JulkisivuROADSHOW 2015 Oulu 8.10.2015 Jukka Lahdensivu Ramboll Finland Oy Tampereen teknillinen yliopisto, Rakennustekniikan laitos TIEDÄTKÖ VAI ARVAATKO JULKISIVUJEN KORJAUSTARPEEN?
Tiedätkö vai arvaatko julkisivujen korjaustarpeen? Sisältö: - Suomalainen kerrostalokanta - Systemaattinen kuntotutkimus - Materiaaliominaisuudet ja vaurioituminen - Ohjeita kuntotutkimukseen 2
SUOMALAINEN BETONIELEMENTTIKERROSTALOKANTA Puolet suomalaisista betonielementtitaloista on rakennettu välillä 1960 1979 Noin 45 Mm 2 betonijulkisivuja, 975 000 parveketta Finnish building stock in numbers, 2008 apartments 3 000 000 2 700 000 2 400 000 All buildings Apartment houses 2 100 000 1 800 000 1 500 000 1 200 000 900 000 600 000 300 000 0 whole building stock built before 1960 built in 1960-1979 Rakennustekniikan 2008 laitos, Jukka Lahdensivu 3
Suomalainen betonielementtikerrostalokanta Kahta perustyyppiä: lamellitalo pistetalo Rakenteet BES-järjestelmän mukaisia julkisivut sandwich- tai kuorielementtejä parvekkeet omilla perustuksilla olevia torneja parvekkeet KANTAVA rakenne. 4
Suomalainen betonielementtikerrostalokanta 5
Suomalainen betonielementtikerrostalokanta 6
Suomalainen betonielementtikerrostalokanta 7
Suomalainen rakennuskanta Vainio et al. 2005 8
KUNTOTUTKIMUKSEN TARKOITUS SELVITETÄÄN VAURIOITUMISEN: - Olemassaolo - Laajuus - Aste - Syyt - Vaikutukset - Etenemisnopeus tulevaisuudessa PÄÄTELMÄT: Rakenteen toiminta ja kunto Jäljellä oleva käyttöikä Rakenteen turvallisuus Korjaustarpeet 9
Systemaattinen kuntotutkimus SUUNNITELMA- ASIAKIRJOJEN TARKASTELU - Rakenteet - Materiaalit SILMÄMÄÄRÄINEN TARKASTELU - Näkyvät vauriot - Vaurioiden laajuus - Toimivuuspuutteet - Rasitustaso KENTTÄ- TUTKIMUKSET - Näytteenotto - Mittaukset - Rakenteellinen toiminta LABORATORIO KOKEET - Materiaaliominaisuudet - piilevät vauriot 10
Systemaattinen kuntotutkimus SUUNNITELMA- ASIAKIRJOJEN TARKASTELU - Rakenteet - Materiaalit SILMÄMÄÄRÄINEN TARKASTELU - Näkyvät vauriot - Vaurioiden laajuus - Toimivuuspuutteet - Rasitustaso KENTTÄ- TUTKIMUKSET - Näytteenotto - Mittaukset - Rakenteellinen toiminta LABORATORIO KOKEET - Materiaaliominaisuudet - piilevät vauriot 11
MIKSI RAKENTEET VAURIOITUVAT? 12
Materiaaliominaisuudet Huokoisessa materiaalissa oltava riittävästi ja tarpeeksi tiheässä kapillaarisesti vedellä täyttymättömiä ns. suojahuokosia Jäätyvän veden muodostama huokosverkoston paine voi purkautua näihin suojahuokosiin, jolloin jäätymispaine jää riittävän alhaiseksi eikä materiaali rikkoudu 13
Materiaaliominaisuudet Huokoisessa materiaalissa oltava riittävästi ja tarpeeksi tiheässä kapillaarisesti vedellä täyttymättömiä ns. suojahuokosia Jäätyvän veden muodostama huokosverkoston paine voi purkautua näihin suojahuokosiin, jolloin jäätymispaine jää riittävän alhaiseksi eikä materiaali rikkoudu 14
Materiaaliominaisuudet, betonin pakkasenkestävyys Pakkasenkestävän betonin suojahuokossuhteen tulisi olla p r 0,20 Jos p r < 0,10, betonissa ei huokostusta Vaurioituminen nopeinta rantakaistalla 15
Materiaaliominaisuudet, betonin pakkasenkestävyys Pakkasenkestävän betonin suojahuokossuhteen tulisi olla p r 0,20 Jos p r < 0,10, betonissa ei huokostusta Vaurioituminen nopeinta rantakaistalla 16
Materiaaliominaisuudet, betonin pakkasenkestävyys Pakkasenkestävän betonin suojahuokossuhteen tulisi olla p r 0,20 Suojahuokossuhde eri pintaisissa elementeissä <0,1 0,1-0,15 0,15-0,2 0,2 100 % 90 % 80 % 70 % 60 % 50 % 40 % 30 % 20 % 10 % 0 % Pesubetoni (n=573) Harjattu, maalattu (n=875) Klinkkeripintainen (n=188) Muottipintainen, maalaamaton (n=109) Muottipintainen, maalattu (n=239) Tiililaattapintainen (n=243) Valkobetoni (n=40) 17
Materiaaliominaisuudet, betonin pakkasenkestävyys Pakkasenkestävän betonin suojahuokossuhteen tulisi olla p r 0,20 Suojahuokossuhde eri pintaisissa elementeissä <0,1 0,1-0,15 0,15-0,2 0,2 100 % 90 % 80 % 70 % 60 % 50 % 40 % 30 % 20 % 10 % 0 % Pesubetoni (n=573) Harjattu, maalattu (n=875) Klinkkeripintainen (n=188) Muottipintainen, maalaamaton (n=109) Muottipintainen, maalattu (n=239) Tiililaattapintainen (n=243) Valkobetoni (n=40) 18
VAURIOITUMINEN, Betonin pakkasrapautuminen Näkyviä rapautumavaurioita julkisivuissa 42,7 % parvekkeissa 27,4 % Suurin osa paikallisia 35,4 % (21,8 %) Laaja-alaisia 7,3 % (5,6 %) Kuva Ins.tsto Lauri Mehto Oy 19
Rasitustekijät Sateesta vain osa julkisivupinnalle. Riippuu mm.: - Pisarakoosta - Pisaroiden putoamisnopeudesta - Tuulesta ja tuulen suunnasta. Noin 50 % sademäärästä osuu julkisivuihin. 20
MIKSI RAUDOITTEET RUOSTUVAT? - Raudoitteiden peitepaksuudet pieniä - Betonin (tai laastin) korroosiolta suojaava emäksisyys alenee ajan funktiona ilman hiilidioksidin vaikutuksesta. CO 2 Carbonation front ph ~ 8 ph ~ 13 21
carbonation depth [mm] Säilyvyysominaisuudet, Betonin karbonatisoituminen - Karbonatisoitumissyvyys vaihtelee suuresti materiaaliominaisuuksien ja julkisivun pintatyypin mukaan - Tyypillinen karbonatisoitumissyvyys 1970-luvun julkisivuilla on tällä hetkellä 10-20 mm (Tuuti s model x = k t 0,5 ) Corbonation of concrete according to surface finishing 25 20 15 10 5 0 0 10 20 30 40 50 time [years] fast, k = 3,2 brushed, painted float-finished painted plain concrete uncoated plain concrete exposed aggregate concrete brushed uncoated brick tile finishing white cement concrete ceramic tile finishing 22
Share [%] Share [%] Säilyvyysominaisuudet, Raudoitteiden peitepaksuus Clincer-clad finishing, mesh, n = 8 582 30 25 20 15 10 Exposed aggregate concrete, mesh, n = 39 473 5 30 0 0-4 5-9 10-14 15-19 20-24 25-29 30-34 35-39 40-44 45-49 50 Cover depth of reinforcement [mm] 25 20 15 10 5 0 0-4 5-9 10-14 15-19 20-24 25-29 30-34 35-39 40-44 45-49 50 Cover depth of reinforcement [mm] Betoninormien mukaan peitepaksuus > 20 mm. 23
Vaurioituminen, Näkyvät korroosiovauriot - Kuntotutkimushetkellä näkyviä korroosiovaurioita - 59.2 % kaikista julkisivuista - 53.5 % paikallisia - 5.7 % laaja-alaisia. - Rakennusten ikä kuntotutkimushetkellä 8-32 vuotta - Näkyvät korroosiovauriot yleisempiä rannikkoalueella kuin sisämaassa. 24
Annual rainfall [mm] Rasitustekijät Sademäärällä oleellinen vaikutus korroosionopeuteen. 800 700 600 500 400 300 Vantaa 200 Turku 100 Jyväskylä 0 1960 1970 1980 1990 2000 2010 Year 25
Rasitustekijät (Mattila 2003) (Tuutti 1982) 26
VAURIOITUMINEN, muut vauriomekanismit Muita betonijulkisivujen ja parvekkeiden vauriomekanismeja ovat: Kosteustekniset toimivuuspuutteet Elastisten saumojen toimivuuspuutteet Pintatarvikkeiden irtoaminen Maalipintojen vaurioituminen Muodonmuutokset ja halkeilu Alentunut kantavuuskapasiteetti ja kiinnitysten heikkeneminen 27
KUNTOTUTKIMUSOHJEISTUSTA Kuntotutkija suunnittelee AINA tutkimuksen sisällön! Tulee olla - Tarpeeksi kattava kohteen laajuuteen nähden - Kaikki rakennetyypit - Kaikki vauriomekanismit - Näytemäärältään tarpeeksi laaja - Kaikista rakennetyypeistä - Rinnakkaisia näytteitä 3-6 kpl - Käytetty rinnakkaisia tutkimusmenetelmiä - Suoria ja epäsuoria menetelmiä - Vertailtavuus Omistajalle oleellista on TUTKIMUSTULOSTEN TULKINTA ja KORJAUSTARPEEN ESILLETUOMINEN. 28
KUNTOTUTKIMUSOHJEISTUSTA Kuntotutkija suunnittelee AINA tutkimuksen sisällön! Tulee olla - Tarpeeksi kattava kohteen laajuuteen nähden - Kaikki rakennetyypit - Kaikki vauriomekanismit - Näytemäärältään tarpeeksi laaja - Kaikista rakennetyypeistä - Rinnakkaisia näytteitä 3-6 kpl - Käytetty rinnakkaisia tutkimusmenetelmiä - Suoria ja epäsuoria menetelmiä - Vertailtavuus Omistajalle oleellista on TUTKIMUSTULOSTEN TULKINTA ja KORJAUSTARPEEN ESILLETUOMINEN. 29
KIITOS. jukka.lahdensivu@tut.fi www.tut.fi/elinkaari www.julkisivuyhdistys.fi 30