Käytetyt muotit

Muottien tulee olla vesitiiviitä ja vettä imemättömiä. Muottien saumat voidaan vedenpi-tävyyden aikaansaamiseksi päällystää vahalla, öljyllä tai rasvalla. Kalibroitujen muottien tulee olla valmistettu teräksestä tai valuraudasta. Muut kuin standardin EN 12390-1 mu-kaan kalibroidut muotit voivat olla tehty mistä tahansa materiaalista, joka soveltuu beto-nikappaleiden valmistukseen [5]. Lieriön muotoisten koekappaleiden valamisessa käytet-tiin standardin EN 12390-1 [5] mukaisia teräksestä valmistettuja muotteja sekä

muovi-putkesta valmistettuja muotteja. Kuution muotoisten koekappaleiden valamisessa käytet-tiin standardin EN 12390-1 [5] mukaisia teräksestä valmistettuja muotteja sekä standardin mittavaatimukset täyttäviä muovista valmistettuja muotteja.

Kaikki valetun kokoisena puristetut lieriön muotoiset halkaisijaltaan D150 koekappaleet valettiin standardin EN 12390-1 [5] mukaisilla teräksisillä lieriömuoteilla. Muut lieriön muotoiset koekappaleet valettiin tutkimusta varten valmistetuilla muovisilla muoteilla.

Timanttiporattavia halkaisijaltaan D50, D80 ja D100 rakennekoekappaleita varten valet-tiin standardin EN 12390-1 [5] mukaisia nimellishalkaisijaltaan 150 mm ja pituudeltaan 300 mm kokoisia betonilieriöitä. Muotit valmistettiin PVC-muoviputkesta, jonka ulko-halkaisija on 160 mm ja seinämäpaksuus 4,7 mm. Betonilieriöiden ulko-halkaisijaksi tuli siten noin 151 mm. Timanttiporausta varten valettujen betonilieriöiden dimensiot valittiin si-ten, että kappaleiden dimensiot ovat mahdollisimman lähellä standardin mukaisia teräk-sisillä muoteilla valettuja koekappaleita. Dimensioiden samankaltaisuudella pyrittiin saa-maan aikaseksi samat betonin lujittumisominaisuudet sekä porattaville betonilieriöille että valetuille koekappaleille. Muoviputkimuottien pohjina käytettiin putkelle tarkoitettua muovista valmistettuja työtulppia, jotka asennettiin putken ulkopintaan. Työtulppien kiinnitys varmistettiin kuudella (6) ruuvilla noin 60° välein. Muottien seinämät katkaistiin sahaamalla yhdestä kohtaa muotin pituussuunnassa muottien purkamisen helpotta-miseksi. Katkaisukohtaan asennettiin pannat ruuveilla muotin kiinnipysymisen varmista-miseksi. Katkaisukohdat ja pohjien saumat tiivistettiin ilmastointiteipillä ennen betoniriöiden valamista. Kuvassa 16 on esitetty tutkimuksessa käytetyt muoviset D150x300 lie-riömuotit ennen valun aloittamista.

Kuva 16.Timanttiporattavien rakennekoekappaleiden valukappaleiden D150x300 muo-vinen lieriömuotti.

Timanttiporattavia halkaisijaltaan D150 rakennekoekappaleita varten valettiin betonilie-riöitä, joiden halkaisija oli noin 235 mm ja pituus noin 340 mm. Muotit valmistettiin PVC-muoviputkesta, jonka ulkohalkaisija on 250 mm ja seinämäpaksuus 7,3 mm. Beto-nilieriöiden halkaisijaksi tuli siten noin 235 mm. Muotit valmistettiin vastaavalla teknii-kalla kuin halkaisijaltaan 160 mm muotit valmistettiin. Muottien pohjina käytettiin koi-vusta valmistettua 21 mm paksua filmivaneria. Vaneripohjat kiinnitettiin kahdeksalla (8) ruuvilla noin 45° välein. Muottien katkaisukohdat ja pohjien saumat tiivistettiin ilmas-tointiteipillä ennen betonilieriöiden valamista. Kuvassa 17 on esitetty tutkimuksessa käy-tetyt muoviset D235x340 lieriömuotit ennen valun aloittamista.

Kuva 17.Timanttiporattavien rakennekoekappaleiden valukappaleiden D235x340 muo-vinen lieriömuotti. Muotit on valmistettu ylikorkeina, jotta muottien yläreunaan on pys-tytty poraamaan nostoreiät muottien siirtämisen helpottamiseksi.

Valetun kokoisena testatut nimellishalkaisijaltaan D100 koekappaleita valettiin muovi-putkimuoteilla. Muotit valmistettiin PP-muoviputkesta, jonka ulkohalkaisija on 110 mm ja seinämäpaksuus 3,4 mm. Koekappaleiden halkaisijaksi tuli siten noin 103 mm. Koe-kappaleet valettiin noin 100 mm pituisina, jolloin koeKoe-kappaleet täytyy ainoastaan hioa ennen puristuskokeiden suorittamista. Muotit valmistettiin vastaavalla tekniikalla kuin halkaisijaltaan 250 mm muotit valmistettiin, pohjan kiinnitys tehtiin neljällä (4) ruuvilla noin 90° välein. Muottien katkaisukohdat ja pohjien saumat tiivistettiin ilmastointiteipillä ennen koekappaleiden valamista. Muotti on valmistustekniikaltaan samanlainen kuin ku-vassa 17 esitetty muotti.

Tutkimuksessa valutapahtumien yhteydessä selvitettiin millainen vaikutus muottityy-peillä ja muottien materiaaleilla on hydrataatiolämpötilaan lujuudenkehittymisen alku-vaiheessa. Kaikkien betonilaadun aamupäivän valuerästä otettiin yksi valukappale jo-kaista muottityyppiä kohti hydrataatiolämpötilan seurantaan. Eri muottityypit valettavien betonikappaleiden nimellismittojen mukaisesti ovat:

1. lieriömuotti D100x100, muovimuotti vaneripohjalla

2. lieriömuotti D150x300, teräsmuotti EN 12390-1 mukaisesti 3. lieriömuotti D150x300, muovimuotti muovipohjalla

4. lieriömuotti D235x340, muovimuotti vaneripohjalla

5. kuutiomuotti 150x150x150, teräsmuotti EN 12390-1 mukaisesti

6. kuutiomuotti 150x150x150, muovimuotti EN 12390-1 mittojen mukaisesti.

Betonilaatujen 2-4 yhteydessä seurattiin lisäksi samalla mittaustiheydellä muottien säily-tyspaikan (sisätiloissa) ilmanlämpötilaa. Betonilaadun 1 aikaisesta ilmanlämpötilasta on tiedossa vain itse valutapahtuman aikaiset lämpötilamuutokset. Betonilaatujen 1 ja 2 ai-kaan olosuhteet olivat hyvin lähellä toisiaan, joten betonilaadun 1 hydrataatiolämpötilan seurannan aikaisen ilmanlämpötilan voidaan olettaa olleen sama kuin betonilaadun 2 ai-kaan, eli noin 21-23 °C. Valukappaleiden lämpötiloja seurattiin termoelementtianturilla (termolanka), joka sidottiin kiinni ohueen metallitankoon. Tangon avulla termolanka työnnettiin tiivistettyyn betonimassaan siten, että termolangan mittaava pää asettui kap-paleen poikki- ja pystysuunnassa keskeisesti. Hydrataatiolämpötilan seurannan tulokset on esitetty kuvissa 18-21.

Kuva 18.Hydrataatiolämpötilan seuranta, betonilaatu C35/45 P50.

Kuva 19.Hydrataatiolämpötilan seuranta, betonilaatu C30/37 P20.

Kuva 20.Hydrataatiolämpötilan seuranta, betonilaatu C50/60 P50.

Kuva 21.Hydrataatiolämpötilan seuranta, betonilaatu C30/45.

Hydrataatiolämpötilan seurannassa betonilaadun C35/45 huokostamaton mittaukset päät-tyivät mittalaitteen häiriön seurauksena ennen tavoiteltua 30 tunnin aikaa. Mittaus päättyi noin 7 tunnin kohdalla, jolloin hydrataatiolämpötilan maksimia ei vielä oltu saavutettu.

Muilla betonilaadulla hydrataatiolämpötilan maksimi saavutettiin noin 10...12 tuntia va-lun jälkeen. Betonilaadun C35/45 hydrataatiolämpötilojen seurantatiedoista voidaan kui-tenkin sanoa, että ne ovat yhtäläiset muihin betonilaatuihin verrattuna 7 tuntiin saakka.

Kuvista 18-20 havaitaan, että hydrataatiolämpötilalla on suora yhteys valukappaleen tila-vuuteen. Hydrataatiolämpötila on korkein lieriössä, jonka halkaisija on 235 mm ja mata-lin lieriössä, jonka halkaisija on 100 mm. Kuvaajista havaitaan myös, että tilavuudeltaan ja muodoltaan samankaltaisissa, mutta eri materiaaleista tehdyissä muoteissa on hieman eroa hydrataatiolämpötilassa. Esimerkiksi betonilaadun C35/45, P50 tapauksessa hydra-taatiolämpötila on korkeimmillaan noin 10 tuntia valun aloittamisen jälkeen. Tällä kohtaa teräksisen lieriömuotin valukappaleen lämpötila on 29,8°C ja muovisen 32,3°C. Vastaa-vasti teräksisen kuutiomuotin valukappaleen lämpötila on 26,7°C ja muovisen 30,0°C.

Muottityyppien välillä on siis noin 2-3°C lämpötilaero. Kuvissa 18-20 esitettyjen tulosten perusteella muovista valmistettujen lieriömuottien valukappaleiden maksimihydrataa-tiolämpötila on noin 4...9 % korkeampi kuin teräksestä valmistettujen lieriömuottien pauksessa. Vastaava lämpötilaero kuutiomuoteille oli 6...12 %. Teräksisten muottien ta-pauksessa osa hydratoitumisreaktioiden tuottamasta energiasta kuluu muottien lämpöti-lan ylläpitämiseen, mikä selittää havaitun lämpötilaeron.

Kuvassa 22 on esitetty kaikkien betonilaatujen teräsmuoteilla valettujen standardilieriöi-den hydrataatiolämpötilat. Kuvasta havaitaan, että mitä korkeampi betonin nimellinen lu-juusluokka on, niin sitä korkeampi on hydrataatiolämpötila. Hydratoitumisreaktioissa syntyvä energia on tulosten valossa verrattavissa betonimassoissa käytettyihin

sideaine-määriin, kun oletetaan, että reaktioon vaadittavaa vettä on saatavilla riittävästi koko seu-rantajakson ajan. Lämpötilojen järjestys vastaa betonimassoissa käytettyjen sideainemää-rien suuruusjärjestystä. Tulosten perusteella hydrataatiolämpötila tasaantuu betonimas-sasta riippumatta viimeistään noin 24 tuntia kappaleiden valun päätyttyä. Betonilaadun C35/45 P50 käyrässä havaitaan selvä lasku noin 23 tunnin kohdalla. Lämpötilan alenemin on todennäköisesti aiheutunut säilytyspaikan muusta käytöstä. Työskentelyhallin suuret ovet on todennäköisesti avattu pidemmäksi aikaa, jolloin ympäristön lämpötila on laske-nut selvästi. Vastaava ilmiö on havaittavissa myös betonilaadun muiden muottityyppien tuloksista. Säilytyshuoneen lämpötilassa ei havaittu merkittäviä eroja betonilaatujen vä-lillä.

Kuva 22. Standardilieriöiden D150x300 (teräsmuotti) hydrataatiolämpötilat betonilaa-duille 1-4.