Testaus- ja analyysilaitteet

Laattakoe on betonin pakkasenkestävyyden arvioinnin keskeinen menetelmä, joka paljastaa betonin käyttäytymisen toistuvissa jäätymis–sulamisrasituksissa. KymiLabsilla laattakoe toteutetaan tarkasti hallituissa olosuhteissa, mikä mahdollistaa standardien mukaisen testauksen myös tutkimustarkoituksessa.

Kokeessa betonilaatat altistetaan sykliselle jäätymiselle ja sulamiselle. Testillä voidaan määrittää betonista jäätymisen aiheuttavaa pinnan rapautumista sekä sisäistä vauriota. Se tarjoaa luotettavan tavan vertailla esimerkiksi erilaisten sideaineiden, seosaineiden, lisäaineiden tai uusiomateriaalien vaikutusta pakkasenkestävyyteen.

KymiLabsin testauslaitteisto ja olosuhdekaapit mahdollistavat teknisen spesifikaation CEN/TS 12390‑9 ja teknisen raportin CEN/TR 15177 mukaisen laattakokeen suorittamisen.

Karbonatisoituminen on yksi merkittävimmistä betonin pitkäaikaiskestävyyteen vaikuttavista ilmiöistä. KymiLabsilla käytössä olevat tarkkaan säädettävät olosuhdekaapit mahdollistavat betonin karbonatisoitumisnopeuden tutkimisen kontrolloiduissa, toistettavissa olosuhteissa. Laitteisto soveltuu täydellisesti kehityshankkeisiin, joissa arvioidaan esimerkiksi vähähiilisten sideaineiden käyttäytymistä.

Olosuhdekaapeissa voidaan säätää hiilidioksidipitoisuutta, lämpötilaa ja suhteellista kosteutta halutunlaiseksi. Betoninäytteet altistetaan määritellylle CO₂‑pitoisuudelle, minkä jälkeen karbonatisoitumissyvyys mitataan indikaattorin avulla. Menetelmä tuottaa tietoa betonin huokosrakenteesta, alkaliteetin säilymisestä ja terästen korroosiosuojan toimivuudesta koko rakenteen elinkaaren ajan.

KymiLabsin olosuhdekaapit mahdollistavat standardin SFS-EN 13295 ja muiden tutkimuksellisten karbonatisoitumismenetelmien mukaiset testit. Säädettävä CO₂‑pitoisuus (esimerkiksi 1–5 %), vakaa lämpötila ja kosteus sekä tarkka dokumentointi tekevät niistä erinomaisen työkalun esimerkiksi sideainekoostumusten vertailuun, vaihtoehtoisten sementtien arviointiin, huokosrakenteen optimointiin ja hiilidioksidikäsittelyä hyödyntäviin tuotekehityskohteisiin.

Paineellisen veden tunkeuma kertoo betonin tiiviydestä ja sen kyvystä vastustaa veden aiheuttamaa rasitusta, ja KymiLabsilla käytössä oleva standardin EN 12390-8 mukainen koejärjestelmä mahdollistaa tunkeuman tarkan mittaamisen vakioiduissa olosuhteissa. Tämä tukee sekä laadunvarmistusta että vaativia kestävyystutkimuksia.

Testissä betonikoekappale altistetaan viiden barin vesipaineelle, jolloin voidaan määrittää veden etenemissyvyys rakenteeseen ja siten arvioida betonin huokoisuutta, kapillaarista vedenliikettä ja rakenteellista tiiveyttä. Näillä ominaisuuksilla on erityisen suuri merkitys infrarakentamisessa, märkätiloissa sekä pakkas–suolarasituksessa.

Käytössämme oleva laitekokonaisuus mahdollistaa sekä standardin mukaisten testien toteuttamisen että tutkimuksellisten parametrien, kuten pidempien rasitusaikojen tai erilaisten sideainekoostumusten vedenläpäisevyyden, arvioinnin. Näin menetelmä toimii erinomaisena työkaluna paitsi perinteiseen laadunvarmistukseen myös uudenlaisten betoniratkaisujen kehittämiseen. 

Laastin mekaaniset ominaisuudet ovat keskeisiä sekä tuotekehityksen että laadunvarmistuksen näkökulmasta. KymiLabsilla laastiprismojen taivutus- ja puristuslujuus määritetään tarkalla ja standardin SFS-EN 196-1 mukaisella menetelmällä, joka varmistaa vertailukelpoiset tulokset eri materiaalikoostumusten välillä.

Taivutuslujuus mitataan kolmen pisteen taipumakokeella, jossa laastiprismat kuormitetaan tasaisesti, kunnes murtuminen tapahtuu. Menetelmä kuvaa laastin halkeilukäyttäytymistä ja sen kykyä siirtää vetojännityksiä. Testaus suoritetaan EN 196‑1 ‑standardin mukaisesti.

Taivutuskokeessa kahtia murtuneista prismoista tehdään puristuslujuustestaukset kummastakin jäljelle jääneestä kappaleesta, jolloin saadaan kokonaiskuva laastin kantavuudesta ja mekaanisesta kestävyydestä.

KymiLabsin laitteisto takaa tarkan kuormituksenohjauksen ja datankeruun, ja näin se soveltuu sekä teollisuuden laadunvalvontaan että tutkimus- ja kehityshankkeisiin.

Isotermisellä kalorimetrillä voidaan määrittää esimerkiksi laastin tai betonin hydrataatiolämpöä. Laite mittaa reaktiolämmön vakiolämpötilassa, joka on vapaasti asetettavissa, ja myös yli 50 °C:n mittauslämpötilat ovat mahdollisia. Mittaus voidaan ajastaa jopa 28 vuorokaudeksi, jolloin saadaan tarkka kuva sekä varhaisesta että pidemmän aikavälin hydrataatiosta. Testi paljastaa nopeasti sideaineen reaktiivisuuden ja auttaa vertailemaan materiaalien käyttäytymistä luotettavasti.

Kalorimetrissä on kaksi näytepaikkaa, ja näytteen enimmäismäärä on 125 ml. Mittaus perustuu täysin standardiin EN 196‑11, mikä varmistaa tulosten vertailtavuuden ja soveltuvuuden sekä tutkimus- että tuotantoympäristöihin. Vakaa mittauslämpötila ja herkkä lämmöntuoton seuranta mahdollistavat myös lisäaineiden, seosaineiden ja erilaisten sideainekombinaatioiden vaikutusten arvioinnin.

Isoterminen kalorimetria soveltuu erinomaisesti materiaalikehitykseen, laadunvarmistukseen ja rakenteiden suorituskyvyn ennakointiin. Menetelmä auttaa tunnistamaan muutokset sideaineen aktiivisuudessa, optimoimaan koostumuksia ja arvioimaan massiivivalujen lämpötilan nousua. Näin asiakkaat voivat tehdä varmoja ratkaisuja, parantaa prosessien ennustettavuutta ja tukea kestävien materiaalivalintojen kehittämistä.

Vicat‑menetelmässä mitataan sementtipastan alkusitoutumis- ja loppusitoutumisaikaa havainnoimalla neulan tunkeutumista pastaan tietyin aikavälein. Alkusitoutuminen antaa viitteitä materiaalin työstettävyysajasta, kun taas loppusitoutuminen kertoo pastan siirtymisestä plastisesta kiinteään tilaan. Nämä ominaisuudet ovat keskeisiä sekä sementtien laadunvalvonnassa että tutkimuksessa, jossa arvioidaan esimerkiksi vaihtoehtoisten sideaineiden sitoutumiskinetiikkaa.

KymiLabsin Vicat‑laitteisto mahdollistaa EN 196‑3 ‑standardin mukaiset mittaukset, mukaan lukien pastan valmistuksen, olosuhteiden vakioinnin ja mittausprotokollan. Laitteisto soveltuu erinomaisesti myös uusien seosainepohjaisten sementtien ja vähähiilisten sideaineratkaisujen vertailuun, kun tutkitaan hydrataation alkuvaiheita ja niiden vaikutusta materiaalin käyttäytymiseen.

BET‑analysaattori mahdollistaa kiinteiden materiaalien ominaispinta‑alan ja huokoisuusjakauman tarkan mittaamisen typen fysikaalisen adsorptiomenetelmän avulla. Menetelmä soveltuu erinomaisesti sementille, sementinkaltaisille sideaineille sekä betonin hienoille jauhenäytteille, joissa pinta‑alan ja huokosrakenteen muutokset kertovat materiaalin reaktiivisuudesta, hydrataatiosta ja kestävyysominaisuuksista.

Laite mittaa ominaispinta‑alan ISO 9277 ‑standardin mukaisesti ja tarjoaa mahdollisuuden hyödyntää myös edistyneitä analyysimenetelmiä, kuten t‑plot-, NLDFT‑ ja GCMC‑laskentaa, joiden avulla voidaan arvioida mikroskooppisten huokosten tilavuuksia ja jakautumista. Tulokset antavat tärkeää tietoa sideaineiden aktiivisuudesta, lisäaineiden vaikutuksista sekä betonin mikrorakenteen muutoksista eri kovettumis‑ ja rasitusoloissa. Tämä tekee menetelmästä arvokkaan työkalun sekä tuotekehitykseen että tutkimukseen.

Pyyhkäisyelektronimikroskooppi mahdollistaa materiaalien rakenteen tutkimisen ja kuvantamisen jopa 600 000‑kertaisella suurennoksella. Suuri erotuskyky paljastaa yksityiskohtia, joita ei ole mahdollista havaita valomikroskopian avulla. Näin mikrorakenteen piirteet, halkeamat, huokoset ja pintamuodot voidaan nähdä selkeästi ja luotettavasti.

Kemiallista analyysia ja alkuaineiden semikvantitatiivista tunnistamista varten laitteesta löytyy EDS‑detektori. Sen avulla voidaan tarkastella materiaalien koostumusta täsmällisesti samoista kohdista, joita kuvataan, mikä parantaa analyysin tarkkuutta ja auttaa ymmärtämään mikrorakenteen ja kemiallisen rakenteen välisiä yhteyksiä. Tämä tekee menetelmästä hyödyllisen sekä tutkimuksessa että laadunvarmistuksessa.Mikroskooppi soveltuu hyvin materiaalien mikrorakenteen tutkimukseen ja esimerkiksi betonin vauriomekanismien yksityiskohtaiseen tarkasteluun. Laitteella voidaan analysoida myös jauhemaisia näytteitä, kuten sementtejä ja betonin seosaineita. Menetelmä tarjoaa tärkeää tietoa materiaalien käyttäytymisestä, auttaa tunnistamaan vaurioiden syitä ja tukee uusien ratkaisujen kehittämistä.

Partikkelikokoanalysaattorilla voidaan määrittää jauhemaisten materiaalien partikkelikoko ja -muoto. Laitteen laaja mittausalue ulottuu kymmenistä nanometreistä millimetreihin (0,02 µm – 2000 µm), mikä mahdollistaa sekä hienojakoisten että karkeampien materiaalien tarkastelun samalla menetelmällä. Mittaus antaa kattavan kuvan materiaalin rakenteesta ja käyttäytymisestä.

Jauhemainen näyte lisätään nestemäiseen kantaja‑aineeseen, joka voi olla esimerkiksi vesi tai jokin alkoholi. Laite soveltuu erinomaisesti materiaalien vertailuun ja koostumusten arviointiin, sillä analyysi paljastaa nopeasti muutokset raekokojakaumassa ja näytteen sisäisessä vaihtelussa. Partikkelikoon tunteminen tukee laadunvarmistusta ja auttaa ennakoimaan materiaalien prosessoitavuutta.

Laite sopii esimerkiksi sementin ja betonin seosaineiden partikkelikoon määritykseen, mutta sitä voidaan hyödyntää laajasti myös muiden jauhemaisten raaka‑aineiden tutkimuksessa. Analyysi tukee tuotekehitystä, mahdollistaa tasalaatuisen tuotannon varmistamisen ja tarjoaa arvokasta tietoa materiaalien suorituskyvyn optimointiin.