Vaihtoehtoisiin sideaineisiin perustuvien betonien ja portlandsementtipohjaisen betonin vedenpitävyys, puristuslujuus- ja kutistumaerot

Abstract

TIIVISTELMÄ

Oulun ammattikorkeakoulu Rakennustekniikan koulutusohjelma, tuotantotekniikan suuntautumisvaihtoehto

Tekijä: Niklaus Lammi Opinnäytetyön nimi: Vaihtoehtoisiin sideaineisiin perustuvien betonien ja portlandsementtipohjaisen betonin kutistuma, puristuslujuus- ja vedenpitävyyserot Työn ohjaaja: Hannu Kääriäinen Työn valmistumislukukausi ja -vuosi: Kevät 2015 Sivumäärä: 35

Kun puhutaan vihreästä kaivosteollisuudesta, päästöistä sekä nollajätetasosta, merkittäväksi tutkimusalueeksi tulee nousemaan tulevaisuudessa geopolymeerien käyttäminen. Kaivannaisteollisuuden- ja prosessointijätteiden sekä muiden teollisuuden sivuvirtojen ohella valmistusprosessissa syntyviä jätteitä voidaan muuttaa hyödyllisiksi tuotteiksi, kuten betoniksi, putkiksi ja tulenkestäviksi paneeleiksi.

Opinnäytetyössä tutkittiin geopolymeeripohjaisen betonin kutistumaa, vedenpitävyyttä sekä puristuslujuutta ja verrattiin tuloksia portlandsementtipohjaiseen betoniin.

Tutkimuksen tilaaja Kajaanin ammattikorkeakoulu toimitti käytettävät lisäaineet, joita olivat alkaliliuos, biotuhka, masuunikuonajauhe, metakaoliini ja silika. Loput käytettävät aineet, kiviaines, notkistin, portlandsementti ja kalkkifilleri, saatiin Oulun ammattikorkeakoulun laboratoriosta.

Työ aloitettiin suhteuttamalla vertailumassa lujuusluokkaan C40. Muiden koemassojen osalta tilaaja toimitti valmiit reseptit. Työssä tehtiin neljä erilaista koemassaa, joista jokaiselle määriteltiin puristuslujuus 7 vrk:n ja 28 vrk:n iässä, vedenpitävyys 28 vrk:n iässä sekä kutistuma 7, 28 ja 56 vrk:n iässä. Kokeet suoritettiin standardien mukaisesti Oulun ammattikorkeakoulun rakennuslaboratorion tiloissa ja välineillä kesällä 2014.

Puristuslujuuksia tutkittaessa jokaisen koemassan lujuus kasvoi 7 vrk:n testistä 28 vrk:n testiin. Selvästi eniten puristuslujuus kehittyi koemassa 3:ssa. Vedenpitävyysarvot koemassoissa 1, 2 ja 4 olivat 10 - 24 mm. Koemassan 3 veden pitävyysarvo poikkesi selvästi muista massoista ollen keskiarvoltaan 49,3 mm.

Tutkimus osoitti, että puristuslujuuden, vedenpitävyyden sekä kutistuman puolesta vaihtoehtoisilla sideaineilla voidaan korvata sementin käyttö betonin valmistuksessa.