Robust Air tutkimuksen tuloksia Betonitutkimusseminaari

Transkriptio

1 Robust Air tutkimuksen tuloksia Betonitutkimusseminaari Fahim Al-Neshawy & Jouni Punkki Aalto yliopisto

2 Esitelmän sisältö 1. Tutkimus tausta ja tavoitteet 2. Tutkimus metodiikka / materiaalit 3. Tulokset 4. Tulosten analyysi ja johtopäätökset

3 Tutkimus tausta Valmisbetoni A = X% Sekoitus Työmaalla A = X+?% Rakenteessa A = X+?+?% Betonin tilaaminen Ilmamäärä (A) = X%

4 Tutkimus tavoitteet Tutkia suojahuokostuksen stabiilisuutta käytettäessä eri polykarboksylaattipohjaisia (PCE) tehonotkistimia, huokostimia sekä erilaisia betonin koostumuksia. Asettaa vaatimuksia huokostetun betonin koostumukselle niin, että stabiili suojahuokostrakenne voidaan saavuttaa. Kaksi tutkittavaa ilmiötä: 1. Betonin ilmamäärän nousu sekoituksen jälkeen 2. Betonin ilmamäärän vaihtelu rakenteen sisällä

5 Robust Air - kokeet Betonikokeet: Tutkittiin betonin omaisuuksien vaikutuksia: Kaikki kokeet samoilla lisäaineilla Muuttuja Lujuus-luokka ja P-luku Sementti-tyyppi Kiviaineksen max. raekoko Notkeusluokka Koodilyhenne 45 = C35/45 - P50 37 = C30/37 - P30 PL = Plus-sementti SR = SR-sementti BR = Rapid (Broceni) 16 = # 16 mm 8 = # 8 mm S3 = Painumaluokka S3 F5 = Leviämäluokka F5 Lisäainekokeet: Tutkittiin 7 toimittajan lisäaineyhdistelmiä (notkistin & huokostin). Betonin koostumus vakio, ainoastaan lisäaineiden annostuksia säädetään Kolme testibetonia: a) C35/45, Plus F5 b) C35/45, Rapid (Broceni) F5 c) C35/45, Plus S3

6 Koejärjestely Robust Air koejärjestely Tuoreen massa Ilmamäärä - painemenetelmä Laskennallinen ilmamäärä CiDRA AIRtrac Painumakoe S3 luokka Leviämäkoe F5 luokka Kovettunut betoni Erottumisherkkyys Ohuthie analyysi Painekyllästyskoe Puristuslujuuskoe

7 Betonikokeet Sementti kg/m³ Kiviaines kg/m³ v/s-suhde 0,32 0,4 Huokostin 0,08% sem. painosta Notkistin 1,2% sem. painosta

8 Betonikokeet - tuoreen betonin ilmamäärä BBBBBBBBBBBBBB iiiiiiiiiiiiiii, AA = TT = MM VV = MM 1 AA tt (TT DD) TT 100 BBBBBBBBBBBBBB iiiiiiiiiiiiiii, AA = 1 DD MM + DD AA tt MM 100 A = betonin ilmamäärä, (%) D = betonin tiheys, (kg/m³) T = betonin teoreettinen tiheys, kun ilmamäärä on 0%, (kg/m³) M = kaikkien raaka-aineiden kokonaismassa, (kg), V = kaikkien raaka-aineiden kokonaistilavuus, (m³) A t = betonin tavoiteilmamäärä, (m³)

9 Betonikokeet - tuoreen betonin ilmamäärä Ilmamäärät nousivat kautta linjan ja yllättävätkin paljon Vaikea nimetä yksittäistä tekijää joka selittäisi ilmamäärän kasvamisen Betonin notkeus merkittävin tekijä

10 Betonikokeet - betonin erottumisherkkyys Lujuusluokan vaikutus oli pieni SR-sementistä valmistetut betonit erottuivat hieman enemmän kuin Plus-sementistä tai Rapid (Broceni) sementistä 16 mm betonit erottuivat hieman enemmän kuin 8 mm raekoolla

11 Betonikokeet - kovettuneen betonin ilmamäärä Kovettuneen betonin ilmamäärä on mitattu: ohuthieanalyysien avulla painekyllästyksen avulla Laskettu betoni tiheydeltä Korrelaatio eri menetelmien välillä on kohtuullisen hyvä

12 Lisäainekokeet Sementti 425 kg/m³ Kiviaineet kg/m³ v/s-suhde 0,32 0,38 Huokostin 0,08% sem. painosta Notkistin 1,2% sem. painosta 7 lisäaineyhdistelmiä (notkistin & huokostin) (A G)

13 Lisäainekokeet- tuoreen betonin ilmamäärä Lisäaineiden annostukset vaihtelivat jossain määrin ja voidaan olettaa, että korkeammat annostukset lisäävät riski ilmamäärän kohoamiseen. Tällaista vaikutusta ei kokeissa tehonotkistimen eikä huokostimen annostuksen osalta havaittu

14 Lisäainekokeet- tuoreen betonin ilmamäärä Lisäaineiden annostukset vaihtelivat jossain määrin ja voidaan olettaa, että korkeammat annostukset lisäävät riski ilmamäärän kohoamiseen. Tällaista vaikutusta ei kokeissa tehonotkistimen eikä huokostimen annostuksen osalta havaittu

15 Lisäainekokeet- Sekoitusaika ja huokostimen annos vaihtelu Kokeissa testattiin seuraavat yhdistelmät: Normaali (100%) huokostinannostus ja 2 min sekoitusaika. Normaali (100%) huokostinannostus ja 5 min sekoitusaika. Puolikas (50%) huokostinannostus ja 2 min sekoitusaika. Puolikas (50%) huokostinannostus ja 5 min sekoitusaika. Kokeet tehtiin kaikille lisäaineyhdistelmille ja betonin ilmamäärä mitattiin heti sekoituksen jälkeen sekä 30 ja 60 minuutin kohdalla.

16 Lisäainekokeet- Sekoitusaika ja huokostimen annos vaihtelu (esimerkkiä)

17 Tulokset - tuoreen betonin työstettävyys Yhteenveto lisäainekokeista: Lisäaineiden välillä merkittäviä eroja Näiden kokeiden perusteella ei kuitenkaan voida laittaa lisäaineita paremmuusjärjestykseen Lisäaineiden toimivuus on testattava betonikohtaisesti Sekoitusaika ja huokostimen annos vaihtelu Näyttää hyvin sekoitusajan vaikutuksen ilmamäärään Ilmamäärä riippuu sekoitusajasta sekä huokostin annoksesta 100% AEA & 2 min 50% AEA & 5 min

18 Ilmiö graafisesti Ilmamäärä Ilmamääräpotentiaali Lyhyt sekoitusaika, korkea huokostinannostus Ilmamääräpotentiaali Pitkä sekoitusaika, matala huokostinannostus Sekoitus työmaalla Aika

19 Tulosten analyysi ja johtopäätökset 1. Kullakin betonilla on Ilmamääräpotentiaali (maks. ilmamäärä) Ilmamääräpotentiaali riippuu: Lisäaineista (notkistin ja huokostin) Betonin koostumuksesta, sementtityypistä Betonin notkeudesta 2. Tarvitaan varsin tehokas sekoitus, jotta Ilmamääräpotentiaali voidaan saavuttaa jo varsinaisen sekoituksen aikana 5 min ei riittänyt laboratoriosekoittimella (riippuu sekoittimesta) 3. Mikäli Ilmamääräpotentiaalia ei saavuteta varsinaisen sekoituksen aikana, riskinä on ilmamäärä nouseminen - Autossa kuljetuksen ja odotuksen aikana - Pumppauksen ja valun aikana

20 Lisätietoa: 20

21 Kiitos! Kysymyksiä? 21