Betonin vaurioituminen

betonin-vaurioituminenBetoni on ainoa rakennusmateriaali, jolle on olemassa vakioitu käyttöikäsuunnittelumenettely. Rakenteeseen valitaan suunnittelukäyttöiän ja rakenteen rasitusluokan mukainen riittävän tiivis ja tarvittaessa lisähuokostettu betonimassa ja raudoitus sijoitetaan riittävän syvälle betoniin. Säilyvyysvaatimukset löytyvät betonin osalta standardista SFS 7022 tai Betoninormeista.

Mikäli säilyvyysvaatimukset laiminlyödään, betoni voi jäädä heikkolaatuiseksi ja vaurioitua joko raudoitteiden ruostumisen tai betonin rapautumisen seurauksena.

Raudoitteiden korroosio

Betonin korkea alkalisuus suojaa terästä tehokkaasti korroosiolta. Betoniterästen korroosio voi käynnistyä, jos terästä suojaava betoni pääsee karbonatisoitumaan eli neutraloitumaan tai jos betoniin pääsee haitallisessa määrin klorideja.

Karbonatisoitumisessa ilman hiilidioksidi reagoi betonin emäksisten yhdisteiden kanssa niin, että reaktiotuotteena syntyy neutraalia kalsiumkarbonaattia. Reaktiot etenevät betonin pinnasta alkaen hitaasti syvemmälle betoniin.

Betonin karbonatisoitumisnopeuden ratkaisee sen tiiviys, eli käytännössä vesisementtisuhde. Myös betonin kosteusrasituksella on vaikutusta. Märkä betoni karbonatisoituu paljon hitaammin kuin kuiva.

Syynä 1960- ja 70-lukujen betonirakenteiden terästen ruostumisvaurioihin ei kuitenkaan ollut niinkään betonin huonossa laadussa ja nopeassa karbonatisoitumisessa, vaan siinä, että raudoitteiden suojabetonin paksuus oli jäänyt monilta kohdin puutteelliseksi.

Nykyisten ulkokäyttöön tarkoitettujen betonien karbonatisoitumisnopeudet ovat niin alhaisia, että 50 vuoden käyttöikä saavutetaan paljon vaatimuksia pienemmillä peitepaksuuksilla.

Myös kloridien tunkeutuminen betoniin voi käynnistää raudoitteiden ruostumisen. Ongelmallisia ovat lähinnä suolattavien teiden betonirakenteet kuten sillat ja pysäköintirakennukset, johon voi kulkeutua suolapitoista loskaa. Itämeren vesi on suhteellisen vähäsuolaista, eikä se aiheuta helposti korroosio-ongelmia.

Kloridirasituksessa on tärkeää kiinnittää huomiota siihen, että betonin halkeamaleveydet pysyvät riittävän pieninä, koska kloridipitoinen vesi pääsee suurista halkeamista suoraan teräksen pinnalle.

Betonin rapautuminen

Betonissa on lähes aina jonkin verran huokoisuutta. Jos betoni pääsee jäätymään niin, että sen koko huokosverkosto on täyttynyt vedellä, erityisesti huonolaatuinen betoni voi säröillä ja siten vaurioitua jäätyvän veden laajetessa noin 10 % tilavuudestaan.

Betonista saadaan pakkasenkestävää lisäämällä massaan lisähuokostusainetta, joka betonia sekoitettaessa muodostaa betoniin pieniä ilmakuplia eli ns. suojahuokosia. Halkaisijaltaan noin 0,1 mm kokoiset suojahuokoset pysyvät ilmatäytteisinä myös vesiupotustilanteessa, joten ne muodostavat tilaa jäätyvän veden laajenemiselle.

Vaihtoehtoisesti pakkasenkestävyys voidaan varmistaa myös riittävän alhaisella vesisementtisuhteella eli massan tiiviydellä.