Aggressiivisten olosuhteiden vaikutus betonirakenteisiin

Abstract

Opinnäytetyön tarkoituksena oli kartoittaa Mäntän paperitehtaan yhteydessä olevan voimalaitoksen betonirakenteiden kestävyyttä voimalaitosolosuhteissa. Voimalaitoksissa rakenteisiin kohdistui kemiallista ja kosteus sekä mekaanista rasitusta. Voimalaitoksella on käytössä väkeviä happoja, vahvoja emäksiä ja sulfaatteja. Höyryn tuotannosta aiheutuu kosteus- ja lämpörasitusta sekä mekaanista rasitusta betonirakenteille. Betonirakenteiden kuntoa tutkittiin ottamalla poranäytteitä eri rasituskohteista. Näytteistä mitattiin puristuslujuudet, joita verrattiin kirjallisuuden vaatimuksiin. Lisäksi määritettiin betonin vetolujuus, karbonatisoituminen ja kloridipitoisuus.

Tulokset osoittivat, että ne tilat, joita lämmitetään talvella, ovat säilyneet kohtuullisessa kunnossa. Kylmiksi varastotiloiksi aktiivikäytön jälkeen jääneet tilat kärsivät pakkasrapaumasta. Teoriassa rakenteiden lujuuksien pitäisi olla luokkaa 37–50 MPa. Lähes kaikki kohteen testatut puristuslujuudet ylittivät suunnitteluarvot. Vetolujuus korreloi puristuslujuuden kanssa. Karbonatisoitumista oli rakenteissa, 1970-luvun rakenteissa karbonatisoituminen oli edistänyt korroosiota. Kloridipitoisuuksia ei testatuista näytteistä löytynyt.

Johtopäätöksenä voidaan todeta, että Serlachius on rakennuttanut laadukkaasti, eikä kemiallinen rasitus ole vaikuttanut kantaviin rakenteisiin merkittävästi. Pakkasrasitus on vaurioittanut 1910–1920-luvuilla rakennettuja rakennuksia, etenkin jos rakennus on jäänyt kylmilleen.

Rakennuksen kunnostamiseen vaikuttavia seikkoja ovat: rakennuksen kunto, tuleva käyttötarkoitus ja taloudelliset seikat. Museoidun kohteen kunnostamisessa on kulttuurilliset ja rakennustaiteelliset lisävaatimuksensa. Kohteen taloudellinen kunnostaminen teollisuuden tarpeisiin voi olla haastavaa ottaen huomioon kohteen maantieteellinen sijainti.

The purpose of the thesis was to survey the durability of the concrete structures under power plant conditions. In the power plants, the structures were subjected to chemical, moisture and mechanical stress. Concentrated acids, strong alkalis and sulphates were being used in the power plant. Steam production causes mechanical, moisture and thermal stress to concrete structures. The condition of the concrete structures was investigated by taking samples from different stress locations. The compressive strengths of the samples were measured and compared with the requirements of the literature. The tensile strength, carbonation and chloride content of the concrete were also examined.

The results showed that the buildings that are heated in winter have been maintained in a reasonable condition. If the building was left as cold storage after active use suffer from the frost. According to the literature the strength of the structures should be in the range 37-50 MPa. Almost all compressive strengths tested on the site exceeded the design values. Tensile strength correlates with compressive strength. Carbonation was present in the structures. In the 1970s building the carbonation had contributed to corrosion. Chloride concentrations were not found in the samples.

In conclusion, Serlachius has built to a high-quality standard and the structures were not been significantly affected by chemical stress. Freezing has damaged buildings built in the 1910s and 1920s.

Factors influencing the renovation of a building include the condition of the building, its future use and economic considerations. The restoration of a listed building has additional cultural and architectural requirements. Economic restoration of a site for industrial purposes can be challenging.