Polymeerikuituvahvisteisen ruiskubetonin laatuvaatimukset ja laadunvarmistusmenetelmät kalliorakentamisessa
Pihlström, Max (2015)
Pihlström, Max
Metropolia Ammattikorkeakoulu
2015
All rights reserved
Julkaisun pysyvä osoite on
https://urn.fi/URN:NBN:fi:amk-201502092035
https://urn.fi/URN:NBN:fi:amk-201502092035
Tiivistelmä
Tämä opinnäytetyö tehtiin Saanio & Riekkola Oy:n toimeksiannosta.
Muovikuitujen käyttö kalliota lujittavassa ruiskubetonissa on aloitettu maailmalla laajamittaisesti 1990-luvulla. Tätä ennen ja nykyäänkin ruiskubetonissa käytetään teräskuituja vahvistusmateriaalina. Suomessa rakenteellisilla polymeerikuiduilla vahvistetun ruiskubetonin käyttökokemukset kalliorakennuskohteissa perustuvat vain muutamaan, joskin suureen kohteeseen. Koska rakenteellisilla polymeerikuiduilla vahvistetun ruiskubetonin käyttö on rakennusmaailmassa suhteellisen uutta, on perusteltua tutustua rakenteelta vaadittaviin ominaisuuksiin.
Työn tavoitteena on perustella kriteerit polymeerikuituvahvisteisen ruiskubetonimassan suunnitelma-asiakirjoissa esitettäville laatuvaatimuksille ja laadunvarmistusmenetelmille sekä tarkastella niiden tarpeellisuutta.
Työ toteutettiin tutustumalla ensin alan lähdekirjallisuuteen. Työ tehtiin keräämällä tarvittavat tiedot rakennusalan ohjeistuksista ja standardeista siten, että ne toimivat pohjatietona ruiskubetonin vaatimuksille. Työssä tarkasteltiin erityisesti polymeerikuitujen käyttäytymistä ruiskubetonirakenteessa teräskuituihin verrattuna ja materiaalien välisiä eroja. Kuitujen käyttäytymiseroja tutkittiin Länsimetro-hankkeesta saaduista laattakokeiden tuloksista. Koska polymeerikuitujen käyttäytymismallien tunteminen on Suomessa hyvin pienen asi- antuntijaryhmän keskuudessa, olivat työn ohjaajat yrityksen puolelta avainasemassa onnistuneen työn läpiviemiseksi.
Tulokset olivat kahdenlaiset eikä yksiselitteisesti voida todeta, kumpi kuitumateriaalityyppi on parempi kalliota lujittavan ruiskubetonin vahvistuksessa. Kuitutyypeillä voidaan vaikuttaa ruiskubetonirakenteen käyttäytymiseen ja valita käyttökohteeseen paremmin sopiva vahvistusmateriaali. Rakenteen huippukuorman tulee kuitenkin aina olla suurempi kuin murtumiskuorman. Molemmissa kuiduissa on hyvät ja huonot puolensa. Polymeerikuitujen riski on niiden vähäinen käyttökokemus ja pitkäaikaisten tuloksien puute.
Muovikuitujen käyttö kalliota lujittavassa ruiskubetonissa on aloitettu maailmalla laajamittaisesti 1990-luvulla. Tätä ennen ja nykyäänkin ruiskubetonissa käytetään teräskuituja vahvistusmateriaalina. Suomessa rakenteellisilla polymeerikuiduilla vahvistetun ruiskubetonin käyttökokemukset kalliorakennuskohteissa perustuvat vain muutamaan, joskin suureen kohteeseen. Koska rakenteellisilla polymeerikuiduilla vahvistetun ruiskubetonin käyttö on rakennusmaailmassa suhteellisen uutta, on perusteltua tutustua rakenteelta vaadittaviin ominaisuuksiin.
Työn tavoitteena on perustella kriteerit polymeerikuituvahvisteisen ruiskubetonimassan suunnitelma-asiakirjoissa esitettäville laatuvaatimuksille ja laadunvarmistusmenetelmille sekä tarkastella niiden tarpeellisuutta.
Työ toteutettiin tutustumalla ensin alan lähdekirjallisuuteen. Työ tehtiin keräämällä tarvittavat tiedot rakennusalan ohjeistuksista ja standardeista siten, että ne toimivat pohjatietona ruiskubetonin vaatimuksille. Työssä tarkasteltiin erityisesti polymeerikuitujen käyttäytymistä ruiskubetonirakenteessa teräskuituihin verrattuna ja materiaalien välisiä eroja. Kuitujen käyttäytymiseroja tutkittiin Länsimetro-hankkeesta saaduista laattakokeiden tuloksista. Koska polymeerikuitujen käyttäytymismallien tunteminen on Suomessa hyvin pienen asi- antuntijaryhmän keskuudessa, olivat työn ohjaajat yrityksen puolelta avainasemassa onnistuneen työn läpiviemiseksi.
Tulokset olivat kahdenlaiset eikä yksiselitteisesti voida todeta, kumpi kuitumateriaalityyppi on parempi kalliota lujittavan ruiskubetonin vahvistuksessa. Kuitutyypeillä voidaan vaikuttaa ruiskubetonirakenteen käyttäytymiseen ja valita käyttökohteeseen paremmin sopiva vahvistusmateriaali. Rakenteen huippukuorman tulee kuitenkin aina olla suurempi kuin murtumiskuorman. Molemmissa kuiduissa on hyvät ja huonot puolensa. Polymeerikuitujen riski on niiden vähäinen käyttökokemus ja pitkäaikaisten tuloksien puute.