Betonin vaurioituminen
Kastarinen, Henri (2019)
Kastarinen, Henri
2019
All rights reserved. This publication is copyrighted. You may download, display and print it for Your own personal use. Commercial use is prohibited.
Julkaisun pysyvä osoite on
https://urn.fi/URN:NBN:fi:amk-201904185565
https://urn.fi/URN:NBN:fi:amk-201904185565
Tiivistelmä
Tämä opinnäytetyö tehtiin yhteistyössä Pöyry Finland Oy:n kanssa. Opinnäytetyön tarkoituksena oli käydä lävitse betonirakenteiden vaurioitumisilmiöitä, kunnon tutkimusmenetelmiä, korjausmenetelmiä sekä koh-teen yläpohjalaatasta löydettyjä vaurioita ja niiden korjaamista.
Betonirakenteiden yleisimpiä vaurioiden aiheuttajia ovat raudoitteiden korroosio ja betonin rapautuminen. Yleisin syy raudoitteiden korroosiolle on betonin karbonatisoituminen, jossa raudoitteiden ympärillä oleva betoni on menettänyt sille ominaiset suojaominaisuudet. Yleisin syy betonin rapautumiselle on pakkasra-pautuminen, missä betonin suojahuokosverkostossa oleva vesi on päässyt jäätymään. Jäätymisen seurauk-sena vesi laajenee ja pääsee aiheuttamaan vaurioita betoniin.
Yleisimpiä raudoitteiden korroosion tutkimisen tapoja ovat karbonatisoitumissyvyyden mittaaminen, rau-doitteiden suojabetonikerroksien kartoittaminen sekä betonirakenteiden kloridipitoisuuksien määrittämi-nen. Yleisimpiä betonirakenteiden rapautumisen tutkimisen tapoja ovat vasarointi, mikrorakennetutkimuk-set, vetokokeet sekä suojahuokossuhteiden määrittäminen.
Betonirakenteiden korjaamisessa on erotettava toisistaan korjausperiaatteet ja korjaustavat. Korjausperi-aatteet määräytyvät sen mukaan, millä tavoin korjaukset vaikuttavat rakenteen fysikaaliseen toimintaan tai toimivuuteen. Korjaustavat edustavat erilaisia käytännön toteutustapoja, joilla saadaan aikaan erilaisten korjausperiaatteiden mukaiset vaikutukset. Yleisiä betonirakenteiden korjaustapoja ovat erilaiset laasti-paikkaukset, valukorjaukset, peittävät korjaukset sekä purkavat korjaukset.
Tässä työssä tarkasteltiin Espoossa sijaitsevan Uusikummun koulun yläpohjalaatan vaurioita ja kuntotutki-mustoimenpiteitä. Kuntotutkimuksen oli suorittanut suunnittelutoimisto Alinikula. Kuntotutkimuksen tarkoi-tuksena oli ollut selvittää yläpohjarakenteiden kunto rakenneavauksin, materiaalinäytteiden, kosteusmit-tausten sekä karbonatisoitumiskokeita hyödyntäen.
Kuntotutkimuksen tulokset osoittivat, että teräsbetoninen yläpohjalaatta oli päässyt kosteuden aiheutta-mien jälkien kohdalta karbonatisoitumaan merkittävästi. Karbonatisoitumisesta johtuen yläpohjalaatassa olevat teräkset olivat päässeet lievästi ruostumaan.
Korjausvaihtoehtoina olivat vaurioituneen betonin purkaminen ja uuden tekeminen tilalle tai rakenteen vahvistaminen. Teräsbetonilaatan kantavuus oli tarkistettava laskennallisesti ennen korjaustavan valitsemis-ta. Tarkistuksen suoritti Pöyry Finland Oy. Laskelmien perusteella pystyttiin toteamaan, että yläpohjalaatta ei kestäisi uusia kuormituksia. Korjaustavaksi oli valittava yläpohjalaatan vahvistaminen.
Vahvistukseen vaihtoehtoina olivat hiilikuidulla tai teräksellä tehtävät vahvistukset. Hiilikuidulla tehtävät vahvistukset olisivat tulleet liian kalliiksi, joten tilaaja päätti valita teräksellä tehtävät vahvistukset.
Betonirakenteiden yleisimpiä vaurioiden aiheuttajia ovat raudoitteiden korroosio ja betonin rapautuminen. Yleisin syy raudoitteiden korroosiolle on betonin karbonatisoituminen, jossa raudoitteiden ympärillä oleva betoni on menettänyt sille ominaiset suojaominaisuudet. Yleisin syy betonin rapautumiselle on pakkasra-pautuminen, missä betonin suojahuokosverkostossa oleva vesi on päässyt jäätymään. Jäätymisen seurauk-sena vesi laajenee ja pääsee aiheuttamaan vaurioita betoniin.
Yleisimpiä raudoitteiden korroosion tutkimisen tapoja ovat karbonatisoitumissyvyyden mittaaminen, rau-doitteiden suojabetonikerroksien kartoittaminen sekä betonirakenteiden kloridipitoisuuksien määrittämi-nen. Yleisimpiä betonirakenteiden rapautumisen tutkimisen tapoja ovat vasarointi, mikrorakennetutkimuk-set, vetokokeet sekä suojahuokossuhteiden määrittäminen.
Betonirakenteiden korjaamisessa on erotettava toisistaan korjausperiaatteet ja korjaustavat. Korjausperi-aatteet määräytyvät sen mukaan, millä tavoin korjaukset vaikuttavat rakenteen fysikaaliseen toimintaan tai toimivuuteen. Korjaustavat edustavat erilaisia käytännön toteutustapoja, joilla saadaan aikaan erilaisten korjausperiaatteiden mukaiset vaikutukset. Yleisiä betonirakenteiden korjaustapoja ovat erilaiset laasti-paikkaukset, valukorjaukset, peittävät korjaukset sekä purkavat korjaukset.
Tässä työssä tarkasteltiin Espoossa sijaitsevan Uusikummun koulun yläpohjalaatan vaurioita ja kuntotutki-mustoimenpiteitä. Kuntotutkimuksen oli suorittanut suunnittelutoimisto Alinikula. Kuntotutkimuksen tarkoi-tuksena oli ollut selvittää yläpohjarakenteiden kunto rakenneavauksin, materiaalinäytteiden, kosteusmit-tausten sekä karbonatisoitumiskokeita hyödyntäen.
Kuntotutkimuksen tulokset osoittivat, että teräsbetoninen yläpohjalaatta oli päässyt kosteuden aiheutta-mien jälkien kohdalta karbonatisoitumaan merkittävästi. Karbonatisoitumisesta johtuen yläpohjalaatassa olevat teräkset olivat päässeet lievästi ruostumaan.
Korjausvaihtoehtoina olivat vaurioituneen betonin purkaminen ja uuden tekeminen tilalle tai rakenteen vahvistaminen. Teräsbetonilaatan kantavuus oli tarkistettava laskennallisesti ennen korjaustavan valitsemis-ta. Tarkistuksen suoritti Pöyry Finland Oy. Laskelmien perusteella pystyttiin toteamaan, että yläpohjalaatta ei kestäisi uusia kuormituksia. Korjaustavaksi oli valittava yläpohjalaatan vahvistaminen.
Vahvistukseen vaihtoehtoina olivat hiilikuidulla tai teräksellä tehtävät vahvistukset. Hiilikuidulla tehtävät vahvistukset olisivat tulleet liian kalliiksi, joten tilaaja päätti valita teräksellä tehtävät vahvistukset.