Pakkasprojekti

Suomessa on käynnistetty kansallinen betonin pakkasenkestävyyteen keskittyvä projekti. Betonin pakkasenkestävyyden kanssa ei sinänsä ole ongelmia, mutta pakkasenkestävyyden testauskäytännöt eivät ole pysyneet betonissa tapahtuneiden muutosten mukana. Viime vuosikymmenten aikana betoneiden sideaineet ja lisäaineet ovat merkittävästi muuttuneet. Samoin betonin pumppaus on johtanut entistä notkeampien betonien käyttöön. 

Pakkasprojektin tavoitteet voidaan jakaa kahteen osioon. Ensimmäisen osion tavoitteena on päivittää pakkasenkestävyyden vaatimukset nykyisille sementti- ja lisäainelaaduille, sillä nykyiset vaatimukset perustuvat pitkälti 40 vuotta vanhoihin koesarjoihin. Lisäksi pakkasenkestävyyden vaatimustasoja kartoitetaan eri maissa. Projektissa selvitetään myös mahdollisuuksia yhtenäistää talo- ja infrapuolen vaatimuksia ja testauskäytäntöjä. 

Projektin toisessa osiossa tutkitaan pakkasenkestävyyden testaamisen kehittämismahdollisuuksia. Projektissa tarkastellaan sekä yksittäisten testausmenetelmien käyttökelpoisuutta että  laadunvarmistuksen kokonaisuutta. Testimenetelmien haasteena on ollut tulosten suuri hajonta sekä myös kokeiden pitkäkestoisuus. Tavoitteena on testauskokonaisuus, joka varmistaa betonien pakkasenkestävyyden mahdollisimman sujuvasti ja nopeasti.  

Käynnistynyt pakkasprojekti on kaksivaiheinen. Marraskuussa 2023 alkaneessa esiselvityksessä "Pikku pakkanen" kartoitettiin potentiaaliset testausmenetelmät sekä pakkasenkestävyyden vaatimustasot eri maissa. Esiselvityksessä laadittiin myös varsinaisen projektin "Hirmu pakkanen" sisältö koeohjelmineen. Esiselvitys valmistui kesällä 2024.  Esiselvitysvaiheen seurantaryhmään kuului useita asiantuntijoita betonialalta. Seurantaryhmän tarkoituksena on tuoda esille eri osapuolten näkemyksiä projektiin. Esiselvitystä rahoittavat Betoniteollisuus ry, Väylävirasto, Finnsementti Oy, Betoniyhdistys ry. 

Esiselvityssä käsiteltiin betonin pakkasenkestävyyden perusteita, vaurioitumisteorioita ja -malleja. Vaurioitumismekanismien käsittelyssä keskityttiin erityisesti pintarapautumisen teorioihin. Lisäksi tarkasteltiin masuunikuonan vaikutusta pakkasenkestävyyteen. Esiselvityksessä kartoitettiin useita testimenetelmiä, jotka jaettiin suoriin ja epäsuoriin kokeisiin. Suoria kokeita ovat muun muassa laattatesti, nopea laattatesti ja CDF/CIF-testi, kun taas epäsuoria kokeita edustavat esimerkiksi huokosanalyysi ja suojahuokossuhdetesti. Esiselvityksen raportissa kuvataan näiden menetelmien periaatteet, toteutus ja mahdolliset haasteet.

Vaatimustasoja ja testauskäytäntöjä vertailtiin eri maiden välillä, keskittyen erityisesti Pohjoismaihin. Vertailussa pyrittiin huomioimaan betonin koostumusvaatimukset, sementtien ja betonin ennakkotestaus, jatkuva laadunvarmistus sekä tasokokeiden vaatimukset. Tämä vertailu tarjoaa arvokasta tietoa Suomen käytäntöjen kehittämiseksi. Merkittävimmät erot Suomen ja muiden maiden välillä havaittiin infrarakentamisen P-lukumenetelmän käytössä, ennakkokokeiden laajuudessa ja laattakokeen vaatimustasoissa.

Esiselvityksen pohjalta laadittiin alustava tutkimussuunnitelma varsinaiselle pakkasprojektille. Suunnitelma sisältää ehdotuksen koeohjelmasta, joka on jaettu viiteen työpakettiin: testimenetelmien uusittavuus, testimenetelmien kehitys, betonikokeet primäärisementeillä, betonikokeet sekundaarisementeillä sekä olemassa olevien rakenteiden testaus. Työpakettien sisältö ja toteutusaikataulu on kuvattu yksityiskohtaisesti, huomioiden testauskapasiteetin rajoitukset ja projektin eri vaiheet.

Raportissa esitetään myös arvioita projektin kustannuksista, aikataulusta ja tarvittavista resursseista. Projekti on suunniteltu toteutettavaksi vuosina 2025–2028, ja se on jaettu kahteen vaiheeseen. Esiselvitys tarjoaa kattavan pohjan varsinaisen pakkasprojektin toteuttamiselle ja betonin pakkasenkestävyyden tutkimuksen edistämiselle Suomessa.

Pakkasprojektin esiselvitysvaiheen aloituskokous BY:n toimistolla 17.11.2023