Automaattinen betonin ilmamäärämittaus 1.11.2017 DI, Projektityöntekijä Aalto-yliopisto Teemu Ojala Betonitutkimusseminaari 2017 Messukeskus, Kokoustamo
Esitelmän sisältö 1. Tausta ja tutkimustarve 2. Tutkimusmetodiikka 3. Työn tulokset 4. Edut ja mahdollisuudet 5. Tulevaisuuden näkymät ja tavoitteet 2
1. Tausta ja tutkimustarve Kohonneet ilmamäärät rakenteissa Suojahuokosten herkkyys Erilaisten lisäaineiden käyttö betoneissa Riittämättömyys laadunvarmistuksessa Perinteisten menetelmien hitaus ja työläys Diplomityö: Huokostuksen analysoiminen akustisella mittausjärjestelmällä tuoreessa betonissa (Org: Analyzing the airentrainment of fresh concrete with an acoustic measurement system) 3
2. Tutkimus Sisältö 1. Huokostuksen periaatteet 2. Tuoreen betonin ilmamäärän mittausmenetelmät 3. Laboratoriokokeet 4. Tulosten analysointi 5. Johtopäätökset Tarkoitus Verrata akustisen järjestelmän tarkkuutta perinteisiin ilmamäärän mittausmenetelmiin tuoreessa betonissa Käyttää järjestelmää huokostuksen kehittymisen analysointiin 4
2. Laboratoriokokeet Yleistä Yhteistyössä Robust Air -projektin kanssa Automaattinen ilmamäärän mittaus samanaikaisesti 63 betonimassaa vaihtelevilla ominaisuuksilla Tuloksia verrattiin keskenään (jopa 200 vertailukohtaa) Koejärjestelyn vuoksi ilmamäärän ja työstettävyyden vaihtelut suuria Mittausmenetelmät Ilmamäärän mittaaminen: painemenetelmä, laskennallinen ja CiDRA AIRtrac Työstettävyyden mittaaminen: painuma- tai leviämäkoe 5
2. CiDRA AIRtrac Reaaliaikainen ja jatkuva ilmamäärän mittaus suoraan sekoittimesta Perustuu äänennopeuden muutokseen huokoisessa massassa 6
2. CiDRA AIRtrac 7
2. Kokeellinen työ Ilmamäärän mittaaminen massasta koko koestuksen ajan Oikea arvo tuntematon analysointi vertaamalla tuloksia keskenään AIRtrac:n vertailuarvojen laskeminen Dynaaminen mittaus Staattinen mittaus Ilmamäärä (%) 10 9 8 7 6 5 4 3 2 1 0 Mixer ON Dynaaminen mittaus Staatatinen mittaus 2 2,5 3 3,5 4 4,5 Sekoitusaika (min) 8
3. Työn tulokset vertailu 1 Mitattu ilmamäärä (%) 18 16 14 12 10 8 6 4 2 0 Static measurement Pressure method Lin. (Static measurement) Lin. (Pressure method) SD 1.08 y = 1,0981x + 0,8482 R² = 0,8745 Dynamic measurement Comparison line Lin. (Dynamic measurement) SD 0.69 y = 0,8403x + 0,0969 R² = 0,9695 SD 1.31 y = 1,032x - 0,2873 R² = 0,7996 0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 Tiheyden perusteella laskettu ilmamäärä (%) 9
3. Työn tulokset vertailu 2 10
3. Työn tulokset ilmamäärän kehittyminen Ilmamäärä (%) 16 14 12 10 8 6 4 2 Mixer ON 0 2 3 4 5 6 7 Sekoitusaika (min) 11
3. Työn tulokset huokostinmäärän ja sekoituksen vaikutus 1 Mixer ON Ilmamäärä (%) 14 13 12 11 10 9 8 7 6 5 4 3 2 1 0 PL-16-F5-@2-100 PL-16-F5-@5-100 PL-16-F5-@2-50 PL-16-F5-@5-50 5,7 11,7 9,0 0 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 70 75 Sekoitusaika (min) 12
3. Työn tulokset huokostinmäärän ja sekoituksen vaikutus 2 Ilmamäärä (%) 9 8 7 6 5 4 3 2 1 0 Mixer ON 2 3 4 5 6 7 8 9 Sekoitusaika (min) PL-16-F5-@2-100 PL-16-F5-@5-100 PL-16-F5-@2-50 PL-16-F5-@5-50 13
3. Työn tulokset Virheettömyys (Accuracy) Johdonmukainen kaikilla mittausmenetelmillä Notkeuden vaikutus Täsmällisyys (Precision) Hyvä tarkkuus, keskihajonta noin 1 prosenttiyksikön luokkaa Menetelmien väliset erot pystyttiin selittämään hyvin Painemenetelmä tarkin (< 10 %) Työhön vaikuttavia tekijöitä Sekoittimen tyyppi, annoskoot ja betonin työstettävyys Menetelmistä itsestään tulleet virheet 14
4. Edut ja mahdollisuudet Helpottaa ilmamäärän mittaamista Voidaan mitata suoraan sekoittimesta Monitorointi vaivatonta Tarjoaa jatkuvaa ja reaaliaikaista dataa Sekoitusenergia Lisäaineiden vaikutukset huokostuksen Digitalisaation tuomat mahdollisuudet Tulokset digitaalisessa muodossa Automaattiset järjestelmät 15
5. Tulevaisuuden näkymät ja tavoitteet Betonin kehittäminen Ilmamääräpotentiaalin määritys Eri lisäaineiden vaikutukset Sekoittimien tehokkuuden analysointi ja optimointi Laadunvarmistuksen kehittäminen Löytää uusia mittauskeinoja perinteisten mittausmenetelmien tilalle Samantapaisia mittausjärjestelmiä tarvitaan myös rakennuspaikalle Digitalisaation kautta järjestelmät ja mittauslaitteet yhteiseen verkkoon (IoT) 16
Kiitos! Kysymyksiä ja keskustelua! 1.11.2017 17