Harjoitus 10. Betonirakenteen säilyvyys ja käyttöikä. Betoninormit 2004 mukaan BY 50

Samankaltaiset tiedostot
RakMK B4 SFS-EN by50. Mitä uutta

Rasitusluokat - Suunnittelukäyttöikä

BETONIRAKENTEIDEN KÄYTTÖIKÄSUUNNITTELU

Ruiskubetonin määrittely. Lauri Uotinen

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

ALKULAUSE. SFS-EN 206-1:n pohjalta tehdyt muutokset olivat niin suuria, että normeille annettiin

Betonirakenteiden käyttöikäsuunnittelu

EVELIINA PAAVONEN PITKÄN KÄYTTÖIÄN VAIKUTUS TERÄSBETONIRAKENTEEN SUUNNITTELUUN

Betonin pakkasenkestävyyden osoittaminen pätevöitymiskurssi Helsinki Kim Johansson

Rasitusluokat. Rudus Betoniakatemia. Hannu Timonen-Nissi

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

Betoniperheitä ja arvostelueriä Betonien luokittelu perheisiin, arvostelueriin ja toimenputeet, kun vaatimukset eivät täyty

Betonilaboratorio, käyttämätön voimavara?

BETONIN OPTISET TUTKIMUSMENETELMÄT

Vakiopaaluperustusten laskenta. DI Antti Laitakari

BETONIN OPTISET TUTKIMUSMENETELMÄT

Johanna Tikkanen, TkT

Siltabetonien P-lukumenettely

Sideaineet eri käyttökohteisiin

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

BETONIJULKISIVUJEN TOIMINTA

EUROKOODISEMINAARI 2016 BETONI- JA BETONI-TERÄS-LIITTORAKENTEITA KOSKEVAT OHJEET

Harjoitus 5. Mineraaliset seosaineet, Käyttö ja huomioonottaminen suhteituksessa

BETONIN SUHTEITUS : Esimerkki

Korkealujuusbetonin suhteitus, suhteituksen erikoistapauksia. Harjoitus 6

Betonin valinta. Rudus Betoniakatemia. Hannu Timonen-Nissi

VALMISBETONIHINNASTO

KANSALLINEN LIITE (LVM) SFS-EN BETONIRAKENTEIDEN SUUNNITTELU Sillat LIIKENNE- JA VIESTINTÄMINISTERIÖ

Harjoitus 11. Betonin lujuudenkehityksen arviointi

VALMISBETONIHINNASTO 2017 Sitoumuksetta alkaen (Korvaa hinnaston )

Betonin lujuus ja rakenteiden kantavuus. Betoniteollisuuden kesäkokous Hämeenlinna prof. Anssi Laaksonen

Johanna Tikkanen, TkT

BETONIN SUHTEITUS eli Betonin koostumuksen määrittely

Betonilaborantti- ja myllärikurssi, Helsinki Kim Johansson

Paikallavalurakentamisen laatukiertue 2018 Betonin lujuudenkehitys ja jälkihoito Jyväskylä Jere Toivonen

Betonin valinta Vesa Anttila, diplomi-insinööri Valmisbetonin kehityspäällikkö, Rudus Oy

VESI-SEMENTTISUHDE, VAATIMUKSET JA MÄÄRITTÄMINEN

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

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

BETONITILAUKSET SUORAAN TILAUSKESKUKSESTA BETONIMASSA KULJETUKSET PUMPPAUS

Siltabetonien P-lukumenettely

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

Sulfaatinkestävän sementin valinta siltojen suunnittelussa ja rakentamisessa

HB VALMIS. HB-VALMISBETONI HINNASTO 2013 alkaen HB-Valmisbetonin tilaukset puh. (014) VALMISBETONI

VALMISBETONIHINNASTO 2017 Sitoumuksetta alkaen (Korvaa hinnaston )

Siltabetonien P-lukumenettely. Tiehallinnon selvityksiä 30/2005

Lattiabetonit Betonin valintakriteerit, pinnoitettavat lattiat

Varmennustodistuksen arviointiperusteet. Valmisbetoni

Hiilipihi valmistus- ja betoniteknologia

VALMISBETONIHINNASTO

Betonin valamisen vaikeudesta

Betonituotteiden massan valmistus. Mika Tulimaa TkL Tuoteryhmäjohtaja Rudus Oy

VALMISBETONIHINNASTO TILAUKSET P F

SILTATEKNIIKAN PÄIVÄT

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

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

Betonin ominaisuudet Kaakkois-Suomen ammattikorkeakoulu Oy /

VALMISBETONITEHTAAN BETONITYÖNJOHTAJA Valmisbetonityönjohtajan pätevyyteen valmentava kurssi: Betonitekniikkaa 5 op

Betoniperheet ja valvontakorttimenettely

Määritelmä. Betonin osa aineet Sementti Rakennustekniikka Sirpa Laakso 1

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

Betonilattiat 2014 by 45 / BLY 7

KiviFaktaa

Betoni ja rakentaminen yleiskatsaus Betoniseminaari, Oulu

Vaatimustenmukaisuuden osoittaminen lujuuden suhteen. Johanna Tikkanen, TkT, Suomen Betoniyhdistys ry

Kalkkikivestä sementiksi

HINNASTO HELSINKI / ESPOO Voimassa alkaen

Maanvaraisen kuitubetonilattian suunnittelu. Maanvaraisen kuitubetonilattian suunnittelu

Tukimuurielementit 2-80

Betonin lujuuden määrittäminen rakenteesta. Betonitutkimusseminaari Risto Mannonen

Betonirakenteiden kemialliset vauriot

Lohja Rudus Oy Ab valmistaa lukuisia erilaisia valmisbetonilaatuja,

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

VALMISBETONI- HINNASTO

HINNASTO LAHTI Voimassa alkaen

VALMISBETONI- HINNASTO

VALMISBETONI- HINNASTO

Ilmavaivaista betonia?

Betonirakenteiden korjaaminen Halkeamien korjaus

Suoritustasoilmoitus rakennustuotteelle StoCrete TF 204

Siltabetonin puristuslujuuden osoittamismenettelyt

Fiksumpi sementti, vähemmän päästöjä

HINNASTO JOENSUU Voimassa alkaen

HINNASTO TAMPERE Voimassa alkaen

BETONOINTITYÖN HAASTEET TYÖMAALLA JA VAIKUTUS LOPPUTUOTTEEN LAATUUN

Kutistumaa vähentävät lisäaineet Betonin tutkimusseminaari Tapio Vehmas

BETONIRAKENTEET BETONI SILLANKORJAUS- MATERIAALINA YLEISET LAATUVAATIMUKSET YLEISOHJEEN SISÄLTÖ

VALMISBETONI- HINNASTO

Eurokoodien mukainen suunnittelu

Infrabetonien valmistusohje Kommentoiniversio Jouni Punkki, Aalto-yliopisto

VALMISBETONI- HINNASTO

RKL-, R2KL- ja R3KLkiinnityslevyt

HINNASTO OULU/ HAUKIPUDAS Voimassa alkaen

Valmisbetonin, kuljetuksen ja siirtokaluston hinnasto Nro 1 Pääkaupunkiseutu. Korvaa aikaisemmat hinnastot

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

Valmisbetonin, kuljetuksen ja siirtokaluston hinnasto Nro 1 Pääkaupunkiseutu. Korvaa aikaisemmat hinnastot

Betonilattiapäivä Messukeskus

Kim Johansson Erityisasiantuntija, DI

TARKKAILUSILLAT KOKEMUKSIA 20 VUODEN SEURANNASTA

Betonirakenteiden korjaaminen 2019

Transkriptio:

Harjoitus 10 Betonirakenteen säilyvyys ja käyttöikä Betoninormit 2004 mukaan BY 50

Lujuusluokat Normit käsittävät lujuusluokat K15 - K100 (100mm 15,5) (C12/15 - C85/100) (100mm 103,0) 3 rakenneluokkaa, suunnittelijaluokkaa K40-2, K20-3

Notkeusluokat jäykk - notk S(lump) painuma S1 - S5 V(ebe) Vebe V0 - V4 C(ompaction) tiivistyvyys C0 - C3 F(low) leviämä F1 - F6

Betoniperhe vaatii samat ominaisuudet - sama sementti - sama kiviaines - sama seosaine - lisäaineet eivät merkittävästi vaikuta lujuuteen - K15 - K60 - arvosteluikä sama Betoniperhe valittava vertailubetoni - eniten käytetty/keskiverto - vastaavuus todettava esim. tavoitelujuudella, poikkeaman ero siirretään vertailubetoniin absoluuttinen ero suhteellinen ero

Kelpoisuus Puristuslujuus normikokein perheittäin/yksittäinen Vaatimuksenmukaisuus Rakennekoekappaleet, laskenta kuten edellä massan tarkastus Valmiin rakenteen puristuslujuus, kun laatua epäillään vertailulujuus rakennekoekappaleilla

Jälkihoito - X0 ja XC1 60 % nimellislujuudesta - muut 70 % lujuudesta paitsi XF2 ja XF4 80 % lujuudesta - Lujuuden laskenta esim. Sadgroven kypsyysikämenetelmällä

Sadgrove - lujuudenkehityksen seuranta - sementtityypin lujuudenkehityskäyrä - rakenteen lämpötila - mittaukset kylmimmästä kohtaa t 20 = ((T + 16 o C)/36 o C) * t

Rajatilamitoitus - murtorajatila - käyttörajatila käyttöikämitoitus, halkeilu HALKEILU käyttörajatila, suurimpien momenttien kohdalla Kolme halkeilurajatilaa -vetojännitysrajatila ei esiinny vetojännityksiä -halkeaman muodostumisrajatila, jossa halkeilukapasiteetti saavutetaan - halkeamaleveyden rajatila, jossa ominaisleveys ei saa ylittää rajaarvoa

Säilyvyys - mitä vastaan? - fysikaalinen kuluminen - karbonatisoituminen - kloridit - jäätymis-/sulamisrasitus - kemiallinen rasitus TIIVIYS SEMENTTI

Säilyvyys/ suunnittelukäyttöikä - log-normaali - keskiarvo 145 vuotta, kun käyttöikä 50 vuotta - epäsuora menetelmä

Karbonatisoituminen Ca(OH) 2 + CO 2 CaCO 3 betonin ph 12,5-14,0 karbonatisoituminen, ph < 9,0 - ei ole vaarallista helpoissa olosuhteissa - raudoituksen passiivinen suoja (oksidikerros) katoaa - rauta + vesi + happi ruoste Osareaktiot - A: Fe Fe 2+ + 2e - - K: 4e - + 2H 2 O + O 2 4OH -

Karbonatisoituminen 2 Fe 2+ + 4 (OH) - 2 Fe(OH) 2 3 Fe(OH) 2 Fe 3 O 4 + 2 H 2 O + H 2 ruoste vaatii enemmän tilaa kuin lähtötuotteet betoni rikkoutuu

Kloridit - eivät ole vaarallisia betonille - vaarallisia ainoastaan raudoitukselle - suuri määrä voi rikkoa raudoituksen passiivisen suojan (pistekorroosio)

Teräs Betonipeitteen paksuus - koskee nyt kaikkea raudoitusta - korroosioherkkä raudoitus* aiheuttaa 10 mm lisävaatimuksen * Raudoitteen paksuus 4 mm tai pienempi * Pitkäaikainen jännitystila (käyttötilassa) yli 400 MN/m 2 (kylmämuokattujen)

Jäätymis-/sulamisrasitus Rasitukseen vaikuttavat: jäätymis- ja sulamisnopeus lämpötila vedelläkyllästymisaste toistojen määrä kloridit Osataan ottaa huomioon tärkein tekijä on betonin ilmamäärä 2 % 6 % (8 %) pelkkä ilmamäärä ei riitä vaan ilmakuplien on oltava oikean kokoisia ja niiden etäisyyden on oltava oikea, huokosjako ominaispinta-ala

Jäätymis-/sulamisrasitus - suojahuokosten koko 0,01-0,30 mm - huokosjako < 0,23 (0,27) mm ei kuitenkaan liian pieni!!! - ominaispinta-ala > 25 mm 2 /mm 3 JÄÄTYMINEN JA SULAMINEN; KOKEET - Jäätymis-sulamiskoe - Laattakoe (Borås) - CIF/CDF - Huokosanalyysi

Kemiallinen rasitus Osattava ennakoida jo suunnitteluvaiheessa - ympäristö, jossa betoni sijaitsee esim. perustukset - kemikaalit, esim. teollisuusputket tai rikkivety/rikkihappo Reaktiot ulkopuolisten aineiden kanssa Kosteus Kulkeutuminen veden mukana/kuivuminen Hapot Sulfaatit SO 4 2- SO 4 2- + Ca(OH) 2 = kipsi SO 4 2- + kipsi + kalsiumaluminaattihydraatti = ettringiitti

Rasitusluokat X Lähtökohtana puhdas portlandsementti CEM I Jos muu sementti (esim. CEM II/A-LL) on seosaineet huomioitava esim. sementtimäärä eri rasitusluokissa. jos tarkkaa tietoa ei ole, käytetään seosainepitoisuudelle tyypin maksimiarvoa jos määrä tiedetään, voidaan sementin eri indeksit laskea eri rasitusluokissa on rajat sementin käytölle: sementtityyppi seosaineiden määrät

Rasitusluokat X X0 XC XS XD XF XA ei rasitusta karbonatisoituminen kloridit, merivesi kloridit, muu kuin merivesi jäätyminen ja sulaminen kemiallinen rasitus

Rasitusluokat Betonipeite, vähimmäisarvo, 100 v.(95 %), X0 10 mm XC4 30 mm XS3 45 mm XD3 45 mm Lisäksi lisättävä mittapoikkeama 10 mm (5 mm) Myös laskennallinen mitoitus on mahdollinen Betonipeite, vähimmäisarvo, 100 v. XF ja XA - määräytyy muista luokista - F-luku; P-luku, määrittävät pakkasenkestoa

Rasitusluokat Kemiallinen kestävyys - 600 < XA2 < 3000 mg/l (SO 4 ) - XA2 sulfaatinkestävä sementti - Jos pohjavesi SO 4 yli 50 mg/l - selvitettävä

Betonin käyttöikään vaikuttavat - lujuusluokka - sementtimäärä ja sementti/seosaineet - vesi-sementtisuhde - ilmamäärä - jälkihoito - ikä - huoltotoimenpiteet - ympäristö

Käyttöikäsuunnittelu Tilaaja määrittää rakennuksen/rakenteen tavoitekäyttöiän Suunnittelija määrittää rakennuksen suunnittelukäyttöiän sekä olennaisten rakenneosien suunnittelukäyttöiät sekä rasitusluokat Rakennuksen suunnittelukäyttöikää ei vielä edellytetä Betonirakenteiden suunnitteluikä edellytetään (by50) Muiden materiaalien osalta käyttöikäsuunnittelua ei edellytetä, RakMK A4, 2.1: ohje käyttöikätavoitteista Rakennuksen ja rakennusosien suunnittelukäyttöikien tulee olla sopusoinnussa keskenään

Käyttöikä voidaan laskea käyttämällä joko taulukkomitoitusta tai laskennalista mitoitusta Taulukkomitoitus 50 ja 100 vuotta hiilidioksidi kloridit, merivesi ja sulatussuolat pakkasrasitus kemiallinen rasitus

Käyttöikäsuunnittelu by50:n mukaan: Suunnittelija määrittelee betonirakenteiden Rasitusluokat Suunnittelukäyttöiät

Taulukkomitoitus yksinkertainen, nopea ei mahdollista optimointia käyttökelpoinen jos lujuusluokka K40, muutoin johtaa liian paksuihin betonipeitteisiin esim. XC3 50 v K60: ylimitoitus 4-kertainen vain 50 tai 100 vuoden käyttöiälle

TAULUKKOMITOITUS 50v Käyttökelpoinen kun lujuus lähellä vähimmäislujuusluokkaa Minimisementtimäärä tulee täyttyä XA-luokissa ei ole muuta vaihtoehtoa By50, s.104

Betonipeite taulukkomitoituksessa

XS- ja XD-luokat

Laskennallinen mitoitus 50, 100 ja 200 vuotta Vertailukäyttöikä 50 vuotta A B C D E F G materiaalit, huokoisuus Suunnittelu, rakenneyksityiskohdat Työn suoritus Sisäilmasto Ulkoinen säärasitus Käyttörasitus Huoltotoimenpiteet

Laskennallinen mitoitus 50, 100 ja 200 vuotta 1. Pakkasrasitus, XF1, XF3 2. Karbonatisoituminen, - ruostumaton teräs - pakkasrapautuminen (XC4) 3. Käyttöikä XF2, XF4 suola-pakkasrasitetuissa rasitusluokissa, käyttöikä voidaan laskea seuraavasti XF2 : käyttöikä = 2,00 x P-luku XF4 : käyttöikä = 1,25 x P-luku 4. Käyttöikä XS, XD

Laskennallinen mitoitus karbonatisoituminen

Tehtävä 1 Suorita K30 anturan käyttöiän laskennallinen mitoitus karbonatisoitumisen suhteen, kun anturan valmistuksessa on käytetty CEM I A sementtiä ja sen ilmamääräksi on mitattu 2,0 %.

Anturan rasitusluokat X XO ei rasitusta - XC karbonatisoituminen + XS kloridit, merivesi - XD kloridit, muu kuin merivesi - XF jäätyminen ja sulaminen + XA kemiallinen rasitus +

Rasitusluokka XC2 karbonatisoituminen betonipeitteen vähimmäisarvo 20 mm (+mittatoleranssi)

Käyttöikä karbonatisoitumisen suhteen lasketaan kaavasta: t L = t Lr x A x B x C x D x E x F x G t Lr t L on vertailukäyttöikä (50 vuotta) on käyttöikä

A B C D E F G materiaalit, huokoisuus Suunnittelu, rakenneyksityiskohdat Työn suoritus Sisäilmasto Ulkoinen säärasitus Käyttörasitus Huoltotoimenpiteet

A materiaalit, huokoisuus A 1 K30 0,95 A 2 CEM I 1,00 A 3 2 % 1,08

B Suunnittelu, rakenneyksityiskohdat B 1 30 mm betonia 1,44 B2 Pinnoite ei pinnoitetta 1,0

C Työn suoritus C 1 70 % nimellislujuus 1,0 D Sisäilmasto - E Ulkoinen säärasitus E 1 XC2 Perustukset ja 1,4 muut maanalaiset rakenteet Muut E:t eivät vaikuta eli 1,0

F Käyttörasitus - G Huoltotoimenpitet G 1 Ei tarkastus- ja hoitotoimenpiteitä 0,85

Mitä saatiin? t L = t Lr x A x B x C x D x E x F x G = 50 x (0,95*1,00*1,08) x (1,44*1,0) x (1,0) x (1,4) x (0,85) = 50 x 1,76 = 88 vuotta

Tehtävä 2 Mitoita antura 100 vuoden käyttöiälle käyttäen taulukkomitoitusta.

Anturan taulukkomitoitus 100 vuoden taulukko 4.8

Anturan rasitusluokat X XO ei rasitusta - XC karbonatisoituminen + XS kloridit, merivesi - XD kloridit, muu kuin merivesi - XF jäätyminen ja sulaminen + XA kemiallinen rasitus +

Karbonatisoituminen: Sementtimäärä 230 kg/m 3 Lujuus K35 Teräkset: vähimmäisarvo 25 mm + mittapoikkeama Kemiallisesti aggr. aineet w/c 0,45, K45, sem. 320 kg/m 3

F- ja P-luvut F-luku kuvaa pakkasenkestävyyttä suolattomassa ympäristössä. Lasketaan kaavalla F = max 0,25 ; 7,2 1 ( w/ c) ( a 1) 0,45 0,14 4,0 missä w/c a on tehollinen vesi-sementtisuhde on mitattu ilmamäärä, huomioi rajoitukset.

F-luku F = = max max 0,25 ; 1 7,2 { 0,25 ; 0,140} 1 (144 / (5,0 1) = min 320) 0,14 0,45 { 4 ; 7,1} 4,0

F-luku Laskennallinen käyttöikä kertoimien ja 50 vuoden tulo (k x t 50 vuotta) Taulukkomitoitus 50 vuotta XF1 1,0 ja XF3 1,5 100 vuotta XF1 2,0 ja XF3 3,0

P-luku Kuvaa pakkasenkestävyyttä suolaisessa ympäristössä P = 46 k 10 jh ( WAS) a k sid 1,20 1

t jh on jälkihoitoaika [d] Esimerkiksi 7 vuorokauden jälkihoitoajalla 0,85 + 0,17log 10 (7) = 0,99

Q sid = 0,98 x 320 kg = 314 kg k sid = 1- (Q vesi / Qs id )^1,5 (0,02*4) = 1- (144/314)^1,5 (0,08) = 0,975 = [144 + 10 x (5,0-2)]/ 314 = 0,554

P-luku P = 46 0,99 0,975,20 10 (0,554) 1 5,0 1 = 36,9

P-luku Laskennallinen käyttöikä XF2 käyttöikä = 2,00 x P-luku XF4 käyttöikä = 1,25 x P-luku Taulukkomitoitus 50 vuotta XF2 25 ja XF4 40 100 vuotta XF2 50 ja XF4 80