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. VTT Technical Research Centre of Finland. Valtion teknillinen tutkimuskeskus. Tutkimuksia - Research Reports, No. 628