Betonin kovettumisen nopeuttaminen

Eero Kilpi, Heikki Kukko, Maija Lappi

Research output: Book/ReportReport

Abstract

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.
Original languageFinnish
Place of PublicationEspoo
PublisherVTT Technical Research Centre of Finland
Number of pages166
ISBN (Print)951-38-1634-6
Publication statusPublished - 1983
MoE publication typeD4 Published development or research report or study

Publication series

SeriesValtion teknillinen tutkimuskeskus. Tutkimuksia - Research Reports
Number141
ISSN0358-5077

Cite this

Kilpi, E., Kukko, H., & Lappi, M. (1983). Betonin kovettumisen nopeuttaminen. Espoo: VTT Technical Research Centre of Finland. Valtion teknillinen tutkimuskeskus. Tutkimuksia - Research Reports, No. 141
Kilpi, Eero ; Kukko, Heikki ; Lappi, Maija. / Betonin kovettumisen nopeuttaminen. Espoo : VTT Technical Research Centre of Finland, 1983. 166 p. (Valtion teknillinen tutkimuskeskus. Tutkimuksia - Research Reports; No. 141).
@book{5e79317f793b4c879c8d8f199d23b69e,
title = "Betonin kovettumisen nopeuttaminen",
abstract = "Betonielementtiteollisuuden ja paikallavalurakentamisen tuotantov{\"a}lineiden tehokas ja taloudellinen hy{\"o}dynt{\"a}minen edellytt{\"a}v{\"a}t nykyisin betonin kovettumisen nopeuttamista. Kovettumista voidaan nopeuttaa l{\"a}mp{\"o}k{\"a}sittelyll{\"a}, lis{\"a}aineilla, nopeasti kovettavilla sementeill{\"a} ja vesisementtisuhteen alentamisella. T{\"a}ll{\"a} hetkell{\"a} k{\"a}ytetyin keino on betonin l{\"a}mp{\"o}k{\"a}sittely, jossa betonin l{\"a}mp{\"o}tilaa nostetaan valun j{\"a}lkeen tavallisesti tietyn kaavan mukaan. Betonin l{\"a}mp{\"o}k{\"a}sittelyll{\"a} on kuitenkin my{\"o}s haittoja, joista suurin on betonin lujuuskato. Muiden kovettumisen nopeuttamiskeinojen k{\"a}ytt{\"o} on j{\"a}{\"a}nyt v{\"a}h{\"a}iseksi. Tutkimuksen tarkoituksena oli lis{\"a}t{\"a} betonin kovettumismenetelmien tuntemusta ja selvitt{\"a}{\"a} eri menetelmien k{\"a}ytt{\"o}mahdollisuuksia. Tutkimus jaettiin kirjallisuusselvitykseen ja laboratoriokokeisiin. Laboratoriokokeissa selvitettiin betonin tavallista l{\"a}mp{\"o}k{\"a}sittely{\"a} ja kuumana sekoitettua betonia. Laboratoriokokeiden tulokset olivat samansuuntaisia kuin kirjallisuudesta saadut tiedot. Tehokkain kovettumisen nopeuttamismenetelm{\"a} on kovettumisl{\"a}mp{\"o}tilan nosto. Lis{\"a}aineiden k{\"a}yt{\"o}ss{\"a} kaivataan tehokasta kloriditonta kiihdytint{\"a}. Toisaalta tehonotkistimen k{\"a}ytt{\"o} kiihdyttimen asemesta avaa uusia mahdollisuuksia. Erikoismenetelm{\"a}t kuten eritt{\"a}in nopeasti kovettuvat semenentit, soveltuvat yleens{\"a} vain erikoistarkoituksiin. Betonin kovettumisen nopeuttamisen tehostamiseksi voidaan eri menetelmi{\"a} kuitenkin yhdist{\"a}{\"a}. Mm. tehonotkistimen k{\"a}ytt{\"o} yhdistettyn{\"a} kovettumisl{\"a}mp{\"o}tilan nostoon antoi kokeissa hyvi{\"a} tuloksia. L{\"a}mp{\"o}k{\"a}sittelyss{\"a} on betonin lujuudenkehityksen kannalta eduksi k{\"a}ytt{\"a}{\"a} l...5 tunnin alkus{\"a}ilytysaikaa sek{\"a} rajoittaa k{\"a}sittelyl{\"a}mp{\"o}tilaa. Tavallisilla 16...24 tunnin muottikiertoajoilla riitt{\"a}{\"a} 50...60° C:n k{\"a}sittelyl{\"a}mp{\"o}tila. Yleisportlandsementti{\"a} k{\"a}ytett{\"a}ess{\"a} saavutetaan t{\"a}ll{\"o}in suhteellisen nopeasti 40 {\%} vertailubetonin 28 vuorokauden lujuudesta. Nopeasti kovettuvaa portlandsementti{\"a} k{\"a}ytett{\"a}ess{\"a} on vastaava lujuustaso saman lujuusluokan (28 vuorokautta) betonilla 5...10 prosenttiyksikk{\"o}{\"a} korkeampi. Jotta nopeasti kovettuvan portlandsementin nopeampi lujuudenkehitys saataisiin hy{\"o}dynnetyksi, tulisi sit{\"a} k{\"a}ytt{\"a}en valmistettu betoni suhteittaa siten, ett{\"a} lujuuden laadunarvosteluik{\"a} olisi 7 vuorokautta. Nopean varhaislujuuden kehityksen j{\"a}lkeen l{\"a}mp{\"o}k{\"a}sitellyn betonin lujuudenkehitys on hidasta ja lujuuskadon suuruus 28 vuorokauden i{\"a}ss{\"a} on yleens{\"a} 10...30 {\%}. Kuuman betonimassan huonot ty{\"o}stett{\"a}vyysominaisuudet haittaavat kuuman betonin hy{\"o}dynt{\"a}mist{\"a}. Kuuma betonimassa vaatii yleens{\"a} lis{\"a}veden k{\"a}ytt{\"o}{\"a} ty{\"o}stett{\"a}vyytens{\"a} parantamiseksi. Laboratoriokokeet osoittivat, ett{\"a} kuuman betonin ty{\"o}stett{\"a}vyysaikaa voidaan lis{\"a}t{\"a} hidastimilla, mutta lis{\"a}veden tarve ei niill{\"a} merkitt{\"a}v{\"a}sti v{\"a}hene. Notkistimien k{\"a}ytt{\"o} edellytt{\"a}{\"a} puolestaan yhteisk{\"a}ytt{\"o}{\"a} hidastimen kanssa, koska puhtaiden notkistimien vaikutusaika j{\"a}{\"a} lyhyeksi. Lujuudenkehityksen ja ty{\"o}stett{\"a}vyyden kannalta sopivin kuonain betonin l{\"a}mp{\"o}tila on 40...60 °C. L{\"a}mp{\"o}suojaamalla kuuma betoni siten, ett{\"a} l{\"a}mp{\"o}tilan lasku tapahtuu hitaasti, voidaan 1 vuorokauden i{\"a}ss{\"a} saavuttaa 50...75 {\%} saman kuuman betonin 28 vuorokauden lujuudesta massan alkul{\"a}mp{\"o}tilan ollessa 55...60 °C. Kuuman betonin lujuuskato oli kokeissa arviolta 0...20 {\%}, kun lis{\"a}veden k{\"a}yt{\"o}n aiheuttamaa lujuuden alenemista ei oteta huomioon.",
author = "Eero Kilpi and Heikki Kukko and Maija Lappi",
year = "1983",
language = "Finnish",
isbn = "951-38-1634-6",
series = "Valtion teknillinen tutkimuskeskus. Tutkimuksia - Research Reports",
publisher = "VTT Technical Research Centre of Finland",
number = "141",
address = "Finland",

}

Kilpi, E, Kukko, H & Lappi, M 1983, Betonin kovettumisen nopeuttaminen. Valtion teknillinen tutkimuskeskus. Tutkimuksia - Research Reports, no. 141, VTT Technical Research Centre of Finland, Espoo.

Betonin kovettumisen nopeuttaminen. / Kilpi, Eero; Kukko, Heikki; Lappi, Maija.

Espoo : VTT Technical Research Centre of Finland, 1983. 166 p. (Valtion teknillinen tutkimuskeskus. Tutkimuksia - Research Reports; No. 141).

Research output: Book/ReportReport

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 -

Kilpi E, Kukko H, Lappi M. Betonin kovettumisen nopeuttaminen. Espoo: VTT Technical Research Centre of Finland, 1983. 166 p. (Valtion teknillinen tutkimuskeskus. Tutkimuksia - Research Reports; No. 141).