Sementtimäiset sideaineet kylmäbetonointiin

Pohjoisten alueiden rakennuskautta lyhentää ankara kylmä sää, joka myös heikentää huomattavasti
betonin laatua. Rakennuskautta pidennetään tällä hetkellä erilaisilla menetelmillä, kuten
lämmitys-/eristysjärjestelmien asennuksella, korkean varhaisen lujuuden omaavan sementin käytöllä
ja sementtiä korvaavien materiaalien (SCM) käytön välttämisellä. Nämä toimenpiteet lisäävät
talvirakentamisen kustannuksia, energiankulutusta, ja CO2-päästöjä, ja monimutkaistavat
rakentamista. Näin ollen talvikrakentamista lykätään usein, mikä hidastaa alueellista kasvua.
Siksi tämän opinnäytetyön tavoitteena on kehittää kestäviä sementtimäisiä sideaineitaa pohjoisille
kylmille alueille hyödyntämällä mahdollisimman paljon sementtiä korvaavia ympäristöystävällisiä
sideaineita ja käyttämällä mahdollisimman vähän lämmitysjärjestelmiä.
Tavalliselle, Portland-sementtipohjaiselle (OPC) sideaineelle voidaan saavutta yhtä korkea
lujuus −10 °C:ssa kuin 20 °C:ssa 28 päivän iässä, jos käytetäään kalsiumsilikaattihydraatti
(C–S–H) -nanopartikkeleita, jäätymisenestoaineita ja esikovetusta huoneenlämpötilassa (23 °C ±
1 °C). Lisäksi 0 °C:ssa kovettuneissa sideaineissa 30 paino-%:a OPC:sta voitaisiin korvata jauhetulla
masuunikuonalla lisäämällä siihen C–S–H-nanopartikkeleita. Tämä korvausaste voidaan
nostaa 50 paino-%:iin käyttämällä masuunikuonan alkaliaktivaatiokäsittelyä. Lisäksi työssä
havaittiin, että kalsiumsulfoaluminaattibeliitti-ferriittisementti (CSABF) toimii tehokkaasti
ympäristöystävällisenä mineraalikiihdyttimenä ja varmistaa OPC/CSABF-seoksen lujuuskehityksen
erittäin alhaisissa ympäristön lämpötiloissa (−25 °C). Tämän opinnäytetyön tulokset
osoittavat, että rakennuskautta on mahdollista pidentää pohjoisilla alueilla kestävämmillä
sementtimateriaaleilla ja samalla vähentää kalliiden ja energiaa kuluttavien lämmitysjärjestelmien
tarvetta talvibetonoinnin aikana.