Epoksitiivistyksen yhtenäisyyteen vaikuttavat tekijät 28.1.2015 Jarmo Julku
Diplomityön tutkimuksen sisältö Kirjallisuusselvitys epoksitiivistyksen käytöstä ja kuplimisen syistä Kenttätutkimukset viidessä uudissiltakohteessa Kolme 1 m 2 mittausaluetta per silta Laadunvarmistusmittauksiin perustuvat tutkimukset Ohjausryhmä Liikennevirasto Kattoliitto Betoniteollisuus Sto Finexter Alimex Saint-Gobain Weber KKN-Rakennus Icopal Vahanen 2
Siltakannen pintarakenteiden kupliminen Kosteus haihtuu epäjatkuvuuskohdista kermin alle ja nostaa pintarakenteet irti alustastaan Kuplien kohdalta asfaltti hajoaa ja vedeneristys vaurioituu Liikenneturvallisuusriski Tiesuolat pääsevät imeytymään betoniin 3
Siltamittaukset: 4
Siltojen betonipinnan makrokarheudet: PANK-5103 Makrokarheus [mm] 1,40 1,20 1,00 0,80 0,60 0,40 0,20 Silta 1 MA3 MP3 Silta 1 MA3 MP2 Silta 1 MA3 MP1 Silta 1 MA2 MP3 Silta 1 MA2 MP2 Silta 1 MA2 MP1 Silta 1 MA1 MP3 Silta 1 MA1 MP2 Silta 1 MA1 MP1 Siltojen makrokarheudet Silta 2 MA3 MP3 Silta 2 MA3 MP2 Silta 2 MA3 MP1 Silta 2 MA2 MP3 Silta 2 MA2 MP2 Silta 2 MA2 MP1 Silta 2 MA1 MP3 Silta 2 MA1 MP2 Silta 2 MA1 MP1 Silta 3 MA3 MP3 Silta 3 MA3 MP2 Silta 3 MA3 MP1 Silta 3 MA2 MP3 Silta 3 MA2 MP2 Silta 3 MA2 MP1 Silta 3 MA1 MP3 Silta 3 MA1 MP2 Silta 3 MA1 MP1 Silta 4 MA2 MP3 Silta 4 MA2 MP2 Silta 4 MA2 MP1 Silta 4 MA1 MP3 Silta 4 MA1 MP2 Silta 4 MA1 MP1 Silta 4 MA3 MP1 Silta 4 MA3 MP2 Silta 4 MA3 MP3 Silta 5 MA3 MP3 Silta 5 MA3 MP2 Silta 5 MA3 MP1 Silta 5 MA2 MP3 Silta 5 MA2 MP2 Silta 5 MA2 MP1 Silta 5 MA1 MP3 Silta 5 MA1 MP2 Silta 5 MA1 MP1 0,00 Mittapiste Silta 1 Silta 2 Silta 3 Silta 4 Silta 5 Suurin osa tuloksista lähempänä 0,3 mm raja-arvoa 5
Betonipinnan tartuntavetolujuudet: SFS 5446 3,00 Betonipinnan tartuntavetolujuudet Tartuntavetolujuus [N/mm²] 2,50 2,00 1,50 1,00 0,50 0,00 Silta 1 MA3 MP3 Silta 1 MA3 MP2 Silta 1 MA3 MP1 Silta 1 MA2 MP3 Silta 1 MA2 MP2 Silta 1 MA2 MP1 Silta 1 MA1 MP3 Silta 1 MA1 MP2 Silta 1 MA1 MP1 Silta 2 MA3 MP3 Silta 2 MA3 MP2 Silta 2 MA3 MP1 Silta 2 MA2 MP3 Silta 2 MA2 MP2 Silta 2 MA2 MP1 Silta 2 MA1 MP3 Silta 2 MA1 MP2 Silta 2 MA1 MP1 Silta 3 MA3 MP3 Silta 3 MA3 MP2 Silta 3 MA3 MP1 Silta 3 MA2 MP3 Silta 3 MA2 MP2 Silta 3 MA2 MP1 Silta 3 MA1 MP3 Silta 3 MA1 MP2 Silta 3 MA1 MP1 Mittapiste Silta 4 MA3 MP3 Silta 4 MA3 MP2 Silta 4 MA3 MP1 Silta 4 MA2 MP3 Silta 4 MA2 MP2 Silta 4 MA2 MP1 Silta 4 MA1 MP3 Silta 4 MA1 MP2 Silta 4 MA1 MP1 Silta 5 MA3 MP3 Silta 5 MA3 MP2 Silta 5 MA3 MP1 Silta 5 MA2 MP3 Silta 5 MA2 MP2 Silta 5 MA2 MP1 Silta 5 MA1 MP3 Silta 5 MA1 MP2 Silta 5 MA1 MP1 Silta 1 Silta 2 Silta 3 Silta 4 Silta 5 Suurin osa tuloksista ylittää 1,5 N/mm² 6
Epoksitiivistyksen tartuntavetolujuudet: SFS-EN 1542 Epoksin tartuntavetolujuudet 5,00 Tartuntavetolujuus [N/mm²] 4,00 3,00 2,00 1,00 0,00 Silta 1 MA3 MP3 Silta 1 MA3 MP2 Silta 1 MA3 MP1 Silta 1 MA2 MP3 Silta 1 MA2 MP2 Silta 1 MA2 MP1 Silta 1 MA1 MP3 Silta 1 MA1 MP2 Silta 1 MA1 MP1 Silta 2 MA3 MP3 Silta 2 MA3 MP2 Silta 2 MA3 MP1 Silta 2 MA2 MP3 Silta 2 MA2 MP2 Silta 2 MA2 MP1 Silta 2 MA1 MP3 Silta 2 MA1 MP2 Silta 2 MA1 MP1 Silta 3 MA3 MP3 Silta 3 MA3 MP2 Silta 3 MA3 MP1 Silta 2 MA2 MP3 Silta 3 MA2 MP2 Silta 3 MA2 MP1 Silta 3 MA1 MP3 Silta 3 MA1 MP2 Silta 3 MA1 MP1 Mittapiste Silta 4 MA3 MP3 Silta 4 MA3 MP2 Silta 4 MA3 MP1 Silta 4 MA2 MP3 Silta 4 MA2 MP2 Silta 4 MA2 MP1 Silta 4 MA1 MP3 Silta 4 MA1 MP2 Silta 4 MA1 MP1 Silta 5 MA3 MP3 Silta 5 MA3 MP2 Silta 5 MA3 MP1 Silta 5 MA2 MP3 Silta 5 MA2 MP2 Silta 5 MA2 MP1 Silta 5 MA1 MP3 Silta 5 MA1 MP2 Silta 5 MA1 MP1 Silta 1 Silta 2 Silta 3 Silta 4 Silta 5 Kaikkien mittausten keskiarvot ylittävät vaaditun 1,5 N/mm² 7
Tartuntavetolujuuksien vertailu: Tartuntavetolujuuskokeiden tulosten keskiarvot silloittain 4,50 4,00 Tartuntavetolujuus N/mm² 3,50 3,00 2,50 2,00 1,50 1,00 0,50 0,00 Silta 5 Epoksi Silta 5 Betoni Silta 4 Epoksi Silta 4 Betoni Silta 3 Epoksi Silta 3 Betoni Silta 2 Epoksi Silta 2 Betoni Silta 1 Epoksi Silta 1 Betoni Silta 1 Silta 2 Silta 3 Silta 4 Silta 5 Pinnan tartuntavetolujuus kasvanut 19 95 % 8
Absoluuttiset kosteudet: VTT 2650-2013 7,0 Silta 3 Absoluuttiset kosteudet 6,0 Absoluuttinen kosteus m-% 5,0 4,0 3,0 2,0 1,0 0,0 MA1 MP1 0-20 MA3 MP3 0-50 MA3 MP2 0-50 MA3 MP1 0-50 MA3 MP3 0-30 MA3 MP2 0-30 MA3 MP1 0-30 MA3 MP3 0-20 MA3 MP2 0-20 MA3 MP1 0-20 MA2 MP3 0-50 MA2 MP2 0-50 MA2 MP1 0-50 MA2 MP3 0-30 MA2 MP2 0-30 MA2 MP1 0-30 MA2 MP3 0-20 MA2 MP2 0-20 MA2 MP1 0-20 MA1 MP3 0-50 MA1 MP2 0-50 MA1 MP1 0-50 MA1 MP3 0-30 MA1 MP2 0-30 MA1 MP1 0-30 MA1 MP3 0-20 MA1 MP2 0-20 Mittausalue 1 Mittausalue 2 Mittausalue 3 Kaikki tulokset alle 5,0 m-% 9
Absoluuttiset kosteudet: VTT 2650-2013 7,0 Silta 5 Absoluuttiset kosteudet 6,0 Absoluuttinen kosteus m-% 5,0 4,0 3,0 2,0 1,0 0,0 MA1 MP1 0-20 MA1 MP2 0-20 MA1 MP3 0-20 MA1 MP1 0-30 MA1 MP2 0-30 MA1 MP3 0-30 MA1 MP1 0-50 MA1 MP2 0-50 MA1 MP3 0-50 MA2 MP1 0-20 MA2 MP2 0-20 MA2 MP3 0-20 MA2 MP1 0-30 MA2 MP2 0-30 MA2 MP3 0-30 MA2 MP1 0-50 MA2 MP2 0-50 MA2 MP3 0-50 MA3 MP1 0-20 MA3 MP2 0-20 MA3 MP3 0-20 MA3 MP1 0-30 MA3 MP2 0-30 MA3 MP3 0-30 MA3 MP1 0-50 MA3 MP2 0-50 MA3 MP3 0-50 Mittausalue 1 Mittausalue 2 Mittausalue 3 Lähes kaikki tulokset yli 5,0 m-% 10
Absoluuttiset kosteudet: VTT 2650-2013 7,0 Silta 4 Absoluuttiset kosteudet 6,0 Absoluuttinen kosteus m-% 5,0 4,0 3,0 2,0 1,0 0,0 MA1 MP1 0-20 MA1 MP2 0-20 MA1 MP3 0-20 MA1 MP1 0-30 MA1 MP2 0-30 MA1 MP3 0-30 MA1 MP1 0-50 MA1 MP2 0-50 MA1 MP3 0-50 MA2 MP1 0-20 MA2 MP2 0-20 MA2 MP3 0-20 MA2 MP1 0-30 Mittausalue 1 Mittausalue 2 Mittausalue 3 5,9 m-% Osa tuloksista ylittää raja-arvon MA2 MP2 0-30 MA2 MP3 0-30 MA2 MP1 0-50 MA2 MP2 0-50 MA2 MP3 0-50 MA3 MP1 0-20 MA3 MP2 0-20 MA3 MP3 0-20 4,2 m-% Samalla mittausalueella 1,4 m-% ero mittaustuloksissa MA3 MP1 0-30 MA3 MP2 0-30 MA3 MP3 0-30 MA3 MP1 0-50 MA3 MP2 0-50 MA3 MP3 0-50 5,6 m-% 11
Suhteelliset kosteudet: RT 14-10984 100 Siltojen suhteelliset kosteudet Suhteellinen kosteus [RH-%] 95 90 85 80 75 70 90 RH-% 93 RH-% Silta 1 MA1 Silta 1 MA2 Silta 1 MA3 Silta 2 MA1 Silta 2 MA2 Silta 2 MA3 Silta 3 MA1 Silta 3 MA2 Silta 3 MA3 Silta 4 MA1 Silta 4 MA2 Silta 4 MA3 65 Silta 5 MA1 Silta 5 MA2 60 0-5 5-10 15-20 25-30 45-50 Mittaussyvyys [mm] Silta 5 MA3 Vaihteluväli 61-85 75-90 76-86 79-94 86-97 Mahdolliset raja-arvot esim. 20 mm : 90 RH-% ja 50 mm : 93 RH-% 12
Ohuthienäytteet: 13
Ohuthienäytteet: Huokonen 14
Ohuthienäytteet: Runkoainepartikkeli Huokonen 15
Ohuthienäytteet: Sementtikiveä Runkoainepartikkeli Huokonen 16
Ohuthienäytteet: Sementtikiveä Epoksitiivistyksen 1.- levityskerros Runkoainepartikkeli Huokonen 17
Ohuthienäytteet: Kvartsihiekkaa Sementtikiveä Runkoainepartikkeli Epoksitiivistyksen 1.- levityskerros Huokonen 18
Ohuthienäytteet: Epoksitiivistyksen 2.-levityskerros Kvartsihiekkaa Sementtikiveä Epoksitiivistyksen 1.- levityskerros Runkoainepartikkeli Huokonen 19
Ohuthienäytteet: Epoksitiivistyksen 2.-levityskerros Kvartsihiekkaa Epoksitiivistyksen levityskerrosten rajapinta Sementtikiveä Epoksitiivistyksen 1.- levityskerros Runkoainepartikkeli Huokonen 20
Huokosanalyysi: VTT-TEST-R003-2010 11,00 Huokosanalyysin kokonaisilmamäärät 10,00 9,00 Kokonaisilmamäärä [%] 8,00 7,00 6,00 5,00 4,00 3,00 2,00 1,00 0,00 Silta 1 Silta 2 Silta 3 Silta 4 Silta 5 Siltabetonien p-lukumenettely ohjeessa P30 betonin vähimmäisilma kokonaisilmamäärä 5,0 % ja ohjeellinen enimmäisilmamäärä 7,0 % vesi-sementtisuhteen ollessa 0,6 21
Ohuthietutkimukset: 7,4% 9,1% 10,7% 22
Ohuthienäytteet: 10,5 mm Markokarheus 0,3mm 7 mm 23
Ohuthienäytteet: 10,5 mm Markokarheus 0,3mm 7 mm 24
Ohuthienäytteet: Imeytyminen 0,2-0,5 mm Makrokarheus 1,2mm 25
Johtopäätökset: Makrokarheudet pääasiassa sallituissa rajoissa Sileämpi pinta takaa yhtenäisemmän epoksitiivistyksen Makrokarheus 0,3 0,8 mm? Pinnan tartuntavetolujuustulokset kasvoivat epoksoinnin jälkeen Absoluuttisen kosteuden kuivatuspunnitusmenetelmä vaikuttaa epäluotettavalta Kiviaines vaikuttaa mittaustulokseen Mittaustavan tarkennus Tulosten tulkintaa tarkennettava Saatetaan kuivattaa turhaa Suhteellisen kosteuden mittaus näytepalamenetelmällä Betonin kuivumisen seuranta luotettavampaa Raja-arvot esim. 20 mm : 90 RH-% ja 50 mm : 93 RH-% Sertifiointi-kurssi ollut käytössä useita vuosia 26
Johtopäätökset Betonin huokoisuus Kokonaisilmamäärät ovat lähes kaksinkertaistuneet Vetokoetulokset kuitenkin hyviä Pitkäaikaiskestävyys Sääsuojat ja olosuhteet Yleensä pääasiassa vedenpitäviä Ei takaa hyviä eristysolosuhteita Vaatii tarkempaa ohjeistusta rakenteesta sekä olosuhteiden hallinnasta 27
Johtopäätökset Epoksitiivistyksen yhtenäisyyteen vaikuttavat Makrokarheus Kosteus Pinnan puhtaus Pinnan huokoisuus Tiivistysolosuhteet Tiivistyksen paksuus Tiivistyksen suojaus ja käsittely seuraavissa työvaiheissa Jatkotutkimusehdotuksia Ilmamäärän alkuperä ja vaikutus epoksitiivistykseen Kuplineiden siltojen ohuthienäytetutkimus 28