Betonin lämpötilan hallinta siltarakenteissa

Abstract

Tässä opinnäytetyössä tutkittiin betonin lämpötilan nousua siltarakenteissa ja tapoja hallita tätä lämpötilan nousua, koska nämä ovat ajankohtaisia ongelmia alalla. Tavoitteena työssä oli tunnistaa lämpötilan nousun syyt, haitat ja tapoja, joilla niitä voidaan hallita. Tutkimusta toteutettiin perehtymällä asiaan liittyviin aineistoihin, kuten standardeihin ja tieteellisiin julkaisuihin. Työ toteutettiin yhteistyössä Tampereen Raitiotieallianssin kanssa.

Työssä perehdyttiin teoriapohjaiseen materiaaliin, sekä asiaan liittyviin käytännön toteutuksiin. Tietoa asiasta on kerätty niin lämpötilan nousun tekijöistä, kuten sementeistä ja rakenteen mittasuhteista. Samoin lämpötilan nousun haitoista, kuten myöhästyneestä ettringiittireaktiosta. Sekä lämpötilan hallinnan työkaluista, kuten jäähdytysputkistoista ja nestetyppijäähdytyksestä. Tuloksena on tietopaketti, jota voi hyödyntää työnjohto työmaalla, kuin myös betonitehtaan henkilökunta.

Lämpötilan hallinnan keinoina ainoa tapa, jolla saadaan tuloksia eikä se itsessään aiheuta kustannuksia on työn aikatauluttaminen siten että muuta jäähdytystä ei tarvita. Työmaalla lämpötilaa voidaan hallita myös jäähdytysputkistoilla. Parhaat tavat lämpötilan hallintaan tehdään betonintehtaalta, jossa sitä voidaan hallita jäähdyttämällä betonin raaka-aineita, käyttää suhteituksessa jäätä tai jäähdyttää seosta nestemäisellä typellä. Betonin jäähdytys vaatii lisää yhteistyötä tilaajan, urakoitsijoiden ja betonitehtaiden välille, jottei kaikki vastuu siitä olisi urakoitsijalla.

The objective of this study was to gather information about temperature rise of concrete in bridge construction. More specifically the aim was to recognise why the temperature rises as much as it does, what consequences it has and how it can be controlled. This is a topical issue in the bridge construction field. The study was done in cooperation with the Tampere Tramway Alliance.

This study was conducted mostly by studying different standards, scientific publications and case studies. The Information was gathered from many sources and then compared between them.

As a result, an information package was created covering the following themes: temperature rise, reasons for it like different kinds of cements, problems caused by temperature rise like delayed ettringite formation and ways to control the rise like cooling concrete with embedded pipes or using liquid nitrogen. This thesis allows to learn about the subject quickly and can be used by site supervisors or staff in concrete plants.

The findings indicate that the only way to have cooler concrete without additional costs is scheduling work when weather is cooler. On site cooling is also possible with embedded pipes. The best ways to control concretes temperature are done in the concrete plant where it is possible to cool raw material, use ice in mixture or use liquid nitrogen to cool mixture.