Kun betoni lähtee betoniasemalta, ei sen tuleva lujuus ole vielä määräytynyt. Mitkä tekijät vaikuttavat kovettuneen betonin lujuuteen? Entä mitä pitäisi tehdä, jotta betonin lujuutta määrittävät kaksi standardia olisivat yhteensopivat?
Betoniasemalla betonin lujuutta säätelee standardi SFS EN 206. Laadunvalvontaan betoniasemalla kuuluu koekappaleiden valu. Näistä koekappaleista saadaan korkeampi lujuus kuin samasta erästä valetuista isommista rakenteista työmaalla. Standardi SFS EN 13791, niin sanottu työmaastandardi, joka säätelee sitä, miten betonia tutkitaan valmiista rakenteista, ottaa tämän huomioon; lujuus alenee keskimäärin 15 prosenttia eli jäljelle jää 85 prosenttia lujuutta. Kerroin, jota havainnollistaa nimitys työmaakerroin, on 0,85.
Kokeellisesti päätettiin lähteä selvittämään, mitä betonille tapahtuu, miten sen lujuus muuttuu, kun se käy läpi prosessin betoniasemalta työmaan rakenteisiin. Selvitys käynnistettiin seurauksena vuosien 2016-2017 aikana havaituista lujuusalituksista työmailla poratuissa koekappaleissa sekä havaintoja seuranneesta vilkkaasta keskustelusta siitä, oliko betoni lähtökohtaisesti huonoa vai oliko sitä käsitelty väärin, kun se ei vastannut työmaastandardin vaatimuksia.
– Tutkimuksessa selvitettiin, miten eri tekijät, kuten tiivistysja jälkihoito, vaikuttavat lujuuteen, kertoo vuosi sitten valmistunutta tutkimusta johtanut TkT Anna Kronlöf Eurofins Expert Service Oy:stä
Järkeviä ja yllättäviä tuloksia
Kokeita varten tehtiin betoniasemalla luonnollisissa olosuhteissa SFS EN 206 mukaisesti yksi massa, josta valvottuna valettiin kaikki testattavat kappaleet. Poikkeuksellisen tutkimuksesta teki yhden ja saman betonierän käyttäminen kaikkiin mittauksiin. Valun jälkeen kappaleet tuotiin noin yhden vuorokauden iässä jälkihoitoon VTT Eurofins Expert Servicen tiloihin, jossa ne myös testattiin.
Mittauksissa tutkittiin lieriöihin valettuja muotteja sekä työmaata edustavia seinämuottikappaleita, joista tutkittiin poranäytteitä.
Koejärjestelyissä luotiin kuusi työmaata, joissa olosuhteet olivat kolmenlaiset. Jokaisessa niistä testattiin elementit, jotka olivat sekä hyvin tiivistetty että huonosti tiivistetty, jälkihoidettu hyvin (lämpimät olosuhteet ja 100 prosenttinen kosteus) ja jälkihoidettu huonosti (viileät olosuhteet ja ilman kierto) sekä näistä risteävät tapaukset. Näiden tekijöiden lisäksi selvitettiin laskennallisesti myös ylimääräisen ilman ja kokeellisesti testaamisen laadun vaikutus lujuuden määräytymiseen.
– Yksittäiset tulokset olivat järkeviä, teorioiden ja odotusten mukaisia, mutta se, miten suuria eri tekijöiden yhteisvaikutukset olivat, oli yllättävää. Esimerkiksi jos valussa on syystä tai toisesta viisi prosenttia enemmän ilmaa kuin on tarkoitettu, ja jos se tiivistetään, jälkihoidetaan ja testataan huonosti, voivat tulokset olla dramaattisen alhaiset, kertoo Kronlöf.
– Voimakkaammin, kuin etukäteen ajateltiin, lujuuteen vaikuttaa betonin käsittely eli tiivistys ja jälkihoito, hän sanoo.
Alalle pohdittavaa
– Ajatus standardeissa on selkeä, mutta se on alkanut hämärtyä. Jos ohjeita ei noudateta, alenee lujuus enemmän. Se taas on johtanut siihen, että on alettu valmistaa lujempaa betonia. Kun ylilujuutta tehdään, saattaa se huonontaa betonin muita ominaisuuksia, lisätä kutistumia ja ympäristövaikutuksia.
Silloin kun tiivistys ja jälkihoito tehdään ohjeistuksen mukaisesti, päästään suunnilleen 0,85 työmaakertoimeen.
– Mutta standardi ei paljoa anna anteeksi ohjeistuksesta poikkeamista, toteaa Kronlöf.
Mitä sitten pitäisi tehdä, jotta SFS EN 206 ja työmaastandardi SFS EN 13791 olisivat yhteensopivia?
Tutkimuksensa tuloksiin perustuen Kronlöf listaa:
– Valurutiineja pitäisi kehittää niin, että päästäisiin 0,85:een työmaakertoimena. Jos tiedossa on, ettei siihen päästä, on tilattava suunnitellusti ylilujuutta, eikä olettaa, että jotenkin se lujuus kehittyy käsittelystä riippumatta. Korkeampi lujuus luonnollisesti myös maksaa enemmän. Ilmapitoisuusongelmiin pitää kiinnittää huomiota. Olisi mietittävä, miten ongelmasta päästään eroon ja sitä, missä kohdin ilmapitoisuus mitataan. Ja vielä se, että lujuusmääritykset täytyy tehdä huolellisesti.
– Näitä asioita alalla olisi yhteisesti pohdittava, toteaa Kronlöf ja muistuttaa:
– Lujuus ei ole lopullinen siinä vaiheessa, kun betoni on valmistettu betoniasemalla. Siitä lujuus lähtee kehittymään ja siihen vaikuttaa se, miten betonia käsitellään. Lujuus ei myöskään ole riippuvainen vain yhdestä osapuolesta vaan kaikista, jotka osallistuvat betonin käsittelyyn.
Juttu on julkaistu alunperin Sementti-lehdessä 1/2019 (teksti: Minna Saano, kuva Ilkka Palonen).
