Kapillaarinen kosteudennousu maanvastaisissa rakenteissa ja jälkikäteen asennettavat kapillaarikatkomenetelmät
Haara, Eero (2021)
2021
Rakennustekniikan DI-ohjelma - Master's Programme in Civil Engineering
Rakennetun ympäristön tiedekunta - Faculty of Built Environment
This publication is copyrighted. You may download, display and print it for Your own personal use. Commercial use is prohibited.
Hyväksymispäivämäärä
2021-11-15
Julkaisun pysyvä osoite on
https://urn.fi/URN:NBN:fi:tuni-202110207738
https://urn.fi/URN:NBN:fi:tuni-202110207738
Tiivistelmä
Kapillaarisen kosteuden haitallisuus maanvastaisille rakenteille on jo pitkään ollut tiedostettu ongelma ja sitä on pyritty ajansaatossa rajoittamaan erilaisilla rakenteisiin tehtävillä käsittelyillä. Vanhojen maanvastaisten rakenteiden korjaamiseen käytettyjen kapillaarikatkokäsittelyjen soveltuvuudet ovat tutkimusten perusteella kohdekohtaisia eikä vielä ole löydetty menetelmää, joka toimisi ongelmitta kaikentyyppisissä maanvastaisissa rakenteissa.
Diplomityön tarkoituksena on selventää kapillaarisuutta rakennusfysikaalisena ilmiönä ja sen vaikutuksesta siirtyvän kosteuden aiheuttamia vaurioita maanvastaisille rakenteille. Lisäksi työssä esiteltiin eri vaihtoehtoja rakenteeseen jälkikäteen asennettavista kapillaarikatkomenetelmistä ja niiden valinnassa huomioitavista asioita.
Eri menetelmien toimivuuteen vaikuttavien seikkojen selvittämiseksi käytiin läpi kirjallisuudesta löytyviä kansainvälisiä tutkimusraportteja ja tieteellisiä julkaisuja. Lisäksi suoritettiin yhteistyönä Sweco Rakennetekniikka Oy:n ja Contesta Oy:n kanssa laboratoriotutkimus, jonka perusteella pyrittiin selventämään Suomessa käytössä olevien injektointiaineiden toimintaa. Injektointikäsittelyjä varten valmistettiin betonikoekappaleita kahdella eri vesi-sementtisuhteella.
Työssä keskityttiin tutkimaan tarkemmin kemiallisia injektointiaineita ja niiden kapillaarista kosteudennousua estäviä reaktioita tiili- ja betonirakenteissa. Kemiallisten aineiden asennus tulee suorittaa erilaisilla paineellisilla ja paineettomilla menetelmillä riippuen aineen koostumuksesta sekä injektoitavan rakenteen huokosrakenteesta ja kosteuspitoisuudesta. Paineellisilla menetelmillä toimivan katkon aikaansaaminen on paineettomia menetelmiä nopeampaa. Aineen menekkiä on kuitenkin hankalampaa arvioida rakenteessa mahdollisesti olevien onkaloiden takia, koska onkalot täyttyvät hallitsemattomasti paineellisesti asennetusta aineesta.
Lisäksi injektointiaineiden liuotin- tai vesipohjaisuudella on suoritettujen kansainvälisten tutkimusten mukaan vaikutus menetelmän valintaan. Vesipohjaisten aineiden on havaittu etenevän vedellä kyllästyneessä rakenteessa paineettomasti asennettuna, kun taas liuotinpohjaisilla aineilla on todettu lopputuloksen olevan vedellä kyllästyneessä rakenteessa paineellisesti asennettuna parempi.
Laboratoriotutkimuksen ja kansainvälisten tutkimusten perusteella todettiin, että jälkikäteen asennettavien kapillaarikatkomenetelmien vaikutukset ovat lähinnä kosteudennousua hidastavia ja kontrolloivia. Työssä esitettyjen tutkimusten mukaan kosteudennousu käsittelytasosta ylös-päin kyetään pysäyttämään vain yhtenäisen kapillaarikatkon muodostavilla mekaanisilla menetelmillä. Niiden käyttömahdollisuudet korjauskohteilla ovat kuitenkin hyvin rajalliset. Nämä asiat tulee ottaa huomioon, kun suunnitellaan maanvastaisen rakenteen kapillaarikatkoa osana suurempaa korjauskokonaisuutta.
Diplomityön tarkoituksena on selventää kapillaarisuutta rakennusfysikaalisena ilmiönä ja sen vaikutuksesta siirtyvän kosteuden aiheuttamia vaurioita maanvastaisille rakenteille. Lisäksi työssä esiteltiin eri vaihtoehtoja rakenteeseen jälkikäteen asennettavista kapillaarikatkomenetelmistä ja niiden valinnassa huomioitavista asioita.
Eri menetelmien toimivuuteen vaikuttavien seikkojen selvittämiseksi käytiin läpi kirjallisuudesta löytyviä kansainvälisiä tutkimusraportteja ja tieteellisiä julkaisuja. Lisäksi suoritettiin yhteistyönä Sweco Rakennetekniikka Oy:n ja Contesta Oy:n kanssa laboratoriotutkimus, jonka perusteella pyrittiin selventämään Suomessa käytössä olevien injektointiaineiden toimintaa. Injektointikäsittelyjä varten valmistettiin betonikoekappaleita kahdella eri vesi-sementtisuhteella.
Työssä keskityttiin tutkimaan tarkemmin kemiallisia injektointiaineita ja niiden kapillaarista kosteudennousua estäviä reaktioita tiili- ja betonirakenteissa. Kemiallisten aineiden asennus tulee suorittaa erilaisilla paineellisilla ja paineettomilla menetelmillä riippuen aineen koostumuksesta sekä injektoitavan rakenteen huokosrakenteesta ja kosteuspitoisuudesta. Paineellisilla menetelmillä toimivan katkon aikaansaaminen on paineettomia menetelmiä nopeampaa. Aineen menekkiä on kuitenkin hankalampaa arvioida rakenteessa mahdollisesti olevien onkaloiden takia, koska onkalot täyttyvät hallitsemattomasti paineellisesti asennetusta aineesta.
Lisäksi injektointiaineiden liuotin- tai vesipohjaisuudella on suoritettujen kansainvälisten tutkimusten mukaan vaikutus menetelmän valintaan. Vesipohjaisten aineiden on havaittu etenevän vedellä kyllästyneessä rakenteessa paineettomasti asennettuna, kun taas liuotinpohjaisilla aineilla on todettu lopputuloksen olevan vedellä kyllästyneessä rakenteessa paineellisesti asennettuna parempi.
Laboratoriotutkimuksen ja kansainvälisten tutkimusten perusteella todettiin, että jälkikäteen asennettavien kapillaarikatkomenetelmien vaikutukset ovat lähinnä kosteudennousua hidastavia ja kontrolloivia. Työssä esitettyjen tutkimusten mukaan kosteudennousu käsittelytasosta ylös-päin kyetään pysäyttämään vain yhtenäisen kapillaarikatkon muodostavilla mekaanisilla menetelmillä. Niiden käyttömahdollisuudet korjauskohteilla ovat kuitenkin hyvin rajalliset. Nämä asiat tulee ottaa huomioon, kun suunnitellaan maanvastaisen rakenteen kapillaarikatkoa osana suurempaa korjauskokonaisuutta.