4. MITTAUSTULOKSET
4.3 Porattavien valukappaleiden ja standardilieriöiden tiheys
standardilieriöi-den tiheyksiä tarkasteltiin tarkemmin. Kummassakin tapauksessa tutkittavat valulieriöt olivat kooltaan D150x300. Normaalitilanteessa testattavalle koekappaleelle on määritetty tiheys, joka käsittää koko kappaleen tiheyden. Tarkemmissa tutkimuksissa muovi-muoteilla valettujen porattavaksi tarkoitettujen valukappaleiden ja teräsmuovi-muoteilla valettu-jen standardilieriöiden eri pystysuuntaisista tasoista valmistettiin koekappaleita, joiden tiheydet määritettiin erikseen. Tiheydet määritettiin kappaleen 3.8.1 mukaisesti vedellä kyllästyneessä tilassa ja koekappaleiden tilavuudet määritettiin vesiupotuksen avulla.
Tarkempi tiheystutkimus tehtiin, koska tutkimuksen edetessä epäiltiin, että etenkin muo-vimuoteilla valettujen valukappaleiden ulkopinnoilla esiintyy tiheydeltään huomattavasti heikompia alueita verrattuna valukappaleen keskialueeseen. Lisäksi tutkimuksessa ja val-misbetonitehtaalla rinnakkain tehdyissä lujuudenseurantatutkimuksissa havaittiin eroava-osuuksia, joiden epäiltiin aiheutuneet tiivistystekniikasta.
Muovimuoteilla valettujen valukappaleiden tiheystutkimus tehtiin jokaisella tutkimuksen betonilaadulla siten, että jokaisesta iltapäivän valuerästä tutkittiin kaksi valulieriötä.
Muovimuoteilla valetuista valukappaleista timanttiporattiin valukappaleen poikkisuun-nassa näytteet kolmesta eri tasosta siten, että valukappaleen tiheys pystyttiin määrittä-mään tasoittain tietyltä valukappaleen sädealueelta kuvan 36 mukaisesti. Poraustasoina käytettiin 50 mm, 150 mm ja 250 mm valukappaleen yläpinnasta mitattuna. Näytteiden poraukseen käytetiin uutta timanttiterää. Valukappaleesta poikkisuuntaan läpiporatut näytteet katkaistiin timanttiporauksen jälkeen timanttisahaamalla siten, että tasolta pys-tyttiin määrittämään tiheydet 25 mm sädepituuden mukaiselta alueelta. Poikkisuuntaan porattujen näytteiden katkaisukohdat on esitetty kuvassa 36.
Kuva 36. Muovimuoteilla valettujen valukappaleiden tiheystutkimuksen poraustasot ja poikkisuuntaan porattujen näytteiden katkaisuperiaate.
Teräsmuoteilla valettujen standardikoekappaleiden tiheystutkimus tehtiin jokaisella tut-kimuksen betonilaadulla. Betonilaadulla C35/45 P50 ja C50/60 P50 tutkimukseen käy-tettiin aamun valuerän standardilieriöitä ja betonilaadulla C30/37 P20 ja C35/45 iltapäi-vän valuerän standardilieriöitä. Tiheystutkimuksessa standardilieriöt timanttisahattiin poikkisuunnassa kiekoiksi siten, että standardilieriön tiheys pystyttiin määrittämään ta-soittain 50 mm korkuiselta alueelta. Standardilieriöiden sahausperiaate on esitetty ku-vassa 37. Tiheystutkimuksen yhteydessä tutkittiin lisäksi samalla tutkimusperiaatteella valmisbetonitehtaalla valmistettujen standardilieriöiden tiheyksiä. Valmisbetonitehtaalta hankittujen standardilieriöiden betonin lujuusluokka oli C30/37 P50. Valmisbetoniteh-taalla valetut standardilieriöt eroavat tutkimuksessa käytetyistä muista standardilieriöistä tiivistystekniikan osalta. Tässä tutkimuksessa kaikki valetut koekappaleet tiivistettiin standardin EN 12390-2 [6] mukaisesti tärypöydällä. Valmisbetonitehtaalla standardilie-riöiden tiivistäminen suoritettiin kolmessa kerroksessa sauvatärytintä käyttäen.
Kuva 37. Teräsmuoteilla valettujen standardilieriöiden tiheystutkimuksen katkaisuperi-aate.
4.3.1 Porattavien valukappaleiden tiheystutkimuksen tulokset
Taulukossa 38 on esitetty muovimuoteilla valettujen D150x300 valukappaleiden tiheys-tutkimusten tulokset. Tiheystutkimuksessa ei havaittu tasoittain selviä säännönmukaisia tiheyseroja lieriöiden ulkopinnan ja keskiosan välillä. Ainut selvä säännönmukaisuus ha-vaittiin huokostetuissa betonilaaduissa ylimmän poraustason sädealueella 0...25 mm.Kaikilla huokostetuilla betonilaaduilla ylimmän poraustason ulkoreunan tiheys oli tason näytteistä heikoin. Tarkasteltaessa koko poraustason keskiarvoa havaitaan, että lieriöiden tiheys kasvaa pääsääntöisesti lieriön yläpinnasta pohjaa kohti. Sama havainto tehtiin ra-kennekoekappaleiden D50x50, D80x80 ja D100x100 tutkimusten yhteydessä. Standardin EN 206 [7] mukaan tiheyden hyväksyttävä vaihteluväli ± 100 kg/m3, tavoitteellisesta ti-heydestä. Tutkimuksessa kaikki betonilaadut ovat normaalibetoneita, joille keskimääräi-senä tiheytenä voidaan pitää 2300 kg/m3. Tutkimuksen koekappaleet täyttävät tiheysvaa-timuksen.
Huokostamattoman betonilaadun C35/45 tapauksessa tutkimuksessa havaittiin selvä säännönmukaisuus poraustason sädealueilla. Kaikilla poraustasoilla lieriön keskiosan sä-dealue 50...75 mm on tiheydeltään heikoin. Tiheydeltään suurin jokaisella poraustasolla on sädealue 25...50 mm. Havaittu säännönmukaisuus saattaa aiheutua siitä, että betoni-massaa tiivistettäessä ilmahuokoset pyrkivät ylöspäin liikkuessaan siirtymään myös muottipintoja kohti. Tällöin lieriön keskellä olevan betonimassan tiivistyminen kestää ajallisesti luonnollisesti reuna-alueita kauemmin. Havaittu tiheysero on kuitenkin
merki-tyksettömän pieni, eikä sen arvioitu vaikuttavan merkittävästi tutkimuksen tutkimustu-loksiin. Muovimuoteilla valettujen valulieriöiden tarkemmat mittaustulokset on esitetty tutkimuksen liitteessä 14.
Taulukko 38. Muovimuoteilla valettujen porattavien valukappaleiden tiheydet [kg/m3] eri tasoissa ja sädealueilla.
Betoni
50 2296 2336 2308 2313
150 2334 2320 2292 2315
250 2354 2345 2346 2348
C30/37 P20
50 2330 2349 2350 2343
150 2348 2336 2312 2332
250 2332 2356 2347 2345
C50/60 P50
50 2312 2323 2319 2318
150 2347 2338 2341 2342
250 2367 2370 2383 2373
C35/45
50 2382 2386 2361 2376
150 2359 2374 2346 2360
250 2363 2386 2336 2361
4.3.2 Standardilieriöiden tiheystutkimuksen tulokset
Taulukossa 39 on esitetty teräsmuoteilla valettujen standardilieriöiden D150x300 tiheys-tutkimusten tulokset. Tuloksia on havainnollistettu kuvassa 38. Taulukossa ja kuvassa on esitetty sekä tässä tutkimuksessa valettujen, että valmisbetonitehtaalla valettujen standar-dilieriöiden tulokset. Tutkimuksen betonilaatujen tiivistys tehtiin tärypöydällä ja valmis-betonitehtaalla sauvatäryttimellä. Tuloksista havaitaan, että tämän tutkimuksen huokos-tetuilla betonilaaduilla tiheydet kasvavat systemaattisesti standardilieriön valupinnasta pohjaa kohti. Huokostettujen betonilaatujen standardilieriöiden valupinnan ja pohjaker-roksen välillä havaittiin olevan noin 119...132 kg/m3 tiheysero. Valmisbetonitehtaalla va-letuissa kappaleissa on havaittavissa selviä kerrostumia, tiheys ei kasva tasaisesti valu-pinnasta pohjaa kohti. Valmisbetonitehtaalla valettujen standardilieriöiden valupinnan ja pohjakerroksen välillä havaittiin olevan noin 107...161 kg/m3 tiheysero.
Tuloksista havaitaan myös, että tämän tutkimuksen huokostetuilla betonilaaduilla tiheys kasvaa kohtalaisen tasaisesti aina tasolle 200...250 mm saakka. Viimeisellä tarkasteluta-solla tiheys kasvaa jokaisella huokostetulla betonilaadulla (tutkimus ja valmisbetoniteh-das) voimakkaammin, mikä viittaa siihen, että standardilieriöiden pohjalle on odotetusti painunut hieman muita kerroksia enemmän betonin runkoainetta. Mikäli
standardilieriöi-den pohjakerroksia 250...300 mm ei huomioida, on tarkastelutasojen välillä maksimis-saan tutkimuksen betonilaaduilla noin 64...84 kg/m3 tiheysero ja valmisbetonitehtaan be-tonilaadulla noin 52...99 kg/m3 tiheysero.
Huokostamattomalla betonilaadulla tiheys kasvaa tarkastelutasoa 100...150 mm lukuun ottamatta systemaattisesti valupinnasta pohjaa kohti. Huokostamattoman betonilaadun kohdalla havaittiin huokostettujen betonilaatujen tapaan, että pohjatasolla 250...300 mm tiheys kasvaa hieman muita kerroksia enemmän. Kokonaisuutena tarkasteltaessa huokos-tamattomalla betonilaadulla tiheydet ovat jokaisella tarkasteluvälillä hyvin lähellä toisi-aan, valupinnan ja pohjakerroksen välillä havaittiin olevan noin 61 kg/m3 tiheysero. Mi-käli pohjakerrosta 250...300 mm ei huomioida, on tarkastelutasojen välillä maksimissaan 24 kg/m3 tiheysero.
Tiheystutkimuksen perusteella tärypöydällä ja sauvatäryttimellä tiivistettyjen standardi-lieriöiden välillä ei ole merkittäviä eroja. Tutkimuksen havaintojen perusteella tiivistys-tekniikka ei vaikuta merkittävästi koekappaleen tiheyteen, eikä tiivistystekniikan voida sanoa vaikuttaneen lujuudenseurantatutkimuksen tuloksiin. Standardilieriöiden tarkem-mat mittaustulokset on esitetty tutkimuksen liitteessä 15.
Taulukko 39.Teräsmuoteilla valettujen standardilieriöiden tiheydet [kg/m3] eri tasoalu-eilla lieriön yläpinnasta mitattuna.
Betoni Tasoalue standardilieriön yläpinnasta mitattuna [mm]
0…50 50…100 100…150 150…200 200…250 250…300
Tutkimuksessa valetut, tiivistys tärypöydällä
C35/45 P50 2264 2302 2319 2324 2329 2383
C30/37 P20 2279 2318 2333 2337 2362 2402
C50/60 P50 2294 2314 2327 2359 2378 2427
C35/45 2357 2380 2363 2367 2381 2418
Valmisbetonitehtaalla valetut, tiivistys sauvatäryttimellä
C30/37 P50 2238 2281 2318 2339 2337 2399
C30/37 P50 2313 2332 2351 2345 2365 2421
C30/37 P50 2292 2353 2337 2346 2361 2401
Kuva 38. Teräsmuoteilla valettujen standardilieriöiden tiheydet eri tasoalueilla lieriön yläpinnasta mitattuna. Tutkimuksessa valettujen standardilieriöiden tiheydet on ilmoi-tettu ehyellä viivalla ja valmisbetonitehtaalla valettujen pistekatkoviivalla.