Energian taloudellinen käyttö betonin lämmityksessä

Eero Kilpi; Heikki Kukko

Energian taloudellinen käyttö betonin lämmityksessä

Eero Kilpi, Heikki Kukko

VTT Technical Research Centre of Finland

Research output: Book/Report › Report

Abstract

Betonin kovettuminen on tavallisissa oloissa suhteellisen hidas tapahtuma, jota tehokkaassa betonirakentamisessa pyritään nopeuttamaan. Vallitsevana menetelmänä on betonin lämmitys, koska lujuudenkehitys kiihtyy voimakkaasti betonin lämpötilan noustessa. Kylmän sään betonoinnissa lämmityksellä estetään myös betonin jäätyminen. Lämmityksen energiatalous on työmaaolosuhteissa kuitenkin heikko. Tutkimuksen mukaan betonin energiantarve kovettumisessa muottien purkulujuuteen vaihtelee menetelmästä riippuen 50 kWh:sta 400 kWh:iin betonikuutiometriä kohti. Kun teoreettinen arvo työmaaolosuhteissa kohtalaisella lämpösuojauksella on 20...40 kWh betonikuutiometriä kohti voidaan hyötysuhteen betonin lämmityksessä todeta olevan eräissä tapauksissa todella alhainen. Energian käyttöä voidaan betonin lämmityksessä kuitenkin tehostaa kiinnittämällä huomiota lämmitysmenetelmän valintaan, valitun menetelmän oikeaan käyttöön, valun lämmönsuojauksen parantamiseen sekä lämmityksen valvontaan, johon kuuluu betonin kovettumislämpötilan mittaaminen. Ensisijainen peruste lämmitystehon ja -ajan optimoimiselle on betonin kovettumisen hyvä hallinta. Lämpötilan noustessa betonin lujuudenkehitys kiihtyy voimakkaasti, mutta tietyn lujuustason jälkeen se hidastuu selvästi. Koska tämä lujuustaso saavutetaan melko nopeasti, tulisi lämmitystä käyttää vain sen saavuttamiseen. Betonin lujuusluokan lisäyksellä puolestaan varmistetaan riittävä muottien purkulujuus, sillä lämmityksellä nopeasti saavutettu lujuustaso ei ole useinkaan riittävä muottien purkamiseksi. Käytännössä lujuusluokan nosto merkitsee myös lämmitysajan lyhentymistä ja muottikierron nopeutumista. Kuuman betonin käyttäminen on energiateknisesti edullinen menetelmä. Myös sähkölämmitteisillä muoteilla on mahdollista päästä alhaiseen energiankulutukseen, mutta se vaatii tuotekehitystä. Suurin energiankulutus on kuumailmalämmityksellä, jossa syy heikkoon hyötysuhteeseen löytyy suureksi osaksi lämmitystehon suuntausmahdollisuuden puutteesta. Betonivalun lämmönsuolaus on kylmällä säällä välttämätöntä. Jättämällä betonivalun pinta suojaamatta jätetään suunniteltu muottikierto sään armoille, vaarannetaan betonin laatu ja heikennetään työturvallisuutta. Lämmönsuojaus saattaa kuitenkin vaurioittaa betonin pintaa. Jotta lämmönsuojaus saataisiin toteutettua hyvin, tulisi koko kohteen suojausmenetelmä suunnitella ennakolta. Tämä mahdollistaa suurten lämmönsuojauselementtien tehokkaan käytön. Muottivaneripintaisilla lämmönsuojauselementeillä on saatu hyviä kokemuksia asennuksesta ja betonin pinnan laadusta. Muita menetelmiä, joilla voidaan vaikuttaa betonin kovettumiseen energiataloudellisessa mielessä, ovat betonin lisäaineet ja nopeasti kovettuva sementti. Nopeasti kovettuvan sementin käyttö nopeuttaa betonin lujuudenkehitystä ja edesauttaa muottien purkulujuuden saavuttamista. Suhteuttamalla betoni 7 d:n laadunarvosteluiän mukaan ei nopeasti kovettuvaa sementtiä käytettäessä yleensä tarvita lujuusluokan lisäystä nopeassa maottikierrossa muottien purkulujuuden saavuttamiseksi. Lisäaineista voidaan käyttää jäätymispistettä alentavia lisäaineita ja nesteyttimiä (tehonotkistimia). Jäätymispistettä alentavat lisäaineet tulevat hintansa takia kyseeseen kuitenkin vain hyvin pienissä valukohteissa ja saumauksissa. Lisäksi niiden kovettuminen riippuu säästä, mistä tehokkaassa talvibetonoinnissa pyritään pääsemään eroon. Nesteyttimet puolestaan nopeuttavat valua ja vähentävät valutyön rasittavuutta, millä on merkitystä erityisesti talviolosuhteissa.

Original language	Finnish
Place of Publication	Espoo
Publisher	VTT Technical Research Centre of Finland
Number of pages	85
ISBN (Print)	951-38-2421-7
Publication status	Published - 1985
MoE publication type	D4 Published development or research report or study

Publication series

Series	Valtion teknillinen tutkimuskeskus. Tutkimuksia - Research Reports
Number	374
ISSN	0358-5077

Keywords

concrete
energy consumption
energy saving
in situ
concreting
hardening
heating economy
insulation
methods

UN SDGs

This output contributes to the following UN Sustainable Development Goals (SDGs)

Cite this

@book{d75a5abf0c1740c59b8ab6e322b3e58d,

title = "Energian taloudellinen k{\"a}ytt{\"o} betonin l{\"a}mmityksess{\"a}",

abstract = "Betonin kovettuminen on tavallisissa oloissa suhteellisen hidas tapahtuma, jota tehokkaassa betonirakentamisessa pyrit{\"a}{\"a}n nopeuttamaan. Vallitsevana menetelm{\"a}n{\"a} on betonin l{\"a}mmitys, koska lujuudenkehitys kiihtyy voimakkaasti betonin l{\"a}mp{\"o}tilan noustessa. Kylm{\"a}n s{\"a}{\"a}n betonoinnissa l{\"a}mmityksell{\"a} estet{\"a}{\"a}n my{\"o}s betonin j{\"a}{\"a}tyminen. L{\"a}mmityksen energiatalous on ty{\"o}maaolosuhteissa kuitenkin heikko. Tutkimuksen mukaan betonin energiantarve kovettumisessa muottien purkulujuuteen vaihtelee menetelm{\"a}st{\"a} riippuen 50 kWh:sta 400 kWh:iin betonikuutiometri{\"a} kohti. Kun teoreettinen arvo ty{\"o}maaolosuhteissa kohtalaisella l{\"a}mp{\"o}suojauksella on 20...40 kWh betonikuutiometri{\"a} kohti voidaan hy{\"o}tysuhteen betonin l{\"a}mmityksess{\"a} todeta olevan er{\"a}iss{\"a} tapauksissa todella alhainen. Energian k{\"a}ytt{\"o}{\"a} voidaan betonin l{\"a}mmityksess{\"a} kuitenkin tehostaa kiinnitt{\"a}m{\"a}ll{\"a} huomiota l{\"a}mmitysmenetelm{\"a}n valintaan, valitun menetelm{\"a}n oikeaan k{\"a}ytt{\"o}{\"o}n, valun l{\"a}mm{\"o}nsuojauksen parantamiseen sek{\"a} l{\"a}mmityksen valvontaan, johon kuuluu betonin kovettumisl{\"a}mp{\"o}tilan mittaaminen. Ensisijainen peruste l{\"a}mmitystehon ja -ajan optimoimiselle on betonin kovettumisen hyv{\"a} hallinta. L{\"a}mp{\"o}tilan noustessa betonin lujuudenkehitys kiihtyy voimakkaasti, mutta tietyn lujuustason j{\"a}lkeen se hidastuu selv{\"a}sti. Koska t{\"a}m{\"a} lujuustaso saavutetaan melko nopeasti, tulisi l{\"a}mmityst{\"a} k{\"a}ytt{\"a}{\"a} vain sen saavuttamiseen. Betonin lujuusluokan lis{\"a}yksell{\"a} puolestaan varmistetaan riitt{\"a}v{\"a} muottien purkulujuus, sill{\"a} l{\"a}mmityksell{\"a} nopeasti saavutettu lujuustaso ei ole useinkaan riitt{\"a}v{\"a} muottien purkamiseksi. K{\"a}yt{\"a}nn{\"o}ss{\"a} lujuusluokan nosto merkitsee my{\"o}s l{\"a}mmitysajan lyhentymist{\"a} ja muottikierron nopeutumista. Kuuman betonin k{\"a}ytt{\"a}minen on energiateknisesti edullinen menetelm{\"a}. My{\"o}s s{\"a}hk{\"o}l{\"a}mmitteisill{\"a} muoteilla on mahdollista p{\"a}{\"a}st{\"a} alhaiseen energiankulutukseen, mutta se vaatii tuotekehityst{\"a}. Suurin energiankulutus on kuumailmal{\"a}mmityksell{\"a}, jossa syy heikkoon hy{\"o}tysuhteeseen l{\"o}ytyy suureksi osaksi l{\"a}mmitystehon suuntausmahdollisuuden puutteesta. Betonivalun l{\"a}mm{\"o}nsuolaus on kylm{\"a}ll{\"a} s{\"a}{\"a}ll{\"a} v{\"a}ltt{\"a}m{\"a}t{\"o}nt{\"a}. J{\"a}tt{\"a}m{\"a}ll{\"a} betonivalun pinta suojaamatta j{\"a}tet{\"a}{\"a}n suunniteltu muottikierto s{\"a}{\"a}n armoille, vaarannetaan betonin laatu ja heikennet{\"a}{\"a}n ty{\"o}turvallisuutta. L{\"a}mm{\"o}nsuojaus saattaa kuitenkin vaurioittaa betonin pintaa. Jotta l{\"a}mm{\"o}nsuojaus saataisiin toteutettua hyvin, tulisi koko kohteen suojausmenetelm{\"a} suunnitella ennakolta. T{\"a}m{\"a} mahdollistaa suurten l{\"a}mm{\"o}nsuojauselementtien tehokkaan k{\"a}yt{\"o}n. Muottivaneripintaisilla l{\"a}mm{\"o}nsuojauselementeill{\"a} on saatu hyvi{\"a} kokemuksia asennuksesta ja betonin pinnan laadusta. Muita menetelmi{\"a}, joilla voidaan vaikuttaa betonin kovettumiseen energiataloudellisessa mieless{\"a}, ovat betonin lis{\"a}aineet ja nopeasti kovettuva sementti. Nopeasti kovettuvan sementin k{\"a}ytt{\"o} nopeuttaa betonin lujuudenkehityst{\"a} ja edesauttaa muottien purkulujuuden saavuttamista. Suhteuttamalla betoni 7 d:n laadunarvostelui{\"a}n mukaan ei nopeasti kovettuvaa sementti{\"a} k{\"a}ytett{\"a}ess{\"a} yleens{\"a} tarvita lujuusluokan lis{\"a}yst{\"a} nopeassa maottikierrossa muottien purkulujuuden saavuttamiseksi. Lis{\"a}aineista voidaan k{\"a}ytt{\"a}{\"a} j{\"a}{\"a}tymispistett{\"a} alentavia lis{\"a}aineita ja nesteyttimi{\"a} (tehonotkistimia). J{\"a}{\"a}tymispistett{\"a} alentavat lis{\"a}aineet tulevat hintansa takia kyseeseen kuitenkin vain hyvin pieniss{\"a} valukohteissa ja saumauksissa. Lis{\"a}ksi niiden kovettuminen riippuu s{\"a}{\"a}st{\"a}, mist{\"a} tehokkaassa talvibetonoinnissa pyrit{\"a}{\"a}n p{\"a}{\"a}sem{\"a}{\"a}n eroon. Nesteyttimet puolestaan nopeuttavat valua ja v{\"a}hent{\"a}v{\"a}t valuty{\"o}n rasittavuutta, mill{\"a} on merkityst{\"a} erityisesti talviolosuhteissa.",

keywords = "concrete, energy consumption, energy saving, in situ, concreting, hardening, heating economy, insulation, methods",

author = "Eero Kilpi and Heikki Kukko",

year = "1985",

language = "Finnish",

isbn = "951-38-2421-7",

series = "Valtion teknillinen tutkimuskeskus. Tutkimuksia - Research Reports",

publisher = "VTT Technical Research Centre of Finland",

number = "374",

address = "Finland",

}

TY - BOOK

T1 - Energian taloudellinen käyttö betonin lämmityksessä

AU - Kilpi, Eero

AU - Kukko, Heikki

PY - 1985

Y1 - 1985

N2 - Betonin kovettuminen on tavallisissa oloissa suhteellisen hidas tapahtuma, jota tehokkaassa betonirakentamisessa pyritään nopeuttamaan. Vallitsevana menetelmänä on betonin lämmitys, koska lujuudenkehitys kiihtyy voimakkaasti betonin lämpötilan noustessa. Kylmän sään betonoinnissa lämmityksellä estetään myös betonin jäätyminen. Lämmityksen energiatalous on työmaaolosuhteissa kuitenkin heikko. Tutkimuksen mukaan betonin energiantarve kovettumisessa muottien purkulujuuteen vaihtelee menetelmästä riippuen 50 kWh:sta 400 kWh:iin betonikuutiometriä kohti. Kun teoreettinen arvo työmaaolosuhteissa kohtalaisella lämpösuojauksella on 20...40 kWh betonikuutiometriä kohti voidaan hyötysuhteen betonin lämmityksessä todeta olevan eräissä tapauksissa todella alhainen. Energian käyttöä voidaan betonin lämmityksessä kuitenkin tehostaa kiinnittämällä huomiota lämmitysmenetelmän valintaan, valitun menetelmän oikeaan käyttöön, valun lämmönsuojauksen parantamiseen sekä lämmityksen valvontaan, johon kuuluu betonin kovettumislämpötilan mittaaminen. Ensisijainen peruste lämmitystehon ja -ajan optimoimiselle on betonin kovettumisen hyvä hallinta. Lämpötilan noustessa betonin lujuudenkehitys kiihtyy voimakkaasti, mutta tietyn lujuustason jälkeen se hidastuu selvästi. Koska tämä lujuustaso saavutetaan melko nopeasti, tulisi lämmitystä käyttää vain sen saavuttamiseen. Betonin lujuusluokan lisäyksellä puolestaan varmistetaan riittävä muottien purkulujuus, sillä lämmityksellä nopeasti saavutettu lujuustaso ei ole useinkaan riittävä muottien purkamiseksi. Käytännössä lujuusluokan nosto merkitsee myös lämmitysajan lyhentymistä ja muottikierron nopeutumista. Kuuman betonin käyttäminen on energiateknisesti edullinen menetelmä. Myös sähkölämmitteisillä muoteilla on mahdollista päästä alhaiseen energiankulutukseen, mutta se vaatii tuotekehitystä. Suurin energiankulutus on kuumailmalämmityksellä, jossa syy heikkoon hyötysuhteeseen löytyy suureksi osaksi lämmitystehon suuntausmahdollisuuden puutteesta. Betonivalun lämmönsuolaus on kylmällä säällä välttämätöntä. Jättämällä betonivalun pinta suojaamatta jätetään suunniteltu muottikierto sään armoille, vaarannetaan betonin laatu ja heikennetään työturvallisuutta. Lämmönsuojaus saattaa kuitenkin vaurioittaa betonin pintaa. Jotta lämmönsuojaus saataisiin toteutettua hyvin, tulisi koko kohteen suojausmenetelmä suunnitella ennakolta. Tämä mahdollistaa suurten lämmönsuojauselementtien tehokkaan käytön. Muottivaneripintaisilla lämmönsuojauselementeillä on saatu hyviä kokemuksia asennuksesta ja betonin pinnan laadusta. Muita menetelmiä, joilla voidaan vaikuttaa betonin kovettumiseen energiataloudellisessa mielessä, ovat betonin lisäaineet ja nopeasti kovettuva sementti. Nopeasti kovettuvan sementin käyttö nopeuttaa betonin lujuudenkehitystä ja edesauttaa muottien purkulujuuden saavuttamista. Suhteuttamalla betoni 7 d:n laadunarvosteluiän mukaan ei nopeasti kovettuvaa sementtiä käytettäessä yleensä tarvita lujuusluokan lisäystä nopeassa maottikierrossa muottien purkulujuuden saavuttamiseksi. Lisäaineista voidaan käyttää jäätymispistettä alentavia lisäaineita ja nesteyttimiä (tehonotkistimia). Jäätymispistettä alentavat lisäaineet tulevat hintansa takia kyseeseen kuitenkin vain hyvin pienissä valukohteissa ja saumauksissa. Lisäksi niiden kovettuminen riippuu säästä, mistä tehokkaassa talvibetonoinnissa pyritään pääsemään eroon. Nesteyttimet puolestaan nopeuttavat valua ja vähentävät valutyön rasittavuutta, millä on merkitystä erityisesti talviolosuhteissa.

AB - Betonin kovettuminen on tavallisissa oloissa suhteellisen hidas tapahtuma, jota tehokkaassa betonirakentamisessa pyritään nopeuttamaan. Vallitsevana menetelmänä on betonin lämmitys, koska lujuudenkehitys kiihtyy voimakkaasti betonin lämpötilan noustessa. Kylmän sään betonoinnissa lämmityksellä estetään myös betonin jäätyminen. Lämmityksen energiatalous on työmaaolosuhteissa kuitenkin heikko. Tutkimuksen mukaan betonin energiantarve kovettumisessa muottien purkulujuuteen vaihtelee menetelmästä riippuen 50 kWh:sta 400 kWh:iin betonikuutiometriä kohti. Kun teoreettinen arvo työmaaolosuhteissa kohtalaisella lämpösuojauksella on 20...40 kWh betonikuutiometriä kohti voidaan hyötysuhteen betonin lämmityksessä todeta olevan eräissä tapauksissa todella alhainen. Energian käyttöä voidaan betonin lämmityksessä kuitenkin tehostaa kiinnittämällä huomiota lämmitysmenetelmän valintaan, valitun menetelmän oikeaan käyttöön, valun lämmönsuojauksen parantamiseen sekä lämmityksen valvontaan, johon kuuluu betonin kovettumislämpötilan mittaaminen. Ensisijainen peruste lämmitystehon ja -ajan optimoimiselle on betonin kovettumisen hyvä hallinta. Lämpötilan noustessa betonin lujuudenkehitys kiihtyy voimakkaasti, mutta tietyn lujuustason jälkeen se hidastuu selvästi. Koska tämä lujuustaso saavutetaan melko nopeasti, tulisi lämmitystä käyttää vain sen saavuttamiseen. Betonin lujuusluokan lisäyksellä puolestaan varmistetaan riittävä muottien purkulujuus, sillä lämmityksellä nopeasti saavutettu lujuustaso ei ole useinkaan riittävä muottien purkamiseksi. Käytännössä lujuusluokan nosto merkitsee myös lämmitysajan lyhentymistä ja muottikierron nopeutumista. Kuuman betonin käyttäminen on energiateknisesti edullinen menetelmä. Myös sähkölämmitteisillä muoteilla on mahdollista päästä alhaiseen energiankulutukseen, mutta se vaatii tuotekehitystä. Suurin energiankulutus on kuumailmalämmityksellä, jossa syy heikkoon hyötysuhteeseen löytyy suureksi osaksi lämmitystehon suuntausmahdollisuuden puutteesta. Betonivalun lämmönsuolaus on kylmällä säällä välttämätöntä. Jättämällä betonivalun pinta suojaamatta jätetään suunniteltu muottikierto sään armoille, vaarannetaan betonin laatu ja heikennetään työturvallisuutta. Lämmönsuojaus saattaa kuitenkin vaurioittaa betonin pintaa. Jotta lämmönsuojaus saataisiin toteutettua hyvin, tulisi koko kohteen suojausmenetelmä suunnitella ennakolta. Tämä mahdollistaa suurten lämmönsuojauselementtien tehokkaan käytön. Muottivaneripintaisilla lämmönsuojauselementeillä on saatu hyviä kokemuksia asennuksesta ja betonin pinnan laadusta. Muita menetelmiä, joilla voidaan vaikuttaa betonin kovettumiseen energiataloudellisessa mielessä, ovat betonin lisäaineet ja nopeasti kovettuva sementti. Nopeasti kovettuvan sementin käyttö nopeuttaa betonin lujuudenkehitystä ja edesauttaa muottien purkulujuuden saavuttamista. Suhteuttamalla betoni 7 d:n laadunarvosteluiän mukaan ei nopeasti kovettuvaa sementtiä käytettäessä yleensä tarvita lujuusluokan lisäystä nopeassa maottikierrossa muottien purkulujuuden saavuttamiseksi. Lisäaineista voidaan käyttää jäätymispistettä alentavia lisäaineita ja nesteyttimiä (tehonotkistimia). Jäätymispistettä alentavat lisäaineet tulevat hintansa takia kyseeseen kuitenkin vain hyvin pienissä valukohteissa ja saumauksissa. Lisäksi niiden kovettuminen riippuu säästä, mistä tehokkaassa talvibetonoinnissa pyritään pääsemään eroon. Nesteyttimet puolestaan nopeuttavat valua ja vähentävät valutyön rasittavuutta, millä on merkitystä erityisesti talviolosuhteissa.

KW - concrete

KW - energy consumption

KW - energy saving

KW - in situ

KW - concreting

KW - hardening

KW - heating economy

KW - insulation

KW - methods

M3 - Report

SN - 951-38-2421-7

T3 - Valtion teknillinen tutkimuskeskus. Tutkimuksia - Research Reports

BT - Energian taloudellinen käyttö betonin lämmityksessä

PB - VTT Technical Research Centre of Finland

CY - Espoo

ER -