BETONIN SUHTEITUS : Esimerkki

BETONIN SUHTEITUS : Esimerkki 1 5.11.2017

Kymenlaakson ammattikorkeakoulu / www.kyamk.fi

Esimerkki 1/ Lähtötiedot 30 = Alin 150*300 lieriölle määritetty ominaislujuus f ck,cyl (MN/m2) 37 = Alin 150 mm:n kuutiolle määrätty ominaislujuus K (MN/m2) Suhteita betoni, jonka Lujuusluokka on C30 / 37 (K37) Painumaluokka 210 mm ( S4 ) Maksimiraekoko / suurin raekoko 32 mm Sementtinä käytetään Rapidsementtiä (CEM II A 42,5 R ), jonka koestus/testauslujuus 28 vuorokauden iässä on 55 Mpa jatkuu

Kiviainesten lähtötiedot RAKEISUUS 0,125 0,25 0,5 1 2 4 8 16 32 65 Kiintotihe ys kg/m3 Absorbtio % Filleri 25,0 45,0 70,0 95,0 100 100 100 100 100 100 2680 0,4 3,5 SSr 0/8 2,0 4,0 10,0 24,0 40,0 60,0 95,0 100 100 100 2670 0,6 2,0 Kosteus % KaS 8/32 0,0 0,0 1,0 1,0 2,0 3,0 10,0 20,0 90,0 100 2670 0,6 1,0

C30/37 210 mm 32 mm CEM II A 42;5 R 20 (2%) Kymenlaakson ammattikorkeakoulu / www.kyamk.fi

1. Lähtötiedot täydennetään

2. Lähtökiviainesten tiedot ja rakeisuuskäyrät H= rakeisuusluku Lasketaan läpäisy% yhteen Esim. Fillerin H = 25,0+45,0+70,0+95,0 +100+100+100+100+100+100= 835 Jatkuu

Filleri SSr 0/8 KaS 8/32 Kymenlaakson ammattikorkeakoulu / www.kyamk.fi

3. Lasketaan tavoitelujuus ja suhteituslujuus TAVOITELUJUUS = K t SUHTEITUSLUJUUS = K S k t = 1,2 (yleensä) k s = 42,5 / N N = sementin 28 vuorokauden testauslujuus K= nimellislujuus eli kuutiolujuus C 30 / 37

Tavoitelujuuskerroin

N eli sementin testauslujuus/koestuslujuus Sementin kyky tuottaa lujuutta betoniin

TAVOITELUJUUS K t = k t * K K t = 1,20*37 MN / m 2 = 44.4 MN / m 2 SUHTEITUSLUJUUS K s = k s * K t k s = 42,5 / N K s = 42,5 / 55 * 44,4 MN / m 2 = 0,77 * 44.4 MN / m 2 = 34,3 MN / m 2 Kymenlaakson ammattikorkeakoulu / www.kyamk.fi

4. Täydennetään koostumuslomaketta

5. Kiviainesten yhdistäminen/ Rakeisuuden ohjearvojen määrittely a) Yhdistetyn kiviaineksen ohjearvot: # 0,125 mm seulan läpäisyarvo # 4 mm seulan läpäisyarvo Kiviainekset Humus Liete Rakeisuus H Tunnus 0,125 0,25 0,5 1 2 4 8 16 32 64 a Filleri 25,0 45,0 70,0 95,0 100,0 100,0 100,0 100,0 100,0 100,0 835 b SSr 0/8 2,0 4,0 10,0 24,0 40,0 60,0 95,0 100,0 100,0 100,0 535 c KaS 8/32 0,0 0,0 1,0 1,0 2.0 3,0 10,0 20,0 90,0 100,0 227 d e Kiviainesten a % yhdistäminen b % c % d % e % Yhdistetty kiviaines tavoite tavoite

Lähtötiedoista 32 Kymenlaakson ammattikorkeakoulu / www.kyamk.fi

6. Osakiviainesosuuksien määrittäminen 4,7 37,6

Yhdistetyn kiviaineksen läpäisyarvon laskeminen kullekin seulakoolle

ESIMERKKI MITEN LASKETAAN Kymenlaakson ammattikorkeakoulu / www.kyamk.fi

Yhtälöryhmä 100% 100 100 100 100 100 100 3 2 3 3 2 2 1 1 4 3 3 2 2 1 1 0,125 1 = + + + + = + + = S S S L S L S L S L L S L S L S L

Kokeilemalla Matriisi Exell

Moodlessa exell pohja Tavoite läpäisyarvot 4,4 37,2 Seosprosentit Läpäisyarvot Kierros Sa Sb Sc 0,125 4 0,125 4 Seos-%yht. erotus 1 20 50 30 6,00 50,90 1,60 13,70 100 0 2 15 65 20 5,05 54,60 0,65 17,40 100 0 3 15 40 45 4,55 40,35 0,15 3,15 100 0 4 12 39 49 3,78 36,87-0,62-0,33 100 0 5 0,00 0,00-4,40-37,20 0 100 6 0,00 0,00-4,40-37,20 0 100 7 0,00 0,00-4,40-37,20 0 100 8 0,00 0,00-4,40-37,20 0 100 9 0,00 0,00-4,40-37,20 0 100 Läpäisyarvot 0,125 4 Sa 25 100 Sb 2 60 Sc 0 3

Kiviainesten yhdistäminen Karkeaa kiviainesta yli 35 % # 12 mm # 16 mm # 32 mm # 4 mm läpäisyarvo noin 50 %

Osakiviaines osuuksien määrittäminen yhtälöryhmällä L y0,125 = > 4,7 % = S a / 100 * 25 + S b / 100 * 2 + S c / 100 * 0 L y4 = >37,6 % = S a /100 * 100+ S b /100 * 60+ S c / 100 * 3 S a + S b + S c = 100 % Kymenlaakson ammattikorkeakoulu / www.kyamk.fi

7. Lasketaan yhdistetyn kiviaineksen läpäisyarvot ja piirretään rakeisuuskäyrä Esim. 22/100*25 =5,5 33/100*2=0,7 Yhdistetty kiviaineksen läpäisy% tietyllä seulalla saadaan laskemalla saadaan laskemalla yhteen osa kiviaines läpäisy% yhteen H on kiviaineksen läpäisyarvojen summa

8. Täytetään koostumuslomake H ja suurin raekoko (tarkistus)

9.Nomogrammi

10. Nomogrammin osa-aineiden määrät kg/m3 (dm3/m3) koostumuslomakkeelle 0,22*662=145 145 * 2,68=390,7 3,5-0,4 = 3,1 3,1*390, 7 =12,1 390,7+12,1= 402,80

Esimerkki notkistimen ja huokostimen lisäys suhteituksessa: Notkistinta 1 %, jolloin vedenmäärästä voidaan vähentää 10 % Huokostinta 0,05 %, jolloin betonin ilmamäärä on 5 % ja notkistin lisäys Kymenlaakson ammattikorkeakoulu / www.kyamk.fi

Notkistinta 1 %, jolloin vedenmäärästä voidaan vähentää 10 % Alkuperäinen vesimäärä 211 l/m3-10 % = - 21,1 l/m3 > uusi piste nomogrammille on (211 21,1 ) +20 (ilma) = 209,90 Notkistimen annostus 1% sementin määrästä eli 0,01 *300 kg/m3 = 3,0 kg/m3 Kymenlaakson ammattikorkeakoulu / www.kyamk.fi

Huokostinta 0,05 %, jolloin betonin ilmamäärä on 5 % ja Notkistinta 1 %, jolloin vedenmäärästä voidaan vähentää 10 % Alkuperäinen vesi + ilma 248 dm3/m3 Vettä: 248-50 =198 l/m3 Veden vähennys 10%= 19,8 l/m3 Uusi vesimäärä 198-19,8 l/m3 = 178,20 l/m3 Uusi kohta nomogrammissa 178,20 + 50 = 228,20 Kymenlaakson ammattikorkeakoulu / www.kyamk.fi

Tavoitenotkeutta ei saavuteta Selvitettävä notkeuspoikkeaman syy A. Virheet lähtöarvoissa ( rakeisuus, sepeli%, ka tiheys, ka kosteus, nomogrammin käyttö,lisäaineen määrä) B. Annostusvirhe C. Piilotekijät eli muut tekijät, joita ei suhteituksessa oteta huomioon Epätasainen rakeisuus eli mutkat rakeisuuskäyrässä Ohjearvoja ei ole saavutettu Raemuoto ja rakenteiden pinnan laatu Filleriosan rakeisuus ja raemuoto Sementtilaji Lisäaine ei toimi odotetulla tavalla JOS C NIIN NOTKEUDEN KORJAUS

Korjaa suhteitus, kun betonin painumaksi mitattiin 150 mm TAVOITENOTKEUTTA EI SAAVUTETA Selvitettävä notkeuspoikkeaman syy A. Virheet lähtöarvoissa ( rakeisuus, sepeli%, ka tiheys, ka kosteus, nomogrammin käyttö,lisäaineen määrä) B. Annostusvirhe C. Piilotekijät eli muut tekijät, joita ei suhteituksessa oteta huomioon Epätasainen rakeisuus eli mutkat rakeisuuskäyrässä Ohjearvoja ei ole saavutettu Raemuoto ja rakenteiden pinnan laatu Filleriosan rakeisuus ja raemuoto Sementtilaji Lisäaine ei toimi odotetulla tavalla JOS C NIIN NOTKEUDEN KORJAUS Uusi notkeusluokitus: BY 50, Betoninormit 2004 Notkeus Notkeusl Painuma uokka Nesteyte tty S4 160-210 mm Vetelä S3 100-150 mm Notkea S2 50 - Jäykkä S1 10 -

Jos betonimassan notkeus poikkeaa halutusta, notkeutta korjataan sementtiliiman määrää muuttamalla Vesi-sementtisuhde on pysyttävä samana Jos muutetaan muuttuu betonin lujuus ja myös muita ominaisuuksia

Saavutet tiin Tavoite

Kiviaines: 1760 kg /mg tai 660 dm3/m3 Vesi ja ilma 230 dm3/m3 Sementti:360 kg /m3 tai 114 d3/m3

Korjattu

Yhteenveto korjauksesta Notkeus tavoite 210 mm saavutettu 150 mm Eli liian jäykkää Vesimäärä on lisättävä koska W = v/s = vesimäärä paino-osina / sementtimäärä paino-osina on pysyttävä samana ( kirja sivu 53-54) Vesimäärä kasvoi 203 > 210 eli 7 litraa /m3 Sementtimäärä kasvoi 346 kg /m3 > 360 kg/mg Alkuperäinen W = 0,59 korjattu W=0,583 Kiviainesmäärä pieneni 1783 > 1760 kg /m3

Puristuslujuus poikkeaa tavoitelujuudesta

Korjaa suhteitus, kun betonin puristuslujuudeksi mitattiin 53 Mpa 28 vrk PURISTUSLUJUUS POIKKEAA TAVOITELUJUUDESTA: Jos betonin puristuslujuus poikkeaa halutusta, on suhteitus suoritettava uudelleen. Saavutettua lujuutta verrataan tavoitelujuuteen ja suhteutuslujuutta muutetaan saman verran kun saavutettu lujuus poikkesi tavoitelujuudesta:, K s = K s + (K t - saavutettu lujuus) > 37,1MPa + ( 48 Mpa-53 Mpa) = 37,1 Mpa 5 MPa = 32,1 MPa, K s K s K t korjattu suhteituslujuus alkuperäinen suhteituslujuus tavoitelujuus

5,3 38,1

MATRIISI KUVA KIRJ. SIVU 133

Rakeisuuskäyrä ALKUPERÄINEN KORJATTU

Korjattu työseos

Liian lujaa sementtiä... vähennettävä! Tavoite Läpäisyarvo 0,125 Alkuperäinen 3,7 5,3 Korjattu Tavoite läpäisyarvo 4 36,8 38,1 Seos% filleri 12 19 Seos % hiekka 39 29 Seos % sepeli 49 52 Rakeisuus H 420 432 Sementtiä 346 308 noin 11 % väh. Sem. Kiviainesta 1783 1814 Vesi 203 204 Tavoitelujuus (K40) 48 > 53 noin 10 % lujempaa W 0,64 0,73