Kimmovasaralla mitatut puristuslujuudet

Lieriömäisten standardikoekappaleiden kimmovasaralla mitattuja puristuslujuuksia ver-rataan 91 vuorokauden iässä, vedellä kyllästettynä puristettujen standardilieriöiden D150x300 puristuslujuustuloksiin, jotka vastaavat testauksen aikaisen kosteuspitoisuu-den osalta standardin EN 12390-3 [13] mukaisia standardikoekappaleita. Sekä kimmova-saramittausten tulokset, että puristuskokeiden tulokset on siis määritetty samoista stan-dardikoekappaleista. Kimmovasaramittauksesta saadaan betonin pinnan kimmoarvoon perustuva puristuslujuus standardikuutiolujuuteen verrattavana tuloksena. Tuloksia ver-tailtaessa on vaihtoehtona muuntaa kimmovasaramittausten tulokset lieriölujuuden ar-vioiksi tai lieriömäisten standardikoekappaleiden puristuslujuustulokset kuutiolujuuk-siksi kappaleessa 4.4 esitetyn periaatteen mukaisesti (fck=0,828

· fck.cube). Käytetään tulosten vertailussa kuutiolujuutta, kuten kappaleessa 4.4 on käytetty.

Lieriölujuuden keskiarvosta muunnetulle kuutiolujuudelle käytetään tunnusta fcm.cube.m

[MPa]. Lieriömäisten standardikoekappaleiden kimmovasaralla määritetylle keskimää-räiselle puristuslujuudelle käytetään tunnustafcm.R [MPa].

Kuutiomaisten standardikoekappaleiden kimmovasaralla mitattuja puristuslujuustuloksia verrataan 91 vuorokauden iässä, kuivassa olosuhteessa puristettujen standardikuutioiden 150 mm x 150 mm x 150 mm keskimääräiseen puristuslujuuteenfcm.cube[MPa]. Kuutio-maisten standardikoekappaleiden kimmovasaratulosten ja verrattavien standardikuutioi-den puristuslujuustuloksissa ei ole käytetty muunnoskertoimia. Kuutiomaisten standardi-koekappaleiden kimmovasaralla määritetyille puristuslujuustuloksille käytetään tunnusta fcm.cube.R[MPa].

Verrattaessa kimmovasaramittausten tuloksia mitattuihin todellisiin puristuslujuuksiin, ei tuloksia voida käsitellä muiden tutkimusosien tapaan puristuslujuuksien suhteilla. Kim-movasaramittauksella määritetään betonin puristuslujuuden 10 % alafraktiilin arvo, kun taas varsinaisista puristuskokeista on määritetty keskiarvo (eli 50 % fraktiili). Standardien mukaan määritetyt arvot eivät siis ole vertailukelpoisia keskenään. Tuloksista voidaan kuitenkin tehdä suuruusluokkaan perustuva arvioi siitä, kuinka hyvin kimmovasaralla määritetty puristuslujuus korreloi todellisen puristuslujuuden keskiarvon kanssa.

4.12.1 Standardilieriöiden kimmovasaratulokset

Taulukossa 41 on esitetty lieriömäisten standardikoekappaleiden kimmovasaramittausten tulokset eri kosteusolosuhteissa. Kimmovasaramittaukset tehtiin koneellisesti hiotuille betonipinnoille. Yksittäisten standardikoekappaleiden puristuslujuus on määritetty kim-movasaralla 12...13 iskua sisältävän sarjan mediaanin perusteella. Jokaisessa iskusarjassa tehtiin 13 iskua kimmovasaralla, mutta standardin EN 12504-2 mukaisesti yli 30 % me-diaanista eroavat iskutulokset on hylätty. Kimmovasaramittausten koetulokset [Q] on

muunnettu puristuslujuuden arvoiksi [MPa] kaavan (21) mukaisesti. Laskettu keskimää-räinen puristuslujuus fcm.R on laskettu iskusarjakohtaisten mediaanien perusteella. Kim-movasaramittausten keskihajonta on kaikkien tutkimussarjan iskusarjojen keskihajonto-jen keskiarvo. Kimmovasaramittausten iskukohtaiset tulokset on esitetty liitteessä 16.

Taulukko 41. Koestuspinnaltaan hiottujen standardilieriöiden kimmovasaramittausten tulokset eri kosteusolosuhteissa, sekä kimmovasaroitujen vedellä kyllästettyjen standar-dikoekappaleiden puristuslujuustulokset kuutiolujuuksiksi muunnettuna.

Betoni Erä n

Kimmovasaramittausten tulokset [MPa] Puristuskokeiden tulokset [MPa]

yhdistetty 18 38,4 5,9 38,0 8,4 38,8 8,7 70,4 1,8 C30/37

P20

aamu 9 27,6 2,6 28,5 8,3 25,0 6,4 56,9 0,8

iltapäivä 9 30,5 5,5 30,2 5,5 29,4 6,9 58,2 1,5

yhdistetty 18 29,0 4,1 29,4 6,9 27,2 6,7 57,5 1,1 C50/60

P50

aamu 9 32,8 5,3 30,5 8,3 28,5 6,5 61,4 1,1

iltapäivä 9 30,9 3,2 28,4 8,5 26,8 5,4 61,1 0,6

yhdistetty 18 31,8 4,3 29,4 8,4 27,7 5,9 61,3 0,8

C35/45

aamu 9 28,1 3,2 27,0 5,9 26,8 4,6 57,0 0,3

iltapäivä 9 36,4 3,4 33,8 8,6 34,7 6,3 64,6 2,1

yhdistetty 18 32,3 3,3 30,4 7,3 30,7 5,4 60,8 1,2

Taulukon 41 kimmovasaratuloksista testausolosuhteiltaan verrannollisia puristuslujuus-tulosten kanssa ovat vedellä kyllästettynä kimmovasaroidut standardilieriöt. Kimmova-sararoinnit suoritettiin vedellä kyllästetyille standardilieriöille juuri ennen puristuskokei-den suorittamista. Tulosten perusteella kimmovasaralla mitattu puristuslujuus on noin puolet todellisesta puristuslujuudesta, kun kimmovasaramittausten muuntamisessa puris-tuslujuuden arvoiksi käytetään 10 % alafraktiilin sovitekäyrää, joka on esitetty kuvassa 34. 10 % alafraktiilin sovitekäyrän perusteella mitattu puristuslujuus täyttää mittaustu-loksen 90 % varmuudella, eli kimmovasaralla mitattu puristuslujuus on hyvin konserva-tiivisella puolella. Tämä on myös havaittavissa tutkimustuloksista, kimmovasaramittauk-sen tulokset ovat hyvin konservatiiviset todellisiin puristuslujuuksiin verrattuna.

Tutkimustulosten perusteella koekappaleen kosteuspitoisuudella on merkitystä kim-movasaralla mitattavaan puristuslujuuteen. Kimmovasaramittaisten perusteella 15 nuuttia ennen kimmovasarointia suoritettu pinnan kastelu vesisumutuksella madaltaa mi-tattavaa puristuslujuutta 0...8 %. Täysin vedellä kyllästettyjen koekappaleiden kimmova-saralla mitatut puristuslujuudet olivat 0...15 % heikompia kuin kuivana testattujen koe-kappaleiden kimmovasaramittausten tulokset olivat. Tutkimuksessa havaittiin lisäksi, että

koekappaleisiin imeytynyt kosteus kasvattaa kimmovasaramittausten hajontaa. Koekap-paleiden, joiden testattavat pinnat kasteltiin vesisumutuksella 15 minuuttia ennen kim-mosarointia, keskihajonta oli 43...121 % suurempi kuin kuivilla koekappaleilla. Vedellä kyllästettyjen koekappaleiden keskihajonta oli 39...66 % suurempi kuin kuivien koekap-paleiden keskihajonta.

4.12.2 Standardikuutioiden kimmovasaratulokset

Taulukossa 42 esitetty on kuutiomaisten standardikoekappaleiden kimmovasaramittaus-ten tulokset. Koekappaleet olivat kimmovasaroitaessa kuivassa kosteusolosuhteessa.

Standardikuutioiden kimmovasaramittauksia suoritettiin ainoastaan aamun valuerässä valetuille koekappaleille. Kimmovasaramittauksia tehtiin käsittelemättömille muottipin-noille sekä valuvaiheessa hierretylle ja kovettuneena hiomakivellä hiotulle valupinnalle.

Yksittäisten standardikoekappaleiden puristuslujuus on määritetty kimmovasaralla 11...13 iskua sisältävän sarjan mediaanin perusteella. Jokaisessa iskusarjassa tehtiin 13 iskua kimmovasaralla, mutta standardin EN 12504-2 mukaisesti yli 30 % mediaanista eroavat iskutulokset on hylätty. Kimmovasaramittausten koetulokset [Q] on muunnettu puristuslujuuden arvoiksi [MPa] kaavan (21) mukaisesti. Laskettu keskimääräinen puris-tuslujuusfcm.cube.R on laskettu iskusarjakohtaisten mediaanien perusteella. Kimmovasara-mittausten keskihajonta on kaikkien tutkimussarjan iskusarjojen keskihajontojen kes-kiarvo. Kimmovasaramittausten iskukohtaiset tulokset on esitetty liitteessä 17.

Taulukko 42.Standardikuutioiden kimmovasaramittausten ja puristuskokeiden tulokset.

Kimmovasaroituja pintoja ovat muottipinnan eli sivupinnat ja pohjapinta sekä valupinta, joka on valettaessa hierretty sekä kimmovasaroitaessa hiottu hiomakivellä. Sekä kim-movasara, että puristuskokeet on suoritettu kuiville standardikuutioille.

Betoni Erä n

teräsmuotti muovimuotti teräsmuotti muovimuotti

fcm.R s fcm.R s fcm.cube s fcm.cube s

hierretty 2 21,6 3,9 17,6 3,6

hiottu 2 28,1 7,0 21,1 6,7

hierretty 2 15,8 3,9 17,9 5,2

hiottu 2 26,2 3,9 30,2 5,6

hierretty 2 19,6 4,6 19,8 4,1

hiottu 2 32,8 5,6 33,4 11,4

C35/45

sivu 8 24,3 4,5 25,7 4,1

3 61,0 0,9 57,7 0,4

pohja 2 31,4 6,3 30,5 4,7

hierretty 2 19,8 4,0 23,7 4,7

hiottu 2 27,4 6,0 26,2 3,7

Tutkimustulosten perusteella ei voida sanoa, että teräs- ja muovimuoteilla valettujen stan-dardikuutioiden lujuuksissa olisi kimmovasaramittauksissa systemaattisia eroja muotti-tyyppien välillä. Kummankin muottityypin kimmovasaramittauksissa muottipintojen tes-tauskohtiin jäi kimmovasaran iskusta selvästi koskettamalla havaittava jälki. Muottipin-noille muodostuu valussa ohut sementtiliimakerros, joka on muuta koekappaletta peh-meämpi. Ohut sementtiliimakerros saattaa vaimentaa kimmovasaramittausta, jonka seu-rauksena mittaustulokset jäävät hieman alhaisiksi. Tutkimuksessa valupinta kimmova-saroitiin sekä hierrettynä että hiottuna. Taulukossa 42 esitettyjen tulosten perusteella muottipintojen (sivu ja pohja) kimmovasaralla mitatut puristuslujuudet eivät kuitenkaan ole merkittävästi valupinnan hiottuja kimmovasaramittauksia heikompia. Havaintojen perusteella muottipinnoilla oleva ohut sementtiliimakerros ei vaikuta merkittävästi kim-movasaramittausten tuloksiin.

Tulosten perusteella teräsmuoteilla valettujen standardikuutioiden pohjapintojen kim-movasaralla mitattu puristuslujuus on noin 1...30 % suurempi kuin sivupintojen puristus-lujuus. Vastaava ero muovimuoteilla valetuilla standardikuutioilla on 6...36 %.

Betoni-massaa tiivistettäessä runkoainetta painuu hieman muotin pohjalle, testattavan pinnan lä-heisyydessä sijaitsevat runkoainesrakeet kasvattavat kimmovasaramittauksen tulosta. Be-tonimassa tiivistyksessä yleisesti havaittu ilmiö selittää muottipintojen eroavat kimmova-saramittaustulokset.

Tutkimuksessa valupinnat kimmovasaroitiin kahdessa eri vaiheessa. Valuvaiheessa hier-retyt valupinnat kimmovasaroitiin aluksi, jonka jälkeen pinnat hiottiin kimmovasaroita-vien pintojen hiomiseen tarkoitetulla hiomakivellä. Hiomalla hierretystä pinnasta poiste-taan epätasaisuudet ja mahdollisesti hieman erottunut pinta. Hionnan jälkeen valupinnat kimmovasaroitiin uudestaan. Tulosten perusteella hierretyn pinnan hiomisella kimmova-saroinnista saadaan noin 10...69 % parempi puristuslujuustulos.

Standardikuutioiden kimmovasaramittausten tuloksia verrattaessa mitattuihin puristuslu-juuksiin käytetään kimmovasaroinnista sivupintojen mittaustuloksia. Tulosten perusteella molemmilla muottityypeillä kimmovasaralla mitattu puristuslujuus on noin hieman alle puolet todellisesta mitatusta puristuslujuudesta, kun kimmovasaramittausten muuntami-sessa puristuslujuuden arvoiksi käytetään 10 % alafraktiilin sovitekäyrää, joka on esitetty kuvassa 34. Tulokset ovat hyvin samankaltaiset verrattuna standardilieriöiden kimmova-saramittausten tuloksiin.