Vähähiilisemmän betonin käyttömahdollisuudet liittorakenteessa : esimerkkinä DELTABEAM®-liittopalkin täyttövalut LC3-betonilla

Abstract

DELTABEAM®-liittopalkkeja on käytetty välipohjissa yli 35 vuoden ajan. Perinteisesti palkit on valettu täyteen normaalilla rakennebetonilla työmaalla. Opinnäytetyön tarkoituksena on selvittää LC3-betonin soveltuvuutta DELTABEAM®-liittopalkkien täyttövaluihin valmiiksi tehtaalla betonoituna. Valmiiksi betonoitu palkki voi nopeuttaa ns. hybridivälipohjien toteuttamista ja helpottaa rakennuksen purettavuutta ja rakennusosien uudelleenkäyttöä. Vähähiilisempää LC3-betonia käyttämällä voidaan myös alentaa rakennuksen hiilidioksidipäästöjä. LC3-sementin ja -betonin valmistusta ja eri ominaisuuksia on tarkasteltu erityisesti säilyvyyden, mekaanisten ominaisuuksien ja lujuudenkehityksen näkökulmasta. Vähähiilisemmän LC3-betonin soveltuvuuden varmistamiseksi täyttövaluihin laadittiin testausohjelma ja toteutettiin rakenteelliset testit LC3-betonilla valetuille DELTABEAM®-liittopalkeille sekä verrokkipalkkina käytetylle tavanomaisella betonilla valetulle palkille. Palkit koekuormitettiin ja poikkileikkauksen liittovaikutusta arvioitiin mittaamalla täyttövalun liukuma kuormittamisen aikana. Käytettävän LC3-betonin useita ominaisuuksia testattiin sekä lujuudenkehitystä ja betonin kuivumista seurattiin perinteisten menetelmien lisäksi myös etäluettavien MATOlog-antureiden avulla. Tämän tutkimuksen ja tehtyjen testien perusteella LC3-betonin käytölle DELTABEAM®-liittopalkkien täyttövaluissa ei ole suuria teknisiä esteitä.

DELTABEAM® composite beams have been used in slab systems for over 35 years. Traditionally beams are cast using normal structural concrete on a building site. The aim of this thesis is to find out if LC3 concrete is suitable for infill casting of DELTABEAM® at precast factory. Precast beams can speed up the building process in so called hybrid floors and those make demolition and re-use of building components easier. It is also possible to lower the CO2 emissions of the building by using lower carbon LC3 concrete. Performance and manufacturing of LC3 cement and concrete are studied in this thesis concentrating on durability, mechanical properties and strength development. For investigating the suitability of lower carbon LC3 concrete, a test programme was devised and structural tests were carried out for composite beams cast using LC3 concrete and ordinary concrete as a reference. Load bearing tests for beams were performed and also slippage of the infill concrete was measured during loading for evaluating the composite action of the cross section. Several properties of LC3 concrete were tested and strength development and drying of the concrete were followed by using MATOlog concrete sensors in addition to tradional testing. Based on this research there are no major technical barriers to using LC3 concrete in DELTABEAM® composite beam infill casts.