KUITUJEN SEKOITTUMINEN BETONIIN

Teräskuitujen sekoittuminen tuotantoprosessissa varmistetaan betonitehtaassa tehtävällä testauksella valmiista massasta standardin SFS-EN 14721 + A1:en (Test method for metallic fibre concrete. Measuring the fibre content in fresh and hardened concrete) mukaisesti. Massan kuitupitoisuuden määritystä varten tarvittava näyte otetaan betoninkuljetusautosta, johon tehtaassa valmistettu massa on kuormattu. Näyte valutetaan betoniauton ränniä pitkin väliastiaan, josta massaa siirretään varsinaiseen testausastiaan.

Näytteen kokonaistilavuuden tulee olla 8–10 litraa. Tätä pienemmät näytekoot eivät edusta riittävällä tarkkuudella kuitujen jakautumista betoniin. Näyte tiivistetään tutkimusastiaan ja yläpinta hierretään astian reunojen mukaisesti niin, että näytteen tilavuus voidaan tarkasti määrittää näyteastian tilavuuden perusteella.

Näytteestä määritetään siinä olevien teräskuitujen paino, joka muunnetaan arvoksi kg/betoni-m3. Kuidut erotellaan massasta esimerkiksi magneettierottimella (kuva 11). Erottelun helpottamiseksi näyte voidaan laimentaa ennen erottimeen kaatamista. Kuidut on puhdistettava ja kuivattava ennen punnitusta.

Kun teräskuitubetonia toimitetaan kantaviin rakenteisiin, ensimmäisestä toimitettavasta kuormasta on otettava kolme näytettä, joista ensimmäinen otetaan kuorman purun alusta, toinen kuorman purun keskivaiheilta ja kolmas kuorman purun lopusta (SFS-EN 206:2014 + A1:2016 Betoni. Määrittely, ominaisuudet, valmistus ja vaatimustenmukaisuus). Kaikki kolme näytettä toimitetaan työmaalta betonitehtaalle kuitumäärän määrittämistä varten. Jatkossa otetaan yksi näyte joka viidennestä toimitettavasta kuormasta.

Betonin katsotaan olevan vaatimustenmukaista, jos molemmat näytteet täyttävät alla olevat ehdot (SFS-EN 206:2014 + A1:2016):

Jokaisen näytteen kuitumäärän tulee olla ≥ 0,80 × määritelty vähimmäisarvo.

Kuorman kolmen näytteen keskiarvon tulee olla ≥ 0,85 × määritelty vähimmäisarvo.

BY 66a KANTAVAN TERÄSKUITUBETONIRAKENTEEN LAADUNVALVONTA SEKÄ TYÖMAAN TOIMINTA- JA VALUOHJE

6

Ter Skuitubetonin Tarkastus Ty Maalla

Urakoitsijan on tarkistettava työmaalle tuleva teräskuitubetoni. Kuormakirjasta tarkistetaan, että toimitus on tilauksen mukainen ja kuormakirjasta löytyy toimitettavan betonin taivutusvetolujuuden arvo ja tunnus. Lisäksi vastaanottajan on aistinvaraisesti todettava, että kuormassa on havaittavissa teräskuituja. Vastaanottaja hyväksyy toimituksen allekirjoituksellaan.

7

Ter Skuitubetonin Valun Toteutus Ty Maalla

Teräskuitumassaa voidaan periaatteessa valaa ja käsitellä tavanomaisin valumenetelmin. Valutapa vaikuttaa kuitenkin kuitumassan käyttäytymiseen ja kuitujen suuntautumiseen rakenteessa. Jos massa sisältää suuren kilomäärän ohuita pitkiä kuituja, se on helposti jäykkää valuominaisuuksiltaan. Vastaavasti keskipituiset, kappalemäärältään vähäisemmät, noin 1 mm:n paksuiset kuidut sitkistävät massaa huomattavasti vähemmän.

Valettaessa valutavan aiheuttama massavirta määrää merkittävästi kuitujen suuntautumista muotin eri alueilla. Lähellä muotin reunaa kuidut kääntyvät helposti reunan suuntaiseksi, ja muilla alueilla kuitujen suuntaus seurailee massan virtauksen suuntaa. Myös muotin geometria ja muottipinnan ominaisuudet vaikuttavat kuitujen suuntautumiseen. Sileässä muottipinnan kuidut liikkuvat helposti massavirran mukana, kun taas karkea muottipinta jarruttaa massavirtaa ja aiheuttaa siihen helpommin erilaisia pyörteitä.

Muotissa oleva raudoitus jarruttaa kuitumassan liikkeitä, ja kuituja voi kerääntyä raudoituksen päälle. Suositeltavaa on, että raudoitustankojen väli olisi 2 x teräskuidun pituus, jotta kuitumassa pääsisi mahdollisimman vapaasti valumaan tankoväleistä. Jos valu tehdään pumpulla, letkun pään tulisi olla mahdollisimman lähellä raudoitusta. Silloin massa läpäisee helpommin raudoituksen muodostaman esteen.

Kuvassa 13 on esitetty Tanskassa tehdyssä kokeessa teräskuitujen suuntautumista pumppuvalussa, kun valu tehdään koelaatan yhdestä nurkasta. Kuitujen suuntautuminen muuttuu kuvassa 14 olevan kartan mukaisesti. Kuvan ellipsit esittävät kuitujen suuntautumista kussakin laatan osassa.

1,2 m 1,2 m valun suuntautuminen

Valurintauksen eteneminen koevalussa itsetiivistyvällä betonilla (vasemmanpuoleiset kuvat) ja kuitujen suuntautuminen (oikeanpuoleiset kuvat – pienet ellipsit). Valuhetki ylhäältä alaspäin 5, 10 ja 20 s valun aloituksesta /1/.

BY 66a KANTAVAN TERÄSKUITUBETONIRAKENTEEN LAADUNVALVONTA SEKÄ TYÖMAAN

Jatkuvia paikalla valettuja laatastoja voidaan pitää taloudellisimpana teräskuitubetonin käyttökohteena, koska niissä kuitujen suuntautuminen laatassa vastaa hyvin voimasuureiden vaikutusta rakenteessa.

Pumppuvalussa on suositeltavaa käyttää letkukokoa, joka on 2 x kuidun pituus. Vähän pienempi letkukoko voi toimia notkealla massalla, mutta tällöin on suositeltavaa kokeilla pumppauksen toimivuutta ennen suurempia valuja.

Muottia vasten valetuissa pinnoissa sementtipasta peittää kuidut. Kuituja voi olla näkyvissä betonin valupinnassa, mikä voidaan ratkaista oikeilla valumenetelmillä. Sopivan notkeassa massassa kuidut on helpompi saada laskeutumaan sementtipastaan sisään. On kuitenkin varottava notkistamasta massaa liikaa, koska se lisää erottumisriskiä.

Kuvassa 15 on esitetty eräs menetelmä, jolla voidaan tasoittaa betonin pintaa ja saada teräskuidut laskeutumaan sementtipastaan sisään betonin pinnassa. Massan oikeaoppinen tiivistäminen helpottaa pinnan kuvan mukaista käsittelyä. Liian pitkäkestoinen tiivistys voi taas aiheuttaa kuitujen liiallista painumista ja erottumista massassa. Erityisen hyvin kuvan 15 mukainen käsittely soveltuu itsetiivistyvällä betonilla tehdyn valupinnan oikaisuun ja tasoittamiseen.

8

Ty Saumat Kuitubetonivalussa

Mikäli kuitubetonirakenteeseen on suunniteltu tai syntyy syystä tai toisesta työsauma, jossa betoni tulee kovettumaan ennen valutyön jatkumista, on saumaan lisättävä tavanomainen työsaumaraudoitus.

9

Ter Skuitum R N Arviointi Rakenteesta Poratusta Lieri St

Mikäli on tarvetta selvittää valetun rakenteen teräskuitupitoisuutta kovettuneesta betonista, se voidaan tehdä standardin SFS-EN 14721 + A1:en (Test method for metallic fibre concrete. Measuring the fibre content in fresh and hardened concrete) mukaisella menettelyllä. Tällöin rakenteesta otetaan poralieriönäytteet, joita tulee ottaa vähintään kolme kappaletta kultakin tutkittavalta alueelta, Yksittäisen näytteen tulee olla suurempi kuin 1 dm3. Näytteet mitataan tarkasti niiden tilavuuden todentamiseksi. Porakappaleet murskataan ja näin irrotetut teräskuidut puhdistetaan ja punnitaan. Punnitustulokset muutetaan arvoiksi kg/betoni-m3 . On huomattava, että kuidut eivät jakaudu täysin homogeenisesti rakenteessa eikä hyvin suppea näytteenotto anna edustavaa tietoa rakenteen sisältämästä kuitumäärästä.

Kirjallisuutta

/1/ Guideline for excecution of steel fibre reinforced SCC. September 2013. Danish Technological Institute, Concrete Centre.

BY 66a KANTAVAN TERÄSKUITUBETONIRAKENTEEN LAADUNVALVONTA SEKÄ TYÖMAAN TOIMINTA- JA VALUOHJE