Notkistavien lisäaineiden käyttö betonissa

Abstract

Kilpailutilanteen kiristyessä betoniteollisuus pyrkii jatkuvasti kehittämään säästömenetelmiä betonin valmistuskustannuksien vähentämiseksi. Yksi keino tähän on notkistavien lisäaineiden käyttö. Notkistavia lisäaineita käytetään esim. betonin työstettävyyden parantamiseen ja vedenvähennykseen. Notkistavia lisäaineita voidaan myös käyttää sementtimäärän vähentämiseen, hyödyntämällä notkistimilla saatavaa vedenvähennystä ja näin saavuttaa kustannussäästöjä betonin valmistuksessa. Tämän insinöörityön tavoitteena oli tutkia voidaanko notkistavia lisäaineita käyttämällä saada kustannussäästöjä ja näin myös sementti- ja vesisäästöjä betonin valmistuksessa. Tavoitteena oli myös saada tarkempaa tietoa notkistavien lisäaineiden käytöstä.

Työssä esiteltiin perustiedot notkistavista lisäaineista ja niiden käytöstä. Pääpaino kohdistui kuitenkin tehtyihin tutkimuksiin ja niistä saataviin tuloksiin. Tutkimuskohteena oli lujuusluokan K30 ja K35 normaalibetonit. Näistä betoneista tehtiin kymmenen betonireseptiä, joista kaksi oli lujuusluokan K35 ja K30 referenssibetoneita ja loput näiden pohjalta kehiteltyjä täysin uusia testibetoneita. Testibetonien valmistuksessa käytettiin valmis- ja elementtibetonointiin tarkoitettuja notkistavia lisäaineita ja niiden annoskoot vaihtelivat 0,6–1,3 %:n välillä. Tutkittaville betoneille tehtiin tuore ja kovettuneen betonin testauksia notkeuden ja puristuslujuuden selvittämiseksi. Tuoremassojen työstettävyyttä mitattiin painumakokeella ja kovettuneen betonin ominaisuuksia testattiin betonimassoista tehtyjen koekappaleiden puristuslujuuskokeella. Tutkimukset suoritettiin standardien mukaan. Betonit valmistettiin ja kokeet suoritettiin Lujabetoni Oy:n Kuopion ja Siilinjärven valmisbetoniasemilla.

Tutkimustulosten perusteella havaittiin, että notkistavien lisäaineiden käytöllä on mahdollista saada kustannussäästöjä K35 lujuusluokan betonien osalta, kun taas K30 lujuusluokan betonien osalta kustannussäästöihin ei päästy. Ne sisälsivät vähemmän sementtiä, minkä vuoksi notkistimien käyttö ei ollut kannattavaa. Lisäksi tutkimuksissa selvisi, että suurilla notkistinannostuksilla ja ELE-notkistinta käytettäessä tarvitaan lisänotkistusta, mikäli niitä käytetään valmisbetonoinnissa. Tutkimusta tullaan käyttämään jatkotutkimuksissa ja yrityksen tuotekehittelyssä.

Due to the increased competition the concrete industry has to constantly develop saving methods to reduce preparation costs of concrete. One way is to use plasticizers. Plasticizers are used to improve the consistency of concrete and for the water deduction. Plasticizers can also be used to reduce the amount of cement, by using the water deduction and that way to get cost savings in preparation of concrete. The aim of this thesis was to study if it is possible to get cost savings and that way cement and water savings in preparation of concrete by using plasticizers. The aim was also to get more information about the use of plasticizers.

In this study concrete of strength grades K30 and K35 was used. Ten concrete variations were made of these concretes, two of which were reference concretes and the rest were totally new concrete types developed from reference concretes. The plasticizers used in ready-mixed and precast concreting were used in preparation of concrete types and plasticizer batches were between 0,6-1,3 %. These concrete types were tested with fresh and hardened concrete tests to determine the consistency and compressive strength. The consistency was tested with a slump test and the compressive strength of test pieces with a compression test. Concretes and standard tests were made in the mixing plants of Lujabetoni Oy in Kuopio and Siilinjärvi.

The results showed that it is possible to get cost savings with concretes of K35 strength grade by using plasticizers but not with concretes of K30 strength grade. That was because they did not contain enough cement, so using plasticizers was not profitable. The results also showed that extra plasticizer is needed if bigger plasticizer batches and ELE plasticizer are used in ready-mixed concrete. The results will be used in further researches and product development of the company.