Kosteusvirta-tutkimus
Lindberg, R.; Wahlman, J.; Suonketo, J.; Paukku, E. (2003)
Tampereen teknillinen korkeakoulu, Rakennustekniikan osasto, Talonrakennustekniikka
2003
This publication is copyrighted. You may download, display and print it for Your own personal use. Commercial use is prohibited.
Julkaisun pysyvä osoite on
http://urn.fi/URN:NBN:fi:tty-201201021002
http://urn.fi/URN:NBN:fi:tty-201201021002
Tiivistelmä
Tutkimuksessa selvitettiin pääasiassa laboratoriossa mittaamalla paikallavaletun betonilattian kuivumista. Laboratorio-olosuhteissa tutkittiin välipohjien kuivumista. Lisäksi kenttämittauksin selvitettiin maanvaraisen betonilattian kuivumista kahdessa todellisessa rakennuskohteessa. Tutkimuksessa selvitettiin erityisesti betonilattian pintakerrosten, kuten päällysteen, ja erilaisten kuivumisolosuhteiden vaikutusta kosteuden kulkeutumiseen betonilattiassa.
Tutkimus aloitettiin tekemällä materiaalikokeita suomalaisissa betonilattioissa tyypillisesti käytetyille materiaaleille. Samanaikaisesti aloitettiin tutkimuslaitteiston ja mittausjärjestelyjen suunnittelu ja rakentaminen. Tutkimuksen ensimmäisen vaiheen päättyessä mittauslaitteisto oli valmis. Tehtyjen materiaalikokeiden ja johtoryhmän asiantuntemuksen perusteella päätettiin tutkimuksen toisessa vaiheessa tutkittavat lattiarakennevaihtoehdot ja kuivumisolosuhteet.
Tutkimuslaitteistoon kuului 16 sylinterimäistä tutkimuskammiota, joiden sisälle tutkittavat lattiat rakennettiin. Kammioiden sisäolosuhteita voitiin säädellä siten, että tutkittavan välipohjan eri puolille aikaansaatiin erilaiset kosteus- ja lämpötilaolosuhteet. Tutkittavat lattiarakenteet rakennettiin kammioihin samassa järjestyksessä kuin työmaalla, ja niiden rakennekerrokset vastasivat käytännön lattioita. Betonilaatan paksuus poikkesi todellisesta ollen 100 mm. Osalle koekappaleista aiheutettiin ylimääräinen kosteusrasitus, jolla kuvattiin työmaalla tapahtuvaa rakenteen kastumista esimerkiksi sateen seurauksena. Yhden välipohjan yli aikaansaatiin noin 4 °C suuruinen lämpötilaero.
Tutkimuksessa tarkasteltiin yksityiskohtaisimmin tavanomaisen lattiabetonin (K30) ja ns. nopeasti päällystettävän erikoisbetonin (NP40), paremmin vesihöyryä läpäisevän ja tiiviin lattiapäällysteen sekä paksuudeltaan erilaisten tasoitekerrosten vaikutusta lattiarakenteen kuivumiseen. Kokeissa havaittiin selvä ero tavanomaisen lattiabetonin ja ns. nopeasti päällystettävän erikoisbetonin kuivumisnopeudessa valun jälkeen. Erikoisbetonista valetut välipohjakoekappaleet saavuttivat päällystyskriteerinä pidetyn 90 %:n suhteellisen kosteuden 20 %: n syvyydellä laatassa muutaman vuorokauden kuluessa jälkihoidon päättymisestä, kun taas betonin K30 kuivuminen päällystyskelpoiseksi kesti selvästi kauemmin.
Kokeissa havaittiin ero tavanomaisen ja erikoisbetonin välillä myös betonilaatan kuivumisessa päällystämisen jälkeen. Suhteellinen kosteus lähellä betonilaatan pintaa kohosi päällystämisen jälkeen molemmilla betoneilla, mutta erikoisbetonilla vähemmän kuin tavanomaisella lattiabetonilla. Kuivuminen takaisin päällystämistä edeltävälle tasolle tapahtui erikoisbetonilla selvästi nopeammin kuin tavanomaisella lattiabetonilla. Ylimääräisen kastelun vaikutus kesti selvästi pidempään tavanomaisesta betonista valetussa koekappaleessa kuin erikoisbetonista valetussa koekappaleessa.
Kokeiden perusteella päällysteen tiiviys vaikuttaa siihen, kuinka korkealle pintakerrosten alapuolinen suhteellinen kosteus nousee ja kuinka nopeasti se laskee kosteuden siirtyessä päällysteen läpi huoneilmaan.
Lattian päällystyskelpoisuutta arvioitaessa tulisi ottaa huomioon tasoitekerroksen paksuuden mahdollinen vaihtelu, koska tasoitepaksuudella on koetulosten perusteella merkittävä vaikutus välipohjarakenteen kostumiseen ja kuivumiseen. Betonirakenteen suunnitelmien mukaisen kuivumisen varmentamiseksi suhteellisen kosteuden mittauksia tulee tehdä jo ennen pintatyövaiheeseen siirtymistä. Lattian päällystettävyyden lopullinen toteaminen on kuitenkin varminta tehdä vasta lattian tasoittamisen jälkeen.
Tutkimus aloitettiin tekemällä materiaalikokeita suomalaisissa betonilattioissa tyypillisesti käytetyille materiaaleille. Samanaikaisesti aloitettiin tutkimuslaitteiston ja mittausjärjestelyjen suunnittelu ja rakentaminen. Tutkimuksen ensimmäisen vaiheen päättyessä mittauslaitteisto oli valmis. Tehtyjen materiaalikokeiden ja johtoryhmän asiantuntemuksen perusteella päätettiin tutkimuksen toisessa vaiheessa tutkittavat lattiarakennevaihtoehdot ja kuivumisolosuhteet.
Tutkimuslaitteistoon kuului 16 sylinterimäistä tutkimuskammiota, joiden sisälle tutkittavat lattiat rakennettiin. Kammioiden sisäolosuhteita voitiin säädellä siten, että tutkittavan välipohjan eri puolille aikaansaatiin erilaiset kosteus- ja lämpötilaolosuhteet. Tutkittavat lattiarakenteet rakennettiin kammioihin samassa järjestyksessä kuin työmaalla, ja niiden rakennekerrokset vastasivat käytännön lattioita. Betonilaatan paksuus poikkesi todellisesta ollen 100 mm. Osalle koekappaleista aiheutettiin ylimääräinen kosteusrasitus, jolla kuvattiin työmaalla tapahtuvaa rakenteen kastumista esimerkiksi sateen seurauksena. Yhden välipohjan yli aikaansaatiin noin 4 °C suuruinen lämpötilaero.
Tutkimuksessa tarkasteltiin yksityiskohtaisimmin tavanomaisen lattiabetonin (K30) ja ns. nopeasti päällystettävän erikoisbetonin (NP40), paremmin vesihöyryä läpäisevän ja tiiviin lattiapäällysteen sekä paksuudeltaan erilaisten tasoitekerrosten vaikutusta lattiarakenteen kuivumiseen. Kokeissa havaittiin selvä ero tavanomaisen lattiabetonin ja ns. nopeasti päällystettävän erikoisbetonin kuivumisnopeudessa valun jälkeen. Erikoisbetonista valetut välipohjakoekappaleet saavuttivat päällystyskriteerinä pidetyn 90 %:n suhteellisen kosteuden 20 %: n syvyydellä laatassa muutaman vuorokauden kuluessa jälkihoidon päättymisestä, kun taas betonin K30 kuivuminen päällystyskelpoiseksi kesti selvästi kauemmin.
Kokeissa havaittiin ero tavanomaisen ja erikoisbetonin välillä myös betonilaatan kuivumisessa päällystämisen jälkeen. Suhteellinen kosteus lähellä betonilaatan pintaa kohosi päällystämisen jälkeen molemmilla betoneilla, mutta erikoisbetonilla vähemmän kuin tavanomaisella lattiabetonilla. Kuivuminen takaisin päällystämistä edeltävälle tasolle tapahtui erikoisbetonilla selvästi nopeammin kuin tavanomaisella lattiabetonilla. Ylimääräisen kastelun vaikutus kesti selvästi pidempään tavanomaisesta betonista valetussa koekappaleessa kuin erikoisbetonista valetussa koekappaleessa.
Kokeiden perusteella päällysteen tiiviys vaikuttaa siihen, kuinka korkealle pintakerrosten alapuolinen suhteellinen kosteus nousee ja kuinka nopeasti se laskee kosteuden siirtyessä päällysteen läpi huoneilmaan.
Lattian päällystyskelpoisuutta arvioitaessa tulisi ottaa huomioon tasoitekerroksen paksuuden mahdollinen vaihtelu, koska tasoitepaksuudella on koetulosten perusteella merkittävä vaikutus välipohjarakenteen kostumiseen ja kuivumiseen. Betonirakenteen suunnitelmien mukaisen kuivumisen varmentamiseksi suhteellisen kosteuden mittauksia tulee tehdä jo ennen pintatyövaiheeseen siirtymistä. Lattian päällystettävyyden lopullinen toteaminen on kuitenkin varminta tehdä vasta lattian tasoittamisen jälkeen.