Kansallinen hanke betonin pakkasenkestävyyden laadunvarmistuksen uudistamiseksi
Tausta
Suomessa on ollut käynnissä kansallinen betonin pakkasenkestävyyteen keskittyvä projekti. Betonin pakkasenkestävyyden kanssa ei sinänsä ole merkittäviä ongelmia, mutta testauskäytännöt eivät ole pysyneet betonissa tapahtuneiden muutosten mukana. Betonin sideaineet ja lisäaineet ovat viime vuosikymmeninä muuttuneet merkittävästi, ja betonin pumppaus on johtanut entistä notkeampien betonien käyttöön.
Esiselvitys (2023–2024)
Marraskuussa 2023 alkaneessa esiselvityksessä kartoitettiin potentiaaliset testausmenetelmät sekä pakkasenkestävyyden vaatimustasot eri maissa. Esiselvitystyö valmistui kesällä 2024. Esiselvitysvaiheen ohjausryhmään kuului useita asiantuntijoita betonialalta ja esiselvitystä rahoittavat Betoniteollisuus ry, Väylävirasto, Finnsementti Oy, Betoniyhdistys ry.
Esiselvityksessä käsiteltiin betonin pakkasenkestävyyden perusteita, vaurioitumisteorioita ja vaurioitumismalleja. Vaurioitumismekanismien käsittelyssä keskityttiin erityisesti pintarapautumisen teorioihin ja masuunikuonan vaikutukseen. Testausmenetelmät jaettiin suoriin ja epäsuoriin kokeisiin. Suoria kokeita ovat muun muassa laattatesti eli ”laattakoe”, sveitsiläinen nopea laattatesti ja CDF/CIF-testi, kun taas epäsuoria kokeita edustavat esimerkiksi huokosanalyysi ja suojahuokossuhdetesti. Esiselvityksen raportissa kuvataan näiden menetelmien periaatteet, toteutus ja mahdolliset haasteet.
Vaatimustasoja ja testauskäytäntöjä vertailtiin eri maiden välillä, keskittyen erityisesti Pohjoismaihin. Kartoituksessa pyrittiin huomioimaan betonin koostumusvaatimukset, sementtien ja betonin ennakkotestaus, jatkuva laadunvarmistus sekä tasokokeiden vaatimukset. Tämä vertailu tarjoaa arvokasta tietoa Suomen käytäntöjen kehittämiseksi. Merkittävimmät erot Suomen ja muiden maiden välillä havaittiin infrarakentamisen P-lukumenetelmän käytössä, ennakkokokeiden laajuudessa ja laattakokeen vaatimustasoissa. Esiselvitys tarjoaa kattavan pohjan betonin pakkasenkestävyyden tutkimuksen edistämiselle Suomessa.
Pakkasprojekti25 (2025)
Esiselvityksen pohjalta toteutettiin aihealueita täsmentävä Pakkasprojekti25, joka toteutettiin vuoden 2025 aikana kolmena osaprojektina. Näiden osaprojektien tavoitteena oli selvittää olemassa olevien rakenteiden rapautuminen laattatestissä, pienentää laattatestin hajontaa yhtenäistämällä testauskäytäntöjä sekä kehittää pakkasenkestävyyden laadunvarmistuskäytäntöjä. Esiselvityksen seurantaryhmään kuului useita asiantuntijoita betonialalta. Seurantaryhmän tarkoituksena on tuoda esille eri osapuolten näkemyksiä projektiin.
Osaprojekti 1 selvitti, minkälaisia rapaumatuloksia saadaan olemassa olevista infrarakenteista. Näytteet porattiin viidestä rakenteesta kolmesta eri sillasta (valmistumisvuodet 1960–2001). Kokonaisrapauma vaihteli välillä merkittävästi ulkonäöltään samantasoisista rakenteista, ja rakenteiden sisäinen hajonta oli huomattava. Karbonatisoituneet näytteet lähempää pintaa rapautuivat pääosin vähemmän kuin karbonatisoitumattomat näytteet syvempää rakenteesta. Koska tutkitut betonit oli valmistettu vähän seostetuilla sementeillä, tuloksia ei voi suoraan yleistää nykyisiin seossementteihin.
Osaprojekti 2 kehitti laattakokeen testauskäytäntöjä seitsemän laboratorion yhteistyöllä. Kriittisimmiksi virhelähteiksi tunnistettiin vaihteleva olosuhdesäilytyksen pituus, erilaiset testausmenettelyt, kosteushuoneen CO₂-pitoisuus sekä jäädytyskammion lämpötilakäyrän toteutuminen. Uusittavuuden variaatiokerroin laski vuoden 2024 tasokokeen 82 %:sta vuoden 2025 tasokokeen 34 %:iin, alittaen teknisen spesifikaation viitearvon 45 %. Osaprojektin tuloksena julkaistiin tarkennettu kansallinen soveltamisohje "By 72 Betonin laadunvarmistus Osa 5 – Ohje betonin laattatestin suorittamiseen 2026" Suomen Betoniyhdistys ry:n verkkojulkaisut-sarjassa.
Osaprojekti 3 esitti ehdotuksia betonin pakkaskestävyyden laadunvarmistuksen kehittämiseksi. P-lukubetonien osalta ehdotettiin siirtymistä arvosteluerämenettelyyn ja sementtien erillishyväksyntämenettelyn uudistamista. Laattakokeen yksinkertaistetuiksi vaatimustasoiksi ehdotettiin yksinkertaistuksia. Rasitusluokan XF1 osalta ehdotettiin huokosjakovaatimuksen poistamista koostumusvaatimusten säilyessä ennallaan.
Jatkotutkimuksen tarpeet
Pakkasprojekti25 tuotti selkeän kokonaiskuvan laattakokeen nykytilasta Suomessa ja johti julkaistuun tarkennettuun ohjeeseen. Laattakoe on kriittinen testausmenetelmä erityisesti suola-pakkasrasitetuille rakenteille, joten yhteisen ohjeen myötä saavutettu tarkkuuden parantuminen luo paremman pohjan nykyiselle ja tulevalle laadunvarmistukselle. Osa tutkimuskysymyksistä jäi kuitenkin avoimeksi ja edellyttää laajempia jatkotutkimuksia:
Vuori, Mirva
DI, toimitusjohtaja / M.Sc. (Tech.), Managing Director
