Betonointi talviolosuhteissa : Lämpötilojen ja lujuuksien vertailu betonivalun eri pisteissä

Abstract

Talvirakentaminen ja kylmät olosuhteet antavat haasteen betonirakenteiden lujuuden riittävälle kehittymiselle, koska betonin kovettuminen on lämpösidonnainen reaktio. Opinnäytetyössä tutkittiin betonin lämpötilakäyttäytymistä ja lujuudenkehitystä talviolosuhteissa. Tutkimuksessa haluttiin myös selvittää, miten betonirakenteiden poikkileikkausten eri kohdat eroavat toisistaan lämpötilojen ja kehittyvien lujuuksien suhteen. Tutkimus perustui empiirisiin tutkimusmetodeihin. Työssä käsiteltiin myös betonoinnin laadunvarmistuskeinoja ja eri betonilaatuja.

Betonin kypsyysikään ja lujuudenkehitykseen vaikuttaa suurilta osin valetun betonin lämpötila. Korkeammissa lämpötiloissa kuin normilämpötila +20℃, betoni alkaa sitoutua ja kovettua nopeasti ja kuivuminen tehostuu. Talviolosuhteissa vaadittavan lämpötilan ylläpitäminen on haastavaa alhaisista lämpötiloista johtuen ja siksi vaaditaan erityistä tietoa betonin ominaisuuksista ja fysikaalisista perusilmiöistä. Betonin lujittumista voidaan arvioida mittaamalla sen lämpötiloja säännöllisin aikavälein ja laskemalla arvioitu lujuus sen lämpötiloihin ja kuluneeseen aikaan perustuen.

Tutkimuksen tuloksena havaittiin, että betonivalujen eri kohdissa voi olla suuriakin eroja lämpötilojen ja täten myös lujuuksien kannalta. Erot johtuvat monista seikoista kuten säästä, lämmön johtumisesta sekä betonivalun koosta ja muodosta. Tutkimustulokset antoivat karkean arvion siitä, missä lämpötilassa on järkevää valaa betonia, jotta lujuudenkehitys olisi tarpeeksi nopeaa ja varmaa. Betonivaluja suunnitellessa on tärkeää huomioida ympäröivien rakenteiden vaikutus erityisesti valujen pintoihin ja reuna-alueisiin.

This Bachelor's thesis researches the temperature behavior of concrete and its strength generation in winter conditions. This researches purpose was to find out how different points of concrete sections differ by temperature and strength of building structures. The research was based on empirical research methods. This work also studies quality assurements of concreting and different kinds of concrete.

Concretes strength generation is mostly influenced by it's prevalent generation temperature. In high temperature concrete starts bonding and drying faster. Simultaneously its strength increases. It's challenging to maintain required temperature of concrete in winter conditions due to low outside temperature and that is why special knowledge is needed about concretes features and physical phenomena. Concretes strength generation can be evaluated by measuring its temperatures on recurrent time periods and calculating its strength based upon those factors.

The research discovered that there could be large scale differences in temperatures and strengths in different points of concrete structure due to multiple factors such as weather conditions, thermal conduction and size or shape of the structure. Examination results gave an approximate estimation about the allowable temperatures for which it is reasonable to cast concrete assuring the strength generation would be fast and secure. The influence of thermal conduction from surrounding structures to surfaces and edge zones, should also be observed in planning concreting.