Kestävällä pohjalla: Betonisten perustusrakenteiden uudelleen- ja uusiokäytön haasteet ja mahdollisuudet

Abstract

Ilmastonmuutoksesta johtuen kiertotalouden käsite on tullut aktiiviseksi osaksi rakentamisen maailmaa. Kierrätyksen ja uudelleenkäytön mahdollisuuksia tutkien voidaan vähentää uudisrakentamisen päästöjä, kun olemassa olevaa rakennuskantaa käytetään mahdollisimman tehokkaasti uudelleen myös rakennuksen elinkaaren loputtua. Betoni on maailman käytetyin rakennusmateriaali, ja siitä on tullut lähes välttämätön osa kaikkea rakentamista. Betonin suosio johtuu sen ominaisuuksista rakennusmateriaalina, sillä se on helposti saatavilla, kestävää ja tukevaa. Betonirakentamista voidaan soveltaa lähes kaikkiin rakentamisen osa-alueisiin, ja se on kaikista yleisin rakennusmateriaali perustuksissa. Betonin hiilijalanjälki on kuitenkin hyvin suuri. Suurin osa betonin päästöistä syntyy sementin valmistamisessa. Perustuksissa käytetään yleisesti teräsbetonia. Teräksen valmistaminen aiheuttaa myös oman kuormansa teräsbetonin hiilijalanjälkeen, mutta ei kuitenkaan yhtä suurta osuutta kuin sementin valmistus. Tämän takia uudelleenkäyttämällä olemassa olevia betonirakenteita ja betonisia perustuksia voidaan vähentää betonin valmistuksessa syntyviä päästöjä.

Tässä työssä tutkitaan erilaisten betoniperustusmenetelmien uudelleen- ja uusiokäytön haasteita ja mahdollisuuksia. Työ toteutetaan kirjallisuuskatsauksena, eli aihetta tutkitaan perehtymällä aihetta käsittelevään kirjallisuuteen. Kiertotalous on konseptina unohtunut kertakäyttöyhteiskunnan vahvistuessa, mutta noussut uudelleen pinnalle ilmastonmuutoksen aiheuttaman huolen takia. Kiertotalous liittyy rakennetussa ympäristössä koko rakennuksen elinikään. Rakennuksen rakennusosien kartoittaminen ja dokumentointi jo rakennusvaiheessa on paras vaihtoehto, jolla varmistetaan rakennusosien uudelleenkäytön helppous. Rakennusosia uudelleenkäyttäessä on huomioitava sekä Suomen että Euroopan unionin lainsäädäntö ja asetukset, jotka määrittävät, miten käytetty rakennusmateriaali voidaan arvioida uudelleenkäyttöä varten. Myös rakentamisen muuttuneet standardit on otettava huomioon uudelleenkäytettäessä.

Perustusrakenteisiin kohdistuu suuri riski kosteuden aiheuttamille mikrobivaurioille. Koska perustukset sijaitsevat enimmäkseen maan alla, on niiden korjaus rakennuksen elinkaaren aikana hankalaa. Uudelleenkäyttöä suunniteltaessa on ensimmäiseksi suoritettava perustusten kestävyyttä ja kantavuutta tutkivia kokeita, jotta voidaan määrittää, millaisen kuorman perustukset tai niiden osat voivat uudessa kohteessa kantaa. Työssä käsitellään paaluja, anturoita ja perusmuureja sekä niiden eri kombinaatioita perustuksissa. Perustusten uudelleenkäytössä energiatehokkain ja helpoin vaihtoehto on rakentaa olemassa olevien perustusten päälle uusi rakennus, joka noudattaa perustusten kantokykyä. Jos tämä ei ole mahdollista, on helpompaa uudelleenkäyttää elementtinä rakennetut perustukset, joiden suunnittelussa on otettu huomioon rakenteiden purettavuus ja uudelleenkäyttö. On kuitenkin mahdollista hyödyntää myös paikallavalettuja osia ja käyttää niitä uudelleen omina elementteinään. Perustuksia voidaan myös paloitella, siirtää tai täydentää uudelleenkäyttöä varten. Jos uudelleenkäyttö ei ole mahdollista, betonia voidaan uusiokäyttää esimerkiksi murskana korvaamaan luonnonkiviainesta.