Alla olevasta diasarjasta löytyy keskeisimpiä perusasioita vähähiilisistä betoneista. Tietoa on koottu erityisesti työmaiden näkökulmasta.
Vähähiilisten betonien työmaakäyttö – infograafi
Alla olevasta linkistä löytyy suuntaa-antavaa tietoa vähähiilisen betonin lujuudenkehityksestä eri olosuhteissa:
Vähähiilisen betonin lujuudenkehityksen esimerkkilaskelmat
Muista myös nämä:
Jälkihoito
(by47 Betonirakentamisen laatuohjeet 2025 luku 5.5.7)
Standardin SFS-EN 13670 Betonirakenteiden toteuttaminen mukaan betonirakenteet jaetaan jälkihoitoluokkiin rasitusluokan perusteella. Rasitusluokissa X0 ja XC sovelletaan jälkihoitoluokkaa 3 ja muissa kuin rasitusluokissa XF2 ja XF4 jälkihoitoluokkaa 4. Rasitusluokissa XF2 ja XF4 jatketaan jälkihoitoa, kunnes saavutetaan 80 % nimellislujuudesta. Jälkihoidon tarkoituksena on aikaansaada olosuhteet, joissa valettu rakenne kovettuu moitteettomasti saavuttaen suunnitellun loppulujuuden ja muut betonin tavoitteeksi asetetut ominaisuudet. Jälkihoidolla muun muassa estetään betonin pinnan liian nopea kuivuminen ja siten varmistetaan betonin lujuudenkehitys sekä pinnan mahdollisimman vähäinen halkeilu.
Jälkihoitoon kuuluu
• valetun rakenteen suojaaminen sateelta, tuulelta, auringonpaisteelta, virtaavalta vedeltä sekä kylmältä
• veden haihtumisen estäminen ja rakenteen kastelu
• oikeasta kovettumislämpötilasta huolehtiminen.
Betonin jälkihoidolla on ratkaiseva merkitys lopputuloksen laatuun erityisesti lattioissa. Betonin jälkihoito voidaan tehdä esimerkiksi
• kastelemalla kovettunut pinta vedellä ja sen jälkeen peittämällä se tiiviisti
• käyttämällä jälkihoitoainetta ainevalmistajan ohjeiden mukaan
• jättämällä muotit paikoilleen
• solumuovilämmöneristeillä
• tiiviillä muottipeitteillä.
Ruiskutettavia jälkihoitoaineita käytettäessä ne määritellään betonointisuunnitelmassa tuotenimellä. Betonoidun pinnan päälle levitetään tarvittaessa välihoitoaine ennen hiertoa. Hierron jälkeen pintaan ruiskutetaan varsinainen jälkihoitoaine. Jälkihoitoaineiden käytössä on otettava huomioon mahdollisten pinnoitteiden vaatimukset. Jälkihoidon merkitys kasvaa ja kesto pitenee, kun käytetään hitaasti kovettuvia seostettuja vähähiilisiä betonilaatuja. Jälkihoitoajan saavuttaminen tulee dokumentoida tallentavilla lämpötilamittauksilla ja kypsyyslaskelmilla. Jälkihoito voidaan lopettaa aikaisintaan, kun
• betoni on saavuttanut 50 % nimellislujuudesta rasitusluokissa X0 ja XC1
• betoni on saavuttanut 80 % nimellislujuudesta rasitusluokissa XF2 ja XF4 tai betonilta edellytetään kulutuskestävyyttä
• betoni on saavuttanut 70 % nimellislujuudesta muissa rasitusluokissa
• betonityöselityksessä määritelty jälkihoidon vähimmäisaika on saavutettu
• betonilattioissa jälkihoito on kestänyt vähintään 2 viikkoa ja nopeasti päällystettävillä laaduilla vähintään 1 viikon.
Lujuudenkehityksen seuranta
Betonin lujuudenkehityksestä tehdään laskennallinen arvio ennen betonoinnin aloittamista. Betonin lujuudenkehitystä seurataan lämpötilamittauksella, jonka perusteella saadaan laskennallista arviota todenmukaisempi käsitys lujuudenkehityksestä työmaan olosuhteissa. Betonin lämpötila mitataan oletettavasti rakenteen kylmimmästä osasta, jossa hydrataatio etenee hitaimmin. Lujuudenkehitystä seurataan joko valmisohjelmilla tai julkaisussa by 65 Betoninormit esitetyillä laskentatavoilla. Rakenteita ei saa kuormittaa täydellä kuormalla ennen kuin betonin nimellislujuus on saavutettu.
Muotinpurku
Muotit voidaan purkaa, kun betoni on kovettunut niin paljon, että rakenteet kestävät niille tulevat rasitukset ja muodonmuutokset pysyvät sallituissa rajoissa. Rakennesuunnittelija määrittää muotinpurkulujuuden. Yleensä muotit voidaan purkaa, kun betoni on saavuttanut 60…80 % nimellislujuudesta.
Hydrataatiolämpöjen seuraaminen
(by47 Betonirakentamisen laatuohjeet 2025 luku 5.8.5)
Betonin hydrataatiolämpöä seurataan mittaamalla, jotta voidaan seurata betonin lujuudenkehitystä sekä mahdollisia yli- tai alilämpöjä, jotka vaikuttavat oleellisesti betonin lujuudenkehitykseen.
Hydrataatiolämpötilojen mittaukset dokumentoidaan ja tehdään niiden perusteella tarvittavia toimenpiteitä seuraavalla tavalla:
• Ylilämpötilanteessa rakennesuunnittelija arvioi betonin puristuslujuusalituksen vaikutukset rakenteen toimintaan.
• Alilämpötilanteessa rakennesuunnittelija arvioi betonin hidastuneen hydrataation vaikutukset betonin lujuudenkehitykseen ja rakentamisen aikatauluihin.
• Betonin jäätyessä rakennesuunnittelija arvioi jäätymisen vaikutuksia betonirakenteesta irrotettavien puristuslujuus- ja ohuthienäytteiden perusteella. Rakennesuunnittelija laatii näytteenotto- ja koestussuunnitelman tapauskohtaisesti.
Vähähiiliset betonit soveltuvat erityisen hyvin massiivisten rakenteiden valuihin.
Massiivisten rakenteiden betonointi
(by47 Betonirakentamisen laatuohjeet 2025 luku 5.5.8)
Tyypillisesti massiiviseksi betonirakenteeksi on katsottu rakenne, jonka pienin poikkileikkaus on 1 m, mutta esimerkiksi halkaisijaltaan vain 0,7 m:n pilari tai laaja pinta-alainen, vain 0,5 m paksu laatta voi lämmöntuotto-ominaisuuksiltaan toimia massiivisen betonirakenteen tavoin, mikäli betonin koostumus tai ympäristöolosuhteet ovat epäedulliset lämmönkehityksen suhteen. Näin ollen esimerkiksi suurin osa tavallisista siltarakenteista tai monet teollisuuslaitosten erityyppiset rakenteet/rakenneosat ovat betoniteknisesti massiivisia rakenteita. Massiivisissa betonivaluissa betonin hydrataatiolämpötila pyrkii nousemaan huomattavan korkeaksi. Korkeat lämpötilat häiritsevät sementin hydrataatiota ja voivat aiheuttaa betonin lujuuskatoa. Maksimilämpötilan lisäksi haitallisia vaikutuksia voi aiheutua lämpötilaeroista rakenteessa. Massiivisissa betonirakenteissa on erityisen tärkeää valita betonin sementtilaatu siten, että hydrataatiolämmöt pysyvät < +70 °C. Tämän lämpötilan yläpuolella betonissa alkaa tapahtua haitallisia kemiallisia muutoksia.
Massiivisissa betonirakenteissa lämpötilaerot rakenteen sisällä eivät saa nousta liian suuriksi, jotta rakenteeseen ei tästä syystä muodostu sisäisiä jännityksiä. Lämpötilojen
on pysyttävä seuraavien raja-arvojen sisällä:
• hydrataatiolämpötila ei saa nousta > +70 °C:n
• lämpötilaero betonoitavan rakenteen eri osien välillä tai 1 m:n matkalla saa olla ≤ 20 °C, myös betonipinnan ja rakenteen sisäosan välillä.
Hydrataatiolämpöjä on mitattava rakenteen reunasta sekä ylä- ja alapinnasta siten, että lämpötila-anturit sijaitsevat 100…200 mm rakenteen sisällä.
Betonointisuunnitelmassa tulee esittää, miten massiivisten valujen korkeat hydrataatiolämpötilat ratkaistaan siten, että pysytään edellä mainituissa lämpötilarajoissa.
Keinoja ovat esimerkiksi
• betonin sideaineen valinta siten, että hydrataatiolämpötilat pysyvät maltillisina
• ennakkolaskelmat ja -kokeet hydrataatiolämpöjen selvittämiseksi
• valujen välttäminen kuumimpaan vuodenaikaan
• jäähdytysputkien asentaminen valuun
• betonin kastelu valun jälkeen.
Maksimilämpötilan osalta alle +60 °C:n lämpötilat eivät aiheuta toimenpiteitä, mutta lämpötilan noustessa tämän yli tarvittavat toimenpiteet riippuvat toteutuneesta maksimilämpötilasta.
Hydrataatiolämmön noustessa > +60 °C rakennesuunnittelijan tulee tarkastella lujuuden alenemisen vaikutukset rakenteen toimintaan. Lujuuskato voidaan arvioida laskennallisesti valetuista koekappaleista: +60 °C:n ylittävä celsiusaste vastaa 1 %:n lujuusalenemaa (esim. +70 °C -> 10 %:n alenema tunnistustestausten lujuuteen). Jos betonin puristuslujuuden vaatimuksenmukaisuutta epäillään, betonin lujuusluokka arvioidaan standardin SFS-EN 13791 luvun 9 mukaisella menettelyllä. Suomalaisen soveltamisstandardin SFS 7508:n luvussa 9 on esitetty koekappaleiden testituloksille ja rakenteessa olevan betonin lujuudelle asetetut hyväksyntä- ja vaatimuksenmukaisuuskriteerit eri testausmenettelyissä.
Ellei tarkempia selvityksiä tehdä, otaksutaan, että betonin puristuslujuuden alenema on 20 %, kun betonin korkein lämpötila on +80 °C. Vastaavasti otaksutaan, että lujuuden alenema on 0, kun betonin korkein lämpötila on +60 °C. Väliarvot interpoloidaan suoraviivaisesti.
Jos betonin lämpötila > +80 °C, betonin puristuslujuuden kelpoisuus todetaan aina rakennekokein standardien SFS-EN 13791 ja suomalaisen soveltamisstandardin SFS 7508:n mukaisesti korkeimpien lämpötilojen kohdilta.
Jos betonin lämpötila > +70 °C, lämpötilan vaikutus betonin pitkäaikaiskestävyyteen tulee tutkia rakenteesta irrotetuista näytteistä erikseen laadittavan koeohjelman mukaisesti. Tarkempia ohjeita maksimilämpötilojen arviointiin ja massiivirakenteiden betonointiin sekä mahdollisen jäähdytystarpeen arviointiin on käsitelty kattavasti julkaisussa by 78 Betonin jäähdytystarpeen arvioiminen.