Betonin säilyvyys
Betoni on maailman yleisin rakennusmateriaali. Betonin parhaita ominaisuuksia ovat sen edullisuus, vapaa valettavuus, lujuus, kosteudenkestävyys ja hyvä säilvyys monenlaisissa olosuhteissa. Lämpimissä sisätiloissa betonin käyttöikä on liki rajaton.
Betonia käytetään myös rakenteissa joiden ympäristöolosuhteet vaikuttavat betonin pitkäaikaiskestävyyteen. Siksi betonirakenteita suunniteltaessa on betonin lujuus- ja työstettävyysominaisuuksien lisäksi otettava huomioon betonin säilyvyyteen vaikuttavat tekijät. Säilyvyydellä ymmärretään betonirakenteen kykyä säilyttää toiminnalliset ominaisuutensa ulkoisia rasituksia vastaan halutun käyttöikänsä ajan. Suunnittelukäyttöikä kattaa ajanjakson, jossa betonirakenne säilyttää suunnitelman mukaiset ominaisuutensa. Tämä edellyttää käyttöiän aikana myös tarvittavien huoltotoimen-piteiden asianmukaista suorittamista.
Suunnittelukäyttöiän ylityttyä rakenteen käyttöikää voidaan jatkaa korjaustoimenpiteillä. Käyttöikäsuunnittelussa rakennukselle valitaan ensin tavoitekäyttöikä, esimerkiksi rakennuksen käyttötarkoituksen perusteella. Seuraavaksi suunnittelija määrittelee rakennuksen suunnittelukäyttöiän. Tämän jälkeen tärkeimmille rakennusosille valitaan kullekin omat suunnittelukäyttöiät. Valitsemalla pidempi käyttöikä, esimerkiksi 100 vuotta 50 vuoden sijaan, vaurion todennäköisyyttä voidaan olennaisesti pienentää.
Suunnittelukäyttöiän lisäksi suunnittelija määrittelee rakenteiden rasitusluokat. Rasitusluokka kuvaa, millaisiin ympäristöolosuhteisiin rakenne käyttöikänsä aikana joutuu. Suunnittelukäyttöiän vaatimusten täyttyminen todetaan epäsuorasti betonin laatua koskevien parametrien, rakennemittojen ja muiden käyttöikään vaikuttavien tekijöiden avulla. Betonirakenteiden käyttöikäsuunnittelua käsitellään laajemmin Suunnittelijat- ja Opiskelijat -osioissa.
Betonin koostumuksella, betonirakenteen valmistustekniikalla ja rakennetta ympäröivillä olosuhteilla on merkittävä vaikutus siihen, miten betonirakenne säilyttää vaaditun lujuutensa, muotonsa ja laatunsa koko suunnittelukäyttöikänsä ajan. Betonirakenteen säilyvyysominaisuuksia voivat heikentää itse betoniin tai betonirakenteen raudoitteisiin kohdistuvat erilaiset rasitustekijät, jotka on otettava huomioon sekä suunnittelu- että rakennusvaiheessa. Betonirakenteen vaurioituminen on harvoin vain yhden yksittäisen tekijän aiheuttama.
Betonirakenteiden käyttöikäsuunnittelu näkyy rakennesuunnitelmiin merkittävinä betonirakenteiden rasitusluokkina sekä suunnittelukäyttöikänä.
Betoniin kohdistuu ympäristäolosuhteiden vaikutuksesta erilaisia rasituksia. Suunnittelija valitsee rakenteen rasitusluokan seuraavien rasitustekijöiden suhteen:
- karbonatisoitumisen aiheuttama raudoitteiden korroosio
- kloridien aiheuttama korroosio
- merivedessä olevien kloridien aiheuttama korroosio
- jäätymis-/sulamisrasitus
- kemiallinen rasitus.
Käyttöikäsuunnittelu edellyttää vauriomekanismien sekä niiden aikariippuvuuksien tuntemista. Betonirakenteiden käyttöikäsuunnittelussa huomioon otettavia vauriomekanismeja ovat muun muassa pakkasrapautuminen sekä betonin karbonatisoitumisesta tai klorideista johtuva terästen korroosio. Lähtötietona käyttöikäsuunnitteluun tarvitaan materiaali- ja rakennetietojen lisäksi ympäristöolosuhteet (rasitusluokat) sekä ajanjakso, jonka rakenteen edellytetään kestävän (suunnittelukäyttöikä).
On huomattava että rakennuksen käyttöikää valittaessa on vältettävä perusteettoman pitkien käyttöikien valintaa. Käyttöikää on yleensä helppo jatkaa melko pienillä huolto-ja korjaustoimenpiteillä. Lisäksi ylimitoitetut rasitusluokkavaatimukset nostavat kustannuksia ja voivat jopa aiheuttaa teknisiä ongelmia valettaessa tarpeettoman lujia betonilaatuja vaativissa olosuhteissa.
Betonin säilyvyyskysymyksiä sekä käyttöikäsuunnittelua on kuvattu tarkemmin näiden sivujen kohdassa Betonirakenteiden käyttöikäsuunnittelu, sekä BY:n julkaisussa by 68 Betonin valinta ja käyttöikäsuunnittelu – Opas suunnittelijoille 2016.