kestääkö betoni 2017 11 14

29
KESTÄÄKÖ BETONI ? Vantaan Rotaryklubi ry 28.9.2017 Täydennetty 14.11.2017 Juha Tammivuori

Upload: vantaan-rotaryklubi-ry-vanda-rotaryklubb-rf

Post on 22-Jan-2018

239 views

Category:

Real Estate


7 download

TRANSCRIPT

KESTÄÄKÖ BETONI ?Vantaan Rotaryklubi ry

28.9.2017Täydennetty 14.11.2017

Juha Tammivuori

BETONI ON MAAILMAN YLEISIN RAKENNUSMATERIAALI

Rakennusteollisuus RT&Suomen Betoniyhdistys ry

KESTÄVÄÄ

4 Rakennusteollisuus RT&Suomen Betoniyhdistys ry

Pantheon, Rooma valmistumisvuosi 127 Rakennuksen kupoli on valmistettu ns. roomalaissementistä (sis. vulkaanista tuhkaa ja sammutettua kalkkia)

Vuoksen ylittävän Kiviniemen sillan

maatuen rakenteet v. 1889

Rakennusteollisuus RT&Suomen Betoniyhdistys ry

SUOMEN ENSIMMÄINEN TERÄSBETONINEN RAKENNUS

Suvilahden voimalaitos (rv 1908) Helsingissä

Rakennusteollisuus RT&Suomen Betoniyhdistys ry

Jännitetyt betonirakenteet

• Jännittämisellä saadaan rakenteelle lisää kantavuutta ja näin ollen voidaan rakenteen teräsmääriä pienentää ja jänneväliä kasvattaa.

• Myös rakenne itsessään hoikkenee ja rakenteen halkeilu estyy tai vähenee.

• Halkeilun estäminen tai vähentäminen antaa rakenteelle paremman kestävyyden ja pidemmän iän.

• Jännittäminen parantaa siis rakenteen toimintaa.

Valmisbetoni ja paikallavalu

Betonin koostumus

• Sementti +muut seosaineet• lentotuhka, masuunikuona, silika

• Vesi

• Kiviaines

• Lisäaineet• notkistimet

• nuokoistimet

• hidastimet

Seosaineiden rooli

• Suomessa käytetään lentotuhkaa ja masuunikuonaa yhteensä n. 350 000 t/v

• Seosaineet hidastavat lujuuden kehitystä, mutta niillä lujuuden kasvu jatkuu pitkään ja syntyy ns. jälkilujuutta

• Lentotuhka ja masuunikuona parantavat betonin kloridintunkeumavastustamerkittävästi

• Massiivivaluissa pitäisi käyttää seossementtibetonia

Notkistimet

• Notkistavia lisäaineita käytetään betonin notkeuden lisäämiseen tai veden vähentämiseen.

• Tällöin betonin työstettävyys paranee tai betonin lujuus nousee, kun vesi-sementtisuhde pienenee.

• Samalla myös betonin tiiviys ja säilyvyys paranevat.

• Notkistavilla lisäaineilla veden määrää saadaan vähennettyä 5…30 % ilman että betonin työstettävyys heikkenee.

• Notkistavat lisäaineet ovat pinta-aktiivisia aineita, jotka kiinnittyvät sementtirakeiden pinnalle ja aiheuttavat hylkimisvoimia näiden välille.

• Vesi pääsee paremmin tunkeutumaan erillään olevien rakeiden väliin ja näin ollen betoni työstettävyys paranee.

Huokostimet

• Huokostimet ovat pinta-aktiivisia lisäaineita, joiden ansiosta betonimassaan muodostuu sekoituksen aikana pieniä pysyviä ilmahuokosia.

• Huokostimia käytetään betoneissa, joilta vaaditaan pakkasenkestävyyttä.

• Betonin huokostaminen ja riittävä suojahuokosmäärä ovat oleellisen tärkeitä tekijöitä, kun betonin pakkasenkestävyys halutaan varmistaa.

• Jäätyessään vesi laajenee 9%. Jos betonin huokoset ovat täynnä vettä, se johtaa lopulta betonin rapautumiseen.

• Huokostimen avulla betoniin syntyy ilmakuplia, jotka antavat jäätyvälle vedelle tilaa laajeta.

Suunnittelun lähtötiedot betonoinnille

Rakennesuunnittelijan tulee määritellä betonin valinnan perustaksi betonirakenteelle

betonin lujuus - ja rakenneluokka

rasitusluokka ja suunniteltu käyttöikä

kiviaineen maksimiraekoko

Betonin peitepaksuudet ja sallitut mittapoikkeamat

tarvittaessa muut erityisohjeet (lämmönkehitys jne.)

telineiden ja muottien purkulujuus

jännittämislujuus

toleranssit ja pintaluokat.

Betonointisuunnitelma

Betonointisuunnitelma ja -pöytäkirja sisältävät

muotit ja niiden tukirakenteet raudoitus

jako valuosiin

perustiedot betonin ominaisuuksista

betonointimenetelmä, betonin siirrot, tiivistäminen, betonointinopeus,

työsaumat

aikataulu

betonimenekki

työnjohto, henkilövahvuus ja työvuorot

varautuminen häiriöihin, kokeiden vaatimat toimenpiteet jälkihoito

lujuuden ja muiden ominaisuuksien kehityksen seuranta muottien ja

tukirakenteiden purkaminen

talvityöhön, lämpökäsittelyyn ja erityismenetelmiin liittyvät toimenpiteet.

Betonin siirto työmaalla

• Työmaalla tapahtuvan betonin siirtomenetelmän valinnassa otetaan huomioon menetelmän soveltuminen kohteeseen

• käytettävissä oleva kalusto

• vaikutus työmaan muuhun toimintaan

• työkohteen laajuus, muoto, etäisyydet ja korkeussuhteet aikataulut

• Betonointinopeus

• betonimäärä.

Betonointi

• Pystyrakenteiden valu ja tiivistys• Betonin pudotuskorkeus ei saa ylittää metriä, joten nostovalussa on käytettävä valusukkaa ja

pumppuvalussa vietävä putken suu muotin sisälle.

• Betoni ei saa iskeytyä vinosti raudoitukseen eikä muottipintaan erottumisriskin takia, vaan se valetaan kohtisuorasti muotin pohjaa ja valettua betonia vasten. Betoni valetaan muottiin tasaisina 30–50 cm:n kerroksina. Kukin kerros valetaan ja tiivistetään keskeytyksettä muotin koko pituudelta.

• Tärytys ulotetaan noin 150 mm edellisen kerrokseen.

• Edellinen valukerros ei saa sitoutua ennen seuraavaa kerrosta.

• Betoni tiivistetään sauvatäryttimillä järjestelmällisesti sauvapistojen välin ollessa korkeintaan 400 mm ja tärytysajan keston 15–20 s.

• Muotin ja raudoituksen tärytystä tulee välttää, jotta ilmahuokoset eivät keräänny niiden pintoihin.

• Pystyrakenteiden yläosien tiivistämiseen on kiinnitettävä erityistä huomiota niihin kertyvän ilman hitaamman ja vaikeamman poistumisen takia. Ne on uudelleentiivistettävä hyvissä ajoin kuin betoni on vielä plastisessa tilassa. Jälkitärytyksellä edistetään lisäksi erottuneen veden poistumista ja varhaishalkeamien sulkeutumista.

• Suunniteltua valunopeutta ei saa ylittää.

Betonin lujuuden kehitys

Yhteenveto betoniteknologiasta

Kestääkö betoni?

Imatran voimalaitoksen pato

Veli Unto Kovasen kertomaa:

• Kyseessä on betonin ikääntymisestä aiheutuva korjaus

• Vanhassa padossa on suhteellisen vähän raudoitusta

• Nyt mantelointiin lisätään runsaasti raudoitusta

• Betonitoimituksissa ollut vaikeuksia (ilmaa)

• Injektointia tarvitaan, silti korjattukin pato vuotaa vähän

P-lukubetoni

• Sillat ja muut pakkas-suolarasitukselle altistuvat rakenteet tehdään niin sanotusta P-lukubetonista. P-lukubetoni on tekniikan tohtori Seppo Matalan 1980-luvun lopussa kehittämä järjestelmä, ja se on käytössä vain Suomessa.

• P-lukumenetelmällä betonin pakkas-suolakestävyys voidaan määritellä suoraan betonin ominaisuuksien perusteella.

• Se perustuu 1980-luvulla tehtyihin betonin säilyvyyskokeisiin ja suhteutustietoihin, jotka analysoitiin tilastollisesti

Aalto Yliopisto: Robust Air Taustaa

• Kohonneet ilmamäärät: • Kohonneita ilmamääriä havaittu satunnaisesti jo muutaman vuoden ajan

• 1%-yks. ilmaa → 5% (3..6%) puristuslujuudessa

• Kesällä 2016 Kemijärven silta ja TYKS

• Haluttiin varmistaa huokoistuksen stabiilisuus

• Ilmamäärä vaikuttaa lujuuteen, mutta lujuuspuutteiden taustalla muitakin tekijöitä

• Tutkimuksen rahoittajat: • Liikennevirasto • Betoniteollisuus r.y., VB-jaosto • SBK-Säätiö • BASF Oy • Oy Sika Finland Ab • Finnsementti • Semtu Oy • GCP

Applied Technologies • Mapei Oy • Ha-Be • Rudus Oy • Ruskon Betoni Oy • Lujabetoni

Aalto yliopiston selvitys

Betonin rooli virheissä

Työmaan rooli

Työmaan rooli

Tilaajan vastuu

Selvitysmies Tapani Mäkikyrön yhteenveto riskitekijöistä 14.11.2017

• Voimakas kustannuskeskeisyys koko ketjussa

• Vähäinen vuorovaikutus suunnittelun, tehtaan ja työmaan välillä

• Suunnitelmissa tiheä raudoitus ja vähän valu- ja tiivistysaukkoja

• Huokostettu ja notkistettu pakkas-suolakestävä P-lukubetoni

• Notkea ja hienorakenteinen, erottumisherkkä betoni

• Pitkä kuljetusmatka ja/tai odotusaika työmaalla

• Virheellinen valutekniikka, massan pudotukset ja siirrot täryttämällä

• Puutteellinen tiivistys

• Puutteellinen jälkihoito

• Puutteellinen laadunvarmistus ja dokumentointi

Selvitysmies Tapani Mäkikyrön suosituksia korjaaviksi toimiksi 14.11.2017

• Tilaaja• Selvät laatutavoitteet ja riittävät resurssit suunnitteluun ja valvontaan• Laatukeskeisyys rakentamispalveluiden hankintaan• Suunnittelussa huomio rakenteen mittoihin ja valuaukkoihin

• Betonitehdas• Huomio laadunhallintaan ja tilatun betonin stabiilisuuteen• Laadunohjaus jatkuvatoimiseksi ja automaattiseksi prosessiksi• P-lukubetonille riittävä sekoitus ja ennakkokokeet ilmamäärän hallitsemiseksi

• Betonirakenteen toteuttaja• Huomio jokaisen valun valmisteluun ja laaturiskeihin• Vaativissa kohteissa kohdekohtainen toteutuksen laatusuunnitelma• Aloituskokoukset käyttöön osapuolien osaamisalueiden yhdistämiseksi