Infrabetonien valmistusohje Kommentoiniversio 20.9.2019 Jouni Punkki, Aalto-yliopisto 27.9.2019
Sisältö Lähtökohtia ja historiaa Infrabetoniohjeiden tärkeimmät muutokset P-lukubetonilaadut Sallitut vesimäärät Tavoiteilmamäärä 8 mm kiviaines 2-vaiheiset ennakkokokeet Lujuusvaatimuksista Lyhyesti betonin valmistajan kannalta 2
Nykyiset määräykset InfraRYL 42020 Siltabetonien P-lukumenettely, 22/2016 Taitorakenteiden tehostetut betonin laadunvarmistustoimenpiteet, 18.11.2016 Ennakkokokeista: 3
Lähtökohtia 1 Miksi muutoksia on tarvittu Ongelmat infrabetonien lujuuksissa Lujuusalitukset: 2016-2018 94 sillan tutkimukset Betonin puristuslujuus rakenteessa on jäänyt liian alhaiseksi Riskitaso alituksien osalta on liian suuri Useampia syitä riittämättömään lujuustasoon: Kohonneet ilmamäärät Normien sallimat käytännöt, esim. lujuuksien muunnokset, tunnistetestaus Liian pienet lujuusmarginaalit Valvonnan puute (koko ketjun osalta) 4
Lähtökohtia 2 Miksi uudistus tarvitaan Ennakkokokeiden tekeminen ja valvonta on ollut puutteellista Ennakkokokeet ovat tärkeässä roolissa Ainoat testit betonin säilyvyyden osalta Betonin tiivistymisen kanssa on ollut ongelmia Onko ongelmana betoni vai tiivistäminen? Testien ohjeistus on ollut puutteellista Siten myös valvonta on ollut vaikeaa / osin mahdotonta LISÄKSI Erilaisten P-lukubetonien lukumäärä on ollut liian suuri Ennakkokokeista ei ole välttämättä saatu haluttua informaatiota 5
Historiaa Edelleen voimassa Siltabetonien P-lukumenettely, 22/2016 Taitorakenteiden tehostetut betonin laadunvarmistustoimenpiteet, 18.11.2016 Myllykirje Infrabetonien valmistusohje päivitettiin maaliskuussa -19 Vedettiin viime metreillä takaisin Projekti Aalto-yliopistossa kesällä -19 Uusi kommentointiversio 20.9.2019 Kommentit lokakuun loppuun Uusittu Infrabetonien valmistusohje voimaan marras- joulukuussa -19 AALTO-YLIOPISTON PROJEKTI Rahoittajina: Väylävirasto Betoniteollisuus ry Tavoitteena löytää eri osapuolten tarpeet täyttävä ohjeistus Sisältöä: Osapuolten haastattelu ohjeisiin liittyvistä ongelmista ja tarpeista Ohjeistuksen tekeminen työpajoissa 6
Haastattelujen antia lyhyesti Tilannetta pidetään yleisesti kohtuullisen hyvänä Lujuusalituksia tulee edelleenkin, Väylän kannalta ei olla hyväksyttävällä tasolla Myllykirje aiheutti suuren muutoksen toimintatavoissa, herätti koko alan Vaihtelu suurta kaikkien toimijoiden sisällä Betonin valmistus, urakointi, valvonta Betonin kanssa edelleen jonkun verran haasteita Erityisesti notkeus ja ilmamäärät Iso osa valmistusprosessia (työmaatoiminnot) paikoin hyvinkin kevyesti valvottua Yhteistyö urakoitsijan ja betonivalmistajan välillä vaihtelee Parhaimmillaan erinomaista, mutta paikoin puuttuu kokonaan 7
Infrabetonin valmistusohje Tärkeimmät muutokset
P-lukubetonilaadut P-lukubetonien lukumäärä on ollut liian suuri Suunnittelijat lisänneet vielä omia yhdistelmiään Määrä karsittu kuuteen Joista 4 kpl varsinaisia P-lukubetoneita Mahdolliset välilaadut korvataan paremmalla laadulla Vastaavat muutokset myös rasitusluokkayhdistelmiin Tarvittaessa lisälaatuja, jos: P-luku > P50 Lujuusluokka > C45/55 Infrabetonilaatu Tehollisen sideaineen vähimmäismäärä Q sid [kg/m 3 ] Vesisideainesuhteen enimmäisarvo C30/37 P0 300 0,50 C30/37 P30 320 0,50 C35/45 P0 320 0,45 C35/45 P30 320 0,45 C35/45 P50 320 0,45 C45/55 P50 320 0,40 9
Sallitut vesimäärät Aikaisemmin kaksi vaihtoehtoista kriteeriä: a) Tehollisen vesimäärän enimmäisarvo b) Kokonaishienoainesmäärän enimmäisarvo Nyt vain tehollisen vesimäärän enimmäisarvo Arvoja hieman kasvatettu (0 5 dm 3 /m 3 ) IT-betonille sallitaan 5 dm 3 /m 3 suurempi vesimäärä 10
Pientä säätöä Tavoiteilmamäärä: Valmistaja määrittelee betonikohtaisesti tavoiteilmamäärän Minimimäärä riippuu P-luvusta ja v/s-suhteesta Maksimimäärä: 5,5% Ennakkokokeissa sallitaan: -1% +1% Tuotannossa (ja työmaalla): -1% +2,5% 8 mm kiviaines Riskialtteimmat betonit Sallitaan käyttö, mutta tehty vaativaksi (vaikeaksi) Vaaditaan: Omat ennakkokokeet Väylän hyväksyntä 11
Ennakkokokeet Tarkoituksena on varmistaa betonin valettavuus / tiivistettävyys, puristuslujuus sekä säilyvyys Säilyvyyttä ei muutoin varmisteta 2-vaiheiset ennakkokokeet Tehdaskohtaiset ennakkokokeet Normaalit ennakkokokeet Kiwan tarkastusten piirissä Kohdekohtaiset ennakkokokeet Vain vaativissa kohteissa. Väylä kontrolloi. Määrämuotoiset lomakkeet ennakkokokeille (tulossa) Ohjeistus kohdekohtaisista ennakkokokeista (tulossa) 12
Tehdaskohtaiset ennakkokokeet Tehdään sideainekohtaisesti (max) kuudelle betonille Notkein notkeusluokka (+ ITB), yksi kiviaineksen ylänimellisraja (+ < 12 mm) Pakkaskokeet tehdään kahdelle betonille Jos >P50 tai >C45/55, tarvitaan omat ennakkokokeet Toissijaiselle sideaineelle riittää kahdella betonilla Pakkaskoe C35/45 P50 Sideaineyhdistelmillä testataan ääriarvot, seosaineilla testataan maksimimäärät Muut lisäaineet tai kuidut eivät edellytä omia ennakkokokeita Infrabetonilaatu Tehollisen sideaineen vähimmäismäärä Q sid [kg/m 3 ] Vesisideainesuhteen enimmäisarvo C30/37 P0 300 0,50 C30/37 P30 320 0,50 C35/45 P0 320 0,45 C35/45 P30 320 0,45 C35/45 P50 320 0,45 C45/55 P50 320 0,40 13
Tehdaskohtaiset ennakkokokeet 1. Ilmamääräpotentiaali Ilmamäärä vähimmäissekoitusajan ja 6 min sekoituksen jälkeen 2. Notkeus ja betonin ilmamäärä Heti sekoituksen jälkeen, 60 min sekoituksen jälkeen 60 min jälkeen korjataan notkeutta ja mitataan ilmamäärä 3. Puristuslujuus 7 d, 28 d ja 91 d, á 3 kpl lieriöitä Testataan lieriöillä, arvioidaan lieriölujuuksia Yksittäiset tulokset: f ck Keskiarvo: f ck + 7 4. Pakkassuolakestävyys Laattakoe Infrabetonilaadut Sarake 1 Puristuslujuus valetuin koekappalein Tiheys Ilmamäärän muutos Notkeuden mittaus Ilmamääräpotentiaali Pakkassuolakestävyys CEN/TS 12390-9 C30/37 P30, C35/45 P30 C35/45 P50, C45/55 P50 9 kpl, jotka jakautuvat tasan (7, 28 ja 91 vrk.) Sarake 2 C25/30 P0, C35/45 P0 Tiheys määritetään tuoreesta massasta ja kaikista valetuista sekä poratuista koekappaleista. 3 ilmamäärämittausta. (eri ajanhetkinä) Ilmamäärämittaus vähimmäissekoitusajalla ja 6 min sekoitusajan jälkeen 3 kpl notkeuden mittauksia Ei tehdä. Ei tehdä. Välittömästi sekoittamisen jälkeen, 60 min sekoituksen alkamisen jälkeen sekä notkistinlisäyksen jälkeen. 4 kpl 150 mm kuutioita Tehdään vain betonilaaduilla C30/37 P30 ja C35/45 P50 Ei tehdä. 14
Kohdekohtaiset ennakkokokeet Vaativat rakenteet Vaikeasti valettavat rakenteet Erottumisherkät rakenteet Jos P 50 tai C45/455 Tehdään yhteistyössä betonin valmistajan ja urakoitsijan kanssa Erillinen ohje tulossa Väylä päättää kohdekohtaisista kokeista Valetaan koerakenne: Mahdollisimman samankaltainen tutkittavan rakenteen kanssa Rakenteessa käytettävä betoni Valutapa ja tiivistys kuten rakenteessa 15
Kohdekohtaiset ennakkokokeet Tuoreen betonin kokeet Notkeus painuma tai leviämäkokeella Ilmamäärä (-1%...+2,5%) Betonin tiheys Kokeet betoniasemalla Puristuslujuus: 3 lieriötä Tiheys Notkeus Valu ja tiivistys Tärysauva Tärytysaika (s/m 3 ) Kovettuneen betonin kokeet. 80 mm poralieriöt Puristuslujuus, muunnetaan lieriölujuuksiksi, vaatimus: 85% Porakappaleiden tiheys vs. lab.koekappaleiden tiheys (50 kg/m 3 ) Porakappaleiden tiheyden keskihajonta (50 kg/m 3 ) Lab.koekappaleiden puristuslujuus Testataan lieriöillä, arvioidaan lieriölujuuksia Yksittäiset tulokset: f ck Keskiarvo: f ck + 7 16
Lujuusvaatimukset Betonin lujuus kolmessa kohtaa valmistusprosessia Eroja aiheutuu Muutokset ilmamäärässä Koekappaleiden tiivistykset Lujuusmuunnokset Rakenteen valu, tiivistys ja jälkihoito Kovettumisen aikainen lämpötila Koekappaleiden poraus ja testaus Lujuusmuunnokset Betonin lujuus betoniasemalla Betonin lujuus työmaalla Betonin lujuus rakenteessa Luonnollinen ja helppo testauspiste Betonin maksimaalinen lujuus Optimaalinen tiivistys Vastuukysymysten kannalta oikea testauspiste: toimituspaikka Haasteena olosuhteet Ei ota huomioon rakenteen työnsuoritusta (valu, tiivistys, jälkihoito) Olennaisin testauspiste: rakenne Hankalaa, kallista Ongelmatapauksissa ei kerro mistä ongelmat johtuivat 17
Lujuusvaatimukset Perimmäinen ongelma Mikäli betonin valmistaja tekee betonia, joka juuri ja juuri täyttää EN206:n asettamat vaatimukset betonin lujuus rakenteessa (sillassa) ei ole suunnitteluolettamuksia mukainen (Eurokoodi) Näin erityisesti huokostetulla betonilla Vaaditaan 85%, mutta siihen ei keskimäärin päästä Lujuuksien muunnokset sekoittavat asiaa entisestään Väylän vaatimukset sekä betoniasemalla että työmaalla: Käytetään lieriölujuuksia (ja lieriöitä) Yksittäiset tulokset: f ck Keskiarvo: f ck + 7 Betoniasemalla tarkastellaan kolmen liukuvaa keskiarvoa 18
Lyhyesti betonin valmistajan kannalta Riittävä lujuusmarginaali Tarvitaan noin lujuusluokan suuruinen kohotus Riippuu kuitenkin v/s-suhteesta Maksimilämpötilojen kanssa oltava tarkkana Ilmamäärällä myös yläraja Tavoiteilmamäärä: max. 5,5% Mittaustulos: max. 8,0% Ennakkokokeiden tekeminen 2-vaiheiset ennakkokokeet Valvotaan aikaisempaa tarkemmin Yhteistyö urakoitsijan ja suunnittelijan kanssa Kohdekohtaiset ennakkokokeet tarvittaessa 19