Rakennusfysikaaliset kosteusominaisuudet Laboratoriomittausten kehittäminen Laatija: Olli Tuominen, TTY

Samankaltaiset tiedostot
Sisäkuori- ja ontelolaattabetonit Rakennusfysikaaliset kosteusominaisuudet Laatija: Olli Tuominen, TTY

COMBI-hankkeen materiaali- ja rakennekokeet Katsaus tuloksiin ja kokeiden nykytilaan Laatijat: Eero Tuominen, TTY

Kalsiumsilikaattieristeet Rakennusfysikaaliset materiaaliominaisuudet Laatijat: Eero Tuominen, TTY

Kalsiumsilikaattieristeiden ja ontelolaattojen sekä eri betonilaatujen kosteusominaisuuksien määritys

Suomessa markkinoilla olevien kalsiumsilikaattilevyjen rakennusfysikaaliset materiaaliominaisuudet

Rakennusosien kosteuspitoisuudet kosteus- ja sisäilmateknisissä kuntotutkimuksissa Laatija: Petri Annila, TTY

Betonin kosteusteknisten materiaaliominaisuuksien määrittäminen

Betonirakenteiden kosteustekninen käyttäytyminen. Eero Tuominen, projektitutkija TTY/Rakennusfysiikka

Palvelurakennusten kosteus- ja mikrobivaurioituminen Laatija: Petri Annila, TTY

Lämpöenergian mittaaminen rakennuksessa Kattavalla mittaamisella lämpöenergian kulutusjakauma reaaliaikaiseksi Laatija: Sakari Uusitalo, TAMK

Olosuhdemittausten tavoitteen asettelu Laatija: Sakari Uusitalo, TAMK

Sisäilman radonpitoisuudet palvelurakennuksissa COMBI-tuloskortin esittely Laatija: Antti Kauppinen, TTY

Kapasitiivisten kosteusantureiden käyttäytyminen betoniseinien kuivumisen seurannassa Laatija: Tuomas Raunima, TTY

Ilmanpaine-erot ja sisäilman radon pitoisuus COMBI yleisöseminaari Laatijat: Antti Kauppinen, TTY

Korjaushankkeiden sisäilmaprosessien kuvaukset Laatija: Ulrika Uotila, TTY

Talouslaskennan perusperiaatteet Laatija: Juhani Heljo TTY

Uusien ja korjattujen palvelurakennusten paine-erot ulkovaipan yli COMBI tuloskortin esittely Laatija: Antti Kauppinen, TTY

Automaatiojärjestelmät Rakennusautomaatiotason valinta Laatija: Sakari Uusitalo, TAMK

TaTe-toimivuustarkastelu ja toimivuustarkastuskortti Laatija: Pirkko Pihlajamaa TAMK

Kosteusmittausyksiköt

Kosteusmittausten haasteet

Sisäilman lämpötila- ja kosteusolosuhteet palvelurakennuksissa Tuomas Raunima, Tampereen yliopisto

SISÄKUORIBETONIN RAKENNUSFYSIKAALISET KOSTEUSOMINAISUUDET

KOP COMBI kustannusoptimaalisuustyökalut Laatija: Juhani Heljo TTY

ENERGIATEHOKAS VALAISTUS VALO-OLOSUHTEEN LAATUA UNOHTAMATTA

Korjata vai purkaa? Laatijat: Ulrika Uotila, Olli Teriö, Malin Moisio, Tero Marttila, TTY

Energiankulutusseuranta Kulutustietojen kerääminen, analysointi ja hyödyntäminen Laatijat: Antti Mäkinen, TAMK

Hyvän sisäilmaston varmistaminen takuuaikana Olli Teriö TTY, Juhani Heljo TTY

Rakennekoekappaleista suunnittelulujuuteen

Betonisandwich-elementin, jossa on 40 mm paksu muovikuitubetoninen ulkokuori, käyttökelpoisuus ulkoseinärakenteena

Viikkoharjoitus 2: Hydrologinen kierto

Verhojen ja kaihtimien vaikutus rakennuksen energiatehokkuuteen, CASE palvelutalo Laatija: Kari Kallioharju, Tampereen ammattikorkeakoulu 24.1.

Puun kosteuskäyttäytyminen

466111S Rakennusfysiikka RAKENNUSKOSTEUS. Opettaja: Raimo Hannila Luentomateriaali: Professori Mikko Malaska Oulun yliopisto

Tasoitteiden alkaliselta kosteudelta suojaavat ominaisuudet

MITTAUSRAPORTTI. Työ : 514/3248. Kohde: Hämeenkylän koulu. Raportointipäivä : A - Kunnostus- ja kuivauspalvelut Oy Y-tunnus:

KOEOLOSUHTEET MIKSI ILMASTOINTI? PERUSKÄSITTEITÄ. Hanna-Riitta Kymäläinen

KOSTEUSMITTAUSRAPORTTI Esimerkkitie Esimerkkilä 1234 Lattioiden kosteus ennen päällystämistä

Olosuhdehallinta, erityiskysymykset Kuvat: Puuinfo Oy ellei toisin mainittu

Harjoitus 2: Hydrologinen kierto

KOSTEUSTURVALLINEN LÄMMÖNERISTE. Pekka Reijonen, Paroc Oy Ab, Puupäivä

ALUSTILAN TIIVEYS- JA KUNTOSELVITYS 1 (7) Teemu Männistö, RI (09) tma@ako.fi

Robust Air. Projektin lyhyt esittely. Jouni Punkki Fahim Al-Neshawy

testo 610 Käyttöohje

Energiakortti Laatijat: Olli Teriö, TTY; Juhani Heljo TTY

ASKELÄÄNITASOKOEMITTAUKSET

KORPILAHDEN YHTENÄISKOULU

VESI-SEMENTTISUHDE, VAATIMUKSET JA MÄÄRITTÄMINEN

Lämmöneristetyypin vaikutus betonirakenteisten sisäkuorielementtien kuivumiseen

Puu luovuttaa (desorptio) ilmaan kosteutta ja sitoo (adsorptio) ilmasta kosteutta.

Aurinkosähkö kannattaa etenkin vanhainkodeissa Laatijat: Paula Sankelo, Aalto-yliopisto; Juha Jokisalo, Aalto-yliopisto

Maalauksen vaikutus puulaudan sisäilmaemissioihin. Laura Salo Sitowise Oy

Kalustelevyjen pinnoitusmateriaalien kulutuskestävyyden määritys käyttäen standardia

Kolmen WC-huuhtelusäiliön testaus

Betonilattiat ja pinnoittaminen

TESTAUSSELOSTE Nro VTT S JOKKE parvekelasien tuulenpaineen, pysty ja vaakasuoran pistekuorman sekä iskunkestävyyden määrittäminen

TESTAUSSELOSTE Nro VTT-S Pro Clima Acrylat Solid liiman tartuntakokeet

MITÄ BETONILLE TAPAHTUU, KUN SE LÄHTEE

Päiväkotien lepohuoneiden sisäilmanlaatu. Pia Gummerus Keski-Uudenmaan ympäristökeskus, terveystarkastaja

Kosteuden. Aalto-yliopiston teknillinen korkeakoulu Insinööritieteiden ja arkkitehtuurin tiedekunta Rakenne- ja rakennustuotantotekniikan laitos

RATA Betonisiltojen lujuusongelmat. Jani Meriläinen

Betonin suhteellisen kosteuden mittaus

Ennakoiva Laadunohjaus 2016 Kosteudenhallinta. Vaasa Tapani Hahtokari

Kivistön asuntomessualueen puukerrostalon rakenteiden kosteusmittausten tulokset ja johtopäätökset

Eristysvastuksen mittaus

Massiivipuurakenteet työmaaolosuhteissa kosteuskäyttäytyminen ja siirtymät - Puupäivä 2018 Ville Mertanen

WC istuimien huuhtelusäiliöiden testaus

Lähtökohta. Testi. Kuva 1. C20/25 Testikappale jossa Xypex Concentrate sively

Valon diffraktio yhdessä ja kahdessa raossa

LEGO EV3 Datalogging mittauksia

Automaattinen betonin ilmamäärämittaus

Tekijä: VTT / erikoistutkija Tuomo Ojanen Tilaaja: Digipolis Oy / Markku Helamo

Kojemeteorologia (53695) Laskuharjoitus 1

Kuivausprosessin optimointi pellettituotannossa

sidosaineet ja liimat

Vakuutusyhtiö: TilPuh1: TilPuh2: Koulurakennus Betonirunko/tiiliverhoiltu Harjakatto. Putkien sijainti

PL , Laskutus / Anne Krokfors. A - Kunnostus- ja kuivauspalvelut Oy Y-tunnus:

ENSIRAPORTTI/MITTAUSRAPORTTI

Oppipojankuja 6, Kuopio puh TIKALAN OY:N YMPÄRISTÖMELUMITTAUS. Mittausaika:

Kutistumaa vähentävät lisäaineet Betonin tutkimusseminaari Tapio Vehmas

COMBI-hankeessa tehtävät kenttämittaukset

ENSIRAPORTTI. Työ A Jönsäksentie 4, Vantaa Raportointi pvm: A - Kunnostus- ja kuivauspalvelut Oy Y-tunnus:

Lämpöolojen pysyvyys matalaenergia- ja verrokkipientaloissa

Johanna Tikkanen, TkT

Kosteuskartoitus tiloissa 1069/1070, 1072, 2004 ja 1215

KÄYTTÖOPAS. Tarkkuuskosteus-lämpömittari. Malli RH490

SISÄILMAN LAATU. Mika Korpi

BETONI&MUOVIMATTO&KOSTEUS ASIANTUNTIJASEMINAARI MASSIIVISTEN LATTIARAKENTEIDEN KOSTEUS ENNEN JA JÄLKEEN PÄÄLLYSTÄMISEN

Olosuhde- ja Xenon-testaus. Microbe Control Finland Oy

VAKOLA VALTION MAATALOUSKONEIDEN TUTKIMUSLAITOS Koetusselostus 178. Ryhmä /55/1

Askeläänen parannusluvun määritys

Endomines Oy:n Pampalon kultakult kaivoksen ympäristömeluselvitys

TTY Mittausten koekenttä. Käyttö. Sijainti

Rakennustuotteiden paloluokitus luokitellun tuotteen käyttö

Kuivauksen teoriaa ja käytäntöä Jaana Väisänen, OAMK Arvopilotti-hanke

TESTIRAPORTTI AURINKOPANEELIEN TARKASTUSMITTAUKSET SCANOFFICE OY Soleras Asko Rasinkoski

TESTAUSSELOSTE Nro VTT-S Lattianpintarakenteen askeläänen parannusluvun määrittäminen

RIMATEX OY VESIVAHINKOJEN KOSTEUSKARTOITUS " # $ %& (! ) *! + + +, " # $ %& (, - #!

Gyptone alakatot 4.2 Toiminta ja ominaisuudet

MAANVAISTEN LATTIA- JA SEINÄRAKENTEIDEN KOS- TEUSMITTAUKSET, VAIHE 1

Transkriptio:

24.1.2019

RAKENNUSFYSIKAALISET KOSTEUSOMINAISUUDET Laboratoriomittausten kehittäminen Olli Tuominen, Tampereen teknillinen yliopisto 24.1.2019 2

Sisällys RAKENNUSFYSIKAALISET KOSTEUSOMINAISUUDET Laboratoriomittausten kehittäminen Tausta Tasapainokosteuskokeen kehittäminen Tasapainottumisen todentaminen Kokeen nopeuttaminen Painelevykokeen kehittäminen Vakuumikyllästetyt koekappaleet betonien kokeissa Kaoliinisaven tarpeellisuuden testaus Kapasitanssimittaukset Koekappaleiden vakuumikyllästysmenetelmien testaus Johtopäätökset 24.1.2019 3

Tausta Tasapainokosteuskäyrien mittaaminen osoittautui betoneilla haasteelliseksi tehtäväksi. Kosteuden siirtyminen on betonin huokosverkostossa erittäin hidasta, minkä vuoksi koeajat olivat huomattavan pitkiä sekä tasapainokosteus- että painelevykokeessa. Kokeita määrittävien standardien mukaiset keskeytysrajat johtivat mittausten liian aikaiseen päättämiseen. Kokeissa aiheutuu virhettä koekappaleiden uunikuivauksesta. Korkeassa lämpötilassa kuivaaminen muuttaa betonin rakennetta. Kaoliinisavea käytetään painelevykokeessa koekappaleiden ja keraamisen painelevyn välissä kapillaarisen yhteyden luomiseksi. Saven lisääminen on aikaa vievä työvaihe ja se voi lisätä painekammion täytön aikana haihtumisesta aiheutuvaa virhettä. Betonista poistuu painelevykokeen aikana niin vähän vettä, että se haihtuu hyvin helposti ja sen punnitseminen ei ole toimiva tasapainottumisen seurantatapa. Koekappaleiden punnitseminen kokeen aikana ei ole mahdollista. Ennen painelevykoetta tehtävällä koekappaleiden vakuumikyllästämisellä ei saavutettu betoneilla maksimikosteuspitoisuutta, vaan koekappaleiden paino jatkoi nousemista kun niitä pidettiin vakumoinnin jälkeen veteen upotettuina. 24.1.2019 4

Sitoutunut kosteus (g) Sitoutunut kosteus (g) Tasapainokosteuskoe tasapainottumisen todentaminen Ensimmäisen tutkimusosiossa ontelolaattabetonien siirrot kosteustasosta toiseen tehtiin tasapainokosteuskokeessa standardin SFS-EN ISO 12571 painonmuutoksen raja-arvon 0,1 %/vrk mukaisesti. Painonnousukuvaajasta kuitenkin nähtiin selvästi, että painonmuutos ei ollut oikeasti hidastunut juurikaan ennen siirtoja. Myöhemmissä tasapainokosteuskokeissa todentaminen tehtiin painonmuutoskuvaajien perusteella ja koekappaleet siirrettiin seuraavaan kosteustasoon tai koe lopetettiin vasta, kun tasaantuminen oli selvästi nähtävissä. Painonmuutosnopeus oli lopetettaessa myöhemmissä tasapainokosteuskokeissa kokonaisilla koekappaleilla pääosin n. 0,001 %/vrk. 60 50 40 30 20 OL-Lujabetoni 10 OL-Parma 0 0 50 100 150 Kulunut aika (d) Ontelolaattabetonien puutteellinen tasapainottuminen adsorptiossa uunikuivasta kosteuteen 97 % RH. Yhteensä 6 kosteustasoa. 70 65 SB-Parma 60 SB-Rudus SB-Lujabetoni 55 50 45 40 70 170 270 370 470 Kulunut aika (d) Sisäkuoribetonien tasapainottuminen 97 % RH -> 94 % RH -> 85 % RH -> 75 % RH. 24.1.2019 5

Tasapainokosteuskokeen nopeuttaminen 1 Sisäkuoribetonien tasapainokosteuskokeiden nopeuttamista kokeiltiin toisessa tutkimusosiossa murskaamalla koekappaleet. Kuvassa esimerkki Lujabetonin tasapainokosteuskäyristä. Murskatuilla kappaleilla saadut tulokset eivät ole yhteneväisiä kokonaisilla 15-16 mm kappaleilla mitattujen kanssa. Tasapainokosteuskäyrän muoto ei ole murskatuilla kappaleilla oikeanlainen. Koeajat olivat keskimäärin n. puolet lyhempiä kokonaisiin verrattuna. Murskatuilla ehdittiin mitata kaikki kosteustasot, koska jokaiseen tehtiin oma koekappalesarja. 24.1.2019 6

Tasapainokosteuskokeen nopeuttaminen 2 Kolmannessa tutkimusosiossa kokeiltiin aikaisempia ohuempia (n. 15-16 mm -> n. 4-5 mm) kokonaisia kappaleita. Tasapainottaminen todennettiin painonnousukuvaajien perusteella ja kokeiden annettiin jatkua kunnes kosteuspitoisuudet olivat varmasti tasaantuneet. Koe kuitenkin nopeutui, koska jokaisessa kosteustasossa käytettiin erillistä koekappalesarjaa. Osassa kosteustasoista lopulliseen tasapainottumiseen meni hyvin pitkä aika ja kolmannes kokeista (lähinnä adsorptiokäyrän mittauksia) oli käynnissä yhä lähes vuoden päästä niiden aloittamisesta (12/2018). Kosteuspitoisuus kg/m 3 140,0 120,0 100,0 80,0 60,0 40,0 20,0 Koekappaleiden kuivaaminen tehtiin 105 C sijaan kosteustasossa 11,3 % RH ja tasapainokosteudet olivat luultavasti osaksi sen vuoksi aiempia kokonaisilla koekappaleilla mitattuja alhaisempia. Tulokset sopivat kohtalaisen hyvin yhteen painelevykokeessa mitattujen kapillaarisen tasapainokosteuskäyrän tulosten kanssa. 0,0 0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 Suhteellinen kosteus (% RH) Adsorptio Desorptio Painelevykokeista Ruduksen sisäkuoribetonille ohuilla koekappaleilla mitattu tasapainokosteuskäyrä. Mukana 93 ja 97 % RH painelevykokeen tulokset. 24.1.2019 7

Vakuumikyllästetyt koekappaleet betonien kokeissa Ensimmäisissä ontelolaattabetonien painelevykokeissa koekappaleet siirrettiin aluksi standardin mukaisesti painetasosta toiseen. Koekappaleita säilytettiin siirron aikana vesiupotuksessa. Tulokset eivät vastanneet hygroskooppisen tasapainokosteuskäyrän tuloksia. Kapillaarisen yhteyden arveltiin heikkenevän siirron aikana, joten ontelolaattabetoneilla testattiin osa painetasoista uudelleen vakuumikyllästetyillä koekappaleilla (kuvassa Parma 2). Kosteuspitoisuudet olivat alhaisempia ja 31,6 bar kokeen tulos vastasi hyvin 97 % RH hygroskooppisen tasapainokosteuskokeen tulosta. 24.1.2019 8

Kosteuspitoisuus [kg/m3] Kaoliinisaven tarpeellisuus Toisen tutkimusosion painelevykokeiden yhteydessä testattiin, onko kaoliinisavella vaikutusta kokeen tuloksiin. Kokeet tehtiin sileäksi timanttihioituilla sisäkuoribetonikoekappaleilla, jotka asettuivat hyvin keraamista levyä vasten. Kosteuspitoisuuden muutos oli keskimäärin samansuuruinen käytettiin savea tai ei. 170 160 150 140 130 120 110 Parma 0,316 bar Parma 1 bar Parma 10 bar Luja 0,316 bar Luja 1 bar Luja 10 bar Rudus 0,316 bar Rudus 1 bar Rudus 10 bar Ennen koetta savi Kokeen jälkeen savi Ennen koetta ei savea Kokeen jälkeen ei savea Kosteuspitoisuudet ennen ja jälkeen sisäkuoribetonien painelevykoetta kaoliinisaven kanssa ja ilman. 24.1.2019 9

Kapasitanssi [nf] Kapasitanssi [nf] Kapasitanssimittaukset Huokoisen materiaalin kosteuspitoisuuden muutoksesta voidaan saada tietoa mittaamalla kahden metallijohtimen välistä kapasitanssia siten, että materiaali on väliaineena. Kapasitanssin kuvaajat olivat selkeimpiä 100 baarin painekammiossa tehdyissä kokeissa. Matalissa paineissa käytettävien keraamisten painelevyjen kosteuspitoisuuden vaihtelu todennäköisesti vaikuttaa mittauksiin ja muutos ei ole havaittavissa yhtä selkeästi 5 ja 15 baarin kammioissa mitatuissa käyrissä. Kalsiumsilikaateilla kapasitanssin mittauksesta ei ollut yhtä suurta hyötyä tasapainottumisen seurannassa. Ulospurkautuvan veden määrä on niillä suuri ja helpommin mitattavissa. Betoneilla painelevykokeen sopiva kesto on arviolta n. 1-2 kk. 0,5 0,4 0,3 0,2 0,1 0,0 0 1 2 3 4 Kokeen aloituksesta kulunut aika [vko] Kapasitanssien kehittyminen betonien 10 baarin painelevykokeen aikana. 0,5 0,4 0,3 0,2 0,1 0 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 Kokeen aloituksesta kulunut aika [vko] Kapasitanssien kehittyminen betonien Parman sisäkuoribetonin 100 baarin painelevykokeen aikana. Lo1.1 (1) Lo1.2 (2) Po1.10 (3) Po1.4 (4) P3.9 (5) P3.2 (1) P3.9 (2) 24.1.2019 10

Kosteuspitoiuus u [kg/kg] Vakuumikyllästysmenetelmien testaus Kyllästysmenetelmiä testattiin toisessa ja kolmannessa tutkimusosiossa. Tavoitteena oli saada koekappaleet kyllästettyä maksimikosteuspitoisuuteen ilman pitkää vesiupotusta. 105 C tuotti korkeammat kosteuspitoisuudet kuin 60 C ja tyhjiöimällä kuivaaminen korkeimman tuloksen. Lyhyt vesiupotusaika tuotti alhaisimman kosteuspitoisuuden. Vakuumikyllästämisellä ei millään menetelmällä saavutettu betoneilla maksimikosteuspitoisuutta, vaan lopullinen painonnousu tapahtui vesiupotuksessa. Syynä on todennäköisesti huokosveden ionit, joiden on poistuttava ennen kuin huokonen voi täyttyä kokonaan vedellä. Kalsiumsilikaateilla kosteuspitoisuus oli lähes sama menetelmästä riippumatta. Painonnousua vesiupotuksessa ei havaittu. Sisäkuoribetonien kosteuspitoisuuksien kehittyminen vakuumikyllästämisen jälkeen vesiupotuksessa 2. tutkimusosion testauksissa. 80 75 70 65 60 55 50 45 40 1 2 3 4 5 6 7 Kyllästysmenetelmä Kyllästysmenetelmä Uunikuivaus Vakumointi aika 3. tutkimusosion vakuumikyllästysmenetelmien testaukset. Parman sisäkuoribetonin keskimääräiset vakuumikyllästämisellä saavutetut kosteuspitoisuudet ja testatut menetelmät. Vesiupotus 1 - / 7 vko 3 h 3 d 2 7 d 3 h 1 h 3 6 d 1 d 3 d 4 6 d 1 vko 3 d 5 7 d 1 d 1 vko 6 6 d 1 d 1 h + 1 vko 7 3 h + 10 vrk 50 %RH 5 d 3 d 24.1.2019 11

Yhteenveto Betonien tasapainokosteuskokeen nopeuttaminen onnistui parhaiten tekemällä erilliset koesarjat jokaiseen kosteustasoon. Koeajat ovat silti pitkiä ja etenkin adsorptiossa tasapainottuminen vie paljon aikaa. Betonin rakennetta muuttavan kuivaustavan käyttö aiheuttaa virhettä tuloksiin. Painelevykokeessa kannattaa käyttää betoneilla jokaisessa kosteustasossa vakuumikyllästettyjä koekappaleita. Kaoliinisavi ei ole kapillaarisen yhteyden kannalta välttämätön, kun käytetään sileitä koekappaleita. Kapasitanssimittauksilla on mahdollista saada tietoa kosteuspitoisuuden muutoksesta. Parhaiten mittaus toimii kammiossa, jossa ei käytetä keraamisia painelevyjä. Vakuumikyllästämisellä ei todennäköisesti ole mahdollista saavuttaa betoneilla korkeinta mahdollista kosteuspitoisuutta, vaan siihen vaaditaan aina pitkä aika vesiupotuksessa. Kyllästämistapa on syytä valita siten, että betonin rakenne muuttuisi mahdollisimman vähän. 24.1.2019 12

Kiitos! Lisätietoja esityksen sisällöstä Olli Tuominen Tampereen yliopisto olli.tuominen@tuni.fi COMBI-tuloskortti: Rakennusfysikaalisten kosteusominaisuuksien laboratoriomittausten kehittäminen Kalsiumsilikaattilevyjen ja ontelolaattojen rakennusfysikaaliset kosteusominaisuudet, Maarit Vainio 2016 Sisäkuoribetonin rakennusfysikaaliset kosteusominaisuudet, Kari Vänttinen 2017 Sisäkuori- ja ontelolaattabetonien rakennusfysikaaliset kosteusominaisuudet ja mittausmenetelmien kehitys, Olli Tuominen (tulossa 2019) Lisätietoja COMBI-hankkeesta Juha Vinha Tampereen yliopisto juha.vinha@tuni.fi 040 849 0296 https://research.tuni.fi/rakennusfysiikka/tutkimusprojektit/combi Tämän teoksen suhteen noudatetaan lisenssiä Creative Commons Nimeä-JaaSamoin 4.0 Kansainvälinen. Lisenssiin voit tutustua osoitteessa https://creativecommons.org/licenses/by-sa/4.0/deed.fi 24.1.2019 13