Betologi-ohjelma betonien lujuuden- ja lämmönkehityksen arviointiin

Tarve vähentää betonin hiilijalanjälkeä edellyttää betonireseptien muokkaamista vähähiilisempään suuntaa. Uusien seostettujen betonilaatujen käyttäytyminen poikkeaa perinteisistä sekä lämmön- että lujuudenkehityksen ja myös lämpötilaherkkyyden suhteen.

Betonien käyttäytymiseen voidaan vaikuttaa jäähdytyksellä, lämmityksellä sekä suojaamisella mukaan lukien toimenpiteiden ajoittaminen ja jaksottamisen. Rakenteiden geometria vaikuttaa myös betonin käyttäytymiseen, joten kunnianhimoinen arkkitehtuuri tuo omat haasteensa betonitöiden suunnitteluun.

Monimutkaisten vuorovaikutusten huomioon ottaminen suunnitteluvaiheessa ei onnistu nomogrammeilla eikä taskulaskimella. Nyt kehitetty Betologi-ohjelma on laskentatyökalu, joka on kehitetty tulevaisuuden tarpeisiin. Sen ominaisuudet ovat monipuolisuus, joustavuus, havainnollisuus, helppokäyttöisyys ja vuorovaikutteisuus.

Betologi-ohjelma arvioi betonien lujuuden- ja lämmönkehitystä rakenteissa. Ohjelman rakenne mahdollistaa monipuolisen reseptien suunnittelun, jossa esimerkiksi erilaisten sementtien ja seosaineiden kuten kuonan, silikan, lentotuhkan sekä myös kalkkikiven yhteisvaikutus betonin käyttäytymiseen voidaan ottaa huomioon. Uusia sementtejä ja sideaineita voidaan liittää joustavasti ohjelmaan, kun niiden käyttäytyminen tunnetaan laboratoriomittausten avulla.

Ohjelmalla laskettava rakenne voi sisältää useampia valuja (kerrosvalut), ei-reagoivia kappaleita, muotteja, eristeitä, lämmityskaapeleita ja jäähdytysputkia. Laskennassa huomioidaan erilaiset säätilat sekä myös vedenalainen valu lämpötila- ja virtausvaikutuksineen. Näiden ajoitus ja jaksotus otetaan laskennassa huomioon. Ohjelma laskee myös lämpötilan vaihtelusta ja kuivumisesta johtuvat muodonmuutokset ja jännitykset halkeiluriskin arviointia varten. Tulos ilmaistaan käyrinä, värikarttoina ja animaatioina. Aiemmin rakenteiden jäähdytystä ja haastavia muodonmuutosarvioita ei ole voitu laskea.

Ohjelman uusin ominaisuus tuoreen betonin käyttäytyminen plastisessa vaiheessa, kuten erityisesti lattiavalujen halkeiluriskin arvioimiseksi. Betonin koostumuksen ja ympäristöolosuhteiden lisäksi ohjelmalla voidaan arvioida tuoreen betonin käsittelyn kuten jälkihoitomenettelyjen ja hiertämisen vaikutus plastisen betonin käyttäytymiseen. Tulos ilmoitetaan esittämällä halkeilun muodostumisen ajankohta ja halkeiluverkoston rakenne. Betologi mahdollistaa betonimassan, ympäristöolojen ja jälkihoidon suunnittelun plastisen halkeilun estämiseksi.

Betologin pitkän ajan tavoite on helpottaa siirtymistä ympäristövaikutuksiltaan parempien, mutta käyttäytymiseltään huonommin tunnettujen betonien käyttöön. Samoin on tarkennettu monimutkaisten valukokonaisuuksien hallittua toteutusta, jotta rakenteiden käyttöikä on pitkä. Betologin avulla on mahdollista tutustua uusien betonien käyttäytymiseen virtuaalisesti.

Betologi-ohjelman kehitystyön tilaajana on ollut Ruskon Betoni Oy. Ohjelmaa on käytetty Kruunuvuoren sillan betonitöiden suunnittelussa. Ruskon Betonin uusin kehitystavoite on mahdollistaa ohjelman käyttöä ”netin yli” omalle asiakaskunnalle, jotta tulevaisuudessa mm. suunnittelijat ja työmaamestarit voivat käyttää sen ominaisuuksia suunnittelunsa tukena.

Lisätietoja:

Anna Kronlöf,
anna.kronlof@gmail.com