Päällystettävien betonirakenteiden kuivumiskyky vaihtelevissa olosuhteissa, rakentamistavoissa ja rakenneratkaisuissa
No Thumbnail Available
URL
Journal Title
Journal ISSN
Volume Title
Insinööritieteiden korkeakoulu |
Master's thesis
Authors
Date
2017-12-11
Department
Major/Subject
Rakennusmateriaalit ja rakennusfysiikka
Mcode
IA3017
Degree programme
Rakenne- ja rakennustuotantotekniikan koulutusohjelma
Language
fi
Pages
145 + 0
Series
Abstract
Päällystettävien betonirakenteiden suhteellinen kosteus tulee laskea alle päällystettävyyden raja-arvon ennen päällystämistä. Menettelyllä pyritään ehkäisemään kosteusvaurioita, joista aiheutuu taloudellisia ja terveydellisiä haittoja. Työmaan rakennusvaiheen aikataulusuunnittelun kannalta on oleellista tietää käytettyjen rakenteiden kuivumisajat riittävän tarkasti. Tällöin kosteusvaurioriskiltä voidaan välttyä ja kuivumisaika saadaan sovitettua optimaalisesti työmaan muuhun aikataulutukseen. Diplomityön päätavoitteena oli kehittää aiempaa tarkempi kuivumisen arviointimenetelmä, joka perustuu todellisista rakennushankkeista kerättyihin kosteusmittaustuloksiin ja taustamuuttujien arvoihin. Tutkimuksessa pyrittiin myös selvittämään, onko päällystettävyyden raja-arvot alitettu tutkimusaineiston kohteissa. Tutkimuksen alussa syvennyttiin kirjallisuuskatsauksen avulla keskeiseen betonin kuivumisen teoriaan. Teorian avulla kyettiin tunnistamaan tärkeimmät todellisissa rakennushankkeissa kuivumiseen vaikuttavat muuttujat sekä arvioimaan tutkimustulosten luotettavuutta. Kuivumisen arviointimallin laadinnassa havaittiin, että parhaimpaan lopputulokseen päästään laatimalla erilaisille rakennetyypeille omat mallit. Mallit onnistuttiin laatimaan massiivilaatta-, kololaatta- ja ontelolaattarakenteille. Mallit laadittiin hyödyntämällä regressioanalyysin yleistä lineaarista mallia ja linearisoivaa muunnosta, joka linearisoi selitettävän ja selittävän muuttujan välisen riippuvuuden. Ratkaisu perustui pienimmän neliösumman menetelmään. Linearisoiva muunnos löydettiin optimoimalla sopivaa yritefunktiota epälineaarisella optimoinnilla. Laskennat suoritettiin Excel-taulukkolaskentaohjelmalla. Tutkimustulosten luotettavuutta arvioitiin myös yleistetyllä lineaarisella mallilla, jonka tulokset laskettiin Matlab-laskentaohjelmalla. Optimoitujen riippuvuuksien luotettavuutta arvioitiin kuivumisen teorian perusteella. Tutkimusaineisto koostui pääkaupunkiseudulle vuoden 2010 jälkeen rakennetuista asuinkerrostaloista. Diplomityössä onnistuttiin laatimaan tilastollisesti merkittävät mallit. Tuloksia verrattiin Merikallion (BY1021) arviointimenetelmään, joka on nykyisin työmailla yleisesti käytössä oleva menetelmä. Laaditut mallit ennustivat suhteellisen kosteuden vaihtelua tutkimusaineistossa selvästi Merikallion menetelmää paremmin. Laadittujen mallien ennustuskykyä ei kuitenkaan vielä ole testattu tutkimusaineiston ulkopuolella, joten varmuutta mallin toimivuudesta muissa kuin tutkimusaineiston kohteissa ei ole. Massiivilaatalle rakennettua mallia verrattiin myös laskennalliseen simulointiin. Sitoutumiskuivumisen huomioivalla simuloinnilla saatu kuivumiskäyrän muoto oli lähimpänä laaditun mallin kuivumiskäyrän muotoa. Työssä annetaan myös suosituksia työmaiden kosteudenhallinnan kehittämiseksi.The relative humidity of concrete structures to be coated must fall below the coatability limit before coating. The procedure is aimed at preventing moisture damage which causes financial loss and health hazards. It is essential to know the drying times of the used structure types in order to manage the scheduling of the phases of the construction site. Thus, the risk of moisture damage can be avoided and drying times can be optimally adapted into the schedule of the site. The main objective of the thesis was to develop a more accurate evaluation method for drying times based on moisture measurement results and other background information obtained from real construction projects. The study also investigated whether the moisture measurement results were below the coatability limit values in research data. At the beginning of the study, the main theory of drying was studied using a literature review. Understanding the theory of drying thus enabled the author to identify the most important variables affecting drying and to evaluate the reliability of research results. When developing the drying estimation model, it was found that the most accurate results are obtained by formulating different models for different kinds of structure types. Models were developed for solid slabs, cast-in-situ concrete toppings of hollowcore slabs and hollowcore slabs. The models were compiled using the general linear model and a linearizing transformation that linearises the dependence between the explanatory and response variable. Linearizing transformations were found by optimizing appropriate trial functions by nonlinear optimization. The calculations were performed using the Excel spreadsheet program. The reliability of the research results was also evaluated by a generalized linear model whose solutions were calculated using the Matlab calculation program. Reliability of optimized functions was evaluated on the basis of the drying theory. The research material consisted of residential block areas built in the Helsinki metropolitan region since 2010. The thesis was able to form statistically significant models. The results were compared to Merikallio’s evaluation method (BY1021) which is currently the method commonly used in construction sites. The models developed predicted relative humidity variation in the research material considerably better than Merikallio’s method. However, the accuracy of the developed models has not yet been evaluated outside of the research material, and therefore the broader functionality of the models is not yet certain. The model developed for solid slab was also compared to computational simulation. The drying curve obtained by the simulation method which takes into account self-desiccation was closest to the drying curve obtained by developed model. The study also proposes recommendations for improving the moisture management of construction sites.Description
Supervisor
Punkki, JouniThesis advisor
Romo, IlkkaKeywords
betoni, kuivuminen, kosteudenhallinta, suhteellinen kosteus, kuivumisaika