Betonin lujuuden määrittäminen rakenteesta Betonitutkimusseminaari 1.11.2017 1 (22)
Mittausmenetelmät Käytännössä rakenteesta voidaan määrittää lujuus suoralla tai epäsuoralla menetelmällä: Epäsuorista menetelmistä Suomessa käytetään yleisesti kimmovasaratutkimusta Suoramenetelmä on porakappaletutkimus 2 (22)
Kimmovasaratutkimus Kimmovasaratestauksen periaate: Jousen liikkeelle lähettämä paino osuu koepintaa tai testattavaa koekappaletta vasten olevaan iskuriin. Testitulos ilmaistaan painon takaisin kimpoaman etäisyyden avulla. Kimmoarvo voidaan myös määrittää energian tai nopeuden muutoksena ennen iskua ja iskun jälkeen. 3 (22)
Laitteisto 4 (22)
Tulosten tulkinta 5 (22)
Ohjeistus Suomessa on totuttu käyttämään Liikenneviraston ohjetta, joka perustuu VTT:n 1990-luvun P-lukubetoneille tekemiin tutkimuksiin. 6 (22)
Ohjeistus (jatkuu) Kimmovasaran käytöstä on olemassa kuitenkin myös kaksi EN-standardia 7 (22)
Ohjeistus (jatkuu) Joulukuussa 2016 julkaistussa ympäristöministeriön ohjeessa sanotaan: Mikäli betonin puristuslujuus joudutaan selvittämään rakenteesta, tehdään määritys standardien SFS- EN 13791:2007 ja SFS 7022 mukaisesti. Eli virallisestikin tulisi EN-standardia käyttää 8 (22)
Ohjeiden erot LiVi Soveltuu P-lukubetoneille Mitattu lujuus korkeintaan 45MPa Testikohta kostutetaan Testitulos yksittäisten tulosten keskiarvo Testitulosten määrä vähintään 3 SFS-EN standardit Soveltuu kaikille betoneille SFS-EN 13791 Mitatun tuloksen yläraja riippuu laitteesta esim 70MPa Testaus vallitsevassa kosteustilassa Testitulos yksittäisten tulosten mediaani Testitulosten määrä vähintään 15 9 (22)
Tulosten käsittely Kummankin ohjeen mukaan tulokset käsitellään samalla tavalla kuin porakappaletestauksessa saadut tulokset. 10 (22)
Porakappaleiden tutkiminen Porakappaleet tulee irrottaa,valmistella ja tulokset raportoida Standardin SFS-EN 12504-1 mukaisesti sekä puristaa standardin SFS-EN 12390-3 mukaisesti. Koekappaleiden säilytys ja tulosten arviointi tehdään standardin SFS-EN 13791 mukaan 11 (22)
Näytteenottokohdat valitaan satunnaisperiaatetta noudattaen huolehtimalla samalla siitä, ettei rakenteen toimintaan vaikuteta haitallisesti. Näytteet irrotetaan tarkoituksenmukaisin välinein ja menetelmin asiantuntevan henkilön toimesta. Näytteet toimitetaan irrotuksen jälkeen viipymättä huolellisesti pakattuina hyväksyttyyn koetuslaitokseen, joka valmistaa koekappaleet sekä säilyttää ja testaa ne. 12 (22)
Näytteet tarkastetaan silmämääräisesti ja tehdyt havainnot kirjataan. Vaurioituneet näytteet hylätään ja niiden tilalle otetaan uudet näytteet. Myös havainnot hylätyistä näytteistä kirjataan. Näytettä voidaan pitää vaurioituneena, jos siinä havaitaan esimerkiksi halkeamia, murtumia tai vajaasti tiivistynyttä betonia. Näytteen ei tule sisältää raudoitusta tai mitään muuta materiaalia kuin betonia. Mikäli raudoitusta ei kuitenkaan voida välttää, raudoituksen sijainti sekä koko koekappaleessa tulee dokumentoida. Näytteet, joissa on raudoitteita koekappaleen pituusakselilla tai sen läheisyydessä, hylätään. 13 (22)
Rakennekoekappaleina käytetään yleensä halkaisijaltaan 100 mm lieriöitä, joiden halkaisijan ja korkeuden suhde on 1±0,05. Tarvittaessa voidaan käyttää halkaisijaltaan muunkin kokoisia lieriöitä. Rakenteet jaetaan arvostelueriin toteutus- ja lujuusluokittain ja siten, että arvosteluerään kuuluvien rakenteiden valmistus-, jälkihoito- ja mahdolliset lämpökäsittelymenetelmät eivät oleellisesti poikkea toisistaan. 14 (22)
Poralieriöiden säilytys Porakappaleet otetaan, tutkitaan ja valmistellaan standardin EN 12504-1 ja testataan standardin EN 12390-3 mukaisesti. Mikäli mahdollista, porattuja koekappaleita on pidettävä laboratoriossa ilmasäilytyksessä vähintään 3 vuorokautta ennen testausta. HUOM. 1 Porattujen koekappaleiden puristuslujuuteen vaikuttavat tekijät, katso liite A. HUOM. 2 Mikäli koekappaleita ei ole käytännön syistä johtuen mahdollista pitää ilmasäilytyksessä 3 vuorokautta ennen testausta, kirjataan ylös mahdollinen ilmasäilytysaika. Tämän standardimenettelystä poikkeamisen vaikutus koetuloksiin on arvioitava. 15 (22)
Kosteustilan vaikutus lujuuteen SFS-EN 13791, Liite A.2.1: Poratun koekappaleen kosteuspitoisuus vaikuttaa mitattuun puristuslujuuteen. Vedellä kyllästetyn poratun koekappaleen puristuslujuus on 10 15 % pienempi kuin ilmassa kuivatun koekappaleen, jonka kosteuspitoisuus on yleensä 8 12 %. 16 (22)
Lieriölujuuden muuttaminen kuutiolujuudeksi Murtolujuuden muuttaminen 150 mm:n kuutiota vastaavaksi tehdään seuraavasti: jos lieriöiden halkaisija on 100 150 mm, kerrotaan yksittäinen lujuustulos luvulla 1,05 jos lieriöiden halkaisija on 50 80 mm, kerrotaan yksittäinen lujuustulos luvulla 1,1 väliarvot 80 100 mm interpoloidaan suoraviivaisesti kahdesta osasta liimattujen lieriöiden lujuustulokset kerrotaan lisäksi luvulla 1,05. 17 (22)
Rakenteen lujuus porakappaleilla määritettynä Tarvittava koekappalemäärä määritetään arvosteluerittäin. Koekappaleiden vähimmäismäärä on lujuutta arvioitaessa 3 kpl. Näin pienillä koekappalemäärillä ei kuitenkaan voida lopullista tuomiota antaa vaatimustenvastaisuudesta vaan vaatimustenvastaisuuden toteamiseksi tulee koekappaleita ottaa vähintään 15. Ennen laskutoimituksia yksittäiset koetulokset muutetaan 150 mm särmäisen kuution lujuuksiksi kohdan 5.2.3.2 perusteella. Väliarvot interpoloidaan suoraviivaisesti. Lujuudet ilmoitetaan 0,1 MN/m 2 tarkkuudella. 18 (22)
Ominaislujuuden arviointi (kimmovasara ja porakappaletutkimus) 19 (22)
Ominaislujuuden arviointi (vain porakappaleille) 20 (22)
Vertailulujuuslaskelma rakennekoekappaleita käytettäessä (vanha teksti) Vertailulujuus ilmoitetaan 1 MPa tarkkuudella. Arvosteluerä on hyväksyttävä, jos vertailulujuus on 1- luokan rakenteissa vähintään 85 % ja 2-luokan rakenteissa vähintään 80 % nimellislujuudesta ja jos keskihajonnan ja keskiarvon suhde on pienempi kuin 0,15. Jos mainittu suhde on 0,25, tulee vertailulujuuden täyttää asetettu lujuusvaatimus täysimääräisenä. Väliarvot interpoloidaan suoraviivaisesti. 21 (22)
Nykyinen teksti (by65 kolmas painos) 22 (22)