Betonilaborantti- ja myllärikurssi, Helsinki 10.1.2018 Risto Mannonen/Kim Johansson Kim Johansson Erityisasiantuntija, DI Suomen Betoniyhdistys ry
Maabetoni Jyräbetoni Ontelolaattamassa
Käytetään yleisimmin teiden jakaviin ja kantaviin kerroksiin. Tavallisia vaatimuksia: Puristuslujuus (7d) Kantavassa kerroksessa 5 6 MPa Jakavissa kerroksissa 3 5 MPa Liian korkea lujuus (>10 MPa) johtaa halkeiluun ja edellyttää saumojen tekemistä.
Maabetoni suhteitus aloitetaan tutkimalla runkoaineen optimivesipitoisuus, eli kosteuspitoisuus, jolla betoni tiivistyy parhaiten. Sementtimäärä saadaan sitten haarukoimalla seitsemän vuorokauden lujuus. Sementtimäärät ovat alhaisia, yleensä alle 100 kg/m 3. Massa tulee sekoittaa hyvin. Sekoitus tehdään paikalla mutta voidaan sekoittaa myös betoniasemalla. Betoni tiivistetään raskaalla jyrällä.
Jyräbetoni on esimerkiksi teollisuuslaitosten pihojen päällystebetoni. 5
Jyräbetonin suhteitus aloitetaan tutkimalla runkoaineen optimivesipitoisuus Usein optimivesipitoisuudeksi saadaan 4,5 6 % kuivan runkoaineen painosta Tämä tarkoittaa käytännössä alle 100 kg vettä/m 3. Sementti määrä on selvästi maabetonissa käytettyä korkeampi, eli vähintään 340 kg/m 3. 6
Jyräbetoni valmistetaan aina betoniasemalla. Massa levitetään joko tiehöylällä tai asfaltinlevityskoneella. Pienestä vesimäärästä ja veden erottumattomuudesta johtuen jälkihoidon välitön alkaminen on tärkeää. 7
Ontelolaattamassat tiivistetään ontelolaattakoneilla, jotka voidaan jakaa kolmeen tyyppiin tiivistysmenetelmän mukaan: Tärytiivistyskone Hiertotiivistyskone Leikkaustiivistyskone Ontelolaattamassan suhteitus tehdään aina tiivistyskoneen vaatimusten mukaisiksi. 8
Tehokkaampi tiivistys mahdollistaa kuivemman massan käytön. Kuivassa massassa pienet koostumuksen muutokset eivät ole yhtä merkityksellisiä kuin kosteammissa massoissa. 9
10
11
12
Hienoaineksen määrä ei saa olla liian korkea, jotta vedentarve ei kasva liian suureksi. Usein käytetään pestyä kiviainetta ja hienoaine korvataan seosaineilla kuten kuonalla, lentotuhkalla tai silikalla. Seosaineilla on myös varsin edullinen vaikutus lujuuteen lämpökäsittelyn ansiosta 13
Ontelolaattabetonin lujuuden määrää laukaisulujuuden vaatimus, joka on 35 MPa Tämän vuoksi on yleensä edullista käyttää nopeasti kovettuvaa sementtiä. Myös tehonotkistimien käyttö on usein perusteltua. 14
28 vuorokauden 50 MPa lujuusvaatimus täyttyy yleensä johtuen laukaisulujuusvaatimuksesta. Massat suhteitetaan petien kiertonopeuden mukaan. Betonimassan oikea vesimäärä on tärkeä paitsi varhaislujuusvaatimuksen vuoksi erityisesti siksi, että vain oikea kosteuspitoisuus takaa tiivistyskoneen suunnitellun toiminnan 15
Yleisin tapa valmistaa väribetonia on käyttää valkosementtiä sekä rautaoksidipigmenttejä. Näin voidaan helposti valmistaa mustaa, punaista, keltaista ja ruskeaa betonia. Vihreän betonin valmistamiseen käytetään yleensä kromioksidipigmenttiä ja sinisen kobolttioksidipigmenttiä. Kaupan on myös orgaanisia värejä ja pigmenttejä, mutta niiden käytöstä ja värin säilyvyydestä ei vielä liene kokemuksia kovin pitkältä ajalta. 16
Harmaan sementin kanssa saadaan vain "likaisia" sävyjä Betonin hienoaineen määrä ja laatu vaikuttaa lopputulokseen Jo pieni muutos vesisementtisuhteessa näkyy betonin värissä. Mitä vähemmän vettä sen tummempi sävy 17
Alhaisempi vesi-sementtisuhde aiheuttaa sementtikivelle tummemman värin. Näin myös valkosementtiä käytettäessä. Karkeana arviona voidaan sanoa, että kahden sadasosan muutos vesi-sementtisuhteessa aiheuttaa silminnähtävän muutoksen betonin väriin 18
19
Betonin kosteustila muuttaa betonin väriä ratkaisevasti. Väriä ei saa arvioida kovin nopeasti valun jälkeen. Paras tulos saadaan, jos betonin myös kiviaines voidaan valita saman väriseksi betonin kanssa. Tulosta tällöin parantaa, mikäli kiviaines saadaan näkymään mahdollisimman hyvin pinnan käsittelyllä (hiekkapuhallus, pesubetoni, happokäsittely yms.). Sileävalu on kaikkein vaikein. 20
Yhteenvetona voidaan sanoa, että väribetoni ei parhaimmillaankaan muistuta maalattua pintaa eikä sitä sen vuoksi saa sellaisena markkinoidakaan 21
Perustuu Semtun Ville Westerholmin materiaaliin 22
Musta Punainen Keltainen Ruskea Vihreä Valkoinen Sininen rautaoksidi rautaoksidi rautaoksidi rautaoksidi kromioksidi vihreä titaanioksidi (kobolttipohjainen) 23
Pigmentin laatu ja määrä Kiviaines Sementtilaatu Sementtipitoisuus (suurempi määrä tummempi sävy) Vesimäärä (suurempi määrä vaalentaa) Kovettumislämpötila (korkea vaalentaa) 24
Vesi-sementtisuhteen vaikutus väriin w/c 0,30 w/c 0,35 w/c 0,40 väritön 4 % Bayferrox 130 25
Kiviaineksen vaikutus värisävyyn 4 % Bayferrox 920 4 % Bayferrox 110 4 % Bayferrox 318 Vaalea kiviaines Tumma kiviaines 26
Annostelun vaikutus väriin Bayferrox 920 Bayferrox 110 Bayferrox 318 0 % 2 % 4 % 6 % 8 % värivoimakkuus 0 1 2 3 4 5 6 7 8 Pigmentti % sementin määrästä Bayferrox 318 Bayferrox 110 Bayferrox 920 27
Orgaaninen rautaoksidi Orgaaninen mustat sisältää hiiltä, nokea. Aluksi saavutettavissa syvän mustia sävyjä, mutta väri haihtuu/muuntuu ajan myötä harmaaksi. Epäorgaaninen rautaoksidi Ei sisällä hiiltä, saavutetaan värisävy joka pysyy pidempään. Aurinko, Talvi sekä kuluminen vaalentavat värisävyä vuosien mittaan, tärkeä ominaisuus etenkin julkisivuissa ym.. 28
Bayferrox musta vs hiiliperäinen musta 5.0 % Bayferrox Black 2.0 % Bayferrox Black 1.0 % Carbon Black 0.7 % Bayferrox Black 1.4 % Carbon Black 1.7 % Carbon Black without pigment 24 months seaside exposure reference sample 29
Sementin vaikutus väriin Harmaa sementti valkosementtit Ilman pigmenttiä sininen keltainen vihreä punainen ruskea musta 30
In-situ concrete colored with Bayferrox 920 Pigment concentration: 3.5 % Built: 2004 2006 Architect: Jesús Marino Pascual 31
In-situ concrete colored with Bayferrox 640/24 Pigment concentration: 5 % Built: 2000 2005 Architect: Sir Norman Foster 32