Betoniteollisuus ry Jussi Mattila 2/48

Koko: px

Aloita esitys sivulta:

Download "Betoniteollisuus ry Jussi Mattila 2/48"

Aarne Parviainen
6 vuotta sitten
Katselukertoja:

1 Jussi Mattila Toimitusjohtaja BETONIRAKENTEIDEN KORJAUS JA RAKENNUSFYSIIKKA Pätevöityskurssi ULKOBETONIRAKENTEET JA NIIDEN VAURIOTAVAT Jussi Mattila 1/48

2 Jussi Mattila 2/48

3 PERUSKÄSITTEISTÖÄ Kestävyys: Rakenteen (ja/tai materiaalin) kykyä vastustaa turmeltumisilmiöiden vaikutusta niissä olosuhteissa, joihin se käytössään altistuu. Turmeltumisilmiö: Rasitusten aiheuttamia kemiallisia, fysikaalisia tai mekaanisia muutoksia, jotka heikentävät materiaalin ominaisuuksia. Rasitustekijät: Turmeltumisilmiöiden käynnistymistä ja jatkumista edistävät olosuhdetekijät, jotka voivat johtua ympäristöstä käytöstä tai rakenteesta itsestään (useimmiten yhteisvaikutuksesta). Vaurio: Odottamaton tai odotettua nopeampi turmeltuminen, joka saa aikaan rakenteen ominaisuuksien tason laskemisen alle hyväksyttävyystason. Käyttöikä: Aika, jonka rakenne täyttää sille asetetut vaatimukset (tekninen, taloudellinen). Jussi Mattila 3/48

4 VAURIOITUMISEN TAUSTALLA OLEVAT TEKIJÄT RASITUS- OLOSUHTEET MATERIAALIT VAURIO RAKENNE- TYYPPI Jussi Mattila 4/48

5 RASITUSTEKIJÄT Tärkein on (sade)vesi Jussi Mattila 5/48

6 TUULEN VAIKUTUS VIISTOSATEESEEN Jussi Mattila 6/48

7 SÄILYVYYDEN KANNALTA OLEELLISIA BETONIN MATERIAALIOMINAISUUKSIA 1. HUOKOISUUS Haitallisten aineiden tunkeutuminen materiaalin sisään on mahdollista. 2. ALHAINEN VETOLUJUUS JA VETOMUODONMUUTOSKYKY Säröily- ja halkeilutaipumus 3. KOSTEUS- JA LÄMPÖELÄMINEN Muodonmuutokset, pakkovoimat ja halkeilu 4. HUOKOSVEDEN ALKALISUUS Raudoitteiden korroosiosuoja Jussi Mattila 7/48

8 BETONIN VESISEMENTTISUHTEEN VAIKUTUS LÄPÄISEVYYTEEN Jussi Mattila 8/48

9 MUUTAMA SANA RAKENTEISTA Jussi Mattila 9/48

10 BETONIULKOSEINÄN RAKENNE (sandwich) Jussi Mattila 10/48

11 BETONIELEMENTTIPARVEKE Jussi Mattila 11/48

12 ULOKEPARVEKE Kiskokannatus Harjateräskannatus Jussi Mattila 12/48

13 BETONIRAKENTEIDEN tärkeimmät VAURIOMEKANISMIT 1. Betoniterästen korroosio 2. Betonin rapautuminen 3. Kiinnitysten yms. heikkeneminen 4. Kosteustekniset ongelmat 5. Laattojen irtoaminen 6. Pintakäsittelyn vaurioituminen Jussi Mattila 13/48

lähelle betonin pintaa Ongelmat ovat useimmiten lähinnä ulkonäöllisiä.

14 BETONITERÄSTEN KORROOSIO (ruostuminen) Aiheuttajana betonin karbonatisoituminen tai kloridit Pääsyy: teräkset ovat jääneet liian lähelle betonin pintaa Ongelmat ovat useimmiten lähinnä ulkonäöllisiä. Korjaaminen on työlästä ja kallista. Vauriot voivat laajeta ajan myötä. Jussi Mattila 14/48

15 BETONIN KARBONATISOITUMINEN Jussi Mattila 15/48

16 BETONIN KARBONATISOITUMINEN Jussi Mattila 16/48

17 BETONIN KARBONATISOITUMISEEN VAIKUTTAVAT TEKIJÄT Jussi Mattila 17/48

18 SADERASITUS HIDASTAA KARBONATISOITUMISTA Jussi Mattila 18/48

19 KARBONATISOITUMISEN NOPEUS (SW-ULKOKUORET) Jussi Mattila 19/48

20 PINTATARVIKKEIDEN VAIKUTUS Jussi Mattila 20/48

21 SUOJABETONIPAKSUUDET ERI AIKAKAUSINA Jussi Mattila 21/48

22 TOTEUTUVATKO TAVOITTEET? Jussi Mattila 22/48

23 VAURIOIDEN KEHITTYMINEN Jussi Mattila 23/48

24 KORROOSION NOPEUS Korroosionopeus Huomaa logaritminen asteikko Kriittinen korroosionopeus Suhteellinen kosteus, [%] Jussi Mattila 24/48

25 RUOSTE VAATII TILANSA Jussi Mattila 25/48

26 RUOSTE VAATII TILANSA Jussi Mattila 26/48

27 KOSTEUDEN VAIKUTUS VAURIOITUMISEEN Jussi Mattila 27/48

28 KLORIDIKORROOSIO Kynnysarvo n. 0,05 p-% betonin painosta, mikä vastaa noin 1,2 kg Cl-/m 3 betonia ja 1,9 kg CaCl2/m 3 betonia. Osa kloridista sitoutuu sementtikiveen, osa jää huokosveteen Korroosio tapahtuu pistemäisenä - suuri katodi/anodi-suhde - kloridien rikastuminen - korroosioympäristön happamoituminen Korroosio tapahtuu "piilevänä" - korroosiotuotteiden pienempi tilavuus ja suurempi liukoisuus Karbonatisoituminen vapauttaa sementtikiveen sitoutunutta kloridia, mistä seuraa erittäin nopea korroosio. Jussi Mattila 28/48

29 PISTEKORROOSIO Jussi Mattila 29/48

30 KLORIDILÄHTEET 1. LIUKKAUDENTORJUNTASUOLAT - sillat (reunapalkit, pilarit, maatuet), - pysäköintirakennukset 2. KIIHDYTTIMENÄ KÄYTETTY KLORIDI - pakkasvalut - työmaavalut - ennen 1970-lukua 3) MERIVESI (Suomessa) - pysyvä vesikontakti, vähäinen rasitus - roiskevyöhyke, voimakkaampi rasitus - aerosolikuljettuminen vähäistä 4) PROSESSIT YMS. - arvioitava tapauskohtaisesti Jussi Mattila 30/48

RISKIRAKENTEET (korroosio) 1. Alaspäin valetut betonipinnat: Muottipintaiset elementit Laattapinnat Parvekelaattojen ja siltakansien alapinnat 2. Uritetut tai voimakkaasti harjatut pinnat 3.

31 RISKIRAKENTEET (korroosio) 1. Alaspäin valetut betonipinnat: Muottipintaiset elementit Laattapinnat Parvekelaattojen ja siltakansien alapinnat 2. Uritetut tai voimakkaasti harjatut pinnat 3. Ohuet ja runsaasti raudoitetut rakenteet: Ohuet ulkokuoret Parvekekaiteet 4. Muut: Siltojen reunapalkit ja maatuet Parvekelaattojen päät Parvekkeiden pielielementtien reunateräkset 5. Massaan sekoitetut kloridit: Työmaavalimotuotanto ja työmaavalut 60-luvun tuotanto Jussi Mattila 31/48

BETONIN RAPAUTUMINEN Betoni on materiaalina huokoista ja haurasta ja se voi imeä runsaasti vettä. Toistuva jäätyminen voi aiheuttaa betonin rapautumisen, joka on kiihtyvää.

32 BETONIN RAPAUTUMINEN Betoni on materiaalina huokoista ja haurasta ja se voi imeä runsaasti vettä. Toistuva jäätyminen voi aiheuttaa betonin rapautumisen, joka on kiihtyvää. Betonin laatu ja kosteusrasitus sekä kloridit vaikuttavat ilmiön etenemiseen. Laaja-alaisena on mahdoton korjattava. Erityisesti pesubetoni on ollut vaurioaltis. Jussi Mattila 32/48

33 PAKKASVAURIOMEKANISMIT 1. Jääkiteen kasvu 2. Hydraulinen paine 3. Osmoosi (suolaras.) Jussi Mattila 33/48

34 LISÄHUOKOSTUKSEN PERIAATE Jussi Mattila 34/48

35 VEDEN JÄÄTYMISPISTE VS. HUOKOSKOKO Jussi Mattila 35/48

36 SUOJAHUOKOSEN TOIMINTA Jussi Mattila 36/48

37 PINTAHIE LISÄHUOKOSTETUSTA BETONISTA Jussi Mattila 37/48

38 HUOKOSTUKSEN TULEE OLLA TIHEÄ Jussi Mattila 38/48

39 PAKKASENKESTÄVYYDEN KEHITYS NORMIT JA OHJEET 1956 Väliaikaiset ohjeet lisähuokosia sisältävän betonin valmistusta ja käyttöä varten (RIY) 1965 Minimilujuus K25, selitysosassa lisähuokostussuositus 1976 Ohjearvot suojahuokossuhteelle 1980 Pakkasenkestävyysvaatimus KÄYTÄNNÖSSÄ Lisähuokostettuja kohteita jo 1960-luvulla Epäonnistumisia nykypäivään asti Nykyrakenteiden pakkasrasitus entistä voimakkaampi Uusien lisähuokostamattomien betonien pakkasenkestävyys voi olla yllättävän heikko. Jussi Mattila 39/48

40 BETONIMATERIAALIN PAKKASENKESTÄVYYS 1. Betonin lujuus (vesisementtisuhde) Vesimäärä alenee Imunopeus pienenee Lujuus kohoaa 2. Luonnollinen lisähuokoistus Sekoitusaika Massan notkeus 3. Tiivistys 4. Lisähuokoistus Ilmamäärä (riippuu raekoosta) Huokosjako a < 0,25 mm Jussi Mattila 40/48

41 BETONIRAKENTEEN PAKKASENKESTÄVYYS 1. Materiaalin pakkasenkestävyys 2. Rakenteen kosteustekninen toimivuus: Kastumisherkkyys: Kuivumiskyky: - rakent. suojaukset - tuulettuvuus - saumat ja liitokset - lämpövirta - vedenpoisto - Pintakäsittelyt 3. Pakkasrasitustaso: Kosteusrasitus Jäätymistiheys Jussi Mattila 41/48

42 RISKIRAKENTEET - RAPAUTUMINEN Pesubetonipinnat (pesu- ja/tai taustabetoni) Ei-tuulettuvat klinkkerilaattapinnat Parvekkeiden pieliseinät Suojaamattomat ulkonevat ja viistopinnat Kylmät rakenteet Siltojen reunapalkit, pilarien alaosa ja maatuet POSITIIVISTA Vesitiiviit parvekelaatat (K30) Vaatimaton lämmöneristys Siltakansien vedeneristys Jussi Mattila 42/48

KIINNITYSTEN HEIKKENEMINEN "Elementtiajan" rakenteissa on runsaasti erilaisia kiinnityksiä ja ripustuksia. Alkuajan (ennen 1970-lukua) rakenneratkaisut saattavat olla riskialttiita.

43 KIINNITYSTEN HEIKKENEMINEN "Elementtiajan" rakenteissa on runsaasti erilaisia kiinnityksiä ja ripustuksia. Alkuajan (ennen 1970-lukua) rakenneratkaisut saattavat olla riskialttiita. ( Ruostuvat ansaat ei ole pääongelma) Myös muu vaurioituminen saattaa aiheuttaa onnettomuusriskejä. Ongelmat eivät ole yleisiä, mutta yksittäistapauksissa hyvin harmillisia. Jussi Mattila 43/48

44 KIINNIKKEIDEN HEIKKENEMISEN MEKANISMIT 1. Kiinnikemateriaalin korroosio ( ruostuvat ansaat ) - eristeen ulkopinnassa - ulkokuoressa - harjateräs/teräsprofiili 2. Betonin rapautuminen - heikentää kantavaa betonia - heikentää kiinnikkeen tartuntaa 3. Pakkovoimat - lämpö- ja kosteusliikkeet aiheuttavat pakkovoimia Jussi Mattila 44/48

Viat ja vauriot voivat aiheuttaa kosteuden kerääntymistä rakenteisiin.

45 KOSTEUSTEKNISET ONGELMAT Elementtisaumat, pellitykset, kattovedenpoistot, vedeneristyksen ja liikuntasaumojen vuodot jne. Viat ja vauriot voivat aiheuttaa kosteuden kerääntymistä rakenteisiin. Ylimääräinen kosteus voi nopeuttaa vaurioitumista merkittävästi - ruostuminen - rapautuminen - likaantuminen - homekasvustot - jne. Jussi Mattila 45/48

46 LAATTOJEN IRTOAMINEN Klinkkerilaattapintainen betonielementti on ongelmallinen ulkoseinärakenne suomen olosuhteissa. - kosteuden kertyminen ja rapautuminen - raudoitteiden ruostuminen laattojen takana - lämpöliikkeet Jussi Mattila 46/48

47 RAPAUTUNUTTA JULKISIVUBETONIA Valokuva Aki Schadewitz, IVO Betonilaboratorio Jussi Mattila 47/48 Takaisin

48 Esimerkki vaurioiden laajenemisen kannalta ongelmallisesta korjauskohteesta Jussi Mattila 48/48 Takaisin

Samankaltaiset tiedostot

TIEDÄTKÖ VAI ARVAATKO JULKISIVUJEN KORJAUSTARPEEN?

JulkisivuROADSHOW 2015 Oulu 8.10.2015 Jukka Lahdensivu Ramboll Finland Oy Tampereen teknillinen yliopisto, Rakennustekniikan laitos TIEDÄTKÖ VAI ARVAATKO JULKISIVUJEN KORJAUSTARPEEN? Tiedätkö vai arvaatko