Koulutus ja tutkimus Merja Mannila Yksi kommentti

Aallon Jouni Punkki: Betoniongelmista pitää oppia

Valmisbetonin lujuusongelmat ja liian korkeat ilmamäärät ovat viime kuukausina myllertäneet rakennusalaa.

Aalto-yliopiston rakennustekniikan professori Jouni Punkki.

Aalto-yliopiston betonitekniikan professori Jouni Punkin mielestä nyt on tärkeää varmistaa, että ongelmista opitaan ja ne korjataan.

”Meillä ei ole enää sellaista mahdollisuutta, että palaisimme aikaan ennen ympäristöystävällisempiä sementtejä ja lisäaineita. Silloin monet betonit jäisivät valmistamatta. Nyt pitää kehittää tuotteita, jotka ovat vielä parempia”, Punkki sanoo.

Hänen mukaansa ei olisi suuri yllätys, jos lujuusongelmia löytyisi vielä lisää. Hän uskoo kuitenkin, että isoimmat kohteet ovat jo tulleet esiin.

Punkki puhui Inspiroidu betonista -seminaarissa Helsingissä 19. tammikuuta. Vesa Tompuri puolestaan haastatteli häntä betonin kestävyydestä tammikuun alussa.

Aalto tutkii suojahuokostusta

Yksi ongelma on ollut valmisbetonin liialliset ilmamäärät. Yksi prosentti ilmaa vastaa noin viittä prosenttia lujuudessa. Yksinkertaistaen voidaan sanoa, että ongelmatapauksissa P-lukubetonin ilmamäärä on ollut kuusi prosenttia betoniasemalla, noin kymmenen siltatyömaalla ja 15 prosenttia valmiissa sillassa. Tavoitteena on kuuden prosentin ilmamäärä betoniasemalla ja valmiissa sillassa.

”Liian korkeita ilmamääriä on havaittu jo parin vuoden ajan, lähinnä silloissa mutta esimerkiksi myös parkkitalossa. Noin vuosi sitten asiaan aktivoiduttiin ja Liikennevirasto alkoi teettää ilmiöstä selvityksiä. Ongelma kulminoitui viime kesänä Kemijärven sillassa, jonka jännitysankkurit pettivät betonin huonon lujuuden takia.”

Punkin mielestä betonin suojahuokostus ei ole nykyisellään riittävän stabiili. Lisäaineet ovat kehittyneet. Markkinoille on tullut polykarboksylaattipohjaisia notkistimia, jotka sisältävät vaahdontappajia, sekä synteettisiä huokostimia.

”Johonkin meiltä on kadonnut taito huokostaa betonia. Se pitää hoitaa kuntoon. Aalto-yliopistossa on käynnistynyt Robust Air -projekti, jonka ainoa tavoite on tämä”, Punkki sanoo.

”Betoniala on varsin kärkkäästi osoitellut sormella lisäainetoimittajia, mutta kyllä se voi katsoa itsekin peiliin. Ehkä betonit eivät ole kehittyneet samassa tahdissa kuin lisäaineet. Myös työmaan toiminnoissa on kehitettävää.”

Uudenlaisten seostettujen sementtien lujuuden kehitys on erityisesti viileässä hitaampaa kuin perinteisten sementtien. Se on joissain tapauksissa Punkin mukaan yllättänyt toimijat ja johtanut hätiköityihin päätöksiin. Ainakin yksi tuulimyllyn perustus on purettu turhaan. ”Seossementtien perinteisiä sementtejä hitaampi lujuuden kehitys on osasyy lujuuden alituksiin vain osassa tapauksia.”

Kiviaines heikentynyt

Suomen vanhimmat merkittävät betonirakenteet ovat säilyneet suhteellisen hyvin. Kun esimerkiksi Imatrankosken betonirakenteet valettiin, käytössä oli parempaa kiviainesta ja karkeampaa sementtiä kuin nykyisin.  Jouni Punkin mukaan lisäaineet ovat tulleet tarpeeseen juuri siksi, että betonin pääkomponenttien, erityisesti kiviainesten laatu on muuttunut betonin kannalta huonompaan suuntaan.

”Lisäaineet ovat kehittyneet koko ajan, ja useimmiten niiden käyttö on sekä teknisesti että taloudellisesti kannattavaa. Sitä paitsi joitakin uusia betonilaatuja, esimerkiksi itsetiivistyvää betonia, ei olisi mahdollista lainkaan valmistaa ilman kehittyneitä lisäaineita”, Punkki toteaa.

Samalla kun lisäaineteknologia on kehittynyt, se on tuonut myös riskejä. Ne liittyvät paljolti siihen, etteivät kaikki ammattilaisetkaan varmuudella tiedä, mitä mikäkin lisäaine vaikuttaa. Esimerkiksi betonin lujuudenkehitys voi olla uutta lisäainetta tai vaikkapa uutta sementtilaatua käytettäessä hieman toisenlainen kuin mihin rakentaja on tottunut.

”Esimerkiksi seossementtejä käytettäessä voi olla tarpeen määrittää arvosteluiäksi 91 vuorokautta. Tällöin betonin lujuutta ei tule arvioida aikaisemmin, esimerkiksi totutun 28 vuorokauden kohdalla”, Jouni Punkki varoittaa.

Laadunvalvonta nojaa liikaa betoniasemaan

Jouni Punkki korostaa laadunvalvonnan keskeistä merkitystä siinä, että suunnitelman tavoitteet toteutuvat mahdollisimman tarkasti.

”Tietyn tavoitteen, vaikkapa suunnittelukäyttöiän asettaminen on aina pelaamista todennäköisyyksillä. Aina on virhemahdollisuus olemassa. Asianmukaisella laadunvalvonnalla virheen todennäköisyys voidaan minimoida. Viimeaikaiset betonin ongelmat liittyvät osittain laadunvalvonnan toimimattomuuteen. Kun laadunvalvontamenetelmät tarkistetaan koko toimitusketjun osalta ja toimitaan normien mukaan, sadan vuoden käyttöikä on rutiinia betonirakenteille.”

Laadunvalvonta nojaa Punkin mukaan liikaa betoniaseman mittauksiin. Valu, tiivistys ja jälkihoito tehdään työmaalla, ja hänen mielestään esimerkiksi Liikenneviraston ohjeita ei ole siltatyömailla aina noudatettu kunnolla.

”Laadunvalvontakäytännöt pitää päivittää eri osapuolten yhteistyöllä toimiviksi. Koko valmistusketju on otettava huomioon.”

Punkki peräänkuuluttaa väärien päätelmien välttämiseksi kehittämään laadunvalvontaa manuaalisesta enemmän automaatiota soveltavaan.

”Hieman pidemmällä aikavälillä ainoana toimivana ratkaisuna myös betonialalla näen laitteiden internetin (IoT) hyödyntämisen. Dataa kerättäisiin automaattisesti koko valmistusketjussa: raaka-aineista, betoniasemalta, betoniautosta tai -pumpusta ja valmiista rakenteesta.”

Dataa analysoimalla vaihtelut tulisivat näkyviksi jo hyvin aikaisessa vaiheessa. Punkki huomauttaa, että näin laatuvaihtelut vähenisivät aivan eri tasolle.

”Ilmamäärissäkin on käytännössä hajontaa. Tällaisten tilanteiden havaitseminen ajoissa säästäisi monelta jälkikäteiseltä harmilta”, hän päättelee.

Keskustelu artikkelista: 1 kommentti

Vastaa

Rakennuslehden pääuutisia