Betonin koostumuksen määrittäminen

Abstract

Betonin suhteitus toteutetaan nykyisin pääasiassa tietokoneavusteisesti. Suomessa useimmat suhteitusohjelmat pohjautuvat Nykäsen suhteitusmenetelmään. Suhteitus voidaan tehdä myös manuaalisesti käyttäen suhteitusnomogrammeja ja koostumuslomakkeita. Betonimassan koostumuksen ymmärtäminen ja tietokonesovellusten perusteellisempi hallinta edellyttää, että suhteittaja hallitsee manuaalisen suhteituksen erityisesti tavallisen betonin kohdalla.

Tässä insinöörityössä tarkasteltiin betonin koostumuksen määrittämiseen sovellettavia standardeja ja niiden pohjalta kehitettyjä laskentamenetelmiä. Työn tavoitteena oli syventää ymmärrystä manuaalisesta suhteituksesta sekä selvittää, miten erilaiset suunnitteluvaatimukset ja suhteituksessa huomioitavat tekijät vaikuttavat betonin laatuun ja valmistusprosessiin.

Betonin koostumuksen määrittäminen edellyttää suhteittajalta laajaa asiantuntemusta sekä betonirakenteista että käytetyistä raaka-aineista. Keskeisiä huomioitavia tekijöitä suhteituksessa ovat muun muassa vesisementtisuhde, sementin laatu ja määrä, betonin notkeus, lisä- ja seosaineiden valinta ja annostelu, kiviaineksen laatu, rakeisuus ja määrä sekä valmistuksen tarkkuus. Edellä mainittujen tekijöiden lisäksi varmistettiin, että betoni saavuttaa sille lujuus-, muodonmuutos- ja säilyvyysominaisuudet sekä täyttää rakennusaikaiset ja rakenteen laatuvaatimukset.

Opinnäytetyö laadittiin helpottamaan betonin suhteitusprosessia. Kirjallisessa osiossa tarkasteltiin manuaaliseen suhteittamisen vaiheet ja niihin liittyvät laskentakaavat. Tuloksena laadittiin laskentaesimerkki Nykäsen suhteitusmenetelmää käyttäen. Työ tarjoaa kattavan näkemyksen betonin suhteitusprosessin hallinnasta ja auttaa niin alan opiskelijoita kuin ammattilaisia kehittämään osaamistaan betonin suunnittelussa ja valmistuksessa.

Nowadays, concrete mix design is primarily carried out by computer-based applications. In Finland, most mix-design programs are based on Nykänen’s mix design method. However, it is also possible to conduct manual proportioning using nomograms and composition forms. To fully understand the composition of fresh concrete and to master computer-based applications more thoroughly, a concrete mix designer must be proficient in the manual mix design process, particularly for conventional concrete.

This engineering thesis examined the standards applied when determining the composition of concrete, as well as the computational methods developed based on those standards. The objective of the study was to deepen the understanding of manual proportioning and to identify how various design requirements and considerations in the mix design process influence concrete quality and the production procedure.

Determining the concrete composition requires the mix designer to possess extensive expertise in both concrete structures and the raw materials used. Key factors to be addressed in mix design include, among others, the water-cement ratio, cement quality and dosage, desired slump or flow, the selection and dosing of admixtures and additives, the quality, grading, and quantity of aggregates, and precision in manufacturing. In addition, it is critical to ensure that the concrete achieves the required strength, deformation characteristics, and durability, and meets both construction-phase and in-service performance specifications.

This thesis was developed to facilitate the concrete mix-design process. The written section examines the steps involved in manual mix proportioning and the associated computational formulas. As a result, a calculation example was provided, demonstrating the use of Nykänen’s mix design method. The thesis provides a comprehensive view of the management of concrete mix design and helps both students and industry professionals enhance their expertise in concrete design and production.