Hydrataatiotuotteiden tilavuusjakauma ja sementtikiven koostumus. Betonin lisäaineet ja notkistetun betonin suhteitus



Samankaltaiset tiedostot
Hydrataatiotuotteiden tilavuusjakauma ja sementtikiven koostumus. Betonin lisäaineet ja notkistetun betonin suhteitus

BETONIN SUHTEITUS : Esimerkki

Korkealujuusbetonin suhteitus, suhteituksen erikoistapauksia. Harjoitus 6

BETONIN SUHTEITUS eli Betonin koostumuksen määrittely

Syyt lisäaineiden käyttöön voivat olla

Johanna Tikkanen, TkT

Ilmavaivaista betonia?

Harjoitus 5. Mineraaliset seosaineet, Käyttö ja huomioonottaminen suhteituksessa

Robust Air tutkimuksen tuloksia Betonitutkimusseminaari

2. Betoni, rakenne ja ominaisuudet.

Betonirakenteiden suunnittelussa käytettävää betonin lujuutta kutsutaan suunnittelu- eli nimellislujuudeksi f ck (aiemmin ns. K-lujuus).

Betonimatematiikkaa

Seosaineet Lisäaineet Vesi Muut aineet

Betonimatematiikkaa

Betonin pakkasenkestävyyden osoittaminen pätevöitymiskurssi Helsinki Kim Johansson

Betonirakenteiden suunnittelussa käytettävää betonin lujuutta kutsutaan suunnittelu- eli nimellislujuudeksi f ck (aiemmin K-lujuus).

Betonilaborantti- ja myllärikurssi, Helsinki Risto Mannonen/Kim Johansson

Betonin ilmapitoisuuden hallinta Betonin Kesäseminaari, Aulanko,

RUISKUBETONOINTIOHJEET TECHNOPOLIS DI Seppo Petrow

Rakennusaineena käytettävä, betonimassasta kovettumalla syntyvä tekokivi. Ihmisen maailmassa eniten valmistama materiaali.

Harjoitus 7. Kovettuvan betonin lämmönkehityksen arvioiminen, kuumabetonin suhteitus, betonirakenteen kuivuminen ja päällystettävyys

Lattiabetonin valinta eri käyttökohteisiin. Vesa Anttila

Betonin osa aineet Seosaineet ja lisäaineet. Sirpa Laakso 1. Seosaineet. Mineraalisia seosaineita. Seosaineet Lisäaineet Vesi Muut aineet

Betoni materiaalina. Rudus Betoniakatemia. Hannu Timonen-Nissi

Selvitys P-lukubetonien korkeista ilmamääristä silloissa Siltatekniikan päivät

Betoninormit BY65: Vaatimukset ja vaatimuksenmukaisuuden osoittaminen muun kuin lujuuden suhteen. Johanna Tikkanen, Suomen Betoniyhdistys

Johanna Tikkanen, TkT

Betonin ominaisuudet talvella. Pentti Lumme

Nopeasti lujittuva betonimassa isoihin korjausvaluihin

RATA Betonisiltojen lujuusongelmat. Jani Meriläinen

Lattiabetonien notkeus ja lisäaineet

VALMISBETONITEHTAAN BETONITYÖNJOHTAJA Valmisbetonityönjohtajan pätevyyteen valmentava kurssi: Betonitekniikkaa 5 op

Sideaineet eri käyttökohteisiin

Betonin ominaisuudet talvella

1. Betonin rakenne ja ominaisuudet.

Betonin valinta. Rudus Betoniakatemia. Hannu Timonen-Nissi

Mitä betoni on? Perustietoa betonista Risto Mannonen. Suomen Betoniyhdistys ry. Suomen Betoniyhdistys r.y. 1 (95) Risto Mannonen

NOTKISTAVIEN LISÄAINEIDEN KÄYTTÖ BETONISSA

ELEMENTTITEHTAAN BETONITYÖNJOHTAJA Elementtitehtaan betonityönjohtajan pätevyyteen valmentava kurssi: Betonitekniikkaa 4 op Tuotantotekniikkaa 2 op

Muut sideaineet Betonin valmistuksessa voidaan käyttää täydentävinä

1. ALOITUSPALAVERI 3. BETONOINTI 4. JÄLKIHOITO

ELEMENTTITEHTAAN BETONITYÖNJOHTAJA Elementtitehtaan betonityönjohtajan pätevyyteen valmentava kurssi: Betonitekniikkaa 4 op Tuotantotekniikkaa 2 op

Good Vibrations. Betonin koostumuksen vaikutus tiivistettävyyteen. Tilaustutkimus Aalto-yliopistossa. Jouni Punkki

Varmennustodistuksen arviointiperusteet. Valmisbetoni

BETONIMASSOJEN SUUNNITTELU, TESTAAMINEN JA RAKENTAMISAJAN HAASTEISIIN VARAUTUMINEN YDINLAITOSHANKKEISSA

kuva: Rakennusteollisuus RT MODUULI 1 1. JAKSO (2 pv) 2. JAKSO (2 pv)

Betonilaboratorio, käyttämätön voimavara?

Kalkkikivestä sementiksi

Ruiskubetonin määrittely. Lauri Uotinen

Määritelmä. Betonin osa aineet Sementti Rakennustekniikka Sirpa Laakso 1

Lattiabetonit Betonin valintakriteerit, pinnoitettavat lattiat

1. JAKSO Helsinki BETONIN OSA-AINEET, SUHTEITUS JA OMINAISUUDET

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

Betonisten päällystekivien valmistuksessa käytettävän lisäaineen vaikutus kivien laatuun ja kustannuksiin


Ruiskubetonin vaatimuksenmukaisuus. Lauri Uotinen

Betonin huokostus. Pirjo Tepponen, Semtu Oy

Betonituotteiden massan valmistus. Mika Tulimaa TkL Laatu- ja kehitysjohtaja Rudus Oy

nopeampi helpompi ainutlaatuinen

Liike ja voima. Kappaleiden välisiä vuorovaikutuksia ja niistä aiheutuvia liikeilmiöitä

Kim Johansson Erityisasiantuntija, DI. Suomen Betoniyhdistys ry

Sädehoidon suojauslaskelmat - laskuesimerkkejä

Kim Johansson Erityisasiantuntija, DI. Suomen Betoniyhdistys ry

kuva: Rakennusteollisuus RT MODUULI 1 1. JAKSO (2 pv) 2. JAKSO (2 pv)

Vuoriteknikkopäivät 2016 RUISKUBETONOINNIN LAATU Vice President EMEA, Normet Oy President, EFNARC

1. JAKSO (2 pv) 2. JAKSO ja (3 pv) 3. JAKSO (3 pv) 4. JAKSO

Sorptiorottorin ja ei-kosteutta siirtävän kondensoivan roottorin vertailu ilmanvaihdon jäähdytyksessä

Betonin ominaisuudet Kaakkois-Suomen ammattikorkeakoulu Oy /

Good Vibrations-projekti

Betonin valmistus SFS-EN 206-1, kansallinen liite ja SFS 7022

RTA-, RWTL- ja RWTS-nostoAnkkurit

Kutistumaa vähentävät lisäaineet Betonin tutkimusseminaari Tapio Vehmas

kuva Vladimir Pohtokari 1. JAKSO (2 pv) 2. JAKSO (3 pv)

BETONIJULKISIVU- TYÖNJOHTAJA Betonijulkisivutyönjohtajan pätevyyteen valmentava kurssi: Betonitekniikkaa 3 op Tuotantotekniikkaa 2 op

Rakentamismääräyskokoelman B-sarja sisältö. Materiaalikohtaiset ohjeet B2 Betonirakenteet erityisasiantuntija Tauno Hietanen Rakennusteollisuus RT

Petri Isohätälä LENTOTUKAN STABILOINTI BETONIIN

Rakennussementit. Betonilaborantti ja -myllärikurssi Otaniemi, Espoo. Sini Ruokonen. Finnsementti OY

Betonin korjausaineiden SILKOkokeet

Betonin ominaisuudet. Lähdeaineistoa: By201 Betonitekniikka Rudus Info 1/2010 Betonin kutistuma ja sen huomioiminen

1 JOHDATUS BETONIIN JA BETONIRAKENTAMISEEN

SFS 7022 muutokset Betoni. Standardin SFS-EN 206 käyttö Suomessa

BETONIJULKISIVU- TYÖNJOHTAJA Betonijulkisivutyönjohtajan pätevyyteen valmentava kurssi: Betonitekniikkaa 3 op Tuotantotekniikkaa 2 op

Ilma betonissa Betonitutkimusseminaari 2017 TkT Anna Kronlöf, FM Jarkko Klami VTT Expert Services Oy

Mistä on pienet kuplat tehty? TkT Anna Kronlöf VTT Rakennus- ja yhdyskuntatekniikka

Betonirakenteen vedeneristäminen. Xypex käyttökohteita

Kutistumaa vähentävät lisäaineet

PRELIMINÄÄRIKOE. Lyhyt Matematiikka

Itsetiivistyvä betoni, ITB

Infrabetonien valmistusohje Kommentoiniversio Jouni Punkki, Aalto-yliopisto

Betoni ja rakentaminen yleiskatsaus Betoniseminaari, Oulu

Paikallavalurakentamisen laatukiertue 2018 Betonin lujuudenkehitys ja jälkihoito Jyväskylä Jere Toivonen

Betonituotteiden massan valmistus. Mika Tulimaa TkL Tuoteryhmäjohtaja Rudus Oy

BETONIN OPTISET TUTKIMUSMENETELMÄT

Harjoitus 11. Betonin lujuudenkehityksen arviointi

Rakennustekniikan koulutusohjelma / Korjausrakentaminen ja rakennusrestaurointi

MITÄ BETONILLE TAPAHTUU, KUN SE LÄHTEE

PiiMat Oy FLEXCRETE Sivu 1 BETONIRAKENTEIDEN KORJAAMINEN ESITYÖT. 1.1 Pintarakenteet

HUOKOSTETUN BETONIN VALMISTUS

Betonin kuivuminen. Rudus Betoniakatemia. Hannu Timonen-Nissi

Dislokaatiot - pikauusinta

Transkriptio:

Hydrataatiotuotteiden tilavuusjakauma ja sementtikiven koostumus Betonin lisäaineet ja notkistetun betonin suhteitus

Tehtävä 1 Betonirakenteesta irrotettiin näyte, joka kuivattiin 105 C lämpötilassa. Sementin hydrataatioasteeksi määritettiin 0,5. Kuivatuksessa vettä poistui 80 kg/m 3. Betonin suhteitettu koostumus oli 1 : 6,0 : 0,6 ja ilmapitoisuus 3 %. Mikä oli betonista ennen kuivausta haihtuneen veden määrä? Mitkä ovat hydratoitumattoman sementin, sementtigeelin kiintoaineksen, geeliveden, kapillaariveden ja supistumishuokosten tilavuus näytteenottohetkellä? Entä kapillaarihuokostilavuus?

Ratkaisu Suhteitettu koostumus 1 : 6,0 : 0,6 3 % ilmaa Betonin perusyhtälö: + 0,6C + 30 = 1000 ( ) = 970 C = 306 kg/m 3 Betonin tiheys = 7,6*C = 2326 kg/m 3 Wo = 0,6 * 306 kg/m 3 = 184 kg/m 3

a) Kuivattaessa haihtui 80 kg/m 3 Haihtumiskykyistä vettä olisi pitänyt olla Wo WN = 184 0,25*0,5*306 = 184 38 = 146 kg/m 3 W N = 0,25* * C Ennen kuivausta oli haihtunut 146 80 = 66 kg/m 3

b) TILAVUUSOSUUDET - Hydratoitumaton sementti VCHTON WCHTON = 306 0,5*306 = 153 kg/m 3 VCHTON = 153/3,1 = 49,4 l/m 3 - Geelin kiintoaines Vg.s = hydratoitunut sementti Vch + kemiallisesti sitoutunut vesi VN -supistumishuokoset Vsup Vg.s = Vch + VN Vsup = Vch + VN 0,25VN = = + = 78,0 l/m 3 + 0,25 0,25

Geelivesi Vgh = 28 % geelin kokonaistilavuudesta Vgh/ (Vgh + Vgs) = 0,28 (Vgs on sem.geelin kiintoaines) Vgh = 0,28/0,72 * Vgs = 0,28/0,72 * 78,0 l/m 3 = 30,3 l/m 3 Supistumishuokoset Vsup = 0,25 * VN = 0,25*,25* *C = 9,6 l/m 3 Haihtumiskykyinen vesi eli haihtunut vesi 80 kg/m 3 on kapillaarivettä ja geelivettä. Wkap + Wgh = 80 kg/m 3 Wkap = 80 kg/m 3 30 kg/m 3 = 50 kg/m 3 Vkap = Wkap V = 50 l/m 3 Kapillaarihuokostilavuus = Vo VN Vgh = 184 38 30 = 116 l/m 3

Tehtävä 2 Erään betonin sementtimäärä on 350 kg/m 3 ja vesimäärä 135 kg/m 3. Laske betonin hydrataatioaste a) ilman ulkopuolista vettä ja b) kun jälkihoitona on kostea jälkihoito. Laske myös sementtigeelin huokostilavuus (litroina) käyttäen laskemaasi hydrataatioastetta.

Tehtävä 2, ratkaisu Suurin hydrataatioaste v kw =0 1.Ei ulkopuolista vettä α max 2. Kostea jälkihoito v kw +v p =0 α max θ = 1,4 (1 θ ) = θ 1,2 (1 θ ) 1 1 θ = w c w c + ρ ρ w c

v/s = 135/350 = 0,386 v c = 1/3.1 = 0,323 (maks) = ((v/s)/((v/s)+ ( v c)))/ (1,4 x (1- (v/s)/((v/s)+ ( v c)) ei ulkopuolista vettä tai (maks) = ((v/s)/((v/s)+ ( v c)))/ (1,2 x (1- (v/s)/((v/s)+ ( v c)) )) kostea jälkihoito huokoisuus on siis = 0,544 ja hydrataatioaste (maks) = 0,852 (ei jälkihoitoa) tai 0,994 (kostea jälkihoito).

Sementtigeelin huokostilavuus? 2 kaavaa: 1) Vg.h = 0,2 * * C (katso LH3, kaavan johtamiseksi) tai 2) Geeliveden tilavuusosuus v gw = 0,6 (1 θ ) α (opetusmonisteesta)

Kaava1: Vgh = 0,2 * 0,994 * 350 = 69,6 dm 3 tai Kaava2: vgh = 0,6 x (1-0,544) x 0,994 = 0,272 HOX! Tämä on vasta suhteellinen osuus koko tilavuudesta!!! Siis 0,272 x (350/3,1 + 135/1) = 67,4 dm 3 Mistä kaavoilla 1 ja 2 laskettujen tulosten ero voisi johtua?

Tehtävä 3 Miten tehtävän 2 hydrataatioaste muuttuu, jos suhteituksessa korvataan 7 % sementistä (painosta) silikajauheella? Entä miten muuttuu hydratoitumattoman sementin tilavuus?

Ratkaisu, tehtävä 3 s = 2200 kg/m 3

s = 350*0,07 =24,5 kg/m 3 c = 350 24,5 = 325,5 kg/m 3 v/c = 135 / 325,5 = 0,4147 kg/m 3 v c = 1000 / 3100 = 0,323 v s = 1000/ 2200 = 0,455 s/c = 24,5 / 325,5 = 0,07527 ksil = 1/(1+1,4*0,07527) = 0,9047 = 0,4147 / (0,4147+0,323+0,455*0,07527) = 0,537

Nyt (maks) voidaan laskea kaavojen (maks) = / (ksil*(1,4+1,6*s/c)*(1- ) ) tai = / (ksil*(1,2+0,9*s/c)*(1- ) ) mukaan jolloin saadaan (maks) = 0,537 /(0,9047*(1,4+1,6*0,07527)*(1-0,537)) = 0,844 (ei jälkihoitoa) tai (maks) = 0,537 /(0,9047*(1,2+0,9*0,07527)*(1-0,537)) = 1,012 = 1 koska (maks) 1

Tehtävän 2 hydratoitumattoman sementin tilavuusosuus on siis vc = (1-0,544)*(1-0,852) tai vc = (1-0,544)*(1-0,994) vc = 0,067 tai 0,003 Eli tilavuus on siis 0,067 * (350/3,1 + 135/1) = 16,6 dm 3 tai 0,003 x (350/3,1 + 135/1) = 0,7 dm 3 Silikan kanssa hydratoitumattoman sementin tilavuusosuus on vc = 0,9047* (1-0,537)*(1-0,844) = 0,065 Eli tilavuus on siis 0,065 * (325,5/3,1 + 24,5/2,2+ 135/1) = 16,3 dm 3

BETONIN LISÄAINEET Notkistavat lisäaineet Notkistin N Tehonotkistin N t Nesteytin N n Huokostimet Muut pakkasenkestävyyttä parantavat aineet Kiihdyttimet Hidastimet Tiivistysaineet Injektointiaineet Muut lisäaineet L h L m K H T I M

CE- merkki, käyttöseloste ja työturvallisuus Lisäaineiden tulee olla CE-merkittyjä tai niillä on ennen käyttöönottoa oltava hyväksytyssä koestuslaitoksessa tehtyihin kokeisiin perustuva selvitys lisäaineen yleisistä ominaisuuksista, vaikutuksista sekä käyttökelpoisuudesta betonissa Varmennettu käyttöseloste on tuoteohje, joka laaditaan rakennusaineille ja -tarvikkeille sekä kantavien rakenteiden valmistuksessa käytettäville menetelmille. Käyttöseloste sisältää tarpeelliset tiedot tuotteen ominaisuuksista, käyttötavoista ja sopivuudesta eri käyttötilanteisiin.

Käyttöselostetta käytetään hyväksi rakennuksen suunnittelussa ja rakennushankkeen toteuttamisessa. Sillä voidaan myös osoittaa rakennuslupamenettelyssä ja rakennusvalvonnassa, että tuote kelpaa rakentamiseen. Käyttöselostetta on säilytettävä tuotteen käyttöpaikalla muun muassa mahdollista tarkastusta varten. Tuotteen valmistaja voi hakea käyttöselosteen varmentamista ympäristöministeriön hyväksymältä toimielimeltä. Betonirakenteissa käytettäville tuotteille käyttöselosteita varmentaa Suomen Betoniyhdistys ry

Betonin lisäaineet saattavat aiheuttaa ihoärsytyksiä tai niiden säilyttämiseen tai hävittämiseen voi liittyä erikoisvaatimuksia. Käyttöselosteessakin annetaan ohjeita aineiden käsittelystä ja varastoinnista, mutta lisäksi terveydelle vaarallisille aineille myyjän on laadittava käyttöturvallisuustiedote.

Kiihdyttimet hidastimet Oikea annostus arvioidaan kokemusperäisesti ja ennakkokokein Kiihdyttimiä käytetään nopeuttamaan betonin sitoutumista tai kovettumista muottien purkamisen tai jäätymislujuuden saavuttamisen nopeuttamiseksi. Hidastimella siirretään sitoutumista myöhemmäksi, esim. pitkien kuljetusmatkojen vuoksi sekä kohteissa, joissa halutaan välttää työsaumoja. Erityisesti lämpimällä säällä hyödyllinen. Hidastimilla ei voi estää betonimassan notkeuden menetystä, eikä se pienennä rakenteen maksimihydrataatiolämpötilaa, ainoastaan siirtää sitä!

Huokostimet Huokostimet muodostavat pieniä ilmakuplia, jotka leviävät tasaisesti betoniin.

Notkistimet, nesteyttimet ja tehonotkistimet Notkistavat lisäaineet ovat pinta-aktiivisia aineita, jotka toimivat sementin ja veden välillä ja esim. parantavat betonin työstettävyyttä, pumpattavuutta ja koossapysyvyyttä. Notkistavat lisäaineet jaetaan ryhmiin niiden tehokkuuden perusteella. Toiminta riippuu notkistinlaadun ja määrän lisäksi mm. sementistä ja sen määrästä, seosaineista, hienoainesmäärästä, lämpötilasta, sekoitustehosta ja sekoitusajankohdasta. Saattavat vaikuttaa betonin muihin ominaisuuksiin kuten esim. ilmamäärä ja sitoutuminen.

1. harjoituksessa suhteitettiin betoni - tavoitepainuma, eli notkeus 90 mm - suunnittelulujuus 35 MPa - sementin koestuslujuus 49,5 MPa Suhteitetaan sama betoni käyttäen notkistinta, jolloin betonimassan vettä voidaan vähentää 10 % notkeuden pysyessä samana. a) Paljonko betonin lujuus kasvoi, jos sementtimäärää ei vähennetä? b) Paljonko sementtimäärään voitaisiin vähentää, jos lujuus pidetään ennallaan?

Ratkaisu - tavoitepainuma, eli notkeus 90 mm - suunnittelulujuus 35 MPa - sementin koestuslujuus 49,5 MPa Suhteitusseokseksi saatiin: - Sementti 280 kg/m 3 - RA 1940 kg/m 3 - Vesi 168 kg/m 3 - Ilma 20 l/m 3

a) sementtimäärä ennallaan, vesimäärä 10 % pienemi (notkistin lasketaan osaksi vettä) SEOS: sementti 280 kg/m 3 vesi 168-0,1*168 151,2 kg/m 3 ilma 20 l/m 3 Betonin suhteitus lomakkeelta vesi-ilmasementtisuhde = 0,611

K s = 38,5 MPa Alkuperäinen suhteituslujuus oli 36 MPa, joten LUJUUS NOUSISI 2,5 MPa Runkoaineen määrä saadaan korjattua betonin perusyhtälöllä 1000 280/3,1 151,2/1,0 20 = 738,5 dm 3 738,5 *2,68 kg/m 3 = 1979,1 kg/m 3

b) vähennetään sementtimäärää SEOS sementti?? kg/m 3 vesi 151,2 kg/m 3 ilma 20 l/m 3 Halutaan alkuperäinen lujuus, joten vesi-ilmasementtisuhde pysyy samana. Alkuperäinen Uusi sementti = 255,1 kg/m 3

sementtiä säästyy 280 255,1 = 24,9 kg/m 3 Uusi runkoaineen määrä saadaan laskettua tehtävän a) tavoin betonin perusyhtälöllä 1000 255,1/3,1 151,2/1,0 20 = 746,5 dm 3 746,5 dm 3 * 2,68 = 2000,6 kg/m 3