ταυτοποίηση σχέσεων μεταξύ του τρόπου επιλογής των υλικών, της κατασκευαστικής τεχνολογίας κάθε περιόδου, της διαθεσιμότητας σε πρώτες ύλες και των ευρύτερων κοινωνικο-πολιτιστικών και οικονομικών συνθηκών. 8. Περαιτέρω αξιοποίηση της τράπεζας δεδομένων ιστορικών κονιαμάτων: Λειτουργία προγράμματος, Κατάλογος Εκθεσιακού υλικού, υλικό για 3D αναπαραστάσεις, μελέτη δεδομένων για το σχεδιασμό νέων κονιαμάτων επέμβασης.