Betonin vanhentuminen ja sen vaikutukset säilyvyyteen arktisissa meriolosuhteissa

Hannele Kuosa, Erkki Vesikari

Research output: Book/ReportReport

Abstract

Tutkimuksen kohteena oli vanhentumisen vaikutukset betonin säilyvyyteen arktisissa meriolosuhteissa. Betoni vanhentuu sekä ilmatilassa että merivedessä kemiallisten rasitustekijöiden johdosta. Ilmassa betoni karbonatisoituu ja merivedessä erilaiset suolat reagoivat sementtimineraalien kanssa. Kemiallisten muutosten takia myös betonin huokosrakenne muuttuu, mikä vaikuttaa betonin säilyvyyteen. Arktisissa meriolosuhteissa keskeisiä säilyvyyttä vaarantavia tekijöitä ovat pakkasrasitus ja jään aiheuttama mekaaninen kulutusrasitus. Betonin rapautumiselle ratkaisevaa on yleensä usean rasitustekijän yhteisvaikutus, mikä otettiin huomioon koeohjelmaa laadittaessa. Koebetoneissa sideaineena oli 1) portlandsementti, 2) yleissementti (sisältää lentotuhkaa), 3) seossementti, jossa kuonan ja portlandsementin suhde oli 30/70, 4) seossementti, jossa kuonan ja portlandsementin suhde oli 50/50, 5) masuunisementti ja 6) portlandsementti + 10 % silikoa. Betonin koostumus oli kaikissa sama, sideaineen määrä 350 kg/m3 ja vesi-sideainesuhde 0,48. Karbonatisoituminen heikentää betonin pakkassuolakestävyyttä kuonaa ja silikaa sisältävillä betoneilla. Lentotuhkaa sisältävällä betonilla ei havaittu muutosta pakkas-suolakestävyydessä. Portlandsementtibetonilla pakkas- suolakestävyys parani karbonatisoitumisen takia. Merivesikäsittelyn seurauksena portlandsementtibetonin pakkas-suolakestävyys heikkeni jonkin verran. Silikalla ja lentotuhkalla ei ollut heikentävää vaikutusta pakkas-suolakestävyyteen. Kuonan kohdalla koetulosta oli vaikeaa tulkita merivesikäsitellyillä koekappaleilla. Kulutuskokeissa todettiin selvä ero muottipinnan ja valupinnan kulumien välillä. Keskimäärin valupintojen kuluma oli 48 % suurempi kuin muottipintojen kuluma. Lisäksi havaittiin selvä korrelaatio puristuslujuuden ja kuluman välillä. Lujuuden kasvaessa 10 MPa kuluma pieneni muottipinnoilla noin 10 % ja valupinnoilla noin 20 %. Meriveden ja pakkasen yhteisvaikutus betonin kulutuskestävyyteen on ilmeinen. Ennen kulutuskoetta tehty lievä jäädytys-sulatusrasitus lisäsi merivesikäsiteltyjen laattojen muottipintojen kulumia keskimäärin 35 %. Portlandsementtibetonilla lisäys oli jopa 75 %. Jos koelaatat eivät olleet merivesikäsiteltyjä, oli vastaava jäädytys-sulatusrasituksen aiheuttama lisäys kulumassa keskimäärin vain 14 %.
Original languageFinnish
Place of PublicationEspoo
PublisherVTT Technical Research Centre of Finland
Number of pages48
ISBN (Print)951-38-3505-7
Publication statusPublished - 1989
MoE publication typeD4 Published development or research report or study

Publication series

SeriesValtion teknillinen tutkimuskeskus. Tutkimuksia - Research Reports
Number628
ISSN0358-5077

Keywords

  • arctic regions
  • concrete construction
  • concrete structures
  • offshore structures
  • mix design
  • salt water
  • ice
  • durability
  • frost
  • cements

Cite this

Kuosa, H., & Vesikari, E. (1989). Betonin vanhentuminen ja sen vaikutukset säilyvyyteen arktisissa meriolosuhteissa. Espoo: VTT Technical Research Centre of Finland. Valtion teknillinen tutkimuskeskus. Tutkimuksia - Research Reports, No. 628
Kuosa, Hannele ; Vesikari, Erkki. / Betonin vanhentuminen ja sen vaikutukset säilyvyyteen arktisissa meriolosuhteissa. Espoo : VTT Technical Research Centre of Finland, 1989. 48 p. (Valtion teknillinen tutkimuskeskus. Tutkimuksia - Research Reports; No. 628).
@book{0126c20473344410a97b9dcc8a2384a9,
title = "Betonin vanhentuminen ja sen vaikutukset s{\"a}ilyvyyteen arktisissa meriolosuhteissa",
abstract = "Tutkimuksen kohteena oli vanhentumisen vaikutukset betonin s{\"a}ilyvyyteen arktisissa meriolosuhteissa. Betoni vanhentuu sek{\"a} ilmatilassa ett{\"a} merivedess{\"a} kemiallisten rasitustekij{\"o}iden johdosta. Ilmassa betoni karbonatisoituu ja merivedess{\"a} erilaiset suolat reagoivat sementtimineraalien kanssa. Kemiallisten muutosten takia my{\"o}s betonin huokosrakenne muuttuu, mik{\"a} vaikuttaa betonin s{\"a}ilyvyyteen. Arktisissa meriolosuhteissa keskeisi{\"a} s{\"a}ilyvyytt{\"a} vaarantavia tekij{\"o}it{\"a} ovat pakkasrasitus ja j{\"a}{\"a}n aiheuttama mekaaninen kulutusrasitus. Betonin rapautumiselle ratkaisevaa on yleens{\"a} usean rasitustekij{\"a}n yhteisvaikutus, mik{\"a} otettiin huomioon koeohjelmaa laadittaessa. Koebetoneissa sideaineena oli 1) portlandsementti, 2) yleissementti (sis{\"a}lt{\"a}{\"a} lentotuhkaa), 3) seossementti, jossa kuonan ja portlandsementin suhde oli 30/70, 4) seossementti, jossa kuonan ja portlandsementin suhde oli 50/50, 5) masuunisementti ja 6) portlandsementti + 10 {\%} silikoa. Betonin koostumus oli kaikissa sama, sideaineen m{\"a}{\"a}r{\"a} 350 kg/m3 ja vesi-sideainesuhde 0,48. Karbonatisoituminen heikent{\"a}{\"a} betonin pakkassuolakest{\"a}vyytt{\"a} kuonaa ja silikaa sis{\"a}lt{\"a}vill{\"a} betoneilla. Lentotuhkaa sis{\"a}lt{\"a}v{\"a}ll{\"a} betonilla ei havaittu muutosta pakkas-suolakest{\"a}vyydess{\"a}. Portlandsementtibetonilla pakkas- suolakest{\"a}vyys parani karbonatisoitumisen takia. Merivesik{\"a}sittelyn seurauksena portlandsementtibetonin pakkas-suolakest{\"a}vyys heikkeni jonkin verran. Silikalla ja lentotuhkalla ei ollut heikent{\"a}v{\"a}{\"a} vaikutusta pakkas-suolakest{\"a}vyyteen. Kuonan kohdalla koetulosta oli vaikeaa tulkita merivesik{\"a}sitellyill{\"a} koekappaleilla. Kulutuskokeissa todettiin selv{\"a} ero muottipinnan ja valupinnan kulumien v{\"a}lill{\"a}. Keskim{\"a}{\"a}rin valupintojen kuluma oli 48 {\%} suurempi kuin muottipintojen kuluma. Lis{\"a}ksi havaittiin selv{\"a} korrelaatio puristuslujuuden ja kuluman v{\"a}lill{\"a}. Lujuuden kasvaessa 10 MPa kuluma pieneni muottipinnoilla noin 10 {\%} ja valupinnoilla noin 20 {\%}. Meriveden ja pakkasen yhteisvaikutus betonin kulutuskest{\"a}vyyteen on ilmeinen. Ennen kulutuskoetta tehty liev{\"a} j{\"a}{\"a}dytys-sulatusrasitus lis{\"a}si merivesik{\"a}siteltyjen laattojen muottipintojen kulumia keskim{\"a}{\"a}rin 35 {\%}. Portlandsementtibetonilla lis{\"a}ys oli jopa 75 {\%}. Jos koelaatat eiv{\"a}t olleet merivesik{\"a}siteltyj{\"a}, oli vastaava j{\"a}{\"a}dytys-sulatusrasituksen aiheuttama lis{\"a}ys kulumassa keskim{\"a}{\"a}rin vain 14 {\%}.",
keywords = "arctic regions, concrete construction, concrete structures, offshore structures, mix design, salt water, ice, durability, frost, cements",
author = "Hannele Kuosa and Erkki Vesikari",
year = "1989",
language = "Finnish",
isbn = "951-38-3505-7",
series = "Valtion teknillinen tutkimuskeskus. Tutkimuksia - Research Reports",
publisher = "VTT Technical Research Centre of Finland",
number = "628",
address = "Finland",

}

Kuosa, H & Vesikari, E 1989, Betonin vanhentuminen ja sen vaikutukset säilyvyyteen arktisissa meriolosuhteissa. Valtion teknillinen tutkimuskeskus. Tutkimuksia - Research Reports, no. 628, VTT Technical Research Centre of Finland, Espoo.

Betonin vanhentuminen ja sen vaikutukset säilyvyyteen arktisissa meriolosuhteissa. / Kuosa, Hannele; Vesikari, Erkki.

Espoo : VTT Technical Research Centre of Finland, 1989. 48 p. (Valtion teknillinen tutkimuskeskus. Tutkimuksia - Research Reports; No. 628).

Research output: Book/ReportReport

TY - BOOK

T1 - Betonin vanhentuminen ja sen vaikutukset säilyvyyteen arktisissa meriolosuhteissa

AU - Kuosa, Hannele

AU - Vesikari, Erkki

PY - 1989

Y1 - 1989

N2 - Tutkimuksen kohteena oli vanhentumisen vaikutukset betonin säilyvyyteen arktisissa meriolosuhteissa. Betoni vanhentuu sekä ilmatilassa että merivedessä kemiallisten rasitustekijöiden johdosta. Ilmassa betoni karbonatisoituu ja merivedessä erilaiset suolat reagoivat sementtimineraalien kanssa. Kemiallisten muutosten takia myös betonin huokosrakenne muuttuu, mikä vaikuttaa betonin säilyvyyteen. Arktisissa meriolosuhteissa keskeisiä säilyvyyttä vaarantavia tekijöitä ovat pakkasrasitus ja jään aiheuttama mekaaninen kulutusrasitus. Betonin rapautumiselle ratkaisevaa on yleensä usean rasitustekijän yhteisvaikutus, mikä otettiin huomioon koeohjelmaa laadittaessa. Koebetoneissa sideaineena oli 1) portlandsementti, 2) yleissementti (sisältää lentotuhkaa), 3) seossementti, jossa kuonan ja portlandsementin suhde oli 30/70, 4) seossementti, jossa kuonan ja portlandsementin suhde oli 50/50, 5) masuunisementti ja 6) portlandsementti + 10 % silikoa. Betonin koostumus oli kaikissa sama, sideaineen määrä 350 kg/m3 ja vesi-sideainesuhde 0,48. Karbonatisoituminen heikentää betonin pakkassuolakestävyyttä kuonaa ja silikaa sisältävillä betoneilla. Lentotuhkaa sisältävällä betonilla ei havaittu muutosta pakkas-suolakestävyydessä. Portlandsementtibetonilla pakkas- suolakestävyys parani karbonatisoitumisen takia. Merivesikäsittelyn seurauksena portlandsementtibetonin pakkas-suolakestävyys heikkeni jonkin verran. Silikalla ja lentotuhkalla ei ollut heikentävää vaikutusta pakkas-suolakestävyyteen. Kuonan kohdalla koetulosta oli vaikeaa tulkita merivesikäsitellyillä koekappaleilla. Kulutuskokeissa todettiin selvä ero muottipinnan ja valupinnan kulumien välillä. Keskimäärin valupintojen kuluma oli 48 % suurempi kuin muottipintojen kuluma. Lisäksi havaittiin selvä korrelaatio puristuslujuuden ja kuluman välillä. Lujuuden kasvaessa 10 MPa kuluma pieneni muottipinnoilla noin 10 % ja valupinnoilla noin 20 %. Meriveden ja pakkasen yhteisvaikutus betonin kulutuskestävyyteen on ilmeinen. Ennen kulutuskoetta tehty lievä jäädytys-sulatusrasitus lisäsi merivesikäsiteltyjen laattojen muottipintojen kulumia keskimäärin 35 %. Portlandsementtibetonilla lisäys oli jopa 75 %. Jos koelaatat eivät olleet merivesikäsiteltyjä, oli vastaava jäädytys-sulatusrasituksen aiheuttama lisäys kulumassa keskimäärin vain 14 %.

AB - Tutkimuksen kohteena oli vanhentumisen vaikutukset betonin säilyvyyteen arktisissa meriolosuhteissa. Betoni vanhentuu sekä ilmatilassa että merivedessä kemiallisten rasitustekijöiden johdosta. Ilmassa betoni karbonatisoituu ja merivedessä erilaiset suolat reagoivat sementtimineraalien kanssa. Kemiallisten muutosten takia myös betonin huokosrakenne muuttuu, mikä vaikuttaa betonin säilyvyyteen. Arktisissa meriolosuhteissa keskeisiä säilyvyyttä vaarantavia tekijöitä ovat pakkasrasitus ja jään aiheuttama mekaaninen kulutusrasitus. Betonin rapautumiselle ratkaisevaa on yleensä usean rasitustekijän yhteisvaikutus, mikä otettiin huomioon koeohjelmaa laadittaessa. Koebetoneissa sideaineena oli 1) portlandsementti, 2) yleissementti (sisältää lentotuhkaa), 3) seossementti, jossa kuonan ja portlandsementin suhde oli 30/70, 4) seossementti, jossa kuonan ja portlandsementin suhde oli 50/50, 5) masuunisementti ja 6) portlandsementti + 10 % silikoa. Betonin koostumus oli kaikissa sama, sideaineen määrä 350 kg/m3 ja vesi-sideainesuhde 0,48. Karbonatisoituminen heikentää betonin pakkassuolakestävyyttä kuonaa ja silikaa sisältävillä betoneilla. Lentotuhkaa sisältävällä betonilla ei havaittu muutosta pakkas-suolakestävyydessä. Portlandsementtibetonilla pakkas- suolakestävyys parani karbonatisoitumisen takia. Merivesikäsittelyn seurauksena portlandsementtibetonin pakkas-suolakestävyys heikkeni jonkin verran. Silikalla ja lentotuhkalla ei ollut heikentävää vaikutusta pakkas-suolakestävyyteen. Kuonan kohdalla koetulosta oli vaikeaa tulkita merivesikäsitellyillä koekappaleilla. Kulutuskokeissa todettiin selvä ero muottipinnan ja valupinnan kulumien välillä. Keskimäärin valupintojen kuluma oli 48 % suurempi kuin muottipintojen kuluma. Lisäksi havaittiin selvä korrelaatio puristuslujuuden ja kuluman välillä. Lujuuden kasvaessa 10 MPa kuluma pieneni muottipinnoilla noin 10 % ja valupinnoilla noin 20 %. Meriveden ja pakkasen yhteisvaikutus betonin kulutuskestävyyteen on ilmeinen. Ennen kulutuskoetta tehty lievä jäädytys-sulatusrasitus lisäsi merivesikäsiteltyjen laattojen muottipintojen kulumia keskimäärin 35 %. Portlandsementtibetonilla lisäys oli jopa 75 %. Jos koelaatat eivät olleet merivesikäsiteltyjä, oli vastaava jäädytys-sulatusrasituksen aiheuttama lisäys kulumassa keskimäärin vain 14 %.

KW - arctic regions

KW - concrete construction

KW - concrete structures

KW - offshore structures

KW - mix design

KW - salt water

KW - ice

KW - durability

KW - frost

KW - cements

M3 - Report

SN - 951-38-3505-7

T3 - Valtion teknillinen tutkimuskeskus. Tutkimuksia - Research Reports

BT - Betonin vanhentuminen ja sen vaikutukset säilyvyyteen arktisissa meriolosuhteissa

PB - VTT Technical Research Centre of Finland

CY - Espoo

ER -

Kuosa H, Vesikari E. Betonin vanhentuminen ja sen vaikutukset säilyvyyteen arktisissa meriolosuhteissa. Espoo: VTT Technical Research Centre of Finland, 1989. 48 p. (Valtion teknillinen tutkimuskeskus. Tutkimuksia - Research Reports; No. 628).