Betonirakenteita kurittavat betoniteräskorroosio ja rapautuminen – muista kuntotutkimus ajoissa!

Betonirakenteiden käyttöikään – aikaan, jona rakenne täyttää sille asetetut tekniset ja taloudelliset vaatimukset – vaikuttavat rakenneratkaisut, betonin ja raudoituksen laatu sekä erilaiset rasitustekijät. Betonirakenteiden tutkimus julkisivuille ja parvekkeille tulisi tehdä ensimmäisen kerran, kun kiinteistön rakentamisesta on kulunut 25–30 vuotta, mutta joissakin tapauksissa jo aiemmin.

Betonirakenteiden kuntotutkimuksen teettämistä kannattaa harkita myös aina, kun rakennuksen ulkovaippaan tehdään muihin rakenteisiin liittyviä raskaampia korjauksia tai uusimistoimenpiteitä.

Kun tutkimukset tehdään oikea-aikaisesti, voidaan parhaimmillaan välttää mahdollinen uusi ja kustannuksiltaan kallis julkisivukorjaus muutaman vuoden päästä. On hyvä muistaa, että betonirakenteiden vauriot eivät aina näy ulospäin.

Viistosade ei tee hyvää betonirakenteille

Merkittävin betonirakenteiden rasitustekijä on vesi, yleisimmin sadevesi. Sen tuoma rasitus on voimakkainta eteläisen Suomen rannikkoseuduilla.

Ilmastonmuutoksen myötä kovien tuulten aiheuttaman viistosateen on ennakoitu lisääntyvän kaikkialla. Viistosade muodostaa betonijulkisivun pintaan kalvon, joka työntää vettä rakenteiden sisään.

Materiaalina betoni on huokoista, ja se voi imeä itseensä runsaasti vettä. Tämä altistaa vaurioille. Betonin yleisimmistä vauriomekanismeista keskitynkin tällä kertaa kahteen olennaisimpaan: betonin rapautumiseen ja betoniterästen korroosioon eli ruostumiseen.

Betoniterästen ruostuminen ei heti näy ulospäin

Betoniteräskorroosion kannalta oleellinen tekijä on betonin karbonatisoituminen, mikä on ilman hiilidioksidin aiheuttama, betonin pinnalta käsin etenevä neutralisoitumisreaktio. Betoniteräskorroosio on mahdollista kosteusrasituksessa karbonatisoituneella vyöhykkeellä: kun karbonatisoituminen etenee betonin sisällä oleviin teräksiin asti, betonin ruosteelta suojaava vaikutus teräkseen lakkaa.

Betoniteräksien ruostumista voi aiheuttaa myös kloridit, joita on aikoinaan lisätty betonin sekaan tai käytetty esimerkiksi liukkaudentorjunnassa. Erityisen paljon kloridit kiihdyttävät ruostumista jo karbonatisoituneessa betonissa.

Betoniteräksien ruostuminen heikentää rakenteita. Ruostumisen edetessä tilavuudeltaan oleellisesti suuremmat korroosiotuotteet saavat betonipinnan halkeamaan, jolloin rakenteeseen pääsee entistä enemmän kosteutta. Tällöin ruostuminen edelleen nopeutuu ja vaurio etenevät nopeammin.

Kun teräskorroosio on edennyt riittävän pitkälle, rakennetta ei enää useinkaan kannata korjata, vaan joudutaan uusimaan rakenteita, jolloin kustannukset ovat korkeita. 

Betoniterästen korroosion pääsyy on se, että valuvaiheessa teräkset ovat jääneet liian lähelle pintaa. Yksi syy tälle on se, että suojabetonipeitepaksuusvaatimukset ovat vaihdelleet eri vuosikymmenillä.

Esimerkiksi vuosina 1963–1965 normin mukainen suojabetonipeitepaksuusvaatimus on ollut vain 10–15 millimetriä, kun taas nykyisin vaatimus ulkobetonirakenteissa on 35 millimetriä.

Betoniteräskorroosiolle alttiita rakenteita ovat muun muassa alaspäin valetut betonipinnat, kuten parvekelaattojen ja siltakansien alapinnat, uritetut ja voimakkaasti harjatut pinnat sekä ohuet ja runsaasti raudoitetut rakenteet, kuten parvekekaiteet.

Betonin laatu ja kosteusrasitus vaikuttavat rapautumiseen

Betonin huokoisuus ja hauraus tekee siitä helposti herkän runsaalle kosteusrasitukselle. Kun siihen lisätään Suomen talven lämpötilanvaihtelut, jotka voivat jäädyttää kosteita betonirakenteita toistuvasti, olosuhteet rapautumiselle ovat usein suotuisat.

Betonirakenteen pakkasenkestävyyteen vaikuttavat materiaalin pakkaskestävyyden lisäksi rakenteen kosteustekninen toimivuus, kuten kastumisherkkyys, kuivumiskyky ja pintakäsittelyt sekä pakkausrasitustaso eli kosteusrasitus ja jäätymistiheys.

Betonin pakkasenkestävyyteen vaikuttavat keskeisimmät tekijät ovat betonin lujuus (vesi-sementtisuhde), luonnollinen huokostus, tiiveys ja mahdollinen lisähuokostus. Huokostuksen ajatuksena on, että jäätyvä vesi pääsee laajenemaan hallitusti huokosiin ilman että se aiheuttaa betoniin halkeamia.

Myös kloridit vaikuttavat rapautumisilmiön etenemiseen. Erityisen vaurioaltis on ollut rouhekivimassasta valmistettu pesubetoni, jonka pinnassa näkyy sorarakeita. Ongelmallista rapautumisessa on se, että laaja-alaisena se on mahdoton korjattava.

Betonirakenteiden tutkimus lähtee liikkeelle ongelmasta ja sen ratkaisemisesta

Betonirakenteiden kuntotutkimuksen lähtökohtana on selvittää, ovatko rakenteet korjauksen tarpeessa, onko niitä kannattavaa korjata, millaiset korjaustavat ovat teknisesti mahdollisia, mikä korjaustapa on taloudellisin ja milloin korjaus on ajankohtainen.

Koska liikkeelle lähdetään asiakkaan tiedon tarpeista, myös tutkimustoimenpiteet valitaan asiakkaan tarpeiden mukaan. Kuntoa selvitetään rakenne-, olosuhde-, sekä ongelma- ja vaurioselvitysten avulla, eli asiakirja-aineiston lisäksi muun muassa kenttämittauksin ja laboratoriotutkimuksilla.

Esimerkiksi betoniteräskorroosio-ongelman laajuutta tutkitaan selvittämällä kenttätutkimuksen yhteydessä raudoitteiden suojabetonipeitepaksuudet, joita verrataan poratuista näytteistä saataviin karbonatisoitumissyvyystuloksiin. Näistä yhdessä saadaan muodostettua laskennallinen arvio siitä, missä laajuudessa raudoitteet ovat potentiaalisesti korroosiotilassa.

Rapautumista taas tutkitaan kenttätutkimuksen yhteydessä silmämääräisesti, rakenteita vasaroimalla sekä porattavista näytekappaleista vetolujuuskokeilla sekä ohuthietutkimuksilla.

Rakennukset ovat aina yksilöitä, sillä betonirakenteiden vaurioiden syntyyn vaikuttavat sekä ulkoiset tekijät että materiaaleihin ja rakenteisiin liittyvät tekijät. Oikeaoppisesti suoritetulla betonirakenteiden kuntotutkimuksella saadaan selville rakenteen todellinen kunto ja sitä kautta myös järkevin korjaustapa.

Tämä kannattaa pitää mielessä kiinteistön pitkän tähtäimen suunnitelmaa (PTS) päivitettäessä. Betonirakenteiden kuntotutkimuksen kanssa kannattaa olla ajoissa liikkeellä, jotta mahdollisiin ongelmiin voidaan reagoida ajoissa ja tulevia remontteja voidaan ennakoida paremmin.

Kun ollaan riittävän ajoissa liikkeellä, pystytään tyypillisesti etenemään pidemmälle kevyemmillä ja edullisemmilla korjaustavoilla, jolloin rahaa säästyy.