Suomen jyrkät vuodenaikojen vaihtelut vaikuttavat kaikkeen rakentamiseen ja etenkin operointiin lämmöstä pitävän betonin kanssa. Onneksi KSBR:n ammattilaiset ovat tottuneet ratkaisemaan ongelmia tiukoissakin olosuhteissa ja aikatauluissa.

Rakentamisen kokonaistoimittajana KSBR tarjoaa alan palveluja laidasta laitaan. Yrityksen juuret ovat kuitenkin betonissa, jonka paikallavalussa se on ainutlaatuinen erikoisosaaja.

Betonin erityisominaisuuksien vahva tuntemus edistää sekä yrityksen rakentamisen tehokkuutta että lopputulosten laatua. Yksi keskeinen perusperiaate liittyy betonirakentamisen ajankohtaan ja olosuhteisiin.

”Betonirakentaminen on parasta tehdä termisen kesän olosuhteissa. Tämä ei ole ehdoton sääntö, mutta käytännössä yleensä suositeltavaa ja kustannustehokkaampaa”, kiteyttää vastaava työnjohtaja Matti Laaksonen.

Lämpötilan painuminen nollaan ja sen alapuolelle aiheuttaa haasteita betonin sitoutumiseen ja lujuuden kehitykseen. Ongelmien ehkäisemiseen löytyy keinoja, mutta ne vaativat lisätoimenpiteitä ja -resursseja lämmityksessä ja suojauksessa. Se puolestaan voi vaikuttaa projektin aikatauluun ja aiheuttaa paineita myös kustannuksiin.

”Hankkeiden aikataulut ovat monesti sellaisia, että töiden täytyy valmistua vuodenajasta riippumatta”, toteaa teollisuuspuolen projektipäällikkö Harri Kytökangas.

”Pohjoismaissa tilaajat yleensä ymmärtävät toki talven haasteet, jotka liittyvät tietysti kaikkeen rakentamiseen. Moni ei ehkä silti tiedä yksityiskohtaisesti esimerkiksi sitä, kuinka paljon energiaa jo kiviaineksen lämmitys tuotantopäässä vaatii. Näiden asioiden ratkominen on sitä meidän leipätyötämme.”

Pakkanen lisää lämmitystarpeita ja panee laitteet koville

Kylmyyden vaikutukset betoniin näkyvät selkeimmin ohuissa rakenteissa. Ongelmia ei voi ratkaista itse betonin ominaisuuksilla vaan lämpötilan saavuttamiseen tarvitaan suojauksia ja lämmitystä. Myös betonipumput joutuvat koville lämpötilan laskiessa noin -15 asteeseen eli pumppukalustojen tyypilliseen pakkasrajaan ja sen alapuolelle.

”Onhan sitä joskus päädytty esimerkiksi betonitoimituksen viivästymisen vuoksi valamaan jopa -20 asteen pakkasella, mutta silloin on jo iso riski kaluston särkymiseen”, sanoo Laaksonen.

Vastaavasti betoniaseman toiminta alkaa olla -20 asteen paikkeilla jo aika kehnoa, sillä lämmitys vaatii noilla lukemilla valtavasti energiaa.

”Kun suunnittelemme työmaalla betonointia, pyydämme massantoimittajalta tarvittaessa lämpösimulaatiota massan käyttäytymisestä ennustetuissa talviolosuhteissa. Siitä nähdään, millaista betonin täytyy olla pumppauksen alkaessa. Sitten sen lämpöä seurataan ja pyydetään tarvittaessa betonimylläriä lisäämään tehoa höyrykattilaan. Mutta siinäkin voi tulla tehoraja vastaan joskus jo -15 asteessa.”

Luovaa ongelmanratkaisua ja rakentamista sydäntalvella

KSBR:n valtteihin kuuluu työntekijöiden vahva kokemus ja ongelmanratkaisukyky, jonka avulla on kehitetty luovia ratkaisuja myös vaativiin sääolosuhteisiin.

”Esimerkiksi eräässä jätevedenpuhdistamon hankkeessa rakensimme itse lämmönvaihdinsysteemin. Jännepunosputkiin työnnettiin lämmönvaihtimen kautta tulevat piirit, jolloin saatiin lämmitettyä puhdistamon altaan seiniä. Tällaisia hyväksi havaittuja kikkoja on tullut tehtyä eräänlaisena tuotekehityksen pioneerityönä”, kertoo Laaksonen.

Talviolosuhteita pyritään ottamaan huomioon myös töiden suunnittelussa ja rakentamisjärjestyksessä. Kun vaikkapa suuret perustustyöt ajoitetaan kevääseen ja runkoasennukset syksyyn, saadaan runko talveksi sopivasti kiinni ja kuori umpeen. Näin päästään sääsuojaan ja saadaan rakennukseen lämmöt päälle lattioiden tekoa varten.

Näin toimittiin Kaustisella keväällä 2024 alkaneessa Sibanye-Stillwaterin litiumhankkeen urakoinnissa, johon ovat sisältyneet muun muassa Keliber-rikastamon ja vesilaitoksen rakennustyöt sekä murskainten perustustyöt. Rakentaminen oli kiihkeimmillään marraskuusta tammi-helmikuun taitteeseen ja sujui Laaksosen mukaan monestakin syystä hyvin.

”Talvi oli aika leuto, mikä helpotti tekemistä ja laski lämmityskustannuksia. Saimme oman höyrytyskaluston kätevästi ajoon, ja käytettävissä oli myös hyvä höyrytysalihankkija. Näin pystyimme varautumaan talven haasteisiin pienellä vaivalla. Lisäksi Kaustisilla kaikki rakenteet olivat pääosin massiivirakenteita, joiden oma lämmöntuottokyky vähentää suurten suojausten tarvetta.”

Betoni vaatii ja tuottaa lämpöä lujittuakseen

Palataan vielä betonin erityisominaisuuksiin, joihin kuuluu kyky lämmön tuottamiseen. Kun rakenne saa talvibetonoinnissakin riittävästi lämpöä, alkaa betoni itse kovettuessaan muodostaa sitä.

Normaalioloissa betoni alkaa sitoutua noin neljä tuntia valmistumisensa jälkeen, ja prosessi kestää sitä pidempään, mitä matalampi massan lämpötila on. Siksi tavoitteena on saavuttaa lähtölämpötila, joka ei noina ensimmäisinä tunteina laske merkittävästi alle 20 asteen. Onnistuneen sitoutumisen jälkeen alkaa lujuuden kehitys, jonka myötä lämmöt lähtevät nousuun.

”Kaustisilla maanpaineseiniä valaessa oli massan lähtölämpötila noin 22–25 astetta. Se ei laskenut missään vaiheessa alle 18 asteen ennen kuin massa lähti kehittämään lujuutta ja lämpöä. Sitten lämmöt nousivatkin toivottuun noin 58 asteeseen, vaikka samaan aikaan ulkona oli -15 astetta pakkasta”, kertoo Laaksonen.

”Kun betoni saavuttaa 5 MPa:n puristuslujuuden, kestää rakenne sen jälkeen jäätymisenkin. Jäätyneenä se ei kehitä lujuutta, mutta lämmönkehitys käynnistyy taas sulamisen jälkeen. Käytännössä 5 MPa:n lujuustaso ei vielä riitä siihen, että jäätymisen jälkeen sulanut rakenne pysyisi enää koossa. Mutta jos rakenne ehtii ennen jäätymistä saavuttaa vaikkapa 60 % suunnittelulujuudesta, voi sen sisäinen lämpötila käydä vaikka nollassa ja jatkaa lujittumistaan taas kevätlämmön noustessa.”

Rakentamisen jälkeisiin toimiin hankkeissa kuuluu rakenteiden suojaus eli jälkihoito, joka kestää talvibetonoinnissa yleensä hieman kesäoloja pidempään.

”Betoninormeissa on säädetty tietyille rasitusluokille omat jälkihoitoajat siitä, miten pitkään rakenne täytyy pitää peitettynä. Jälkihoidon tulee kestää niin pitkään, että betoni saavuttaa 60–80 % suunnitellusta lujuudesta, mutta vähintään viikon. Jos valetaan pakkasella vaikka 30-senttinen pohjalaatta, täytyy sitä suojata parikin viikkoa, ehkä kevääseen ja lumien sulamiseen saakka”, pohtii Laaksonen.

Olosuhteisiin varaudutaan varaluistimien varaluistimilla

Huolellisen suunnittelun, valmistelun ja varautumisen avulla on KSBR:llä aina saatu myös talvibetonoinnit hoidettua kunnialla maaliin.

”Meillä ei ole ollut merkittäviä ongelmia suunniteltujen valujen ja aikataulujen kanssa. Toki talviolosuhteisiin täytyy aina varautua tavallista paremmin. Täytyy olla varaluistimillekin varaluistimet”, sanoo Kytökangas.

”Suunnittelun merkitys korostuu entisestään talvella, jolloin pitää varautua kaikkiin mahdollisiin ja kuviteltaviin ongelmiin. Meillä KSBR:ssä on yksittäisen betonoinnin suunnittelu jo muutenkin pitkälle valmiiksi hiottua ja sikäli arkipäivää”, jatkaa Laaksonen.

Entä voiko rakennusammattilainen löytää talvesta yhtään mitään hyvää?

”Ainahan raikas pakkassää tai hyvä kevätkeli voivat nostaa mielialaa, mutta eipä tule juuri muuta mieleen”, heittää Laaksonen.

”Talvella voi betoninasemalta saada jopa tavallistakin parempaa palvelua, sillä saatat olla ainoa asiakas”, lohkaisee Kytökangas.