Notkeusluokan testaaminen

Betonimassan notkeusluokka voidaan määrittää painuma- ja leviämäkokeiden perus-teella. Painumakokeella määritettäessä luokkia on viisi (S1-S5) ja leviämäkokeella mää-ritettäessä kuusi (F1-F6) [17]. Painuma- ja leviämäkokeiden luokkien raja-arvot on esi-tetty taulukossa 10.

Taulukko 10.Tuoreen betonin notkeusluokat standardien EN 12350-2 [51] ja EN-12350-5 [EN-12350-52] mukaisesti määritettynä, mukaillen lähdettä [17].

Notkeusluokka painuman perusteella (EN 12350-2)

Notkeusluokka S1 S2 S3 S4 S5

Painuma [mm] 10 - 40 50 - 90 100 - 150 160 - 210 ≥ 220 Notkeusluokka leviämän perusteella (EN 12350-5)

Notkeusluokka F1 F2 F3 F4 F5 F6

Leviämä [mm] ≤ 340 350 - 410 420 - 480 490 - 550 560 - 620 ≥ 630 Betonimassan painumakokeet tehtiin standardin EN 12350-2 [51] mukaisesti. Painuma-koe on hyvin herkkä betonin notkeuden muutoksille, jotka vastaavat 10 mm ja 210 mm välillä olevia painuma-arvoja. Näiden raja-arvojen ulkopuolella painumamittaus saattaa olla soveltumaton notkeusluokan määrittämiseen, jolloin on syytä harkita muita menetel-miä betonimassan notkeuden määrittämiseen. Painumakoe soveltuu betoneille, joiden runkoaineen maksimiraekoko on 40 mm [51].

Painumakokeessa betonimassasta tehdään leikatun kartion muotoinen kappale muotin avulla. Muotti tulee täyttää kolmessa tasakorkuisessa kerroksessa siten, että jokainen ker-ros tiivistetään 25:llä sullontasauvan iskulla. Keskimmäinen ja päällimmäinen kerker-ros tu-lee tiivistää koko syvyydeltään siten, että iskut tunkeutuvat alempana olevaan kerrokseen saakka. Tarvittaessa kolmanteen kerrokseen lisätään betonimassaa, jos pinnan taso pai-nuu muotin yläpintaa alemmaksi tiivistettäessä. Muotin poistaminen tulee suorittaa 2-5 sekuntia kestävällä tasaisella nopeudella suoritettavalla nostolla siten, että betonimassaan ei kohdistu sivuttaissuuntaista tai kiertävää liikettä. Muotin täyttäminen ja muotin nosta-minen tulee tapahtua 150 sekunnin kuluessa. Välittömästi muotin poistamisen jälkeen mitataan valmistetun betonikartion painuma h [mm] lähimmän 10 mm:n tarkkuudella, minkä perusteella määritetään notkeusluokka. Kuvassa 23 on esitetty painumakorkeuden mittaamista havainnollistava piirros, jossa on esitetty myös oikean muotoinen painunut kartio. Muotin nostossa betonikartio ei saa leikkaantua, epäonnistunut koe tulee uusia.

Betonikartion painuma ei myöskään saa jatkua yli 60 sekunnin ajan [51]. Standardin mu-kaisessa painumakokeessa käytettävien työvälineiden tulee täyttää seuraavat vaatimuk-set.

∂ Muotin tulee olla valmistettu sementin vaikutukset kestävästä materiaalista ja muotin seinämäpaksuus tulee olla vähintään 1,5 mm.

∂ Muotin sisäpintojen tulee olla sileät, pinnoilla ei saa olla ulkonemia kuten niittejä tai hitsisaumoja, joihin tuore betoni voi tarttua kiinni.

∂ Muotin tulee olla katkaistun kartion muotoinen ja sisämitoiltaan seuraava:

o pohjan halkaisija: 200 ± 2 mm o yläosan halkaisija: 100 ± 2 mm o korkeus: 300 ± 2 mm

∂ Muotin pohjan ja yläosan tulee olla keskenään yhdensuuntaisia ja kohtisuorassa keskiakselia vastaan.

∂ Muotin yläreunassa tulee olla kädensijat muotin nostamista varten

∂ Muotin alareunassa tulee olla kiinnityssalvat tai jalansijat muotin pitämiseksi va-kaana täyttämisen aikana.

∂ Sullontasauvan tulee olla poikkileikkaukseltaan pyöreä, teräksestä valmistettu ja päistään pyöristetty. Sullontasauvan halkaisijan tulee olla 16 ± 1 mm ja pituuden 600 ± 5 mm.

∂ Pohjalevy, jonka päälle muotti asetetaan kokeen aikana, tulee olla jäykkä ja laakea levy, joka on valmistettu imemättömästä materiaalista. [51]

Kuva 23.Painuman h mittaaminen ja oikean muotoinen painumakartio [51].

Betonimassan leviämäkokeet tehtiin standardin EN 12350-5 [52] mukaisesti. Leviämä-koe on hyvin herkkä betonin notkeuden muutoksille, jotka vastaavat leviämän arvoja 340 mm ja 600 mm välillä. Näiden raja-arvojen ulkopuolella leviämämittaus saattaa olla so-veltumaton notkeusluokan määrittämiseen, jolloin on syytä harkita muita menetelmiä be-tonimassan notkeuden määrittämiseen. Leviämäkoe ei sovellu betoneille, joiden runkoai-neen maksimiraekoko on yli 63 mm. Leviämäkoe ei myöskään sovellu käytettäväksi it-setiivistyvillä, vaahto- tai harvabetoneilla [52].

Leviämäkokeessa tuoreesta betonista tehdään muotin avulla kartion muotoinen kappale yhdestä reunastaan saranoidulle leviämäpöydälle, jonka tulee olla tasaisella vaakasuoralla alustalla. Muotti tulee täyttää kahdessa tasakorkeassa kerroksessa siten, että kerrokset ta-soitetaan sullontasauvalla kymmenen kertaa kevyesti painaen. Tarvittaessa toiseen ker-rokseen lisätään betonimassaa, jos pinnan taso painuu muotin yläpintaa alemmaksi tasoit-taessa. Muotti poistetaan 30 sekuntia yläpinnan tasoituksen jälkeen, ennen muotin pois-tamista leviämäpöydältä tulee poistaa ylimääräinen betoni. Muotin poistaminen tulee suo-rittaa kohtisuoraan ylöspäin tasaisesti nostaen 1-3 sekuntia kestävällä nostolla. Kokeessa pöydän reunaa nostetaan vakiokorkeudelle ylärajoitinta vasten ja pöydän annetaan pudota vapaasti alarajoittimelle. Suorituksen aikaan leviämäpöytää pidetään paikoillaan seiso-malla alareunan jalkatukien päällä. Toimenpide toistetaan 15 kertaa siten, että yksi suori-tus kestää 1-3 sekuntia. Betonimassan leviämän suurimmat mitat mitataan kahdesta (d1 ja d2[mm]) kohdasta ylälevyn sivujen kanssa yhdensuuntaisessa linjassa. Leviämäkokeen tulos on mitattujen mittojen d1 ja d2 keskiarvo, jonka perusteella määritetään notkeus-luokka. Kuvassa 24 on havainnollistettu leviämämittausta. Leviämäkokeessa betoni ei saa erottua, joka johtaa kokeen hylkäämiseen. Erottumisen pystyy havaitsemaan karkean ki-viaineksen ulkopuolelle muodostuvasta sementtilaastista koostuvasta renkaasta, joka on useita millimetrejä karkeaa kiviainesta ulompana. Mikäli betonimassan leviäminen ei

sta-biloidu 15 pudotuksen jälkeen odotetaan, kunnes massa stabiloituu ja suoritetaan mittauk-set. Odotusaika tulee raportoida mittaustulosten yhteydessä [52]. Standardin mukaisessa leviämäkokeessa käytettävien työvälineiden tulee täyttää seuraavat vaatimukset.

∂ Leviämäpöytä koostuu saranoidusta ylälevystä ja jäykästä alustasta, jonka päälle ylälevy pudotetaan kokeessa.

o Ylälevyn tulee olla sileä, sementin vaikutukset kestävä ja ruostumaton me-tallilevy, jonka paksuus on 2 mm. Ylälevyn tulee olla kooltaan 700 ± 2 mm x 700 ± 2 mm ja massaltaan 16 ± 0,5 kg. Ylälevyn on lisäksi oltava rakenteeltaan sellainen, että levyn pinta ei pääse vääntymään.

o Ylälevyn keskellä tulee olla merkattu risti, jonka sivut ovat kulkevat levyn sivujen suuntaisesti, sekä ympyrä, jonka halkaisija on 210 ± 1 mm.

o Ylälevyn nostokorkeuden tulee olla rajoitettu yhdellä tai useammalla ra-joittimella siten, että nostokorkeus on 40 ± 1 mm.

o ylälevyssä tulee olla kahvat tai muu nostolaite, joilla ylälevy pystytään nostamaan nykäyksettä pudotuskorkeudelle.

o Leviämäpöydän rungossa tulee olla jalkatuet pöydän pitämiseksi paikoil-laan kokeen aikana.

∂ Muotin tulee olla valmistettu sementin vaikutukset kestävästä materiaalista ja muotin seinämäpaksuus tulee olla vähintään 1,5 mm.

∂ Muotin sisäpintojen tulee olla sileät, pinnoilla ei saa olla ulkonemia kuten niittejä tai hitsisaumoja, joihin tuore betoni voi tarttua kiinni.

∂ Muotin tulee olla katkaistun kartion muotoinen ja sisämitoiltaan seuraava:

o pohjan halkaisija: 200 ± 2 mm o yläosan halkaisija: 130 ± 2 mm o korkeus: 200 ± 2 mm

∂ Muotin pohjan ja yläosan tulee olla keskenään yhdensuuntaisia ja kohtisuorassa keskiakselia vastaan.

∂ Muotin yläreunassa tulee olla kädensijat muotin nostamista varten

∂ Muotin alareunassa tulee olla kiinnityssalvat tai jalansijat muotin pitämiseksi va-kaana täyttämisen aikana.

∂ Sullontasauvan tulee olla kovasta materiaalista valmistettu ja poikkileikkauksel-taan neliömäinen, jonka sivumitta on 40 ± 1 mm. Sullontasauvan neliön muotoi-sen osan pituus tulee olla noin 200 mm, lisäksi sauvassa voi olla noin 120-150 mm pitkä pyöristetty kahvaosa. [52]

Kuva 24.Leviämän mittaaminen [52].

Sekä painuma-, että leviämäkokeissa käytettiin standardien [51] ja [52] mukaisia, mene-telmien käyttämiseen tarkoitettuja työvälineitä, jotka täyttävät standardien asettamat vaa-timukset. Molemmat koetyypit soveltuvat tutkimuksessa käytettyjen normaalien betoni-laatujen notkeusluokkien testaamiseen, kaikissa betonilaaduissa runkoaineen maksirae-koko oli 16 mm. Kokeissa ei jouduttu hylkäämään testaustuloksia betonikartion leikkaan-tumisen tai betonimassan erotleikkaan-tumisen takia. Myöskään betonimassan stabiloitumisessa ei havaittu ongelmia. Taulukoissa 11 on esitetty kaikista betoniannoksista tehdyt painuma-kokeiden tulokset ja painumaa vastaavat notkeusluokat. Vastaavasti taulukossa 12 on esi-tetty samat tulokset leviämäkokeille. Jokaisesta betoniannoksesta on esiesi-tetty mittaukset M1, M2 ja M3, joissa numero edustaa kokeen ajankohtaa yhden valuerän kuluessa. Mit-tauksia suoritettiin välittömästi betoniauton saapuessa (M1), valuerän puolivälissä (M2) ja valun päätteeksi (M3). Molemmilla menetelmien tuloksista on selvästi havaittavissa, että betonin notkeus muuttuu selvästi valun edetessä, mikä vaikuttaa valukappaleiden työstettävyyteen ja tiivistämiseen. Notkeuden muutoksen seurauksena valukappaleiden tiivistysaikoja jouduttiin paikoin hieman kasvattamaan valujen edetessä.

Taulukko 11.Painumakokeiden tulokset.

Betoni Aamun valuerä Iltapäivän valuerä

M1 M2 M3 M1 M2 M3

C35/45 P50 Painuma [mm] 130 70 30 160 90 30

Notkeusluokka S3 S2 S1 S4 S2 S1

C30/37 P20 Painuma [mm] 180 180 80 160 120 90

Notkeusluokka S4 S4 S2 S4 S3 S2

C50/60 P50 Painuma [mm] 180 200 160 200 190 130

Notkeusluokka S4 S4 S4 S4 S4 S3

C35/45 Painuma [mm] 180 160 120 120 110 70

Notkeusluokka S4 S4 S3 S3 S3 S2

Taulukko 12.Leviämäkokeiden tulokset.

Betoni Aamun valuerä Iltapäivän valuerä

M1 M2 M3 M1 M2 M3

C35/45 P50 Leviämä [mm] 485 425 315 470 400 320

Notkeusluokka F4 F3 F1 F3 F2 F1

C30/37 P20 Leviämä [mm] 525 525 425 520 465 430

Notkeusluokka F4 F4 F3 F4 F3 F3

C50/60 P50 Leviämä [mm] 480 485 440 535 480 445

Notkeusluokka F4 F4 F3 F4 F3 F3

C35/45 Leviämä [mm] 500 505 465 455 455 400

Notkeusluokka F4 F4 F3 F3 F3 F2