Tekijä
Er. KAUSHAL KISHORE
Materials Engineer, Roorkee
KOVETTUMISEN TARVE
Kovettumisen tarve johtuu siitä, että sementin hydrataatio voi tapahtua vain vedellä täytetyissä kapillaareissa. Siksi veden haihtuminen kapillaareista on estettävä. Veden haihtuminen betonista pian betonin asentamisen jälkeen riippuu ympäröivän ilman lämpötilasta ja suhteellisesta kosteudesta sekä tuulen nopeudesta betonin pinnalla. Kovettuminen on välttämätöntä betonin valmistuksessa, jotta betonilla olisi halutut ominaisuudet. Betonin lujuus ja kestävyys kehittyvät täysimääräisesti vain, jos se kovettuu asianmukaisesti. Betonin sekoitusveden määrä betoniin betonointihetkellä on yleensä suurempi kuin hydrataation & edellyttämä määrä, joka on säilytettävä kovettumista varten. Liiallinen veden haihtuminen voi kuitenkin vähentää säilytettävän veden määrää alle sen, mikä on tarpeen haluttujen ominaisuuksien kehittymiseksi. Haihtumisen mahdollisesti haitalliset vaikutukset on estettävä joko levittämällä vettä tai estämällä liiallinen haihtuminen.
KOVETTUMISMENETELMÄ
Kaksi järjestelmää tyydyttävän kosteuspitoisuuden ylläpitämiseksi ovat: (1) jatkuva tai usein toistuva veden antaminen lammikoiden, suihkujen, höyryjen tai kyllästettyjen peitemateriaalien, kuten säkki- tai puuvillamattojen, mattojen, mullan, hiekan, sahanpurun ja olkien avulla. (2) Liiallisen vesihäviön estäminen betonista levittämällä kalvoa muodostavaa kovettumisyhdistettä tuoreeseen betoniin.
VESIKOVETTUMINEN
Kovettuminen vedellä, joka on enintään 11 astetta C viileämpää kuin betoni, on yksi tehokkaimmista betonin kovettumistavoista. Kovettaminen on aloitettava mahdollisimman pian betonin valun jälkeen. Kovettumisen viivästyminen johtaa sekoitusveden haihtumiseen ja varhainen kuivuminen voi johtaa betonin kutistumiseen ja halkeiluun. Käytännössä joillakin rakennustyömailla ei kuitenkaan välttämättä ole saatavilla säännöllistä juomakelpoista vettä kovettumista varten tai se voi olla hankalaa ja kallista. Tällaisille työmaille suositellaan betonin kovettumisyhdistettä vesikovettumisen sijasta.
BETONIN KOVETTUMISYHDISTEET
Betonin kovettumisyhdiste koostuu pääosin vahoista, luonnollisista ja synteettisistä hartseista ja liuottimista, joiden haihtuvuus on suuri ilmakehän lämpötilassa. Yhdiste muodostaa kosteutta pidättävän kalvon pian sen jälkeen, kun se on levitetty tuoreelle betonipinnalle. Usein käytetään valkoisia tai harmaita pigmenttejä, jotka heijastavat lämpöä ja tekevät yhdisteen näkyväksi rakenteessa tarkastusta varten. Kovettumisyhdistettä ei saa käyttää pinnoilla, joihin on tarkoitus lisätä betonia, maalia tai laatoitusta, jotka vaativat positiivisen sidoksen, ellei ole osoitettu, että kalvo voidaan tyydyttävästi poistaa ennen myöhempää levitystä, tai että kalvo voi tyydyttävästi toimia pohjana myöhemmälle levitykselle.
Yhdistettä tulee levittää tasaisesti. Tavanomaiset peittävyysarvot vaihtelevat välillä 0,20-0,25 m2/litra. Kovettumisyhdiste voidaan levittää kahtena kerralla suorassa kulmassa toisiinsa nähden käsin tai koneruiskulla yleensä noin 0,5-0,7 MPa:n paineella. Pienille alueille seos voidaan levittää leveällä, pehmeäharjaisella siveltimellä tai maalirullalla.
Mahdollisimman hyvän vaikutuksen aikaansaamiseksi avoimiin betonipintoihin seos on levitettävä viimeistelyn jälkeen ja heti, kun pinnalla oleva vapaa vesi on hävinnyt eikä vettä ole enää näkyvissä, mutta ei kuitenkaan niin myöhään, että nestemäinen kovettumisyhdiste imeytyisi betoniin.
Muottien poistamisen jälkeen paljastunut betonipinta on kostutettava vedellä välittömästi, ja se on pidettävä kosteana siihen asti, kunnes kovettumisyhdiste levitetään. Juuri ennen levittämistä betonin on annettava tasaisen kostean näköiseksi, eikä pinnalla saa olla vapaata vettä, ja sen jälkeen massan levittäminen on aloitettava välittömästi.
KÄYTTÖKOHTEET
Kovettumisyhdistettä voidaan käyttää edullisesti silloin, kun märkäkovettuminen ei ole mahdollista. Se soveltuu hyvin laajoille betonipinnoille, jotka ovat suoraan alttiina auringonvalolle, koville tuulille ja muille ympäristövaikutuksille. Sitä voidaan käyttää kovettamiseen:
- Betonipäällysteet, lentokenttien kiitoradat, siltakannet, teollisuuslattiat.
- Kanavien vuoraukset, padot ja muut kasteluun liittyvät rakenteet.
- Urheiluareenat ja jääareenat.
- Esibetonielementit,
- Kattolaatat, pylväät ja palkit,
- Kuiluputket,
Jäähdytystornit ja muut korkeat rakenteet.
KOVETTUMISSEKOOSTUMUKSEN TESTAUS
Kovettumisaine on testattava ASTM:n mukaisesti seuraavilla testeillä:
a) Vedenpidätyskyky – Testi on suoritettava testimenetelmän C 156 mukaisesti.
b) Heijastavuus – Määritetään valkoisen – pigmentoidun yhdisteen päivänvalon heijastavuus testimenetelmän E 97 mukaisesti.
c) Kuivumisaika – Testi on suoritettava ASTM C 309 lausekkeen 10.3
d) Pitkäaikainen kovettuminen – Rutiininomaisiin testeihin käytetään testimenetelmää D 1309. Kiistanalaisissa tapauksissa käytetään menetelmää D 869.
e) Nonvolatiittipitoisuus – Testataan testimenetelmän D 1644 menetelmän 4 mukaisesti.
KOKEELLISET TUTKIMUKSET
15 cm:n kokoiset kuutiot valettiin betonista, jonka w/c-suhde oli 0,6, 0,5 ja 0,4, yhdeksän kuutiota kutakin w/c-suhdetta. Valun jälkeen kuutiot jätettiin ulkoilmaan paikallisten rakennustyömaiden samanlaisten olosuhteiden mukaisesti. Kun pinnan kiilto oli hävinnyt, kuutioiden avoimesta pinnasta valittiin satunnaisesti kolme kuutiota kutakin w/c-suhdetta kovettumisyhdisteen levittämistä varten. Näiden kuutioiden yläpinnalle levitettiin kovetusaine puskemalla valmistajan ohjeiden mukaisesti.
24 tunnin kuluttua kaikki 27 kuutiota purettiin, ja 3 kuutiota kustakin W/C-suhteesta säilytettiin ulkoilmassa. Myös muita 3 kuution sarjoja säilytettiin samassa paikassa, mutta ne peitettiin märillä pusseilla. Kuutioita kovetettiin 7 päivän ajan ripottelemalla vettä säkkeihin. Tämän jälkeen kovettuminen lopetettiin. Samassa paikassa säilytettiin myös ne kuutiot, jotka oli tunnistettu kovetteen käyttöä varten. Kovetusaine levitettiin siveltimellä näiden kuutioiden lopuille viidelle pinnalle.
Kaikki kuutiot jätettiin samaan avoimeen paikkaan 27 päiväksi. Tämän jälkeen kovettuvalla yhdisteellä päällystettyjen kuutioiden pinnat puhdistettiin kuumalla vedellä. Sitten kaikki kuutiot upotettiin kokonaan puhtaaseen veteen 24 tunniksi ja testattiin sitten kyllästetyssä pintakuivassa tilassa. Tänä aikana ei satanut. Päivälämpötila oli 34oC-39oC ja yölämpötila 20oC-27oC. Testitulokset on esitetty taulukossa 2.
PÄÄTELMÄT
1. Betonin kovettumisyhdiste estää tehokkaasti veden haihtumisen betonista edellyttäen, että se ei ole puhki tai vaurioitunut, mutta ei salli veden pääsyä betoniin täydentämään sitä, joka menetetään itsestään kuivumisen kautta.
2. Useimmilla rakennustyömailla märkäkovettumista käytetään usein vain ajoittain, joten käytännössä kovettumisyhdiste voi johtaa parempiin tuloksiin.
3. Jos vesikovettaminen on hankalaa tai juomakelpoista vettä kovettamista varten ei ole saatavilla, tuoreen betonipinnan tiivistäminen kovettuvalla yhdisteellä on paras kovettamistapa.
Taulukko – 1: ASTM C-309:n vaatimukset kovettuvalle yhdisteelle
| S.No. Testin yksityiskohdat
1. Vedenpidätyskyky – Vesihäviö 72 tunnin kuluttua kg/m2 2. Heijastuskyky 3. Kuivumisaika |
Vaatimus ASTM C-309:n mukaan
Ei enempää kuin 0,55 kg/m2 Valkoisenpigmenttisen yhdisteen, kun se on testattu tässä määritellyn testin mukaisesti, on osoitettava. Päivä-/valoheijastavuus on vähintään 60 % magnesiumoksidista. Huom. yli 4 tuntia. |
Taulukko – 2: Kuution keskimääräinen puristuslujuus
| Sl.
Nro. |
Kovettumisolosuhteet |
W/C-suhde | OPC 43 Luokka kg/m3 | 28-…päivän puristuslujuus N/mm2 | |
| ilmassa | |||||
| Kostea kovettuminen | |||||
| Kovetusyhdiste (Roffcure WB 2) | |||||
| ilmassa | |||||
| Kosteana kovetettu | |||||
| Kovetusyhdiste (Roffcure WB 2) | |||||
| ilmassa | |||||
| Kostutettu | |||||
| Kovetusyhdiste (Roffcure WB 2) |
1.Birt, J.C, Betonin kovettuminen – arvio asenteista, käytännöistä ja tietämyksestä. CIRIA Rep. 43, 1981, 31, s.
2.R. Shalon ja D. Ravina, Studies in concreting in hot countries RILEM Int. Symp. On concrete and reinforced concrete in Hot countries, Haifa, July, 1960.
3.ASTM C-156, Standard Test Method for water retention by concrete curing materials.
4.ASTM C-309, Standard specification for liquid membrane-forming compound for curing concrete.
5.Kishore Kaushal – Seminar on Construction Admixtures, School of Building Science & Technology, Ahmedabad, 17. joulukuuta 1994, s. 110-112.
We at engineeringcivil.com are thankful to Er. Kaushal Kishorelle betonin kovettumisyhdistettä koskevan artikkelin toimittamisesta. Siitä on suurta apua muille rakennusinsinööreille ja se vastaa moniin kysymyksiin, jotka johtuvat betonin kovettumiseen liittyvistä erilaisista ongelmista.