Energian taloudellinen käyttö betonin lämmityksessä

Eero Kilpi, Heikki Kukko

Research output: Book/ReportReport

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 languageFinnish
Place of PublicationEspoo
PublisherVTT Technical Research Centre of Finland
Number of pages85
ISBN (Print)951-38-2421-7
Publication statusPublished - 1985
MoE publication typeD4 Published development or research report or study

Publication series

SeriesValtion teknillinen tutkimuskeskus. Tutkimuksia - Research Reports
Number374
ISSN0358-5077

Keywords

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

Cite this

Kilpi, E., & Kukko, H. (1985). Energian taloudellinen käyttö betonin lämmityksessä. VTT Technical Research Centre of Finland. Valtion teknillinen tutkimuskeskus. Tutkimuksia - Research Reports, No. 374