Betonin puristuslujuus rakennekoekappaleissa
Husso, Ari (2019)
Husso, Ari
2019
Rakennustekniikan DI-tutkinto-ohjelma
Rakennetun ympäristön tiedekunta - Faculty of Built Environment
This publication is copyrighted. You may download, display and print it for Your own personal use. Commercial use is prohibited.
Hyväksymispäivämäärä
2019-12-19
Julkaisun pysyvä osoite on
https://urn.fi/URN:NBN:fi:tuni-201912036505
https://urn.fi/URN:NBN:fi:tuni-201912036505
Tiivistelmä
Standardin SFS 7022 mukaisesti pituuden ja halkaisijan väliseltä suhteeltaan (L/D-suhde) 1,0 rakennekoekappaleiden puristuslujuus muunnetaan kuutiolujuuden arvoiksi kertoimilla, jotka riippuvat rakennekoekappaleen halkaisijasta. Standardissa esitetyt korjauskertoimet esiintyvät kirjallisuudessa tiettävästi ensimmäisen kerran 1980-luvulla, jonka jälkeen betonilaadut ovat kehittyneet merkittävästi. Korjauskertoimien taustatietoja ei ole enää saatavilla, minkä seurauksena ei ole tiedossa millaisilla betonilaaduilla ja olettamuksilla korjauskertoimet on muodostettu. Eurooppalaisissa standardeissa tai Suomen kansallisissa ohjeissa ei oteta kantaa kuinka paljon rakennekoekappaleiden timanttiporaus ja timanttiterän kunto sekä päiden tasoitustekniikan valinta vaikuttavat puristuslujuuteen.
Tässä tutkimuksessa tarkastellaan edellä kuvattuja tapauksia, jotka vaikuttavat rakennekoekappaleista määritettävään standardin EN 1992-1-1 mukaiseen kuutio- tai lieriölujuuteen. Tutkimuksessa käytettiin kolmea tyypillistä infrarakentamisessa käytettävää huokostettua betonilaatua, joiden lieriölujuus vaihteli välillä C30...C50 MPa. Lisäksi tutkimuksessa käytettiin yhtä huokostamatonta betonilaatua, jonka nimellislujuus oli C35/45. Lisäksi tutkimuksen yhteydessä tarkasteltiin pienillä koekappalemäärillä tai vain yhdellä betonilaadulla muottimateriaalin ja rakennekoekappaleiden kosteuspitoisuuden vaikutusta puristuslujuuteen. Pääosin tutkimuksessa käytettiin rakennekoekappaleita, joiden L/D-suhde oli 1,0, yhdellä betonilaadulla tutkittiin lisäksi, kuinka rakennekoekappaleen L/D-suhteen kasvattaminen vaikuttaa puristuslujuuteen. Puristuskokeiden rinnalla tehtiin vertailevaa tutkimusta ainetta rikkomattomalla kimmovasaroinnilla.
Tutkimuksen havaintojen perusteella standardin SFS 7022 mukaiset korjauskertoimet ovat liian suuria ja antavat siten ylioptimistisen kuvan rakenteen puristuslujuudesta. Lisäksi korjauskertoimien havaittiin olevan voimakkaasti riippuvaisia betonilaadusta. Rakennekoekappaleiden L/D-suhteen kasvattamisella havaittiin odotetusti olevan negatiivinen vaikutus rakennekoekappaleiden puristuslujuuteen. Tutkimuksessa havaittiin, että rakennekoekappaleiden timanttiporaamisella ja timanttiterän kunnolla on selvä negatiivinen vaikutus rakennekoekappaleiden puristuslujuuteen. Päiden tasoitustekniikoita vertailtaessa havaittiin, että rikkiseoksella tasoitetuista rakennekoekappaleista saadaan puristuslujuudeksi selvästi matalampia tuloksia kuin hiomalla tasoitetuista. Tasoitustekniikan valinnan merkitys korostuu erityisesti pienemmillä rakennekoekappalekoilla. Tutkimuksessa havaittiin, että rakennekoekappaleiden kuivatusajan lyhentäminen madaltaa rakennekoekappaleiden puristuslujuutta hieman. Muottimateriaaleja vertailtaessa havaittiin, että teräksestä valmistetuilla muoteilla valetuista standardikuutioista saadaan puristuslujuudeksi hieman parempia tuloksia kuin muovisilla muoteilla valetuista.
Tässä tutkimuksessa tarkastellaan edellä kuvattuja tapauksia, jotka vaikuttavat rakennekoekappaleista määritettävään standardin EN 1992-1-1 mukaiseen kuutio- tai lieriölujuuteen. Tutkimuksessa käytettiin kolmea tyypillistä infrarakentamisessa käytettävää huokostettua betonilaatua, joiden lieriölujuus vaihteli välillä C30...C50 MPa. Lisäksi tutkimuksessa käytettiin yhtä huokostamatonta betonilaatua, jonka nimellislujuus oli C35/45. Lisäksi tutkimuksen yhteydessä tarkasteltiin pienillä koekappalemäärillä tai vain yhdellä betonilaadulla muottimateriaalin ja rakennekoekappaleiden kosteuspitoisuuden vaikutusta puristuslujuuteen. Pääosin tutkimuksessa käytettiin rakennekoekappaleita, joiden L/D-suhde oli 1,0, yhdellä betonilaadulla tutkittiin lisäksi, kuinka rakennekoekappaleen L/D-suhteen kasvattaminen vaikuttaa puristuslujuuteen. Puristuskokeiden rinnalla tehtiin vertailevaa tutkimusta ainetta rikkomattomalla kimmovasaroinnilla.
Tutkimuksen havaintojen perusteella standardin SFS 7022 mukaiset korjauskertoimet ovat liian suuria ja antavat siten ylioptimistisen kuvan rakenteen puristuslujuudesta. Lisäksi korjauskertoimien havaittiin olevan voimakkaasti riippuvaisia betonilaadusta. Rakennekoekappaleiden L/D-suhteen kasvattamisella havaittiin odotetusti olevan negatiivinen vaikutus rakennekoekappaleiden puristuslujuuteen. Tutkimuksessa havaittiin, että rakennekoekappaleiden timanttiporaamisella ja timanttiterän kunnolla on selvä negatiivinen vaikutus rakennekoekappaleiden puristuslujuuteen. Päiden tasoitustekniikoita vertailtaessa havaittiin, että rikkiseoksella tasoitetuista rakennekoekappaleista saadaan puristuslujuudeksi selvästi matalampia tuloksia kuin hiomalla tasoitetuista. Tasoitustekniikan valinnan merkitys korostuu erityisesti pienemmillä rakennekoekappalekoilla. Tutkimuksessa havaittiin, että rakennekoekappaleiden kuivatusajan lyhentäminen madaltaa rakennekoekappaleiden puristuslujuutta hieman. Muottimateriaaleja vertailtaessa havaittiin, että teräksestä valmistetuilla muoteilla valetuista standardikuutioista saadaan puristuslujuudeksi hieman parempia tuloksia kuin muovisilla muoteilla valetuista.