Suojarakennustoiminnon ikääntyminenKalervo Orantie

24.04.23 Kalervo Orantie 2

VTT BUILDING AND TRANSPORT

Copyright © VTT

Johdanto• Betonirakenteisiin kohdistuvat rasitukset määritetään

suunnitteluvaiheessa.• Jos rasitukset poikkeavat oletetuista tai materiaaliominaisuudet

poikkeavat suunnitellusta, rakenteen ikääntyminen poikkeaa suunnitellusta.

• Rajallisimmat käyttöiät esiintyvät yleensä voimakkaimmin rasitetuissa rakenteissa.

• Laitoksissa on massiivisia betonirakenteita, jotka ovat alttiina voimakkaille rasituksille.

• Betonirakenteet ovat yleensä voimakkaasti raudoitettuja, osa jännitettyjä, koenäytteiden irrotus hankalaa. Myös rikkomattomien tarkastus-menetelmien käyttö usein hankalaa.

24.04.23 Kalervo Orantie 3

VTT BUILDING AND TRANSPORT

Copyright © VTT

Kloridit

Kloridit nopeuttavat merkittävästibetoniterästen ruostumista.

Ovat peräisin esim. merivedestä tai tulleetbetonin valmistuksen yhteydessä.

Seurauksena sisäisiä säröjä ja halkeamia betoniin, lopulta suojaavabetonipeite irtoaa, jolloin teräkset menettävät toimintakykynsä.

Betoni

Kohdistuu voimakkaimmin merivesi-rakenteiden osiin, jotka sijaitsevat vesirajalla tai roiskevyöhykkeellä.

Betoniteräs

24.04.23 Kalervo Orantie 4

VTT BUILDING AND TRANSPORT

Copyright © VTT

Ilman hiilidioksidiBetonin raudoitukselle antamasuoja häviää, kun ilman hiilidioksiditunkeutuu betoniin.Seurauksena betonin pH-arvo laskee, raudoitusta suojaava oksidikalvo tuhoutuu.Karbonatisoituminen alkaa pinnaltaja etenee suhteellisen tasaisena rintamana.Nopeimmillaan 85-95 % RH olosuhteissa.Tiiviit pinnoitteet ja tiivis betoni hidastavat

Karbonatisoitunut vyöhyke

Betoni

Karbonatisoituminen nopeuttaamerkittävästi terästen ruostumista,jos klorideja.

24.04.23 Kalervo Orantie 5

VTT BUILDING AND TRANSPORT

Copyright © VTT

Sulfaatit ja hapotSulfaatti-ionit reagoivat sementtikiven yhdisteiden kanssa.Betonirakenne voi hajota kokonaan, mikäli sulfaatteja tulee riittävästi.

Rakenteisiin, joiden läpi kulkee jatkuvasti vettä, saattaa rikastua suuriakin määriä sulfaatteja.

Seurauksena saattaa olla nopea betonin täydellinenrapautuminen, ellei betonin sideaine ole sulfaatinkestävää.

Suolat, varsinkin sulfaatit voivat myös kiteytyä betonin sisälle, jolloin kiteytymispaine saattaa rikkoa betonin. Myös pelkkä läpi kulkutuva vesi heikentää betonia pitkän ajan kuluessa.

Kaikki hapot ovat betonille haitallisia, eroja on.Esimerkiksi rikkihappo ja kloorivetyhappo tuhoavat nopeasti.

24.04.23 Kalervo Orantie 6

VTT BUILDING AND TRANSPORT

Copyright © VTT

Mikrorakennekuva sulfaattivauriosta

24.04.23 Kalervo Orantie 7

VTT BUILDING AND TRANSPORT

Copyright © VTT

Lämpötilan vaikutus betonin lujuuteen

24.04.23 Kalervo Orantie 8

VTT BUILDING AND TRANSPORT

Copyright © VTT

Jänneterästen vanheneminen, betonin viruma

• Jänneterästen relaksaatio lisääntyy noin 50 %, kun lämpötila nousee +25 C ja +40 C välille,

• Lämpötilan nousu lisää myös betonin virumaa. Esim. nousu +70 C tasolle kolminkertaistaa viruman.

• Betonin viruma ja kuivumiskutistuma vähentävät jänneterästen jännitystä.

• Betonin viruma ei kasva 10-20 vuoden jälkeen, ellei betoni kuivu.• Jos osataan ottaa suunnittelussa huomioon, ei pitäisi tulla isompia

yllätyksiä.

24.04.23 Kalervo Orantie 9

VTT BUILDING AND TRANSPORT

Copyright © VTT

Käyttäytyminen onnettomuustilanteessa

• Betonirakenteet laitoksissa erilaisissa olosuhteissa. • Yleensä olosuhteet tunnetaan. Myös betonirakenteiden

käyttäytyminen näissä olosuhteissa tunnetaan. Siten täysin odottamattomia vanhenemis-ilmiöitä tai riskejä ei juuri ole.

• Eräisiin betonirakenteisiin kohdistuvat rasitukset ovat sen verran voimakkaita, että joitain rakenteita joudaan laitosten käyttöiän aikana korjaamaan / suojaamaan.

• Kaikkia rakenteita ei voida tarkastaa, esim. jänneteräkset.• Määrävälein tehtävillä suojarakennuksen paine- ja tiiveyskokeilla

voidaan kuitenkin varmistua kokeellisesti, että turvallisuuden kannalta keskeiset rakenteet toimivat suunnitellusti mahdollisessa onnettomuustilanteessa.