Puhdasvaluohje
Tekijät Jenni Korpela ja Tuomas Palolahti, Mittaviiva Oy Taitto Jenni Korpela ja Satu Sahlstedt, Mittaviiva Oy, www.mittaviiva.fi Betoniteollisuus ry ISBN 978-952-269-021-0 (pdf) 2
Sisällysluettelo 1 Laatuvaatimukset 2 2 Muottitekniikka 4 2.1 Muottien pintamateriaali 4 2.1.1 Puulevyt 4 2.1.2 Sahatavara 5 2.1.3 Lasikuitu ja muovi 6 2.1.4 Teräs 6 2.1.5 Kumi- ja polyuretaanimuotti 6 2.2 Muottikalustot 7 2.2.1 Pystyrakenteiden muottikalustot 7 2.2.2 Vaakarakenteiden muottikalustot 10 2.3 Muottisaumat 11 2.4 Muottisiteet 12 2.5 Muotinirrotusaineet 13 2.6 Raudoitus 15 3 Betonimassan vaikutus 17 3.1 Massan koostumus 17 3.2 Itsetiivistyvä betoni 18 4 Työmaatoiminta 20 4.1 Toimenpiteet työmaalla 20 4.2 Muotti- ja raudoitustyöt 22 4.3 Betonointi 22 4.4 Jälkihoito 24 4.5 Muottien hoito 25 5 Betonipinnan virheet 26 5.1 Värivirheet 26 5.2 Geometriset virheet 28 1
1 Laatuvaatimukset Betonirakenteelle ja sen betonille asetetaan monia laatuvaatimuksia. Lujuusluokan lisäksi vaatimuksia ovat säilyvyyteen liittyvät vaatimukset ja betonipinnan toiminnalliset ja ulkonäölliset vaatimukset. Puhdasvalupintoja koskevat laatuvaatimukset ovat ulkonäöllisiä vaatimuksia. Betonipinnan ulkonäölliset vaatimukset esitetään betonipinnan laatuluokkina: luokka AA, A, B tai C. Luokkiin liittyvät laatutekijät ovat nystermä, syvennys, hammastus, valupurse tai valuhaava, huokoset, valuvika, pinnan käyryys ja aaltoilu sekä värivaihtelu. Muottia vasten valetun pinnan luokka valitaan seuraavasti: Luokka AA Luokkaa AA ei tule käyttää yleisesti vaan ainoastaan erikoiskohdissa tai -pinnoissa. esimerkiksi merkittävissä julkisissa rakennnuksissa. Luokka AA edellyttää lähes aina Taulukko 1 Betonipintojen laatuvaatimukset. Luokka A vastaa vaatimuksiltaan puhdasvalupintoja. Laatutekijät Yksikkö Vaatimukset Luokka AA Luokka A Luokka B Luokka C Nystermä suurin korkeus suurin leveys suurin määrä Syvennys suurin syvyys suurin leveys suurin määrä mm mm kpl/m² mm mm kpl/m² Hammastus mm 1 2 5 5 Valupurse tai valuhaava muottisauman kohdalla suurin korkeus tai syvyys suurin leveys suurin määrä (koskee myös korjatun sauman pituutta) Pystysuorassa valettujen pintojen huokoset suurin läpimitta ja syvyys suurin kokonaismäärä Vaakasuorassa valettujen pintojen huokoset suurin läpimitta ja syvyys suurin kokonaismäärä Pystysuorassa valettujen pintojen valuvika (aina korjattava) suurin koko suurin määrä Vaakasuorassa valettujen pintojen valuvika (aina korjattava) suurin koko suurin määrä mm mm % muottisaumojen pituudesta mm kpl/m² mm kpl/m² mm kpl/100 m² mm kpl/100 m² 2 3 10 2 4 10 1 3 10 8 40 7 20 ei sallita ei sallita ei sallita ei sallita Pinnan käyryys ja aaltoilu suurin mittapoikkeama mm/1,5 m 3 5 8 8 Värivaihtelu harmaat pinnat valkobetonipinnat muut väribetonipinnat luokat B A B 3 9 20 4 9 20 2 3 20 10 60 8 40 0,2 2 0,1 1 B A B 6 20 40 7 15 40 4 6 30 12 100 10 80 0,3 2 0,3 2 - - - 6 20 40 7 15 40 4 6 30 12 200 10 160 0,6 4 0,6 4 - - - 2
uutta, puhdasta muottipintamateriaalia. Myös rakenteen muoto saattaa vaatia erikoismuotin valmistusta. Luokan AA pinnoille voidaan asettaa vaatimuksia myös tietystä toteutustavasta, muottimateriaalista, pintakuvioinnista, muottisiteiden sijoittelusta yms. Luokka A Luokka A vastaa vaatimuksiltaan ns. puhdasvalupintoja. Pintojen esteettinen vaatimus ei täyty, jos käytetty muotti aiheuttaa jälkitöitä kuten piikkauksia ja paikkauksia. Muotin pintamateriaalin tulee olla ehjää ja hyvälaatuista. Luokan A pintoja ovat arkkitehtoniset pinnat yleensä (seinät, pilarit, katot ja palkkirakenteet). Muotin käyttö edellyttää aina etukäteissuunnittelua. Työsaumojen sijainti ja tekotapa tulisi huomioida jo suunnitteluvaiheessa betonipinnan osana. Muottilevyjen ja -siteiden jättämistä jäljistä on syytä järjestää mallikatselmus. Luokat B ja C Luokan B ja C betonipinnat ovat betonipintoja, jotka eivät täytä puhdasvalupinnan vaatimuksia. Luokan B pintoja ovat yleensä tasoitettavat väliseinät, kellarin sisäseinät ja maan peittoon osittain jäävät rakennuksen ulkopuoliset betonipinnat. Luokan C pintoja ovat perustukset ja alaslaskettujen kattojen takaiset betonipinnat. Kuva 1 Muottia vasten valettujen pintojen laatutekijöitä. Lähde: by 40 s. 35 3
2 Muottitekniikka 2.1 Muottien pintamateriaali Muottien pintamateriaalina käytetään useita eri materiaaleja, kuten sahatavaraa, puulevyjä, metalleja, muoveja ja lasikuitua. Kullakin materiaalilla on hyvät ja huonot puolensa, jotka on otettava huomioon suunnittelussa. Pintamateriaalit voidaan jakaa tiiviisiin ja absorboiviin materiaaleihin. Tiiviit muottipinnat tuottavat yhtenäisen vaalean pinnan, jossa voi olla pieniä huokosia. Absorboiva muottipintamateriaali imee vettä tuoreesta betonista, ja tuloksena on tummempi vähähuokoinen pinta. Pinnan tummuus vaihtelee riippuen materiaalin imukyvystä. 2.1.1 Puulevyt Erilaiset puulevyt, kuten vanerit, ovat yleisin muottipintamateriaali. Niitä käytetään sekä eri muottijärjestelmissä että paikallarakennetuissa kappaletavarasta rakennetuissa muoteissa. Vanerilla saadaan aikaiseksi tiivis ja sileä pinta. Eri vanerilaatujen absorptiokyky vaihtelee, joten yhtenäisen pintakuvion saavuttamiseksi käytetään saman valmistajan ja saman pintakäsittelyn omaavaa vaneria. Betonipinnan sileyden ja muotin käyttökertojen lisäämiseksi levyt yleensä pinnoitetaan. Filmipintainen vaneri kestää ilman muotinirrotusainetta tavallisesti 1-2 valukertaa. Muotinirroitusaineella käyttökertojen määrää voidaan lisätä. Pinnoittamattoman muotin kanssa on aina käytettävä muotinirrotusainetta. Muuten pinnoittamaton muotti saattaa imeä kosteutta betonin pinnasta niin paljon, että sementin hydratoituminen pysähtyy. Seurauksena on pölyävä ja irtoileva pintakerros. Vanerien lujuus kasvaa kuusivanerista (heikoin) koivuvaneriin (kestävin). Lujuus- ja jäykkyysominaisuudet ovat yleensä erilaiset vanerin eri suunnissa ja niissä on rakenteesta johtuen huomattaviakin eroja. Eri muottivanerityyppien ominaisuuksia. Lähde: Paikallavaletut betonipin- Taulukko 2 nat.1998. Esimerkkinä vanerin rakenteesta: Havuvaneri kaikki viilut havupuuviilua, pintaviilut joko kuusta tai mäntyä Combivaneri pintaviilu ja sen alla oleva ensimmäinen liimaviilu koivua, sisimmät kerrokset vuorotellen koivu- ja havuviilua Peilikuvacombivaneri pintaviilut koivua, sisimmät kerrokset vuorotellen havu- ja koivuviilua Koivu kaikki viilut koivua Muottivanerityyppi Valutulos Käyttökerrat (laatuluokka B) Pinnoittamattomat koivupintaiset erittäin hyvä, huokoseton hyvä tulos 1 2 kertaa/puoli tyydyttävä tulos 2 3 kertaa/ puoli kuusipintaiset tyydyttävä, viilun syykuvio näkyy betonissa ja oksien pihka saattaa värjätä betonia 2 3 kertaa/puoli Pinnoitetut kuusivaneri, filmipintainen combivaneri, filmipintainen koivuvaneri, filmipintainen viirapintainen filmivaneri tyydyttävä, viilun syykuvio saattaa näkyä betonissa, betonipinnassa pieniä huokosia hyvä, sileä pinta, jossa pieniä huokosia hyvä, sileä pinta, jossa pieniä huokosia hyvä, karkea mattapinta, josta ei erota pientä huokoisuutta 10 valukertaa 15 40 valukertaa laadusta riippuen 60 100 valukertaa laadusta riippuen 10 20 valukertaa 4
2.1.2 Sahatavara Muottipintamateriaalina käytetty sahatavara jättää betonipintaan sahaustekniikasta (kehä-, pyörö- tai vannesaha) ja puulajista riippuvan kuvion. Höylätystä tai hiekkapuhalletusta sahatavarasta tehty muotti antaa edellisiä sileämmän pinnan. Sahatavaran imemä vesi pienentää betonin vesi-sementti-suhdetta aiheuttaen tumman värin. Värivaihtelua voivat aiheuttaa myös puun orgaaniset aineet, jotka saattavat värjätä betonia. Tasaisen pintavärin saamiseksi käytettävän materiaalin tulisi olla samasta lähteestä. Muottimateriaalin käyttökertojen lisääntyessä vedenimun tummentava vaikutus pienenee. Värin ja pintakuvion vaihtelu näkyy selkeästi, jos samalla pinnalla käytetään sekä uutta, että vanhaa muottimateriaalia. Sahatavaraa käytettäessä puun sokerit eli ksyloosit saattavat jättää pinnan pölymäiseksi. Ksyloosin aiheuttama pölyyntyminen voidaan estää, kun muottipinta käsitellään sementtilietteellä, huuhdellaan ja käsitellään muotinirrotusaineella. Sementtiliete alkalineutraloi ksyloosin ja tukkii samalla muottipinnan huokoset tasaten pintaa. Muottia ei myöskään tarvitse erikseen kastella niin paljon. Sahatavarasta valmistetut muotit on aina kasteltava hyvin. Kastelu tiivistää muotin ja vähentää samalla betonin tarttumista. Sopiva kosteuspitoisuus muottimateriaalille on noin 18 %. Lautojen vedenimukyky vaihtelee, jolloin huolellisesta kastelusta huolimatta betonipinnassa esiintyy tummuusvaihteluita. Muotinirrotusaineen käyttö kastelun lisäksi vähentää tätä ilmiötä. Käyttämällä pontattuja lautoja voidaan oleellisesti vähentää jälkitöitä lisäävien valupurseiden esiintymistä. Sahatavaran liitostapa vaikuttaa pinnan nystermien ja kolojen määrään. Tavallinen puskuliitos on helpoin tapa, esimerkiksi kiilan muotoinen liitos tuottaa paremman pinnan. Sahatavaraa voidaan käyttää rimoina tai lautoina tasaisen muottipinnan elävöittämiseen. 3 3 2 1 Kuva 2 Sahatavarasta tehdyn muotin jättämä kuviointi. 1. jatkos 2. naulanpää 3. lautojen välinen sauma Lähde: Arbeitsheft Betonlehrpfad s. 20 kuva 2. 5
2.1.3 Lasikuitu ja muovi Muovimuotteja käytetään etenkin arkkitehtonisissa muoteissa niiden monimuotoisuuden ja tiiviin pinnan takia. Muovimuotteja käytettäessä betoni ei värjäydy, toisin kuin absorboivia muottimateriaaleja käytettäessä. Jotkut muoviset muottimateriaalit saattavat tehdä betonipinnan kiiltäväksi. Kiiltävä pinta on herkkä sään vaihteluille, sillä kastuminen ja kuivuminen sekä pinnan jäätyminen kuluttavat kiillon epätasaiseksi. Tästä syystä ulkotiloihin jäävällä pinnalle ei suositella muovimuottia. Muovimuoteissa käytetään kuituja lisäämään muotin jäykkyyttä. Elleivät lisätyt kuidut ole alkalinkestäviä, muotti rapistuu nopeasti ollessaan kosketuksissa betoniin. Muotin käyttöiän pidentämiseksi muotin pinta päällystetään hartsilla. Betonipinnan yhdenmukaisuuden saavuttamiseksi hartsipinnan on oltava hyväkuntoinen. Muotin pinnan huoltoon kuuluu varovainen puhdistus, muotinirrotusaineen käyttö ja pienten paikallisten pintavaurioiden täyttö. Kuiduttomia muotteja käytetään sileän tai kuvioidun pinnan tekemiseen. Levymäiset muotit vaativat kunnollisen tuennan betonimassan aiheuttaman paineen vastaanottamiseksi. Muovin ja lasikuidun käyttö muottimateriaalina on yleistä pilarimuoteissa sekä eräissä erikoismuoteissa, kuten kupumuoteissa. Erittäin tiivispintaisina ne vaativat etenkin pystyvaluissa matalat valukerrokset ja huolellisen tiivistyksen, jotta muottipintaan kertyvät ilmahuokoset saadaan poistettua. 2.1.4 Teräs Metallipintaiset muotit ovat tiiviitä ja niillä saadaan aikaan tasavärinen pinta. Käyttö edellyttää, että metallipinta on puhdas, eikä siinä ole reaktiivisia aineita tai ruostetta. Muotteina käytettävien levyjen on oltava riittävän jäykkiä, jotta taipumia tukien välissä ei tule. Alumiini, magnesium ja sinkki reagoivat betonin alkalien kanssa vapauttaen happea, jonka seurauksena betoni tarttuu muotin pintaan ja pintoihin voi muodostua kuplia. Metalliseosta, joissa on alumiinia tai magnesiumia, voidaan käyttää, jos se on yhteensopivaa betonin kanssa. Yhteensopivuus voidaan perustella aiempien onnistuneiden käyttökertojen perusteella, jos käytetään samaa betoniseosta, muotteja ja jälkihoitoolosuhteita. Teräsmuottien käyttökertamäärä on suuri, mutta nekin vaativat hyvää huoltoa. Tyypillisiä teräsmuottipinnan vaurioita ovat ruoste ja erilaiset käsittelyvauriot kuten hiontavirheet, kolot, painaumat ja hitsausjäljet. Teräspinnoille suositellaan ruosteenestoainetta sisältäviä muotinirrotusaineita. Erityisesti pystysuoraa teräsmuottia vasten valettaessa betonin muottiin siirrossa on käytettävä valusukkaa, huolellista tiivistystä ja ohuita valukerroksia, koska tiivis muotti muutoin lisää huokosten määrää. Teräsmuotissa on aina käytettävä muotinirrotusainetta. 2.1.5 Kumi- ja polyuretaanimuotti Kun betonin pintaan halutaan pienillä päästökulmilla toteutettuna voimakas kuvio, on useimmiten käytettävä muotin uloimpana, betonia vasten tulevana pintana kumia. Muotin irrottaminen betonia vahingoittamatta ei muita materiaaleja käyttäen ole useinkaan mahdollista. Kumi soveltuu pienille, usein toistuville pinnoille. Isoissa yksittäiselementeissä se on kallis. Erityisesti elastisia polyuretaanimuotteja käytettäessä on varmistettava, että muotinirrotusaine soveltuu sekä betonille että muottimateriaalille. 6
2.2 Muottikalustot 2.2.1 Pystyrakenteiden muottikalustot Lämmitettävä suurmuotti Lämmitettävä suurmuotti on kahden muottipuoliskon muodostama seinän korkuinen muotti. Muotit ovat teräsrunkoisia, valupintana on yleensä muottivaneri ja joskus teräslevy. Muotit ovat lämpöeristettyjä ja muottipintoja lämmittävät termostaatilla ja lämpötilarajoittimella ohjatut vastussauvat tai langat. Lämmityksen avulla nopeutetaan muottikiertoa myös lämpimänä rakennuskautena. Muottipituuksia on esimerkiksi 1,2 metrin kerrannaisina (2,4 3,6 4,8 6,0 7,2 m). Muottien korotus on mahdollista toteuttaa kasettimuoteilla. Suurmuoteille on ominaista: soveltuvuus selkeisiin rakenteisiin, kun käyttökertoja on paljon nopea muottikierto vähäinen työvoimatarve nopea käyttövalmius (esivalmistelu hyvin vähäinen). Suurmuottien siirtoihin tarvitaan nosturi. Jälkityötarve riippuu muottipinnan kunnosta ja työmaa-aikaisesta huollosta. Kun suurmuoteissa käytetään korkealaatuista muottivaneria, joka lisäksi huolletaan valujen välillä huolellisesti, saadaan aikaan hyvätasoista betoniseinää suurina pintoina ja samalla muottipinnalle suuri käyttökertamäärä. Suurmuotin vaneri voi olla joko muotin kokoinen suurlevy tai tehty tiiviillä saumoilla liitetyistä vakiokokoisista vanereista. Sidepulttijako ja jälki on harva ja säännöllinen. Taulukko 3 Muottipintamateriaalin ja muotinirrotusaineen yhteensopivuus. Muottipintamateriaali Soveltuvat muotinirrotusaineet Huomioitava käytössä Sahatavara Puhdas vesi Lisäaineilla täydennetyt mineraaliöljyt Kemiallisesti aktiiviset muotinirrotusaineet Vesiöljy-emulsiot Kasviöljypohjaiset muotinirrotusaineet Sahatavara on kasteltava myös muotinirrotusainetta käytettäessä. Syy- ja sahauskuviot näkyvät selvästi betonipinnassa. Vedenimukyvyn vaihtelut saattavat aiheuttaa värieroja betonipintaan. Vedenimukykyisenä materiaalina sahatavara saattaa vähentää betonipintaan syntyviä ilmarakkuloita. Pinnoittamaton vaneri ja puulevy Samat kuin sahatavaralla Syykuviot jäävät näkyviin betonipintaan. Ilmarakkuloita syntyy sahatavaraa enemmän. Pinnoitettu vaneri ja puulevy Lasikuitu ja muovi Teräs Lisäaineilla täydennetyt mineraaliöljyt Kemiallisesti aktiiviset muotinirrotusaineet Kasviöljypohjaiset muotinirrotusaineet Kemiallisesti aktiiviset muotinirrotusaineet Vesiöljy-emulsiot Lisäaineilla täydennetyt mineraaliöljyt Kasviöljypohjaiset muotinirrotusaineet Kemiallisesti aktiiviset muotinirrotusaineet Lisäaineilla täydennetyt mineraaliöljyt Vedettömät kasviöljyt Vanerilevyjen reunojen suojaus ja tiivistys pidentää niiden käyttöikää. Ilmarakkuloiden suuri määrä vaarana pystyvaluissa. Lasimaiset, täysin imemättömät pinnat jättävät betonipintaan aina eri kokoisia ilmarakkuloita. Muotinirrotusaineen levitys on tehtävä erityisen huolellisesti; valuva aine on pyyhittävä pois eri muovimuottityypit saattavat vaatia erikoisirrotusaineiden käyttöä. Vesiemulsiot eivät sovellu. Ruosteenestoaine on tarpeellinen. Osa kasviöljypohjaisista aineista muodostaa sitkeän kalvon teräsmuotin pintaan, jos aine pääsee kuivumaan. Muotinirrotuskäsittely kuten lasikuitu- ja muovimuoteilla. Ilmarakkuloiden muodostuminen kuten lasikuitu- ja muovimuoteilla. 7
Järjestelmä- ja kasettimuotit Järjestelmämuotit kootaan määrämittaisista kaseteista vakiokiinnikkeillä siten, että saadaan kohteeseen sopiva, helposti muunneltava muottikalusto. Kasettimuottijärjestelmä koostuu alumiini- tai teräsrunkoisista ja vaneripintaisista kaseteista, jotka kiinnitetään toisiinsa metallikiinnikkeillä. Myös puurunkoisia kasettimuottijärjestelmiä on markkinoilla. Kiinnikkeet myös tiivistävät kasettien reunat. Muottien sidepultitus tehdään muotissa olevien säännöllisten reikien läpi. Sidepultituksen vuoksi kasetit on asetettava pulttireiät vastakkain. Tämä on huomioitava muotituksen suunnittelussa. Muottisiteiden jäljet paikataan valun jälkeen. Kasettien korkeus ja pituus vaihtelee. Järjestelmä- ja kasettimuottijärjestelmillä on mahdollista tehdä sekä suuria että pieniä kohteita. Suurten teräskasettien siirtämiseen tarvitaan nosturia, pienten alumiinikasettien asennus onnistuu ilmankin. Järjestelmä- ja kasettimuotin käyttö vaatii huolellista ennakkosuunnittelua. Jos kohteessa on erityisiä arkkitehtonisia pintavaatimuksia, muottisuunnitelmassa on huomioitava kasettijaon ja muottisiteiden betonipintaan jättämä jälki. Betonipinnan laatuun vaikuttaa muottipinnan kunto ja työmaa-aikainen huolto sekä muottirungon puhtaus (saumojen tiiviys). Palkkimuottijärjestelmä Palkkimuottijärjestelmä koostuu vakiokokoisista palkeista, joista voidaan koota monimuotoisia muotteja. Käytettävän vanerin laatu ja koko sekä kiinnitystapa voidaan valita vapaasti. Palkkijärjestelmä mahdollistaa myös sidepulttien vapaan sijoittelun. Monimuotoisuutensa vuoksi palkkimuottijärjestelmä soveltuu niin pienille työmaille kuin suuriinkin kohteisiin. Järjestelmä soveltuu myös haastaville seinämuodoille. Muotin korkeus riippuu muottipalkin pituudesta. Palkkien pituus on yleensä 0,90 6 m. Käyttämällä palkkien liitososia muottikorkeutta voidaan kasvattaa yli 8 metriin saakka. Liitososalla palkit saadaan myös suoraan linjaan keskenään. Kuva 3 Puupalkkimuottijärjestelmä. 8
Lauta- ja levymuotit Lauta- ja levymuotit ovat yleensä kertakäyttöisiä, irrallisesta sahatavarasta ja muottilevyistä valmistettuja muotteja. Tukirakenteena käytetään puuta tai terästä ja muottipintana lautaa tai vaneria. Muottisiteet ovat yleensä pyöreitä teräs tai alumiinitankoja. Muotille tunnusomaista on se että tarvikkeita työstetään pystytyksen aikana ja muotti puretaan irrottamalla rakennustarvikkeet yksin kappalein. Näin muottitavaran rikkoutuminen ja hukka muodostuvat suureksi. Muottilaudoitus vaatii hyvää kirvesmiestaitoa ja muottityö on hidasta. Lauta- ja levymuotit soveltuvat erityisesti kohteisiin, joissa ei ole toistuvuutta. Myös arkkitehtoninen muoto tai erityiset pintavaatimukset voivat edellyttää kappaletavaralaudoitusta. Pilarimuotit Pyöreitä pilarimuotteja valmistetaan teräksestä, lujitemuovista, sahatavarasta sekä kertakäyttömuotteja pahvista. Suorakaidepilarien muotit tehdään teräs- tai alumiinirunkoisista kaseteista, lautasiivuista tai muottilevyistä sidottuna lauta- tai terässoljilla. Kertakäyttöiset pahviset, polyetyleenikalvolla pinnoitetut pyöreät ja neliskulmaiset muotit täyttävät korkeatkin laatuvaatimukset. Kaarevien seinien muotit Kaarevat pinnat on muottiteknisesti edullista toteuttaa murtoviivana kapeista, suorista muottipaloista. Muotiksi soveltuvat useat eri järjestelmämuottien vaihtoehdot. Kasettien välissä on järjestelmästä riippuen joko teräksinen kaariadapteri tai puusovite, josta jää jälki valmiiseen pintaan. Kuva 4 Kaareva seinä voidaan toteuttaa murtoviivana. 9
2.2.2 Vaakarakenteiden muottikalustot Kuva 5 Vakiopalkkiholvimuotti. Vakiopalkit ja muottilevyt Vakiopalkkijärjestelmä muistuttaa menetelmänä perinteistä holvilaudoitusta, mutta muotinosien suuri kapasiteetti ja lisäosien käytännöllisyys tekevät menetelmästä joustavan ja monipuolisen holvimuottijärjestelmän. Järjestelmässä tuentana ovat teräs- tai alumiinituet, primääri- ja sekundäärikannatinpalkit sekä muottipintana muottivanerit tai 3-kerrospuulevyt. Kannatinpalkit ovat ristikko- tai vaneriuumaisia puupalkkeja. Järjestelmään kuuluvat tukijalat ja pudotushaarukat helpottavat ja nopeuttavat asennus- ja purkutyötä. Holvikasettijärjestelmä Kasettimuottitekniikka soveltuu mataliin tuentoihin tasavahvoille laatoille, joissa toistuvuutta on vähän tai pohjamuoto vaihtelee. Käsin asennettavat aluiinirunkoiset holvikasetit ovat hyvä valinta työmaille, joissa nostokalustoa on käytössä rajoitetusti. Alhaaltapäin tuentatasoltaan koottava järjestelmä on työmenekiltään pieni ja siten sopiva monitoimityökunnille. Kaseteissa on valmiina vanerinen muottipinta. Jälkityötarve on muottikaluston kunnosta ja työmaa-aikaisesta huollosta riippuvainen. Kupumuotti Kupumuotti on lujitemuovista valmistettu kuppimainen muotti, jota käytetään kevennetyn laatan muotittamiseen. Kupumuotin alusrakenteena käytetään sahapuutavaraa tai vakiopalkkeja sekä tuentana tukitorneja tai terästukituentaa. Pöytämuotit Pöytämuoteilla voidaan toteuttaa hyvinkin nopea laattarakenteen muottikierto. Pöytämuotti kootaan yleensä kohdekohtaisena ja se muodostuu pöytämuottijaloista sekä niska- ja koolauspalkeista, jotka voivat olla vakiopuu-, alumiini- tai teräspalkkeja. Pintamateriaali valitaan kohteen laatuvaatimusten ja käyttökertojen mukaan. Muottilevyjako määräytyy halutun valukuvion mukaan. Pöytämuotin käyttö edellyttää useita toistuvia käyttökertoja ensikasauksen suhteellisen suuresta työmäärästä johtuen. Käyttö vaatii tarkat muotti- ja muotinkiertosuunnitelmat. Siirrot sitovat nostokapasiteettia muotin suuren painon takia. 10
2.3 Muottisaumat Veden poistuminen betonimassasta aiheuttaa virheitä puhdasvalupintaan. Betonipinta voi olla juovikas tai täpläinen tai tummentunut vedenpuutteesta johtuvan liian vähäisen hydrataation vuoksi. Virheet voivat näkyä myös pintakäsittelyjen jälkeen. Muottien liitosten tiivistäminen ja vuotojen estäminen parantaa valmiin pinnan laatua. Jäykkä betonimassa vähentää vuotojen määrää muottisaumojen raosta. Jäykkää massaa on vaikeampi tiivistää, joten pintaan betonin pintaan voi jäädä huokosia aiheuttavia ilmakuplia. Betonimassan notkeutta valittaessa on kiinnitettävä huomiota muottien monimuotoisuuteen, muottitekniikkaan ja raudoituksen tiheyteen. Mitä notkeampaa massaa käytetään, sitä tiiviimmäksi muotit on tehtävä. Muottien vuotoja voidaan vähentää käyttämällä erillistä muottipintamateriaalia, jonka saumat ovat eri kohdassa itse muottiin verrattuna, käyttämällä paineherkkää tiivistemateriaalia pinnan liitoksissa sekä välttämällä betonin vaakaliikkeitä täryttämisen aikana. Viisteet ja pintakuvioinnin muodostavat listat tiivistetään, ettei betonimassa pääse niiden taakse. Kuva 6 Skydeck-muotteja. 11
2.4 Muottisiteet Muottipinnan ja valettavan rakenteen lävistäviä muottisiteitä joudutaan käyttämään valupaineen takia. Siteen avulla muotit saadaan asetettua haluttuun seinäpaksuuteen. Muottisiteet koostuvat teräs- tai alumiinitangosta, kartiomaisesta laajennusosasta ja muottilukoista. Muottiside voi lävistää valettavan rakenteen välikeputken (valuholkki) sisällä, jolloin se poistetaan ennen muotin purkua. Valuun kiinni jääviä muottisiteitä ei puhdasvalupinnoissa käytetä näkyviin jäävän korroosion estävän laastipaikkauksen takia. Käytettävän muottisiteen malli riippuu seinän käyttötarkoituksesta. Perusmalli on tarkoitettu seinille, joilta ei vaadita vesitiiviyttä. Perusmallin lisäksi markkinoilla on vesija kaasutiiviit mallit sekä sokkelihalkaisuun tarkoitettu malli, joka sitoo eristeen paikalleen. Muottisiteiden käyttö on muottiteknisistä syistä lähes aina välttämätöntä. Niiden betonipintaan jättämiä reikiä tulisikin hyödyntää pinnan arkkitehtuurissa. Muottipintaan voidaan kiinnittää lisäkartioita yhdenmukaistamaan muottisiteiden jättämää kuviointia. Valmiissa seinässä kartion pohja saadaan samaan tasoon muun seinäpinnan kanssa saumamassa avulla. Kuva 7 Muottisiteitten ja muottilevyjen saumojen jäljet valmiissa pinnassa. 12
2.5 Muotinirrotusaineet Muotinirrotusaineet ovat aineita, joilla estetään betonin tarttuminen muottiin ja pidetään muottipinta puhtaana. Muotinirrotusaineiden käyttö estää betonipinnan rikkoutumisen muottia purettaessa ja siten edesauttaa betonipinnan onnistumista. Muotinirrotusaineella on yhdessä muottimateriaalin kanssa vaikutusta pinnan huokoisuuteen: sopiva yhdistelmä vähentää huokoisuutta. Muotinirrotusaine tiivistää muottipinnan ja estää veden imeytymistä muottiin, jolloin betonipinnasta tulee vaaleampi. Käytettävän muotinirrotusaineen valintaan vaikuttavat monet seikat, mm. yhteensopivuus ja käyttölämpötila. Irrotusaineen on oltava yhteensopiva muottipintamateriaalin ja käytettävän betoniseoksen kanssa. Sopimaton muotinirrotusaine voi aiheuttaa pinnan likaantumista tai värjääntymistä sekä pinnan huokoisuutta. Ympäristösyistä etenkin infrarakentamisessa käytetään luontoon hajoavia kasviöljypohjaisia muotinirrotusaineita. Muotinirrotusaineen valinta on paras tehdä käyttöolosuhteissa tehtyjen mallikokeiden perusteella. Yhdenmukaisen pinnan saamiseksi on koko valun ajan käytettävä samaa muotinirrotusainetta. Taulukko 4 Muotinirrotusaineiden ominaisuuksia. Tyyppi ja koostumus Ominaisuuksia Levitys ja käytössä huomioitava Puhdas mineraaliöljy (lisäaineettomat öljyt) Lisäaineilla täydennetty mineraaliöljy Mineraaliöljyjen vesiemulsiot/vesiöljyemulsiot Mineraaliöljyjen vesiemulsiot/löjyvesiemulsiot Kemiallisesti aktiiviset muotinirrotusaineet Kasviöljypohjaiset muotinirrotusaineet - vesipohjaiset emulsiot - puhtaat tai muunnellut kasviöljyt (täysöljyt) Pinnoitteet (maalit, lakat ja muut vedenpitävät pinnoitteet) Ei suositella puhdasvalupinnoille Taipumus lisätä betonipinnan huokoisuutta Vähentää betonipinnan huokoisuutta Yleismuotinirrotusaine kaikentyyppisille muottipinnoille Suora sade aiheuttaa valumajälkiä öljypintaan Vähentää betonipinnan huokoisuutta Teräspintoja lukuunottamatta soveltuu kaikentyyppisille muottipinnoille, etenkin imeville kuten puu Ei saa käyttää, jos vaarana jäätyminen Ei suositella puhdasvalupinnoille Hidastaa betonipinnan sitoutumista Lisää betonipinnan pölyämistä Vähentää betonipinnan huokoisuutta Hyvä tiiviillä muottipinnalla Kestää sateen Vähentää betonipinnan huokoisuutta Vaalea, tasavärinen betonipinta Käyttö edellyttää muottipintojen erittäin huolellista puhdistamista Käyttö kylmissä olosuhteissa tai voimakkaassa auringonpaisteessa saattaa aiheuttaa ongelmia Vain muottipinnan esikäsittelyyn Tiivistää muottipinnan imemättömäksi Käyttö ainoastaan yhdessä varsinaisen muotinirrotusaineen kanssa Ruiskutus sekä levitys pensselillä, sienellä tai telalla Ylimääräisen, valuvan aineen poisto rievulla Sekoitettava huolellisesti ennen käyttöä; ei saa ohentaa vedellä Ruiskutus tai telaus Ylimääräisen, valuvan aineen poisto rievulla Ruiskutus tai liina Levitettävä kuivalle muottipinnalle Ruiskutus tai käsin sienellä, telalla tai rievulla Täysöljyjen levittäminen saattaa olla vaikeaa Valmistajan ohjeiden mukaisesti Muottivahat (liuotinpohjaiset vahat) Vettäimevien muottipintojen esikäsittelyyn Valmistajan ohjeiden mukaisesti 13
Muotinirrotusaineet voidaan jakaa toimintatapansa mukaan fysikaalisesti (hydrofobisen kalvon muodostava) tai kemiallisesti (hydrofobisen kalvon lisäksi irrottavan saippuakerroksen muodostava) toimiviin aineisiin. Jälkimmäiset ovat tehokkaampia ja vaativat pienemmän ainemäärän. Fysikaalisesti toimivia aineita ovat lisäaineettomat mineraaliöljyt, kasviöljyt, diesel-öljyt, parafiinivahat ja silikoniöljyt. Monet käytettävät muotinirrotusaineet ovat kasviöljypohjaisia täysöljyjä, emulsioita tai kasviöljyjen ja orgaanisten liuottimien seoksia. Kemiallisesti aktiivisen irrotusaineen rasvahapot reagoivat kemiallisesti betonin kanssa, ja muodostavat saippuaa, joka poistaa öljyä paremmin ilman betonin pinnalta. Kemiallisesti aktiiviset aineet voidaan vielä jakaa osittain tai täysin reaktiivisiin aineisiin. Pystyrakenteiden liian lähellä muottipintaa ja ilman muotinirrotusainetta tehty tärytys voi aiheuttaa pinnan raitaisuutta. Liiallinen muottiöljy nostaa paikallisesti betonin vesisementtisuhdetta ja tärytys tehostaa reaktiota. Osittain kemiallisesti aktiivisten muotinirrotusaineiden muodostama saippuakalvo parantaa sementtipastan liikettä muottipinnassa, eikä raitojen muodostuminen näillä aineilla ole ongelma. Täysin reaktiiviset aineet toimivat merkistä riippuen useimmissa tapauksissa. Muotinirrotusaineet levitetään ruiskulla. Suuttimen rakenteesta ja öljyn koostumuksesta riippuen suihkun muoto voi olla kartiomainen tai viuhkamainen. Suuttimen on oltava puhdistettu. Muotinirrotusainetta ei saa ruiskuttaa liian läheltä, sopiva etäisyys vaihtelee ruiskun ominaisuuksista riippuen. Lähin ruiskutusetäisyys on 30 cm. Ruiskun paine emulsioilla on vähintään 4 bar, viuhkasuuttimella jopa 8 bar. Täysöljyillä sopiva paine on 3 6 bar. Muotinirrotusainetta levitetään ohut kerros. Liian paksu ainekerros aiheuttaa rusehtavaksi värjäytyneen, pienihuokoisen betonipinnan ja pahimmillaan johtaa kiviaineksen irtoamiseen betonipinnasta. Muotinirrotusaineen on peitettävä koko muottipinta. Ylimääräinen öljy pyyhitään pois lastalla tai rievulla. Emulsiomaista irrotusainetta käytettäessä ennen valua odotetaan, että vesi haihtuu muotin pinnalta. Odotusaika on noin puoli tuntia. Muotinirrotusainetta ei saa ruiskuttaa muottipinnalle raudoituksen läpi, eikä sitä saa joutua valmiiseen betonipintaan. Muottipinta on käsiteltävä aina ennen uutta valukertaa. Joitain muottimateriaaleja, kuten kumia, muovia ja kasteltua lautaa voidaan käyttää ilman muotinirrotusainetta: etenkin kumipintaa käytettäessä on kuitenkin noudatettava tuotteen valmistajan antamia ohjeita. 14
2.6 Raudoitus Pinnaltaan puhtaaksivalettavan rakenteen raudoitus on suunniteltava rakenteen valettavuus huomioiden. Raudoitukselliset yksityiskohdat on suunniteltava siten, että betonilla on mahdollisuus täyttää muotti kaikilta osiltaan ja sauvatäryttimelle on varattu riittävästi tilaa betonin tiivistämistä varten. Onnistunut toteutus edellyttää suunnittelun ja toteutuksen yhteistyötä. Puhdasvalupinnan muotti tulisi mahdollisuuksien mukaan pystyttää raudoituksen teon jälkeen. Muottia pystyttäessä tulee huolehtia, että muottipinta ei vahingoitu. Mikäli raudoitusta hitsataan muotin pystytyksen jälkeen, tulee myös tällöin huolehtia, että muottipintaa ei vaurioiteta. Raudoitteiden väliin jätetään riittävästi tilaa, jotta betoni asettuu ja tiivistyy tasaisesti. Myös raudoitteen ja muotin välisen betonipeitteen on oltava niin paksu, ettei raudoitus aiheuta värieroja rakenteen pintaan. Vaakasuora etäisyys raudoitteiden välissä tulisi olla suurin seuraavista: 50 mm, 1,25 x raudoitteen halkaisija tai 1,75 x maksimiraekoko. Raudoitteen ja muotin välissä vaakasuora etäisyys tulisi olla suurin seuraavista: 1,25 x raudoitteen halkaisija tai 1,5 x maksimiraekoko. Betonipeitepaksuuden on kuitenkin aina täytettävä rasitusluokan asettamat vaatimukset. Raudoitustukien, korokkeiden ja välikkeiden, jotka ovat lähellä paljasta pintaa, tulisi olla materiaaliltaan ruostumattomia, esimerkiksi muovia, epoksipinnoitettuja tai ruostumatonta terästä. Näin estetään ruosteen aiheuttamat pinnan värjäytymät. Sidelangan päät taivutetaan pois betonin pinnasta. Asennuksessa käytetään työkaluja, jotka vahingoittavat muotti pintaa mahdollisimman vähän. Puhdasvalupinnoissa kiinnitysten kuten sähkörasioiden ja varausten asennuksessa käytetään mahdollisimman vähän nauloja, sillä teräsnaulat voivat aiheuttaa betonipinnan värjäytymistä. Käytettävien naulojen tulisi olla alumiinisia, ja ne katkaistaan pinnan tasalta. Kuva 8 Vaakasuoran etäisyyden raudoitteiden välissä tulisi olla suurin seuraavista: 50 mm, 1,25 raudoitteiden halkaisija tai 1,75 x maksimiraekoko. Muotin ja raudoitteen välisen vaakasuoran etäisyyden tulisi olla suurin seuraavista: 1,25 x raudoitteiden halkaisija tai 1,50 x maksimiraekoko. Betonipeitepaksuuden on kuitenkin aina täytettävä rasitusluokan asettamat vaatimukset. 15
Taulukko 5 Betonipeitteen paksuus riippuu betonin rasitusluokituksesta. Taulukossa on esitetty betonipeitteen minimipaksuuden arvot normaalille raudoitukselle 50 vuoden käyttöiälle sekä minipeitepaksuuden arvot puhdasvaluissa kiviaineksen maksimi raekoolle 16 ja 32 mm. Taulukosta valitaan vaakariviltä suurin arvo. Jänneraudoitus vaatii paksumman betonipeitteen. Taulukon arvot sisältävät sallitun mittapoikkeaman 10 mm. Luokitus Olosuhteiden yleiskuvaus Betonipeite min. (mm) BY50 mukaan Betonipeite puhdasvaluissa (mm) Maksimiraekoko 16 mm 32 mm X0 Betoni sisätiloissa, jossa ilmankosteus on hyvin alhainen. Kuivat lämmitetyt sisätilat. 25 50 XC1 Sisätilat, joissa on alhainen kosteuspitoisuus. Jatkuvasti vedenpinnan alla olevat rakenteet. 25 50 Kylpyhuoneet, porraskäytävät, vedenpinnan alaiset rakenteet. Kerroksellisen seinärakenteen sisäkuori. Siltojen vedenalaiset osat. XC2 Pitkiä aikoja veden kanssa kosketuksissa olevat rakenteiden osat. Useimmat perustukset. 25 50 siltojen perustukset, siirtymälaatat. XC3 Betoni sisätiloissa, joissa kohtalainen tai korkea ilmankosteus. Ulkona olevat osittain tai 35 35 50 kokonaan sateelta suojatut rakenteet. Sateelta suojatut julkisivut, muut pystysuorat ulkona olevat, sateelta suojattujen rakenteiden pinnat. Pysäköintitasojen laatat. Uimahallit, saunat, suurkeittiöt, monet teollisuusrakennukset. Siltojen sateelta suojatut päällysrakenteen osat kuten kansilaatan alapinnat ja palkit, sateelta suojatut pilarit, tukimuurit ja maa- ja välituet. XC4 Betonipinta kosketuksissa veden kanssa, eikä kuulu ympäristöluokkaan XC2. Parvekelaatat, 35 35 50 sateelle alttiit julkisivut, sokkelit. Siltojen sateelle alttiit osat kuten reunapalkit, maatukien sivupinnat, tukimuurit, pilarit. XD1 Betonia rasittavat ilmavirran mukana tulevat suolat. Meluseinät tien vieressä. Uimahallien 40 40 50 sisätilat. XD2 Betonia rasittavat klorideja sisältävät teollisuusvedet. Uima-altaat. 45 45 50 XD3 Suoloja sisältäville roiskeille tai suolaukselle altiit osat. Pysäköintitasot, lämmitetyt autotallit. 50 50 50 Siltojen tiesuoloille alttiit osat kuten reunapalkit, siirtymälaatat, betonikaiteet, suolasumulle alttiit siltapilarit ja väli- ja maatuet. XS1 Rakenteet avomeren rannalla. 40 40 50 XS2 Merirakenteiden ja siltojen merivedenalaiset osat. 45 45 50 XS3 Merirakenteiden ja siltojen meriveden vaihtelu- ja roiskevaikutuksille alttiit osat kuten välituet. 50 50 50 XF1 Sateelle ja jäätymiselle alttiit pystysuorat betonipinnat. Julkisivut, sokkelit. Suolaamattomien teiden siltojen osat kuten kansilaatta, palkit, maa- ja välituet. XF2 Sateelle ja jäätymiselle alttiit pystysuorat betonipinnat, jotka ovat alttiina jäätymiselle ja ilman kuljettamalle jäänsulatusaineille. Meluseinät ja sokkelit tien vieressä. Suolattavien teiden siltojen osat kuten päällysrakenteen palkit ja kansilaatat, maa- ja välituet. XF3 XF4 XA1 XA2 XA3 Sateelle ja jäätymiselle alttiit vaakasuorat betonipinnat. Parvekkeet, siltapilarit ja muut rakenteet sisävesien vesirajassa, patorakenteet, makean veden altaat. Suolaamattomien teiden siltojen osat kuten reunapalkit, siirtymälaatat, pilarimaiset välituet, rengaskehäsiltojen peruslaatat ja vesistösiltojen suojaamattomat vedenvaihtelualueen rakenteet. Suoralle jäänsulatusainekerrokselle ja jäätymiselle alttiit vaakasuorat betonipinnat ja jäänsulatusaineille alttiit teiden siltojen kannet. Pysäköintitasot, päällysteet, autotallit. Suolattavien teiden siltojen reunapalkit, siirtymälaatat, betonikaiteet, rengaskehän peruslaatat. Välituet, kun sillan alittavaa tietä suolataan. Meressä olevan sillan suojaamattomat rakenteet tasolta NW-1 ylöspäin. Osa maatalousrakenteista Puukuivaamot, savupiippujen yläosat Maatalousrakenteet, jotka ovat alttiina urealle, maidolle tai lannoitteille. XF ja XA luokissa käytetään useamman eri rasitusluokan yhdistelmiä, esimerkiksi XC3, XF2: betonipeite määräytyy yhdistelmän muiden rasitusluokkien mukaan. 16
3 Betonimassan vaikutus 3.1 Massan koostumus Puhdasvalubetonin suhteituksessa on tavoitteena homogeeninen, hyvin koossapysyvä ja tiivistettävä massa, jonka kuivumiskutistuma on mahdollisimman pieni. Massan maksimiraekoon tulisi olla mahdollisimman iso, kuitenkin valettavuus ja raudoitus huomioonottaen. Kiviainesosuuden kasvattamisella pienennetään betonin vesimäärää ja samalla kutistumaa. Massan hienoainesmäärä (hieno hiekka < 0,25 mm ja sementti) vaikuttaa massan hyvään muokkautuvuuteen eli notkeuteen, tiivistyvyyteen ja koossapysyvyyteen. Taulukossa 6 on esitetty maksimiraekoolle suositus hienoainesmäärät. Minimisementtimäärä on noin 300 kg/m³. Puhdasvalupinnoissa on suositeltavaa käyttää sideaineena vain sementtiä, sillä seosaineet, kuten lentotuhka ja masuunikuona voivat aiheuttaa betonipintaan laikkuja. Värierot eivät tasaannu edes betonin ikääntyessä. Betonipinnoissa, joissa tavoitellaan mahdollisimman huokosetonta ja sileää pintaa, mutta jotka maalataan tai tasoitetaan, voidaan käyttää seosaineita. Betonin hienoainesmäärän liiallista kasvua on kuitenkin varottava kutistuman takia. Pumppaus asettaa omat vaatimuksensa betonimassalle. Vaatimukset on sovitettava puhdasvalun asettamiin vaatimuksiin. Noudatettaessa taulukon 6 mukaisia hienoainesmääriä ei myöskään betonin pumpattavuus heikkene oleellisesti. Puhdasvalubetonin vesi-sementtisuhteen tulisi olla 0,55 0,60. Kokonaisvesimäärä ei saa olla korkeampi kuin 200 kg/m³. Käytettävän vesimäärän on oltava sama koko valun ajan. Rakenteen säilyvyysvaatimukset asettavat myös rajoituksia vesi-sementtisuhteelle. Puhdasvalubetonin kokonaisvesimäärää on syytä rajoittaa kulloinkin mahdollisimman pieneksi useammastakin syystä: kutistuma pienenee plastinen painuma pienenee (pintahalkeilu esimerkiksi raudoitusvälikkeiden sekä varausten kohdalla) tiiviys paranee pienempi vesimäärä takaa tasaisemman värin. Puhdasvalupinta voidaan tehdä myös valkobetonista tai värillisestä betonista. Valkosementillä runkoaineen väri korostuu enemmän kuin tavallisella harmaalla betonilla. Tumma runkoaine voi luoda betonipintaan varjoja kohtaan, jossa sementtipastaa on ohuelti. Väribetonissa käytetään yleensä sideaineena valkosementtiä, värillistä kiviaineista ja väripigmenttiä. Harmaata sementtiä käytettäessä ei saavuteta puhtaita värisävyjä. Valkobetonin saatavuus valmisbetonina on rajoitettua. Pigmentoidusta valkoisesta sementistä ja halutun värisestä kiviaineksesta valmistettu betoni on sekoitettava työmaalla. Taulukko 6 Puhdasvalubetonin hienoainesmäärä suositusarvot (hieno hiekka < 0,25 ja sementti). Alueiden ylärajat ovat suositeltavampia. Maksimiraekoko tulee olla aina mahdollisimman suuri rakenteen valettavuus huomioiden. Lähde: Paikallavaletut betonipinnat.1998. Maksimiraekoko Hienoainesmäärä: hieno hiekka < 0,25 mm + sementti (kg/m³) 32 mm 16 mm 12 mm 375 425 450 500 475 525 17
Lisäaineet vaikuttavat eri tavoin betonimassan ominaisuuksiin. Huokostinta käytetään olosuhteissa, joissa betonirakenne joutuu pakkasrasitukselle altiiksi. Notkistimien avulla voidaan pienentää massan vesi-sementti-suhdetta ja parantaa massan työstettävyyttä. Veden määrän väheneminen muuttaa betonin väriä, joten käytettävä notkistinmäärä on pidettävä vakiona valun ajan. Hidastimilla voidaan pidentää betonin työstöaikaa, mutta suurina annoksina hidastimet voivat aiheuttaa betonin halkeilua tai värjääntymistä. Käytettävien lisäaineiden on oltava keskenään yhteensopivia. Puhdasvalubetonissa ei tule käyttää sitoutumista hidastavia ja kokemusperäisesti betonipintaan värieroja aiheuttavia notkistimia. Tasavärisen pinnan saamiseksi betonin lämpötila tulisi pitää mahdollisimman tasaisena koko valun aikana. Kun betonin lämpötila on 18 27 C, saadaan yleensä aikaan tasainen väri. Yli 27 C:ssa betonin nopea kovettuminen voi aiheuttaa valukerrosten välille raitoja, jos valutyössä sattuu viivästymisiä. Suurissa pitkäkestoisissa rakentamiskohteissa valuolosuhteet ja muut lopputulokseen vaikuttavat tekijät muuttuvat ja tasalaatuisten puhdasvalupintojen aikaansaaminen on haasteellista. 3.2 Itsetiivistyvä betoni Itsetiivistyvä betoni on normaalia betonia huomattavasti notkeampaa eikä vaadi tärytystä. Itsetiivistyvä betoni soveltuu hyvin puhdasvalupintoihin kun sen käyttö hallitaan. Itsetiivistyvä betoni on herkempi osa-aineidensa ominaisuuksien muutoksille kuin normaali betoni ja vaatiikin tästä syystä huolellista valvontaa valmistuksen ja betonoinnin aikana. Itsetiivistyvää betonia käytettäessä muotin hydrostaattinen paine nousee helposti suureksi. Tämä on otettava huomioon muotin suunnittelussa. Ulkoinen tuenta ja muottisiteet sekä niiden väliset etäisyydet on mitoitettava kestämään betonoinnin aiheuttamat rasitukset. Koska itsetiivistyvää betonia ei tarvitse täryttää, voidaan muoteissa kuitenkin hyödyntää uusia ominaisuuksia, kuten metallimuottiin magneetin avulla kiinnitettäviä pintakappaleita. Itsetiivistyvän betonin avulla on mahdollista luoda epätavallisia muotoja, jotka tavallisella betonilla eivät ole saavutettavissa. Itsetiivistyvän betonin juoksevuuden takia varaukset ja eristeet yms. on kiinnitettävä lujasti muuhun muottirakenteeseen, etteivät ne irtoa valun aikana. Myös muottien kiinnittäminen ja tiivistäminen alustaan on tehtävä huolella, ettei muotti pääse nousemaan. Muotin tiiviys on erityisen tärkeää käytettäessä itse tiivistyvää betonia. Itsetiivistyvällä betonilla on mahdollista aikaansaada erittäin korkealaatuinen pinta, joka on muottipinnan tarkka kopio. Toisaalta itsetiivistyvä betoni toistaa kaikki muottipinnan ja muotinirrotusaineiden virheet, ellei työssä noudateta huolellisuutta. Itsetiivistyvän betonin muottina käytetään usein terästä tai pinnoitettua vaneria. Uusia puumuotteja tai muuten imeviä materiaaleja tulee välttää, ettei betonin pinta tahriutuisi. Toisaalta kun muottipintamateriaali on tiivistä, voi liiallinen muotinirrotusaine aiheuttaa tahroja betonin pintaan. Muotinirrotusaineet on levitettävä ohueksi kerrokseksi kankaalla sivelemällä. Irrotusaineena käytetään laimentamatonta puhdasta kasviöljy-, mineraaliöljy- tai vesipohjaista muotinirrotusainetta. Itsetiivistyvällä betonilla tehdyn pinnan ulkonäkö on yleensä parempi kuin tavallisella betonilla tehdyn. Pinnan väri on tasaisempi ja muottisiteiden ympärillä olevia valuvirheitä on vähemmän. Reunat ja kulmat toistuvat terävinä. Lisäksi betonipinnassa ole- 18
via ilmarakkuloita on vähemmän ja ne ovat pienempiä. Myös harvavaluja ja plastista halkeilua esiintyy vähemmän. Korkealaatuisen pinnan aikaansaaminen edellyttää kuitenkin hyvin suhteitettua betonia, hyvälaatuista ja hyvin hoidettua muottia sekä huolellista työmaatoimintaa. Puhdasvalubetonin suhteitusperiaatteita Runkoaine lajitteita 3 4 kiviaineksen oltava lujaa ja pakkasenkestävää, eikä se saa sisältää savea, silttiä tai kiillettä maksimiraekoko rakenteen valettavuus huomioiden mahdollisimman suuri Hienoainesmäärä hienon hiekan < 0,25 mm ja sementin yhteismäärä 450 500 kg/m³, kun maksimiraekoko on 16 mm, 375 425 kg/m³ kun maksimiraekoko on 32 mm Sementtimäärä ja tyyppi sementtimäärä on 300 320 kg/m³, jos rasitusluokka, puristuslujuusvaatimukset tai vesisementtisuhteen vaatimus eivät edellytä korkeampaa määrää sementtityyppinä lämpimänä vuodenaikana mieluummin normaalisti kovettuva sementti kuin nopeasti kovettuva, kylmänä vuodenaikana päinvastoin Vesisementtisuhde vesisementtisuhde on 0,55 0,60, jos lujuudelliset tai esimerkiksi säilyvyysvaatimukset eivät vaadi alhaisempaa arvoa Kokonaisvesimäärä kokonaisvesimäärä ei saa ylittää 200 kg/m³ runkoaineen sisältämää kosteuspitoisuutta tarkkaillaan tehostetusti annosteltavan vesimäärän saamiseksi halutun suuruiseksi Notkeus sopiva valunotkeus on S2; tiheästi raudoitetuissa ja ohuissa seinära-kenteissa voidaan joutua valitsemaan notkeudeksi S3 betonin lähtönotkeuden tulisi olla S1, jolloin valunotkeus tehdään notkistimella Betonin sekoitus betonisekoittimen tulee olla annostilavuudeltaan vähintään 1 m³ kunkin betoniannoksen osa-aineet annostellaan aina samassa järjestyksessä betonin minimisekoitusaika on 2 minuuttia betoniannosten sekoitusaikojen on oltava yhtä pitkät 19
4 Työmaatoiminta 4.1 Toimenpiteet työmaalla Betonointiprosessi on suunnittelun ja toteutuksen sisältävä toimenpideketju, johon kuuluvat mm. seuraavat työvaiheet: paikan mittaus muottityöt ja telinetyöt raudoitustyöt betonin valmistus betonin siirto ja valu jälkihoito. Betonoinnista laaditaan työsuunnitelma. Betonointisuunnitelmien laatiminen ja tarkastaminen vastuutetaan. Samalla sovitaan muutosmenettelyistä. Tarvittaessa työmaan yleistä betonointisuunnitelmaa tarkennetaan valuosakohtaisesti. Työmaan alussa päätetään, mistä valuosista laaditaan erillinen suunnitelma. Työmaan betonitöiden suunnitelman avulla varmistetaan, että tavoitteet, vastuut ja vaatimukset ovat selvät kaikille osapuolille ja että työsuunnitelmissa otetaan huomioon liittyminen muihin töihin. Ennen työn aloitusta määritellään osapuolten vastuualueet lopputuotteen laatuun ja työnaikaiseen toimintaan liittyen. Vastuuosapuolina hankkeessa ovat rakennuttaja, suunnittelijat, pääurakoitsija, betonin toimittaja, mahdolliset erityisurakoitsijat sekä liittyvien työvaiheiden suorittajat. Vastuiden määrittelyssä kiinnitetään erityistä huomiota siihen, missä määrin suoritusvelvollisuuteen sisältyy asetettujen vaatimusten ja rajoitusten pohjalta tapahtuvaa suunnittelua sekä suunnitelmien ja työn tarkastuksia. Arkkitehti Muottiasiantuntija Betoniasiantuntija Työmaan betonityönjohtaja Rakennuttaja valvoja Rakennesuunnittelija PUHDASVALUTIIMI Aliurakoitsijat muotti, raudoitus, betonointi Kuva 9 Puhdasvalupinnan toteutuksen osapuolet. Työmaalla käydään läpi koko työmaan betonointiaikataulu ja päätetään, mistä valuosista laaditaan erilliset aikataulut. Selvitetään muiden työvaiheiden vaikutus betonoinnille ja betonoinnin vaikutus muihin työvaiheisiin (betonin kovettuminen ja kuivuminen). Selvitetään sääolosuhteiden vaikutus ja varautuminen häiriöihin. Selvitetään kriittiset vaiheet. Työmaalla pidettävässä suunnitelmakatselmuksessa käydään läpi koko työmaan betonointiin liittyvät suunnitelmat. Sen tarkoitus on toisaalta siirtää tieto suunnittelijalta toteuttajille ja toisaalta arvioida suunnitelmien virheettömyys ja toteutuskelpoisuus. Suunnitelmien on oltava riittävän tarkat yksityiskohtien osalta ja niissä on esitettävä 20
liittyminen muihin työvaiheisiin. Työmaan todelliset olosuhteet on otettava huomioon suunnitelmissa. Suunnitelmakatselmuksessa ovat mukana harkinnan mukaan rakennuttaja, suunnittelijat, pääurakoitsija, työvaiheen suorittaja, edeltävän ja seuraavan vaiheen suorittajat sekä muut kohteessa työskentelevät. Mikäli suunnitelmia on muutettava tai korjattava, sovitaan katselmuksessa toimenpiteiden ajoituksesta, tarkastuksista, kustannusjaosta ja vastuista. Selvitetään viranomaisten, tilaajan ja suunnittelijoiden työvaihetta ja lopputuotetta ja sen laatua koskevat vaatimukset. Vaatimukset käyvät ilmi työ- ja rakennusselostuksista, suunnitelmapiirustuksista sekä yleisistä ja yrityskohtaisista standardeista ja ohjeista. Vaatimusten ohella selvitetään tarvittavat tarkastusmenettelyt, mittaukset ja kokeet, joilla laatu varmistetaan ja osoitetaan työn aikana ja työn jälkeen. Työmaan alussa ja tarpeen mukaan valuosittain vaativissa kohteissa tai henkilöiden vaihtuessa pidetään betonoinnin aloituspalaveri. Aloituspalaverissa selvitetään työmenetelmät ja tehtävän aloitusedellytysten, kuten materiaalin ja välineiden valmius, laatuvaatimukset ja käytettävät laadunvarmistustoimenpiteet, työn aikataulu ja turvallisuustoimenpiteet. Suunnitelmakatselmuksen tai aloituspalaverin yhteydessä kartoitetaan työhön liittyvät riskit. Riskit voivat liittyä esimerkiksi aikatauluun, kustannuksiin, laatuvaatimusten täyttymiseen, turvallisuuteen tai ympäristöön. Selvitetään riskien ennaltaehkäisevät toimenpiteet ja nimetään näille vastuuhenkilöt. Betonointiin liittyy erilaisia tarkastuksia. Tarkastuksilla varmistetaan aloitusedellytyksien valmius, käytettävän työmenetelmän soveltuvuus sekä lopullisen työn laatu. Betonoinnissa tyypillisiä tarkastuksia ovat: suunnitelmatarkastukset telinetarkastus (myös telinepohjat) muottitarkastus raudoitustarkastus (materiaali ja asennustyö) betonin ennakkokokeet valun aikaiset mittaukset (notkeus, ilmamäärä, lämpötila) kovettumisen aikaiset lämpömittaukset kelpoisuuden osoittaminen koekappalein betonipintojen tarkastus. Työsuunnitelmassa esitetään betonointiaikataulu betonoinnin eri työvaiheiden organisointi ja resurssit betonoinnin jako valuosiin muotit ja niiden tukirakenteet purkuineen raudoitus betonin valmistus massan siirrot valutyö pinnan käsittelyineen jälkihoito talvityöstä aiheutuvat toimenpiteet häiriöihin varautuminen Tarkastuksia tekevät viranomaiset, rakennuttaja, urakoitsija, työntekijä itse ja seuraavan vaiheen suorittaja. Tarkastuksista ja niiden dokumentoinnista sovitaan työn alussa. 21
4.2 Muotti- ja raudoitustyöt Muottityössä on kiinnitettävä huomiota erityisesti muotin kantavuuteen, pinnan laatuun ja käsittelyyn sekä tiiviyteen. Muotti on tuettava siten, että se ei pääse kaatumaan, eikä muottipaine pullista muottia. Muotin valinnassa ja pystytyksessä on otettava huomioon muottiin kohdistuvat dynaamiset kuormat, kuten tuuli ja pumppauksesta aiheutuvat kuormat. Käytettävän muottipinnan on kyettävä vastaamaan valmiin betonipinnan laatuvaatimuksia, kuten tasaisuutta, suoruutta ja mittatarkkuutta. Pinnalle sallittavat värierot ja huokoisuus vaikuttavat myös muottipintamateriaalin valintaan. Muottipinnan käsittely muotinirrotusaineella parantaa valmiin pinnan laatua ja lisää muotin käyttöikää, kuten myös muottia suojaavat aineet. Muotti on puhdistettava ennen valua. Rakenteelle asetetut vesitiiviysvaatimukset on otettava huomioon myös muottityössä. Tarvittaessa käytetään vesitiiviitä muottisiteitä ja suunnitellaan työsaumojen rakenne. Varausten, tartuntojen, asennusten ja raudoitteiden sijoittaminen ja kiinnittäminen on tehtävä siten, että ne pysyvät paikallaan ja muottipintaa ei vaurioiteta. Lisäksi raudoitteen suojaetäisyyden on täytyttävä. Muotin tiiviys vaikuttaa oleellisesti lopullisen pinnan laatuun. Muotin tiiviyteen vaikuttavia tekijöitä ovat muottijärjestelmän ohjeiden mukainen käyttö, kuten kokoaminen ja huoltotoimenpiteet, muottikaluston kunto ja nurkkien ja kulmien tiivistysratkaisut. Muita huomioon otettavia asioita ovat mm. väliaikaiset valuaukot ja niiden sulkeminen, työtelineet, kaiteet ja muut turvallisuuteen vaikuttavat toimenpiteet, suojaukset betonoinnin aikana, lujuudenkehityksen seurantaa varten tarvittavat mittaukset ja muotin purkamisen menetelmät sekä jälkituentasuunnitelma. 4.3 Betonointi Muista tärytyksessä: Sauvan halkaisija väh. 50 mm Tärytyskohtien etäisyys 1,5 x vaikutussäde, max 40 cm. Etäisyys muotin reunasta 10 15 cm. Täryttimen vaikutusalueiden on mentävä päällekkäin. Tärysauvan upotus alapuoliseen kerrokseen 20 30 cm. Tärysauvan tasainen 4 cm/s nostonopeus Yhden piston tärytysaika 15 20 s. Työmaatoiminta vaikuttaa ratkaisevasti puhdasvalupinnan laatuun. Betoni toimitetaan työmaalle niin, että se voidaan valaa heti saapumisen jälkeen. Betonin liian pitkä säilyttäminen kuljetusautossa voi aiheuttaa betoninainesten erottumista mikä näkyy valmiin pinnan värivirheenä. Liian pitkä aika valukerrosten välillä voi aiheuttaa työsauman näkymisen valmiissa pinnassa. Kuljetuksen yhteydessä huolehditaan, että betoni ei pääse likaantumaan. Betoni valetaan 300 500 mm:n kerroksissa, kerros valetaan koko muotin pituudelta. Mitä tiheämpi raudoitus rakenteessa on, sitä ohuempia valukerroksia käytetään. Betonin pudotuskorkeus on korkeintaan 1 m. Tarvittaessa käytetään valusukkaa tai -suppiloa. Liian pitkä pudotusmatka lisää erottumisen riskiä ja pudotuksessa ylempiin raudoituksiin jääneet betoniroiskeet saattavat päästä kovettumaan. Puhdasvalupinnat tiivistetään sauvatäryttimellä. Sauvan halkaisijan tulisi olla vähintään 50 mm, ellei raudoituksen tiheys aseta muita ehtoja. Tärytyskohtien etäisyys toisistaan riippuu täryttimen vaikutussäteestä. Etäisyys ei kuitenkaan saa kasvaa 40 cm:ä suuremmaksi. Vaikutusalueiden on mentävä päällekkäin. Sauvan annetaan upota omalla painollaan valetun kerroksen läpi edelliseen, jo tiivistettyyn kerrokseen noin 20 30 cm:n matkalta. Sauva nostetaan tasaisella, 4 cm/s nopeudella. Koko tärytysaika yhdellä sauvanpistolla on noin 15 20 s. Huolehditaan, että tärytin ei osu raudoitukseen tai muottiin. Täryttimen etäisyys muotin reunasta on 10 15 cm. Tärytys liian läheltä muotin reunaa aiheuttaa värieroja puhdasvalupintoihin. Kapeat seinärakenteet tärytetään rakenteen keskeltä. 22