Nestekiertoisen lämmitysjärjestelmän vaikutus betonisen laattakehäsillan kannen kosteus- ja lämpötilakehitykseen talviolosuhteissa

Abstract

Opinnäytetyö käsittelee uudissiltojen betonivalun lämpötilan hallinnan kehitystä silloissa, joihin on asennettu työnaikainen nestekiertojärjestelmä. Nestekiertojärjestelmän asentaminen siltaan tehdään raudoitustyön loppuvaiheiden aikana.

Opinnäytetyössä selvitetään lämpötilakehitystä betonista siltarakennetta vastaavassa rakenteessa, eli nestekiertoisesta järjestelmästä, jonka nestekiertoputkien jako on k200 sekä toisen kappaleen k300. Laboratoriokokeiden lisäksi nestekiertojärjestelmän käytöstä tehtiin kenttäkoe, jossa järjestelmän putkisto asennettiin betoniseen laattakehäsillan kanteen sekä reunapalkkiin jaolla k200.

Laboratorio ja kenttäkokeista kerättiin mittausdataa, josta ilmenee rakenteen lämpötila suhteessa aikaan. Käytetyt mittaustulokset mitattiin laboratoriokokeissa 10, 20, 34, 48 ja 62 päivän intervalleilla. vastaavasti kenttäkokeissa lämpötilakehityksestä kerättiin mittausdataa Datalogger- laitteella jatkuvana mittauksena sillankannen vesieristyksen alkamiseen asti. Kenttäkokeen nestekiertojärjestelmän k- jaon valinta määräytyi sillassa olevan raudoituksen mukaan.

Koekappaleille tehtiin myös kosteusmittauksia, koska haluttiin selvittää nopeuttaako lämmittäminen betonin pinnan kuivumista.

Laboratoriokokeissa ilman putkistoa olleen verrokkikappaleen ja nestekiertojärjestelmän sisältävien kappaleiden lämpötilakehitykseen syntyi eroja. Nestekiertoisella järjestelmällä varustettujen kappaleiden lämpötilakehityksen muutos osoittautui hitaammaksi ja hallitummaksi, mitä tiheämpään putket olivat asennettu koekappaleeseen.

Kenttäkokeet tehtiin Syksyllä 2020 hyvin tuloksin. Nestekiertojärjestelmä hidasti merkittävästi sillan viilenemistä ja tuotti täten nopeamman lujuuskehityksen. Nopeamman lujuuskehityksen ansiosta muotit saatiin purettua aikaisemmin ja työ valmistui aikataulussa.

The thesis deals with the temperature development of the concrete casting in new bridges. A temporary fluid circulation system was installed pre casting. The installation of piping was done during the final stages of the rebar reinforcement work. The thesis examines the temperature development in a structure similar to a concrete bridge slab. Laboratory experiments consist of a liquid circulating system in whitch the spacing of the liquid circulating pipes is 200 mm, 300 mm and a control slab without any piping. In addition to the laboratory tests, a field test was conducted on the use of the fluid circulation system, in which the system's piping were installed on the concrete with a spacing of 200 mm.

Measurement data was collected from the laboratory and field tests, displaying the temperature of the structure in relation to elapsed time. The measurement results used were measured in laboratory tests at 10, 20, 34, 48 and 62 day intervals. In the field experiments, measurement data on the temperature development was collected with a Datalogger device as a continuous measurement cycle from pouring concrete to the start of decks epoxy treatment. The selection of the spacing of the fluid circulation system for the field experiment was chosen on the basis of rebar reinforecement.

Moisture measurements were also made on the test slabs. Measurements were taken to research how heating the concrete dries out the surface.

In the laboratory tests there were differences in the temperature development of the control slab and the slabs containing the fluid circulation system. Temperature development of the pieces equipped with a liquid circulation system proved to be slower the more densely the pipes were installed in the test piece.

Field tests were conducted in the fall of 2020 with excellent results. The liquid circulation system significantly slowed down the cooling of the bridge thus produced a faster development of structural strength. Thanks to the faster development of strength, the molds could be dismantled more quickly and the work was completed on schedule.