Betonin valamisen vaikeudesta

Transkriptio

1 Betonin valamisen vaikeudesta XL Siltatekniikan päivät 2017 Jani Meriläinen

2 Jo antiikin roomalaiset osasivat tehdä kunnon betonia! Pantheon, Rooma (124 jkr) Jani Meriläinen 2

3 Suunnitelma Turhia teräksiä pyrittävä välttämään, mutta kaikki tarvittava on kuitenkin oltava. Kantavuusvaatimukset ovat kaiken aikaa kasvaneet, joten terästen määrä lisääntyy. Pitäisikö myös rakenteen mittoja kasvattaa? Raudoituksen valu- ja tiivistys-aukot muistettava suunnitelmassa. Mietittävä onko mahdollista saada betonimassa joka nurkkaan. Betonin merkintä NCCI 2:n mukaan. Ei rasitusluokkia, paitsi sulfaattirasitetuille rakenneosille XA-rasitusluokat. Jani Meriläinen 3

4 Betoniasema Liikenneviraston infrarakenteiden betoni on P-lukubetonia, joka valmistetaan P-lukuohjeen ja InfraRYL:n mukaisesti (myös työmaalla). Tällä hetkellä voimassa on myös päätös Ennakkokokeet on tehtävä. Todetaan käyttöikä- ja lujuusvaatimusten täyttyvän. Alle vuoden vanhat tulokset esitettävä tilaajalle viimeistään viikkoa ennen valua. Ei tarvitse olla ko. kohteeseen erikseen, jos on aiemmin vastaavanlaiset kokeet jo tehty. Ennakkokoetulokset, betonin suhteitustiedot ja P- lukulaskelmat toimitetaan tilaajalle ja arkistoidaan sillan laatuaineistoon. Tilaajan käytävä nämä myös lävitse ennen valua ja todettava, että vaatimukset täyttyvät! Jani Meriläinen 4

5 Työmaa - valu Betonointisuunnitelma ja -pöytäkirja tehtävä. Ei lisätä ollenkaan vettä työmaalla eikä mielellään notkistintakaan! Notkistinta saa käyttää vain betoniaseman ohjeen mukaisesti. Työmaan ilmamittaus oikein on tärkeää! Ennen valua määritellään hylkäysrajat, joita noudatetaan. Mitataan juuri ennen kuin massa päätyy muottiin. Mittausastiaa ei saa täyttää yli ja pyyhkäistä yläpintaa pois. Vibrataan saman verran kuin rakenteessa olevaa betonia. Tehdään P-lukulaskelma. Mietitään tiheyden käyttöä lujuuden varmistamiseksi. Jani Meriläinen 5

6 Työmaa lujuuden varmistus 1/2 Valmiin rakenteen lujuutta ei saa arvioida betoniasema yksinään! Arvioidaan 28 vrk ikäisenä. 2 vaihtoehtoa: kimmovasarointi tai työmaan koekappaleet. Kimmovasarointi Ei voi käyttää jos K > 45 MPa. Ei saa käyttää jäätyneeseen pintaan. Oltava kalibroitu oikein. Testauspinta on oltava hyvälaatuinen ja märkä. Lujuus arvioidaan by65 kohdan mukaisesti (= kun laatua epäillään). Tulos on hyväksyttävissä, kun vertailulujuus Kk > 0,85 * K Ei korvaa betoniaseman oman laatujärjestelmän mukaisia työnaikaisia koekappaleita. Tehdään tulevana kesänä testejä, joilla varmennetaan luotettavuus. Jani Meriläinen 6

7 Työmaa lujuuden varmistus 2/2 Työmaan koekappaleet Tutkitaan lujuus (28 vrk) ja tiheys. Tällä hetkellä valmistetaan aina ja pelkästään työmaalla. Koestus hyväksytyllä koelaitoksella SILKO 3.103, taulukko. Arvosteluerä on aina väh. 6 kpl tai 1 kpl / 100 betoni-m3. Säilytys +20 asteessa ja kosteassa. Lujuus arvioidaan by65 kohdan mukaisesti (=tunnistustestaus). Tulos on hyväksyttävissä, kun arvosteluerän keskiarvo fcm K + 2 ja jokainen arvo fci K 4. Jos yksittäisen testin tulos poikkeaa yli 15% keskiarvosta, niin kaikki arvosteluerän tulokset hylätään (paitsi jos on perusteltu syy hylätä poikkeava tulos). kimmovasarointi tai rakennekokeet. Jos lujuudet ei täytä em. vaatimuksia tehdään rakenteelle rakennekokeet. Jani Meriläinen 7

8 Lujuuspuutteiden arvonalennukset 1/2 Kantavuus = sillan kyky kantaa hyötykuormia. Jos päällysrakenteen lujuusvaatimus alittuu: Käsitellään koko sillan kantavuuden alittumisena. Lasketaan sillan kantavuusalenema samalla menetelmällä kuin suunnittelussa. Arvonalennus lasketaan suunnitelman mukaisesta kantavuuden alenemasta. Ei suunnittelukuorman. Jos kantavuus alenee yli 5 %, niin rakenne korjataan. Jos kantavuus alenee yli 10 %, niin rakenne uusitaan. Jani Meriläinen 8

9 Lujuuspuutteiden arvonalennukset 2/2 Jos muiden rakenteiden lujuusvaatimus alittuu: Jos ei vaikuta sillan kokonaiskantavuuteen (=rakenneosan kapasiteetti on alun perin isompi kuin päällysrakenteen): Puristetut rakenteet: Taivutetut rakenteet: a = kantavuuden alenema prosentteina Cvaad = vaadittu puristuslujuus = 0,85* K Ctod = mitattu puristuslujuus = Kk Jos vaikuttaa sillan kokonaiskantavuuteen alennus käsitellään samalla tavalla kuin päällysrakenteella. Jani Meriläinen 9

10 Lujuusongelmien selvittelystä 1/2 Jo tehty (aikajärjestyksessä) On tehty ilmamäärätutkimus. Kostamontien alikulkusiltaa Kemijärvellä tutkittu useilla näytteillä ja käyty läpi laatuaineisto Lujuus noin puolet suunnitellusta ja ilmaa liikaa. TYKS:n tukirakenteissa myös lujuuspuutteita ja kohonneita ilmamääriä (ei niin selkeitä). Ei ole Liikenneviraston projekti. Tehostettu betoniasemien ja työmaiden laadunvarmistustoimenpiteitä ( Myllykirje ). Selvitetty jokaisesta ELY:stä satunnaisesti valitun 2 (yht. 18 siltaa) nuoren (1-5 vuotta) betonisen tiesillan lujuudet, ilmamäärät ja laadunvalvontadokumentit. By50:n mukaan 6 sillan lujuus alitti 85 % nimellislujuudesta. Ei löytynyt selkeitä syitä lujuusalituksille. Laatuaineisto monessa puutteellinen. Jani Meriläinen 10

11 Lujuusongelmien selvittelystä 2/2 Tehdään Tutkimus: Robust Air Betonin stabiilin huokosrakenteen varmistaminen. Jouni Punkki, Aalto-yliopisto Kattava tutkimus erilaisten lisäaineiden ja erilaisten toimintatapojen vaikutuksesta betonin ilmamäärään ja lopulliseen lujuuteen yhdessä betonin toimittajien, lisäainetoimittajien, betoniteollisuus ry:n ja Aaltoyliopiston kanssa. Selvitys siitä, miten betonin suunnittelulujuus pitäisi määrittää rakennekokeiden perusteella Anssi Laaksonen, TTY Tuoreen betonimassan tiheyden käyttö loppulujuuden ja ilmamäärän arviointiin työmaalla. Ilmamäärämittausten lisäksi. Tehdään riskikartoituksen perusteella lisätutkimuksia Pääväylät (rata ja tie), ET-reitit, suurimmat sillat, jännitetyt (~100 siltaa). Tehdään tarkka ohje tutkimuksiin kentällä ja labrassa. Lujuuden alittaville silloille tehdään kantavuuslaskenta. Tehdään ohje uusien siltojen kantavuuden laskemiseksi. Arvonalennukset mietitään hankekohtaisesti. Jani Meriläinen 11

12 Jo antiikin roomalaiset osasivat tehdä kunnon betonia! OSATAAN MEKIN! KIITOS! Raippaluodon silta, Mikko Rajala 2010 Jani Meriläinen 12