1 (7) Tasoitteiden alkaliselta kosteudelta suojaavat ominaisuudet Kehityspäällikkö Gunnar Laurén, Saint-Gobain Weber Oy Ab Johdanto Lattiapäällysteiden kosteusherkkyys on ollut jo pitkään tiedossa, mm rakennustöiden yleisissä laatuvaatimuksissa (RYL) otettiin jo 1981 käyttöön enimmäisarvoja betonin suhteelliselle kosteudelle. Kosteudesta johtuvat haitalliset vaikutukset voivat olla erityyppisiä, esim. puun turpoaminen, liiman irtoaminen jne. Kosteuspitoisuuden raja-arvot lattiarakenteissa tulee määrittää käytettävän lattiapäällysteen perusteella. Kuluneen kymmenen vuoden aikana on havaittu, että liiallinen kosteus voi myös aiheuttaa liima-aineiden ja lattiapäällysteessä olevien aineiden hajoamista, mikä puolestaan synnyttää huoneilmaa pilaavia, haihtuvien orgaanisten yhdisteiden päästöjä (VOC). Näillä päästöillä katsotaan olevan merkitystä ihmisen terveydelle, puhutaan sairaiden rakennusten syndroomasta. Kosteusvaikutuksen ohella alustan alkalisuus (korkea ph) on tässä mielessä erittäin varteenotettava tekijä. Kosteuden ja alkalisuuden vaikutus Vesipohjaisella akryyliliimalla liimatuissa PVC-lattioissa hajoamista ei tapahdu pelkästään kosteuden vaikutuksesta - vaan betonissa oleva alkalinen kosteus aiheuttaa haitat [1]. Mattoliima Saippuoitunut mattoliima ph n. 13 Kuva 1.Päällystettyjen betonilattioiden emissiot. Teknillinen korkeakoulu: Betonin alkalisesta kosteudesta johtuva mattoliiman saippuoituminen. Saint-Gobain Weber Oy Ab
2 (7) Tämän osoittaa myös Ruotsissa muutama vuosi sitten tehty tutkimus [2]. Kuva 2: Emissiot PVC-lattiasta kun betonin vesi-sementtisuhde on 0,5 Kuva 2 kertoo, mitä tapahtuu, jos PVC-matto liimataan eri aikoja kuivuneelle betonille (v/s = 0,5). Ensimmäinen päästömittaus suoritettiin puolen vuoden kuluttua lattiapäällysteen asentamista. Tällöin 1-butanoli -päästö oli vallitseva. Mainittu aine on peräisin alkalisuuden vahingoittamasta liimasta, joka tässä tapauksessa oli butyyliakrylaattipohjainen. Jos betoni on riittävän kuiva, tässä tapauksessa n. 80 % RH, päästöt ovat hyvin vähäisiä. Toinen mittaus suoritettiin kahden vuoden kuluttua lattian käsittelystä. Päästökuva on nyt muuttunut. Vallitseva päästö on 2-etyyliheksanoli, jota ilmaantuu, kun ftalaatti-pohjainen pehmennin PVC:ssä hajoaa. Jopa kaikkein kuivimmassa betonissa esiintyy tällöin joitakin päästöjä. Kuvan 2 oikeanpuoleisessa osassa näkyy alustan laadun suuri vaikutus. Tässä tapauksessa betoni on tasoitettu 5 mm paksulla matala-alkalisella tasoitteella (aluminaattisementtipohjainen). Tällä sideaineella tasoitteen alkalisuus on alhainen, ph on alle 11 (vrt. betonin ph 13). Tuloksista voidaan havaita, että tämän kaltainen tasoite suojaa liimaa ja lattiapäällystettä betonin alkaleilta. Kyseinen suojavaikutus on myös ajallisesti pitkäikäinen, koska aineiden hajoamisesta johtuvia päästöjä ei ole havaittu kahdenkaan vuoden aikana altistumisesta.
3 (7) Itsestään kuivuva betoni Yksi tapa saada betonin kosteus alhaisemmaksi on käyttää riittävän alhaista vesi-sementtisuhdetta (<0,5) betonissa. Pienentämällä vesi-sementtisuhdetta betoni saadaan melko kuivaksi. Tällöin suuri osa vedestä sitoutuu kemiallisesti. Kuva 3: Emissiot PVC-lattiasta kun betonin vesi-sementtisuhde on 0,35 ja suhteellinen kosteus 70 %. Kuvassa 3 lattiapäällyste on asennettu betonin päälle, jossa betoni (v/ssuhde 0,35) on kuivunut hyvin lyhyen ajan. Huolimatta siitä, että puoli vuotta lattian päällystämisestä suhteellinen kosteus oli niinkin alhainen kuin 70 %, päästötestaus osoitti huomattavaa liima-aineen (alussa) ja PVC:n pehmittimen (pitkän aikavälin) hajoamista. Eräs syy suuriin päästöihin, huolimatta alhaisesta kosteustasosta, voisi olla korkea sementtipitoisuus jolloin myös alkalisuus on korkea. On myös todettu että alkalien siirtyminen tapahtuu niinkin alhaisessa suhteellisessa kosteudessa kuin 75 % [3]. Kuva 3 osoittaa myös matala-alkalisen tasoitteen myönteisen vaikutuksen. Tämä suojaava vaikutus on muuttumaton vielä kolme vuotta altistumisesta. Testit osoittavat myös että yhdistettäessä itsestään kuivuva betoni ja matalaalkalinen lattiatasoite, lattiarakenne voidaan tehdä nopeammin ja käytännöllisesti katsoen ilman ulkoista kuivausta. Tasoitteiden suojaava vaikutus Yllä esitetty matala-alkalisen tasoitteen myönteinen vaikutus on myös todettu Teknisessä korkeakoulussa tehdyssä tutkimuksessa, missä TEKES projektin puitteissa testattiin päällystettyjen betonilattioiden kosteusliikkeitä ja emissioi-
4 (7) ta [1]. Testissä käytettiin 3 mm:n kerrosta matala-alkalista hienotasoitetta tuoreen betonin päällä. Kolme eri tyyppistä betonia testattiin, (K30, EAEC40 ja E70), ja kun tuloksia tarkasteltiin yhdeksän kuukauden jälkeen lopputulos oli kaikissa sama; Tasoitekerros toimii alkalisuojana mattoliimalle, kuten kuva 4 osoittaa. ph < 11 ph n. 13 Kuva 4. Päällystettyjen betonilattioiden emissiot. Teknillinen korkeakoulu: Tasoitekerros betonin päällä suojaa lattiapäällystettä ja liimaa alkaliselta kosteudelta Kyseisen vaikutuksen rajat tulee luonnollisesti myös tietää. Koska märässä betonissa on kapillaarisesti siirtyvää alkalista vettä, emäksisyyden voidaan olettaa siirtyvän suojakerroksen läpi edellyttäen, että kosteuspitoisuus on kyllin korkea jatkuvien vesikerrosten muodostumiselle. Näin on osoitettu olevan suhteellisen kosteuden ollessa noin 95 %, kuten kuvasta 5 ilmenee. Tässä tapauksessa on käytetty 0.7 vesi-sementtisuhteista betonia ja erittäin korkeata kosteuspitoisuutta (RH 96 %). Puolen vuoden ajan tasoite antaa hyvän suojan alkalihyökkäystä vastaan, mutta pitkän ajan kuluessa rakenteen päästöt lisääntyvät ja kahden vuoden kuluttua päästöjen kokonaismäärä (TVOC) on melkein yhtä suuri kuin betonissa.
5 (7) Kuva 5: Emissiot PVC-lattiasta kun betonin vesi-sementtisuhde on 0,7 ja suhteellinen kosteus 96 %. Saman testin muut tulokset osoittivat, että tasoite säilytti jatkuvan suojaominaisuutensa, kun kosteuspitoisuus betonissa oli 91% RH, kuva 6. Kuva 6: Emissiot PVC-lattiasta kun betonin vesi-sementtisuhde on 0,7 ja suhteellinen kosteus 91 %.
6 (7) Johtopäätökset Yllä olevien tulosten perusteella voidaan todeta, että matala-alkalinen lattiatasoite suojaa lattiapäällystettä ja liimaa alkaliselta kosteudelta ja siten se on hyvä varokeino huoneilmaan tulevien sekundaaripäästöjen välttämiseksi. Pidemmällä aikavälillä saattaa kuitenkin 2 mm:n tasoitekerros olla riittämätön [4], varsinkin jos suhteellinen kosteus alustassa on erittäin korkea. Kun halutaan suojaavaa vaikutusta pidemmälle ajalle (>10 vuotta), pitää tasoitteen vähimmäispaksuus olla 5 mm käytettäessä alkalille herkkiä lattiapäällysteitä. Rakenteen suhteellinen kosteus ei tällöin saa ylittää 90 %. Jos riittävän pitkä kuivumisaika ei ole mahdollista, tämä voidaan käytännöllisesti katsoen saavuttaa ilman ulkoista kuivausta ainoastaan käyttämällä itsestään kuivuvaa betonia, jossa on alhainen vesi-sementtisuhde. Yhteenvetona voidaan todeta, että lattiapäällystettä kannattaa suojata alkaliselta kosteudelta ja näin ollen minimoida saippuoitumisesta johtuvia päästöjä. Paras tapa on välttää päällysteen liimaamista suoraan betoniin ja suojata päälle tulevat materiaalit aina matala-alkalisella lattiatasoitteella.
7 (7) Referenssit: [1] Eronen, J., Räsänen, V., Wirtanen, L. & Penttala, V. Päällystettyjen betonilattioiden emissiot. Teknillinen korkeakoulu, 1998. [2] Johan Alexandersson, Golvutveckling Ab, Concrete-lehti, syyskuu 2001 [3] Kristina Nordling Mjörnell, Self-Desicciation in Concrete, CTH, Institutionen för byggnadsmaterial, 1994. [4] Johan Alexandersson, Golvutveckling Ab, Secondary emission from alkali attack on adhesives and PVC floorings, Lund University, Division of Building Materials, 2006