![\"\"](\"https:\/\/betoni.com\/lehti\/wp-content\/uploads\/sites\/4\/2024\/12\/Betoni-erotuminen_1920x1308px.jpg\")
Tutkimuksen tavoitteet<\/h3>\n\n\n\n
Hassan Ahmedin<\/em> v\u00e4it\u00f6skirjatutkimuksessa tavoitteena oli arvioida betonin tiivistyslaatua analysoimalla betonin erottumista sek\u00e4 tiivistyshuokosten m\u00e4\u00e4r\u00e4\u00e4 betonissa. Tutkimus keskittyi analysoimaan n\u00e4iden tekij\u00f6iden v\u00e4list\u00e4 suhdetta. Tutkimuksessa analysoitiin sek\u00e4 tuoretta ett\u00e4 kovettunutta betonia.<\/p>\n\n\n\n Betonin erottumisen osalta p\u00e4\u00e4tavoitteena oli kehitt\u00e4\u00e4 reaaliaikainen mittausmenetelm\u00e4, joka voisi havaita betonin erottumisen tuoreesta betonista jo tiivistyksen aikana. T\u00e4m\u00e4 mahdollistaisi tiivistysajan s\u00e4\u00e4t\u00e4misen niin, ettei merkitt\u00e4v\u00e4\u00e4 erottumista p\u00e4\u00e4sisi tapahtumaan. Kovettuneen betonin osalta keskityttiin erilaisten indikaattorien kehitt\u00e4miseen betonin erottumisen mittaamiseksi. T\u00e4ll\u00e4 hetkell\u00e4 ei ole standardoitua menetelm\u00e4\u00e4 betonin erottumisen arvioimiseksi.<\/p>\n\n\n\n Tiivistyshuokosten osalta tavoitteena on analysoida ilmakuplien nousua betonin pinnalle jo tiivistyksen aikana. Haluttiin tarkistaa voidaanko tiivistysaika optimoida sen perusteella, milloin ilmakulien nousu loppuu. Kovettuneen betonin osalta tavoitteena on tutkia tiivistyshuokosten ominaisuuksia betonin\u00e4ytteiss\u00e4, joita oli tiivistetty eri pituisia aikoja. Tavoitteena oli saada selke\u00e4mpi k\u00e4sitys tiivistyshuokosten m\u00e4\u00e4r\u00e4st\u00e4 ja jakautumisesta betonin sis\u00e4ll\u00e4.<\/p>\n\n\n\n ACIS on ainettarikkomaton s\u00e4hk\u00f6inen testausmenetelm\u00e4, jonka avulla mitataan materiaalin impedanssia johtamalla siihen vaihtovirtaa eri taajuuksilla. Betonin kiviainesten s\u00e4hk\u00f6njohtavuus on sementtipastaa alhaisempi ja siten kiviainesten tilavuuden kasvu n\u00e4kyy betonin kokonaisresistiivisyyden (BR = Bulk Resistivity) kasvuna. Teoreettisesti betonin erottumista voidaan siten arvioida reaaliaikaisesti kokonaisresistiivisyyden muutosten avulla.<\/p>\n\n\n\n Menetelm\u00e4n toimivuutta tutkittiin seitsem\u00e4n betonin\u00e4ytteen avulla, jotka merkittiin koodeilla S130-1\u20264, S90-1, S90-2 ja S50-1. Nelj\u00e4 ensimm\u00e4ist\u00e4 tiivistettiin 130 sekuntia, kaksi seuraavaa 90 sekuntia ja viimeinen 50 sekuntia. Koekappaleet tiivistettiin t\u00e4ryp\u00f6yd\u00e4ll\u00e4 ja siten tiivistysajat ovat verrattain pitki\u00e4. ACIS-mittauksia tehtiin tietyin v\u00e4lein tiivistyksen aikana. Kukin n\u00e4yte valettiin PVC-muottiin, jonka koko oli 510 \u00d7 150 \u00d7 100 mm3<\/sup> ja johon oli asennettu mittauselektrodit. Mittauselektrodit (ME) asetettiin muotin yl\u00e4-, keski- ja alapintaan, ja maadoituselektrodit (GE) sijoitettiin v\u00e4hent\u00e4m\u00e4\u00e4n s\u00e4hk\u00f6kent\u00e4n levi\u00e4mist\u00e4 kerrosten v\u00e4lill\u00e4.<\/p>\n\n\n\n Impedanssimittausten vertailua varten sovellettiin kahta lis\u00e4menetelm\u00e4\u00e4: poran\u00e4ytteiden tiheysmittauksia ja digitaalista kuva-analyysi\u00e4 (DIA). Kuvan 1 mukaisesti kustakin n\u00e4ytteest\u00e4 otettiin kolme 75 mm poran\u00e4ytett\u00e4 yl\u00e4-, keski- ja alaosasta, joiden tiheydet mitattiin. Digitaalista kuva-analyysia varten leikattiin pystysuuntainen noin 20 mm paksuinen viipale, ja karkeiden kiviainesten suhde (RCA) yl\u00e4-, keski- ja alaosassa laskettiin MATLAB-ohjelmistolla. Tarkempia tietoja menetelmist\u00e4 ja valetusta betonista l\u00f6ytyy julkaisusta [1].<\/p>\n\n\n\n Kuva 2 n\u00e4ytt\u00e4\u00e4 kokonaisresistiivisyyden arvojen muutokset tiivistysajan funktiona n\u00e4ytteiden S130-1- ja S90-2- yl\u00e4-, keski- ja alapinnoille. N\u00e4ytteen S130-1 yl\u00e4kerroksen resistiivisyys nousi jyrk\u00e4sti 90 sekuntiin asti, mik\u00e4 todenn\u00e4k\u00f6isemmin johtuu tiivistysilman nousemisesta yl\u00f6sp\u00e4in. Keski- ja alakerrokset osoittivat pienempi\u00e4 vaihteluita, mutta alakerroksen resistiivisyys alkoi nousemaan noin 70 s tiivistyksen j\u00e4lkeen. Oletettavasti kiviaineksen osuus alaosassa kasvoi betonin erottumisen seurauksena. N\u00e4ytteen S90-2 kohdalla yl\u00e4kerroksen resistiivisyys pieneni tasaisesti lyhyen alkukasvun j\u00e4lkeen, mik\u00e4 todenn\u00e4k\u00f6isesti johtuu kiviainesten erottumisesta. S90-2 keski ja alakerrosten k\u00e4ytt\u00e4ytyminen muistutti S130-1 trendi\u00e4, mutta osoitti viel\u00e4 nopeampaa muutosta. T\u00e4m\u00e4 samankaltainen k\u00e4ytt\u00e4ytyminen viittaa siihen, ett\u00e4 molemmat n\u00e4ytteet, S130-1 ja S90-2, olivat erottuneita, kiviainesten osuus alakerroksessa kasvoi tiivistyksen vaikutuksesta.<\/p>\n\n\n\n Erottumisen tason arvioimiseksi kullekin n\u00e4ytteelle m\u00e4\u00e4riteltiin resistiivisyyspohjainen erottumisindeksi (SIBR) lopullisten resistiivisyysarvojen (BR) erona yl\u00e4- ja alaosien v\u00e4lill\u00e4:<\/p>\n\n\n\n SIBR<\/sub> = BRfinal<\/sub> (top) \u2013 BRfinal<\/sub> (bottom) (1)<\/p>\n\n\n\n miss\u00e4 SIBR<\/sub> on BR-erottumisindeksi (\u03a9 \u2022 m), BRfinal<\/sub> (top) on yl\u00e4osan lopullinen BR-arvo [\u03a9 \u2022 m] ja BRfinal<\/sub> (bottom) on alaosan lopullinen BR-arvo [\u03a9 \u2022 m]. Huomionarvoista on, ett\u00e4 vaikka sek\u00e4 kahta tutkittua betonia (S90-1 ja S90-2) tiivistettiin t\u00e4sm\u00e4lleen sama aika, S90-2:n SIBR<\/sub>-arvo oli viisi kertaa suurempi kuin S90-1, mik\u00e4 osoittaa selv\u00e4sti suurempaa erottumista.<\/p>\n\n\n\n SIBR<\/sub>-indeksin luotettavuuden varmistamiseksi m\u00e4\u00e4riteltiin my\u00f6s toinen erottumisindeksi karkeiden kiviainesten osuuden perusteella, SIRCA<\/sub>:<\/p>\n\n\n\n SIRCA<\/sub> = RCA(top) \u2013 RCA(bottom) (2)<\/p>\n\n\n\n miss\u00e4 SIRCA<\/sub> on kiviaineserottumisindeksi prosenttiyksikk\u00f6in\u00e4, RCA(top) on yl\u00e4osan RCAarvo [%] ja RCA(bottom) on alaosan RCA-arvo [%]. Edell\u00e4 esitettyjen kahden erottumisindeksin SIRCA<\/sub> ja SIBR<\/sub> v\u00e4lill\u00e4 oli vahva negatiivinen korrelaatio (R = -0,948), mik\u00e4 osoittaa, ett\u00e4 ACIS-mittaukset pystyv\u00e4t arvioimaan tehokkaasti karkeiden kiviainesten osuutta betonissa. Huomionarvoista on, ett\u00e4 n\u00e4ytteen S90-1 SIRCA<\/sub>-arvo oli noin kolmasosa S90-2 arvosta, mik\u00e4 viittaa selv\u00e4sti suurempaan erottumiseen samasta tiivistysajasta huolimatta.<\/p>\n\n\n\n Erottumisen taso arvoitiin my\u00f6s tiheyksien perusteella lasketulla erottumisindeksill\u00e4, SIcore_core_DEN<\/sub>.<\/p>\n\n\n\n SIcore_DEN<\/sub> = Density(top) \u2013 Density(bottom) (3)<\/p>\n\n\n\n miss\u00e4 SIcore_DEN<\/sub> on kiviaineserottumisindeksi [kg\/m3<\/sup>], ja Density(top) sek\u00e4 Density(bottom) ovat yl\u00e4- ja alaosan betonien tiheydet [kg\/m3<\/sup>]. Tiheysindeksiin vaikuttaa kiviainesten painumisen lis\u00e4ksi my\u00f6s ilmakuplien nouseminen yl\u00f6sp\u00e4in. Aiemmin mainittujen indeksien tapaan betonilla S90-1\u00e4 oli pienempi SIcore_DEN<\/sub>-arvo kuin betonilla S90-2. N\u00e4iden havaintojenperusteella ACIS-mittaukset ovat k\u00e4ytt\u00f6kelpoinen menetelm\u00e4 havaitsemaan kiviaineksen erottumista betonissa reaaliaikaisesti tiivistysprosessin aikana.<\/p>\n\n\n\n Koska kovettuneen betonin erottumisen arvioimiseksi ei ole standardoituja menetelmi\u00e4, tutkimuksessa kehitettiin kolme erottumisindeksi\u00e4. Indeksit on kuvattu tarkemmin julkaisussa [2]. Indeksien m\u00e4\u00e4ritt\u00e4miseksi tiivistettiin kaksi ryhm\u00e4\u00e4 betonia k\u00e4ytt\u00e4en eri tiivistysaikoja. Ensimm\u00e4inen ryhm\u00e4 tiivistettiin t\u00e4rysauvalla ja betonit merkittiin kirjaimella \u2018P\u2019, jota seurasi tiivistysaika sekunteina, vaihteluv\u00e4lin ollessa 12\u201340 sekuntia. Toinen ryhm\u00e4 tiivistettiin t\u00e4ryp\u00f6yd\u00e4ll\u00e4 ja merkittiin kirjaimella \u201dT\u201d tiivistysajan vaihdellessa 40\u2013140 sekunnin v\u00e4lill\u00e4. Kaikki betonit olivat huokostettuja, ilmam\u00e4\u00e4r\u00e4n ollessa 6,0 \u00b1 1,0 %. Poikkeuksena kaksi n\u00e4ytett\u00e4, P6_8 ja P40_8, joissa ilmam\u00e4\u00e4r\u00e4 oli korkeampi (8 %), kyseiset betonit tiivistettiin 6 ja 40 sekunnin ajan.<\/p>\n\n\n\n Erottumisen analysoimiseksi koekappaleista sahattiin n\u00e4ytteet kuvassa 3 esitetyll\u00e4 tavalla. Vaakasuoran viipaleiden (25 mm) tiheys m\u00e4\u00e4ritettiin, ja viidelle kymmenest\u00e4 viipaleesta laskettiin kiviainesten jakautuma digitaalisen kuva-analyysin avulla. Samalla tavalla pystysuoran osan kiviainesten jakautuma m\u00e4\u00e4ritettiin.<\/p>\n\n\n\n Kunkin viipaleen tiheydet mitattiin ja tulokset esitettiin tiheyden jakaumakuviona. Kuvassa 4 on esitetty selv\u00e4sti erottuneen betonin tiheysvaihtelut. Kuvasta havaitaan, ett\u00e4 tiheydet betonipinnan l\u00e4heisyydess\u00e4 ovat selv\u00e4sti alhaisempi kuin n\u00e4ytteen pohjaosissa. Tiheysmittausten perusteella laskettiin erottumisindeksi, SIslice_DEN<\/sub>N, joka on vaakasuorien viipaleiden tiheyksien keskihajonta. Erottuminen on sit\u00e4 suurempaa, mit\u00e4 suurempi SIslice_DEN<\/sub> on. Kyseinen erottumisindeksi toimii vain vaakasuorille viipaleille ja kerralla tulee tarkastella yht\u00e4 valukerrosta. Esim. vaakasuoraan poratuista n\u00e4ytteist\u00e4 ei voida m\u00e4\u00e4ritt\u00e4\u00e4 kyseist\u00e4 erottumisindeksi\u00e4.<\/p>\n\n\n\n SIslice_DEN<\/sub>-arvot sek\u00e4 sauva- (P) p\u00f6yt\u00e4t\u00e4rytetyille (T) n\u00e4ytteille on esitetty kuvissa 5a ja 5b. Erottumisindeksi SIslice_DEN<\/sub>-perusteella ehdotettiin seuraavia erottumistasoja (Segregation Levels):<\/p>\n\n\n\n Hyv\u00e4ksytt\u00e4v\u00e4 erottumistaso vaihtelee rakenteiden mukaan. Esimerkiksi vesitiiveiss\u00e4 rakenteissa tai korkeasti rasitetuissa rakenteissa tulee tavoitella mahdollisimman alhaista erottumistasoa. Tarvitaan viel\u00e4 lis\u00e4tutkimuksia, jotta hyv\u00e4ksytt\u00e4v\u00e4t erottumistasot voidaan m\u00e4\u00e4ritell\u00e4 eri k\u00e4ytt\u00f6tarkoituksiin.<\/p>\n\n\n\n Edell\u00e4 esitetyn tiheyseroihin perustuvat erottumisindeksin lis\u00e4ksi tutkimuksessa esitet\u00e4\u00e4n kaksi muuta indeksi\u00e4 erottumisen arvioimiseksi. Indeksit perustuvat karkean kiviainesten (> 5 mm) jakautuman m\u00e4\u00e4ritt\u00e4miseen. Indeksi, SIAGG_H<\/sub>, perustuu karkean kiviainesten osuuden keskihajontaan viidess\u00e4 vaakasuorassa viipaleessa. Toinen indeksi, SIAGG_H<\/sub>, edustaa pystysuoran leikkeen karkean kiviainesten osuuden keskihajontaa kymmeness\u00e4 digitaalisesti jaetussa viipaleessa. Lasketut SIAGG_H<\/sub>-arvot on esitetty tutkituille betoneille kuvissa 6a ja 6b, ja vastaavat SIAGG_V<\/sub>-arvot kuvissa 6c ja 6d. SIAGG_H<\/sub>– ja SIAGG_V<\/sub>-indekseille ehdotettiin erottumistasoja seuraavasti: SL1 arvoille alle 3 %, SL2 arvoille 3\u20134,5 %, SL3 arvoille 4,5\u20136 % ja SL4 arvoille yli 6 %.<\/p>\n\n\n\n Karkean kiviaineksen osuuteen perustuvien indeksien SIAGG_H<\/sub> ja SIAGG_V<\/sub> toimivuutta arvioitiin vertaamalla niit\u00e4 tiheyspohjaiseen indeksiin SIslice_DEN<\/sub>. SIAGG_H<\/sub>:n osalta saavutettiin voimakas korrelaatio tiheyspohjaisen indeksin kanssa (R2: 0,846 (P) ja 0,891 (T)). Samoin SIAGG_V<\/sub> korreloi voimakkaasti tiheyspohjaisen indeksin kanssa (R2: 0,758 (P) ja 0,876 T)). Tulosten perusteella betonin erottumista voidaan arvioida sek\u00e4 tiheyserojen ett\u00e4 karkean kiviaineksen jakautuman perusteella.<\/p>\n\n\n\n Erottumisindeksit tarjoavat my\u00f6s mahdollisuuden analysoida betonin erottumisherkkyytt\u00e4. Esimerkiksi voidaan m\u00e4\u00e4ritt\u00e4\u00e4 tiheyspohjaisen erottumisindeksin muutos t\u00e4rytysajan suhteen. Tutkimuksessa p\u00f6yt\u00e4t\u00e4rytettyjen betonien erottumisindeksi kasvoi 0,6 kg\/m3<\/sup>* s suhteessa t\u00e4rytysaikaan. Erottumisherk\u00e4ll\u00e4 betonilla t\u00e4m\u00e4 arvo on luonnollisesti suurempi kuin v\u00e4hemm\u00e4n erottumisalttiilla betonilla. Toinen l\u00e4hestymistapa olisi tarkastella reseptimuutosten vaikutuksia erottumisindeksiin. N\u00e4in voitaisiin optimoida betonin niin, ett\u00e4 erottumisherkkyys olisi mahdollisimman pieni.<\/p>\n\n\n\n Perinteisesti betonin tiivistys on katsottu riitt\u00e4v\u00e4ksi, kun ilmakuplien nousu betonin pinnalle loppuu. T\u00e4m\u00e4 k\u00e4yt\u00e4nt\u00f6 on hyv\u00e4ksytty Yhdysvaltojen, Australian sek\u00e4 Britannian ja Euroopan ohjeissa\/standardeissa. Esimerkiksi standardi EN 12390-2 suosittelee betonin tiivist\u00e4mist\u00e4 niin kauan, kunnes suuria kuplia ei en\u00e4\u00e4 nouse pinnalle, mutta varoitetaan kuitenkin erottumisriskist\u00e4. K\u00e4yt\u00e4nn\u00f6ss\u00e4 tiivistysaika perustuu tiivistyst\u00e4 suorittavan henkil\u00f6n arvioon kuplien nousun loppumisesta, mik\u00e4 aiheuttaa huomattavaa subjektiivisuutta tiivistysprosessiin. Tutkimuksessa kuplien nousemista on arvioitu digitaalisen kuva-analyysin avulla, kuten julkaisussa [3] on kuvattu.<\/p>\n\n\n\n Betonin pintaa kuvattiin tiivistyksen aikana 4k-kameralla. T\u00e4m\u00e4n j\u00e4lkeen video leikattiin pys\u00e4ytyskuviksi, ja kuvissa olevat ilmakuplat valittiin manuaalisesti MATLAB-sovelluksen avulla. Ilmakuplien valintaa hienos\u00e4\u00e4dettiin edelleen Pythonissa edustamaan kussakin ruudussa juuri nousseita kuplia. Uusien ilmakuplien kumulatiivinen m\u00e4\u00e4r\u00e4 arvoitiin tiivistysajan funktiona, kuten kuvassa 7 esitet\u00e4\u00e4n.<\/p>\n\n\n\n P\u00f6yt\u00e4t\u00e4rytetyll\u00e4 T80-n\u00e4ytteella havaitaan varsin tasainen kuplien nousunopeus, kun taas muilla n\u00e4ytteill\u00e4 havaitaan liev\u00e4\u00e4 kuplien nousunopeuden hidastumista, erityisesti n\u00e4ytteell\u00e4 T140 kuplien nousunopeus v\u00e4henee selv\u00e4sti. Toisaalta sauvat\u00e4rytetyill\u00e4 betonin\u00e4ytteill\u00e4 (kuva 7b) ei havaita ilmakuplien nousunopeuden hidastumista koko testausjakson aikana. N\u00e4it\u00e4 hienovaraisia muutoksia on vaikea havaita paljaalla silm\u00e4ll\u00e4 ty\u00f6maalla. Lis\u00e4ksi nousunopeus ei miss\u00e4\u00e4n tapauksessa laskenut nollaan, mik\u00e4 viittaa siihen, ett\u00e4 tiivistyst\u00e4 olisi pit\u00e4nyt edelleen jatkaa.<\/p>\n\n\n\n Kyseiset betonin\u00e4ytteet tutkittiin erottumisen osalta hy\u00f6dynt\u00e4en SIslice_DEN<\/sub>-indeksi\u00e4, ja todettiin, ett\u00e4 kaikki tutkitut betonin\u00e4ytett\u00e4 olivat erottuneet eri asteisesti. Yksik\u00e4\u00e4n n\u00e4ytteist\u00e4 ei sijoittunut alimpaan erottumistasoon (SL1). P\u00f6yt\u00e4t\u00e4rytettyjen betonien osalta T80N erottumisindeksi oli 38 kg\/m3<\/sup>, n\u00e4ytteen T100 erottumisindeksi oli 70 kg\/m3<\/sup> mik\u00e4 vastaa erottumistasoa SL3 ja n\u00e4ytteell\u00e4 T120 vastaavasti 86 kg\/m3 (SL3). N\u00e4ytteelle T140 mitattiin korkein erottumisindeksi 94 kg\/m3<\/sup> (SL4). Sauvat\u00e4rytettyjen ryhm\u00e4ss\u00e4 n\u00e4yte P20 sai erottumisindeksin 49 kg\/m3<\/sup> (SL2) ja vastaavasti P35 sai erottumisindeksin 78 kg\/m3<\/sup> (SL3).<\/p>\n\n\n\n N\u00e4m\u00e4 havainnot vahvasti kyseenalaistavat perinteisen k\u00e4yt\u00e4nn\u00f6n, jossa ilmakuplien nousun loppumista k\u00e4ytet\u00e4\u00e4n tiivistysajan m\u00e4\u00e4ritt\u00e4miseen. Ilmakuplien nousu betonin pinnalla jatkui, vaikka betoni oli jo selv\u00e4sti erottunut. Lis\u00e4ksi p\u00f6yt\u00e4t\u00e4rytetyill\u00e4 n\u00e4ytteill\u00e4 havaittiin kolme erilaista kuplien nousumallia: tasainen nousu, korkea alkuvaiheen nousunopeus, jota seurasi jyrkk\u00e4 lasku, tai matala alkuvaiheen nousunopeus, jossa jonkin verran vaihtelua. T\u00e4llainen vaihtelu korostaa ilmakuplien nousun ep\u00e4johdonmukaisuutta ja osaltaan kyseenalaistaa pintakuplien tarkkailun luotettavuuden, korostaen tarvetta moderneimmille tiivistyksen arviointimenetelmille.<\/p>\n\n\n\n Kovettuneen betonin tiivistyshuokoset ovat j\u00e4\u00e4neet v\u00e4h\u00e4lle huomiolle, koska niiden on oletettu poistuvan tiivistyksen aikana. T\u00e4ss\u00e4 tutkimuksessa on tutkittu tiivistyshuokosten m\u00e4\u00e4r\u00e4\u00e4 ja niiden jakaumaa betonin sis\u00e4ll\u00e4 [4]. Tiivistyshuokosia on tutkittu eri notkeusluokkien betoneilla k\u00e4ytt\u00e4en erilaisia tiivistysaikoja.<\/p>\n\n\n\n Tutkimuksessa k\u00e4ytettiin kolmea betonier\u00e4\u00e4, joiden notkeudet s\u00e4\u00e4dettiin tehonotkistimen annostuksia muuttamalla notkeusluokkiin S2, S3 ja S4. Jokaisesta er\u00e4st\u00e4 valettiin kolme n\u00e4ytett\u00e4 normaaliin lieri\u00f6muottiin. Tiivistys suoritettiin t\u00e4ryp\u00f6yd\u00e4ll\u00e4 k\u00e4ytt\u00e4en kolmea eri tiivistysaikaa: 5, 20 ja 45 sekuntia. N\u00e4in saavutettiin korkea, keskitason ja matala tiivistyshuokosm\u00e4\u00e4r\u00e4t. N\u00e4ytteet merkittiin notkeusluokan ja tiivistysajan mukaan (esim. S2-5: notkeusluokka: S2, tiivistysaika: 5 s). Kunkin koekappaleen keskelt\u00e4 porattiin 70 mm poran\u00e4yte. N\u00e4ytteen skannattiin r\u00f6ntgentomografialla ja t\u00e4m\u00e4n j\u00e4lkeen n\u00e4ytteet sahattiin kymmeneen vaakasuoraan viipaleeseen erottumisen analysoimiseksi tiheysmittausten Tiivistyshuokosten kokonaism\u00e4\u00e4r\u00e4 m\u00e4\u00e4ritettiin r\u00f6ntgentomografian avulla. Tiivistyshuokosiksi katsottiin yli 0,8 mm l\u00e4pimittaiset huokoset. Tulokset on esitetty taulukossa 1. Tiivistyshuokosten hyv\u00e4ksytt\u00e4v\u00e4 tasona pidet\u00e4\u00e4n yleisesti 1\u20132 %. Tutkimuksessa betonin notkeus vaikutti tiivistyshuokosten m\u00e4\u00e4r\u00e4\u00e4n kaikilla tiivistysajoilla: j\u00e4ykemmiss\u00e4 betoneissa tiivistyshuokosten m\u00e4\u00e4r\u00e4 oli yleens\u00e4 korkeampi. T\u00e4m\u00e4 trendi on selke\u00e4 erityisesti lyhyill\u00e4 tiivistysajoilla, mutta v\u00e4heni tiivistysajan kasvaessa; 45 sekunnin tiivistysjalla eri notkeusluokkien tiivistyshuokosten m\u00e4\u00e4r\u00e4t olivat samalla tasolla, mik\u00e4 viittaa siihen, ett\u00e4 suurin osa tiivistyshuokosista oli jo poistunut.<\/p>\n\n\n\n Kuva 8 esitt\u00e4\u00e4 tiivistyshuokosten 3D-rekonstruktioita 2D-kuvana n\u00e4ytteiss\u00e4 S2\u20135, S2\u201320 ja S2\u201345. N\u00e4ytteess\u00e4 S2\u20135 (kuva 14a) tiivistyshuokosia ovat runsaasti koko n\u00e4ytteen korkeudella. N\u00e4ytteess\u00e4 S2\u201320 (kuva 14b) havaitaan huomattava huokoisuuden v\u00e4heneminen, ja suuremmat huokoset ovat keskittyneet l\u00e4helle n\u00e4ytteen yl\u00e4osaa. N\u00e4ytteess\u00e4 S2\u201345 (kuva 14c) huokosten m\u00e4\u00e4r\u00e4 v\u00e4henee edelleen, erityisesti suurempien huokosten osalta. T\u00e4m\u00e4 kehitys korostaa tiivistysajan merkityst\u00e4 tiivistyshuokosten m\u00e4\u00e4r\u00e4n osalta.<\/p>\n\n\n\n Kuva 9 esitt\u00e4\u00e4 tiivistyshuokosprofiilit k\u00e4ytt\u00e4en 0,1 mm paksuisia digitaalisia leikkeit\u00e4. Arvo on leikkeen keskim\u00e4\u00e4r\u00e4inen tiivistyshuokosten m\u00e4\u00e4r\u00e4 ja vertailutasona on yleisesti k\u00e4ytetty 2 % tiivistyshuokosten m\u00e4\u00e4r\u00e4. N\u00e4ytteell\u00e4 S2\u20135 t\u00e4m\u00e4 vertailutaso ylittyy useita kertoja, mik\u00e4 viittaa korkeaan tiivistyshuokosten m\u00e4\u00e4r\u00e4\u00e4n. N\u00e4ytteell\u00e4 S2\u201320 on v\u00e4hemm\u00e4n vertailutason ylityksi\u00e4 ja p\u00e4\u00e4osin l\u00e4hemp\u00e4n\u00e4 betonin pintaa. Pitk\u00e4\u00e4n t\u00e4rytetyss\u00e4 S2\u201345 n\u00e4ytteess\u00e4 2 %:n vertailutaso ylittyy vain harvakseltaan.<\/p>\n\n\n\n Vastaava ilmi\u00f6 havaitaan my\u00f6s S3- ja S4-notkeusluokkien n\u00e4ytteiss\u00e4. Lyhyill\u00e4 tiivistysajoilla (S3\u20135 ja S4\u20135) tiivistyshuokosten m\u00e4\u00e4r\u00e4 ylitt\u00e4\u00e4 usein 2 %: vertailutason. Tiivistysajan pidentyess\u00e4 (S3\u201320 ja S4\u201320) 2%:n vertailutaso ylittyy harvemmin, ja pisimmill\u00e4 tiivistysajoilla (S3\u201345 ja S4\u201345) vertailutaso ylittyy vain harvoin. Koesarja osoittaa tiivistysajan merkitt\u00e4v\u00e4n vaikutuksen tiivistysilman m\u00e4\u00e4r\u00e4\u00e4n, tiivistysilman kokonaism\u00e4\u00e4r\u00e4 v\u00e4henee olennaisesti tiivistysajan pidentyess\u00e4. Pidemm\u00e4t tiivistysajat tuottavat my\u00f6s tasaisempia tiivistysilman jakautumia kaikissa tutkituissa notkeusluokissa.<\/p>\n\n\n\n My\u00f6s betonin notkeus vaikuttaa tiivistyshuokosten m\u00e4\u00e4r\u00e4\u00e4n. Notkeusluokan kasvaessa 2 % vertailutason ylitt\u00e4v\u00e4 alue pienenee, erityisesti 5 ja 20 sekuntia tiivistetyiss\u00e4 n\u00e4ytteiss\u00e4. Pidemmill\u00e4 tiivistysajoilla (45 s) notkeusluokan vaikutus v\u00e4henee jossain m\u00e4\u00e4rin, kaikilla notkeusluokilla p\u00e4\u00e4stiin p\u00e4\u00e4osin alle 2% tason.<\/p>\n\n\n\n Betonin\u00e4ytteiden erottumista arvioitiin tiheyspohjaisen erottumisindeksin SIslice_DEN<\/sub> avulla (kuva 10). S2-notkeusluokassa havaittiin v\u00e4h\u00e4ist\u00e4 erottumista, erottumisindeksin arvot j\u00e4iv\u00e4t alle 30 kg\/m3<\/sup>. Sen sijaan notkeusluokissa S3- ja S4 erottumisindeksit kasvoivat tiivistysajan my\u00f6t\u00e4, nousten suurimmillaan l\u00e4helle 60 kg\/m3<\/sup>. N\u00e4m\u00e4 havainnot osoittavat, ett\u00e4 j\u00e4ykemm\u00e4t betonit ovat selv\u00e4sti v\u00e4hemm\u00e4n alttiita erottumiselle ja hy\u00f6tyv\u00e4t pidemmist\u00e4 tiivistysajoista. Toisaalta notkeammilla betoneilla tiivistys poistaa tehokkaammin tiivistyshuokoset, mutta betonit ovat alttiimpia erottumiselle, erityisesti pidemmill\u00e4 tiivistysajoilla.<\/p>\n\n\n\n T\u00e4m\u00e4 tutkimus korostaa kokonaisvaltaisen l\u00e4hestymistavan tarvetta betonin tiivistyksen laadunvalvonnassa. Betonin tiivistyksess\u00e4 tulee huomioida sek\u00e4 betonin erottumisriski ett\u00e4 tiivistyshuokosten poistuminen betonista. Tutkimuksen tulokset osoittavat, ett\u00e4 n\u00e4m\u00e4 ongelmat voivat ilmet\u00e4 samanaikaisesti tiivistyksen aikana. Betonin erottuminen voi alkaa jo ennen kuin tiivistyshuokoset ovat poistuneet betonista. Havainnot korostavat my\u00f6s reaaliaikaisen seurannan merkityst\u00e4 tiivistyksen aikana. Perinteisten indikaattorien, kuten pinnalle nousevien ilmakuplien, sijaan tarvitaan kehittyneempi\u00e4 menetelmi\u00e4, kuten esimerkiksi ACIS-tekniikkaa.<\/p>\n\n\n\n Tutkimuksessa kehitetyt erottumisindeksit tarjoavat hy\u00f6dyllisen ty\u00f6kalun eri betonilaatujen erottumisherkkyyden arvioimiseen ja mahdollistavat kohdennetut s\u00e4\u00e4d\u00f6t tiivistysstrategioihin. Yhdist\u00e4m\u00e4ll\u00e4 tiivistysajan betonikohtainen arviointi edistyneeseen tiivistyksen monitorointiin parantaisi merkitt\u00e4v\u00e4sti betonin tiivistyksen laatua.<\/p>\n\n\n\n T\u00e4m\u00e4 tutkimus avaa uusia n\u00e4k\u00f6kulmia betonin tiivistyslaadun parantamiseksi. Lupaavia alueita ovat ACIS-seurantaj\u00e4rjestelm\u00e4n kehitt\u00e4minen automaattisen kerrosanalyysin avulla sek\u00e4 \u00e4lypuhelinsovellusten luominen tiivistystarpeen arviointiin. Toteutuneiden rakenteiden tutkimukset auttaisivat tarkentamaan erottumisindeksej\u00e4 ja parantamaan luokittelun tarkkuutta. Syv\u00e4llisempi ymm\u00e4rrys tiivistyslaatuun vaikuttavista tekij\u00f6ist\u00e4 mahdollista tiivistyksen seurantamenetelmien kehittymisen, mik\u00e4 parantaa betonirakentamisen laatua ja voi johtaa suunnittelun varmuuskertoimien pienentymiseen ja siten tarjota taloudellisia ja ymp\u00e4rist\u00f6hy\u00f6tyj\u00e4.<\/p>\n\n\n<\/div>\n <\/strong><\/p>\n Hassan Ahmed v\u00e4itteli 29.11.2024 Aalto-yliopistolla ”Evaluating Concrete Compaction: A Multi-modal Approach” . V\u00e4it\u00f6sty\u00f6 k\u00e4sitteli betonin tiivistyst\u00e4 ja tiivistyksen laatuun vaikuttavia tekij\u00f6it\u00e4. V\u00e4it\u00f6skirjan vastav\u00e4itt\u00e4j\u00e4n\u00e4 toimi prof. Andrzej Cwirzen Luulajan teknillisest\u00e4 yliopistosta. Ty\u00f6n esitarkastajina toimivat prof. Andrzej Cwirzen ja prof. Stefan Jacobsen. Ty\u00f6n valvojana toimi prof. Jouni Punkki. T\u00e4ss\u00e4 artikkelissa on esitelty v\u00e4it\u00f6skirjan p\u00e4\u00e4kohdat lyhyesti.<\/p>\n Ty\u00f6n tekij\u00e4 ja oppilaitos:<\/strong> V\u00e4it\u00f6skirjatutkija Hassan Ahmed. Betonitekniikka, Rakennustekniikan laitos, Aalto-yliopisto.Erottumisen seuranta tuoreessa betonissa AC-impedanssispektroskopian (ACIS) avulla<\/h3>\n\n\n\n
![\"\"](\"https:\/\/betoni.com\/lehti\/wp-content\/uploads\/sites\/4\/2024\/12\/Betonin-tiivistyslaadun-arviointi_kuva1.jpg\")
![\"\"](\"https:\/\/betoni.com\/lehti\/wp-content\/uploads\/sites\/4\/2024\/12\/Betonin-tiivistyslaadun-arviointi_kuva2.jpg\")
Erottumisen arviointi kovettuneessa betonissa<\/h3>\n\n\n\n
![\"\"](\"https:\/\/betoni.com\/lehti\/wp-content\/uploads\/sites\/4\/2024\/12\/Betonin-tiivistyslaadun-arviointi_kuva3.jpg\")
![\"\"](\"https:\/\/betoni.com\/lehti\/wp-content\/uploads\/sites\/4\/2024\/12\/Betonin-tiivistyslaadun-arviointi_kuva4.jpg\")
\n
![\"\"](\"https:\/\/betoni.com\/lehti\/wp-content\/uploads\/sites\/4\/2024\/12\/Betonin-tiivistyslaadun-arviointi_kuva5-1.jpg\")
![\"\"](\"https:\/\/betoni.com\/lehti\/wp-content\/uploads\/sites\/4\/2024\/12\/Betonin-tiivistyslaadun-arviointi_kuva6.jpg\")
Pintaan nousevien ilmakuplien analysointi tiivistyksen aikana<\/h3>\n\n\n\n
![\"\"](\"https:\/\/betoni.com\/lehti\/wp-content\/uploads\/sites\/4\/2024\/12\/Betonin-tiivistyslaadun-arviointi_kuva7.jpg\")
Tiivistyshuokosten analyysi kovettuneessa betonissa r\u00f6ntgentomografialla (XCT)<\/h3>\n\n\n\n
avulla.<\/p>\n\n\n\n![\"\"](\"https:\/\/betoni.com\/lehti\/wp-content\/uploads\/sites\/4\/2024\/12\/Betonin-tiivistyslaadun-arviointi_taulukko1.jpg\")
<\/figure>\n\n\n\n![\"\"](\"https:\/\/betoni.com\/lehti\/wp-content\/uploads\/sites\/4\/2024\/12\/Betonin-tiivistyslaadun-arviointi_kuva8.jpg\")
![\"\"](\"https:\/\/betoni.com\/lehti\/wp-content\/uploads\/sites\/4\/2024\/12\/Betonin-tiivistyslaadun-arviointi_kuva9.jpg\")
![\"\"](\"https:\/\/betoni.com\/lehti\/wp-content\/uploads\/sites\/4\/2024\/12\/Betonin-tiivistyslaadun-arviointi_kuva10.jpg\")
Johtop\u00e4\u00e4t\u00f6kset ja tulevat tutkimuskohteet<\/h3>\n\n\n\n
<\/h3>\n
\nTy\u00f6n otsikko ja aihe: ”<\/strong>Evaluating Concrete Compaction: A Multi-modal Approach”
\nTy\u00f6n valvoja ja ohjaaja:<\/strong> Professori (POP) Jouni Punkki
\nV\u00e4it\u00f6skirjan esitarkastajat:<\/strong> Prof. Andrzej Cwirzen, LUT, Ruotsi ja prof. Stefan Jacobsen, NTNU, Norja
\nVastav\u00e4itt\u00e4j\u00e4:<\/strong> Prof. Andrzej Cwirzen, LUT, Ruotsi
\nV\u00e4it\u00f6skirja l\u00f6ytyy s\u00e4hk\u00f6isesti:<\/strong> https:\/\/aaltodoc.aalto.fi\/items\/44d99e5e-1238-4392-892d-243aecea4427<\/a><\/p>\n <\/div>\n ![\"\"](\"https:\/\/betoni.com\/lehti\/wp-content\/uploads\/sites\/4\/2024\/12\/HassanAhmed-250x300.jpg\")
<\/p>\n <\/div>\n <\/div>\n <\/div>\n <\/div>\n<\/div>\n