Download - Η χρήση και η συμπεριφορά των υλικών στην γλυπτική (παρουσίαση)

Transcript
Page 1: Η χρήση και η συμπεριφορά των υλικών στην γλυπτική (παρουσίαση)

Η ΧΡΗΣΗ ΚΑΙ Η ΣΥΜΠΕΡΙΦΟΡΑΤΩΝ ΥΛΙΚΩΝ ΣΤΗΝ ΓΛΥΠΤΙΚΗ

∆ιδακτορική ∆ιατριβή

Γ.-Φοίβος ΣαργέντηςΠολιτικός Μηχανικός

Αθήνα 2006

ΕΘΝΙΚΟΜΕΤΣΟΒΙΟ ΠΟΛΥΤΕΧΝΕΙΟΣΧΟΛΗ ΑΡΧΙΤΕΚΤΟΝΩΝΤΟΜΕΑΣ ΣΥΝΘΕΣΕΩΝ ΤΕΧΝΟΛΟΓΙΚΗΣ ΑΙΧΜΗΣΕΡΓΑΣΤΗΡΙΟ ΤΕΧΝΙΚΩΝ ΥΛΙΚΩΝ

Page 2: Η χρήση και η συμπεριφορά των υλικών στην γλυπτική (παρουσίαση)
Page 3: Η χρήση και η συμπεριφορά των υλικών στην γλυπτική (παρουσίαση)

Πού εκπονήθηκε η εργασία

• Εργαστήριο Πλαστικής Ε.Μ.Π.• Καλλιτεχνικά εργαστήρια• Βιβλιοθήκες

ΕΡΓΑΣΤΗΡΙΟ ΤΕΧΝΙΚΩΝ ΥΛΙΚΩΝ Ε.Μ.Π.

Page 4: Η χρήση και η συμπεριφορά των υλικών στην γλυπτική (παρουσίαση)

Περιεχόµενα παρουσίασης• Εισαγωγή

• Τεχνικές

• Η εξέλιξη της τεχνικής

• Τεχνολογική συµπεριφορά υλικών

• Γήρανση των υλικών λόγω ηλιακής ακτινοβολίας

Page 5: Η χρήση και η συμπεριφορά των υλικών στην γλυπτική (παρουσίαση)

Μηχανικός Γλύπτης

Αποκωδικοποιεί και εκφράζειποσοτικά τα στοιχεία (υλικά-περιβάλλον) µε τα οποία

συνδιαλέγεται

Χρησιµοποιεί εµπειρικά τα υλικάδηµιουργώντας µορφές

Στόχος της εργασίας: Γέφυρα µεταξύ των

διαφορετικών αντιλήψεων

Ο µηχανικός και η γλυπτική

Προφορική µετάδοση της γνώσηςΜυστικά

Page 6: Η χρήση και η συμπεριφορά των υλικών στην γλυπτική (παρουσίαση)

Ο Μηχανικός και η Γλυπτική

Page 7: Η χρήση και η συμπεριφορά των υλικών στην γλυπτική (παρουσίαση)
Page 8: Η χρήση και η συμπεριφορά των υλικών στην γλυπτική (παρουσίαση)

Musée des arts et métiers

Page 9: Η χρήση και η συμπεριφορά των υλικών στην γλυπτική (παρουσίαση)

Γιατί εγώ και τα υλικά;

Page 10: Η χρήση και η συμπεριφορά των υλικών στην γλυπτική (παρουσίαση)

• Η ποιητική των υλικών• Η διαλεκτική των υλικών

Υλικά-δηµιουργία

Page 11: Η χρήση και η συμπεριφορά των υλικών στην γλυπτική (παρουσίαση)

Η διαφωνία των υλικών

Page 12: Η χρήση και η συμπεριφορά των υλικών στην γλυπτική (παρουσίαση)

Σύλληψη και σχεδιασµός τουέργου

Κατασκευή

Γήρανση των υλικών

Η δηµιουργία ενός γλυπτού

πρόπλασµα

χαλκός

φυσικός λίθος

γύψος

Ιδέα-έµπνευση

Page 13: Η χρήση και η συμπεριφορά των υλικών στην γλυπτική (παρουσίαση)

Χαρακτηριστικά σηµεία της εργασίας

Φυσικός λίθος Χαλκός ΓύψοςΒοηθητικά

υλικά

Πηλός Γύψος – ινοπλισµένη γύψος

Γλυπτό-πρόπλασµα-εκµαγείο

Γήρανση

Φυσικός λίθος Χαλκός Γύψος

Γήρανση λόγωχηµικών αιτιών

Γήρανση λόγω τηςηλιακής ακτινοβολίας

Γήρανση

Ποιοτική-ποσ

οτικήπεριγραφή

Ιστορική αναδροµήΣύλληψη και σχεδιασµός

Φωτοερµηνεία

Page 14: Η χρήση και η συμπεριφορά των υλικών στην γλυπτική (παρουσίαση)

Γήρανση

Φυσικός λίθος Χαλκός Γύψος

Γήρανση λόγωχηµικών αιτιών

Γήρανση λόγω της ηλιακήςακτινοβολίας

Έλεγχος της γύψου µετάαπό φυσική γήρανση

Φυσικός λίθος Χαλκός ΓύψοςΒοηθητικά

υλικά

Συµβολή της εργασίας

Πηλός Γύψος – ινοπλισµένη γύψος

Ιστορική αναδροµή

Γλυπτό-πρόπλασµα-εκµαγείο

Σύλληψη και σχεδιασµόςΦωτοερµηνεία

Page 15: Η χρήση και η συμπεριφορά των υλικών στην γλυπτική (παρουσίαση)

Φορτίσεις

Page 16: Η χρήση και η συμπεριφορά των υλικών στην γλυπτική (παρουσίαση)

Φορτίσεις

∆υναµικέςΣτατικές

Page 17: Η χρήση και η συμπεριφορά των υλικών στην γλυπτική (παρουσίαση)

Φορτίσεις

∆υναµικέςΣτατικές

Κρουστικές

Page 18: Η χρήση και η συμπεριφορά των υλικών στην γλυπτική (παρουσίαση)

Φορτίσεις

∆υναµικές

Η επιλογή µορφής-υλικούπαίζει ρόλο στην παραλαβήτων φορτίων και είναιυπεύθυνη γιαχαρακτηριστικές αστοχίεςΣχετικό ερευνητικό έργο ΕργαστήριοΑντισεισµικής Τεχνολογίας Ε.Μ.Π.

Στατικές

ΚρουστικέςΓήρανση

Page 19: Η χρήση και η συμπεριφορά των υλικών στην γλυπτική (παρουσίαση)

Φυσικός λίθοςΑφαιρετική µέθοδος

ΥλικόΤεχνική

ΧαλκόςΧύτευση

Page 20: Η χρήση και η συμπεριφορά των υλικών στην γλυπτική (παρουσίαση)

Κατασκευή του γλυπτού απόφυσικό λίθο

Page 21: Η χρήση και η συμπεριφορά των υλικών στην γλυπτική (παρουσίαση)

Κατασκευή του γλυπτού από µέταλλοΧύτευση µετάλλου

2. Εκµαγείο (ελαστικό υλικό µε γύψινο κέλυφος-εσάρπα)

2. Εκµαγείο (ελαστικό υλικό µε γύψινο κέλυφος-εσάρπα)

1. Πρόπλασµα1. Πρόπλασµα

3. Κατασκευή κέρινου οµοιώµατος3. Κατασκευή κέρινου οµοιώµατος

5. Κατασκευή δευτερογενούς εκµαγείου(κονίαµα γύψου-οπτής αργίλου)

5. Κατασκευή δευτερογενούς εκµαγείου(κονίαµα γύψου-οπτής αργίλου)

4. Κατασκευή αγωγών χύτευσης4. Κατασκευή αγωγών χύτευσης

6. Όπτηση δευτερογενούς εκµαγείου (ελεύθεροκεριού)

6. Όπτηση δευτερογενούς εκµαγείου (ελεύθεροκεριού)

7. Χύτευση χαλκού στο δευτερογενές εκµαγείο7. Χύτευση χαλκού στο δευτερογενές εκµαγείο8. Επεξεργασία του µετάλλου, πατίνα8. Επεξεργασία του µετάλλου, πατίνα

Page 22: Η χρήση και η συμπεριφορά των υλικών στην γλυπτική (παρουσίαση)

Όπτηση του εκµαγείου Θερµικό κρουστικόφορτίο

ΑρχαίαΕλλάδα

Τα υλικά στηναρχαιότητα

Page 23: Η χρήση και η συμπεριφορά των υλικών στην γλυπτική (παρουσίαση)

Αξιολόγηση της διαδικασίας

• Εξαιρετικά σύνθετη διαδικασία

• Η αντίληψη της συµπεριφοράςτων υλικών και της γεωµετρίαςτης κατασκευής έχει κρίσιµο ρόλοστην διαδικασία

Page 24: Η χρήση και η συμπεριφορά των υλικών στην γλυπτική (παρουσίαση)
Page 25: Η χρήση και η συμπεριφορά των υλικών στην γλυπτική (παρουσίαση)

Χαρακτηριστικόςπρόβολος

Χαλκός Φυσικός λίθος

Σηµείο ενίσχυσης-αστοχίες

Σχετικό Ερευνητικό έργο MIT

Page 26: Η χρήση και η συμπεριφορά των υλικών στην γλυπτική (παρουσίαση)

Η εξέλιξη της τεχνικής

Page 27: Η χρήση και η συμπεριφορά των υλικών στην γλυπτική (παρουσίαση)

Πριν τους κλασικούς χρόνους

Page 28: Η χρήση και η συμπεριφορά των υλικών στην γλυπτική (παρουσίαση)

Κλασικοί χρόνοι

Page 29: Η χρήση και η συμπεριφορά των υλικών στην γλυπτική (παρουσίαση)
Page 30: Η χρήση και η συμπεριφορά των υλικών στην γλυπτική (παρουσίαση)

Τυπική αστοχία

Ενίσχυση

Page 31: Η χρήση και η συμπεριφορά των υλικών στην γλυπτική (παρουσίαση)

Αναγέννηση

Page 32: Η χρήση και η συμπεριφορά των υλικών στην γλυπτική (παρουσίαση)
Page 33: Η χρήση και η συμπεριφορά των υλικών στην γλυπτική (παρουσίαση)

-1000 -500 0 500 1000 1500 2000

Μέθοδοςχύτευσης

Αφαιρετικήµέθοδος

0 500 1000 1500 2000

Ελλάδα

Ρώµη Αναγέννηση

Page 34: Η χρήση και η συμπεριφορά των υλικών στην γλυπτική (παρουσίαση)

1ο Συµπέρασµα

Ιστορική αναδροµήΑφαιρετική µέθοδος(σκάλισµα φυσικών λίθων)

σύνθετες τεχνικές(σφυρηλάτηση και ηχύτευση µετάλλων)

∆ιαπιστώνεται ότι η µέθοδος της χύτευσης χρησιµοποιείται στηνΚλασική Αρχαιότητα αλλά εξαφανίζεται κατά τους µέσουςχρόνους ενώ κατά την Ιταλική Αναγέννηση πραγµατοποιείταισυστηµατική διερεύνηση για τον επαναπροσδιορισµό τηςδιαδικασίας της.

Γλυπτική-συλλογική έκφρασηΗ εξέλιξη της τεχνικής, η ανάπτυξη τωνχυτεύσεων και η δηµιουργία σύνθετων

κατασκευών αποτελούν ένα∆είκτητου πολιτισµού σε κάθε ιστορική περίοδο

Page 35: Η χρήση και η συμπεριφορά των υλικών στην γλυπτική (παρουσίαση)

Γήρανση

Φυσικός λίθος Χαλκός Γύψος

Γήρανση λόγωχηµικών αιτιών

Φυσικός λίθος Χαλκός

Συµβολή της εργασίας

Πηλός

Ιστορική αναδροµή

Γλυπτό-πρόπλασµα-εκµαγείο

Σύλληψη και σχεδιασµόςΦωτοερµηνεία

Page 36: Η χρήση και η συμπεριφορά των υλικών στην γλυπτική (παρουσίαση)

Κατασκευή

Page 37: Η χρήση και η συμπεριφορά των υλικών στην γλυπτική (παρουσίαση)

Σύλληψη και σχεδιασµός τουέργου

Κατασκευή

Γήρανση των υλικών

Η δηµιουργία ενός γλυπτού

πρόπλασµα

χαλκός

φυσικός λίθος

γύψος

Ιδέα-έµπνευση

Page 38: Η χρήση και η συμπεριφορά των υλικών στην γλυπτική (παρουσίαση)

3d scanner Φωτοερµηνεία

Page 39: Η χρήση και η συμπεριφορά των υλικών στην γλυπτική (παρουσίαση)

Σύλληψη και σχεδιασµός τουέργου

Κατασκευή

Γήρανση των υλικών

Η δηµιουργία ενός γλυπτού

πρόπλασµα

χαλκός

φυσικός λίθος

γύψος

Ιδέα-έµπνευση

(πηλός-γύψος)

Page 40: Η χρήση και η συμπεριφορά των υλικών στην γλυπτική (παρουσίαση)

Υλικά κατασκευής• Πηλός• Κονιάµατα-σκυροδέµατα

• Ελαφροσκυρόδεµα• Ξύλο• Πάγος• Γυαλί

• Κράµατα σιδήρου• Κερί• Ελαστικά• Ρητίνες• Πεπιεσµένο χαρτί• Άµµος

ΓύψοςΜάρµαρο

Κράµατα χαλκού

Page 41: Η χρήση και η συμπεριφορά των υλικών στην γλυπτική (παρουσίαση)

Σύλληψη και σχεδιασµός τουέργου

Κατασκευή

Γήρανση των υλικών

Η δηµιουργία ενός γλυπτού

Ιδέα-έµπνευση

χαλκός

φυσικός λίθος

γύψος

Page 42: Η χρήση και η συμπεριφορά των υλικών στην γλυπτική (παρουσίαση)

Παθολογία

Φυσικός λίθος

Χαλκός

Page 43: Η χρήση και η συμπεριφορά των υλικών στην γλυπτική (παρουσίαση)

Σύλληψη και σχεδιασµός τουέργου

Κατασκευή

Γήρανση των υλικών

Ερωτήµατα

Ιδέα-έµπνευση

χαλκός

γύψος

Κονίαµαχύτευσης

γύψος

ινοπλισµένηγύψος

Page 44: Η χρήση και η συμπεριφορά των υλικών στην γλυπτική (παρουσίαση)

Σύλληψη και σχεδιασµός τουέργου

Κατασκευή

Γήρανση των υλικών

Που εµφανίστηκαν

Ιδέα-έµπνευση

Χύτευση γλυπτών της ΚαλλιτεχνικήςΠεριουσίας του Ε.Μ.Πολυτεχνείου

Ηρακλής του Farnese

Page 45: Η χρήση και η συμπεριφορά των υλικών στην γλυπτική (παρουσίαση)

Σύλληψη και σχεδιασµός τουέργου

Κατασκευή

Γήρανση των υλικών

Ερωτήµατα

Ιδέα-έµπνευση

Πώς µεταβάλλονταιοι ιδιότητες τηςγύψου µετά απόφυσική γήρανση

Πώς επηρεάζει ηηλιακή ακτινοβολίατα υλικά στο βάθος

του χρόνου

Page 46: Η χρήση και η συμπεριφορά των υλικών στην γλυπτική (παρουσίαση)

Σύλληψη και σχεδιασµός τουέργου

Κατασκευή

Γήρανση των υλικών

Που εµφανίστηκαν

Ιδέα-έµπνευση

Ηρακλής τουFarnese

Παρατηρήσεις µεθερµοκάµερα σταπλαίσια της έρευνας

της ∆.∆.

Page 47: Η χρήση και η συμπεριφορά των υλικών στην γλυπτική (παρουσίαση)

Γύψος

• Γύψος• Ινοπλισµένη γύψος• Γύψος µετά από φυσική γήρανση

Page 48: Η χρήση και η συμπεριφορά των υλικών στην γλυπτική (παρουσίαση)

Μηχανικές αντοχές γύψου, ινοπλισµένης γύψου και γύψου µετά από φυσική γήρανση

Εργαστήριο Τεχνικών Υλικών Ε.Μ.Π. Ιανουάριος 2003-Ιούλιος 2003

Page 49: Η χρήση και η συμπεριφορά των υλικών στην γλυπτική (παρουσίαση)

0

50

100

Γύψος µετάγήρανση (φυσική)Γύψος

Ινοπλισµένηγύψος

Αντοχή σε εφελκυσµό %

0

50

100

Γύψος µετά γήρανση (φυσική)Γύψος Ινοπλισµένη γύψος

Αντοχή σε κρούση %

Page 50: Η χρήση και η συμπεριφορά των υλικών στην γλυπτική (παρουσίαση)

Εργασίες συντήρησηςτου έργου

Λεβητοστάσιο Ε.Μ.Π.

Οκτώβριος 2003 –Φεβρουάριος 2004

Page 51: Η χρήση και η συμπεριφορά των υλικών στην γλυπτική (παρουσίαση)
Page 52: Η χρήση και η συμπεριφορά των υλικών στην γλυπτική (παρουσίαση)
Page 53: Η χρήση και η συμπεριφορά των υλικών στην γλυπτική (παρουσίαση)
Page 54: Η χρήση και η συμπεριφορά των υλικών στην γλυπτική (παρουσίαση)
Page 55: Η χρήση και η συμπεριφορά των υλικών στην γλυπτική (παρουσίαση)

• Συµπλήρωσηατελειών

• ∆ιαµόρφωση υφής

• Πατίνα

23,4

140

20

40

60

80

100

Γύψος πουυπάρχει στο έργοΓύψος συντήρησης

Περιεκτικότητα σε υγρασία

Page 56: Η χρήση και η συμπεριφορά των υλικών στην γλυπτική (παρουσίαση)
Page 57: Η χρήση και η συμπεριφορά των υλικών στην γλυπτική (παρουσίαση)
Page 58: Η χρήση και η συμπεριφορά των υλικών στην γλυπτική (παρουσίαση)
Page 59: Η χρήση και η συμπεριφορά των υλικών στην γλυπτική (παρουσίαση)
Page 60: Η χρήση και η συμπεριφορά των υλικών στην γλυπτική (παρουσίαση)

2ο Συµπέρασµα-εφαρµογή

πρόπλασµα τελικό υλικό κατασκευής

Κρίσιµο υλικό: γύψος

• Ινοπλισµένη γύψος• Γύψος• Γύψος µετά από φυσική γήρανση

Πειραµατικός προσδιορισµός τωνµηχανικών ιδιοτήτων των υλικών

Εφαρµογή Ολοκλήρωση της εφαρµογήςΙστορική Πρυτανεία Ε.Μ.Π. 2004

Εργαστήριο Τεχνικών Υλικών Ε.Μ.Π. Ιανουάριος 2003-Ιούλιος 2003

Λεβητοστάσιο Ε.Μ.Π. Οκτώβριος 2003 –Φεβρουάριος 2004

Μεταβολή ≈ 30 %

Page 61: Η χρήση και η συμπεριφορά των υλικών στην γλυπτική (παρουσίαση)

Γήρανση

Φυσικός λίθος Χαλκός Γύψος

Γήρανση λόγωχηµικών αιτιών

Έλεγχος της γύψου µετάαπό φυσική γήρανση

Φυσικός λίθος Χαλκός Γύψος

Συµβολή της εργασίας

Πηλός Γύψος – ινοπλισµένη γύψος

Σύλληψη και σχεδιασµόςΦωτοερµηνείαΙστορική αναδροµή

Γλυπτό-πρόπλασµα-εκµαγείο

Page 62: Η χρήση και η συμπεριφορά των υλικών στην γλυπτική (παρουσίαση)

Θερµική διαστολή

Συντελεστής θερµικής διαστολής

W/m*K0

20

40

60

80

100

Χάλυβας Χαλκός

Page 63: Η χρήση και η συμπεριφορά των υλικών στην γλυπτική (παρουσίαση)

20,0°C

70,0°C

20

30

40

50

60

70

Θερµική διαστολή

Page 64: Η χρήση και η συμπεριφορά των υλικών στην γλυπτική (παρουσίαση)

∆l ∆l20,0°C

70,0°C

20

30

40

50

60

70

Q

Θερµική διαστολή

Page 65: Η χρήση και η συμπεριφορά των υλικών στην γλυπτική (παρουσίαση)

Θερµικές τάσεις

N N20,0°C

70,0°C

20

30

40

50

60

70

Q

Page 66: Η χρήση και η συμπεριφορά των υλικών στην γλυπτική (παρουσίαση)

Τα υλικά παραµορφώνονται υπό την επίδρασηµεταβολών της θερµοκρασίας. Εφόσον ηθερµική διαστολή είτε η συστολή, παρεµποδίζεται, αναπτύσσονται θερµικέςτάσεις. Οι τάσεις αυτές µπορεί να οδηγήσουν σεαστοχία, υπό µορφή ρηγµάτωσης ή µόνιµεςπαραµορφώσεις στο υλικό, σε µικρό χρονικόδιάστηµα ή και στο βάθος του χρόνου

Θερµικές τάσεις

Page 67: Η χρήση και η συμπεριφορά των υλικών στην γλυπτική (παρουσίαση)

Τι είναι η θερµογραφία

Όλα τα σώµατα εκπέµπουν ηλεκτροµαγνητικήακτινοβολία η οποία εξαρτάται από τηνθερµοκρασία που βρίσκονται, τον συντελεστήεκποµπής τους, και διάφορες άλλεςπαραµέτρους. Η ηλιακή ενέργεια φτάνει στηνγη αποκλειστικά µε αυτό τον τρόποµεταφοράς.

Η µεταφορά θερµότητας µε ακτινοβολίαµεταδίδεται µε ηλεκτροµαγνητικά κύµατα καιδεν απαιτείται η παρουσία ενός ενδιάµεσουµέσου. Όταν η ακτινοβολία προσπέσει σε έναάλλο σώµα ή θα απορροφηθεί ή θα ανακλαστείη θα µεταφερθεί. Η θερµότητα πουαπορροφάται εµφανίζεται ως αύξησηθερµοκρασίας ενός σώµατος.

°C

ΘΕΡΜΟΚΡΑΣΙΑ

Εξεταζό

µενη

περιοχή

Page 68: Η χρήση και η συμπεριφορά των υλικών στην γλυπτική (παρουσίαση)

ΑποτελέσµαταΗ θερµογραφία ή η υπέρυθρη φωτογράφηση, ανιχνεύειτην εκποµπή θερµικής ακτινοβολίας και προκύπτει οπτική

απεικόνιση του θερµικού σήµατος (θερµογράφηµα).

25,0°C

70,0°C

30

40

50

60

70

Θερµογράφηµα χωρίς έννοιαπειραµατικών µετρήσεων.

Μπορεί να χρησιµοποιηθεί ως«νυχτερινή όραση».

Θερµογράφηµα δοκιµών

Πρέπει να προσδιοριστούν επακριβώςοι καιρικές συνθήκες κατά τη λήψη,

ο συντελεστής εκποµπής τουσώµατος, η απόσταση κ.α.

Page 69: Η χρήση και η συμπεριφορά των υλικών στην γλυπτική (παρουσίαση)

Θερµοκάµερα

Θερµοκάµερα Εργαστηρίου Τεχνικών ΥλικώνAgema 570

Λογισµικό επεξεργασίας “IRwin Report 5.21”

Θερµογραφήµατα

Page 70: Η χρήση και η συμπεριφορά των υλικών στην γλυπτική (παρουσίαση)

Χύτευση χαλκούκονίαµα γύψου-οπτής αργίλου

Page 71: Η χρήση και η συμπεριφορά των υλικών στην γλυπτική (παρουσίαση)
Page 72: Η χρήση και η συμπεριφορά των υλικών στην γλυπτική (παρουσίαση)
Page 73: Η χρήση και η συμπεριφορά των υλικών στην γλυπτική (παρουσίαση)

Συγκριτικός έλεγχος αντοχών κονιαµάτων διαφορετικής σύνθεσης εκµαγείου χύτευσης

Εργαστήριο Τεχνικών Υλικών Ε.Μ.Π. Σεπτέµβριος 2003-Μάρτιος 2004

Page 74: Η χρήση και η συμπεριφορά των υλικών στην γλυπτική (παρουσίαση)

∆ευτερογενέςεκµαγείο

Το κονίαµα έχει υποστεί όπτηση(ελεύθερο κεριού) χάνοντας µέρος

της συνάφειάς του

≈ 1.100 º C

Αγωγός χύτευσης ≈ Φ/10 mm

Κέλυφος 5-7mm

Page 75: Η χρήση και η συμπεριφορά των υλικών στην γλυπτική (παρουσίαση)

Κρουστικό φορτίο

Τοπικός περιορισµόςτων τάσεων

Χρονικός περιορισµόςτων τάσεων

Θερµικό κρουστικόφορτίο

Το κονίαµα φορτίζεται µε θερµικές τάσεις λόγωτων απότοµων µεταβολών θερµοκρασίας

T º C κελύφους ≈ περιβάλλοντος

Page 76: Η χρήση και η συμπεριφορά των υλικών στην γλυπτική (παρουσίαση)

ΕρώτηµαΕρώτηµα: πώςπαραλαµβάνονταικαι αποσβένονται οιθερµικές τάσεις

T º C κελύφους ≤ 1.100 º C

T º C κελύφους ≥ περιβάλλοντος

Page 77: Η χρήση και η συμπεριφορά των υλικών στην γλυπτική (παρουσίαση)

30,0°C

800,0°C

200

400

600

800

30,0°C

800,0°C

200

400

600

800

Υπέρυθρη φωτογράφησηθερµοκρασιακών διαφορώνκατά την χύτευση

Εργαστήριοχαλκοχυτικής

26.04.04

Page 78: Η χρήση και η συμπεριφορά των υλικών στην γλυπτική (παρουσίαση)

Το εκµαγείο

Ελεύθερο κεριού

Page 79: Η χρήση και η συμπεριφορά των υλικών στην γλυπτική (παρουσίαση)

Θερµικό κρουστικόφορτίο

Μπουκαδούρα

Page 80: Η χρήση και η συμπεριφορά των υλικών στην γλυπτική (παρουσίαση)
Page 81: Η χρήση και η συμπεριφορά των υλικών στην γλυπτική (παρουσίαση)
Page 82: Η χρήση και η συμπεριφορά των υλικών στην γλυπτική (παρουσίαση)

Αέρηδες

Πλήρωση τουεκµαγείου µε

µέταλλο

Page 83: Η χρήση και η συμπεριφορά των υλικών στην γλυπτική (παρουσίαση)

30,0°C

800,0°C

200

400

600

800

Page 84: Η χρήση και η συμπεριφορά των υλικών στην γλυπτική (παρουσίαση)

20,0°C

70,0°C

20

30

40

50

60

70

Page 85: Η χρήση και η συμπεριφορά των υλικών στην γλυπτική (παρουσίαση)

20,3°C

70,0°C

30

40

50

60

70

Page 86: Η χρήση και η συμπεριφορά των υλικών στην γλυπτική (παρουσίαση)

20,0°C

70,0°C

20

30

40

50

60

70

Page 87: Η χρήση και η συμπεριφορά των υλικών στην γλυπτική (παρουσίαση)

Απόσβεση τωνθερµικών τάσεων

Οµαλήθερµοκρασιακήκατανοµή στηνεξωτερική παρειάτου κελύφους

Επεξεργασία καιαξιολόγησηθερµογραφηµάτων

Εργαστήριο ΤεχνικώνΥλικών

Απρίλιος-Αύγουστος 2004

Page 88: Η χρήση και η συμπεριφορά των υλικών στην γλυπτική (παρουσίαση)
Page 89: Η χρήση και η συμπεριφορά των υλικών στην γλυπτική (παρουσίαση)

3ο ΣυµπέρασµαΑπόσβεση του θερµικού κρουστικού φορτίου

∆ιαδικασία της χύτευσης Κρίσιµο υλικό: κονίαµαγύψου και οπτής αργίλου

Βιβλιογραφική έρευναΕργαστήρια χαλκοχυτικής Συνθέσεις κονιαµάτων Θερµογραφήµατα

Μελέτη φυσικοµηχανικών ιδιοτήτων Μελέτη θερµικούκρουστικού φορτίου

Οµαλή απόσβεση

Page 90: Η χρήση και η συμπεριφορά των υλικών στην γλυπτική (παρουσίαση)

Γήρανση

Φυσικός λίθος Χαλκός Γύψος

Γήρανση λόγωχηµικών αιτιών

Έλεγχος της γύψου µετάαπό φυσική γήρανση

Φυσικός λίθος Χαλκός ΓύψοςΒοηθητικά

υλικά

Συµβολή της εργασίας

Πηλός Γύψος – ινοπλισµένη γύψος

Ιστορική αναδροµή

Γλυπτό-πρόπλασµα-εκµαγείο

Σύλληψη και σχεδιασµόςΦωτοερµηνεία

Page 91: Η χρήση και η συμπεριφορά των υλικών στην γλυπτική (παρουσίαση)

Γήρανση-ηλιακή ακτινοβολία

Θερµογράφηµα έφιππου ανδριάντα17-2-2003 (χειµερινή ηµέρα µε σύννεφα)

0.0°C

10.0°C

0

2

4

6

8

10

20,0°C

70,0°C

20

30

40

50

60

70

Θερµογράφηµα έφιππου ανδριάντα1-7-03 (θερινή ηµέρα µε ηλιοφάνεια) ώρα 15:00

Θερµική συµπεριφορά γλυπτών-θερµογραφία

Page 92: Η χρήση και η συμπεριφορά των υλικών στην γλυπτική (παρουσίαση)

20,0°C

70,0°C

20

30

40

50

60

70

Νυχτερινές ώρες

Θερµικές τάσεις-ηλιακήακτινοβολία

Page 93: Η χρήση και η συμπεριφορά των υλικών στην γλυπτική (παρουσίαση)

Πρωινές ώρες

20,0°C

70,0°C

20

30

40

50

60

70

Θερµικές τάσεις-ηλιακήακτινοβολία

Page 94: Η χρήση και η συμπεριφορά των υλικών στην γλυπτική (παρουσίαση)

Μεσηµεριανές ώρες

20,0°C

70,0°C

20

30

40

50

60

70

Λεπτοµέρεια

Θερµικές τάσεις-ηλιακήακτινοβολία

Page 95: Η χρήση και η συμπεριφορά των υλικών στην γλυπτική (παρουσίαση)

Λεπτοµέρεια

20,0°C

70,0°C

20

30

40

50

60

70

Θερµοκρασιακές αιχµές λόγω: • Του προσανατολισµού της επιφάνειας• Ύπαρξης άλλων υλικών πίσω από την επιφάνεια• Μικρού πάχους κελύφους• Ασυνέχειας υλικού-κατασκευής

Θερµικές τάσεις-ηλιακήακτινοβολία

Page 96: Η χρήση και η συμπεριφορά των υλικών στην γλυπτική (παρουσίαση)

ΚόπωσηΗ µεταβολή των θερµοκρασιών προκαλεί

θερµικές τάσεις οι οποίες προκαλούνκόπωση στο υλικό.

• Τάσεις κόπωσης ονοµάζονται οιτάσεις που αναπτύσσονται σε µέληκατασκευών και οι οποίεςµεταβάλλονται περιοδικά µε το χρόνο

• Αντοχή κόπωσης ονοµάζεται ηονοµαστική εναλλασσόµενη τάση, ηοποία προκαλεί αστοχία γιακαθορισµένη µέση τάση και κύκλουςεναλλαγών.

• Όριο κόπωσης ονοµάζεται η αντοχήκόπωσης που λαµβάνεται γιακαθορισµένη µέση τάση, όταν γιαοποιαδήποτε αύξηση των εναλλαγώνφόρτισης δεν παρατηρείται µείωση τηςαντοχής.

Page 97: Η χρήση και η συμπεριφορά των υλικών στην γλυπτική (παρουσίαση)

Στην έρευνα αυτή αναπτύχθηκε η παρακάτω µεθοδολογία γιανα προσδιοριστούν ενδεχόµενες θέσεις αστοχίας από τιςθερµοκρασιακές αιχµές:

• Μετρήσεις των θερµικών πεδίων• Ανίχνευση και Προσδιορισµός κατανοµής θερµοκρασιών• Σχεδιασµός ισόθερµων καµπύλων• Εντοπισµός µέγιστων θερµοκρασιακών διαφορών που

αναπτύσσονται στην επιφάνεια του κελύφους

Με τον συνδυασµό και την ολοκλήρωση της εφαρµογής της ανωτέρωµεθόδου (επεξεργασία των θερµογραφηµάτων), εντοπίζονται οιθέσεις στις οποίες αναµένεται να αστοχήσει το υλικό στο βάθος τουχρόνου.

Page 98: Η χρήση και η συμπεριφορά των υλικών στην γλυπτική (παρουσίαση)

Κλιµατολογικά δεδοµέναπου ελήφθησαν υπ’ όψη στα συµπεράσµατα της έρευνας

• Για τον προσδιορισµό των τυπικών ηµερών και ωρών των µετρήσεωνπραγµατοποιήθηκε διερεύνηση των δεδοµένων καιρικών συνθηκών τουµετεωρολογικού σταθµού του Ε.Μ.Πολυτεχνείου (www.itia.ntua.gr) µε τολογισµικό «Υδρογνώµονας».

• Σύµφωνα µε τα δεδοµένα, ο µέσος όρος των µεγίστων και ο µέσος όρος τωνελαχίστων ηµερησίων τιµών ανά µήνα, παρουσιάζεται σε παρακάτω διάγραµµα.

• Στην περιοχή της Αττικής κατά την θερινή περίοδο αναµένονται θερµοκρασίες µεταξύτων 25-32ºC ενώ οι αντίστοιχες θερµοκρασίες τις νυχτερινές ώρες είναι 20-25ºC.

• Συγκεκριµένα διαπιστώνεται ότι η θερµοκρασία ξεπερνάει τους 30ºC εξακόσιεςπενήντα φορές τα τελευταία δέκα χρόνια ενώ η µέση τιµή των θερµοκρασιών πουξεπερνούν τους 30ºC είναι 32,78ºC. Τις αντίστοιχες ηµέρες η µέση τιµή τωνελαχίστων θερµοκρασιών κατά τις νυχτερινές ώρες είναι 23,45ºC.

• Σύµφωνα µε την διερεύνηση και από την παραβολή των δεδοµένων τουµετεωρολογικού σταθµού προκύπτει ότι το 85% των ηµερών µε θερµοκρασίεςµεγαλύτερες των 30ºC υπάρχει έντονη ηλιοφάνεια κατά τις πρωινές ώρες.

Page 99: Η χρήση και η συμπεριφορά των υλικών στην γλυπτική (παρουσίαση)

Μέσος όρος µεγίστων και ελαχίστων τιµών, ηµερήσιας θερµοκρασίαςπεριβάλλοντος στην περιοχή Αττικής (1993-2003)

0

5

10

15

20

25

30

35

40

1993

/09

1994

/03

1994

/09

1995

/03

1995

/09

1996

/03

1996

/09

1997

/03

1997

/09

1998

/03

1998

/09

1999

/03

1999

/09

2000

/03

2000

/09

2001

/03

2001

/09

2002

/03

2002

/09

2003

/03

2003

/09

Μήνας

Θερ

µοκρ

ασία

(C)

Page 100: Η χρήση και η συμπεριφορά των υλικών στην γλυπτική (παρουσίαση)

Γλυπτά δοκιµώνΜάρµαροΧαλκός

Page 101: Η χρήση και η συμπεριφορά των υλικών στην γλυπτική (παρουσίαση)

Περίοδος µετρήσεων(θερµογραφήµατα)

Ιανουάριος-Ιούλιος 2002Ιούνιος-Ιούλιος 2003

Επεξεργασία 2003-2004

Page 102: Η χρήση και η συμπεριφορά των υλικών στην γλυπτική (παρουσίαση)

Μέθοδος ανάλυσης

Page 103: Η χρήση και η συμπεριφορά των υλικών στην γλυπτική (παρουσίαση)

Καιρικές συνθήκες την 1-7-2003

Θερµοκρασία Σχετική υγρασία

Ηλιακή ακτινοβολία Ταχύτητα ανέµου

Page 104: Η χρήση και η συμπεριφορά των υλικών στην γλυπτική (παρουσίαση)

20,0°C

70,0°C

20

30

40

50

60

70

20,0°C

70,0°C

20

30

40

50

60

70

20,0°C

70,0°C

20

30

40

50

60

70

LI01LI02

LI03 LI04 LI05

10.50 32 4 [m]

Θερµογράφηµα (1-7-2003, ώρα 10:00) Θερµογράφηµα (1-7-2003, ώρα 15:00)

Page 105: Η χρήση και η συμπεριφορά των υλικών στην γλυπτική (παρουσίαση)

→ 2,20 °C/cm∆Τ4 = 11,00 °C/ 5 cm→ 2,25 °C/cm∆Τ2 = 11,25 °C/ 5 cm

→ 1,7 °C/cm∆Τ3 = 8,50 °C/ 5 cm→ 1,65 °C/cm∆Τ1 = 8,25 °C/ 5 cm

Κατανοµή θερµοκρασιών. Προσδιορισµός µεγίστων διαφορών σεχαρακτηριστική τοµή του θερµογραφήµατος

Page 106: Η χρήση και η συμπεριφορά των υλικών στην γλυπτική (παρουσίαση)

Θέσεις µεγίστων διαφορών

Page 107: Η χρήση και η συμπεριφορά των υλικών στην γλυπτική (παρουσίαση)
Page 108: Η χρήση και η συμπεριφορά των υλικών στην γλυπτική (παρουσίαση)

20,0°C

70,0°C

20

30

40

50

60

70

20.0°C

70.0°C

20

30

40

50

60

70

Θερµογράφηµα (1-7-2003, ώρα 10:00)

Θερµογράφηµα (1-7-2003, ώρα 15:00)

Page 109: Η χρήση και η συμπεριφορά των υλικών στην γλυπτική (παρουσίαση)
Page 110: Η χρήση και η συμπεριφορά των υλικών στην γλυπτική (παρουσίαση)

Χαρακτηριστικά θερµογραφήµατα

ΜάρµαροΧαλκός

20,0°C

70,0°C

20

30

40

50

60

70

20.0°C

70.0°C

20

30

40

50

60

70

20.0°C

70.0°C

20

30

40

50

60

70

20,0°C

70,0°C

20

30

40

50

60

70

25,0°C

50,0°C

25

30

35

40

45

50

20,0°C

45,0°C

20

25

30

35

40

45

25,0°C

50,0°C

25

30

35

40

45

50

25,0°C

50,0°C

25

30

35

40

45

50

Page 111: Η χρήση και η συμπεριφορά των υλικών στην γλυπτική (παρουσίαση)

Σύγκριση θερµογραφηµάτων

20,0°C

70,0°C

20

30

40

50

60

70

25,0°C

50,0°C

25

30

35

40

45

50

Page 112: Η χρήση και η συμπεριφορά των υλικών στην γλυπτική (παρουσίαση)

Μέγιστα ∆Τ, περίπου 2,5º C/cm

Μέγιστα ∆Τ, περίπου 1,25º C/cm

Κέλυφος5-7 mm

Page 113: Η χρήση και η συμπεριφορά των υλικών στην γλυπτική (παρουσίαση)

Θερµικές τάσεις

Περιοχές

Page 114: Η χρήση και η συμπεριφορά των υλικών στην γλυπτική (παρουσίαση)

Θερµικές τάσεις

Page 115: Η χρήση και η συμπεριφορά των υλικών στην γλυπτική (παρουσίαση)

Θερµικές τάσειςΘέσεις

µεγίστων

Page 116: Η χρήση και η συμπεριφορά των υλικών στην γλυπτική (παρουσίαση)

4ο Συµπέρασµα

Page 117: Η χρήση και η συμπεριφορά των υλικών στην γλυπτική (παρουσίαση)

∆ιάρκεια ζωής Γήρανση των υλικών

Όσον αφορά την γήρανση των υλικών της γλυπτικής “in situ” δεν έχουν καταγραφείµελέτες για την καταπόνηση των υλικών υπό την επίδραση των µεταβολών τηςθερµοκρασίας λόγω της ηλιακής ακτινοβολίας.

Στην παρούσα εργασία πραγµατοποιήθηκε ενδελεχής µελέτη µε την µέθοδο τηςθερµογραφίας από την οποία διαπιστώνεται ότι στα γλυπτά αναπτύσσονταισηµαντικές θερµοκρασιακές µεταβολές κατά την παραµονή τους στο περιβάλλον.

∆εν αναπτύσσονται µεγάλες θερµοκρασιακές αιχµές και αυτέςπου αναπτύσσονται εκτιµάται ότι αποσβένονται οµαλώς από τουλικό. (περιοχές µεγίστων ≈ +15ºC)Αναπτύσσονται µεγάλες θερµοκρασιακές αιχµές οι οποίεςεκτιµάται ότι στο βάθος χρόνου υπάρχει το ενδεχόµενο ναπροκαλέσουν αστοχίες στο υλικό. (περιοχές µεγίστων ≈ +40ºC)

∆ιατύπωση - εφαρµογήΜέθοδος ανάλυσης

ΘερµογραφήµαταΘέσεις αστοχίας

Μάρµαρο

Χαλκός

0

20

40

60

80

100

Μάρµαρο Χαλκός

Συντελεστής θερµικής διαστολήςW/m*K

Μάρµαρο ≈ 100 φορές µικρότερο του χαλκού

Page 118: Η χρήση και η συμπεριφορά των υλικών στην γλυπτική (παρουσίαση)

Εφαρµογή γλυπτά µεγάλης κλίµακας σε φυσικό περιβάλλον

Έντεχνος σκιασµός µε πράσινο ήκατάλληλος προσανατολισµός του

έργου

Προσοµοίωση προ της κατασκευής

Προπλάσµατα-οµοιώµατα σε µικρήκλίµακα

Κατάλληλη προσπίπτουσαακτινοβολία

Εξαρτάται από την θέση και τονπροσανατολισµό του έργου in situ

Εντοπισµός ενδεχοµένων θέσεων µεγίστων θερµοκρασιακώνδιαφορών έτσι ώστε να προκύψουν τα σηµεία αστοχίας

Χωροθέτηση

Μείωση των µεγίστων θερµοκρασιακώνδιαφορών και οµαλοποίηση της

κατανοµής θερµοκρασιώνΚατάλληλη διαστασιολόγηση, Χάλκινα γλυπτά, π.χ. αύξηση του

πάχους του κελύφους σε κατάλληλεςθέσεις

Οµαλοποίηση του θερµοκρασιακού πεδίου

Page 119: Η χρήση και η συμπεριφορά των υλικών στην γλυπτική (παρουσίαση)

Γήρανση

Φυσικός λίθος Χαλκός Γύψος

Γήρανση λόγωχηµικών αιτιών

Γήρανση λόγω της ηλιακήςακτινοβολίας

Έλεγχος της γύψου µετάαπό φυσική γήρανση

Φυσικός λίθος Χαλκός ΓύψοςΒοηθητικά

υλικά

Συµβολή της εργασίας

Πηλός Γύψος – ινοπλισµένη γύψος

Ιστορική αναδροµή

Γλυπτό-πρόπλασµα-εκµαγείο

Σύλληψη και σχεδιασµόςΦωτοερµηνεία

Page 120: Η χρήση και η συμπεριφορά των υλικών στην γλυπτική (παρουσίαση)

Γήρανση

Φυσικός λίθος Χαλκός Γύψος

Γήρανση λόγωχηµικών αιτιών

Φυσικός λίθος Χαλκός

Πηλός

Ιστορική αναδροµή

Γλυπτό-πρόπλασµα-εκµαγείο

Συµβολή της εργασίαςΣύλληψη και σχεδιασµός

Φωτοερµηνεία

Page 121: Η χρήση και η συμπεριφορά των υλικών στην γλυπτική (παρουσίαση)

Γήρανση

Φυσικός λίθος Χαλκός Γύψος

Γήρανση λόγωχηµικών αιτιών

Φυσικός λίθος Χαλκός Γύψος

Συµβολή της εργασίας

Πηλός Γύψος – ινοπλισµένη γύψος

Ιστορική αναδροµή

Γλυπτό-πρόπλασµα-εκµαγείο

Έλεγχος της γύψου µετάαπό φυσική γήρανση

Σύλληψη και σχεδιασµόςΦωτοερµηνεία

Page 122: Η χρήση και η συμπεριφορά των υλικών στην γλυπτική (παρουσίαση)

Γήρανση

Φυσικός λίθος Χαλκός Γύψος

Γήρανση λόγωχηµικών αιτιών

Φυσικός λίθος Χαλκός ΓύψοςΒοηθητικά

υλικά

Συµβολή της εργασίας

Πηλός Γύψος – ινοπλισµένη γύψος

Ιστορική αναδροµή

Γλυπτό-πρόπλασµα-εκµαγείο

Έλεγχος της γύψου µετάαπό φυσική γήρανση

Σύλληψη και σχεδιασµόςΦωτοερµηνεία

Page 123: Η χρήση και η συμπεριφορά των υλικών στην γλυπτική (παρουσίαση)

Γήρανση

Φυσικός λίθος Χαλκός Γύψος

Γήρανση λόγωχηµικών αιτιών

Γήρανση λόγω της ηλιακήςακτινοβολίας

Έλεγχος της γύψου µετάαπό φυσική γήρανση

Φυσικός λίθος Χαλκός ΓύψοςΒοηθητικά

υλικά

Συµβολή της εργασίας

Πηλός Γύψος – ινοπλισµένη γύψος

Ιστορική αναδροµή

Γλυπτό-πρόπλασµα-εκµαγείο

Θερ

µογραφ

ήµατα

Σύλληψη και σχεδιασµόςΦωτοερµηνεία

20,0°C

70,0°C

20

30

40

50

60

70

Page 124: Η χρήση και η συμπεριφορά των υλικών στην γλυπτική (παρουσίαση)

Περαιτέρω έρευνα

Page 125: Η χρήση και η συμπεριφορά των υλικών στην γλυπτική (παρουσίαση)

Αρχαία Ελληνική Τεχνολογία

• Μέθοδος (≈)• Υλικά (≈)

Χύτευση µετάλλου

Εργαστηριακός έλεγχος και αξιολόγηση

Page 126: Η χρήση και η συμπεριφορά των υλικών στην γλυπτική (παρουσίαση)

Αρχαία Ελλάδα

1000 π.Χ. 500 π.Χ. 0 500 1000 1500 2000

Σήµεραχάλκινα γλυπτά-ανακύκλωση

Page 127: Η χρήση και η συμπεριφορά των υλικών στην γλυπτική (παρουσίαση)

Αρχαία Ελλάδα Σήµερα

1000 π.Χ. 500 π.Χ. 0 500 1000 1500 2000

Φωτοερµηνεία ∆ηµιουργία ψηφιακούοµοιώµατος

Ανάλυση φορτίσεων µεπεπερασµένα στοιχεία

Οµοίωµα σε µικρήκλίµατα

∆οκιµές µε κατάλληληακτινοβολία (προσανατολισµός)

Εντοπισµός µεγίστωνθερµοκρασιακών διαφορών

Κόπωση-σηµεία αστοχίας

Page 128: Η χρήση και η συμπεριφορά των υλικών στην γλυπτική (παρουσίαση)

Επιλεγόµενα