Kuinka valmistaa hyvälaatuista kuitubetonia - ruiskubetonia?

Kuitubetonin tai ruiskubetonin valmistus tuottaa harmaita hiuksia monille betoniasemille. Kuitubetonia ei yleensä valmisteta kuin erikoisprojekteihin ja silloin betoniasema ja laitteet pitäisi saada toimimaan parhaalla mahdollisella tavalla. Kokemuksen perusteella olen kerännyt tähän muutamia tärkeitä seikkoja mitkä auttavat kuitubetonin tai ruiskubetonin valmistuksessa.

Kuitubetonin raaka-aineet ja suhteutus

Kuitubetonin valmistuksessa on tärkeää, että käytettävät raaka-aineet ovat hyvä- ja tasalaatuisia.

Käytössä olevan kiviaineen raekoko ei tule olla liian suuri, maksimissaan 8-10 mm. Raekoon ollessa liian suuri aiheuttaa se ongelmia betonin ruiskutusvaiheessa, koska isot rakeet voivat helposti jumittua muun muassa betoniruiskun suuttimiin.

Tarvittava sementin määrä on suuri - sementtiä voi olla jopa 500 kg/m3. Lisäksi sideaineena käytetään mikrosilicaa korvaamaan sementtiä - silicaa käytetään yleensä 30-40 kg/m3. Vesisementtisuhteen W/C ollessa reilusti alle 0.45 täytyy reseptissä olla lisäaineita sen notkistamiseksi. Tehonotkistimella ruiskubetoni saadaan juoksevampaan muotoon, sitä on helpompi kuljettaa ja etenkin ruiskuttaa. Myös muita lisäaineita voidaan käyttää. Ruiskubetonissa käytetään raudoittimena kuituja. Yleisin kuitu on teräskuitu, jota annostellaan 30-60 kg/m3. Lisäksi käytetään muovikuituja tai polypropyleenikuituja. Ruiskutusvaiheessa ennen kuin betoni tulee ulos ruiskun suuttimesta, lisätään ruiskubetoniin vielä kiihdytintä. Kiihdytin nopeuttaa betonin kovettumisreaktiota, jotta ruiskubetoni pysyy seinässä tai katossa.

          Arcamix -betoniasema, jossa kuituvarasto kiviainessiilon vieressä

Kuitubetonin valmistuksen vaatimukset betoniasemalle

Jotta hyvänlaatuista kuitubetonia saadaan valmistettua betoniasemalla, on hyvä huomioida muutamia olennaisia vaatimuksia valmistukseen liittyen.

Betonin materiaalien erittäin tarkka annostelu on itsestäänselvyys, mutta vielä tärkeämpää on annostelulaitteiden ja punnitusjärjestelmän toistotarkkuus. Jos esim. kiviaineksen punnitusmäärä vaihtelee eri annosten välillä, aiheuttaa se muutoksia niin betoniannokseen tulevaan kiviainesmäärään kuin vesimääräänkin. Vaihtelu johtuu yleensä epäsopivista annostelulaitteista.

Väärä vesimäärä aiheuttaa väärän vesi-sementtisuhteen ja sitä kautta ruiskubetonin laatu heittelee.

Toinen olennainen asia on tarkka automaattinen kiviainesten kosteuden mittaus. Kosteuden mittauksen tulee olla hallinnassa ja tarkasti mitattavissa ja tulosten automaattisesti ohjausjärjestelmän käytettävissä. Jos kiviaineksen mukana tulevaa kosteutta ja vesimäärää ei tiedetä, vaikuttaa sekin vesi-sementtisuhteeseen sekä betonin laatuun. Epätarkka annostelu ja huono kosteudenmittaus näkyvät yleensä vasta laboratoriokokeissa. Seurauksena voi olla pilalle mennyt ruiskutus ja kallis ruiskubetonin purkutyö.

Muita tärkeitä ominaisuuksia betoniasemalle ovat hyvä ohjausjärjestelmä sekä tehokas sekoitin kuitubetonin sekoitusta varten. Ohjausjärjestelmän tulee mitata ja huomioida automaattisesti kiviainesten kosteudet, laskea reaaliaikainen vesi-sementtisuhde ja pystyä annostelemaan raaka-aineet tarkasti. Sekoittimena on paras käyttää vastavirtaperiaatteella toimivaa tasosekoitinta.

          Teräskuidun annostelulaitteite

Miten kuidut annostellaan ja mitkä ovat niiden hyvät ja huonot puolet?

Kuitubetonin annosteluun on olemassa erilaisia tapoja.

Ensimmäisenä vaihtoehtona on kuidun annostelu betoniautoon varsinaisen betonin oton jälkeen.

Kun betoni on jo betoniautossa, auto siirtyy kuidunannostelupaikalle, jossa autoon lisätään kuidut. 

+ Hyvänä puolena tässä on, että kuituannostelija on betoniasemasta irrallinen laite.

+ Hyvänä puolena on, että kuituja ei jää esim. hihnakuljettimelle, josta ne voivat jossain vaiheessa irrota ja mennä sellaiseen betoniannokseen, mihin niitä ei ole tarkoitettu.

- Huonona puolena on, että betonin pinnalle lisättyjen kuitujen annostelu- ja sekoitusaika on todella pitkä.

- Pitkästä sekoituksesta huolimatta on sekoitustulos usein hyvin epämääräinen. Seassa voi olla kuitupalloja, jotka myöhemmin tukkivat betoniruiskun ja aiheuttavat tällöin lisäongelmia.

- Tämä vaihtoehto ei sovi kevyille muovikuiduille eikä polypropyleenikuiduille.

Toinen vaihtoehto kuitujen annosteluun on annostella kuidut suoraan sekoittimeen.

Betoniasemalla tulee tällöin olla annostelulaite sekä nostosysteemi, joiden avulla kuidut saadaan nostettua ja pudotettua suoraan sekoittimeen. Polypropyleenikuidut voidaan annostella sekoittajaan vain, jos ne on pakattu.

+ Hyvänä puolena on, että kuituja ei jää esim hihnakuljettimelle, josta ne voivat jossain vaiheessa irrota ja mennä sellaiseen betoniannokseen, mihin niitä ei ole tarkoitettu.

- Huonona puolena kuitenkin on, että monessa betoniasemassa tuottaa haasteita saada annostelu toimimaan näin johtuen esim ahtaasta tilaista.

- Lisäksi, kuten aikaisemminkin, on tässäkin vaihtoehdossa erittäin pitkä annostelu- ja sekoitusaika. Hidas annostelu ja pitkä sekoitusaika pienentävät betoniaseman kapasiteettia.

Kolmas vaihtoehto kuidun annosteluun on annostella kuidut kiviaineksen joukkoon hihnavaakalle tai nostokuljettimelle.

Perinteisessä betoniasemassa, jossa on kiviainespunnitus hihnavaakalla, voidaan annostella kuidut kiviaineksen joukkoon, kun hihnavaaka tyhjennetään esim. nostokuljettimelle tai nostohissiin. Kuidut pääsevät tällöin jo siirtovaiheessa hiukan sekoittumaan kiviaineksen joukkoon.

+ Hyvänä puolena on, että kuidut sekoittuvat hieman kiviaineksen kanssa, mikä parantaa ruiskubetonin homogeenisuutta.

- Huonona puolena kuitenkin on, että monessa betoniasemassa tuottaa haasteita saada annostelu toimimaan näin johtuen esim. ahtaasta tilasta.

- Lisäksi huonona puolena on tässä vaihtoehdossa erittäin pitkä annostelu- ja siirtoaika. Hidas kuidun annostelu pidentää myös kiviaineksen siirtoaikaa ja sitä kautta pienentää betoniaseman kapasiteettia.

- Pitkästä annosteluajasta huolimatta betonin seassa voi olla kuitupalloja, jotka myöhemmin tukkivat betoniruiskun ja aiheuttavat tällöin lisäongelmia.

Neljäs ja paras vaihtoehto kuidun annosteluun on annostella kuidut suoraan kiviaineksen joukkoon, käyttäen hyväksi kiviaineen ”lentävää” punnitusta.

Kiviaineksen liikkuessa hihnakuljettimella punnituksen aikana, annostellaan kuitua samanaikaisesti kiviainesvirtaan. Tällöin saadaan kuitu tasaisesti kiviaineksen sekaan ja tuloksena on homogeeninen kuitu-kiviainesseos. Lentävää punnitusta käytettäessä ei ole pelkoa, että seokseen jäisi kuitupaloja. Tämä ei myöskään pienennä betoniaseman kapasiteettia.

+ Betonin seassa ei ole kuitupalloja, jotka myöhemmin tukkivat betoniruiskun.

+ Hyvänä puolena on, että kuidut sekoittuvat kauttaaltaan kiviaineksen kanssa, mikä parantaa ruiskubetonin homogeenisuutta ja lyhentää sekoitusaikaa.

+ Betoniaseman kapasiteetti ei pienene.

- Huonona puolena on, että kuituja voi jäädä esim hihnakuljettimelle, josta ne voivat jossain vaiheessa irrota ja mennä sellaiseen betoniannokseen, mihin niitä ei ole tarkoitettu.

          Kuidun annostelu yhdistetty kiviaineksen ”lentävään” punnitukseen

Yhteenveto

Hyvän kuitubetonin valmistus edellyttää hyvälaatuisia raaka-aineita sekä oikeaa suhteutusta. Betoniasemalla tulee olla hallinnassa kosteuden mittaus, tarkka annostelu sekä annostelun toistotarkkuus. Etenkin kiviainesten annostelu ja kosteudenhallinta on tärkeää. Kuitujen annostelutavan ollessa paras mahdollinen, saadaan paras mahdollinen kuitubetoni kuitenkaan pienentämättä betoniaseman kapasiteettia.

Tecwill kuidun annostelujärjestelmä

Tecwill on kehittänyt omia kuidunannostelujärjestelmiä. Meillä on erittäin tarkka ”lentävä” kiviaineksen punnitusjärjestelmä, johon on yhdistetty kuidun annostelu. Etuna on sekä kiviaineksen, että muiden raaka-aineiden äärimmäisen tarkka punnitus ja punnituksen toistotarkkuus. Tecwill:in kuidunannostelujärjestelmillä saadaan kuidut annosteltua kiviainesvirtaan ja sitä kautta tehtyä huippulaatuista ruiskubetonia.

Jos haluat lisätietoa, vastaan mielelläni kysymyksiin.