Betonisten massiivirakenteiden jäähdytys

Abstract

Tavoitteena oli luoda oivaltamisohje, mitä voidaan niin työmaalla kuin suunnittelupöydän ääressä käyttää, kun suunnitellaan kiertovesijäähdytteistä järjestelmää alentamaan liiallista hydrataation aikaista maksimilämpötilaa. Tutkimuksen pohjalta olisi tarkoitus tehdä ja varmistaa onnistunut jäähdytys betonisille massiivirakenteille. Työnjohtajien ja suunnittelijoiden olisi hyvä ymmärtää prosessin vaiheet, mistä kustannukset koostuvat ja miten jäähdytys tulisi suorittaa moitteettomasti. Varsinkin nykypäivänä, kun rakenteet ohenevat ja laadulla on suurempi merkitys kuin ennen.

Opinnäytetyö perustuu havaintoihin, mittauksiin ja laskelmiin sekä aiempiin tutkimuksiin, jotka ovat keskittyneet betonisten massiivirakenteiden jäähdytyksen tutkimukseen. Tutkimuksessa syvennetään ymmärrystä betonoinnin haasteista ja tarkastellaan mahdollisia toimenpiteitä niiden ratkaisemiseksi. Lisäksi tutkimuksessa analysoidaan lämpötilaan vaikuttavia tekijöitä sekä jäähdytyslaitteiston periaatteita, mukaan lukien esimerkkimallinnuksen jäähdytyspiirien optimaalinen sijoittelu. Jäähdytyksen tarpeen määrittämiseksi tarvitaan tietoa hydrataatiosta aiheutuvasta lämpöenergiasta, jäähdytysputkien jäähdytystehosta, jäähdytysajasta sekä ulkoisten tekijöiden vaikutuksesta lämpötilaan. Näitä tekijöitä ovat muun muassa sääolosuhteet, muotin rakenne, pinta-ala ja itse rakenteen muoto. Tutkimuksessa pyritään kokonaisvaltaisesti selvittämään näiden tekijöiden vaikutus ja löytämään optimaaliset ratkaisut betonirakenteiden tehokkaaseen jäähdyttämiseen.

Tutkimuksen tarkastelun kohteena onnistuneesta jäähdytyksestä on Hessundinsalmen sillan välituen T3-rakenne. Mittaustulosten perusteella on havaittu, että jäähdytystoimenpiteet ovat olleet tehokkaita, mikä ilmenee lämpötilan nousun alenemisena +20 °C verrattuna lujuuden- ja lämpötilamallinnuksen tuloksiin. Maksimilämpötila alenemisen lisäksi on saavutettu lähes huomaamaton lämpötilagradienttina rakenteessa. Tämä osoittaa, että ohje on toiminut halutusti.