Betonin kuntotutkimukset

Ohuthietutkimus ja pintahietutkimus (ASTM C856/C856M-25)

Kovettunut betoni, tiilet ja laastirappaukset

Ohuthie- ja pintahietutkimuksella selvitetään betonirakenteiden laatua ja kuntoa. Ohuthietutkimuksessa rakenteesta porattua betoninäytettä tutkitaan polarisaatiomikroskoopilla läpinäkyvästä lasille liimatusta betonileikkeestä. Ohuthietutkimuksella saadaan tarkkaa tietoa betonin koostumuksesta, mahdollisista laatupuutteista ja pystytään havaitsemaan jo alkava pakkasrapautuminen sekä muut mahdolliset vauriomekanismit, kuten alkali-kiviainesreaktio (AKR).

Pintahietutkimuksessa puolestaan tasaiseksi hiottua betoninäytekappaletta tarkastellaan stereomikroskoopilla, jolla pystytään arvioimaan betonin laatua ja havaitsemaan pidemmälle edenneitä betonin kuntoa heikentäviä rapautumisvaurioita.  Ohut- ja pintahietutkimusten pohjalta voidaan arvioida esimerkiksi rakenteiden korjattavuutta, jäljellä olevaa käyttöikää ja sekä pakkasenkestävyyttä. Ohuthietutkimus soveltuu myös rappausten ja tiilimuurausten tutkimiseen.

Laastin koostumuksen määrittäminen

Kovettuneen betonin, tiilen ja laastirappausten tutkimus

Laastin koostumuksen määrittäminen (ohuthie NT Build 370)

Rapattujen julkisivujen korjauksissa on tärkeää tuntea alkuperäisen rappauksen koostumus, mikäli sen päälle asennetaan uusia rappauskerroksia. Rappauksesta irrotetusta näytteestä arvioidaan ja määritetään kovettuneen rappauslaastin kalkki-sementtisuhdetta ja käytetyn kiviaineen määrää eli laastin suhteistusta. Arviointi tehdään näytteestä valmistetusta ohuthieestä (0,025-0,03 mm paksu leike), jota tutkitaan polarisaatiomikroskoopilla tarvittaessa pistelaskumenetelmää käyttäen. Tutkimuksella voidaan saada myös lisätietoja koskien tutkitun rappauksen rakennetta ja kuntoa.

Vetolujuus- ja puristuslujuuskoestukset

Yksi betonin laatua ja ominaisuuksia kuvaavista tekijöistä on betonin lujuus. Betonin lujuuteen vaikuttaa sen koostumus. Erityisesti veden ja sementin määrällä sekä käytetyllä kiviaineella on merkittävä vaikutus betonin lujuuteen. Betonin puristuslujuus vaihtelee yleensä 30–80 megapascalin (MPa) välillä. Lujuus valitaan käyttökohteen mukaan.

Vaikka betoni on puristuslujuusominaisuuksiltaan korkeaa luokkaa, sen vetolujuus on yleensä vain noin 10 % sen puristuslujuudesta. Kuntotutkimusten yhteydessä vetokokeiden avulla voidaan arvioida betonin laadun ohella sen mahdollista rapautuneisuutta, mitä voimakkaampaa rapautuminen on, niin sitä heikompi on sen vetolujuus. Vetolujuuskokeiden ohella kohteesta on aina syytä tehdä myös ohuthietutkimuksia, joilla selviää syy mahdollisesti alhaisiin vetolujuustuloksiin. Vetolujuuskoestuksella voidaan selvittää myös pintatarvikkeiden tartuntaa alustaan ja samoin alustan vetolujuuden riittävyyttä pintatarvikkeiden asentamiselle.

Puristuslujuuden määrittäminen ei kuntotutkimusten yhteydessä ole soveltuva menetelmä vaurioiden toteamiseen. Jos kuitenkin halutaan varmistua kovettuneen betonin puristuslujuudesta, tulee testaus suorittaa laboratorio-olosuhteissa. Testaus perustuu standardeihin, ja se suoritetaan koekappaleiden avulla. Niin sanotuista vanhoista rakenteista puristuslujuutta määritettäessä käytetään rakenteesta porattua lieriön muotoista koekappaletta.

Kloridipitoisuuden määritys (SFS-EN 14629)

Kloridien korkea pitoisuus voi aiheuttaa terästen ruostumista betonissa. Klorideja päätyy betoniin ulkoisista lähteistä, kuten tiesuola ja merivesi. Korkea kloridipitoisuus voi olla perua myös betonivalussa kiihdyttimenä käytetystä kalsiumkloridista.

Määritys voidaan tehdä joko kappaleesta tai porajauheesta. Kloridipitoisuus selvitetään kemiallisella titrausmenetelmällä. Kloridipitoisuuden raja-arvona, jota korkeammat arvot voivat olla haitallisia, pidetään 0,03–0,07 paino-%. Rakenteista, joihin kohdistuu voimakas ulkoinen kloridirasitus, kannattaa näytteitä ottaa eri syvyyksiltä, jolloin saadaan selville kuinka syvälle betoniin klorideja on tunkeutunut.

Karbonatisoitumissyvyyden määritys (SS-137242)

Betonissa terässyvyydelle edennyt karbonatisoituminen aiheuttaa korroosioriskin teräksille. Karbonatisoitumissyvyyden määrittämisellä selvitetään, kuinka pitkälle ilman hiilidioksidi on edennyt betonissa. Ilman hiilidioksidi happamoi eli neutralisoi betonia tunkeutumalla betoniin, jolloin betonin emäksisyys laskee ja raudoitteille antama kemiallinen suoja (terästen pinnalla oleva oksidikalvo) häviää. Tällöin betonin teräkset altistuvat korroosiolle, mikäli kosteutta on riittävästi. Karbonatisoitumismääritys sisältyy ohut- ja pintahietutkimukseen, mutta se voidaan tehdä myös erillisestä koekappaleesta tai veto-/puristuslujuusmääritykseen poratusta betonilieriöstä käyttämällä pH-indikaattoriliuosta.