Julkisivun kuntotutkimus yleisesti
Julkisivun kuntotutkimuksessa selvitetään mm. julkisivun, puurakenteiden, muurausten, rappausten tai betonirakenteiden kunto, joiden tulosten perusteella voidaan määrittää korjaustavat. Rakennuksen julkisivujen, parvekkeiden ja ikkunoiden rakenteet ovat kuluvia ja niiden kunto voi vaihdella runsaasti rakennetyypistä, kunnossapidosta ja sääolosuhteista riippuen. Hyvässä kunnossa oleva ja oikein toimiva julkisivu suojaa rakennuksen muita osia vaurioitumiselta. Erityyppisille julkisivuille valitaan soveltuvat tutkimusmenetelmät. Betonin piilevien vaurioiden määrän selvittäminen vaatii perusteellisen kuntotutkimuksen ja näytteenoton. Julkisivun kuntotutkimuksessa selvitetään rakenteiden nykytila kenttä- ja laboratoriotutkimusten avulla. Kuntotutkija laatii raportin, jossa esitetään tutkimustulokset, johtopäätökset rakenteiden kunnosta sekä korjaustoimenpide-ehdotukset. Oikein kohdistetulla julkisivujen kuntotutkimuksilla saadaan kattavat lähtötiedot huolto- ja korjaustoimenpiteiden valitsemiseksi. Julkisivujen kuntotutkimuksen sisältöä on kuvattu tarkemmin mm. Suomen Betoniyhdistys ry:n julkaisuissa Betonirakenteiden kuntotutkimus BY42, Rapattujen julkisivujen kuntotutkimus BY44 sekä Muurattujen ja rapattujen julkisivujen kuntotutkimus BY75.
Betonitekniset tutkimukset
Betoniteknisiä tutkimuksia ja laboratoriokokeita tehdään sellaisten julkisivujen kuntotutkimusten yhteydessä, joissa ulkovaipparakenteet, parvekkeet tai jotkin muut ulkoilmaa vasten olevat rakenneosat ovat betonirakenteisia. Betoniteknisiä tutkimuksia kuuluisi tehdä noin 25 vuoden välein, jonka aikana betonissa tapahtuu karbonatisoitumissa ja raudoitusteräksissä saattaa jo esiintyä korroosiota, mm. mikäli suojabetonipeitteen paksuus ei ole riittävää. Alla on kerrottu tärkeimmät betonitekniset tutkimukset ja mm. laboratoriokokeiden tulkinnasta.
Betonipeitemittarilla mitataan terästen syvyyttä betonirakenteen pinnasta. Mittaus tehdään liikuttamalla anturia betonirakenteen pinnan suuntaisesti, jolloin laitteen näytöstä nähdään terästen etäisyys mittauspisteestä. Mittaustuloksista kirjataan ylös paikallinen minimitulos, joka edustaa kriittisintä betonipeitearvoa. Betonipeitteellä on merkittävä vaikutus betoniterästen korroosioon, sillä teräsbetonirakenteissa raudoitteiden korroosiosuojaus on lähes poikkeuksetta tehty betonin suojavaikutusta hyödyntäen, jolloin paksumpi betonipeite suojaa pidempään teräksiä, kuin ohuempi vastaavaa betonilaatua oleva betonipeite.
Ohuthieanalyysi tehdään betonirakenteiden kuntotutkimuksen yhteydessä, joissa betoninäyte hiotaan 0,02 mm paksuiseksi ”levyksi” ja siitä tutkitaan mikroskoopilla betonin sisäistä rakennetta mm. seuraavasti:
- betonin karbonatisoitumissyvyys
- betonissa esiintyviä ilmasulkeumia sekä mahdollista lisähuokoistamista (pakkasen kestävyyttä)
- ilmahuokosten täyttymistä ns. ettringiitillä, jolloin huokosten antama suoja pakkasta vastaan heikkenee
- sementin hydratoitumista, joka vaikuttaa betonin kovettumisreaktioon ja saavutettuun loppulujuuteen
- betonin runkoaineen koostumusta
- näytteessä olevia mikrohalkeamia, joiden määrästä, sijainnista ja suunnasta voidaan päätellä niiden alkuperää. Useissa tapauksissa betonin pakkasrapautuminen aiheuttaa silmillä havaitsemattomia mikrohalkeamia betoniin.
Betonin pakkasenkestävyydellä tarkoitetaan kovettuneen betonin kykyä vastustaa toistuvia jäätymis-sulamisvaiheiden rapauttavaa vaikutusta betonin ollessa kosteaa. Betoni on huokoinen materiaali, joka kosteassa ympäristössä imee itseensä vettä. Huokosissa olevan veden jäätyessä, syntyy huokosiin painetta, joka jatkuvasti toistuessaan voi alkaa rapauttaa betonia. Pakkasrasitus aiheutuu betonin huokosverkostossa olevan veden jäätymislaajeneman synnyttämästä paineesta, veden laajetessa noin 9 tilavuusprosenttia jäätyessään. Jotta jäätymislaajeneman aiheuttama paine ei vaurioittaisi betonia, on betonissa oltava ilmahuokosia, jotka eivät täyty vedellä kapillaarivoimien vaikutuksesta, ja joihin laajeneva vesi voi tunkeutua aiheuttamatta liian suurta painetta jäätyessään. Näiden suojahuokosten koko on tyypillisesti halkaisijaltaan 0,15…0,3 mm ja ilmamäärän tilavuusosuus 4 – 6 % koko betonin tilavuudesta. Lisäksi suojahuokosten keskinäinen etäisyys tulisi olla vähintään 0,2…0,25 mm.
Karbonatisoitumiseksi kutsutaan betonin neutraloitumisreaktioita, joiden seurauksena betonin huokosveden pH-arvo alenee. Ilmiö aiheutuu ympäröivässä ilmassa olevan hiilidioksidin imeytyessä betoniin, jolloin hiilidioksidi reagoi betonissa olevan kalsiumhydroksidin kanssa. Karbonatisoituvan betonin pH-arvo on n. 12 – 13, kun taas karbonatisoituneen betonin vastaava lukema on lähellä pH-arvoa 8,5. Karbonatisoituneella alueella betonissa olevat teräkset alkavat ruostua ja ruostuessaan terästen korroosiotuotteiden tilavuus kasvaa, mikä aiheuttaa ympäröivän betonin rikkoontumisen, varsinaisen teräksen poikkipinta-ala pienenee ruostuessa.
Karbonatisoituneella alueella betonissa olevat teräkset alkavat ruostua ja ruostuessaan terästen korroosiotuotteiden tilavuus kasvaa, mikä aiheuttaa ympäröivän betonin rikkoontumisen. Samalla varsinaista vetojännitystä vastaan ottavan teräksen poikkipinta-ala pienenee ruostuessa ja näin ollen heikentää teräksen vetolujuutta. Karbonatisoituminen ei välttämättä heikennä merkittävästi itse betonin laatua, mutta ilmiö voi muuttaa sementtikiven mikrorakennetta ja vaikuttaa siten heikentävästi betonin kutistumi-seen ja lujuuteen.
Ettringiittireaktio on kovettuneessa sementtikivessä tapahtuva sulfaattimineraalien kemiallinen reaktio, johon liittyy reaktiotuotteiden voimakas tilavuuden kasvu. Ilmiön syynä voi olla betonin liian voimakas lämpökäsittely tai lämpimissä olosuhteissa liiallisen hydrataatiolämmöntuoton vaikutus kovettumisen aikana, mikä aiheuttaa häiriöitä sementin kovettumisreaktioissa. Toisaalta sementtiin on saatettu sekoittaa sen sitoutumisen hidastamiseksi kipsiä, joka reagoi tyypillisimmin trikalsiumaluminaatin (C3A) kanssa muodostaen ettringiittiä. Tämä reaktiotuote kiinnittyy C3A rakeiden pinnalle, jolloin C3A:n muut reaktiot hidastuvat ja lykkääntyvät.
Betonin vetolujuuskokeet on tarkoitus selvittää betonin kykyä vastustaa vastakkaisiin suuntiin vetävää voimaa. Vetolujuus on noin kymmenesosa betonin puristuslujuudesta. Betonin rapautumista ja sen yleistä laatua sekä betonirakenteen korjattavuutta tai korjaustapaa voidaan osaltaan arvioida vetolujuusmittauksilla. Vetokoetta varten rakenteen tai sen osan läpi porataan halkaisijaltaan vähintään ø 45 mm:n kokoinen poralieriö, jonka vetolujuutta testataan laboratoriossa. Jos vetolujuus saavuttaa vähintään 1,5 MPa:n lujuuden, voidaan todeta, että se ei ole rapautunutta. Mikäli vetokokeen tulokset ovat alle 0,5 Mpa, voidaan betonin todeta olevan joltain osin rapautunutta.
Lisäksi julkisivun kuntotutkimuksissa on tarkoitus selvittää muitakin ulkovaipparakenteiden osien kuntoa, kuten ikkunat, ovet, rappaus, tiilimuuraus ja vesikatto. Vesikatto on yksi rakennuksen tärkeimmistä rakenteista, joka suojaa rakennuksen muita osia vaurioitumiselta. Rakennuksen rakenteet voivat kastua vedestä, joka pääsee valumaan vuotokohdista. Tyypillisiä vuotokohtia ovat esimerkiksi räystäät, liittymäkohdat, läpiviennit, kattokaivot, kattoluukut, kattoikkunat ja katteen ylösnostot. Lisäksi katemateriaali voi olla ikääntynyt, haurastunut ja sen kiinnikkeet voivat irtoilla. Yleisesti käytössä olevia vesikatemateriaaleja ovat bitumikermi-, tiili- sekä peltikatteet, joiden kuntotutkimuksiin valitaan kullekin katemateriaalille soveltuvat tutkimusmenetelmät.
Pihakannella tarkoitetaan piha-alueeseen kuuluvaa yläpohjarakennetta, jonka alapuolella voi olla toiminnallista tilaa, kuten pysäköintihalli. Vesikaton ja pihakansien kuntotutkimuksessa selvitetään rakenteen nykytila ja mahdolliset korjaustarpeet. Tutkimuksesta laaditaan raportti, jossa esitetään tutkimustulokset, johtopäätökset rakenteiden kunnosta sekä korjaustoimenpide-ehdotukset. Vesikattojen ja pihakansien kuntotutkimuksiin ja korjaussuunnitteluun löytyy lisätietoja tarkemmin mm. ohjekorteista RT 103274 Yläpohjat, perustietoja, RT 103275 Loivat bitumikermikatot, RT 103276 Jyrkät bitumikermikatot, RT 85-11158 Konesaumattu peltikatto, RT 85-10848 Betonitiilikatot, RT 85-10847 Savitiilikatot, RT 103277 Liikennöidyn tason vedeneristykset sekä Kattoliiton julkaisu Toimivat Katot 2019.