2. Betoni, rakenne ja ominaisuudet.

Transkriptio

1 2. Betoni, rakenne ja ominaisuudet.

2 Betonirakentamisen lähtökohdat : + Halpa, helposti valmistettava materiaali. + Erittäin hyvä puristuslujuus, säädettävissä. + Massiivisena hyvä ääntäeristävä materiaali. + Palonkestävä ja säänkestävä, pitkäikäinen materiaali. + Plastinen, muotoiltava materiaali. Erittäin huono vetolujuus (10 % puristuslujuudesta), vaatii raudoittamisen. Painava, vaikea työstää kovettuneena. Harmaa, vaikea värjätä ja saada pinnoittamatta sileää pintaa. Tuo paljon rakennekosteutta rakennuksiin, kapillaarinen ja hygrosk. Hankala ja kallis korjattava. Vaikea kierrättää. Raskas CO2 jalanjälki.

3 Käsitteet : Betoni : Sideaine,lisäaineet, runkoainet, vesi ja ilma. Tuore betoni, massa, kun betoni ei ole vielä kovettunut. Sitoutunut betoni, kovettuminen on alkanut, lujuus pieni. Kovettunut betoni, betoni on saavuttanut riittävän lujuuden. Sideaineena sementti : Sementti tai portlandsementti, joka on jauhettu eri hienouteen. Seosaineet; kalkkikivi, masuunikuona, lentotuhka ja silika. Lisäaineet; kiihdyttimet, hidastimet, notkistimet, pakkasenkest. Runkoaine : Luonnon- tai murskesora, hiekka ja filleri (vähint. 3 jaetta.) Kevytsora, pellettikuona, lentotuka, betonimurske, kumirouhe, olki. Sementtirakenteita ei voi käyttää rakentamiseen.

4 Betonista keskeistä : Betonin tärkein parametri on vesipitoisuus, VSS : - Veden suhde sementtiin määrää huokoisuuden ja betonin ominaisuudet. - Vesimäärän pitää olla kuitenkin riittävän suuri muokkautuvuuden takia. Muokkautuvuus vaatii Hydrataatio, lujuus vaatii

5 Runkoaine (60 70 %) : Runkoaineen raekokojakauma ja raemuoto vaikuttavat ominaispinta-alaan, massan muokkautuvuuteen ja sementin kulutukseen. Vaatimukset runkoaineelle, täyteaineelle : Pakkautuu, täyttää hyvin kolot Betonimassa pysyy hyvin koossa ja massa tiivistyy hyvin. Tavallinen luonnon sora kelpaa yleensä runkoaineeksi, rakeisuus tarkistettava. Humusta ei saa olla juuri lainkaan. Suurin sallittu raekoko riippuu rakenteen mitoista : enintään 0,8 kertaa raudoitusterästen vapaa väli enintään 0,25 kertaa rakenteen pienin mitta Täytekivet asetettiin ennen (ei nykyään) muotissa olevan betonin joukkoon sementin säästämiseksi.

6 Vesi : Tavallinen vähähumuksinen joki-, järvi- ja jopa Suomen rannikoiden merivesi kelpaa. Vaatimukset : Veden on oltava puhdasta, ph ei alle 4-5, suolapitoisuus alle 3,5 %, sulfaattipitoisuus alle 0,5 %, ei humusta ja ei sokeria. Veden määrää voidaan vähentää lisäaineilla. VSS; vesisementtisuhde määrittää huokoisuuden ja betonin ominaisuudet.

7 Betonin lisäaineet : Notkistimet ja nesteyttimet : massa saadaan notkeammaksi. Itse-tiivistyvä betoni. Lisähuokostusaineet : lisää säänkestävyyttä. Kiihdyttimet : nopeutetaan sitoutumista tai kovettumista Hidastimet : hidastetaan sitoutumista tai kovettumista. pesubetoni tehdään sivelemällä hidastinta muotin pintaan. Tiivistysaineet. Injektioaineet : sisältävät hidastinta, notkistinta ja paisunta-aineita Erikoisaineet : saadaan pakkasessa tai veden alla valettavia betonimassoja.

8 Teräsbetoni ja jännebetoni : Betonin vetolujuus on niin pieni, että raudoitus on aina tarpeen : Pääteräkset, hakaraudat, tartunnat. Esijännittämällä jänneteräkset niiden tehokkuutta saadaan nostettua : Betoniset palkkielementit ja ontelolaatat. Miten ratkaisut soveltuvat Miniasuntoon?

9 Betoniharkot ja kivet : Betoniharkot Kevytsoraharkot Siporexharkot Muurattavat Liimattavat Valettavat

10 Betonin ominaisuudet : Betonin ominaisuudet ovat seurausta sen huokoisuudesta : Huokoisuus määräytyy betonin vesisementtisuhteen peusteella, ( oikeammin vesiilma-sementtisuhteen perusteella.) Huokoisuus muuttuu ajan kuluessa hitaasti betonin kovettuessa, karbonatisoituessa ja massavirtausten seuruksena. Betoniin käytetään yleensä liikaa vettä (kem. reaktio tarvitsee vain vähän vettä) työstettävyyden vuoksi. Ylimääräisen veden on haihduttava, ennen kuin betonia voi päällystää kosteusaralla pinnoitteella.

11 Betonin huokoisuus : Ilmahuokoset tiivistyshuokoset suojahuokoset. Kapillaatihuokoset Geelihuokoset Kapillaarinen vesi Vapaa vesi Pintajännitys muovaa pyöreäksi Betonin kidevesi Rajat hyvin liukuvia, eivät muodosta jatkuvia systeemejä, jos VSS pieni Onko pysyvä ominaisuus?

12 Betonin ominaisuuksia : Kimmomoduli; MPa. betonin viruminen, pitkäaikaismuodonmuutokset kuormitettuna suurentavat muodonmuutoksia, jopa nelinkertaisiksi. Puolessa vuodessa tapahtuu 60 %, vuodessa n. 80 % virumisesta. seuraa kuormitusastetta ja kosteuspitoisuutta. Lämpöliike; α = x 10-6 x1/ 0 c yhtä suuri kuin teräksellä, runkoaineella pieni vaikutus. Vesitiivys; rajoitetaan halkeilua. tiivis betoni, katkotaan kapillarit. Pakkasenkestävyys; lisätään betoniin suojahuokosia. alentavat lujuutta. tiivistävät betonia. Voiko betonia paikata, liimata, täyttää kolot niin että sitä ei huomaa?

13 Betonin palonkestävyys : Betonin palonkestävyys on erittäin hyvä : palamaton materiaali. betonin sisältämän kosteuden poistuminen lisää sen palonkestävyyttä. kidevedenpoistuminen aloittaa betonin hajoamisen. betonin väri muuttuu tulipalon seurauksena, sen kelpoisuus voidaan arvioida muutoksen perusteella. kevytsoraharkot, erityisesti kevytbetonit ovat erittäin hyviä palonkestävyydeltään. Tulipalon jälkeen Tulipalon aikana