Siltabetonin puristuslujuuden osoittamismenettelyt

Transkriptio

1 Siltabetonin puristuslujuuden osoittamismenettelyt Siltatekniikan päivät , Vantaa Jouni Punkki, Betoniviidakko Oy

2 Sisältöä: Betoniviidakko Oy lyhyesti Betoni puristuslujuus Miksi puristuslujuuden rooli on niin merkittävä? Vesi- sementtisuhde Betoniasema vs. rakennuspaikka Kelpoisuuden osittaminen 28 d Lujuustulosten muuntaminen Lämpötila Testausajankohta Lämpötilahistorian vaikutus puristuslujuuteen Puristuslujuuden aikariippuvuus Puristuslujuuden kelpoisuuden osoittamismenetelmät Arvosteluerät Puristuslujuustulosten käsittely tulevaisuudessa

3 Betoniviidakko Oy Betoniviidakko Oy on vuonna 2015 perustettu konsulttitoimisto, jonka toimintaalueita ovat mm.: Betonirakenteiden säilyvyys Betonin materiaalitekniikka Rakentamisen ympäristö- ja elinkaariasiat Kehitysprojektien suunnittelu ja koordinointi Koulutus ja ohjeiden laadinta ja päivitys Viidakko Design Esteettisten betonirakenteiden kehittäminen Resurssit: Jouni Punkki Topi Äikäs, Viidakko Design Yhteistyökumppaneita: Seppo Matala, Matala Consulting Risto Mannonen, Konsulttitsto 42 Olli Korander Seppo Petrow

4 Betonin puristuslujuus Betonin puristuslujuus on merkittävässä roolissa vaikka: Rakenteiden kuormitustaso ei yleensä ole korkea. Muut mekaaniset ominaisuudet usein puristuslujuutta tärkeämpiä, esim. kimmomoduuli. Säilyvyysominaisuudet (esim. P- luku) johtavat helposti suurempaan puristuslujuuteen kuin rakenteellinen mitoitus. Siltatekniikan päivät 2016 Puristuslujuuden rooli on merkittävä: 1. Turvallisuuden kannalta kriittinen ominaisuus 2. Betonin ominaisuudet korreloivat vesi- sementti- suhteen kanssa, myös puristuslujuus 3. Puristuslujuus on kohtuullisen yksinkertainen ja selkeä määrittää

5 Betonin ominaisuudet vs. vesi- sementtisuhde (Arvioitu korrelaatio) Ominaisuus Muut vaikuttavat tekijät Korrelaatio v/s-suhteen kanssa (0 5, 1=hyvin heikko, 5 = erittäin voimakas) Puristuslujuus 4 Kiviaineksen lujuus, Sementin lujuus, Betonin ilmamäärä Vetolujuus 4 Kiviaineksen laatu (tartunta) Kimmomoduuli 3 Sementtipastan määrä, Kiviaineksen kimmomoduuli, Betonin ilmamäärä Kutistuma, viruma 3 Sementtipastan määrä, Kiviaineksen kimmomoduuli, Betonin ilmamäärä Karbonatisoituminen 4,5 Sementtityyppi, seosaineiden laatu ja määrä, Sementin hienous Pakkaskestävyys 4- Betonin ilmamäärä Suola-pakkaskestävyys 4 Betonin ilmamäärä Kloridien tunkeutuminen 4+ Sementtityyppi, seosaineiden laatu ja määrä Sulfaatin kestävyys 2 Sementtityyppi, seosaineiden laatu ja määrä

6 Puristuslujuus: Betoniasema vs. rakennuspaikka Betonin ominaisuuksia valvotaan betoniasemalla, mm.: Puristuslujuus Ilmamäärä Notkeus Tiheys Betonin ominaisuudet voi kuitenkin muuttua matkalla työmaalle. Betoniasema vs. rakennuspaikka: Erot betonin tiivistyksessä Ilmamäärän muuttuminen kuljetuksen ja käsittelyn aikana Betonin erottuminen kuljetuksen ja käsittelyn aikana Betonin korkean kovettumislämpötilan aiheuttama lujuuskato Erot betonin jälkihoidossa

7 Kelpoisuuden osoittaminen: 28 d Puristuslujuuden testausikä on normaalisti 28 d. Näin, vaikka kuormitukset ovat vielä alhaisia nuoressa betonissa. Poikkeuksena jälkijännitys Betonin puristuslujuus kasvaa vielä 28 d:n jälkeen Testaaminen 28 d iässä on perusteltua: Puristuslujuuden avulla mitataan myös poikkeamia betonin v/s- suhteessa Tarkastellaan siis välillisesti myös betonin muita ominaisuuksia Muiden ominaisuuksien aikariippuvuus ei ole sama kuin puristuslujuuden

8 Puristuslujuustulosten muuntaminen Betonin puristuslujuustuloksia voidaan muuntaa vastaamaan 28 d lujuutta. Tällöin on otettava huomioon: 1. Betonin sideainekombinaatio 2. Sementtityyppi Betoniasemalla lisätyt seosaineet Betonin lämpötilahistoria EC Lämpötilan vaikutus 8!" = $ % & '((( &2+,45 )*+,"( /0 ) $ $!7 $$$$(1) 792 Testausajankohdan vaikutus :!"# $ = & '"" $!"# &&&(3)!"" # = % & ' % )* +, - %%%(4) Kerroin s riippuu sideainetyypistä.

9 Lämpötilahistorian vaikutus puristuslujuuteen Lämpötilan vaikutus voidaan arvioida, kun tiedetään lämpötilahistoria (päivittäiset keskilämpötilat) EC By50: Sargroven menetelmään perustuva kaava Lämpötilan mittauskohta olennainen Hydrataatiolämpö ei saa vaikuttaa Myöhemmällä iällä tilanne muuttuu Kaavoja ei tule käyttää 28 d jälkeen T"( ) EC"1992 0,50 0,56 0,62 0,68 0,75 0,83 0,91 1,00 1,09 1,20 1,31 1,43 1,57 by50 0,37 0,44 0,52 0,60 0,69 0,79 0,89 1,00 1,11 1,23 1,36 1,49 1,63

10 Puristuslujuuden aikariippuvuus!"" # = % & ' % )* +, - %%%(4) Suhteellinen)puristuslujuus)(28)d)=)1) 1,2 Suhteellinen)lujuus 1,1 1 0,2 0,9 0,25 0,38 0,8 0,7 0, Aika)[d] Kerroin s vaikuttaa käyrän jyrkkyyteen Hitaampi sementti - > suurempi s- kerroin Kertoimien toimivuus suomalaisilla sementeillä on varmistettava. Eurokoodin ohjeistus toimii sellaisenaan huonosti

11 Puristuslujuuden kelpoisuuden osoittaminen rakennuspaikalla Taitorakenteiden kelpoisuus voidaan osoittaa eri tavoin 1. Kimmovasaratestauksella 2. Tunnistustestauksella 3. Rakennekoekappaleilla Kimmovasaratestaus mahdollinen vain jos: P- lukubetoni ja Lujuus korkeintaan C35/45 ja Betonipinta on sula Rakennekoekappaleita koskevat ohjeet ovat uusiutumassa (by65)

12 Kelpoisuuden0osoittaminen Puristuslujuus0rakennuspaikalla Onko: P6lukubetoni$ja $C35/45$ja betonipinta$sula KYLLÄ Kimmovasaratestaus LIVI$ohje$2/2014 Arvosteluerät$toteutus6 ja$ lujuusluokittain$(infra6ryl$ $ ja$by65$ Väh.$3$testauskohtaa$/$arvosteluerä$ja$ väh.$1$testauskohta$/$alkava$100$m3 Vertailulujuus$by65$kohdan$5.3.3$ mukaisesti EI Tunnistustestaus SFS6EN$ 206,$Liite$B$ja$by65$ $ kuitenkin: Jos$ $C30/37$ja$muottikangas:$+5$MPa Jos$C35/45$ja$muottikangas:$Lisäksi$ tunnistetestaus,$3$kpl Arvosteluerä:$6$koekappaletta$ja$1$ koekappale$alkava$100$m3 Väh.$puolet$arvosteluerän$ koekappaleista$tehty$ rakennuspaikalla Rak.paikalla tehdyt$koe6kappaleet$ testataan$vir.$testauslaitoksessa Vaatimus:$SFS6EN$206,$Liite$B,$ taulukko$b.1 VAATIMUKSET$EI$TÄYTY$TAI$ONGELMIA$ BETONOINNISSA,$JÄLKIHOIDOSSA,$ LÄMPÖSUOJAUKSESSA OK OK Rakennekoekappaleet By65$5.3.3.

13 Arvosteluerien muodostaminen Arvosteluerä on aina valmistajakohtainen. Poikkeuksen tekee suuret ja massamäärältään isot valut. Arvosteluerä on aina betonilaatukohtainen. Eri lujuusluokat ja/tai eri P- lukutasot kuuluvat aina eri arvostelueriin. Eri sideainekombinaatiot kuuluvat eri arvostelueriin. Kiviaineen enimmäisläpimitan muutos rakenteessa ei johda omaan arvosteluerään. Esim. päällysrakenteessa voidaan aloittaa jännittämiskohdat 16 mm kiviaineksella ja jatkaa sitten 32 mm kiviaineksella. Arvosteluerä on rakenneosakohtainen. Tämä on yleensä automaattista, koska lujuusluokka ja P- lukutaso muuttuvat. Perusperiaate on testata aina 28 d iässä. Voidaan käsitellä yhtenä arvostelueränä, vaikka rakenteet olisi valettu esim. kuukauden aikana (edellyttää, että massa ei ole muuttunut), mutta lujuustuloksien on oltava joko 28 d tuloksia tai vertailulujuus on muutettava vastaamaan 28 d lujuutta. Yleisperiaatteena on, että saman arvosteluerän betonit on valettu yhden kuukauden aikana.

14 Arvosteluerien muodostaminen Rakenneosat Peruslaatat ovat oma arvosteluerä, jos ne on valettu samalla menetelmällä. Kuivatyö ja vedenalainen valu ovat omia arvostelueriä. Eri valuajankohta ei välttämättä johda eri arvostelueriin. Maatuet ovat oma arvostelueränsä ja välituet omansa. Niissä on yleensä eri säilyvyysvaatimukset. Saman välituen vedenalainen ja vedenpäällinen osa kuuluvat eri arvostelueriin. Päällysrakenne on oma arvostelueränsä. Reunapalkit ja liikuntasaumojen tukikaista ovat kumpikin omansa.

15 Puristuslujuustulosten käsittely tulevaisuudessa (Asia vielä työn alla Liikennevirastossa) Lähtökohtana on, että kelpoisuuden osoittaminen tehdään 28 d iässä Poikkeuksia: Jos ei voida testata 28 d iässä - > korjataan lujuutta EC:n kaavan avulla Kovettuminen alhaisemmassa lämpötilassa - > määritetään lämpötilakorjattuikä ja testataan, kun korjattu ikä on 28 d Sideaineesta riippuvat kertoimet (s- kerroin) lujuustulosten aikakorjaamiseen on vielä varmistettava. Lämpötilakorjatun iän laskemiseen rajoituksia Maksimissaan 14 d siirtymä 28 d jälkeen korjausta ei sallita

16 Jouni Punkki Siltatekniikan päivät 2016