Betoni ja rakentaminen ‐yleiskatsaus

Betoniseminaari, Oulu 21.3.2017Jussi MattilaToimitusjohtajaBetoniteollisuus ry

Betonia valmistetaan paljon

• Betonia valmistetaan maailmassa yli 10.000 Mm3/v• Kheopsin pyramidin saisi täyteen viisi kertaa joka tunti • Vertailun vuoksi: puuta ja terästä valmistetaan yhteensä alle 10 % tästä määrästä (kuutioina tai tonneina) 

Betoni valmistetaan Suomessa

• Kotimaiset raaka‐aineet• Tehtaat työllistävät maakunnissa

• Yritykset pääasiassa pieniä ja keskisuuria, paljon perheyrityksiä

Suomalaisen betoniteollisuuden liikevaihto 2006 ‐ 2015

0

100

200

300

400

500

600

700

2006 2007 2008 2009 2010 2011 2012 2013 2014 2015

Valmisbetoni Betonituotteet Elementit

1 000 000 €

34%

2%16%4%9%

9%

15%11%

Suomalaisen betonielementtiteollisuuden tuotannon jakauma

Ontelolaatat  80 milj. €

Muut talonrakennuselementit23 milj. €

Maa‐ ja vesirakennus‐

elementit 85 milj. €

Asennus 10 milj. €

Väliseinät 60 milj. €

Julkisivut 180 milj. €

Pilarit ja palkit 45 milj. €

Muut laattaelementit

45 milj. €

Runkomateriaalit uudisrakentamisessa 1995‐2014

Betonirakentamisen laatu syntyy monen toimijan ketjussa

Ajankohtaisia asioita…..

• Betonin ilmamäärän hallinta• Seosaineiden rooli / ”puhdas sementti”   • Massojen notkeus ja hienous / raudoitus• Mittaukset työmaalla• Betonin lujuus• Tiivistäminen ja jälkihoito• Säilyvyysvaatimukset• Ympäristökysymykset

Betonin ilmamäärän hallinta

Betonin ilmapitoisuuden muutos sekoitusajan funktiona,sekoitus betonitehtaan sekoittimessa.

Polymeeritehonotkistin + huokostin

Koetuloksia KyAMK

Ilmapitoisuuden vaihtelu rakenteen poikkileikkauksessa korkeussuunnassa

Ilmamäärä määritetty tiheysmittauksilla. Polymeeritehonotkistin + huokostin

Ilmapitoisen sementtipastan erottuminen?

Betonin ilmamäärän hallinta

Korjaavat toimet:• Liikenneviraston ”myllykirje” laadunvarmistustoimista• Robust Air –tutkimus Aalto‐yliopistossa

Seosaineiden rooli

• Sementin ja betonin valmistuksessa käytetään vuosittain noin 350.000 tn lentotuhkaa ja masuunikuonaa

• Seosaineet hidastavat lujuudenkehitystä, erityisesti viileässä, mutta vastaavasti lujuudenkasvu jatkuu pitkään ja syntyy ”jälkilujuutta”

• Masuunikuona ja lentotuhka parantavat betonin kloridintunkeumavastusta merkittävästi

• Kylmänä vuodenaikana pitäisi käyttää rapid‐betoneita• Massiivivaluissa taas seossementtibetoneita

Plussementin ja portlandsementin lujuudenkehitys +5 ⁰C vs. + 20 ⁰C

Notkeusluokan ja raekoon valinta

• Vanha totuus: paras betonirakenne syntyy jäykästä ja ”kivisestä” massasta (kunhan se vain saadaan tiivistettyä)

• Massat notkistuneet‐ Työstettävyys, erityisesti lattiatöissä‐ Pumpattavuus‐ Ylitiheä raudoitus

→ Haitallinen vaikutus‐ Erottumiseen‐ Kutistumiseen‐ Kuivumisnopeuteen

• Pumppauslinjojen koolle ohjeet Betoninormissa by65‐2016

Onko rakenne luotettavasti valettavissa?

• Päämitat

Kuvat: Jussi Laamanen, YIT

Onko rakenne luotettavasti valettavissa?

• Raudoitus, myös erikoiskohdissa

Kuva: Jussi Laamanen, YIT

• Betonin lujuus ei ole ”vakio” 35 MPaBetoni C35/45: 45 MPa

• Puristuskokeessa tarvitaan korkeampi lujuus, riippuen hajonnasta• ”Pelivaaraa” ei juuri ole (ellei sitä tilata)• Rakenteessa vaaditaan 85 % nimellislujuudesta• Näytekappaleiden kosteustilalla on paljon merkitystä• Suuri hajonta vaikeuttaa tulosten tulkintaa

Betonin lujuus – yllättävänkin monimutkainen asia

Työmaakoekappaleet

• Koekappaleiden valmistaminen työmaalla on tuottanut monissa tapauksissa ”harmaita hiuksia”

• Vaatimukset muoteille, tiivistämiselle, säilytysolosuhteille, mittatoleransseille yms. ovat samat kuin tehtaassa

• Tarvitaan laborantin pätevyys?

0

1

2

3

4

5

6Tasaista laatua vai ylilujuutta?

NimellislujuusValmistajan A lujuusvaihtelu ja keskiarvolujuusValmistajan B lujuusvaihtelu ja keskiarvolujuus

0

0,5

1

1,5

2

Massa valettava oikein muottiin

• Betoni on valettava aina muotin pohjalle. Raudoituksen päälle laskettu massa kerää ilmaa, erottuu helposti ja on erittäin hankala tiivistää

• Betonia ei siirretä  ivistämällä → ero umisriski• Valun nousunopeus 0,5…1,0 m/h

Tiivistäminen

• Betoni pitää tiivistää, myös notkeat massat (notkeilla merkittävä erottumisriski, erityisesti jos huokostettu)

• Poikkeuksena suunnitellusti tehdyt IT‐betonit• Tiivistysteho 200…400 s/m3, riippuen notkeus‐ ja rasitusluokasta

• Hankaliin paikkoihin IT‐betoni?

Valokuva: Jussi Laamanen, YIT

Säilyvyysvaatimukset

• Suomalaiset betonin säilyvyysvaatimukset ovat luultavasti maailman tiukimmat

• Ovatko määräykset sellaiset, että ne ohjaavat hankalasti käsiteltävien betonimassojen valmistamiseen?

• Kilpailu on äärimmäisen kovaa. Kallis betoni ei mene kaupaksi.

• Onko käynyt niin, että paras on hyvän vihollinen?

• Myös määräyksissäkehittämisen tarvetta?

Betonin hiilijalanjälki

Betonirakenteinen As.oy Mestaritorppa, JärvenpääElinkaaren hiilijalanjälki alle 25 kg CO2/as‐m2, a

Kierrätyspolttoaineiden käyttö Finnsementin sementtiuuneissa

#vbr

HIILEN KIERTO BETONISSA

sementti

betonirakenne

kalkkikivi

betonirakenne

Noin 50 % kalkkikivestä

vapautuneesta hiilidioksidista

sitoutuu takaisiin betoniin

KIVI KIERTÄÄ TAKAISIN RAKENTAMISEEN

Purettu betoni murskataan ja jalostetaan uusiokiviainekseksiMateriaalia syntyy noin 1.000.000 tn/v

”KIERTÄVÄ KIVI EI SAMMALOIDU”

Yhdessä yhteiskuntaa rakentaenjussi.mattila@rakennusteollisuus.fi