Betonin pumpattavuus

Tässä tutkimuksessa on selvitetty kirjallisuuden ja laboratoriossa tehtyjen pumppauskokeiden avulla betonimassan virtausominaisuuksia sekä pumppauksen vaikutusta betonimassan ja kovettuneen betonin ominaisuuksiin. Virtausominaisuuksia voidaan tutkia reologisin menetelmin rotaatioreometrilla, jolla saadaan selvitetyksi riippuvuus tutkittavan aineen rasituksen, leikkausnopeuden ja virtausominaisuutta kuvaavan leikkausjännityksen välille. Koska betonimassan ominaisuuksien tutkiminen näin on kuitenkin vaikeaa, ei sen reologisesta käyttäytymisestä ole saatu varmuutta, mutta tutkimalla sementtiliimaa ja laastia on päädytty arvioon, jonka mukaan betonimassalla on rakenneviskoosin Binghamnesteen ominaisuuksia. Kulkiessaan pumppausputkistossa betonimassa liikkuu yhtenäisenä massalieriönä. jonka muodostavat rakeet eivät ole liikkeessä toistensa suhteen. Lieriön ja putken seinämän välissä on nestemäinen voitelukerros, joka virratessaan saa myös massalieriön liikkumaan. Voitelukerroksen syntyminen on edellytyksenä pumppauksen onnistumiselle ja se koostuu vedestä, sementistä ja runkoaineen hienojakoisimmasta osasta. Nämä betonimassan hienot aineosat muodostavat sen hienoainesmäärän, joka on tärkein betonin koostumuksen, pumpattavuuteen vaikuttava tekijä. Pumpattavan betonin koostumusta valittaessa on otettava huomioon virtausominaisuuksien sille asettamat erityiset vaatimukset, mutta kuitenkin on aina kiinnitettävä huomiota myös betonointikohteesta riippuviin, kovettuneelle betonille asetettaviin vaatimuksiin. Laboratoriossa tehdyillä kokeilla oli tarkoituksena selvittää pumppauksen vaikutusta betonimassaan sekä kovettuneen betonin 28 vrk:n lujuuteen ja 56 vikon aikana tapahtuneeseen kutistumiseen. Betonimassalle tehtiin mittaukset sekä ennnen että jälkeen pumppauksen, ja koekappaleet valmistettiin pumppaamattomasta ja pumpatusta betonimassasta. Kokeissa havaittiin betonimassan ilmamäärän pienentyneen sen kuljettua pumppausputkiston läpi. Kovettuneen betonin lujuuteen ei pumppauksella ollut selvää, yhdensuuntaista vaikutusta. Myöskään kutistumiseen ei pumppaaminen vaikuttanut, mutta suurten hienoainesmäärien todettiin johtavan suurempiin kutistumiin. Eri betonien kutistumat poikkesivat kuitenkin selvästi vähemmän toisistaan pumpatuilla kuin pumppaamattomilla betoneilla, mikä osoittaa pumppauksen homogenisoivaa muokkausvaikutusta. Koska tutkimus tehtiin laboratoriossa ei se voi antaa todellista kuvaa pumppauksen vaikutuksesta betoniin. Jatkotutkimuksena voidaankin ajatella tutkimusta, jossa seurattaisiin pumpattavan betonin kulkua valmistuksesta muottiin, jolloin mukana olisi yhdessä sekä autokuljetus että betonin siirto pumppaamalla. Täydellisemmän tuloksen saamiseksi tulisi tutkia myös eri pituisten ja muotoisten putkistojen vaikutusta samoin kuin betonimassan putkistossa seisottamisen vaikutusta pumppauskatkojen aikana. Lisäaineilla voidaan parantaa pumpattavuutta, mutta ennen kuin niitä käytetään, olisi tutkimuksin sekä laboratoriossa että käytännössä varmistauduttava niiden edullisuudesta. Pumpattavuuden tutkimiseksi tulisi kehittää menetelmiä ja laitteita, joilla voitaisiin selvittää betonimassan virtausominaisuuksia ja sen käyttäytymistä paineen alaisena.