Γεωαφρός

Γεωαφρός ονομάζεται ο τύπος διογκωμένης πολυστερίνης που παράγεται και πιστοποιείται, σύμφωνα με το πρότυπο ΕΛΟΤ ΕΝ 14933: «Θερμομονωτικά και ελαφροβαρή προϊόντα πλήρωσης για εφαρμογές πολιτικού μηχανικού – Βιομηχανικώς παραγόμενα προϊόντα από διογκωμένη πολυστερίνη (EPS) – Προδιαγραφή».

Η χρήση του Γεωαφρού EPS σε γεωτεχνικές εφαρμογές, ξεκίνησε σε Ευρώπη και Η.Π.Α. στις αρχές της δεκαετίας του 1970 και περιλαμβάνει τη χρήση του με τη μορφή πρισμάτων, σε ποικίλες εφαρμογές, στις οποίες αξιοποιείται το πολύ μικρό ειδικό βάρος του υλικού (περίπου το 1/100 του αντίστοιχου των εδαφικών υλικών) σε συνδυασμό με την υψηλή αντοχή του (EPS 100 kPs).

Ο γεωαφρός EPS δύναται να χρησιμοποιηθεί σε διάφορα έργα Πολιτικού Μηχανικού, κυρίως γεωτεχνικά, είτε ως κατασκευαστικό υλικό πλήρωσης, είτε ως υλικό προστασίας έναντι επιβαλλόμενων παραμορφώσεων. Στα βασικά πλεονεκτήματα της χρήσης του γεωαφρού EPS συγκαταλέγονται οι προκαθορισμένες μηχανικές ιδιότητες, η υψηλή ταχύτητα κατασκευής, καθώς και η ανθεκτικότητα του υλικού στο χρόνο.

Οι γεωαφροί αποτελούν μία κατηγορία συνθετικών υλικών με τεράστια ποικιλία όσον αφορά το πλήθος διαφορετικών χρήσεων – εφαρμογών σε έργα Πολιτικού Μηχανικού. Ωστόσο, η εμπειρία έως σήμερα έχει δείξει ότι για τις περισσότερες περιπτώσεις το υλικό γεωαφρού που επιλέγεται είναι το πολυμερές υλικό που EPS.
Υπάρχουν πολλοί λόγοι για την προτίμησή του ως υλικό γεωαφρού. Ο κύριος λόγος είναι ότι η συμπεριφορά του ταιριάζει πολύ με τις ανάγκες των γεωτεχνικών έργων Πολιτικού Μηχανικού και ότι παρασκευάζεται τοπικά, όντας έτσι άμεσα διαθέσιμο στις περισσότερες περιοχές της χώρας.

Τα κύρια χαρακτηριστικά του γεωαφρού EPS είναι τα εξής:

• Έχει πολύ μικρή πυκνότητα ρ, η οποία κυμαίνεται από 10 έως 50 kg/m³. Είναι το ελαφρύτερο από τα συνήθη ελαφροβαρή υλικά που είναι γνωστά μέχρι σήμερα, και έτσι είναι πολύ εύκολη τόσο η μεταφορά του, όσο και η τοποθέτησή του στη θέση του έργου.
• Η συμπιεστότητα του υλικού, η οποία συσχετίζεται ευθέως με την πυκνότητά του, μπορεί να πάρει ιδιαίτερα μικρές τιμές (σε σύγκριση με άλλα υλικά), ενώ παράλληλα μπορεί να μειωθεί ακόμα περισσότερο με πρόσθετη επεξεργασία κατά την παραγωγή του.
• Είναι ιδιαίτερα ανθεκτικό και φιλικό προς το περιβάλλον σε ένα τυπικό τεχνικό έργο.

Επιπρόσθετα η χρήση του γεωαφρού EPS συνεπάγεται οικονομία λόγω:

• Επιτάχυνσης της διαδικασίας της κατασκευής του έργου.
• Αντικατάστασης κλασικών κοστοβόρων τεχνικών κατασκευής.
• Απαίτησης πολύ μικρότερης συντήρησης κατά τη διάρκεια ζωής του έργου.
• Απαίτησης ελάχιστης χειρωνακτικής εργασίας και εξοπλισμού για την κατασκευή, λόγω του μικρού ειδικού βάρους του.

Στις περισσότερες εφαρμογές, τα χαρακτηριστικά που αφορούν τη φέρουσα ικανότητα του EPS είναι μακράν τα πιο σημαντικά. Οι βασικές αρχές που τα καθιστούν σημαντικά αναλύονται ως εξής:

Οι εξαιρετικές ιδιότητες του Γεωαφρού EPS οφείλονται στο γεγονός ότι έχει δυσανάλογα μεγάλη αντοχή σε σχέση με το βάρος του.

Πολλά γεωσυνθετικά πορώδη προϊόντα όταν υποβάλλονται σε θλίψη (η οποία αποτελεί την πρωταρχική μορφή καταπόνησης στην πράξη) δεν αστοχούν με την κλασική έννοια της δημιουργίας ρηγμάτωσης. Απλά, συνθλίβονται στο στερεό υλικό από το οποίο προήλθαν. Επομένως, η παράμετρος της θλιπτικής αντοχής συχνά δεν έχει άμεση φυσική σημασία από σχεδιαστική άποψη.

Οι περισσότερες εφαρμογές από γεωσυνθετικά πορώδη ελέγχονται ως προς τις παραμορφώσεις του γεωσυνθετικού προϊόντος. Αυτό ισχύει τόσο για τις εφαρμογές «μικρών παραμορφώσεων», όπως είναι π.χ. τα ελαφροβαρή επιχώματα, όσο και για τις εφαρμογές «μεγάλων παραμορφώσεων», όπως είναι τα συμπιεστά παρεμβλήματα. Συνεπώς, οι παραμορφώσεις πρέπει πάντα να λαμβάνονται υπόψη και να υπολογίζονται. Έτσι, πρέπει να συνυπολογίζονται παράμετροι κατάλληλες και απαραίτητες για την ανάλυση των παραμορφώσεων, όπως η θλιπτική αντοχή και το μέτρο ελαστικής συμπίεσης.

Τα πρίσματα του Γεωαφρού χρησιμοποιούνται σήμερα σε πολλές γεωτεχνικές εφαρμογές:

• Σεισμική Μόνωση
• Στατική Μόνωση
• Τραίνα υψηλών ταχυτήτων
• Θεμελίωση
• Συμβατική
• Radie
• Ελαφρά Επιχώματα
• Μεταβατικά Επιχώματα
• Πλωτά Σπίτια

Με βάση τις ανωτέρω ιδιότητες και την απεριόριστη αντοχή στο χρόνο μπορεί να επιλύσει όλα τα προβλήματα ασφαλούς θεμελίωσης ακόμη και στα πιο προβληματικά εδάφη. Σε χώρες όπως Νορβηγία, Ολλανδία, Βόρεια Γερμανία και Γαλλία, όπου τα εδάφη είναι εξαιρετικά χαλαρά, η διογκωμένη πολυστερίνη χρησιμοποιείται κατά κόρον σε θεμελιώσεις γεφυρών, σε έργα οδοποιίας κ.α. Πρόσφατα χρησιμοποιήθηκε στην Ελλάδα στον αυτοκινητόδρομο Αθηνών – Θεσσαλονίκης (ΠΑΘΕ) στο ύψος της Λαμίας στις περιοχές Σκάρφεια και Ανθήλη ως ελαφρύ επίχωμα, λόγω της πολύ χαμηλής αντοχής του εδάφους θεμελίωσης.