Uusien rakenteiden betonitutkimukset edellyttävät laaja-alaista osaamista

Rakentamisen yleinen laatu herättää aina keskustelua; välillä enemmän, välillä vähemmän. Ja joskus jopa betonirakentamisessakin menee jotain pieleen. Betoni on herkkä materiaali, joka vaatii koko rakentamisen ketjulta rautaista osaamista ja vaihtelevien olosuhteiden hallintaa eivätkä nämä vaatimukset aina täyty. Usein ongelmat kasautuvat hankkeessa vähitellen ja kamelin selän katkaisee lopulta jokin työmaalla eteen tullut yllättävä vastoinkäyminen.

Esimerkkinä tilaaja on määritellyt rakenteelle käytöstä aiheutuvia tiukkoja reunaehtoja, jotka täyttääkseen rakennesuunnittelija suunnittelee teoreettisesti toimivan, mutta toteutukseltaan vaativan rakenteen. Jo alkujaankin vaativaa suunnitelmaa ja äärimmilleen kiristettyä aikataulua saatetaan hankaloittaa vielä lisää tilaajan asettamien kustannuspaineiden seurauksena. Työmaalla kyseinen vaativa toteutus ei sitten juuri tiettynä päivänä vallitsevissa olosuhteissa ja läsnä olevan kokoonpanon osaamisella onnistukaan täysin suunnitellusti. Lisäksi samanaikaisesti rakentamiseen käytetty materiaalieräkin sattuu ominaisuuksiltaan aivan hyväksyttävyyden rajamaille. Lopputuloksena saattaa olla rakenne, joka ei toimikaan kuten oli suunniteltu tai joka on jopa vaurioitunut heti alusta alkaen. Mitä tällöin pitäisi tehdä? Tapahtuneen kokonaisvaltainen selvittäminen on jatkon kannalta ensiarvoisen tärkeää. Tarvitaan syvällistä osaamista, että tietää, mitä pitää selvittää ja miten. Yksittäisten ja irrallisten tiedonmurusten selvittäminen ilman käsitystä kokonaisuudesta saattaa ajaa tilanteen vain entistä pahemmin solmuun ja erityisesti riitatilanteissa mahdollisuus rakentavaan yhteistyöhön osapuolten välillä voidaan menettää kokonaan.

Tyypillisiä uuden rakenteen betonitutkimuksen aiheita ovat erilaiset lattioihin liittyvät ongelmat, epäilys lujuus- tai säilyvyysominaisuuksien puutteellisuuksista, rakenteen epätoivottu halkeilu sekä epätyydyttävä pinnanlaatu. Jos rakenteeseen on syntynyt selkeitä vaurioita, käynnistyvät selvitykset tyypillisesti materiaaliominaisuuksien tutkimisella. Puristus- ja vetolujuus, huokostuksen onnistuminen, betonin tiivistyminen ja homogeenisuus, pastan määrä sekä teräskuitujen määrä ovat esimerkkejä asioista, joista usein halutaan tutkittua tietoa heti ongelmanselvittelyn alkuvaiheessa. Tarvittaessa selvityksiä jatketaan syvemmälle rakenteeseen tarkastamalla rakenteen vastaavuus suunnitelmiin. Huomiota on kiinnitettävä samanaikaisesti suunnitelmien toteutuskelpoisuuden tarkasteluun. Oleellista tässä vaiheessa on aina myös olosuhteiden selvittäminen, sekä rakentamisajankohtana että uuden betonirakenteen elinkaaren alkuaikoina. Jälkimmäisen osalta mielenkiinnon kohteena on erityisesti jälkihoidon kannalta oleelliset asiat sekä nuoren rakenteen kuormittamiseen liittyvät seikat. Lisäksi käytetyn betonin reseptiikka sekä tehdastiedot pitää tuntea mahdollisimman hyvin. Uusien betonirakenteiden tutkimukset ovat siis hyvin monitahoinen ja monimutkainen kokonaisuus, jossa pienet tiedonmuruset pitää yhdistää johdonmukaiseksi kokonaisuudeksi ja tiedostaa niiden merkitys – tai merkityksettömyys – rakenteen vaurioitumisen kannalta.

Betonirakentamiseen liittyy vahvasti materiaalin laadunvarmistus. Tuoreen betonin ominaisuuksia valvotaan useassa eri vaiheessa rakennusprosessin aikana. Valmisbetonitoimittaja tekee tehtaalla omat tutkimuksensa tuoreesta betonista tasaisen ja hyvän laadun ylläpitämiseksi. Samoja tutkimuksia voidaan tehdä työmaallakin. Jo tässä vaiheessa betonitoimittajan tukena on myös ulkopuolinen riippumaton testauslaitos. Samoja, tuoreen betonin testauksella selvitettyjä asioita, sekä lukuisia muita voidaan varmistaa myös rakennekoekappaleilla eli valmiista rakenteesta poraamalla irrotetuista näytteistä. Tyypillisiä varhaisessa vaiheessa varmistettavia asioita ovat betonin yleislaadun mittarina käytetyt puristuslujuus ja tiheys sekä säilyvyysominaisuuksien arviointiin käytetty suojahuokostuksen huokosjako. Kokonaisesta betonirakenteesta puhuttaessa tyypillisiä laadunvarmistuksellisia tutkimuksia ovat myös raudoitteiden suojapeitepaksuuden mittaukset sekä erilaiset pinnanlaatuun liittyvät mittaukset, kuten esimerkiksi suoruus. Kuten aina korkeaa laatua tavoiteltaessa, on betoninkin tapauksessa keskeistä, että tiedetään mitä asioita pitää seurata ja miksi. Lisäksi pitää tietää, miten tutkiminen tehdään siten, että tulokset kuvaavat haluttua asiaa totuudenmukaisesti.

Sekä laadunvarmistuksessa että ongelmanselvittelyssä yhteistyö hankkeen eri osapuolten välillä on ensiarvoisen tärkeää. Ettei mikään menisi vikaan, tulee rakentavan ja rakentajan sekä suunnittelevien ja valvovien olla jatkuvasti yhteisymmärryksessä tavoitteiden, reunaehtojen ja keinojen suhteen. Mihin pyritään, millaista laatua tavoitellaan, mitä keinoja käytetään. Ja jos jotain kuitenkin menee pieleen, salailun ja syyllisen hakemisen sijaan avoimella yhteistyöllä on yleensä mahdollista löytää keinot, jolla epätoivottu tilanne saadaan vielä kääntymään tyydyttävään lopputulokseen. Epätoivottu tilanne on mahdollista selvittää kaikkien osapuolten kannalta mahdollisimman vähin pysyvin vaurioin, kun osaavat toimijat ovat selvittämässä todenmukaisesti tilannetta, jossa ollaan, ideoimassa korjaustapaa sekä pohtimassa vastuunjakoa.

Uusia rakenteita tutkittaessa ja johtopäätöksiä muodostettaessa, erityisesti korjausvaihtoehtoja arvioitaessa, joudutaan usein tasapainoilemaan sen välillä, mitkä toimenpiteet ovat välttämättömiä ja mitkä ainoastaan teoreettisesti suositeltavia. Tärkeää on aina vaurioitumisen syyn lisäksi arvioida sen todellista merkitystä rakenteen toimivuuden ja käyttöiän näkökulmasta. Rakenteen purkaminen ja uudelleen tekeminen ei useimmissa tapauksissa ole kenellekään osapuolista mieluisin ratkaisu siitä aiheutuvien kustannus- ja aikatauluongelmien vuoksi. Oikeilla tutkimuksilla pystytäänkin valikoimaan toimenpiteet, joilla rakenteen toimivuus ja kelpoisuus käyttötarkoitukseensa varmistetaan tapahtuneista suunnittelu-, rakennus- tai materiaalivirheistä huolimatta. Tavoitteena tulisi aina olla, että korjaustavaksi on muitakin vaihtoehtoja kuin että varmuuden vuoksi tehdään aina ns. ”uudestaan ja paremmin”.

Esimerkki 1. Betonitutkimuksista uudessa betonirakentamiskohteessa:

Uudisrakennuksessa on paikalla valetut parvekelaatat, joiden suunnittelukäyttöikä on 50 vuotta ja rasitusluokka XF3. Tällöin betonin suojahuokosten huokosjakovaatimus on enintään 0,23 mm. Kohteessa heräsi epäily betonin pakkasenkestävyydestä, koska jostain syystä rakenteen valu oli toteutettu betonilla, jonka rasitusluokka oli XF1. Tällöin huokosjakovaatimus on enintään 0,27 mm. Tilanne ratkaistiin betonitutkimuksella poraamalla rakenteesta näytteet ja tekemällä huokosanalyysit yleisen tutkimusohjeen mukaisella näytemäärällä. Suojahuokosia oli betonissa runsaasti ja analyysitulokseksi saatiin 0,21 mm, joka täyttää vaatimukset sekä luokassa XF1 että luokassa XF3. Epäily betonin pakkasenkestävyydestä voitiin siten poistaa.

Esimerkki 2.

Elementtirakenteisten välipohjien päälle oli asennettu tavanomaiseen tapaan pumpputasoite, jonka pinta oli kuitenkin jostain syystä jäänyt pehmeän tuntuiseksi. Aistinvaraisten arvioiden jälkeen lattiasta porattiin näyteitä ohuthietutkimuksiin. Mikroskoopilla saatiin selville, että tasoitekerroksen yläpinnassa oli vain hienojakoisia kiviainespartikkeleita, vähän sementtiä ja runsaasti vettä sisältävä kerros. Isot hiekkarakeet ja tiiviimpi osa sideainetta olivat erottuneet tasoitekerroksen pohjalle. Tavanomaisin syy tällaiselle tasoitteen erottumiselle on liian suuri vesimäärä. Ohuthiekuvat tasoitteesta kuvissa 2a ja 2b.