Lattiatasoitteiden ja betonin pH-arvon merkitys ja mittaaminen
Glad, Aarno (2023)
Glad, Aarno
2023
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
2023-01-23
Julkaisun pysyvä osoite on
https://urn.fi/URN:NBN:fi:tuni-202301111308
https://urn.fi/URN:NBN:fi:tuni-202301111308
Tiivistelmä
Betoni on erittäin alkalinen materiaali. Betonin alkalisuuteen vaikuttaa sen valmistamisessa käytetyt sideaineet sekä sementin alkalimetalliyhdisteiden määrä. Varsinkin nuorten betonien huokosien suhteellinen kosteus on korkea, ja massiivisten betonilattioiden kuivuminen saattaa kestää jopa vuosia. Yhdessä kosteuden kanssa betonin korkea alkalisuus aiheuttaa alustaan liimattavien päällysteiden ja niiden kiinnitysliimojen vaurioitumista. Vaurioitumisprosesseista tunnetuin on alkalinen hydrolyysi, jossa hydroksidi-ioni katalysoi lattiapäällysteiden ja niiden kiinnitysliimojen esterisidosten hajoamista. Alkalisen hydrolyysin vaikutuksesta kiinnitysliimat ja muovimattojen pehmittimet hajoavat, ja ne menettävät ominaisuutensa sekä aiheuttavat emissioita sisäilmaan.
Useissa pohjoismaisissa tutkimuksissa on osoitettu matala-alkalisten tasoitteiden yhdessä kosteudenhallinnan kanssa vähentävän alustaan liimattavien lattiapäällysteiden ja niiden kiinnitysliimojen aiheuttamia emissioita sisäilmaan. Pohjoismaissa käytetään matala-alkalisia tasoitteita estämään alkalisen hydrolyysin aiheuttamia vaurioita liimoissa ja lattiapäällystemateriaaleissa.
Tasoitteiden sekä betonin pH-arvon mittaamiseen ei ole ollut olemassa standardoitua tai edes yleisesti käytössä olevaa menetelmää. Näin ollen matala-alkalisten tasoitteiden matala-alkalisuutta ei ole voitu varmistaa. Tähän asti työmailla on luotettu tasoitevalmistajien ilmoitukseen siitä, että heidän tuotteidensa pH-arvo on riittävän matala pinnoitteiden ja niiden kiinnitysliimojen vaurioitumisen estämiseksi. Tämän tutkimuksen tarkoituksena oli kehittää kätevä ja halpa mittaustapa tasoitteiden ja betonin pH-arvon mittaamiseen. Tarkoituksena oli, että mittaustapaa voitaisiin tulevaisuudessa hyödyntää materiaalivalmistajien laadunvalvonnassa, ja tarvittaessa työmailla laadunvarmistusmenetelmänä.
Kiinteästä aineesta ei voida mitata suoraan pH-arvoa, mutta sekoittamalla jauhettua näytettä ionivaihdettuun veteen, voidaan kiinteän aineen pH-arvo arvioida. Tutkimuksessa selvitettiin liuosmenetelmällä tehtävän betonin ja tasoitteiden pH-mittaamisen tarkkuuteen vaikuttavia seikkoja kuten lämpötilan, sekoitusajan, uuttoajan, jauhemäärän, jauhe-vesisuhteen ja eri pH-mittarien vaikutusta. Tutkimuksessa tarkasteltiin myös pH-liuskalla betonin ja tasoitteiden pH-arvon mittaamista.
Liuosmenetelmän todettiin olevan käyttökelpoinen tapa tasoitteiden ja betonien pH-arvon arviointiin. Liuosmenetelmällä tehtyjen mittausten todettiin olevan hyvin toistettavia, ja tulosten riittävän luotettavia. Merkittävimmät mittausten tarkkuuteen vaikuttavat asiat olivat jauhe-vesisuhde ja uuttoaika, sekä jauheen säilyttämisaika näytteen jauhamisen jälkeen. Mittauksissa tulee käyttää mahdollisimman kylläistä liuosta, pH-arvot tulee mitata mahdollisimman nopeasti jauheen valmistamisen jälkeen ja uuttoajan tulee olla kohtuullinen. Sekoitusajaksi riittää 1–5 minuuttia. pH-arvon arviointiin voidaan käyttää tarvittaessa hankintahinnaltaan edullisiakin pH-mittareita. pH-liuska soveltuu vain erittäin karkeaan haarukointiin, ja silloinkin pH-arvo tulee arvioida mahdollisimman kylläisestä liuoksesta. Tutkimuksen tulosten perusteella laadittiin menetelmäkuvaus, jolla tasoitteiden ja betonien pH-arvot pystytään arvioimaan mahdollisimman luotettavasti.
Matala-alkalisten tasoitteiden seurantamittauksissa havaittiin, että kaikkien tutkimuksessa mukana olleiden tasoitteiden pH-arvot olivat riittävän alhaisia estämään päällysteiden ja niiden kiinnitysliimojen alkalinen vaurioituminen. Näin ollen tulosten perusteella voidaan todeta, että jatkossakaan ei ole tarpeen alkaa rutiininomaisesti työmailla mitata tasoitteiden pH-arvoja, vaan työmailla voidaan luottaa tasoitevalmistajien ilmoitukseen tuotteiden matala-alkalisuudesta. Tasoitteiden sekoittamisessa ja päällystämisen aloitusajankohdan valitsemisessa tulee noudattaa tasoitevalmistajien ohjeistuksia.
Useissa pohjoismaisissa tutkimuksissa on osoitettu matala-alkalisten tasoitteiden yhdessä kosteudenhallinnan kanssa vähentävän alustaan liimattavien lattiapäällysteiden ja niiden kiinnitysliimojen aiheuttamia emissioita sisäilmaan. Pohjoismaissa käytetään matala-alkalisia tasoitteita estämään alkalisen hydrolyysin aiheuttamia vaurioita liimoissa ja lattiapäällystemateriaaleissa.
Tasoitteiden sekä betonin pH-arvon mittaamiseen ei ole ollut olemassa standardoitua tai edes yleisesti käytössä olevaa menetelmää. Näin ollen matala-alkalisten tasoitteiden matala-alkalisuutta ei ole voitu varmistaa. Tähän asti työmailla on luotettu tasoitevalmistajien ilmoitukseen siitä, että heidän tuotteidensa pH-arvo on riittävän matala pinnoitteiden ja niiden kiinnitysliimojen vaurioitumisen estämiseksi. Tämän tutkimuksen tarkoituksena oli kehittää kätevä ja halpa mittaustapa tasoitteiden ja betonin pH-arvon mittaamiseen. Tarkoituksena oli, että mittaustapaa voitaisiin tulevaisuudessa hyödyntää materiaalivalmistajien laadunvalvonnassa, ja tarvittaessa työmailla laadunvarmistusmenetelmänä.
Kiinteästä aineesta ei voida mitata suoraan pH-arvoa, mutta sekoittamalla jauhettua näytettä ionivaihdettuun veteen, voidaan kiinteän aineen pH-arvo arvioida. Tutkimuksessa selvitettiin liuosmenetelmällä tehtävän betonin ja tasoitteiden pH-mittaamisen tarkkuuteen vaikuttavia seikkoja kuten lämpötilan, sekoitusajan, uuttoajan, jauhemäärän, jauhe-vesisuhteen ja eri pH-mittarien vaikutusta. Tutkimuksessa tarkasteltiin myös pH-liuskalla betonin ja tasoitteiden pH-arvon mittaamista.
Liuosmenetelmän todettiin olevan käyttökelpoinen tapa tasoitteiden ja betonien pH-arvon arviointiin. Liuosmenetelmällä tehtyjen mittausten todettiin olevan hyvin toistettavia, ja tulosten riittävän luotettavia. Merkittävimmät mittausten tarkkuuteen vaikuttavat asiat olivat jauhe-vesisuhde ja uuttoaika, sekä jauheen säilyttämisaika näytteen jauhamisen jälkeen. Mittauksissa tulee käyttää mahdollisimman kylläistä liuosta, pH-arvot tulee mitata mahdollisimman nopeasti jauheen valmistamisen jälkeen ja uuttoajan tulee olla kohtuullinen. Sekoitusajaksi riittää 1–5 minuuttia. pH-arvon arviointiin voidaan käyttää tarvittaessa hankintahinnaltaan edullisiakin pH-mittareita. pH-liuska soveltuu vain erittäin karkeaan haarukointiin, ja silloinkin pH-arvo tulee arvioida mahdollisimman kylläisestä liuoksesta. Tutkimuksen tulosten perusteella laadittiin menetelmäkuvaus, jolla tasoitteiden ja betonien pH-arvot pystytään arvioimaan mahdollisimman luotettavasti.
Matala-alkalisten tasoitteiden seurantamittauksissa havaittiin, että kaikkien tutkimuksessa mukana olleiden tasoitteiden pH-arvot olivat riittävän alhaisia estämään päällysteiden ja niiden kiinnitysliimojen alkalinen vaurioituminen. Näin ollen tulosten perusteella voidaan todeta, että jatkossakaan ei ole tarpeen alkaa rutiininomaisesti työmailla mitata tasoitteiden pH-arvoja, vaan työmailla voidaan luottaa tasoitevalmistajien ilmoitukseen tuotteiden matala-alkalisuudesta. Tasoitteiden sekoittamisessa ja päällystämisen aloitusajankohdan valitsemisessa tulee noudattaa tasoitevalmistajien ohjeistuksia.