Betonisandwich-elementtien kuntotutkimus ja korjausvaihtoehdon valinta

Transkriptio

1 Betonisandwich-elementtien kuntotutkimus ja korjausvaihtoehdon valinta Case: As Oy Ilpoistenmäki Ammattikorkeakoulututkinnon opinnäytetyö Visamäki, rakennus- ja yhdyskuntatekniikka Syksy, 2018 Santeri Maavirta 1

2 TIIVISTELMÄ Rakennus- ja yhdyskuntatekniikka Visamäki Tekijä Santeri Maavirta Vuosi 2018 Työn nimi Työn ohjaaja Betonisandwich - elementtien kuntotutkimus ja korjausvaihtoehdon valinta Anssi Knuutila TIIVISTELMÄ Opinnäytetyön aiheena on betonisandwich-elementtien kuntotutkimus ja korjausvaihtoehdot. Tavoite opinnäytetyössä on antaa tilaajalle, isännöitsijälle ja taloyhtiölle sekä suunnittelijalle nykyhetkinen tilanne rakennuksien julkisivujen kunnosta, korjauksista ja siitä, koska korjaukset tulisi aloittaa. Opinnäytetyössä annetaan kustannusarvioita erilaisille korjaustoimenpiteille. Opinnäytetyön teen Julkisivukonsultointi JK Oy:lle. Opinnäytetyössä tarkastellaan betonin yleisimpiä vaurioita, laboratoriotutkimuksia betoninäytteistä sekä eristevillanäytteiden hometutkimuksia. Opinnäytetyössä käytetään apuna Turun kaupungin arkistoa, sekä kahta tutkimuslaboratoriota, jotka antavat tutkimusraportit annetuista betonija villanäytteistä. Rakennuksien julkisivujen betonisandwich-elementeissä oli havaittavissa pakkasrapautumaa, terästen ruostumista ja elementtisaumojen kuivumiskutistumista. Julkisivujen vaurioita on vaikea keskeyttää niiden alettua. Tästä syystä taloyhtiön rakennuksille suositellaan yhdistelmää kevyistä ja raskaista korjaustoimenpiteistä. Yhdistelemällä korjaustoimenpiteitä pystytään korjauskustannuksia alentamaan ja vältytään liian suurilta korjaustoimenpiteiltä. Avainsanat Elementtirakenne, korjausvaihtoehto, kuntotutkimus, kustannusarvio Sivut 82 sivua, joista liitteitä 46 sivua 1

3 ABSTRACT Construction engineering Visamäki Author Santeri Maavirta Year 2018 Subject Supervisor Examination of concrete - sandwich element and different alternatives for repairing. Anssi Knuutila ABSTRACT In this thesis I focus in examination of concrete-sandwich elements and different alternatives for their repairs. I go through how the examination gets started from the clients ordering to the finished raport. In the thesis I give alternatives for repairing and estimated price for the repairs. The objective of this thesis is to give the client and the construction engineer present day situation of the buildings condition and an estimation on when to start the repairs. This thesis was ordered from Julkisivukonsultointi JK Oy wich I am working for at the moment. In this thesis I go through the most usual damages of concrete, laboratory tests of the concrete and laboratory test results of insulation for mikrobes. The target of the thesis was Condominium Ilpoistenmäki located in Lauklähteenkatu 5 and 8, Turku. It includes six block of flats. The buildings were constructed in the year The construction material of the buildings is concrete-sandwich elements that have so called noble plaster as the surface material. The damage in the buildings façade is difficult to interrupt once it has started. For this reason we recommend for the condominium a combination of light and heavy repairs. By combining alternatives for repairs, it is possible to lower to cost s and avoid too big repairs. Keywords Pages Alternatives for repairing, concrete element, examination, repairing options. 82 pages including appendices 46 pages 2

4 SISÄLLYS 1 JOHDANTO BETONISANDWICH-JULKISIVUT BETONIN YLEISIMMÄT VAURIOT Karbonatisoituminen Kloridit Rapautuminen Ettringiittimineraali Alkalikiviainesreaktio Tutkimuskohteiden tyypilliset rasitteet KORJAUSTEN YLEISET TOIMENPIDEVAIHTOEHDOT JA NIIDEN VERTAILU Turvallisuuteen ja terveyteen vaikuttavia tekijöitä Korjausmenetelmiä ja niiden ominaisuuksia Toimenpidemahdollisuudet KUNTOTUTKIMUKSESSA SUORITETUT TOIMENPITEET HAVAINNOT JA MITTAUSTULOKSET Silmämääräiset havainnot rakennuksista 1, 2 ja Silmämääräiset havainnot rakennuksista 4, 5 ja Mittaukset ja tulokset otetuista näytteistä JOHTOPÄÄTÖKSET RAKENTEIDEN KUNNOSTA Liittyvät rakenteet kootusti Toimenpidevaihtoehdot Kustannusarvioita eri menetelmille POHDINTA YHTEENVETO LÄHTEET LIITTEET Liite 1 Julkisivut Liite 2 Ohuthietutkimustulokset Liite 3 Pintahietutkimustulokset Liite 4 Kloridipitoisuustutkimus Liite 5 Asbestianalyysi Liite 6 Turun yliopiston villanäytetulokset 3

5 1 JOHDANTO Tutkimuksen tarkoitus on antaa tilaajalle ja suunnittelijalle tietoa rakennuksen julkisivujen kunnosta. Tutkimuksessa oli käytettävissä julkisivupiirustuksia ja rakennepiirustuksia, jotka löytyvät Turun kaupungin arkistosta. Tutkimuksen tavoitteena oli selvittää julkisivuelementtien kunto ja betonin pakkasenkestävyys ja rapautuneisuuden laajuus, julkisivuelementtien terästen ruosteisuusaste sekä liittyvien rakenteiden kunto ja niiden vaikutus julkisivuihin. Lisäksi tutkimuksessa piti selvittää eristevillojen mikrobipitoisuuksia, tutkia betonin kloridipitoisuus ja selvittää onko sandwichelementin maalissa käytetty asbestia. Mikrobitutkimukset teetettiin Turun Yliopistossa Aerobiologian yksikössä, mutta niiden terveysvaikutukset rajattiin opinnäytetyön ulkopuolelle. Kuntotutkimuksen taustatyönä selvitettiin olemassa oleva ohjeistus betonirakenteisten julkisivujen kuntotutkimuksen tekoon. Aluksi opinnäytetyössä käydään läpi betonin yleisimpiä vaurioita, jonka jälkeen tarkastellaan case kohdetta. Lopuksi opinnäytetyössä käydään läpi kohteen mahdolliset korjaustavat ja kustannusarviot. Kuntotutkimuksen kohteena oli As Oy Ilpoistenmäki, joka sijaitsee osoitteessa Lauklähteenkatu 5 ja 8, Turku. Asunto-osakeyhtiöön kuuluu kolme 8-kerroksista ja kolme 3-kerroksista rakennusta. Tarkemmin kuntotutkimuksen kohteena olivat näiden kuuden rakennuksen julkisivut. Rakennukset ovat valmistuneet vuonna Rakennuksien julkisivumateriaalina on sandwich - elementti, jonka pinnassa on jalolaasti. Rakennuksista käytetään nimiä rakennus 1, rakennus 2, rakennus 3, rakennus 4, rakennus 5 ja rakennus 6. Rakennukset 1-3 ovat 8-kerroksisia ja sijaitsevat Lauklähteenkatu 5:ssä ja rakennukset 4-6 ovat 3-kerroksisia ja sijaitsevat Lauklähteenkatu 8:ssa. Tutkimusmenetelmät jakaantuvat vanhoihin asiakirjatutkimuksiin, kenttätutkimuksiin ja laboratoriotutkimuksiin. Rakennustenjulkisivuja tutkittiin nostolava-autosta vasaroimalla ja näytteitä ottamalla sekä silmämääräisesti maasta käsin. Rakennuksen 2 koillissivulle ei päästy nostolava-autolla, joten sitä tarkasteltiin vain maasta käsin silmämääräisesti. Myöskään rakennuksien 4 ja 5 takasivuille ei päästy nostolava-autolla, joten ne tarkasteltiin silmämääräisesti maasta käsin. Tiilijulkisivut oli tilaajan toimesta rajattu pois tutkimuksesta. Näytteitä lähetettiin laboratoriotutkimuksiin ohuthie- ja pintahietutkimuksiin, sekä selvitettiin maali- ja saumanäytteiden perusteella asbestipitoisuuksia. Tutkimukset on tehty pääosin betoniyhdistyksen julkaisun BY 42 mukaisesti. 4

6 2 BETONISANDWICH-JULKISIVUT Julkisivujen tehtävä on suojella rakenteita erilaisilta rasitteilta ja ne antavat rakennukselle ilmeen. Betoninen sandwich-elementti on kerrosrakenne, jonka rakenteita ovat sisäkuori, lämmöneriste ja ulkokuori. Yleensä sandwich-elementit tehdään tehtaalla yhdeksi rakenteeksi, jossa kerrokset on sidottu toisiinsa ansain. (Rakennustuoteteollisuus RTT Ry, 1998, s. 77) Betonisandwich-julkisivujen ulkokuoren pintamateriaalit ovat muokattavissa sopimaan asuinalueen miljööhön. Ulkokuoren pintamateriaaleja ovat esimerkiksi pesupinta, ohutrappaus, klinkkerilaatta tai tiililaatta. (Rakennustieto Oy, 2015, s. 43) Julkisivujen suurimmat rasitteet tulevat kosteudesta. Näistä suurimmat ovat vesi- ja lumisade. Muita kosteusrasitteita on maaperän kosteus, sisä- ja ulkoilman kosteus, pohja- ja pintavesi, rakennuskosteus, tilojen käytöstä aiheutuvat kosteusrasitukset, sekä mahdolliset vuoto- ja roiskevedet. (M. Pentti & T. Hyypöläinen, 1999, s. 12) Julkisivut suunnitellaan siten, että suoraan- tai epäsuoraan tulevat kosteudet ja niiden aiheuttamat vauriot tullaan estämään. Julkisivuissa rakenteiden kosteuspitoisuuden tulee olla niin alhainen, että se ei aiheuta haittaa rakenteen kestävyydelle tai rakennuksen käytölle. Tosin rakenteet voivat satunnaisesti kastua ja niiden on pystyttävä kuivumaan riittävän nopeasti. (M. Pentti & T. Hyypöläinen, 1999, s. 9) Ulkoseiniä tarkastellessa suurimpia rasitteita tulee viistosateesta, rakennuskosteudesta ja auringon säteilystä. Suomessa sade tulee vetenä, lumena tai jäänä. Viistosateen määrä vaihtelee riippuen tuulen nopeudesta ja pisaroiden putoamisnopeudesta, ja tästä johtuen rasitus julkisivulle on hyvin erilainen riippuen vuodenajasta. Syksyisin viistosateen rasite on suurin. (M. Pentti & T. Hyypöläinen, 1999, s. 13) Julkisivujen kosteusteknisen toimivuudesta elastiset saumat ovat tärkeässä osassa. Saumojen tärkeimpänä tarkoituksena on varmistaa ulkoverhoilun sadevedenpitävyys ja viimeistellä seinän ulkonäkö. Betonisandwich-julkisivut ovat jatkuvassa liikkeessä lämpötilan ja kosteuden vaihtelujen seurauksena. Liikkeiden takia saumojen leveys vaihtelee ja saumamassojen on kestettävä nämä liikkeet. Kuin julkisivutkin, myös saumat altistuvat erittäin voimakkaille ilmastollisille rasituksille. (M. Pentti & M. Haukijärvi, 2000, s. 13) Kuntotutkimukset ovat osa rakennuksen julkisivujen ja parvekkeiden huolto-ohjelmaa. Suositeltavaa on tehdä kattava kuntotutkimus ennen korjaustöiden suunnittelua, sillä se antaa pohjatietoa erilaisille korjausmenetelmille ja korjausten laajuudelle. (Suomen Betoniyhdistys Ry, 2013, s. 3) 5

7 3 BETONIN YLEISIMMÄT VAURIOT Betonin yleisimpiä vaurioita ovat karbonatisoituminen ja rapautuminen. Seuraavissa kappaleissa selitetään, mitä nämä kaksi asiaa tarkoittavat. Kappaleissa käydään läpi tämän opinnäytetyön käsittelyssä olevien rakennustyyppien tyypillisimpiä rasitteita, jotka tulee ottaa huomioon kuntotutkimusraporttia ja suunnittelua tehdessä. 3.1 Karbonatisoituminen Betonin karbonatisoitumisessa ilman hiilidioksidi muuttaa betonissa olevan kalsiumhydroksidin kalsiumkarbonaatiksi. Tässä reaktiossa betonin ph muuttuu noin 12:sta noin 7,5:een ja alla on esitetty kemiallinen reaktiokaava betonin karbonatisoitumiselle. Ca(OH)2 + CO2 (H2O) CaCO3 + H2O Karbonatisoituminen etenee betonin pinnasta alkaen. Kemialliset reaktiot saavat rakenteen sisältä hydroksideja ja ulkopuolelta hiilidioksidia. (Suomen Betoniyhdistys, 2013, s. 22) Betonin huokosrakenne ja kosteuspitoisuus vaikuttavat siihen, kuinka nopeasti hiilidioksidi tunkeutuu betoniin. Halkeamat vaikuttavat myös hiilidioksidin tunkeutumiseen, mutta vain paikallisesti. Huokosrakenteeseen ja tiiviyteen vaikuttavat betonin vesi-sementtisuhde ja hydratoitumisaste. Vesi-sementtisuhteen laskiessa ja lujuuden kasvaessa tiiviys lisääntyy voimakkaasti. Karbonatisoitumisen alkaessa rakenteen pinnalta on betonin huolellisella jälkihoidolla suuri merkitys. Betoniteräkset ovat passiivisessa tilassa betonissa, jonka ph on suurempi kuin 9,5. Betoniteräksen ph-arvon tippuessa alle 9,5 alkaa betoniteräs ruostua altistuttuaan kosteudelle. Kosteudelle ne altistuvat esimerkiksi ilman ja sateen vaikutuksesta. Kuvassa 1 on esitetty kosteuden vaikutus terästen ruostumiseen. Ruostuessaan teräs laajenee noin 5-6 kertaiseksi ja lohkaisee betonin. Betonin kosteuspitoisuus vaikuttaa karbonatisoitumiseen siten, että huokosverkoston täyttyessä vedellä hiilidioksidin tunkeutuminen vähenee. Sadevesi siis hidastaa tehokkaasti karbonatisoitumista. Parvekerakenteissa on havaittu, että sateelta suojassa olevat sisäpinnat karbonatisoituvat nopeammin kuin sateelle alttiit pinnat. Esimerkiksi parvekelaattojen yläpinnat, joissa betonin karbonatisoituminen on tyypillisesti hyvin hidasta. Toisaalta erittäin kuivissa olosuhteissa, joissa ilman suhteellinen kosteus on alle 30 %, karbonatisoituminen pysähtyy reaktion tapahtuessa ainoastaan vesiliuoksessa. Karbonatisoitumista hidastaa myös karbonatisoituvan aineen, kalsiumhydroksidin, määrän kasvu betonissa. Kalsiumhydroksidin ja kalsiumsilikaattihydraatin määrään vaikuttavat sideaineen määrä ja laatu sekä betonin hydratoitumisaste. Sementtimäärän ja 6

8 hydratoitumisasteen kasvaessa karbonatisoitumisnopeus pienenee. Kuvassa 1 (Suomen Betoniyhdistys Ry, s. 21) on esitetty karbonatisoituminen ja korroosion vaikutus kosteuden funktiona. Kuva 1. Karbonatisoituminen ja korroosion vaikutus kosteuden funktiona (Suomen Betoniyhdistys Ry, s. 21) 7

9 Kuvasta 2 (Suomen Betoniyhdistys Ry, s. 26) havaitaan, että ruostuminen kasvaa voimakkaasti suhteellisen kosteuden noustessa yli 80 %:n (huom. korroosionopeusasteikko on logaritminen). Ulospäin ensimmäisiä merkkejä raudoitteiden ruostumisesta betonissa ovat hiushalkeamat. Kuva 2. Karbonatisoituneessa betonissa olevan teräksen korroosionopeuden riippuvuus kosteudesta huom. pystyakselin logaritmisuus. (Suomen Betoniyhdistys Ry, s. 26) Karbonatisoituminen on betonissa normaali ilmiö ja se etenee pinnan suuntaisena syvemmälle noin 0,5-1,0 mm vuodessa. Nopeus riippuu monista eri tekijöistä, mutta prosessi hidastuu aina edetessään. Hidastuminen johtuu siitä, että hiilidioksidin pääsy syvemmälle rakenteeseen karbonatisoitumisvyöhykkeelle hankaloituu. Karbonatisoitumista voidaan hidastaa valitsemalla materiaaleja, jotka läpäisevät vähemmän hiilidioksidia. Karbonatisoituminen voidaan lähes estää nostamalla betonin ph-arvo korkeammaksi uudelleen alkalointimenetelmillä. Uudelleen alkalointimenetelmiä ovat sähkökemiallinen menetelmä ja lisäbetonointi. Karbonatisoitumista voidaan hidastaa myös estämällä hiilidioksidin pääsy betoniin esimerkiksi eristämällä. Myös klinkkerit estävät hyvin hiilidioksidin pääsyn betoniin. Raudoitteiden ruostumista voidaan hidastaa luonnollisesti myös kosteusrasitusta vähentämällä. (Suomen Betoniyhdistys, 2013, s. 23) Kloridit Betonissa oleva riittävä kloridipitoisuus voi käynnistää betoniraudoitteiden korroosion vaikka betoni ei olisikaan karbonatisoitunut. Raja-arvona kloridipitoisuudelle pidetään 0,03-0,07 p-% betonin painosta. Klorideja betoniin voi joutua esimerkiksi valmistuksen yhteydessä käytettäessä kiihdyttimiä (esimerkiksi kalsiumkloridi, CaCl2) tai ulkoisista lähteistä esimerkiksi tiesuolat ja merivesi. Kloridikorroosiossa raudoitteiden korroosio 8

10 tapahtuu pistemäisesti ja hyvin voimakkaana, jolloin tietyissä tapauksissa, sillä voi olla rakenteisiin hyvin haitallinen vaikutus. Kloridikorroosio voi edetä pitkälle ennen kuin vaurioita voidaan havaita päällepäin, koska kloridikorroosiossa syntyvät korroosiotuotteet ovat liukoisempia betonin huokosveteen kuin karbonatisoitumisesta johtuvat korroosiotuotteet. Kloridikorroosio voi myös tapahtua normaalia alemmassa kosteuspitoisuudessa ja lämpötilassa. Karbonatisoituminen edesauttaa kloridikorroosiota, koska karbonatisoituminen vapauttaa sementtikiveen sitoutunutta kloridia huokosveteen. (Suomen Betoniyhdistys, 2013, s. 25) 3.2 Rapautuminen Rapautumisen yleisin syy on pakkasrapautuminen. Pakkasrapautuessaan betonissa oleva vesi jäätyy, jäätyessään se laajenee ja murtaa betonia. Pakkasrasitusta voidaan pienentää vähentämällä betonin kosteusrasitusta esimerkiksi pitämällä elementtisaumat ehjinä, paikkaamalla heti havaitut lohkeamat tai muulla yleisesti käytössä olevalla hyväksytyllä tavalla. Suomessa vasta vuoden 1976 Betoniyhdistyksen julkaisemien säilyvyysohjeiden mukaan betoni on lisähuokostettava. Lisähuokostuksen vaikutus betonin kestävyyteen on kuitenkin tunnettu jo 50 -luvulla. Lisähuokostuksessa betoniin lisätään ilmahuokosia kemiallisesti, jolloin betonista tulee pakkasenkestävää. Pakkasrapautuminen on yleisintä Suomessa rannikkoseuduilla, joissa jäätymis-/sulamissyklejä on runsaimmin. Lisähuokosten halkaisija on noin 0,15-0,3 millimetriä. (Suomen Betoniyhdistys, 2013, s. 30) Ettringiittimineraali Betonissa esiintyy luonnostaan ettringiittimineraalia. Ettringiittimineraalia tavataan harvoin luonnossa. Ettringiittimineraali on Portlandinsementin hydraatiotuote, joka vaikuttaa lyhyessä aikavälillä betonin lujuuden kehitykseen ja pidempiaikaisesti betonin stabiiliuteen. Ettringiittireaktio on kovettuneessa sementtikivessä tapahtuva sulfaattimineraalien kemiallinen reaktio, johon liittyy reaktiotuotteiden voimakas tilavuudenkasvu. Ettringiittireaktio liittyy elementtien valmistusaikaiseen liian voimakkaaseen elementtien lämmittämiseen. Tällöin mahdollisesti betonissa olevat lisähuokoset täyttyvät ja menettävät pakkasrapautumiselta suojaavan vaikutuksensa. Tästä johtuen etringiittireaktion mahdollisuus on suurin niissä elementeissä, joita on lämpökäsitelty ja jotka joutuvat ankaraan kosteusrasitukseen. Ettringiittimineraali kiteytyy ilmatäytteisten huokosten seinämille, jonka seurauksena suojahuokosten tilavuus pienenee ja betonin pakkasenkestävyys heikkenee. Tästä johtuen ettringiittireaktio johtaa rapautumiseen koska huokoset täyttyvät, jonka seurauksena syntyvä paine aiheuttaa säröjä betoniin. Ettringiittireaktio voi johtaa rapautumi- 9

11 seen myös pakkasrapautumisen kautta. Reaktion edellytyksenä on runsas kosteusrasitus ja reaktion aiheuttama rapautuma muistuttaa ulkoasultaan tavanomaista pakkasrapautumaa. Reaktion aiheuttamat kiteymät voidaan havaita valmistamalla betonista ohuthie. (Suomen Betoniyhdistys, 2013, s ) Alkalikiviainesreaktio Alkalikiviainesreaktio on betonin kiviaineksessa tapahtuva sementtikiven alkalisuudesta aiheutuva paisumisreaktio, joka voi aiheuttaa rapautumista. Alkalikiviainesreaktio on mahdollinen, jos sementti sisältää runsaasti alkaleja (Na, K), kiviaineksessa on heikosti alkalisuutta kestäviä mineraaleja ja betonin kosteuspitoisuus on tarpeeksi korkea. Alkalikiviainesreaktio jaetaan yleensä kolmeen reaktioon: - alkali-piidioksidireaktio - alkali-silikaattireaktio - alkali-karbonaattireaktio. Betonirakenne, jossa on käynnissä alkalikiviainesreaktio, on tyypillistä pinnassa esiintyvä laikukkuus, epäsäännöllinen verkkohalkeilu ja paisuminen, sekä halkeamista ulos tunkeutuva geelimäinen reaktiotuote. Alkalikiviainesreaktion vauriot muistuttavat pakkasrasituksen aiheuttamaa halkeilua ja esiintyvät usein samanaikaisesti. Suurin ero alkalikiviainesreaktion ja pakkasvaurion välillä on vaurioissa syntyvän halkeilun rakenne. Alkalikiviainesreaktiossa halkeilu syntyy syvemmällä betonissa, jonka seurauksena halkeama on tasainen koko betonirakenteen, kun taas pakkasrapautuminen on voimakkaimmillaan rakenteen ulkopinnassa, ja heiketen syvemmälle mentäessä. Koska Suomessa käytetään syväkivilajeja, jotka ovat yleisesti hyvin kestäviä ja tiiviitä, reaktiot ovat harvinaisia Suomessa. Alkalikiviainesreaktiossa betonissa käytetty kiviaines on alkalista, joka aiheuttaa myöhemmin betonin rapautumista. Nykyään käytetään paljon murskattuja kiviaineksia, joka voi lisätä alkalikiviainesreaktion riskiä, sillä kallioperän mahdolliset vaihtelut ovat homogenisoituneet irtomaalajeissa. Jotta alkalikiviainesreaktiosta voidaan varmistua, tulee näytteestä tehdä ohuthietutkimus. Korjaustapa julkisivujen korjaukselle ei muutu riippuen siitä onko kyseessä pakkasrapautuminen vai alkalikiviainesreaktio. Tulee kuitenkin varmistua alkalisuudesta, sillä alkalikiviainesreaktio voi jatkua myös korjausten jälkeen. (Suomen Betoniyhdistys, 2013, s ) 3.3 Tutkimuskohteiden tyypilliset rasitteet Merkittävin julkisivujen käytönaikainen kosteuslähde on viistosade. Viistosateen vaikutus on erityisen suuri seinien yläosissa, räystäättömissä, avoimilla paikoilla sijaitsevissa ja korkeissa rakennuksissa. Betoniin imeytyvän veden määrä riippuu betonin laadusta ja pinnan tyypistä. Sateella julkisivun pintaan syntyy nopeasti vesikalvo, joka pääsee tunkeutumaan elementtien eristetilaan vuotavien saumojen ja toimimattomien liitos- 10

12 detaljien kautta. Kuivuminen tuulettumattomissa sandwich-elementeissä tapahtuu ulkokuoren ulkopinnasta haihtumalla, jota seinän läpi kulkeva lämpövirta tehostaa. Saumoihin asennetut tuuletusputket kuivattavat lähinnä sauman takana olevaa ilmatilaa, sitäkin rajallisesti. Halkeamat elementeissä edesauttavat veden imeytymistä betoniin, joka altistaa betoniterästen ruostumisen. Terästen ruostuessa halkeamat lisääntyvät ja kasvavat. Julkisivuelementteihin voi syntyä halkeamia valmistuksen ja asennuksen aikana nostoista, siirroista, törmäyksistä tai muista vastaavista rasitteista. Käytön aikaisista rasituksista halkeamia voivat aiheuttaa esimerkiksi törmäykset ja erilaiset pakkovoimat. Pakkovoimia syntyy ansaiden ja muiden kiinnikkeiden pyrkiessä estämään ulkokuoren liikkeitä sisäkuoreen nähden sekä estämään ulkokuoren kaareutumista. Raudoitteiden korroosio ja pakkasrapautuminen aiheuttavat myös pitkälle edetessään näkyvää halkeilua. Pakkasrapautumisen aiheuttama betonin paisuminen voi johtaa kaareutumiseen eri suuntiin rapautumisen sijainnista riippuen. Havaittavissa on myös 1960-luvulle tyypillisiä rakentamisen piirteitä luvun rakentaminen keskittyi selväpiirteisille kaavoille, joiden tehokas rakentaminen varmistettiin torninostureilla. Julkisivujen suunnittelu tapahtui periaatteessa yhden ruutu-elementin alueella. Ruutua siirtämällä pysty- ja vaakatasossa oltiin suunniteltu käytännössä koko julkisivu. Elementtikehittymisen siivittäjänä toimi raha, ja taloudelliseen hyötyyn päästiin rakentamiskustannusten alentamisella, tuotannon tehostamisella ja nopeuden lisäämisellä. Koska 1960-luvulla pyrittiin mahdollisimman tehokkaaseen rakentamiseen, on suunnittelu ja rakennustapa ollut edellä kuvaillun mukainen. (E. Mäkiö ym. 1994, s. 46) 11

13 4 KORJAUSTEN YLEISET TOIMENPIDEVAIHTOEHDOT JA NIIDEN VERTAILU Korjausmenetelmän valinta etenee hierarkkisesti siten, että suunnittelun alkuvaiheessa tehdään menetelmän päävalinta. Valinta tehdään seuraavista vaihtoehdoista: kevyt pintakorjaus, perusteelliset laastikorjaukset, rasitustasoa alentavat korjaukset, uudelleenalkalointimenetelmät, peittävät korjaukset, rakenteen uusiminen sekä liittyvien rakenteiden korjaaminen. Valinta pohjautuu kuntotutkimuksen antamiin tietoihin vanhan rakenteen kunnosta, tilaajan asettamiin tavoitteisiin ja rajoituksiin, yhteiskunnan asettamiin vaatimuksiin ja eri korjausmenetelmien tarjoamiin mahdollisuuksiin. Valinnan tekee tilaaja asiantuntijan esittämien vaihtoehtojen pohjalta. Asiantuntija saa vaihtoehdot kuntotutkimusraportin perusteella ja ottaa huomioon valintaa tehdessään turvallisuuteen ja terveyteen vaikuttavat tekijät. 4.1 Turvallisuuteen ja terveyteen vaikuttavia tekijöitä Rakennuksien eristevilloista otettiin eristevillanäytteitä ja niistä voitiin todeta kosteusvaurioon viittaavia merkkejä. Syitä kosteusvauriolle voi olla suunnittelu- tai rakennusvirhe tai puutteellinen tuuletus. Jo rakennusvaiheessa kastuneet eristeet voivat aiheuttaa mikrobikasvustoa, joka saattaa vapautua sisäilmaan vielä pitkään rakenteiden kuivumisen jälkeen (Asumisterveysopas, 2009, s. 149). Sosiaali- ja terveysministeriön asetuksessa 545/2015 pykälässä 20 todetaan mikrobivaurioiden korjaustoimenpiteisiin johtavana rajana korjaamatonta kosteus- tai lahovaurioitumista, aistinvaraisesti todettua ja tarvittaessa analyyseillä varmistettua mikrobikasvua rakennuksen sisäpinnalla, sisäpuolisessa rakenteessa tai maaperän kanssa, taikka mikrobikasvua muussa rakenteessa tai tilassa, jos sisätiloissa oleva voi sille altistua. Yleisimpiä mikrobikasvustoon viittaavia oireita ovat silmien, ihon ja hengitysteiden limakalvojen ärsytysoireet, joita ovat muun muassa nenän tukkoisuus ja nuha, äänenkäheys, yskä, sekä limannousu keuhkoista. Myös toistuvat nenänverenvuodot, hengenahdistukset ja hengitysvaikeudet saattavat viitata mikrobeihin rakenteissa (Asumisterveysopas, s. 152). Vaikka rakennuksissa havaittiin jo alkanutta rapautumista, ei betonielementtien putoaminen tai lohkeilevien palasten irtoaminen ole todennäköistä. Ruostuneet teräkset ovat vähäisiä ja pistemäisiä, joten eivät nekään aiheuta vaaraa putoavista palasista. Elementtien ansaat ovat tehty ruostumattomasta teräksestä, joten ulkokuorien irtoamien ei ole mahdollista. 12

14 4.2 Korjausmenetelmiä ja niiden ominaisuuksia Kappaleessa esitellään erilaisia korjaustoimenpiteitä, joilla pyritään korjaamaan rakennetta ja lisäämään tavoitteellista kesto-ikää. Useimpien korjaustoimenpiteiden toimivuuden edellytys on, että kaikki rapautunut, karbonatisoitunut tai kloridipitoinen betoni poistetaan ennen korjaustyön aloittamista. Karbonatisoituneen ehjän betonin poistaminen ei kuitenkaan ole välttämätöntä, jos korjaustapa on valittu siten että rakenteen olosuhteet paranevat siten, että esimerkiksi raudoitteiden korroosio hidastuu merkityksettömäksi. (Suomen Betoniyhdistys, 2016, s. 21) Jos raudoitteiden korroosion hidastumiseen ei voida vaikuttaa selvästi, on liian lähellä pintaa oleva raudoitus paikallistettava ja piikattava esiin. Korroosion riskialueella olevan raudoitteen paikallistaminen ja piikkaaminen on tehtävä todella huolellisesti, jos korjauksella tavoitellaan pitkää käyttöikää, korjattava rakenne on rakenteellisesti vaativa, sen uusiminen on vaikeaa tai sitä ei ole mahdollista myöhemmin korjata verhoustyyppisellä ratkaisulla. (Suomen Betoniyhdistys, 2016, s. 23) Avattavien korroosiovauriokohtien määrittämisessä voidaan käyttää: - silmämääräistä tarkastelua - rakenneavauksia raudoitteiden korroosioasteen määrittämiseksi - terästen peitepaksuuksien mittaamista - potentiaalimittausta. Jos korjaustavassa vain näkyvät korroosiovauriot paikataan, rakenteeseen jää yleensä runsaasti korroosiotilassa olevaa raudoitusta. Tällaisissa tapauksissa uusia korroosion aiheuttamia vaurioita voi syntyä yleensä jo muutamassa vuodessa korjauksen jälkeen, ellei rakenteen kosteusrasitusta alenneta. Alkalikiviainesreaktion yhteydessä on otettava huomioon, että vaurioituminen alkaa betonirakenteiden sisäpuolelta. Tästä syystä alkalikiviainesreaktion aiheuttama vaurio voi olla syvemmällä rakenteessa kuin pakkasrapautuma. (Suomen Betoniyhdistys, 2016, s. 23) 4.3 Toimenpidemahdollisuudet Kevyillä pintakorjauksilla tarkoitetaan näkyvien vaurioiden paikkaamista ilman varsinaista laadunvarmistamista. Aina on pyrittävä vähentämään kosteusrasitusta mahdollisuuksien mukaan. Tavoitteellinen huoltoväli on n. 5-8 vuotta. Perusteellisilla laastipaikkauksilla tarkoitetaan menetelmiä, joissa etsitään piikattavia ja paikattavia kohtia esimerkiksi betonipeitepaksuusmittarilla (jo ruostuneet teräkset, mutta eivät vielä näy pinnalle). Samalla usein pyritään suorittamaan passiivista uudelleenalkalointia esimerkiksi laasteilla. Lopuksi pinnat suojataan vesihöyryä, mutta ei hiilidioksidia läpäisevillä pinnoitteilla. Tavoitteellinen huoltoväli on n vuotta. Työlle suoritetaan yleensä laadunvarmistus. 13

15 Uudelleenalkaloinnilla nostetaan betonin ph korkeammalle. Sähkökemiallista uudelleenalkalointia ei voida suorittaa kloridikorroosiota rasittaville rakenteille. Katodista suojausta tehdään enimmäkseen kloridikorroosiota rasittaville rakenteille. Passiivinen uudelleenalkalointi ruiskubetonoimalla tai laasteilla. Etenkin ruiskubetonoimalla saadaan alusbetonin ph nousemaan ja riittävä suojakerros terästen päälle. Peittävillä korjauksilla tarkoitetaan vanhan rakenteen suojaamista uudella materiaalilla. Tällä on selkeä kosteusrasitusta alentava vaikutus. Samalla hiilidioksidin vaikutusta betonin ph:hon usein vähennetään esimerkiksi eristyksen avulla (julkisivuissa). Peittävinä ratkaisuina ovat esimerkiksi levytykset, pellitykset ja lämpörappaukset. Huoltoväli on noin vuotta. Rakenteen uusimisella tarkoitetaan vanhan rakenteen purkua ja uuden rakenteen tekoa. Vanhan rakenteen purku on yleensä rajoitettu ulkokuoren purkuun ja eristevillojen poistamiseen. Tavoitteellinen kestoikä on noin 40 vuotta. Rasitustasoa alentavia tekijöitä ovat em. peittävien pintarakenteiden lisäksi erilaiset impregnointi-, maalaus- ja imeytyskäsittelyt. Näillä voidaan vaikuttaa esimerkiksi kosteuden ja/tai hiilidioksidin pääsyyn betoniin. Tällöin betoni kuivuu, mutta vastaavasti karbonatisoituminen saattaa kiihtyä. Impregnoinnin käsittelyväli on yleensä 5-10 vuotta ja imeytyskäsittelyillä noin vuotta. Parvekelasituksilla on suuri betonin rasituksilta suojaava vaikutus, koska sen ansiosta betoni kuivuu huomattavasti. Uusimpien tutkimustulosten mukaan terästen ruostuminen hidastuu noin 1/20 osaan lasittamattomaan parvekkeeseen verrattuna. Valitulla korjaustoimenpiteellä on kannattavaa tehdä korjauksia myös liittyviin rakenteisiin esimerkiksi ikkuna- ja räystäspellityksiin ja kattoihin. Muita korjauksia, jotka ovat mahdollisia lisätä valittuihin korjaustoimenpiteisiin, sekä kustannuksiltaan edullisia ovat esimerkiksi maalaustyöt, pinnoitteet ja saumausten uusiminen. Kuvassa 3 (Betonijulkisivun korjausmenetelmän valinta: Betonirakenteiden korjaus ja saumaus 1992) on esitetty, mitkä asiat vaikuttavat korjausmenetelmän valintaan, ja mitä tulee ottaa huomioon valintaa tehdessä. 14

16 Kuva 3. Betonijulkisivun korjausmenetelmän valinta: Betonirakenteiden korjaus ja saumaus

17 5 KUNTOTUTKIMUKSESSA SUORITETUT TOIMENPITEET Nostolava-autosta tarkastetuille julkisivuille suoritettiin vasarointikokeita, betonin peitepaksuus-mittauksia ja niistä porattiin 12 betonilieriönäytettä. Lieriönäytteitä porattiin karbonatisoitumissyvyyden määrittämistä, ohut- ja pintahietutkimuksia sekä betonin kloridipitoisuustutkimuksia varten. Lisäksi julkisivuelementtien eristevilloista otettiin kuusi näytettä mikrobipitoisuustutkimuksia varten. Betonilieriönäytteiden ottopaikat valittiin silmämääräisten ja vasarointikokeiden arvioiden mukaan. Näytteiden ottopaikat tunnuksineen on merkitty liitteenä 1 oleviin julkisivupiirustuksiin. Varsinainen tarkastus ja näytteiden otot suoritettiin Rakennusten kattoja ja julkisivujen ikkunoita tarkastettiin samassa yhteydessä kuin julkisivuja nostolava-autosta silmämääräisesti. Ikkunoiden mekaanista toimivuutta, eikä myöskään tiiveyttä testattu, koska kuntotutkimusta ei suoriteta taloyhtiöiden asukkaiden asunnoista. Talojen katoilla käveltiin ja etsittiin mahdollisia heikkoja kohtia. Heikkoja kohtia ovat esimerkiksi kulumat, halkeamat ja maalin hilseily. Vasarointikokeilla etsitään rapautuneet elementit ja elementtien rasitetuimmat osat vasaroimalla elementtiä. Rapautuneet elementtien betonipinnat paljastuvat, sillä niistä lähtee tavallista matalampi koputusääni ja vasara ei kimpoa elementtipinnasta. Vasaroinnin yhteydessä suoritetaan rakenteiden tarkempi silmämääräinen tarkastelu, jossa etsitään pakkasrapautumisen tyypillisimpiä merkkejä. Näitä ovat elementtien kaareutuminen, halkeilu, kalkkihärmävalumat ja julkisivusaumojen kokoonpuristuminen. (Suomen Betoniyhdistys, 2013, s. 105) Mikrorakennetutkimuksella, kuten ohut- ja pintahietutkimuksilla, saadaan erittäin yksityiskohtaista tietoa betonin laadusta ja kunnosta. Betoninäytettä tarkastellaan mikroskoopilla, jolla todetaan betonin rapautumistilanne. Ohuthienäyte valmistetaan hiomalla näyte hyvin ohueksi, noin µm. Pintahienäytettä hiotaan vain yhdestä suunnasta, eikä mikroskooppista tarkastelua tehdä näytteen läpi. Eristevillanäytteitä otettiin ja niistä teetettiin mikrobitutkimukset, jotta voidaan todeta rakennuksen vanhojen eristevillojen kunto. Yleensä kun puhutaan homeongelmista, tarkoitetaan bakteerien ja mikrosienien epänormaalia kasvua rakennusmateriaaleissa. Epänormaalia kasvua aiheuttaa yleisimmin rakenteen kosteusteknillinen toimivuuspuute esimerkiksi halkeamat tai rapautunut betoni. Mikrobeista homeet ovat mikrosieniin kuuluvia pieneliöitä, jotka tuottavat lisääntyäkseen itiöitä ja joiden kasvava osa on soluketjujen muodostama rihmasto. Betonirakenteissa homesieniä esiintyy yleensä lämmöneristeen ulkopinnassa, josta itiöt ja aineenvaihduntatuotteet voivat kulkeutua sisäilmaan rakenteen läpi ilmavirtausten mukana. Tulee kuitenkin muistaa, että homesienien kasvu betonielementtirakenteiden eristetilassa on harvinaista. Mikäli homesieniä löytyy eristetilasta, viittaa se yleensä poikkeuksellisen korkeaan kosteusrasitukseen. (Suomen Betoniyhdistys, 2013, s. 48) 16

18 6 HAVAINNOT JA MITTAUSTULOKSET Kaupungin arkistosta löytyi joitain rakennedetaljipiirustuksia. Tutkitut julkisivut ovat sandwich-elementtejä. Kuvassa 4 (Turun Kaupungin arkisto) on esitetty rakennekuva ruutuelementistä. Rakennepiirustusten perusteella seinien ulkokuori on 50 mm ja sisäkuori 80 mm paksu. Niiden välissä on rakennekuvien perusteella 90 mm vaahtomuovilevy. Porattujen näytteiden perusteella muut teräkset kuin ansaat ovat ns. mustaa terästä. Kuva 4. Rakennekuva ruutuelementistä (Turun Kaupungin arkisto) 17

19 Kuvassa 5 (Turun Kaupungin arkisto) on ruutuelementin terästykset. Kuvasta havaitaan, että elementtien sisä- ja ulkokuorien kannatuksena toimii 5 mm paksut ruostumattomat ansaat. Kuva kertoo myös verkkoterästen sijainnin. Kuva 5. Rakennekuva ruutuelementtien raudoituksesta (Turun kaupungin arkisto) 6.1 Silmämääräiset havainnot rakennuksista 1, 2 ja 3 Julkisivuelementtien pintana on noin 2 mm paksu jalolaasti. Jalolaastin paksuus mitattiin poratuista näytteistä, paitsi rakennuksessa 2 jossa yhdellä sivulla on lämpörappaus. Julkisivuissa on havaittavissa tummempia kohtia pääsääntöisesti elementtien kulmissa ja reunoissa. Ylin niin sanottu kylmä elementti kasvaa sammalta tai jäkälää katolta tulevan tippapellin ollessa liian lyhyt. Samanlaista tummaa kasvustoa on havaittavissa ylimmän vaakasauman tuuletuskoteloissa. Sokkelin ja alimman elementin liikuntasaumaa on laajennettu laikkakoneella. Sauman laajentaminen on paljastanut joitain teräksiä, jotka ovat ruostuneet. Rakennuksessa 1 näkee maasta julkisivun lounaaseen kärsineen säärasituksesta. Nostolava-autolla tutkittaessa suoritettiin vasarointikokeita jokaiseen elementtiin. Vasarointia tehdessä havaittiin äänen perusteella pakkasrapautumaa useassa kohdassa yleensä elementtien pystyreunoissa ja elementtien kulmissa. Elementtien saumat on laikattu leveämmiksi ja kittaus on uusittu aiemmin. Kittauksen yhteydessä tuuletusputket on vaihdettu koteloiksi. Ylimmän kylmän elementin koteloista valuneista kohdissa 18

20 kasvaa julkisivuun sammalta tai jäkälää (näkyy tummana kohtana julkisivussa). Rakennuksen 1 koillisen suuntaan oleva julkisivu tutkittiin maasta silmämääräisesti. Havaittavissa oli joitain halkeamia ja rapautuneita kohtia. Koillisenpuoleisia elementtisaumoja ei ole uusittu, joten elementin tuuletuksena ovat putket, eikä kotelot. Rakennuksessa 2 lämpörappauksessa havaittiin joitain vähäisiä halkeamia. Rakennuksen julkisivun keskellä on kittisauma pystysuunnassa, ja rakennuksen keskellä vaakasuunnassa. Saumat ovat hyvässä kunnossa. Julkisivu koilliseen tutkittiin maasta silmämääräisesti. Julkisivua ei ole lämpörapattu, mutta elementtien väliset saumat on uusittu todennäköisesti samassa yhteydessä, kun lounaissivu on lämpörapattu. Rakennuksen 3 julkisivu lounaaseen tutkittiin nostolava-autolla. Rakennuksen julkisivuun suoritettiin vasarakokeita kaikkiin elementteihin. Äänen perusteella pakkasrapautumaa on havaittavissa yleisimmin elementtien ylä- ja alakulmissa. Elementtien vaakasaumat ovat leikattu auki kulmahiomakoneella eli saumoja on avattu ja kitti on uusittu. Tuuletusputket on vaihdettu tuuletuskoteloiksi saumauksen yhteydessä. Saumojen yhteydessä on havaittavissa joitakin halkeamia, kuitenkin vähäisessä määrin. Elementeissä on myös havaittavissa halkeamia ja ruostuneita teräksiä pinnassa, mutta erittäin vähän. Ylimmän elementin pinnoite on yleisesti kulunut. Rakennuksen 3 julkisivu koilliseen tutkittiin myös nostolava-autolla. Julkisivu on yleisesti hyvässä kunnossa, kuitenkin elementtien elastisissa pystysaumoissa on havaittavissa kuivumista. Kuivuminen esiintyy tässä tapauksessa elastisten elementtisaumojen halkeiluna ja irtoiluna. Halkeilu ja kuivuminen on säärasituksen aiheuttamaa ja tarkoittaa sitä, että elastiset saumat ovat tulleet käyttöikänsä päähän. Julkisivussa on tuuletusputket vaaka- ja pystysaumojen risteyksissä. Kuvassa 6 on rakennuksen 3 julkisivu lounaaseen. 19

21 Kuva 6. As Oy Ilpoistenmäki rakennuksen 3 julkisivu lounaaseen Katot tarkastettiin julkisivujen kuntotutkimuksen yhteydessä. Huopakatot on uusittu lähiaikoina ja ne ovat hyvässä kunnossa. Osassa ikkunoissa on ulkopokien ja vesipellin välissä pelti, joka taittuu pokasta vesipellin päälle. Tämä pelti on osasta ikkunoista poistettu ja se on korvattu kitillä. Ikkunoiden ulkopuitteen ja elementin väliin on asennettu elastinen kitti, joka estää mahdollisen sadeveden pääsyn ikkunan karmin ja elementin väliin. Kitit on luultavasti asennettu elementtien saumojen uusimisen yhteydessä. 6.2 Silmämääräiset havainnot rakennuksista 4, 5 ja 6 Rakennuksissa elementeissä esiintyvät halkeamat ovat yleensä elementtien saumojen syvennyksissä. Halkeamia on havaittavissa yleisimmin ikkunoiden läheisyydessä, joko heti ikkunan vieressä tai ikkunan syvennyksessä. Elementeissä on nähtävissä ruostuneita teräksiä ja niiden aiheuttamia betonilohkeamia. Elementtien pysty- ja vaakasauman risteyksissä on tuuletusputket. Elementtien elastinen sauma on kuivunut, joka näkyy halkeiluna. Pääpiirteittäin rakennusten julkisivut näyttävät olevan kunnossa. Rakennuksien 1, 2 ja 3 malli selviää kuvasta 7. Rakennuksissa on uusitut maalaamattomat peltikatot. Uusitut katot ovat silmämääräisten havaintojen perusteella kunnossa. Ikkunapuitteen ja vesipellin välissä on kitti tai pelti, joka on luultavasti asennettu silloin, kun ikkunat on vaihdettu rakennukseen. 20

22 Kittaukset ovat kuivuneet ja halkeilevat. Vanhat vesipellit on todennäköisesti jätetty alle. Ongelma on ratkaistu kitillä tai pellillä vesipellin ja ikkunanpuitteen väliin. Kuva 7. Rakennuksien 1, 2 ja 3 julkisivut ja katot olivat keskenään samanlaisia 6.3 Mittaukset ja tulokset otetuista näytteistä Porattujen näytteiden pituudet vaihtelivat mm välillä. Porattujen betoninäytteiden kohdalta mitattiin eristevillan paksuuksia, jotka olivat keskimäärin noin mm. Rakennepiirustuksiin on merkattu 90 mm paksu vaahtomuovilevy. Rakenne ei siten ole leikkauspiirustuksen mukainen. Betonin karbonatisoitumissyvyydet mitattiin fenoliftaleiiniliuoksella. Taulukossa 1 on esitetty näytteiden pituudet, karbonatisoitumissyvyydet ja muita silmämääräisiä havaintoja. Karbonatisoitumissyvyydet vaihtelivat sisä- ja ulkopinnassa 0-25 mm välillä. Näyte 2 ja 6 ovat lähes kauttaaltaan karbonatisoituneet ja näyte 7 on karbonatisoitunut näytteen läpi. Näytteille yhteistä on huokoisten vähäisyys. 21

23 Taulukko 1. Näytteiden pituudet, karbonatisoitumissyvyydet ja muita silmämääräisiä havaintoja näytteistä. Näyte no Kohde Pituus [mm] Karbonatisoitumis-syvyys [mm] Ulko-/ yläpinta Sisä-/ alapinta Muita huomioita 1 Rak 3 Koilliseen, seinä Teräs 8mm ulkopinnasta. Huokosia kohtalaisesti. Raekoko 1-18 mm. Pintahie. 2 Rak 3 Lounaaseen, seinä Ei huokosia. Raekoko 1-10 mm. Pintahie. 3 Rak 3 Lounaaseen, seinä Ulkopinta jalolaasti 1 mm kivellä, paksuus noin 2 mm. Sisäpinta epätasainen betoni. Vähän huokosia 0-3 mm. Raekoko 1-16 mm. 4 Rak 3 Lounaaseen, seinä Pakkasrapautunut. Halkeamat noin 10 mm välein. Raekoko 1-16 mm. Ohuthie. 5 Rak 1 Lounaaseen, seinä Teräs 13 mm ulkopinnasta. Sisäpinta haljennut 25 mm ja 40 mm ulkopinnasta. Vähän huokosia. Ohuthie. 6 7 Rak 1 Lounaaseen, seinä Rak 4 Luoteeseen, seinä Useita teräksiä 40 mm ulkopinnasta, jotka ruosteessa. Näyte katkennut 30 mm kohdalta. Halkeamia koko näytteen matkalla. Ei huokosia. Halkeama pituussuunnassa kohti terästä. Teräs 40 mm ulkopinnasta. Raekoko 1-20 mm. Kauttaaltaan karbonatisoitunut. Ruostunut teräs aiheuttanut halkeaman, josta näyte otettiin. Ei huokosia. 8 Rak 4 Luoteeseen, seinä Vähän huokosia. 2 mm jalolaasti ulkopinnassa. Raekoko 1-10 mm ja pieniä kiviä runsaasti. Sisäpinta melko tasainen betonipinta. 22

24 9 Rak 5 Koilliseen, seinä Teräs 13 mm ulkopinnasta, jossa ei ruostetta. Sisäpinta on tasainen ja siinä on pala villaa kiinni. Ulkopintana 2 mm jalolaasti. Ei huokosia. Raekoko 1-12 mm. 10 Rak 6 Lounaaseen, seinä Huokoset vähäisiä. Raekoko 1-16 mm. Ohuthie 11 Rak 6 Koilliseen, seinä Teräs 20 mm ulkopinnasta. Iso ilmakupla 37 mm ulkopinnasta, halkaisija n 10 mm. Raekoko 1-16 mm. Pintahie. 12 Rak 6 Koilliseen, seinä Teräs 12 mm ulkopinnasta, joka ei ole ruosteessa. Ei huokosia. Raekoko 1-20 mm. Sisäpinnassa tasainen betoniliimakerros. Ulkopintana 2 mm paksu kerros jalolaastia. Terästen betonipeitepaksuuksia mitattiin pieli- ja verkkoteräksistä yhteensä 310 mittausta. Terästen betonipeitepaksuudet on esitetty taulukossa 2. Betonipeitepaksuudet mitataan erikseen sandwich-elementtien verkkoteräksistä ja pieliteräksistä. Verkkoteräksien peitepaksuudet vaihtelivat välillä ja pieliteräksissä 9-44 välillä. 23

25 Taulukko 2. Sandwich - elementeistä mitattuja betonipeitepaksuuksia. Pieli Min. 9 Max 44 k-a 21 Yht kpl 134 väli >=26 yht. kpl % Verkko Min. 10 Max 51 k-a 23 Yht kpl 176 väli >=26 yht. kpl % Taulukossa 3 on laskettu betoniterästen ruosteisuusasteet. Ruosteisuus asteet saadaan laskettua betonipeitepaksuuksista. Terästen ruosteisuusasteet lasketaan jokaiselle tutkittavalle elementtityypille erikseen. Betonipeitepaksuudet mitataan laitteella ja saadut mittaustulokset syötetään laskentakaavaan, joka antaa teoreettisen tuloksen terästen ruosteisuudesta. 24

26 Taulukko 3. Ruosteisuusaste Karbonatisoitumissyvyydet Kohde <5 <10 <15 <20 <25 >25 Yht. Ruutuelem. kpl % 16, , Betonipeitepaksuudet Kohde <5 <10 <15 <20 <25 >25 Yht. Ruutuelem. pieliter. kpl % 0 2,99 11,9 37, Ruutuelem. verkko kpl % 0 0,57 18, Terästen ruosteisuusaste % Ruutuelem. pieliter. 12,3 Ruutuelem. verkko 11,7 Edellä mainittujen mittausten mukaan on laskettu betoniterästen ruosteisuusasteet. Laskujen mukaan betoniteräksistä on ruosteessa n. 12 %. Julkisivuista otettiin yhteensä 12 kpl betonilieriönäytteitä. Näytteet numero 4, 5 ja 10 lähetettiin WSP Finland Oy:n laboratorioon ohuthietutkimuksiin. Ohuthietutkimusten tulokset on esitetty liitteessä 2. Tutkimuksen mukaan näytteissä 4 ja 5 esiintyy paljon pakkasrapautumaa joka heikentää voimakkaasti betonin lujuutta. Näytteessä 10 esiintyy vähäistä/alkavaa pakkasrapautumaa. Näytteet numero 1, 2, ja 11 lähetettiin WSP Finland Oy:n laboratorioon pintahietutkimuksiin. Tutkimustulokset on esitetty liitteessä 3. Tutkimuksen mukaan betoninäytteissä ei esiinny rapautumaa. Näytteestä nro 2 määritettiin pintahietutkimuksen lisäksi kloridipitoisuus. Kloriditutkimustulos on kokonaisuudessaan liitteenä 4. Betonissa oleva kloridi voi käynnistää betoniraudoitteiden korroosion sellaisessakin betonissa, joka ei ole karbonatisoitunut. Kynnysarvona pidetään noin 0,03-0,07 paino-% kloridipitoisuutta näytteen massasta. Näytteestä saatu kloridipitoisuus on 0,03 p - %. Kloridit nopeuttavat karbonatisoitumisen käynnistämää korroosiota merkittävästi ja kloridirajan ylittyessä joudutaan valitsemaan useimmiten raskas korjaus. (Suomen Betoniyhdistys, 2013, s.102) Näyte numero 6 lähetettiin WSP Finland Oy:n laboratorioon asbestitutkimukseen. Asbestitutkimuksen tulos on liitteenä 5. Tutkimuksen mukaan pinnoitteessa ei ole asbestia. Koska asbestia ei ole pinnoitteessa, ei mahdollista purkua tarvitse tehdä asbestityönä. Asbestityö lisää kustannuksia ja urakka-aikaa huomattavasti. 25

27 Julkisivuista otetut eristevillanäytteet (6 kpl) toimitettiin Turun Yliopiston Aerobiologian yksikköön mikrobipitoisuustutkimuksiin. Näytteissä 1 ja 2 esiintyy mikrobikasvustoa, näytteissä 6, 7 ja 9 voi olla mikrobikasvustoa ja näytteessä 5 ei ole mikrobikasvustoa. Turun Yliopiston testausseloste on liitteenä 6. 26

28 7 JOHTOPÄÄTÖKSET RAKENTEIDEN KUNNOSTA Kohteessa julkisivujen betonin ja terästen vaurioituminen on jo käynnistynyt. Rakennuksiin on uusittu elastisia saumoja. Saumojen osittaisen huonon kunnon vuoksi elementtien kosteusrasitus kasvaa. Kosteusrasituksen kasvu edesauttaa julkisivuelementtien betonin ja terästen vaurioiden laajenemista ja laajenemisnopeutta. Ylimääräinen kosteusrasitus lisää myös riskiä eristevillojen mikrobikasvustojen määrän lisääntymistä. Vaurioitumista on hyvin hankalaa pysäyttää kun vaurioituminen on päässyt käyntiin. Vaurioiden etenemisen nopeuteen ja vaurioiden laajuusasteisiin voidaan kuitenkin vaurioiden alkuvaiheissa vaikuttaa erilaisilla korjausmenetelmillä, lähinnä elementtien kosteusrasitusta pienentämällä, uusimalla elementtisaumat. Korjaamalla näkyviä vaurioita saadaan julkisivuja pidettyä kunnossa. Rakennuksien 1 ja 3 lounaissivuja ei enää voida korjata kevyillä korjauksilla, vaan ne tulee korjata raskaammilla korjausmenetelmillä julkisivujen ollessa pitkälle rapautuneita. Rakennuksessa 2 rapautuminen oli jo aiemmin edennyt niin pitkälle, että julkisivu lounaaseen on lämpörapattu. Rakennuksen 1 lounaissivun eristenäyte 6 voi viitata mikrobikasvustoon rakenteessa. Mikrobikasvuston aiheuttaa betonielementteihin kohdistuva kosteusrasitus. Rakennukset 4, 5 ja 6 ovat säästyneet rapautumiselta, koska ovat matalampia ja suojaisemmassa paikassa säärasituksilta. Näiden rakennuksien elementeissä oli havaittavissa, että teräkset ovat lähellä ulkopintaa ja ne ovat aiheuttaneet ruostumisellaan elementin pinnan lohkeamisia. Yksi näyte porattiin elementin reunassa kulkevan halkeaman kohdalta. Halkeaman syyksi selvisi ruostunut pieliteräs ja halkeama menee elementin läpi. Samankaltaisia halkeamia havaittiin useassa elementissä eri rakennuksissa. Rakennuksesta 3 otetuissa koillis- ja lounaissivun eristenäytteissä esiintyy mikrobikasvustoa, jonka on aiheuttanut elementteihin kohdistuva kosteusrasitus. Rakennuksen 4 luoteissivun eristenäyte 7 ja rakennuksen 5 koillissivun näyte 9 voivat viitata mikrobikasvustoon rakenteessa. 27

29 7.1 Liittyvät rakenteet kootusti Rakennuksien 1, 2 ja 3 uusitut huopakatot ovat silmämääräisten havaintojen perusteella hyvässä kunnossa eikä tarvitse korjaustoimenpiteitä lähitulevaisuudessa. Rakennuksissa 4, 5 ja 6 katot ovat maalaamattomia peltikattoja, jotka tulisi maalata. Maalaaminen parantaa kattojen kestävyyttä säärasitukselle. Ikkunoissa olevat kittaukset ovat paikoittain kuivuneet ja halkeilleet. Kitti tulisi poistaa ja uusia elementtisaumojen uusimisen yhteydessä. Itse ikkunat ovat kunnossa. Tosin ikkunoiden tiiveyttä ei tutkittu kuntotutkimuksen yhteydessä. 28

30 7.2 Toimenpidevaihtoehdot Yleisesti ollaan sitä mieltä, että jos teräksistä yli 10 % on ruosteessa, niin betonia ei enää käsin ole taloudellisesti kannattavaa korjata. Aikaisemmin esitetyissä tuloksissa betoniterästen ruosteisuusaste on 12 %. Silmämääräisten havaintojen, mittaustulosten ja laboratoriotestien perusteella julkisivujen korjausmahdollisuuksia ovat kevyet pintakorjaukset, peittävät rakenneratkaisut ja rakenteiden uusiminen. Kevyillä pintakorjauksilla tarkoitetaan näkyvien vaurioiden korjausta ja elementtisaumojen uusimista ja mahdollista maalaamista. Kevyillä pintakorjauksilla saadaan pienennettyä julkisivuelementtien kosteusrasitusta ja siten hillittyä vaurioiden laajenemista rakennuksien 1 ja 3 koillis-, kaakkois- ja luoteissivuille, sekä rakennuksen 2 kaikille sivuille. Rakennuksien 1 ja 3 lounaissivut tulisi kunnostaa raskaammilla korjausmenetelmillä. Raskain korjausmenetelmä on purkaa elementtien vanhat ulkokuoret eristeineen, asentaa uusi paksumpi lämmöneristys ja uusi pintarakenne. Lämmöneristyksen paksuuden kasvattamisella on merkitystä lämmitysenergian kulutukseen sekä asumisviihtyvyyteen. Uusi pintarakenne voi olla esimerkiksi levytys, levyrappaus tai keraaminen laatta. Tällaisen korjauksen tavoitteellinen kestoikä noin 40 vuotta. Julkisivujen korjaus erilaisilla peittävillä rakenneratkaisuilla ovat mahdollisia rakennuksien 1, 2 ja 3 koillis-, kaakkois- ja luoteissivuilla, sekä rakennuksien 4, 5 ja 6 maalatuilla sivuilla. Rakennuksien 4, 5, ja 6 julkisivuille voidaan suorittaa kevyet pintakorjaukset vaurioiden ollessa hyvin pieniä ja paikoittaisia. Silmämääräisten tarkastuksien perusteella rakennuksien 1, 2 ja 3 katot ovat kunnossa. Rakennuksien 4, 5 ja 6 maalaamattomille peltikatoille suositellaan maalaamista. Peltikattojen maalaus suojaa pinnoittamatonta kattoa ruostumiselta ja säärasitukselta. Kustannusarvio kaikkein kolmen katon maalaukselle on noin Rakennuksien ikkunoiden ulkopuolissa osuuksissa ei havaittu merkittäviä vaurioita. Tosin suurimmista osista ikkunoita pokan ja vesipellin välissä oli elastinen kitti. Kittisaumat on kuivuneita ja niissä esiintyy halkeamia, joten ne tulisi uusia. Ikkunoiden kittisaumojen uusimisen kustannusarvio on noin

31 7.3 Kustannusarvioita eri menetelmille Taulukossa 4 on esitetty kohteille mahdolliset toimenpiteet, joilla voidaan kyseessä oleva julkisivu kunnostaa tai korjata. Kappaleessa on arvioitu kustannusarvioita erilaisille korjausmenetelmille. Korjausmenetelmät on arvioitu rakennuksien kunnon perusteella. Korjaukset on kirjattu julkisivujen ilmansuuntien mukaan ja rakennukset 1-3, sekä 4-6 erikseen. Erilaisten korjausvaihtoehtojen jälkeen on kirjattu suositellut korjaustoimenpiteet rakennuksille. Hinnat perustuvat korjattaviin neliömääriin ja samantyylisiin aiempiin kohteisiin, jotka ovat verrattavissa tässä työssä käsiteltäviin kohteisiin ja joista on saatu urakkatarjous. Taulukko 4. Rakennuksille mahdollisia korjaustoimenpiteitä Toimenpide Sisältö Rakennus Hinta a Kevyet pintakorjaukset ja saumausten uusiminen sisältäen kaikki julkisivuseinät 1,2, b Kevyet pintakorjaukset ja saumausten uusiminen rakennukselle 2 Rakennuksen kaikille sivuille peittävä rakenneratkaisu 1, Kevyet pintakorjaukset ja saumausten uusiminen c 1,2,3 rakennuksen kolmelle sivulle Ulkokuorien purku, uudet lämmöneristeet ja uusi pintarakenne rakennuksen yhdelle sivulle 1, d Peittävät rakenneratkaisut vanhojen rakenteiden päälle 1,2, e Kahden sivun ulkokuorien purku eristeineen, uudet 1,2, lämmöneristeet ja uusi pintarakenne f Kevyet pintakorjaukset ja saumausten uusiminen julkisivuille 4,5, g Peittävä rakenne rakenneratkaisu vanhan rakenteen päälle 4,5, h Ulkokuorien purku eristeineen, uudet lämmöneristeet 4,5, ja uusi pintarakenne i Kattojen pesu ja pinnoitus 4,5, Edellä mainitut hinnat ovat kustannusarvioita ja korjaushinnat voivat vaihdella urakoitsijoiden ja tarjouspyynnön kyselyhetken mukaan jopa kymmeniä prosentteja. Peittävät korjausratkaisut vaikuttavat myös aina rakennuksen ulkonäköön ja ne vaativat rakennusluvan viranomaisilta. 30

32 Suositukset poikkeat mahdollisista rakenneratkaisuista siten, että on otettu huomioon kustannustehokkuus, sekä tarpeelliset korjaustoimenpiteet. Tästä syystä korjaustoimenpiteet ovat suppeammat kuin yllä olevassa taulukossa olevat kustannusarviot. Taulukossa 5 on esitetty kohteille suositellut korjaustoimenpiteet. Korjauksia suositellaan tehtävän mahdollisimman pian (vuosina ) mahdollisten lisävaurioiden estämiseksi. Taulukko 5. Toimenpidesuositukset Toimenpide Sisältö Rakennus Hinta e* Yhden sivun ulkokuorien 1, purku eristei- neen, uudet lämmöneristeet ja uusi pintarakenne a* Näkyvien vaurioiden korjaus, elementtisaumojen uusiminen ja julkisivujen maalaus i Kattojen pesu ja pinnoitus 1,2,3,4,5, ,5, Taulukossa oleva * merkitsee, että korjaustoimenpidettä on pienennetty alkuperäisestä toimenpide-ehdotuksesta esimerkiksi sen takia, että niin laaja korjaustoimenpide ei ole tarpeellinen kaikille sivuille. Arvioimalla korjaustoimenpiteen tarpeellisuuden julkisivu kerrallaan saadaan ylimääräisiä korjauksia poissuljettua. Tämä laskee urakan hintaa huomattavasti ja parantaa kustannustehokkuutta. 31

33 8 POHDINTA Opinnäytetyön tavoitteena oli selvittää As Oy Ilpoistenmäen kuuden kerrostalon betonisandwich-elementtien tämänhetkinen kunto. Kuntotutkimuksessa saatiin selvitettyä elementteihin vaikuttavat rasitteet ja niiden laajuus., Mahdollinen korjaussuunnittelu voidaan toteuttaa tutkimuksen perusteella. Myös tilaajalle annettiin kustannusarvioita erityyppisiin korjausmahdollisuuksiin, mikä antaa taloyhtiölle mahdollisuuden päättää korjauksien laajuuksista, parantaa rakennusteknisiä ominaisuuksia ja lisätä käyttöikää. Mielestäni opinnäytetyön tavoite on onnistunut ja haluttu tulos saavutettiin. Kuntotutkimusraportti luovutettiin tilaajalle ja esiteltiin taloyhtiön yhtiökokouksessa. Myöhemmin taloyhtiö tilasi korjaussuunnittelun kuntotutkimusraportin perusteella. Korjaussuunnittelu aloitettiin syksyllä 2018 ja sen oletettu valmistuminen on keväällä Opinnäytetyön aikana opin paljon siitä, miksi ja miten raportti kootaan mittauksista, rakennekuvista ja laboratoriotutkimuksista. Sain paljon oppia ja ohjeistusta työpaikaltani raporttia tehdessä. Työtä vaikeutti se, että ohjeistuksia kuntotutkimusraporttia varten ei ole montaa, ja kokemukseni rakenteista ja rakennustavoista on rajallinen. Kuntotutkimusta vaikeutti se, ettei rakennusten jokaiselle seinälle päästy nostolava-autolla. Tällöin näytteitä ja vasarointikokeita olisi voitu tehdä useammalle seinälle ja siten saada laajempi käsitys rakennusten kunnosta. 32

34 9 YHTEENVETO Opinnäytetyössä kävin läpi betonisandwich-elementtien kuntotutkimuksen ja korjausvaihtoehdot läpi. Työtä tehdessä opin itsekin paljon kuntotutkimusmenetelmistä, korjaustoimenpiteistä ja kustannustehokkaasta rakentamisvaihtoehdon valinnasta kyseessä olevalle kohteelle. tuon osion voisit lisätä toiseen lauseeseen tai muuten pätkiä rakennetta, vaikea lause Opinnäytetyössä selvisi kohteen nykytilanne tarkasti tutkituilta osin. Betonin rapautuminen on alkanut kohteessa olevien rasituksien johdosta, yleisimmin rakennuksissa 1-3. Karbonatisoituminen on saavuttanut terässyvyyden, joka oli havaittavissa poratuista näytteistä ja rakennuksien 4-6 pistemäisistä ruostuneista teräksistä. Yhteistä rakennuksilla oli elastisten elementtisaumojen kuivumiskutistuminen ja halkeilu. Kuntotutkimuksen perusteella annettiin kannattava korjausaikataulu, jolloin olisi suositeltavaa toteuttaa korjaukset. Mikäli korjauksia ei tehdä suosituksen sisällä, olisi kannattavaa tutkia rakennuksien kunto uudestaan ja selvittää, ovatko tämänhetkinen rakennuksien kuntoarvio ja ehdotettu korjaustoimenpide enää taloudellisesti kannattavia tai edes mahdollisia. Rakennusten korjauksille annettiin kustannusarviot, jonka perusteella on mahdollista lähteä toteuttamaan korjauksia joko taloille yksittäin tai yhdessä suurempana hankkeena. Taloudellisesti, ajatellen taloyhtiön tarvitsemaa lainaa korjauksille, korjaukset kannattaisi tehdä yhdessä isossa urakassa. Tutkimusta voisi jatkaa selvittämällä enemmän kohteen rakennushistoriaa ja jo aikaisemmin tehtyjä korjauksia. Aikaisemmin tehdyt korjaukset ovat olleet pieniä ja lähinnä kosmeettisia. Rakennuksien katot oli uusittu ennen kuntotutkimusta. 33

35 LÄHTEET Matti Haukijärvi ja Matti Pentti, (2000), Betonijulkisivujen saumausten suunnittelu ja laadunvarmistus, Tampere: Tampereen teknillinen korkeakoulu Tarja Hyypöläinen ja Matti Pentti, (1999), Ulkoseinärakenteiden kosteustekninen suunnittelu, Tampere, sama kuin edellä Diplomi-insinööri Jussi Mattila, SIKA-Seminaari, ( ), Betonijulkisivujen rakenteet ja turmeltumisilmiöt E. Mäkiö, M. Malinen & P. Neuvonen ym. (1994), Kerrostalot , Helsinki, Rakennustieto Oy Rakennustuoteteollisuus RTT ry, (1998), Uudet betonijulkisivurakenteet, Jyväskylä, Suomen Betonitieto Oy Sosiaali- ja terveysministeriön asetus asunnon ja muun oleskelutilan terveydellisistä olosuhteista sekä ulkopuolisten asiantuntijoiden pätevyysvaatimuksista, 545/2015, Suomen Betoniyhdistys, (2016), Betonirakenteiden Korjausohjeet BY 41, Helsinki, BY- Koulutus Oy Suomen Betoniyhdistys, (2013), Betonirakenteiden Kuntotutkimus BY 42, Helsinki, BY- Koulutus Oy Ympäristö ja Terveys-lehti, (2009), Asumisterveysopas, Vaasa, 34

36 Liite 1 35

37 36

38 37

39 38

40 39

41 40

42 41

43 42

44 43

45 44

46 45

47 46

48 WSP Finland Oy Laboratoriopalvelut Heikkiläntie HELSINKI Puh Liite 2 Julkisivukonsultointi JK Oy Santeri Maavirta santeri.maavirta@julkisivukonsultointi.fi Analyysi: OHUTHIEANALYYSI Kohde: Asunto Oy Ilpoistenmäki, Turku asuinrakennuksen julkisivu Näytetunnukset: 4, 5 ja 10 Saapumispäivämäärä: Näytemateriaali: betoni Raportointipäivämäärä: Laboratorion työnumero: Tutkimukset Näytteet on tutkinut Pirkko Kekäläinen, WSP Finland Oy. Tutkimuksen tarkoitus on todeta näytemateriaalien laatu ja kunto. Tutkimus suoritettiin kolmesta poralieriöstä. Näytteenotosta vastasi tilaaja. 47

49 Näytteiden yleispiirteiden tarkastelu suoritettiin ensin Olympus SZ30 -stereomikroskoopilla, minkä jälkeen ohuthieet tutkittiin Leica DM 2700 P -polarisaatiomikroskoopilla. Tutkimusta varten näytteistä valmistettiin ohuthie (paksuus 0,020 0,025 mm), ohuthienäytteiden valmistuksesta vastasi Riku Inkiläinen, WSP Finland Oy. Ohuthieet on valmistettu asiakkaan pyynnön mukaisesti ulkopinnasta. Tulokset koskevat vain tutkittuja näyteitä. Raportin osittainen kopiointi ilman lupaa on kielletty. Ohuthieanalyysi on akkreditoitu C Error! Unknown document ver menetelmä. Analyysi tehdään soveltaen standardia ASTM Analyysihavainnot Error! Unknown document property name. Seuraavilla sivuilla 2 7 on dokumentoitu näytteistä tehdyt analyysihavainnot. operty name. Mall: pr Tutkimuskohde Poralieriö, julkisivu Työnumero Näytetunnus 4 Mitat Ø 45 mm, pituus 55 mm Karbonatisoituminen määritettynä fenoliftaleiiniliuok sella (minimi-maksimi/keskimäärin) Ulkopinta 8 läpi/15 mm Sisäpinta 2 läpi/13 mm Materiaali Kiviaines Sideaines Tiivistyminen Säröt/vauriot Betoni Pääosin kulmikkaita, paikoin pyöristyneitä granitoidi- ja liuskekappaleita. Raekoko Ø < 12 mm. Tiivistä ja sileää, harmaan beigeä. Hyvä. Huokoset Ø < 5 mm. Kiviainesta myötäilevää säröilyä läpi näytteen. Lieriön sivussa on ruostetta. Pinnat Ulkopinta Sisäpinta Valkoinen pinnoite. Paikoin rikkonainen betoni. Teräkset Ei havaittu. Muita huomioita - 48

50 Er ro r! U nk no w n do cu m Er en ro t r! U ve nk r no w n do cu m en t pr op er ty na m op e. er ty na m e. JIM4 Ohuthieen koko 45 x 28 pr 1 4. Ulkopinta vasemmalla. 4 Hieno kiviaines Sideaines Kalsiumhydroksidi Kulmikkaita liuske- ja granitoidikappaleita sekä pienempiä mineraalirakeita. Karkearakeista portlandsementtiä. Seosaineena on masuunikuonaa. Hydrataatio on tasainen ja hydrataatioaste korkea. Mikrotekstuuri on suhteellisen tiivis ja tasainen. Sideaines on pääosin köyhtynyt kalsiumhydroksidista. Karbonatisoituminen Ohuthieessä keskimäärin 12 mm syvyydelle ulkopinnasta ja 2 mm syvyydelle sisäpinnasta. Epätäydellisenä, ohuena reunuksena säröissä läpi näytteen. Kivi- ja sideaineksen tartunnat Huokoset Säröt, pinta Säröt, sisäosa Kiteytymät AKR (silikageeli) Yleisesti kiviainesta myötäilevän säröilyn tai kapeiden tartuntasäröjen heikentämät. Suojahuokosia (Ø 0,02-0,8 mm) on vähän. Tiivistyshuokosia (Ø < 1,5 mm) on yksittäin ja ne ovat muodoltaan lähes pyöreitä/pallomaisia. Noin 8 mm syvyydelle ulottuva särö, joka myötäilee kiviainesta. Särön leveys on sen keskellä 0,08 mm, mutta särö kapenee päitään kohti. Läpi rakenteen on pinnan suuntaista, kiviainesta myötäilevää säröilyä. Säröt ulottuvat maksimissaan poikki ohuthieen ja niiden leveys on < 0,25 mm. Säröjen etäisyys toisistaan on keskimäärin 1 2 mm. Säröissä ja huokosissa on ettringiittikiteytymiä. Ei havaittu. 49

51 Muita huomioita Karkea kiviaines Pinnoitekerrokset ulkopinnasta alkaen: - Maalipinnoite < 0,5 mm. Koostumukseltaan arviolta orgaaninen, joukossa on hyvin pieniä kuitumaisia kappaleita. - Paikoin < 1 mm paksu silikaattikiviaineksinen (Ø < 0,3 mm) sementtilaasti. Laastin vähäisen määrän vuoksi tarkkaa koostumusta ei voitu määrittää, mutta sideaineessa on melko runsaasti ferriitti/aluminaattifaaseja sisältävää sementtiklinkkeriä, mahdollisesti orgaanisia lisäaineita sekä kuituja. - Kaksikerroksinen, 0,2 1,8 mm paksu kalkkikiviaineksinen (Ø < 0,5 mm) laasti, jossa on kuitumaisia mineraalikappaleita sekä hyvin runsaasti kalkkikivifilleriä. Sideaineessa on lisäksi mahdollisesti valkosementtiä ja orgaanisia lisäaineita. Kohtalaisesti epäsäännöllisiä, pitkulaisia huokosia. Maali on paikoin kulunut pois, muuten kerrosten tartunnat ovat pääosin tiiviit. Pyöristyneitä granitoidi- ja liuskekappaleita. Error! Unknown document ver Error! Unknown document property name. operty name. Mall: pr Kuva 2. Näyte 4, pinnan suuntaista säröilyä. 50

52 Tutkimuskohde Poralieriö, julkisivu Työnumero Näytetunnus 5 Mitat Ø 46 mm, pituus 56 mm Karbonatisoituminen määritettynä fenoliftaleiiniliuok sella (minimi-maksimi/keskimäärin) Ulkopinta 9 14/12 mm Sisäpinta 19 23/21 mm Materiaali Kiviaines Sideaines Tiivistyminen Säröt/vauriot Betoni Pääosin kulmikkaita, paikoin pyöristyneitä granitoidi- ja liuskekappaleita. Raekoko Ø < 14 mm. Tiivistä ja melko sileää, harmaan beigeä. Keskinkertainen. Huokoset Ø < 4 mm. Kiviainesta myötäilevää säröilyä läpi näytteen. Pinnat Ulkopinta Sisäpinta Valkoinen pinnoite. Sementtiliima ja jäänteitä eristevillasta. Teräkset 15 mm ulkopinnasta Ø 3 mm. Muita huomioita - Er ro r! U nk no w n do cu m Er en ro t r! U ve nk r no w n do cu m en t pr op er ty na m op e. er ty na m e. pr 3 5. Ulkopinta vasemmalla. 51

53 JIM5 Ohuthieen koko 45 x 28 5 Karkea kiviaines Pääosin kulmikkaita, yksittäin hieman pyöristyneitä granitoidi/gneissikappaleita. Hieno kiviaines Sideaines Kalsiumhydroksidi Pääosin kulmikkaita granitoidi-, liuske- ja kvartsiittikappaleita sekä pienempiä kulmikkaita mineraalirakeita. Yksittäinen hyvin ruosteinen kiviaineskappale lähellä ulkopintaa. Karkearakeista portlandsementtiä. Seosaineena on masuunikuonaa. Hydrataatio on tasainen ja hydrataatioaste korkea. Mikrotekstuuri on suhteellisen tiivis ja tasainen. Melko harvalukuisia, hienorakeisia, yleisesti kiviaineksen pinnalle kasautuneita kiteytymiä. Karbonatisoituminen Ohuthieessä keskimäärin 14 mm, maksimissaan 20 mm syvyydelle ulkopinnasta, ja keskimäärin 18 mm, maksimissaan 25 mm syvyydelle sisäpinnasta. Kivi- ja sideaineksen tartunnat Pääosin hyvät ja tiiviit, mutta paikoin kiviainesta myötäilevän säröilyn heikentämät. Huokoset Suojahuokosia (Ø 0,02-0,8 mm) on melko vähän. Tiivistyshuokosia (Ø < 2,0 mm) on vähän ja ne ovat joko suurempia lähes pyöreitä/pallomaisia tai pienempiä hieman epäsäännöllisempiä. Säröt, pinta Säröt, sisäosa Ei havaittu. Pääosin kiviainesta myötäilevää, pinnan suuntaista säröilyä läpi näytteen. Säröt ulottuvat maksimissaan poikki ohuthieen ja ovat < 0,1 mm leveitä. Säröjen etäisyys toisistaan on vaihteleva, noin 2 8 mm. Paikoin pinnan vastaiset mikrosäröt yhdistävät pinnan suuntaisia säröjä. Error! Unknown document ver Error! Unknown document property name. operty name. Mall: Kuva 4. Näyte 5, kuitumaisia mineraaleja laastikerroksessa. 52

54 Kiteytymät AKR (silikageeli) Muita huomioita Säröissä ja huokosissa on ettringiittikiteytymiä. Ei havaittu. Ulkopinnalla on kaksikerroksinen kalkkikiviaineksinen (Ø < 0,7 mm) laasti. Sideaineessa on hyvin runsaasti kalkkikivifilleriä mahdollisesti valkosementtiä ja orgaanisia lisäaineita. Laastissa on kuitumaisia mineraalikappaleita. Laastissa on kohtalaisesti epäsäännöllisen muotoisia huokosia. Tartunta betoniin on pääosin tiivis. Tutkimuskohde Poralieriö, julkisivu Työnumero Näytetunnus 10 Mitat Ø 45 mm, pituus 50 mm Karbonatisoituminen määritettynä fenoliftaleiiniliuok sella (minimi-maksimi/keskimäärin) Ulkopinta 5 12/8 mm Sisäpinta 0 2/1 mm Materiaali Kiviaines Sideaines Tiivistyminen Säröt/vauriot Betoni Pääosin pyöristyneitä, paikoin kulmikkaita granitoidi- ja liuskekappaleita. Raekoko Ø < 10 mm. Tiivistä ja sileää, harmaan beigeä. Hyvä-keskinkertainen. Huokoset Ø < 2 mm. - Pinnat Ulkopinta Sisäpinta Valkoinen pinnoite. Sementtiliima ja eristevillan jäänteitä. 53

55 Teräkset Ei havaittu. Muita huomioita - Error! Unknown document ver Error! Unknown document property name. operty name. pr Ulkopinta vasemmalla. 54

56 10 JIM10 Ohuthieen koko 45 x 28 Karkea kiviaines Hieno kiviaines Sideaines Kalsiumhydroksidi Pyöristyneitä granitoidi- ja gneissikappaleita sekä yksittäinen gabro. Pääosin kulmikkaita, paikoin hieman pyöristyneitä granitoidi-, liuske- ja gneissikappaleita sekä pienempiä kulmikkaita mineraalirakeita. Karkearakeista portlandsementtiä. Seosaineena on masuunikuonaa ja kalkkikivifilleriä. Hydrataatio on tasainen ja hydrataatioaste korkea. Mikrotekstuuri on suhteellisen tiivis ja tasainen. Hienorakeisia, tasaisesti sideaineeseen jakautuneita kiteytymiä. Karbonatisoituminen Ohuthieessä keskimäärin 10 mm, maksimissaan 14 mm syvyydelle ulkopinnasta. Kivi- ja sideaineksen tartunnat Monin paikoin kapeiden tartuntasäröjen tai kiviainesta myötäilevän säröilyn heikentämät. Huokoset Suojahuokosia (Ø 0,02-0,8 mm) on melko vähän. Tiivistyshuokosia (Ø < 4,0 mm) on melko vähän ja ne ovat muodoltaan lähes pyöreitä/pallomaisia. Säröt, pinta Säröt, sisäosa Kiteytymät Ei merkittävää säröilyä. Hentoa, pinnan suuntaista säröilyä läpi näytteen. Säröt ulottuvat maksimissaan poikki ohuthieen, ovat 0,02 mm leveitä ja niitä yhdistävät yksittäiset pinnan vastaiset mikrosäröt. Säröjen etäisyys toisistaan on keskimäärin 6 mm. Säröissä ja huokosissa on paikoin vähäisiä kalsiumhydroksidikiteytymiä. Yksittäisissä huokosissa karbonatisoitumisvyöhykkeen edessä on vähäisiä ettringiittikiteytymiä. Error! Unknown document ver Error! Unknown document property name. operty name. Mall: Kuva 6. Näyte 10, tartuntasäröjä karkean kiviaineksen pinnalla. 55

57 AKR (silikageeli) Ei havaittu. Muita huomioita Ulkopinnalla on kaksikerroksinen, 0,2 2,0 mm paksu, kalkkikiviaineksinen (Ø < 0,3 mm) laasti. Sideaineessa on hyvin runsaasti kalkkikivifilleriä yksittäisiä sementtiklinkkerikappaleita ja mahdollisesti orgaanisia lisäaineita. Laastissa on kuitumaisia mineraalikappaleita. Laastin pinta on hyvin epätasainen. Tartunta betoniin on pääosin tiivis. 56

58 Tulosten tarkastelu Taulukko 1. Tulosyhteenveto. Näytemateriaalien laatua ja kuntoa on kuvattu arviolla hyvä, tyydyttävä, välttävä tai heikko. Karbonatisoitumisesta on annettu ohuthieistä varmistettu tulos. Pakkasenkestävyyttä on arvioitu huokosrakenteen perusteella vertaamalla tunnettuun näytteeseen, jonka huokosjako on 0,31. Rapautuneisuutta on kuvattu arviolla ei rapautumaa, orastavaa, vähäistä, kohtalaista tai voimakasta. Kaikkien arvioiden perustana on käytetty ohuthieanalyysistä saatuja tuloksia. Näyte Rakenneosa/ pinta Laatu Kunto Karbonatisoituminen [ka] Pakkaskesto/ huokostäytteet Rapautuneisuus 4 Julkisivu/ ulkopinta tyydyttävä heikko Up 12 mm Sp 2 mm Ei/Vähän haitallisia kiteytymiä (ettringiitti) Voimakasta 5 Julkisivu/ ulkopinta tyydyttävä välttävä Up 14 mm Sp 18 mm Ei/Vähän haitallisia kiteytymiä (ettringiitti) Kohtalaista 10 Julkisivu/ ulkopinta tyydyttävä tyydyttävä Up 10 mm Ei/Vähän haitallisia kiteytymiä (ettringiitti) Vähäistä Lieriönäytteet ovat asuinrakennuksen julkisivuelementeistä. Näytteet 4 ja 5 ovat keskenään samankaltaiset, mutta näytteen 10 koostumus eroaa edellisistä hieman. Laadultaan betoni on tyydyttävää, johtuen hieman epätäydellisestä tiivistymisestä ja ei täysin tiiviistä kiviainestartunnoista. Betonin kunto vaihtelee tyydyttävästä heikkoon, riippuen pakkasrapautumisen voimakkuudesta. Kiviaines on granitoidi-, liuske- ja gneissivaltaista soraa ja soramursketta. Pääosin kiviaines on ehjää, rapautumatonta ja laadultaan normaalia. Kivi- ja sideaineksen tartuntoja heikentää rapautumisen aiheuttama säröily sekä tartuntasäröt, mikä voi heikentää betonin lujuutta. Sideaines on karkearakeista, tasalaatuista portlandsementtiä, jossa on seosaineena masuunikuonaa. Näytteessä 10 on muista poiketen myös kalkkikivifilleriä. Karbonatisoituminen on näytteiden ulkopinnalla keskimäärin kohtalaista, sisäpinnalla vaihtelevampaa. Voimakkaammin rapautuneissa näytteissä säröily on edistänyt karbonatisoitumisen etenemistä. Näytteessä 5 karbonatisoituminen on paikoin saavuttanut terässyvyyden. Suojahuokostus on puutteellinen. Betoni ei huokosrakenteensa eikä siinä nähtävän säröilyn perusteella arviolta ole pakkasenkestävää kosteusrasituksessa. Kaikissa näytteissä havaittiin läpi näytteen (ja lieriönäytteiden yleistarkastelun perusteella läpi rakenteen) ulottuvaa suuntautunutta säröilyä, Error! Unknown document joka arviolta on pakkasrapautumisen aiheuttamaa. Säröily heikentää arviolta merkittävästi näytteiden 4 ja 5 betonin lujuutta ja säilyvyyttä, näytteessä 10 rapautuminen on vähäistä, mutta voi olosuhteiden pysyessä otollisena edetä edelleen. ver Kaikissa näytteissä betonin pinnalla on kalkkikiviaineksinen laasti, jonka sideaineen koostumusta on vaikea tarkastella runsaan kalkkikivifillerin vuoksi. Sideaines voi olla valkosementtiä, mutta siinä voi Error! Unknown document property name. operty name. 57

59 myös olla orgaanisia lisäaineita. Laastissa on myös kuitumaisia mineraalikappaleita, jotka arviolta ovat kiilteitä. Näytteessä 4 havaittiin em. laastin pinnalla silikaattikiviaineksinen sementtilaastikerros, joka on myös kuituvahvistettu sekä ulkopinnalla kulunut, mahdollisesti orgaaninen maali. Analyysin merkittävimmät havainnot ja johtopäätökset: betonin koostumus on hieman erilainen näytteessä 10 kuin näytteissä 4 ja 5 betoni on säröillyt arviolta pakkasrapautumisen seurauksena sekä betonin lujuus että säilyvyys on arviolta alentunut näyte 10 on muita näytteitä paremmin säilynyt WSP Finland Oy tekijä: Pirkko Kekäläinen petrografi, FM pirkko.kekäläinen@wspgroup.fi tarkastaja: Miika Värttö tiimipäällikkö, FM 58

60 WSP Finland Oy Laboratoriopalvelut Heikkiläntie HELSINKI Puh Liite 3 Julkisivukonsultointi JK Oy Santeri Maavirta santeri.maavirta@julkisivukonsultointi.fi Analyysi: PINTAHIEANALYYSI Kohde: Asunto Oy Ilpoistenmäki, Turku asuinrakennuksen julkisivu Näytetunnukset: 1, 2 ja 11 Tutkimukset Saapumispäivämäärä: Näytemateriaalit: betoni Raportointipäivämäärä: Laboratorion työnumero: Näytteet on tutkinut Pirkko Kekäläinen, WSP Finland Oy. Tutkimuksen tarkoitus on todeta näytemateriaalien laatu ja kunto. Tutkimus suoritettiin kolmesta poralieriöstä. Näytteenotosta vastasi tilaaja. Tutkimusta varten näytteistä tehtiin pintahieet, jotka valmisti Jere Inkiläinen, WSP Finland Oy. Tutkimus suoritettiin Olympus SZ30 -stereomikroskoopilla. Tulokset koskevat vain tutkittuja näytteitä. Raportin osittainen kopiointi ilman lupaa on kielletty. Analyysi tehdään käyttäen apuna standardia ASTM C sen soveltuvilta osin. Analyysihavainnot Seuraavilla sivuilla 2 7 on dokumentoitu näytteistä tehdyt analyysihavainnot. Tutkimuskohde Poralieriö, julkisivu Työnumero Näytetunnus 1 Mitat Ø 45 mm, pituus 56 mm 59

61 Karbonatisoituminen määritettynä fenoliftaleiiniliuok sella (minimi-maksimi/keskimäärin) Ulkopinta 9 22/14 mm Sisäpinta 15 18/16 mm Materiaali Kiviaines Sideaines Tiivistyminen Säröt/vauriot Betoni Pääosin hieman pyöristyneitä, paikoin kulmikkaita granitoidi- ja liuskekappaleita. Raekoko Ø < 10 mm. Tiivistä ja sileää, harmaan beigeä. Hyvä-keskinkertainen. Huokoset Ø < 3 mm. - Pinnat Ulkopinta Sisäpinta Valkoinen pinnoite n. 2 mm. Sementtiliima Teräkset 10 mm ulkopinnasta Ø 4 mm. Muita huomioita Näyte on porattu läpi rakenteen. Kuva 1. Näyte 1. Ulkopinta vasemmalla. 60

62 Kohde Betonilieriö Näyte 1 Työnumero Pintahie JIM1 Pintahieen koko 56 x 46 mm Tutkimuskohta Läpi Karkea kiviaines Pääosin pyöristyneitä, yksittäin kulmikkaita granitoidi- ja liuskekappaleita. Hieno kiviaines Sideaines Kivi- ja sideaineksen tartunnat Pääosin kulmikkaita, paikoin pyöristyneitä granitoidi- ja liuskekappaleita sekä pienempiä mineraalirakeita. Karkearakeista portlandsementtiä. Teräväsärmäisiä, hapettunutta masuunikuonaa muistuttavia kappaleita. Väri on vaalean harmaa. Pääosin tasalaatuista. Eivät täysin tiiviit, vaan paikoin säröjen/tartuntasäröjen heikentämät. Huokoset Suojahuokosia (Ø < 0,8 mm) on kohtalaisesti. Tiivistyshuokosia (Ø < 2,4 mm on melko vähän ja ne ovat muodoltaan melko säännöllisiä, pyöristyneitä. Säröt, pinta Merkittävää säröilyä ei havaittu. Säröt, sisäosa Kiteytymät Muita huomioita Merkittävää säröilyä ei havaittu. Huokosissa on paikoin vähäisiä neulasmaisia, valkoisia kiteytymiä (arviolta ettringiittiä). Ulkopinnalla on valkoinen, laastimainen pinnoite n. 2 mm. Sideaines on valkoista, kiviaines valkoista kalkkikivimursketta ja kuitumaisia mineraalikappaleita. Tartunta betoniin on pääosin tiivis. 61

63 Kuva 2. Näyte 1, pintahie. Tutkimuskohde Poralieriö, julkisivu Työnumero Näytetunnus 2 Mitat Ø 45 mm, pituus 49 mm Karbonatisoituminen määritettynä fenoliftaleiiniliuok sella (minimi-maksimi/keskimäärin) Ulkopinta 14 20/17 mm Sisäpinta 16 25/21 mm Materiaali Kiviaines Sideaines Tiivistyminen Säröt/vauriot Betoni Pääosin kulmikkaita, paikoin pyöristyneitä granitoidi- ja liuskekappaleita. Raekoko Ø < 11 mm. Tiivistä ja sileää, harmaan beigeä. Erittäin hyvä-hyvä. Huokoset Ø < 2 mm. - Pinnat Ulkopinta Sisäpinta Valkoinen pinnoite n. 2 mm. Sementtiliima. Teräkset Ei havaittu. Muita huomioita Näyte on porattu rakenteen läpi. 62

64 Kuva 3. Näyte 2. Ulkopinta vasemmalla. Kohde Betonilieriö Näyte 2 Työnumero Pintahie JIM2 Pintahieen koko 49 x 46 mm Tutkimuskohta Läpi Karkea kiviaines Hieno kiviaines Sideaines Kivi- ja sideaineksen tartunnat Huokoset Säröt, pinta Säröt, sisäosa Kiteytymät Muita huomioita Pyöristyneitä tai osin kulmikkaita granitoidi- ja liuskekappaleita. Pääosin kulmikkaita, paikoin pyöristyneitä granitoidi- ja liuskekappaleita sekä pienempiä mineraalirakeita. Karkearakeista portlandsementtiä. Teräväsärmäisiä, hapettunutta masuunikuonaa muistuttavia kappaleita. Väri on vaalean harmaa. Pääosin tasalaatuista. Pääosin hyvät ja tiiviit. Suojahuokosia (Ø < 0,8 mm) on melko vähän. Tiivistyshuokosia ei havaittu pintahieen alueella. Ulkopinnalla on n. 26 mm välein n. 8 mm syvyydelle ulottuvia säröjä. Sisäpinnalla on yksi n. 8 mm syvyydelle ulottuva särö. Säröily myötäilee kiviainesta ja säröjen leveys on < 0,02 mm. Noin mm syvyydellä ulkopinnasta on pinnan suuntaista mikrosäröilyä, joka myötäilee kiviainesta. Säröt ulottuvat epäjatkuvina poikki pintahieen. Sekundäärisiä kiteytymiä ei havaittu. Ulkopinnalla on valkoinen, laastimainen pinnoite n. 2 mm. Sideaines on valkoista, kiviaines valkoista kalkkikivimursketta ja kuitumaisia mineraalikappaleita. Tartunta betoniin on pääosin tiivis. 63

65 Kuva 4. Näyte 2, pintahie. Tutkimuskohde Poralieriö, julkisivu Työnumero Näytetunnus 11 Mitat Ø 45 mm, pituus 47 mm Karbonatisoituminen määritettynä fenoliftaleiiniliuok sella (minimi-maksimi/keskimäärin) Ulkopinta 2 5/3 mm Sisäpinta 0 mm Materiaali Kiviaines Sideaines Tiivistyminen Säröt/vauriot Betoni Pääosin pyöristyneitä, paikoin kulmikkaita granitoidi- ja liuskekappaleita. Raekoko Ø < 12 mm. Yksittäiset kivet ovat huokoisia. Tiivistä ja sileää, harmaata. Keskinkertainen. Huokoset Ø < 5 mm. - Pinnat Ulkopinta Sisäpinta Valkoinen pinnoite n. 1 mm. Sementtiliima. Teräkset 20 mm ulkopinnasta Ø 4 mm. Muita huomioita Näyte on porattu rakenteen läpi. 64

66 Kuva 5. Näyte 11. Ulkopinta vasemmalla. Kohde Betonilieriö Näyte 11 Työnumero Pintahie JIM11 Pintahieen koko 47 x 46 mm Tutkimuskohta Läpi Karkea kiviaines Hieno kiviaines Sideaines Kivi- ja sideaineksen tartunnat Huokoset Säröt, pinta Säröt, sisäosa Kiteytymät Muita huomioita Kulmikkaita granitoidi/gneissi- ja liuskekappaleita. Yksittäiset kiviaineskappaleet ovat hieman huokoisia tai säröilleitä. Pääosin kulmikkaita granitoidi- ja liuskekappaleita sekä pienempiä mineraalirakeita. Karkearakeista portlandsementtiä. Teräväsärmäisiä, hapettunutta masuunikuonaa muistuttavia kappaleita. Väri on harmaa. Pääosin tasalaatuista. Pääosin hyvät ja tiiviit. Suojahuokosia (Ø < 0,8 mm) on kohtalaisesti-melko runsaasti. Tiivistyshuokosia (Ø < 1,5 mm) on melko vähän, ja ne ovat muodoltaan melko säännöllisiä, pyöristyneitä. Merkittävää säröilyä ei havaittu. Teräksen ympärillä on suuntautumatonta mikrosäröilyä, joka ulottuu maksimissaan 8 mm etäisyydelle teräksestä. Merkittäviä sekundäärisiä kiteytymiä ei havaittu. Ulkopinnalla on valkoinen, laastimainen pinnoite n. 1 mm. Sideaines on valkoista, kiviaines valkoista kalkkikivimursketta ja kuitumaisia mineraalikappaleita. Tartunta betoniin on pääosin tiivis. 65

67 Noin 19 mm syvyydellä betonin ulkopinnasta on teräs (Ø 4,5 mm), jonka tartunta betoniin ei ole täysin tiivis, vaan osin säröillyt auki. Kuva 6. Näyte 11, pintahie. 66