TY - BOOK
T1 - Betonin kovettumisen nopeuttaminen
AU - Kilpi, Eero
AU - Kukko, Heikki
AU - Lappi, Maija
PY - 1983
Y1 - 1983
N2 - Betonielementtiteollisuuden ja paikallavalurakentamisen
tuotantovälineiden tehokas ja taloudellinen hyödyntäminen
edellyttävät nykyisin betonin kovettumisen nopeuttamista.
Kovettumista voidaan nopeuttaa lämpökäsittelyllä,
lisäaineilla, nopeasti kovettavilla sementeillä ja
vesisementtisuhteen alentamisella. Tällä hetkellä
käytetyin keino on betonin lämpökäsittely, jossa betonin
lämpötilaa nostetaan valun jälkeen tavallisesti tietyn
kaavan mukaan. Betonin lämpökäsittelyllä on kuitenkin
myös haittoja, joista suurin on betonin lujuuskato.
Muiden kovettumisen nopeuttamiskeinojen käyttö on jäänyt
vähäiseksi.
Tutkimuksen tarkoituksena oli lisätä betonin
kovettumismenetelmien tuntemusta ja selvittää eri
menetelmien käyttömahdollisuuksia. Tutkimus jaettiin
kirjallisuusselvitykseen ja laboratoriokokeisiin.
Laboratoriokokeissa selvitettiin betonin tavallista
lämpökäsittelyä ja kuumana sekoitettua betonia.
Laboratoriokokeiden tulokset olivat samansuuntaisia kuin
kirjallisuudesta saadut tiedot.
Tehokkain kovettumisen nopeuttamismenetelmä on
kovettumislämpötilan nosto. Lisäaineiden käytössä
kaivataan tehokasta kloriditonta kiihdytintä. Toisaalta
tehonotkistimen käyttö kiihdyttimen asemesta avaa uusia
mahdollisuuksia. Erikoismenetelmät kuten erittäin
nopeasti kovettuvat semenentit, soveltuvat yleensä vain
erikoistarkoituksiin. Betonin kovettumisen nopeuttamisen
tehostamiseksi voidaan eri menetelmiä kuitenkin yhdistää.
Mm. tehonotkistimen käyttö yhdistettynä
kovettumislämpötilan nostoon antoi kokeissa hyviä
tuloksia.
Lämpökäsittelyssä on betonin lujuudenkehityksen kannalta
eduksi käyttää l...5 tunnin alkusäilytysaikaa sekä
rajoittaa käsittelylämpötilaa. Tavallisilla 16...24
tunnin muottikiertoajoilla riittää 50...60° C:n
käsittelylämpötila. Yleisportlandsementtiä käytettäessä
saavutetaan tällöin suhteellisen nopeasti 40 %
vertailubetonin 28 vuorokauden lujuudesta. Nopeasti
kovettuvaa portlandsementtiä käytettäessä on vastaava
lujuustaso saman lujuusluokan (28 vuorokautta) betonilla
5...10 prosenttiyksikköä korkeampi. Jotta nopeasti
kovettuvan portlandsementin nopeampi lujuudenkehitys
saataisiin hyödynnetyksi, tulisi sitä käyttäen
valmistettu betoni suhteittaa siten, että lujuuden
laadunarvosteluikä olisi 7 vuorokautta. Nopean
varhaislujuuden kehityksen jälkeen lämpökäsitellyn
betonin lujuudenkehitys on hidasta ja lujuuskadon suuruus
28 vuorokauden iässä on yleensä 10...30 %.
Kuuman betonimassan huonot työstettävyysominaisuudet
haittaavat kuuman betonin hyödyntämistä. Kuuma
betonimassa vaatii yleensä lisäveden käyttöä
työstettävyytensä parantamiseksi. Laboratoriokokeet
osoittivat, että kuuman betonin työstettävyysaikaa
voidaan lisätä hidastimilla, mutta lisäveden tarve ei
niillä merkittävästi vähene. Notkistimien käyttö
edellyttää puolestaan yhteiskäyttöä hidastimen kanssa,
koska puhtaiden notkistimien vaikutusaika jää lyhyeksi.
Lujuudenkehityksen ja työstettävyyden kannalta sopivin
kuonain betonin lämpötila on 40...60 °C. Lämpösuojaamalla
kuuma betoni siten, että lämpötilan lasku tapahtuu
hitaasti, voidaan 1 vuorokauden iässä saavuttaa 50...75 %
saman kuuman betonin 28 vuorokauden lujuudesta massan
alkulämpötilan ollessa 55...60 °C. Kuuman betonin
lujuuskato oli kokeissa arviolta 0...20 %, kun lisäveden
käytön aiheuttamaa lujuuden alenemista ei oteta huomioon.
AB - Betonielementtiteollisuuden ja paikallavalurakentamisen
tuotantovälineiden tehokas ja taloudellinen hyödyntäminen
edellyttävät nykyisin betonin kovettumisen nopeuttamista.
Kovettumista voidaan nopeuttaa lämpökäsittelyllä,
lisäaineilla, nopeasti kovettavilla sementeillä ja
vesisementtisuhteen alentamisella. Tällä hetkellä
käytetyin keino on betonin lämpökäsittely, jossa betonin
lämpötilaa nostetaan valun jälkeen tavallisesti tietyn
kaavan mukaan. Betonin lämpökäsittelyllä on kuitenkin
myös haittoja, joista suurin on betonin lujuuskato.
Muiden kovettumisen nopeuttamiskeinojen käyttö on jäänyt
vähäiseksi.
Tutkimuksen tarkoituksena oli lisätä betonin
kovettumismenetelmien tuntemusta ja selvittää eri
menetelmien käyttömahdollisuuksia. Tutkimus jaettiin
kirjallisuusselvitykseen ja laboratoriokokeisiin.
Laboratoriokokeissa selvitettiin betonin tavallista
lämpökäsittelyä ja kuumana sekoitettua betonia.
Laboratoriokokeiden tulokset olivat samansuuntaisia kuin
kirjallisuudesta saadut tiedot.
Tehokkain kovettumisen nopeuttamismenetelmä on
kovettumislämpötilan nosto. Lisäaineiden käytössä
kaivataan tehokasta kloriditonta kiihdytintä. Toisaalta
tehonotkistimen käyttö kiihdyttimen asemesta avaa uusia
mahdollisuuksia. Erikoismenetelmät kuten erittäin
nopeasti kovettuvat semenentit, soveltuvat yleensä vain
erikoistarkoituksiin. Betonin kovettumisen nopeuttamisen
tehostamiseksi voidaan eri menetelmiä kuitenkin yhdistää.
Mm. tehonotkistimen käyttö yhdistettynä
kovettumislämpötilan nostoon antoi kokeissa hyviä
tuloksia.
Lämpökäsittelyssä on betonin lujuudenkehityksen kannalta
eduksi käyttää l...5 tunnin alkusäilytysaikaa sekä
rajoittaa käsittelylämpötilaa. Tavallisilla 16...24
tunnin muottikiertoajoilla riittää 50...60° C:n
käsittelylämpötila. Yleisportlandsementtiä käytettäessä
saavutetaan tällöin suhteellisen nopeasti 40 %
vertailubetonin 28 vuorokauden lujuudesta. Nopeasti
kovettuvaa portlandsementtiä käytettäessä on vastaava
lujuustaso saman lujuusluokan (28 vuorokautta) betonilla
5...10 prosenttiyksikköä korkeampi. Jotta nopeasti
kovettuvan portlandsementin nopeampi lujuudenkehitys
saataisiin hyödynnetyksi, tulisi sitä käyttäen
valmistettu betoni suhteittaa siten, että lujuuden
laadunarvosteluikä olisi 7 vuorokautta. Nopean
varhaislujuuden kehityksen jälkeen lämpökäsitellyn
betonin lujuudenkehitys on hidasta ja lujuuskadon suuruus
28 vuorokauden iässä on yleensä 10...30 %.
Kuuman betonimassan huonot työstettävyysominaisuudet
haittaavat kuuman betonin hyödyntämistä. Kuuma
betonimassa vaatii yleensä lisäveden käyttöä
työstettävyytensä parantamiseksi. Laboratoriokokeet
osoittivat, että kuuman betonin työstettävyysaikaa
voidaan lisätä hidastimilla, mutta lisäveden tarve ei
niillä merkittävästi vähene. Notkistimien käyttö
edellyttää puolestaan yhteiskäyttöä hidastimen kanssa,
koska puhtaiden notkistimien vaikutusaika jää lyhyeksi.
Lujuudenkehityksen ja työstettävyyden kannalta sopivin
kuonain betonin lämpötila on 40...60 °C. Lämpösuojaamalla
kuuma betoni siten, että lämpötilan lasku tapahtuu
hitaasti, voidaan 1 vuorokauden iässä saavuttaa 50...75 %
saman kuuman betonin 28 vuorokauden lujuudesta massan
alkulämpötilan ollessa 55...60 °C. Kuuman betonin
lujuuskato oli kokeissa arviolta 0...20 %, kun lisäveden
käytön aiheuttamaa lujuuden alenemista ei oteta huomioon.
M3 - Report
SN - 951-38-1634-6
T3 - Valtion teknillinen tutkimuskeskus. Tutkimuksia - Research Reports
BT - Betonin kovettumisen nopeuttaminen
PB - VTT Technical Research Centre of Finland
CY - Espoo
ER -