Betonin koostumuksen vaikutus sen tiivistettävyyteen: Raportti tilaustutkimusprojektista

Tuore betoni voi sisältää jopa 20 % ilmaa ennen tiivistämistä. Ilman määrä riippuu betonin ominaisuuksista sekä myös muotista ja raudoituksen määrästä. Tiivistyksellä pyritään poistamaan tämä tiivistysilma mahdollisimman hyvin. Tarkoitusperäisesti lisättyyn ilmaan, suojahuokosiin, ei tiivistyksen uskota kuitenkaan vaikuttavan merkittävästi.

Viime aikoina ollaan huomattu, ettei tavanomainen tiivistys ole aina välttämättä riittävä. Ilmiö on tullut esille valmistettaessa puoli–täysimittakaavaisia koerakenteita. Porattujen rakennekoekappaleiden tiheys on ollut selvästi alhaisempi kuin samasta betonista valmistettujen laadunvalvontakoekappaleiden tiheys. Tiheysero on ollut suurimmillaan 100...150 kg/m3. Vastaava ero on havaittu myös kovettuneen betonien ilmamäärissä sekä puristuslujuuksissa. Tilaustutkimusprojekti "Good vibrations" tehtiin Aalto-yliopiston Rakennustekniikan laitoksessa. Projektin tavoitteena oli selvittää, millaisilla betonilaaduilla tiivistysongelmia esiintyy ja toisaalta, millaisia tiivistysmääriä erityyppisille betoneille vaaditaan. Tutkimus koostui pääosin kenttäkokeista, joissa valmistettiin koerakenteita käyttäen erilaisia betonikoostumuksia. Koerakenteet tiivistettiin käyttäen neljää eri tiivistysaikaa. Koerakenteiden tiheyksiä ja puristuslujuuksia analysoimalla määritettiin betonien tiivistysasteet sekä erottumisherkkyydet. Tiivistystä dokumentoitiin myös videokuvaamalla koemuoteissa tehtävää tärytystä. Videotallenteista arvioitiin toteutunutta tiivistysaikaa sekä tiivistysilman poistumista betonista tärytyksen aikana.

Tulosten perusteella voidaan todeta, että muotti täyttyy tärytyksen vaikutuksesta helposti. Kuitenkin tiivistysilman poistuminen rakenteesta on haasteellista. Normaaleilla tiivistysajoilla rakenteeseen jää yleensä 1...4 % enemmän tiivistysilmaa verrattuna laboratoriokoekappaleisiin. Lujuudessa tämä vastaa noin 5...20 %:n vähennystä. Betonin notkeudella, vesi-sementtisuhteella tai notkistinannostuksella ei näyttänyt olevan selkeää vaikutusta toteutuneeseen tiivistysasteeseen. Projektin aikana havaittiin joidenkin betonien erottuvan herkästi tärytyksen vaikutuksesta. Kokeissa huomattiin, että varsinkin notkeat, huokostetut betonit voivat erottua jo lyhyemmilläkin tiivistysajoilla. Toisaalta käytännön tärytysajoilla erottumisriski jää kohtuullisen pieneksi. Lisäksi erottumisen vaikutus betonin puristuslujuuteen oli pieni. Huokostettujen betonien erottumisherkkyys vaatii kuitenkin lisätutkimuksia.

Projektin konkreettisena tavoitteena on muodostaa ohjeistus betonin tiivistykselle. Raportissa oleva ohjeistus betonin tiivistämiseksi tärysauvalla on esitelty nelivaiheisena prosessina.