Metakaoliinin soveltuvuus ruiskubetonin sideaineeksi
Koukkula, Petri (2016)
Koukkula, Petri
Oulun ammattikorkeakoulu
2016
All rights reserved
Julkaisun pysyvä osoite on
https://urn.fi/URN:NBN:fi:amk-2016122221444
https://urn.fi/URN:NBN:fi:amk-2016122221444
Tiivistelmä
Metakaoliini on sementin kaltainen, pozzolaaninen aine, jota voidaan käyttää sidosaineena betonissa. Metakaoliinilla on mahdollista saada parempi puristuslujuus betoniin sen paremman tiivistyvyyden takia, sillä paremman tiivistyvyyden seurauksena betoniin jää vähemmän tyhjää tilaa. Koska metakaoliinia ei ole mahdollista käyttää ainoana sideaineena betonissa, opinnäytetyössä selvitettiin parasta metakaoliinin ja sementin suhdetta.
Ennen varsinaisia testauksia valittiin halutut metakaoliinin ja sementin suhteet ja näiden perusteella tehtiin varsinaiset laboratoriokokeet. Valmistusvaiheessa betonimassoista testattiin leviämä ja ilmamäärä, minkä jälkeen analysoitiin niiden työstettävyyttä. Kun kappaleet olivat saavuttaneet määrätyn iän, niiden tiheys määritettiin ja niille tehtiin puristus- ja taivutuslujuuden määrittävät kokeet.
Metakaoliinin pitoisuudet kokonaissideainemassasta vaihtelivat nollan ja kolmenkymmenen painoprosentin välillä.
Metakaoliinin valmistamiseen tarvittava energiamäärä on alle puolet sementin valmistamiseen tarvittavasta energiamäärästä. Opinnäytetyössä kävi ilmi, että kun metakaoliinia lisätään sopiva määrä korvaamaan sementtiä, saadaan betonin puristuslujuutta kasvatettua. Tutkimuksissa huomattiin myös metakaoliinipitoisuuden noususta johtuva lisääntynyt lisäaineiden tarve. Nykyaikana pyritään jatkuvasti vähentämään ympäristöön kohdistuvaa kuormitusta, mikä omalta osaltaan lisää kiinnostusta metakaoliinin käyttöä kohtaan. Lisäksi Suomessa on runsaasti kaoliinia maaperässä, jota voidaan hyödyntää metakaoliinin valmistuksessa. Sopivalla tuotekehityksellä näitä tuloksia voidaan tulevaisuudessa hyödyntää betonin valmistuksessa. Työn tilaajana toimi Kajaanin ammattikorkeakoulu.
Ennen varsinaisia testauksia valittiin halutut metakaoliinin ja sementin suhteet ja näiden perusteella tehtiin varsinaiset laboratoriokokeet. Valmistusvaiheessa betonimassoista testattiin leviämä ja ilmamäärä, minkä jälkeen analysoitiin niiden työstettävyyttä. Kun kappaleet olivat saavuttaneet määrätyn iän, niiden tiheys määritettiin ja niille tehtiin puristus- ja taivutuslujuuden määrittävät kokeet.
Metakaoliinin pitoisuudet kokonaissideainemassasta vaihtelivat nollan ja kolmenkymmenen painoprosentin välillä.
Metakaoliinin valmistamiseen tarvittava energiamäärä on alle puolet sementin valmistamiseen tarvittavasta energiamäärästä. Opinnäytetyössä kävi ilmi, että kun metakaoliinia lisätään sopiva määrä korvaamaan sementtiä, saadaan betonin puristuslujuutta kasvatettua. Tutkimuksissa huomattiin myös metakaoliinipitoisuuden noususta johtuva lisääntynyt lisäaineiden tarve. Nykyaikana pyritään jatkuvasti vähentämään ympäristöön kohdistuvaa kuormitusta, mikä omalta osaltaan lisää kiinnostusta metakaoliinin käyttöä kohtaan. Lisäksi Suomessa on runsaasti kaoliinia maaperässä, jota voidaan hyödyntää metakaoliinin valmistuksessa. Sopivalla tuotekehityksellä näitä tuloksia voidaan tulevaisuudessa hyödyntää betonin valmistuksessa. Työn tilaajana toimi Kajaanin ammattikorkeakoulu.