Betonikoulu osa 2: Mitä betoni on?

Betoni on rakennusaine jota käyttämällä voidaan valaa haluttuja rakenteita muottien avulla. Monimuotoisuutensa vuoksi lähes kaikenlaiset rakenteet ovat toteutettavissa betonilla. Suuri rakenteellinen lujuus, kosteudenkestävyys ja pitkäikäisyys ovat betonin etuja verrattuna muihin rakennusmateriaaleihin.

Betonin koostumus

Betoni koostuu kolmesta pääaineesta: sementistä eli sideaineesta, sorasta eli runkoaineesta ja vedestä. Betonin osa-aineiden keskinäisillä suhteilla on tärkeä merkitys kaikkiin betonin ominaisuuksiin. Pääaineiden lisäksi on olemassa vielä seosaineita ja lisäaineita, joilla saadaan muokattua massasta halutunlaista ja voidaan vaikuttaa mm. betonin valettavuuteen ja kovettumisaikaan.

Isoin osa runkoainetta

Suurin osa betonin tilavuudesta on runkoainesta (60-85 %). Runkoaine koostuu tyypillisesti joko moreenista, harjusorasta tai somerosta, mutta se voi olla myös murskaamalla valmistettua kiviainesta. Betonissa kiviaineksen koko vaihtelee hienosta hiekasta muutaman sentin kokoisiin kiviin. Runkoaineen laatu ja ominaisuudet vaikuttavat tuoreen betonimassan ja kovettuneen betonin ominaisuuksiin. Puhtaus, rakeisuus, raemuoto ja tiheys ovat tärkeimmät vaikuttavat tekijät. Valmiin betonin lujuus määräytyy käytetyn kiviaineksen sekä sementin yhteisvaikutuksesta. Kiviaineksen lujuus on tyypillisesti 100…400 Mpa ja tiheys on keskimäärin 2,67 kg/dm³.

Rudus betonikoulu omakotityömaalla anturan valu

Rakennussementit

Sementti on betonin tärkein aine. Sementti koostuu kalkkikivestä, kvartsista ja savesta, jotka käsitellään jauhamalla ja polttamalla betoniin soveltuvan rakenteen saavuttamiseksi. Betonissa sementti reagoi yhdessä veden kanssa ja sitoo runkoaineet yhteen. Kovettumisreaktion seurauksena syntyy luja kivirakenne. Koska kovettumisreaktio tapahtuu sementin ja veden välillä, kovettuu betoni myös kosteissa olosuhteissa. Sementin määrä betonissa on keskimäärin n. 300 kiloa per betonikuutio. Mitä enemmän betonissa on sementtiä ja vähemmän vettä, sitä suurempi lujuus betonissa saavutetaan.

  • plussementti: CEM II/B-M (S-LL) 42,5 N normaalisti kovettuva portlandseossementti
  • yleissementti: CEM II/A-M (S-LL) 42,5 N normaalisti kovettuva portlandseossementti
  • rapidsementti: CEM II/A-LL 42,5 R nopeasti kovettuva portlandseossementti
  • pikasementti: CEM I 52,5 R erittäin nopeasti kovettuva portlandsementti
  • sr-sementti: CEM I 42,5 N normaalisti kovettuva sulfaatinkestävä portlandsementti
  • valkosementti: CEM I 52,5 R valkoinen portlandsementti

Betonin mineraaliset seosaineet

Runkoaineen ja sementin lisäksi seosaineilla voidaan vaikuttaa betonin ominaisuuksiin. Seosaineet ovat teollisuuden sivutuotteina syntyviä aineita, joita hyödyntämällä on mahdollista tuottaa vähemmän ympäristöä kuormittavaa betonia. Yleisimpiä betonissa käytettäviä seosaineita ovat lentotuhka, masuunikuona ja silika. Lentotuhka on kivihiilen poltosta syntyvän palokaasun osa-aine. Lentotuhka voi toimia betonissa hienoaineksena tai sillä voidaan korvata sementtiä. Masuunikuonaa syntyy raudan valmistuksen yhteydessä ja sillä voidaan korvata osittain portlandsementtiä. Silika on piin valmistuksessa syntyvä hienojakoinen aine, jolla on mahdollista lisätä betonin lujuutta. Lisäksi silika parantaa betonin kemiallista kestävyyttä, tiiviyttä ja vedenpitävyyttä.

Lisäaineet

Lisäaineita käytetään betonissa pieniä annosmääriä, n. 0,01 … 3 % sementin painosta. Lisäaineiden käytön tavoitteena on betonin teknisten ominaisuuksien parantaminen ja/tai taloudellisemman käyttösuhteen saavuttaminen. Lisäaineiden käyttö vaikuttaa betonin suhteitukseen, jossa määritetään betonin osa-aineiden seossuhteet. Lisäaineilla vaikutetaan paitsi kovettuneen betonin lujuusominaisuuksiin, myös betonin käyttöön työmaalla. Valutyö, massan työstettävyys, kovettumisaika sekä jälkihoitotöiden osuus ovat kaikki säädettävissä lisäaineilla.

Tärkeintä betonin valmistuksessa on kuitenkin, että perusbetonin pääaineiden seossuhteet ovat kunnossa, jotta valettavasta rakenteessa saavutetaan suunniteltu lujuus. Lisäaineilla voidaan tehdä hyvästä betonista parempaa, mutta huono perusbetoni muuttuu lisäaineiden käytöllä vielä huonommaksi. Lisä aineilla siis vain ”korostetaan” tarpeen mukaan haluttuja ominaisuuksia betonissa.

Betonissa käytettäviä lisäaineita ovat: notkistimet, nesteyttimet, huokostimet, kiihdyttimet sekä hidastimet.

Rudus betonikoulu omakotityömaalla anturan valu käynnissä

Yleisimmin käytetyt rakennebetonit

Normaalisti kovettuva rakennebetoni (NO)

Perusbetonilaatua käytetään kuivien sisätilojen betonirakenteissa ja muissa betonirakenteissa, joille ei ole asetettu mitään erikoisvaatimuksia sään-, kulutus- tai kemiallisen kestävyyden suhteen. Tyypillisiä rakenteita ovat perustukset, seinät, holvit, pilarit, palkit jne. Lattioihin, saumauksiin ym. erikoisrakenteisiin suositellaan niihin paremmin soveltuvien erikoislaatujen käyttöä.

  • Notkeusluokat (painuma) S1-S4
  • Maksimiraekoot #8, #12¹, #16, #32
  • Lujuusluokat K25-60 (C20/25-C50/60) (laadunarvosteluikä 28 vrk)
  • Sideaineena käytetään joko nopeasti tai normaalisti kovettuvaa sementtiä ja alueyksiköittäin tapauskohtaisesti seosaineita kuten lentotuhkaa ja masuunikuonaa. Lujuusluokasta K40 ylöspäin betonit sisältävät usein myös notkistinta
  • Erikseen tilattavat lisäominaisuudet/lisäaineet: sitoutumisen hidastus 3-12 tuntia, notkistus (NL) tai tehonotkistus (TN) 1-3 notkeusluokkaa ja lämmitys LÄ1: +30±5ºC, LÄ2: +40±5ºC

Nopeasti kovettuva rakennebetoni (NK)

Nopeasti kovettuvalla rakennebetonilla on nopea varhaislujuudenkehitys. Se saavuttaa jo 7 vrk:ssa NO-betonilaadun 28 vrk:n lujuustason. Käyttökohteet ovat kuten normaalisti kovettuvalla rakennebetonilla (NO) ja erityisesti rakenteet, joilta vaaditaan NO-betonilaatua nopeampaa sitoutumista tai varhaislujuuden kehittymistä, kuten talvikauden rakentaminen, muottikierron tai jälkijännityksen nopeuttaminen, työmaan lämmitys- ja suojausmenetelmien keventäminen.

  • Notkeusluokat (painuma) S1-S4
  • Maksimiraekoot #8, #12¹, #16, #32
  • Lujuusluokat K25-50 (C20/25-C40/50) (laadunarvosteluikä 7 vrk)
  • Sideaineena käytetään ainoastaan nopeasti kovettuvaa sementtiä. Lujuusluokasta K40 ylöspäin betonit sisältävät usein myös notkistinta.
  • Erikseen tilattavat lisäominaisuudet/lisäaineet: sitoutumisen hidastus 3-12 tuntia, notkistus (NL) tai tehonotkistus (TN) 1-3 notkeusluokkaa ja lämmitys LÄ1: +30±5ºC, LÄ2: +40±5ºC

Hitaasti kovettuva rakennebetoni

Hitaasti kovettuvalla rakennebetonilla on pidempi työstöaika, hidas lujuudenkehitys ja edellisiä betonilaatuja huomattavasti alhaisempi lämmöntuotto. Laadunarvosteluikä tapahtuu vasta 91 vrk:n iässä. Käytetään mm. massiivirakenteissa ja hidastetuissa työsaumoissa. Hidastettujen betonimassojen pinnan kuivuminen ja toisaalta myös hidastimen haihtuminen pois pinnalta tulee ehdottomasti estää suojauksen tai jälkihoidon avulla.

  • Notkeusluokat (painuma) S1-S4
  • Maksimiraekoot #8, #12¹, #16, #32
  • Lujuusluokat K25-50 (C20/25-C40/50) (laadunarvosteluikä 91 vrk)
  • Lisäaineena käytetään hidastimia
  • Erikseen tilattavat lisäominaisuudet/lisäaineet: automaattisesti hidastettua, notkistus (NL) tai tehonotkistus (TN) 1-3 notkeusluokkaa ja lämmitys LÄ1: +30±5ºC, LÄ2: +40±5ºC

Ympäristöystävällinen vihreä betoni

Betonirakentamiseen on olemassa myös ekologisempi vaihtoehto. Ruduksella on tarjolla rakentajille ns. vihreitä betonituotteita, joiden valmistaminen ja käyttäminen tuottaa mahdollisimman vähän hiilidioksidipäästöjä. Myös nämä betonit suunnitellaan aina kohdekohtaisesti vastaamaan rakentajan tarpeita. Vihreää betonia käyttämällä päästöjä voidaan vähentää 20-50 prosenttia ja joissakin tapauksissa vielä huomattavasti enemmän. Vihreän betonin tyypillisiä käyttökohteita ovat tavanomaiset perustukset ja sisätiloissa olevat rakenteet. Betoniin on myös mahdollista saada vihreä väri joka toteutetaan sekoittamalla betoniin sekaan vihreää pigmenttiä. Tämä lisää betonin valmistuskustannuksia.

Betoni tarpeen mukaan

Kohteessa käytettävän betonin laatu valitaan yhteistyössä suunnittelijan, rakennuttajan ja urakoitsijan kanssa, niin että betoni täyttää rakenteille asetettavat vaatimukset betonin valettavuuden, lujuuden kehityksen ja loppulujuuden sekä säilyvyyden osalta.

Betonin valmistus suoritetaan betoniasemalla isossa sekoittimessa johon lisätään suhteituksen mukaiset määrät sementtiä, kiviainesta ja vettä sekä tarvittavat lisäaineet. Sekoituksen jälkeen valmis betonimassa lastataan kuljetusautoihin työmaalle vietäväksi.

Betonin valmistus, logistiikka ja laadunvarmistus on hiottu Ruduksessa palvelemaan asiakasta varmasti ja vastuullisesti. Yrityksen yli 50 valmisbetonitehtaan toimitussäde kattaa lähes koko maan. Tutustu eri betonilaatuihin sekä palveluihin ja pyydä tarjous.

 

Lähde: www.rakentaja.fi