1.4. Αδρανή υλικά
1.4.1. Είδη αδρανών υλικών (φυσικά-τεχνητά) και οι ιδιότητες τους
Τα αδρανή είναι λίθινα κυρίως υλικά σε μορφή κόκκων, που περιβάλλονται από μια συνδετική ύλη και σχηματίζουν σύνθετα υλικά κατασκευών.
Αποτελούνται από ένα σύνολο σπασμένων (θραυστών) ή και συλλεγμένων χαλικιών (που έχουν συλλεχθεί από το περιβάλλον) φυσικής ή τεχνητής προέλευσης.
Οι κόκκοι τους είναι συμπαγείς, του ίδιου ή διαφορετικού μεγέθους, και διακρίνονται ανάλογα με την προέλευση και το μέγεθος τους.
Ονομάζονται αδρανή υλικά, διότι σε κανονικές συνθήκες δεν αντιδρούν χημικά με τη συνδετική ύλη.
Όταν η συνδετική ύλη, η κονία, είναι το τσιμέντο (ή τσιμεντοκονία), σχηματίζουν το τσιμεντοκονίαμα ή σκυρόδεμα. Αντίστοιχα, όταν η συνδετική ύλη είναι ο ασβέστης, σχηματίζεται το ασβεστοκονίαμα κ.ο.κ.
Σε όλες τις περιπτώσεις τα αδρανή υλικά αποτελούν το σκελετό του σύνθετου υλικού, η δε συνδετική ύλη γεμίζει, ολικά ή μερικά, τα κενά και συγκολλά τους κόκκους μεταξύ τους. Ωστόσο, υπάρχουν και κατασκευές στις οποίες τα αδρανή υλικά χρησιμοποιούνται χωρίς συνδετική ύλη, όπως συμβαίνει π.χ. στις κατασκευές στραγγιστηρίων, στις βάσεις οδοστρωμάτων και αλλού.
Διακρίνονται δύο μεγάλες κατηγορίες αδρανών υλικών:
α. αυτά που προέρχονται από φυσικά πετρώματα και ονομάζονται φυσικά αδρανή
β. αυτά που προέρχονται από θραυστά και συλλεγμένα υλικά, τα οποία κατασκευάζονται τεχνητά, όπως π.χ. σκωρία υψικαμίνων, συντήγματα υψικαμίνων κτλ. Αυτά τα τελευταία ονομάζονται τεχνητά αδρανή.
1.4.2. Αδρανή από φυσικά πετρώματα
Ανάλογα με τον τρόπο σχηματισμού τους διακρίνονται σε:
- Φυσικά ή φερτά ή συλλεκτά: Ανήκουν συλλεγμένα αδρανή, τα οποία προέρχονται από όχθες ποταμών ή λιμνών, από παραλίες θαλασσών και από ορυχεία.
Τα συλλεγμένα αδρανή δεν έχουν την ίδια μορφή, επειδή με τη συνεχή τριβή, καθώς παρασύρονται από τα νερά των χειμάρρων, των ποταμών ή των θαλασσών, οι ακμές τους στρογγυλεύονται.
- Θραυστά: δημιουργούνται από σπάσιμο πετρωμάτων που εξορύσσονται από λατομεία ή ακόμη από το σπάσιμο χονδρών φυσικών αδρανών.
Τα θραυστά χαλίκια έχουν οξείες γωνίες, ακμές και είναι ομοιογενή, επειδή α) προέρχονται από το ίδιο πέτρωμα και β) με κοσκίνισμα είναι δυνατόν να παραλάβουμε χαλίκια ίδιου μεγέθους.
Ανάλογα με τις διαστάσεις των κόκκων τους διακρίνονται σε:
- σκύρα ή χαλίκια (τα οποία είναι συνήθως φυσικά σκύρα): περιλαμβάνουν κόκκους με διάμετρο περίπου από 10 ή 15 χιλιοστόμετρα μέχρι 30 ή 50 ή και 70 χιλιοστόμετρα
- γαρμπίλια ή ψηφίδες: περιλαμβάνουν κόκκους από 5 ή 7 χιλιοστόμετρα περίπου μέχρι 10 ή 15 χιλιοστόμετρα.
- άμμος: περιλαμβάνει κόκκους που είναι μικρότεροι από 5 ή 7 χιλιοστόμετρα.
Τα στοιχεία εκείνα των αδρανών που έχουν άμεση επίδραση στο σύνθετο υλικό το οποίο σχηματίζεται από αυτά είναι:
α) Η χημική και ορυκτολογική σύστασή τους:
Εκτός από την ανθεκτικότητά τους, τα αδρανή δεν πρέπει να προκαλούν καταστροφή της συνδετικής ύλης που τα περιβάλλει, ούτε να αλλοιώνεται η πρόσφυσή τους σ’ αυτήν.
β) Τα φυσικά χαρακτηριστικά τους:
Τα φυσικά χαρακτηριστικά που καθορίζουν τη συμπεριφορά του σύνθετου υλικού είναι:
- η αντοχή του πετρώματος σε μηχανικές καταπονήσεις και “δυσμενείς” συνθήκες περιβάλλοντος,
- η αντοχή σε φθορά από τριβή,
- η μορφή των κόκκων (μέγεθος, σχήμα κτλ.),
- η κοκκομετρική διαβάθμιση,
- οι επιβλαβείς προσμείξεις.
Τέλος, άλλα χαρακτηριστικά που θεωρούνται σημαντικά ανάλογα με τη χρήση του αδρανούς είναι το ειδικό βάρος, το φαινόμενο ειδικό βάρος, το φαινόμενο βάρος, το πορώδες, ο συντελεστής θερμικής διαστολής, το μέτρο ελαστικότητας κ.ά.