Lujuuden kehitys

Betonin lujuuden kehitykseen voimakkaimmin vaikuttava tekijä sementtimäärän lisäksi on betonin lämpötila.

Betonin lujuudenkehityksen hallinta kaikissa rakentamisolosuhteissa on taloudellisen betonirakentamisen perusta. Keskeisimmät työmaan tavoittelemat hyödyt siitä ovat:

  • Muottien purkulujuuden saavuttaminen suunnitellussa aikataulussa
  • Betonivalujen optimaalinen suojaus ja lämmitys
  • Betonirakenteen laatu etenkin talvikautena
  • Betonitöiden työturvallisuus.

 

Lujuuden kehitys nimellislujuus

Jäätymislujuus

Kovettuvan betonin lujuuden tulee olla ennen jäätymistä niin suuri, että se kestää veden jäätymisestä aiheutuvat sisäiset rasitukset. Jäätymislujuus on kaikilla lujuusluokilla 5 MN/m2. Jäätymislujuus ilmoittaa rajan, jonka alapuolella betoni jäätyessään pysyvästi vaurioituu. Kun jäätymislujuus on saavutettu, betoni kestää yhden jäätymisen vaurioitumatta. Muottien kantamattomat osat, kuten palkin sivujen, seinien ja pilareiden muotit, voidaan poistaa.

Muottien purkamislujuus

Muotit ja tukirakenteet voidaan purkaa, kun betoni on kovettunut niin paljon, että rakenteet kestävät niille tulevat rasitukset ja muodonmuutokset pysyvät sallituissa rajoissa. Rakennesuunnittelija määrittelee muottien purkamislujuuden piirustuksissa ja vastaava työnjohtaja, betonityönjohtaja tai rakennesuunnittelija antaa luvan purkamiseen. Kantavat tukirakenteet voidaan yleensä poistaa kun betonin lujuus on vähintään 60 % nimellislujuudesta. Tavallisesti purkamislujuus on 60 %:n ja 80 %:n välillä nimellislujuudesta. Pystyrakenteissa muottien purkulujuus voi olla selvästi alle 60 % esim. seinien muotit voidaan purkaa, kun betonin lujuus on 20…30 %. Tarvittava purkulujuus on todettava laskelmin, jotka tekee kohteen rakennesuunnittelija.

Nimellislujuus

Nimellislujuus on betonin lujuusluokka, jonka mukaan rakenne on suunniteltu. Rakenteita ei tule kuormittaa täydellä kuormalla, ennen kuin rakenteet ovat saavuttaneet nimellislujuutensa.

Lujuuden kehityksen seuranta

Betonin lujuus todetaan ensisijaisesti betonista mitattujen lämpötilojen avulla. Mittaukseen voidaan käyttää perinteisiä lämpömittareita, joilla mittaaminen tapahtuu betoniin asetetuista putkista tai elektronisilla mittareilla betoniin asennettujen antureiden avulla.

Koostumukseltaan määrätyn betonin lujuutta voidaan arvioida kovettumislämpötilaan ja - aikaan perustuvien kypsyyslaskelmien ja  käyrien avulla. Näitä menetelmiä ovat karkea ns. Nykäsen kypsyysastelaskelma ja tarkempi Sadgroven menetelmä. Rakenteen lujuutta voidaan arvioida myös samoissa olosuhteissa säilytetyn koekappaleen avulla ja luetettava tulos saadaan poraamalla koekappaleita tutkittavasta rakenteesta.

Betonin lujuudenkehityksen seurantaan on kehitetty tietokonepohjaisia ohjelmia. Ohjelmaa voidaan helposti hyödyntää työmaalla mitattua lämpötilatietoa. Tämä tarjoaa työmaalle luotettavan mahdollisuuden varmistaa rakenteen todellinen lujuus tiettynä ajankohtana. Lämpötiloja automaattisesti muistiinsa keräävällä dataloggerilla mahdollistuu rakenteen lämmönkehityksen jatkuva seuranta.