Betonointi kylmissä olosuhteissa

Transkriptio

1 Betonointi kylmissä olosuhteissa Pekka Vuorinen, diplomi-insinööri Rakennustuoteteollisuus RTT ry Betonointi kylmänä vuodenaikana asettaa rakennustyömaalle ja tekijöilleen normaalitoiminnoista poikkeavia haasteita. Talvibetonointikauden katsotaan alkavan, kun lämpötila laskee vuorokauden kuluessa alle +5 C:n. Etelä-Suomessa tuo kausi kestää noin 7 kk ja käsittää ajanjakson lokakuusta huhtikuuhun. Pohjois-Suomessa talvibetonointikausi kestää jopa 9 kk syyskuusta aina toukokuuhun. Kylmän kauden betonitöiden taitaminen lisää betonirakentamisen teknistaloudellista tehokkuutta ja rakentajan oman työn lisäarvoa sekä siten kilpailuetua. Vaikka kylmänä vuodenaikana toteutettaviin betonitöihin liittyy joitakin työnsuoritusta hidastavia, hankalinakin pidettyjä työvaiheita ja toimenpiteitä, ne ovat kuitenkin hyvin ennalta suunniteltuna toteutettavissa tehokkaasti ja laadukkaasti. Kokemusperäisten ja käytännössä toimiviksi todennettujen toimintamallien tueksi on nykyään tarjolla nopeita ja varmoja betonin lujuudenkehityksen suunnittelun ja työmaahallinnan apuvälineitä, joiden soveltaminen myös muiden vuodenaikojen betonitöihin on eri kohteissa todettu erittäinkin kannattavaksi. Tässä artikkelissa kerrotaan kylmänä vuodenaikana toteutettaviin betonitöihin liittyvistä riskeistä sekä keinoista niiden välttämiseksi tai vaikutusten pienentämiseksi. Keskeisinä asiakokonaisuuksina on käsitelty betonin käyttäytymistä ja ominaisuuksia alhaisissa lämpötiloissa, betonivalujen suojauksen ja lämmityksen merkitystä sekä kovettuvan betonin lämmön- ja lujuudenkehityksen hallintaa. Artikkelin toivotaan palvelevan talvibetonointiin valmistautuvan työmaahenkilöstön perusohjeena ja toisaalta koulutuksen lähtöaineistona. Kylmät olosuhteet ja betoni Sementin kovettumisreaktioiden hidastuminen: Alhaisissa lämpötiloissa sementin hydrataatio (reaktiot veden kanssa) tapahtuu normaalia hitaammin. Betonin alhainen lämpötila merkitsee sitä, että jäätymislujuuden ja muotinpurkulujuuden saavuttaminen viivästyy usein erittäin merkittävästi. Betonin sitoutumisen ja jäykistymisen viivästyminen: Tuoreen betonin lämpötilan laskiessa betonin sitoutuminen hidastuu. Viivästynyt sitoutumisen johtaa esimerkiksi betonipinnan hiertoajankohdan siirtymiseen myöhemmäksi tai pystyvaluissa nousunopeuden hidastumiseen. Sitoutumisen ja jäykistymisen hidastumiseen vaikuttaa betonin sideaineyhdistelmä ja myös käytetyt lisäaineet. Hidastumisilmiö on lievempää käytettäessä nopeammin kovettuvia betonilaatuja. Suojaamaton betoni jäähtyy nopeasti Jäähtyminen kuljetuksen ja työmaasiirtojen aikana: Betonimassan lämpötila voi laskea 5 C, jopa 7 C, vaikka betonimassa siirrettäisiinkin betonitehtaalta muottiin oikeaoppisesti ilman turhia välivarastointeja. Hidas betonointi, turhat ja pitkät välivarastoinnit sekä häiriöt betonoinnissa merkitsevät vielä suurempaa jäähtymistä. Arvio jäähtymisestä on otettava huomioon betonin lähtölämpötilaa määritettäessä betonitilauksen yhteydessä. Jäähtyminen muotissa: Suojaamaton betonipinta jäähtyy nopeasti jo 0 C:n lämpötilassa Tuuli lisää jäähtymisnopeutta merkittävästi Jäähtyneet betonipinnat johtavat hidastuneisiin sementin reaktioihin, sitoutumisen viivästymiseen ja siten hitaaseen lujuudenkehitykseen. Seurauksena on tällöin betonipinnan viimeistelyn viivästyminen (esim. hidastunut hiertotyö), suurempi riski betonin jäätymisestä etenkin kylmäsiltakohdissa sekä viivästynyt muotinpurkuajankohta tai suurempi riski betonirakenteen vaurioitumisesta. Selvitä eri betonilaatujen lämpötilakäyttäytyminen valmistautuessasi kylmien olosuhteiden betonitöihin. Betonien lujuudenkehitysten lämpötilariippuvuus voi olla yllättävänkin suurta. Lujuudenkehitys hidastuu Ongelmat pystyrakenteissa Alhainen ulkolämpötila lisää merkittävästi seinärakenteen vaurioitumis- tai jopa sortumisriskiä muotinpurkamisen yhteydessä. Riski on suurin rakenteen alaosassa ja yleensä kylmäsiltakohdassa. 134

2 Nopeasti kovettuva betoni Normaalisti kovettuva betoni Hitaasti kovettuva betoni Normaalit olosuhteet: ºC Lämpötilan lasku: +20 ºC +5 ºC muutokset lujuudenkehityksessä isoja! nop.kov. betoni varmin vaihtoehto Tmax K Tmax K Lujuus Lämpötila Lujuus Lämpötila 7 28 Aika (vrk) 7 28 Aika (vrk) Kuva 1. Betonin lämpötilan laskulla on merkittävä vaikutus lujuudenkehityksen nopeuteen. Jos valua ei ole tehty talvibetonointitoimen pitein, tavanomaisen seinärakenteen betoni saattaa jäätyä ennen kuin se on saavuttanut jäätymislujuuden 5 MPa. Ongelmat vaakarakenteissa Ilman alhainen ulkolämpötila viivästyttää huomattavasti muotinpurkuajankohtaa. Jos valua ei ole tehty talvibetonointitoimenpitein, tavanomaisen laattarakenteen betoni saattaa jäätyä ennen kuin se on saavuttanut jäätymislujuuden 5 MPa. Ongelmaa voidaan helpottaa esimerkiksi korottamalla betonin lujuusluokkaa, käyttämällä nopeammin kovettuvaa tai lämmitettyä betonia. Näitä toimenpiteitä on täydennettävä muilla keinoilla, esimerkiksi käyttämällä lämpöeristettyjä muotteja. Talvibetonointitoimenpiteisiin pitää ryhtyä jo silloin kun vuorokauden keskilämpötila laskee +5 C:een. Tuuli lisää merkittävästi jäähtymisnopeutta; tuulisella säällä ja alhaisissa lämpötiloissa valettaessa suojaustoimenpiteisiin on ryhdyttävä jo betonoinnin aikana! Betonin lisä- ja seosaineiden käytön vaikutus alhaisissa lämpötiloissa Lisäaineet Betonin notkeutta parantavilla lisäaineilla on haitallisena sivuvaikutuksena betonin sitoutumista hidastava ominaisuus; se korostuu betonin lämpötilan laskiessa. Talvibetonoinnissa betonin sitoutumista hidastavien lisäaineiden käyttöä tulee välttää. Lisäaineiden vaikutuksista tulee aina keskustella betonintoimittajan kanssa. Seosaineet Käytettäessä betonin seosaineena lentotuhkaa tai silikaa sementin vähentämistarkoituksessa tuoreen betonin sitoutuminen ja lujuudenkehitys hidastuvat alhaisissa lämpötiloissa merkittävästi. Käytettäessä seosainebetonissa notkistavaa lisäainetta, jolla on sitoutumista hidastava vaikutus, sitoutumisen viivästyminen ja lujuudenkehityksen hidastuminen sekä siten betonin jäätymisja vaurioitumisriski kasvavat huomattaviksi valulämpötilan alentuessa. Käytettäessä lentotuhkaa sisältävää betonia talvibetonoinnissa edellä mainitut haittavaikutukset on kompensoitava betonia lämmittämällä sekä useimmiten betonin lujuusluokkaa nostamalla. Sama koskee silikaa sisältävää betonia, jossa lujuusluokan nosto on käytännössä aina välttämätöntä. Talvibetonoinnissa betonin sitoutumista hidastavien seosaineiden käyttöä tulee välttää. Seosaineiden vaikutuksista tulee aina keskustella betonintoimittajan kanssa. Paikallinen jäähtyminen betonirakenteen kylmäsiltojen kohdalla Pystyrakenteet Valettaessa pystyrakenteita aiemmin valetun betonin päälle tai maata ja kalliota vasten alaosan betonin lujuudenkehitys ilman lisälämmitystä on hidasta; jäätymis- ja siten seinän vaurioitumisriski on suuri. Myös pystyrakenteen yläosa on jäätymisvaarassa ilman lämmöneristystä. 135

3 Kuva 2. Seinä- ja pilarirakenteet ovat lujuudeltaan heikoimpia alaosistaan, joihin kylmissä olosuhteissa muodostuu helposti kylmäsilta. Riski rakenteen kaatumiselle ja vähintään pintojen vaurioitumiselle muotinpurun yhteydessä on olemassa. Kuva 3. Ohuissa rakenneosissa lujuudenkehityksen hidastuminen tapahtuu ilman talvibetonointitoimenpiteitä nopeasti. Etenkin lattiabetonoinneissa riittävän sitoutumis- ja kovettumislämpötilan varmistamisen laiminlyönti johtaa lähes poikkeuksitta huonoon laatuun ja vaurioihin. Laattarakenteet Kylmän, aiemmin valetun seinän päälle valetun laatan tuki- ja reuna-alueilla jäätymisriski on suuri, vaikka laatan pinta ja pääty olisikin suojattu lämmöneristeellä. Jäätyminen on vältettävissä lämmittämällä seinä ennakolta ja eristämällä tai suojaamalla rakenteet ulkoilmaa vasten olevalta puoleltaan. Kylmää alustaa vasten valettu laatta Betonin jäähtyminen on nopeaa ja jäätymisriski suuri valettaessa laatta aiemmin valettua betonia tai maata ja kalliota vasten. Ohuissa valuissa jäätymisriski on erityisen suuri. Jäätyminen on vältettävissä, kun laatta on riittävän paksu sekä kun betonointi suoritetaan lämpimällä massalla ja suojataan lämmöneristeellä. Valualusta on aina sulatettava ja lämmitettävä ennen betonointia. Vauriot Tuoreen betonin jäätyminen Jos jäätyminen tapahtuu ennen sementin sitoutumista, betoniin muodostuu jäälinssejä. Ne johtavat kasvaneeseen huokoisuuteen, huonoon sementtikiven ja runkoainerakeiden sekä betonin ja raudoituksen väliseen tartuntaan sekä betonin halkeiluun. Jos betoni jäätyy sementin sitouduttua, syntyy betoniin halkeilua. Sen määrä pienenee mitä pitemmälle kovettuminen on edennyt ennen jäätymistä. Tarpeeksi pitkän kovettumisajan jälkeen jäätymisestä aiheutuva betonin vaurioitumisriski on pieni, jos betoniin ei samanaikaisesti pääse huokoset täyttävää kosteutta (vettä). Tätä rajakohtaa nimitetään betonin jäätymislujuudeksi, ja se on betonin lujuusluokasta riippumatta 5 MPa. Betonia, joka on vaarassa jäätyä, ei milloinkaan saa jälkihoitaa vesikastelulla. Tuoreen betonin suojaaminen jäätymiseltä ja kovettumisen alun varmistaminen ovat ensiarvoisen tärkeitä koko betonirakenteen toimivuuden kannalta. Betonin lämpötilaa jatkuvasti seuraamalla saadaan varma tieto siitä, millaisessa lämpötilassa kovettuminen on tapahtunut ja mikä betonin lujuus kulloinkin on. Vauriot pystyrakenteissa Jos betonin lujuus pystyrakenteen (seinä, pilari) alaosassa on pienempi kuin 3 MPa, riski rakenteen kaatumiselle on suuri. Riittämätön lujuus ilmenee muottia purettaessa betonipinnan, kulmien ja esimerkiksi sähkörasioiden irtoamisena. Pystyrakenteen betonin lujuuden on oltava vähintään 5 MPa muotinpurkuhetkellä. Betonin lämpötilaa on seurattava ja lujuus laskettava rakenteen alaosasta. Kantavan rakenteen lujuudenkehityksen jatkuminen muotinpurkamisen jälkeen on varmistettava lämmityksellä. Saavutettavan lujuustason määrittelee rakennesuunnittelija. Vauriot vaakarakenteissa Vaakarakenteen sortuma johtuu betonin jäätymisestä jo varhaisessa vaiheessa. Suuret taipumat johtuvat riittämättömästä lujuudesta sekä aiheuttavat halkeilua ja betonirakenteen säilyvyyden heikkenemistä. Liian suuret taipumat kasvattavat myös laatan tasoituskustannuksia. 136

4 Betonin jäätyminen - Jäätynyt betoni ei palaa entiselleen! Betonin jäätyminen jäätynyt betoni ei palaa entiselleen Suuret huokoset täynnä vettä - tuore betoni - betoni kosteissa olosuhteissa Vesi laajenee jäätyessään 9 %! -vaurioittavia jännityksiä, lohkeilua -jäätymislujuus 5 MPa (~K5) saavutettava ennen jäätymistilannetta!!! Kuva 4. Vesi laajenee 9 % jäätyessään. Tuore betoni ja nuori kovettumisvaiheessa oleva betoni kosteissa olosuhteissa ovat erittäin riskialttiita jäätymisvaurioille. Tavallisen asuinrakennuksen laattarakenteen muotinpurkulujuus on tyypillisesti MPa, ellei esimerkiksi muottijärjestelmän jälkituenta mahdollista pienempien lujuuksien hyväksymistä. Kuva 5. Laattarakenteessa suurimmat rasitukset kohdistuvat tukialueille ja kentän keskelle. Halkeilu voi olla merkki riittämättömästä lujuudesta. Muotinpurkulujuuden määrittää rakennesuunnittelija. Betonin lämpötilaa on seurattava ja lujuus laskettava laatan kriittisten alueiden kohdalta (kylmäsillat, tukialueet, vaikeasti lämmitettävät alueet). Laatta on aina jälkituettava jälkituentasuunnitelman mukaisesti. Betonipinnan hierron viivästyminen Mitä pitempään sementin sitoutumisen alku kestää, sitä pitempään joudutaan odottamaan betonipinnan viimeistelyhiertoa. Liian aikaisin aloitettu viimeistelyhierto johtaa huonoon betonipinnan laatuun. Sementin sitoutuminen riippuu merkittävästi lämpötilasta. Sitoutumisen viivästymistä lisäävät eräät betonin notkeutta parantavat lisäaineet, joiden hidastava vaikutus voi lisäksi olla voimakkaasti lämpötilastaan riippuva. Kuva 6. Oikea hetki betonipinnan hierrolle on se, kun pintaan erottunut vesi alkaa imeytyä sementin ja veden reaktion seurauksena takaisin betoniin. Betonin alhainen lämpötila siirtää oikeaa aloitushetkeä. 137

5 Selvitä oman kohteesi rakenteiden ongelmaja riskikohdat rakennesuunnittelijan ja betoniasiantuntijan kanssa jo hyvissä ajoin ennen talvikauden alkua! Alhaisissa lämpötiloissa tapahtuva lattiabetonointi, (kuten konehierrettävät maanvaraiset ja välipohjalaatat), edellyttää nopeasti kovettuvan sementin ja betonin käyttöä, pinnan väliaikaista suojaamista tai betonin lämmittämistä taikka tyypillisesti näiden vaihtoehtojen sopivaa kombinaatiota. Kylmien olosuhteiden betonoinnin suunnittelu Betonointisuunnitelma Betonointisuunnitelma laaditaan suunnitelmien ja asiakirjojen pohjalta valutyön ohjeeksi. Suunnittelija vastaa siitä, että suunnitelmissa ja asiakirjoissa on esitetty kaikki materiaaleille ja lopputuotteelle asetetut vaatimukset. Etenkin talvikautena on syytä panostaa betonointisuunnitelman laatimiseksi yhteistyössä asianosaisten suunnittelijoiden ja betonintoimittajan kanssa. Yhteistyönä käydään läpi tavoitteet ja niiden saavuttamiseksi vaaditut toimenpiteet. Tärkeimmät betonointisuunnitelmassa huomioitavat, etenkin kylmien olosuhteiden betonointia koskevat seuraavat toimenpiteet: tarkistetaan muottikaluston ja käytettävien lämmitysjärjestelmien yhteensopivuus selvitetään muottikierron tahdistaminen työaikatauluun määritetään työsaumojen sijoitus tarkistetaan muottikaluston riittävyys suunniteltuun muottikiertoon nähden määritetään betonin muotinpurkulujuus rakenneosittain tehdään alustava betonilaatujen valinta muottikiertovaatimusten perusteella (muotinpurkulujuuden saavuttaminen eri valuolosuhteissa lämmitys ja suojaus huomioiden) suunnitellaan lämmitys ja lämpötilaseuranta selvitetään lämmityskaluston kunto ja määrä sekä hankitaan tarvittavat luvat selvitetään lämpösuojausten laatu ja määrä suunnitellaan muottien purkujärjestys sekä rakenteiden jälkituenta selvitetään koulutustarve. Betonin valinta Betonin valinnassa on olennaista, että se perustuu kokonaiskustannusten tarkasteluun. Tällöin otetaan huomioon betonikustannusten lisäksi kaikki muut betonointiin liittyvät kustannukset. Betonin valinta tehdään yleensä rakennekohtaisen suunnitelman teon yhteydessä, ja sitä tarkennetaan juuri ennen valua. Käytettävän betonilaadun lopulliseen valintaan vaikuttavista tekijöistä korostuu talviolosuhteissa haluttu tuotantorytmi, joka on pystyttävä säilyttämään mahdollisimman pienillä lisäkustannuksilla. Lopullista tarkennettua betonin valintaa tehtäessä kovettumisen aikaisiin lämpötiloihin ja lujuudenkehitykseen vaikuttavat muut tekijät ovat jo tiedossa. Näitä ovat Muottikierron vaadittu nopeus. Muottijärjestelmä ja etenkin siihen liittyvä jälkituenta. Lämmitysmenetelmä ja betonin lämpösuojaus. Odotettavissa olevat sääolosuhteet valun aikana ja sitä seuraavina lähivuorokausina. Suunnitellun tuotantorytmin toteutuminen riippuu oleellisesti betonin lujuudenkehityksen nopeudesta. Talvella betonoitaessa se hidastuu merkittävästi betonin lämpötilan laskiessa +10 C:n alapuolelle ja pysähtyy käytännössä kokonaan 0 ºC:n alapuolella. Talvibetonoinnissa betonin lujuudenkehitystä voidaan nopeuttaa seuraavin menetelmin: Käytetään nopeasti kovettuvaa betonia. Korotetaan lujuusluokkaa eli nostetaan betonin suhteituslujuutta. Nostetaan betonin kovettumislämpötilaa eli lämmitetään kovettuvaa betonia. Nostetaan vain betonimassan lämpötilaa. Käytetään kiihdyttäviä tai veden tarvetta vähentäviä lisäaineita. Käytetään edellä mainittujen yhdistelmiä. Betonin valinta lujuudenkehityksen suunnitteluohjelmien avulla Betonirakenteen lujuudenkehitykseen vaikuttavat tekijät ovat hallittavissa betonin valintaa helpottavilla suunnittelutyökaluilla. Betonointiolosuhteet tarkoin huomioiva betonin valinta on teknistaloudellisesti onnistuneiden betonitöiden perusta. Betonintoimittajien tarjoamilla lujuudenkehityksen suunnitteluohjelmilla voidaan laskea betonirakenteiden lämmön- ja lujuudenkehitys erilaisissa betonointiolosuhteissa. Ohjelmien toiminnan perusajatuksena on mallintaa betonirakenne ympäristöineen, jolloin kaikki betonin lujuudenkehitykseen vaikuttavat tekijät ovat riittävällä tarkkuudella hallittavissa. Lujuudenlaskenta tapahtuu todellisen, käytetyn betonisuhteituksen perusteella. Nykyaikaisissa ohjelmissa on valmisrakennekirjasto, josta voidaan valita tai muodostaa haluttu rakenne. Eri muuttujien (betonilaadut, lämmitys, suojaus, sääolosuhteet jne.) vaikutusten tarkastelu käy nopeasti. Ohjelma antaa käyrä- tai taulukkomuodossa rakenteen lämmön- ja lujuudenkehityksen, 138

6 lämpötilaerot rakenteessa, rakenteen kypsyyden ja mahdollisen lujuuskadon halutusta rakenteen kohdasta ajan funktiona. Ohjelmissa voidaan hyödyntää myös työmaalla mitattua, erilaisten datatallentimien muistiin tallennettua lämmönkehitystietoa ja laskea rakenteen lujuus mittaushetkellä. Lämmitysmenetelmät Betonin lämmitysmenetelmän tai -menetelmien valinta on talvibetonointisuunnitelman tärkein osa. Työmaa joutuu suorittamaan tällöin rakennukseen ja rakenteisiin parhaiten soveltuvien lämmitystapojen vertailun sekä teknisessä että taloudellisessa mielessä. Eri käytännön kohteissa on oikeilla työmenetelmien ja -tapojen sekä energiamuotojen valinnalla todettu saavutettavan suuriakin säästöjä. Tavoitteena on löytää työmaan kokonaistalouden kannalta edullisin ja varmin vaihtoehto. Alustava vaihtoehtojen kartoitus tehdään seuraavat tekijät huomioiden: Mihin vuodenaikaan betonointi ajoittuu, ja mikä on tästä aiheutuva lämmitystarve. Mikä on rakennuksen koko ja muoto. Tullaanko lämmitysmenetelmää ja käytettävää energiamuotoa hyödyntämään myös rakennusrungon kuivatuksessa. Minkälaisia ovat betonoivat rakenteet. Kuinka lämmitettävä tila on suljettavissa. Millä kalustolla betonointi tehdään (muotit, siirrot, suojausajankohta jne.). Kuinka nopeasti työ on tehtävä. Kartoituksen jälkeen tehdään vertailulaskelmat jäljellä olevien vaihtoehtojen kesken. Käytännöstä saatujen tulosten perusteella voidaan kuitenkin todeta, että ehdottomasti taloudellisinta betonin lämmitysmenetelmää ei ole helppoa osoittaa. Valintapäätökseen vaikuttavat usein myös lämmityskaluston saatavuus, toimintavarmuus ja työmaan taidot (tahto) käyttää ko. menetelmää. Edellä kuvatut betonin lujuudenkehityksen suunnitteluohjelmat soveltuvat erinomaisesti myös eri lämmitysmenetelmien arviointiin ja valintaan. Eri rakenneosien betonointi Seuraavassa on kuvattu listauksena eri rakenneosien betonoinnissa huomioitavia asioita. Keskeistä on huomioida betonin nopea siirto muottiin, ja välitön suojaus jäähdyttävältä vaikutukselta (etenkin tuuli ja kylmät pinnat), kylmäsiltakohtien lisälämmityksen varmistaminen sekä betonin lujuudenkehityksen seuranta aina suunniteltuun muotinpurkuajankohtaan asti. Perustukset Valu vain sulatetulle ja lämmitetylle alustalle. Rakenteiden massiivisuuden hyödyntäminen (betonin oma lämmönkehitys). Nopeasti kovettuvan betonin tai kuumabetonin käyttö. Lämpöeristettyjen muottien hyödyntäminen. Nopea ja riittävän eristävä lämpösuojaus. Lämmitysmenetelminä kuumabetonin lisäksi lankalämmitys ja huputetun rakenteen kuumailmalämmitys. Lämpötilaseuranta rakennesuunnittelijan määrittämän lujuustason saavuttamiseen saakka. Lattiat Valutilasta tuuleton ja vedoton. Lämmityksen aloitus jo niin aikaisin, että valualustan lämpötila on betonoitaessa yli +5 ºC. Lämmitys pääsääntöisesti kuumailmalämmityksellä. Lämpötila noin +15 ºC 3 4 vrk:n ajaksi. Jälkihoito tärkeää myös talvikautena. Pilarit Nopeasti kovettuvan betonin ja lisäksi kuumabetonin käyttö. Rakenteen yläosan välitön lämpösuojaus. Rakenteen alaosan lisälämmitys ja lämpöeristys, jos kylmäsiltavaara on olemassa. Koko pilarin lämmitys lankalämmityksellä tai huputuksella ja kuumailmalämmityksellä. Lämpötilaseuranta rakennesuunnittelijan määrittämän lujuustason saavuttamiseen saakka. Seinät Nopeasti kovettuvan betonin ja lisäksi kuumabetonin käyttö, jos muotti ei ole lämmittävä. Rakenteen yläosan välitön lämpösuojaus. Rakenteen alaosan lisälämmitys ja lämpöeristys, jos kylmäsiltavaara on olemassa. Lämmitys huputuksella ja kuumailmalämmityksellä, jos muotti ei ole lämmittävä. Lämpötilaseuranta rakennesuunnittelijan määrittämän lujuustason saavuttamiseen saakka. Holvit Raudoitetun holvin suojaus ennen betonointia lumisateen uhatessa. Tuulettomat ja vedottomat olosuhteet muotin alle. Muotin esilämmitys jään sulattamiseksi muottipinnalta. Betonilaatu betonipinnan käsittelyn, suojausajankohdan, lämmitysmenetelmän sekä ulkoilman lämpötilan mukaan. Lämmitys säteilylämmityksellä tai kuumailmalämmityksellä. 139

7 Kuva 7. Reuna-alueet ovat kriittisiä sekä lämmityksen tehokkuuden säilymisen että betonin jäähtymisen kannalta. Kuva 8. Muotin alapuolinen tila saadaan hyvin vedottomaksi, kun suojapeite ripustetaan muottitason yläpuolelta reunan yli ja kiinnitetään kunnolla. Kuva 10. Isojen suojapeitteiden lisänä käytetään pieniä ja keveitä pakkasmattoja, jotka soveltuvat hyvin terästen jatkoskohtien (pilarit, seinät, reuna-alueet) suojaamiseen. Suojausten paikallaan pysyminen on myös suunniteltava etukäteen, sillä kevyet peitteet siirtyvät helposti tuulisella säällä. Pilarien muotinpurun jälkeiseen suojaukseen soveltuvat termolon-tyyppiset eristeet mainiosti. tapauskohtaisesti betonityönjohdon ja betoniasiantuntijan kesken. Tämä on välttämätöntä useiden ennakkoon vaikeasti hallittavien betonin lujuudenkehitykseen vaikuttavien tekijöiden takia. Suojaus Kuva 9. Hyvin suunniteltu ja toteutettu laajan valualueen lämpösuojaus. Lämpötilaseuranta rakennesuunnittelijan määrittämän lujuustason saavuttamiseen saakka. Kuhunkin rakenneosaan ja lämmitysmenetelmään parhaiten soveltuva betonilaatu valitaan yleensä Valettujen rakenteiden suojaus on osa kylmien olosuhteiden betonitöitä. Sen tulee olla osa betonointisuunnitelmaa ja perustua asiantuntija-arvioihin betonin suunnitellun lujuudenkehityksen varmistamisesta. Suojaus tulee tehdä Suojaussuunnitelman mukaisesti. Suunnitelluilla suojauksilla. Huolellisesti, muistaen etenkin kylmäsilta-alueet (reuna-alueet, pystyrakenteiden ala- ja yläosat, tukialueet). Suunniteltuna ajankohtana, oli se sitten heti valun yhteydessä tai vasta valua seuraavana aamuna, kun betonipinta konehierretään kerralla valmiiksi. Suunnitellun ajan. 140

8 Betonin lujuudenkehityksen hallinta työmaalla Muotinpurkulujuuden saavuttamisen varmistamista ja laskentaa kutsutaan betonin lujuudenkehityksen hallinnaksi. Se on kaiken teknistaloudellisen betonirakentamisen perusta, kun huomioidaan Runkotyön merkitys kokonaiskustannuksissa. Rakenteiden muotinpurkulujuuden aikataulujen pitävyys työmaan kokonaisaikataulun osalta. Makaavan, tehokkaasta käytöstä poissa olevan muotin kustannus. Suojauksen ja lämmityksen aikataulullinen ja kustannuksellinen merkitys: suojaanko vai ei, lämmitetäänkö vai ei. Betonirakenteen yhä kovenevat laatuvaatimukset. Betonitöiden työturvallisuus. Yksinkertaistettuna betonin lujuudenkehityksen hallinta sisältää kaksi toimenpidettä: tuoreen ja kovettuvan betonin lämpötilan seurannan sekä betonin lujuuden määrittämisen lämmönkehityksen perusteella käytetyn betonin suhteitustiedoilla. Tuoreen ja kovettuvan betonin lämpötilaa seurataan rakenteen ns. kriittisistä pisteistä. Näitä ovat rakenteiden kohdat, joissa lämpötilan voidaan olettaa olevan matalimmillaan, joihin kohdistuu suurin rasitus muotinpurkuhetkellä sekä jotka ovat seuraavien työvaiheiden etenemisen osalta ja valmiin rakenteen toimivuuden kannalta kriittisiä eli Seinien ja pilarien alaosat. Seinien ja pilarien yläosat, joihin kohdistuu yläpuolisista rakenteista suuria voimia. Tukialueet, joihin muodostuu kylmäsiltoja. Laattarakenteen kentät ja yläpinnat tukialueilla. Kaikki rakenteet, joita tullaan kuormittamaan jo pian valun jälkeen. OLOSUHTEET: o Ulkolämpötila o Tuuli o Lämmitys o Suojaus o Betoni Kuva 11. Lämpötilaseurantaan soveltuva jatkuvatoiminen lämpötilatallennin. Työmaa Loggeriohjelma mittaus, tallennus lähetys Tulosten vastaanotto, päätökset 100C 2 m/s ei 24 h kuluttua 10 mm Lohjacell NP K35# kuumabetoni + 300C Ennakkosuunnittelu -valinnat Lähtötiedot Vaihtoehdot Työnaikainen seuranta sähköposti fax, sähköposti BetoPlus -palvelu Vastaanotto Tallennuksen luku Betoniresepti BetoPlus -laskenta Lämmön- ja lujuudenkehityksen tulokset Kuva 12. Betonoitavan rakenteen ennakkosuunnittelun ja reaaliaikaisen lujuudenkehityksen hallinnan periaate lujuudenkehityksen suunnitteluohjelmia hyödyntämällä. Kuva 13. Betonin lujuudenkehityksen ennakkolaskelmat palvelevat työmaata teknistaloudellisten vaihtoehtojen valinnassa. 141

9 Koska summittainen, silloin tällöin tapahtuva mittaus ei anna riittävää kuvaa betonin lämmönkehityksestä, työmailla ovat yleistymässä lämpötiloja määräajoin taltioivat automaattiset tallentimet eli dataloggerit. Niiden avulla saadaan koko vuorokauden kattava ja tarvittaessa yli viikonlopun ulottuva lämmönkehityskäyrä, josta on luotettavasti laskettavissa saavutettu lujuus. Koska laitekehitys on nopeaa, tarjolla on jo nyt etäluettavia lämmöntallennusjärjestelmiä. Tällöin myös laskenta voidaan suorittaa etälaskentana. Järjestelmiin voidaan sisällyttää erilaisia varoitusjärjestelmiä esimerkiksi hälyttämään lämmitettävän tilan tai rakenteen lämpötilan laskusta, jotka liittyvät lämmityslaitehäiriöihin. Betonin reaaliaikainen lujuus voidaan laskea betonin lujuudenkehityksen suunnitteluohjelmilla, joissa voidaan hyödyntää työmaalla mitattua, lämpötilatallentimen muistiin tallennettua lämmönkehitystietoa. Koska ohjelmassa käytetään valetun betonilaadun suhteitustietoja, laskennassa pystytään määrittämään rakenteen todellinen lujuus mittauskohdissa parhaalla nykytietämyksen tasolla. Tällainen laskentamenetelmä on siten muita vanhempia menetelmiä ehdottomasti tarkempi ja luotettavampi. Menetelmä on myös nopea; jos tiedosto lähetään sähköisesti esimerkiksi sähköpostin välityksellä lujuuslaskennan suorittavalle henkilölle, tulokset saadaan käytännössä reaaliaikaisesti. Kuten jo edellä todettiin, laitekehitys on nopeaa ja tarjolla on etäluettavia lämmöntallennusjärjestelmiä. Nämä mahdollistavat laskennan nopeamman suorittamisen etälaskentana. Kirjallisuutta Kokki, P., Mäkelä, H., Rakennustyönaikaisten lämmittimien valinta ja käyttö, Valtion teknillinen tutkimuskeskus, Tiedotteita 136, Espoo 1982, 153 s. + liitteitä 44 s. Lankalämmityksen suunnitteluohje. Kone-Ratu Rakennusteollisuuden Keskusliitto ja Rakennustietosäätiö RTS. Helsinki s. Suomen Rakennusteollisuusliitto ry, Talvirakentaminen, Rakentajain Kustannus Oy, Vinterbetong. Cementa AB, Uppsala 1999, 100 s. MaaRYL 2010 Rakennustöiden yleiset laatuvaatimukset Talonrakennuksen maatyöt Julkaisu sisältää talonrakentamisen maatöissä sovellettavan hyvän rakennustavan. Se käsittelee maa-, pohja- ja kalliorakenteiden sekä päällysteiden ja pintarakenteiden teknisiä vaatimuksia, jotka määritetään työnosaluvuissa. Julkaisu käsittelee myös rakennusaikaisen kuivatuksen sekä maaperän puhdistamisen vaatimuksia. Kirjan alkuosassa esitettävät rakennusosaluvut toimivat runkona ja muistilistana rakennusselostuksen laadinnassa. Rakennustieto Oy, s., 158 Tilaukset verkkokaupasta Puh