Dipl.ins. Tapio Aho, Dipl.ins. Matti Hyttinen, Ins. Reino Hänninen, Dipl.ins. Veli-Pekka Rydenfelt, Dipl.ins. Kari Tolonen, Dipl.ins. Pekka Vuorinen BETONILATTIOIDEN KULUTUS - KESTÄVYYSLUOKAN VALINTA Suomen betoniyhdistys r.y:n ja Suomen betonilattiayhdistys r.y:n betonilattiaohjeiden mukainen luokitusjärjestelmä on vakiintunut hyvin betonilattioille asetettujen toiminnallisten vaatimusten määrittelyssä. Betoniyhdistyksen Lattiatoimikunta sai syyskuussa valmiiksi vanhentuneen julkaisun uudistustyön ja tuore ohje Betonilattiat 2000 (by45/bly7) ilmestyi viime kuussa. Samanaikaisesti poistettiin käytöstä uuden ohjeen vuonna 1997 laadittu kommenttiversio. Luokitusperusteiden mukaisesti betonilattian luokka ilmoitetaan kirjain-numeronumero -yhdistelmänä (esim. B-3-40), jossa ensimmäinen kirjain ilmoittaa tasaisuusvaatimuksen, ensimmäinen numero kulutuskestävyysvaatimuksen sekä toinen numero betonin lujuusluokan ja samalla ohjeessa esitetyt muiden laatutekijöiden vaatimukset. Luokitusmerkintään voidaan liittää neljäntenä osana kirjain T (esim. B-3-40-T), jos kohdetta voidaan pitää erityisen vaativana. Tällaisia ovat laaja-alaiset, saumattomat ja erityisen kulutusrasitetut lattiat (esim. kun kulutuskestävyysluokka on 1 tai 2) tai olosuhteet ovat huonot. Jos lattia tai rakenne suunnitellaan 1-luokan osavarmuuskertoimia käyttäen, luokitusmerkintään liitetään aina T-kirjain. Betonilattiaohjetta sovelletaan yleisesti asunto- ja toimistorakentamisessa, pysäköintilaitosten kansissa sekä vaativissa teollisuuslattioissa. Tässä artikkelissa on pyritty selventämään Betonilattiaohjeen mukaista kulutuskestävyysluokan valintaa eri lattiatyyppien ja kulutusrasitustapausten osalta. Lisäksi on otettu kantaa ohjeen kestävyyttä käsittelevien kohtien soveltamiseen eri valintatilanteissa. LUOKITUSJÄRJESTELMÄN KÄYTTÖ JA SOVELTAMINEN Betonilattiaohjeen kohdassa 1.2.2 on käsitelty luokitusjärjestelmän käyttöä ja soveltamista. Ko. kohdan taulukossa 1.1 on annettu laatutekijöiden valintaohjeita tavanomaisella vaatimustasolla. Laatutekijöiden vaativuustaso määräytyy lattian käytön mukaan ja sitä määritettäessä tulee ottaa huomioon myös työmenetelmä, jolla lattia tehdään. Kulutuskestävyysvaatimuksen osalta eri kohteille on esitetty seuraavia vaatimustasoja: Kulutuskestävyysluokka 2 Teollisuuslattiat, joissa kulutuskestävyys tärkeä laatutekijä. Esimerkkeinä ovat kohteet, joissa on suuret liikennekuormat, vilkas liikenne ja pienet ja kovat trukin pyörät. Lujuussuositus on K50, mutta lujuusluokka suositellaan valittavaksi mieluiten rakenteellisten vaatimusten mukaan Kulutuskestävyysluokka 3 Teollisuuslattiat yleensä. Niissä tärkeinä laatutekijöinä voi olla esim. tasaisuus (korkeavarastot, joissa trukkiliikenne) ja betonin lujuus valitaan rakenteellisten vaatimusten mukaan (vähintään K30) ottaen kuitenkin huomioon mm. työmenetelmä Kulutuskestävyysluokka 4 Asunnot, toimistot ja muut päällystettävät lattiat Toisarvoiset päällystämättömät tilat (esim. kellaritilat asuinrakennuksissa)
Kulutuskestävyysluokan 1 soveltamista ei ko. kohdassa ole tarkemmin eritelty, mutta se on tarkoitettu erittäin suuren kulutuskestävyysrasituksen alaisille lattiapinnoille (esim. metalliset ja suuret pyörä- tai telaketjukuormitukset). Valintaohjeessa vaativia kulutuskestävyysluokkia 2 ja 3 on esitetty käytettäväksi teollisuuslattioilla, mutta mm. kumipyörärasituksen alaisten huoltoajoväylien, ajotunnelien sekä pysäköintilaitosten vaatimustasoa ei ole esitetty. Niille on tyypillisesti valittu luokka 2 tai 3 kulutusrasitustyypistä sekä liikennemääristä ja -kuormista riippuen. BETONIN LUJUUS JA KÄYTTÖKOHDE Betonilattiaohjeen kohdassa 2.7.2 on annettu suositus siitä, millaisiin lattioihin betonin eri lujuusluokat sopivat. Kuutiolujuus on kuitenkin vain yksi niistä edellytyksistä, joilla päästään hyvään kulutuskestävyyteen. Betonin lujuuden kasvaessa kasvaa myös sen materiaaliominaisuuksista johtuva halkeiluherkkyys ja työmaatoimenpiteiden, kuten huolellisen varhais- ja varsinaisen jälkihoidon merkitys, korostuu entisestään. K30 K40 K50 Pehmeän päällysteen alustana asunnoissa Tavanomaiset kellaritilat (ei ajoneuvoliikennettä) Mosaiikkiparketin alustana asunnoissa Julkiset tilat Pienet työpajat, korjaamot, autosuojat, tavanomaiset varastot Autohallit, pysäköintalot Korjaamot, varastot, teollisuustilat, kuormaustasot Kohteet, joissa betonipinnalta edellytetään erittäin hyvää kulutuskestävyyttä tai kemiallista kestävyyttä Kohteet, joissa ko. lujuusluokan betonia käytetään vain ohuena pintakerroksena alusbetonin ollessa selvästi alempaa lujuusluokkaa ERI KULUTUSKESTÄVYYSLUOKKIEN SAAVUTTAMINEN Betonilattioiden laatuluokituksessa kulutuskestävyydelle ja betonin lujuudelle asetetaan erikseen vaatimukset, vaikka tyypillisesti kulutuskestävyys paranee lujuuden kasvaessa. Syykin tähän on selvä: usein rakenteellisesti ei tarvita ja tuotantoteknisesti ei ole järkevää käyttää korkeaa lujuusluokkaa, mutta tarve kulutuskestävyyden parantamiseen on olemassa. Kulutuskestävyysluokat ovat yleensä saavutettavissa seuraavasti, vaikka tulokseen lisäksi vaikuttaakin eri osatekijöiden yhteensopivuus (by45/bly7, kohta 3.4.5): 1-luokka 10...20 mm:n erikoisbetonikerros, jossa runkoaineena kvartsi, metalli, piikarbidi tai elektrokorundi. Alusbetonin loppulujuus on vähintään lujuusluokan K40 mukainen betoni K40 + sirotepintaus hyviksi tunnetuilla sirotteilla riittävän runsaana
2-luokka 30 mm:n kovabetonilattia K50 notkistettu betoni K30 + sirotepintaus hyviksi tunnetuilla sirotteilla riittävän runsaana 3-luokka imubetonilattia, betoni lähtötilanteessa K30 notkistettu betoni K40 (loppulujuus) jäykkä betonimassa K40 4-luokka hyvällä ammattitaidolla tehdyt lujuusluokan K30 lattiat KULUTUSKESTÄVYYDEN MITTAAMISESTA Suomessa käytössä oleva kulutuskestävyyden mittauslaite rasittaa testattavaa pintaa kolmella teräspyörällä, joissa kussakin on 3 kn:n kuorma. Se kehitettiin aikanaan voimakkaasti kulutusrasitettujen teollisuuslattioiden kulutuskestävyyden testaamiseen ja soveltuu tältä osin hyvin koneellisesti erittäin tiiviiksi ja sileiksi hierrettyjen betonilattioiden koestamiseen. Koska kumipyörärasitetuissa lattiapinnoissa (esimerkiksi pysäköintitalot ja autohallit, joissa henkilöauton renkaan paine lattiapintaan on n. 0,3 MPa) kulutusrasitus on erityyppistä, teräspyörärasitus suurella kuormituksella (lähes 10 MPa) ei kuvaa käyttötilannetta. Suomen Betonilattiayhdistys r.y. onkin aloittanut eri maissa käytössä olevien ja kenttämittauksiin hyvin soveltuvien kulutuskestävyyden testausmenetelmien kartoittamisen, jotta eri lattiapintoja voitaisiin jatkossa testata tarkoituksenmukaisella rasitustyypillä. Yhdistys laatinee selvitystyön jälkeen Betonilattiaohjetta täydentävän käytännön lisäohjeen aiheesta. HYVÄ KULUTUSKESTÄVYYS JA TYÖMENETELMÄT Asetetun kulutuskestävyysvaatimuksen saavuttamiseen vaikuttavat betonin suhteituksen ja osa-aineiden lisäksi myös betonointi- ja pinnankäsittelytapa sekä jälkihoito. Betonin ja työmenetelmien valinnassa on huomioitava ainakin seuraavat kulutuskestävyysvaatimuksen kannalta tärkeät tekijät: betonin lujuus valitaan rakenteellisten vaatimusten mukaiseksi (ei mielellään kovempaa lujuusluokkaa kuin K40) lujuusluokan tuomaa kulutuskestävyyttä suurempi vaatimus toteutetaan sirotteella tai pintabetonikerroksella (vaativat kulutuskestävyysluokan 1 ja 2 lattiat) betonin siirtomenetelmät, lähinnä pumppauksen vaatimukset betonille karkean kiviaineksen määrä on mahdollisimman suuri ja vesimäärä pieni betonipintaan erottuvan hienoaineksen määrä on mahdollisimman pieni betoni tiivistetään hyvin täryttämällä ja hierretään koneellisesti oikea-aikaisesti useita kertoja betonipinnan jälkihoito aloitetaan jo valun yhteydessä ja sitä jatketaan vähintään 5 vuorokautta
Taulukko 1. Suositus kulutuskestävyysluokan valintaan eri kohteissa. Kulutuskestävyysluokka Tyypillinen kohde Luokan saavuttaminen 1 Lattiat, joihin kohdistuu erittäin suuret, metalliset pyörä- tai telaketjukuormat. Lattiat, joiden pintaan kohdistuu kovia iskuja. 2 Teollisuuslattiat, joissa suuret liikennekuormat, vilkas liikenne sekä pienet ja kovat trukin pyörät. Voimakkaan kulutusrasituksen alaiset ajoväylät ja ramppirakenteet (jatkuva ajoneuvoliikenne) 3 Teollisuuslattiat yleensä Pysäköintitalot (tasot ja ajoväylät yleensä) ja autohallit Kuormaustasot Yleensä kumipyörärasituksen alaiset lattiapinnat 4 Asunnot, toimistot ja muut päällystettävät lattiat Kellaritilat asuinrakennuksissa Erikoisbetonikerros10...20 mm (1), jossa runkoaineena kvartsi, metalli, piikarbidi tai elektrokorundi. Alusbetonin loppulujuus on vähintään lujuusluokan K40 mukainen. Betoni K40 + sirotepintaus hyviksi tunnetuilla sirotteilla riittävän runsaana (2) Kovabetonilattia K50 30 mm Notkistettu betoni K30 + sirotepintaus hyviksi tunnetuilla sirotteilla riittävän runsaana (2) Imubetonilattia, betonin lähtölujuus K30 (3) Notkistettu betoni K40 (loppulujuus) (3) Jäykkä betonimassa K40 (3) Hyvällä ammattitaidolla tehdyt lujuusluokan K30 lattiat CASE 1: KULUTUSKESTÄVYYSLUOKAN VALINTA PYSÄKÖINTILAITOKSISSA Normaalilla suomalaisella maksimiraekoon 16/32 mm kiviaineksella, lujuusluokan K40 betonilla ja huolellisella työnsuorituksella (sauvatärytys ja koneellinen hierto) saavutetaan helposti luokan 3 kulutuskestävyys, mutta ei aivan luokkaa 2 (Betonilattiaohjeet by45/bly7). Pysäköintikansille, joilla liikenne on erittäin hitailla nopeuksilla tapahtuvaa pysäköintiruutuun ajamista ja siirtymistä, kulutuskestävyysluokaksi valitaan 3. Nastarengasrasituksesta johtuen pysäköintirakennuksen sisäänajoramppien ja tapauskohtaisesti ajoväylien lähinnä tasojen sisään- ja ulosajokohtiin voidaan valita kulutuskestävyysluokaksi 2, joka on vilkkaasti liikennöityjen ja raskaasti kuormitettujen lattiapintojen kulutuskestävyysluokka. Näin ollen pysäköintilaitosten kulutuskestävyysluokkien määrittelyssä olisi käytettävä tarkennettua aluekohtaista lattiapintojen laatuluokitusta (esim. pysäköintikannet C-3-40, kuvissa määritellyillä ramppien ja tasojen alueilla C-2-40). Etenkin kylmien pysäköintilaitosten jälkijännitettävissä laattarakenteissa käytetään betonina säänkestävää lujuusluokan K40, maksimiraekoko on tyypillisesti 32 mm. Tällaisen betonin loppulujuus on laatastojen käyttöönottovaiheessa tyypillisesti jo yli 50 MPa ja kulutuskestävyys nastarengasrasitustakin ajatellen erittäin hyvä. Lisäksi jälkijännitetty rakenne yläpinnaltaan puristettuna on erittäin tiivis (vesitiivis ilman vesieristystä) ja hyvin mm.
kloridien betoniin tunkeutumista estävä. Jälkijännitettävä rakenne suunnitellaan 1-luokan osavarmuuskertoimia käyttäen, joten betonilattiapinnan luokitusmerkintään liitetään T-kirjain (C-3-40-T). Merkintä tarkoittaa, että työtä aloitettaessa ja tarpeen vaatiessa työtä toteutettessa lattiaurakoitsijan edustajana paikalla on by/bly:n toteaman betonilattiatyönjohtajan pätevyyden omaava henkilö. CASE 2: KULUTUSKESTÄVYYDEN PARANTAMINEN SIROTTEILLA Kulutuskestävyysluokan nostoa voidaan kulutusrasitustyypistä ja tilan käyttöasteesta riippuen tarpeen parantaa hierron yhteydessä pinnalle levitettävillä sirotteilla, kun betonin rakenteellisella lujuudella ei enää vaatimuksia täytetä. Sirotteet sisältävät tyypillisesti hydraulisen sideaineen, joka saa reagointiin tarvittavan kosteuden tuoreesta betonimassasta hierron yhteydessä, sekä erittäin lujan mineraalipohjaisen tai teräksisen runkoaineen. Sirotteet pintaan hierrettyinä lisäävät myös pinnan tiiveyttä mm. kloridien tunkeutumista vastaan. Tyypillisiä käyttökohteita ovat erilaiset teollisuuslattiat, joissa käytettävä betonin lujuusluokka on tasolla K30, kuitenkin korkeintaan K40. Näissä kulutuskestävyysluokka on 2 tai jopa 1. Sirotepinnoitettujen lattioiden suunnittelussa ja toteutuksessa on huomioitava seuraavat tekijät: pinnoite on levitettävä tasaisesti koko käsiteltävälle alalle siten, että suunniteltu kilomäärä lattianeliölle toteutuu ja materiaalissa ei tapahdu sideaineen ja runkoaineen erottumista koska laajat ja etenkin ulko-olosuhteissa toteutettavat lattiapinnat ovat herkkiä eriaikaiselle pinnan kuivumiselle ja sitoutumisen alkamiselle, kerrallaan käsiteltävä ala on huomioitava työvoiman vahvuudessa tai käsiteltävää alaa on pienennettävä sirotepinnoitteen kiinnihierron onnistumisen takaamiseksi sirotteiden soveltuvuutta viileissä ja erityisesti sateelle alttiissa olosuhteissa tapahtuviin lattiavaluihin tulisi arvioida tapauskohtaisesti. CASE 3: PÖLYNSIDONTA- JA PINNAN TIIVISTYSKÄSITTELYT Kovettuneen lattiapinnan pölyämistä (sementtiliiman ja erittäin hienon kiviaineksen irtoamista) voidaan estää pintakyllästyksellä tai betonilakkauksella. Tarkoitukseen soveltuvilla fluatointiaineilla ja betonilakoilla on myös betonipintaa lujittava ja tiivistävä vaikutus mm. kemiallista rasitusta vastaan, mutta niillä ei voida nostaa pinnan kulutuskestävyysluokkaa. Pölynsidonta- ja pinnan tiivistyskäsittely suoritetaan aina pintahiotulle ja kuivuneelle betonipinnalle tuotekohtaisten ohjeiden mukaan. Pintahionnalla poistetaan pintaan erottunut sementtiliimakerros ja paljastetaan vähintään hieno runkoaines. Näin ollen hiottu betonipinta on suuremmasta sileydestä johtuen konehierrettyä pintaa liukkaampi ja ei ole käytännöllinen esimerkiksi pysäköintilaitoksissa. KIRJALLISUUTTA Betonilattiat 2000, by45/bly7. Suomen betoniyhdistys r.y. 2000. Paikallavalettu jälkijännitetty pysäköintilaitos. Julkaisija: Kestävä Kivitalo -projekti. 2000. Paikoitustasojen suunnittelu- ja rakentamisohjeet. Tekninen nurkka. Betoni 2/1996.