SEINÄELEMENTTIEN KUNTOTUTKIMUSTA VANHALLA SEINÄJOEN TERVEYDENHUOLTO-OPPILAITOKSELLA

Seinäjoen vanha terveydenhuolto-oppilaitos

Ensimmäinen vaihe

Seinäjoen Koskenalantien vanhaa terveydenhuolto-oppilaitosta suunniteltiin 1970-luvulla. Rakennuslupa oppilaitoksen rakentamista varten saatiin 20.2.21979 ja rakennustyöt tontilla alkoivat 7.1.1980. Alun perin Seinäjoen kaupunki oli luvannut tontin Tikkuvuorelta, mutta lopulta uusi oppilaitos sijoitettiin uuden sairaalan viereen Koskenalantielle. Rakennuksen suunnitteli Arkkitehtitoimisto Rovarkki Oy (arkkitehti Aarre Holttinen) Rovaniemeltä. Rakennussuunnitelmat laati Insinööritoimisto Oy Kaista & Sebbas Ab Seinäjoelta, LVI suunnitelmat Lämpöteknillinen Insinööritoimisto Tauno Nissinen Oy Helsingistä. Rakennus suunniteltiin 372 opiskelijalle ja suunnitelmassa huomioitiin laajentamismahdollisuus. Pääurakoitsijana rakennustyössä oli Rakennusliike P. Ylisaari Ky Lapualta, putkiurakoitsijana Putkiala Oy Vaasasta, sähköurakoitsijana Pohjois-Suomensähkö Oy Seinäjoelta ja maalausurakoitsijana Maalausliike Velj. Kosonen Ky Tampereelta. Rakennusurakan valvojina toimivat Börje Carssin ja Lars Palm sekä vastaava rakennusmestari Vesa Niemi. Kustannusarvio oli 14.45Mmk. Rakennus valmistui kesällä 1981 ja muutto uusiin tiloihin tapahtui 23.9.1981 (Manninen, K, 1998).

Toinen vaihe

Seinäjoen kaupunki teki kaupungin valtuuston kokouksessa 16.1.1987 periaatepäätöksen Seinäjoen terveydenhuolto-oppilaitoksen lisärakennuksen suunnittelusta ja rakentamisesta. Oppilaitos oli jäänyt pieneksi oikeastaan alusta asti, lisätilaa oli jouduttu vuokraamaan muualta ja tarve lisärakennukselle oli ilmeinen. Lisärakennuksen pinta-alaksi määriteltiin 3000m2 ja lopullinen kustannusarvio oli 27,5Mmk, sisältäen vanhan puolen saneerauksen. Rakennuksen suunnitteli Arkkitehtitoimisto Touko Saari, rakennesuunnittelun teki Finnmap Oy, Lvi-suunnitelmat LVI-insinööritoimisto J. Saastamoinen ja sähkösuunnittelun Insinööritoimisto Veikko Tuutti. Rakennus- ja asennustöitä valvoivat rakennusmestari Pekka Qvick, lvi-teknikko Mauno Näsi sekä sähköteknikko Seppo Kortesmäki. Pääurakoitsijana oli Iskura Oy, LVI-työt suoritti Oy Huber Ab, sähkötyöt Merenkurkun Sähkötyö Oy. Rakennustyöt aloitettiin 10.2.1992 ja rakennus valmistui 23.4.1993 (rakennuksen ulkotyöt valmistuivat 25.6.1993). Toiminta rakennuksessa alkoi 1.8.1993 (Manninen, K, 1998).

Kuntotutkimuksen taustaa

Rakennuksen elinkaaren aikana siihen kohdistuu monenlaisia korjaustarpeita. Tarve korjata rakennusta syntyy pitkällä aikavälillä, kun rakennus vuosien saatossa kuluu ja rapistuu. Tarpeenmukaisella kiinteistön ylläpidolla, kauaskatseisella suunnittelulla ja oikeaan aikaan toteutetuilla huoltokorjauksilla voidaan pidentää kiinteistön elinikää ja pitkittää suurempien korjausten tarvetta. Usein kuitenkin käy niin että korjauksia siirretään tuonnemmaksi. Tästä aiheutuu usein omistajille ylläpitokustannusten kasvua ja mahdollisesti jopa turvallisuusriskejä kiinteistön käyttäjille. Suurimpiin korjauksiin tulisi varautua hyvissä ajoin, jolloin kustannukset usein jäävät pienemmiksi kuin kiireellä toteutetuissa korjauksissa.

Rakennuksen korjauspäätös pitäisi pohjautua monipuoliseen ja tarkoituksenmukaiseen kuntotutkimukseen. Tämän kuntotutkimuksen tarkoituksena oli selvittää kyseisen kohteen betonisten julkisivuelementtien kuntoa uudelleenkäyttöä silmällä pitäen. Erityisesti liikuntasalin elementit ovat sopivia kierrätykseen. Kohde on ollut tyhjillään viitisen vuotta ja sille on haettu purkulupa.

Kierrätys

Rakennus- ja purkujätteellä tarkoitetaan uudis- ja korjausrakentamisessa sekä purkamisessa syntyvää jätettä. Rakennushankkeeseen ryhtyvän on huolehdittava siitä, että uudelleen käyttökelpoiset rakennusosat ja aineet otetaan talteen ja käytetään, ja että toiminnassa syntyy mahdollisimman vähän ja mahdollisimman haitatonta rakennus- ja purkujätettä (Jätelaki, 2011).

Useat tunnetut raaka-aineet, kuten metallit, uhkaavat loppua, koska Ihmiskunta käyttää luonnonvaroja 1,5 kertaa (me suomalaiset 3 kertaa) enemmän kuin maapallo ehtii tuottaa.  Uuden jätedirektiivin tavoitteena on hyödyntää 70 % rakennus- ja purkujätteestä vuoteen 2020 mennessä. Nykyisellään hyötykäyttö rakennusalalla on vielä vähäistä.

Purkuosat ja -materiaalit jakaantuvat kolmeen virtaan: uudelleenkäyttöön, hyödyntämiseen ja jätehuoltoon.

Uudelleenkäytössä vanhat osat tai tuotteet saavat uuden elämän. Tämä ensisijainen vaihtoehto vähentää uuden tuotteen tuotantoprosessin ympäristökuormaa. Käytetty rakennusosa tai -tuote voidaan hyödyntää itse, myydä tai toimittaa kierrätyskeskukseen, mikä säästää jätemaksuissa. Kierrätysosat ovat usein edullisempia kuin uudet. Vanhat osat ja materiaalit voivat olla korvaamattomia, kun korjataan vanhaa kunnioittaen. Huomioitavaa kuitenkin on, että vanhojen osien uudelleenkäyttöön liittyy rajoituksia ja niiden on täytettävä nykyiset viranomaismääräykset.

Hyödyntämällä saadaan uusiotuotteita. Hyödyntämisessä purkumateriaalista valmistetaan uusiotuotteita. Esimerkiksi lasi- tai betonimurskaa käytetään uusien materiaalien raaka-aineena. Betoni- ja muita kivituotteita käytetään maantäyttöön muun muassa tienrakentamisessa, joka korvaa neitseellisen soran käyttöä tai puu- ja muovijätteen käyttämistä energiantuotantoon. Puujätteen polttaminen kotona on myös jätteen hyödyntämistä. Muovin ja käsitellyn puun polttamista omassa tulisijassa ei kuitenkaan suositella, sillä ne saattavat rapauttaa hormeja tai aiheuttaa nokipalon mahdollisuuden. PVC-muoveja sisältäviä tuotteita ei välttämättä voi polttaa edes jätteenpolttolaitoksessa.

Tietyille jätelajeille tarvitaan erilliskeräys. Rakennus- ja purkujätteelle on järjestettävä rakennus- tai korjaushankkeessa erilliskeräys siten, että mahdollisimman suuri osa jätteestä voidaan toimittaa uudelleenkäyttöön taikka muutoin kierrättää tai hyödyntää. Vähintään seuraaville jätelajeille on järjestettävä erilliskeräys: betoni-, tiili-, kivennäislaatta- ja keramiikkajätteet, kipsipohjaiset jätteet, kyllästämättömät puujätteet, metallijätteet, lasijätteet, muovijätteet, paperi- ja kartonkijätteet sekä maa- ja kiviainesjätteet (Ympäristöhallinnon verkkopalvelu, 2025).

Karbonatisoitumisesta johtuva raudoitteiden korroosio

Betoniteräksiä suojaa korroosiolta betonin korkea alkalisuus. Tämä muodostaa terästen ympärille ohuen oksidi kalvon, joka estää sähkökemiallisen korroosion. Betonin alkalisuus kuitenkin laskee vuosien kuluessa. Tätä ilmiötä kutsutaan karbonatisoitumiseksi. Reaktion aiheuttaa hiilidioksidin tunkeutuminen betoniin, Karbonatisoituminen etenee hitaasti betonin pinnasta alkaen. Karbonatisoituminen hidastuu kuitenkin vuosien kuluessa. Tämän hidastumisen kuvaamiseen on kehitetty kaava, joka kuvaa ilmiötä ns. neliöjuurimallilla x=k√t, jossa x on karbonatisoitumissyvyys (mm), k on karbonatisoitumiskerroin (mm√a) ja t on aika (a). Karbonatisoitumisnopeuteen vaikuttavia tekijöitä ovat betonin huokosrakenne sekä betonin kosteuspitoisuus. Lisäksi halkeamat mahdollistavat hiilidioksidin tunkeutumisen syvemmälle betoniin. Betonin kosteus hidastaa karbonatisoitumista koska huokosten ollessa täynnä vettä hiilidioksidi ei pääse tunkeutumaan betoniin.

Kuva 1. Karbonatisoitumisen eteneminen ajan funktiona neliöjuurimallin mukaan (Suomen Betoniyhdistys ry. 2019)

Terästen korroosio alkaa siinä vaiheessa, kun karbonatisoituminen on edennyt terästen pintaan saakka. Tässä vaiheessa korroosio etenee kuitenkin hyvin hitaasti passivoitumisesta johtuen. Tätä vaihetta kutsutaan korroosion käynnistymisvaiheeksi. Tämän vaiheen pituuteen vaikuttaa lähinnä betonin koostumus ja ympäristöolosuhteet sekä suojabetonin paksuus. Vastaavasti aktiiviseksi korroosioksi kutsutaan aikaa korroosion alkamisesta siihen, kun teräs ei enää kykene täyttämään sille alun perin suunniteltua tehtävää. (Köllö ym, 2015.)

Korroosio aiheuttama hapettunut teräs eli ruoste vaatii enemmän tilavuutta kuin alkuperäinen teräs. Tämä tilantarve näkyy yleensä teräksiä peittävän betonikerroksen halkeiluna ja lohkeamina.

Pakkasrapautuminen

Betonisissa julkisivuissa ja parvekkeissa yleisin rapautumisilmiö on pakkasrapautuminen. Pakkasrapautumista syntyy, kun betonin huokosiin imeytynyt vesi jäätyy. Tällöin sen tilavuus kasvaa aiheuttaen huokosten seinämiin painetta. Huokosrakenteella onkin suuri merkitys, kuinka käytetty betoni kestää vuosia jatkuvan jäätymisen ja sulamisen. Nykyisin betonissa käytetään lisäaineita, joilla saadaan aikaan betoniin suojahuokosia, jotka lisäävät betonin kykyä vastustaa pakkasrapautumista. Suojahuokosten toiminta perustuu niiden rakenteeseen, joka mahdollistaa jäätyvän veden laajenemisen ilmatäytteisiin huokosiin. Suojahuokostusaineita on alettu käyttää systemaattisesti vasta vuonna 1976.

Pakkasvaurioituminen ilmenee betonipinnan säröilynä, joka heikentää betonin lujuutta sekä nopeuttaa veden imeytymistä. Tämän tyyppisen rasituksen jatkuessa betoni alkaa rapautua. Edennyt pakkasrapautuminen näkyy pinnan halkeamina, elementtien kaareutumisena ja betonin lohkeiluna. (Suomen Betoniyhdistys ry. 2019)

Näytteenotto

Kuntotutkimuksissa käytetään näytteenotossa yleensä lieriöporausta. Näin saatujen tutkimuskappaleiden etuna on niiden soveltuvuus useimpiin laboratoriotutkimuksiin. Lieriöporauksessa käytetään timanttiporaa, joka kiinnitetään lujasti rakenteeseen, jotta porakappale ei vaurioidu poratessa tai irrotessaan. Porattaessa käytetään yleensä porauskaulusta, jolla pyritään minimoimaan seinälle lentävät likaroiskeet. Pakkasella timanttiporaus on erittäin hankalaa porauksessa käytettävän veden jäätymisen takia.

Näytekappaleet merkitään välittömästi porauksen jälkeen siten, että itse näytteeseen ja julkisivukuvaan tulee sama tunnus. Lisäksi lieriönäytteisiin tulee merkitä mikä on sisä- ja ulkopinta tai ylä- ja alapinta.

Näytteenottokohdat valitaan ennakkoon siten, että niiden perusteella saadaan edustava käsitys rakennetyypin karbonatisoitumisesta ja paikoista, jotka parhaiten kuvaavat koko rakennuksessa vallitsevia sääolosuhteita ja rakenteita. Näytteenottopaikat on valittava siten, että näytteenotolla ei tarpeettomasti vaaranneta rakenteen kantavuutta tai kiinnitystä. Lisäksi näytteenottokohdat suunnitellaan ja toteutetaan niin, että rakennetta ei rasiteta lisää esimerkiksi siten, että niiden kautta pääsisi rakenteeseen vettä. Porauksessa syntyvät reiät onkin paikattava huolellisesti käyttämällä muovitulppia ja liimamassaa.

Kuva 2. Seinäjoen vanhan terveydenhuolto-oppilaitoksen betonielementin näytteenotto käynnissä. (Kuva Sami Perälä)

Laboratoriotutkimukset

Betonin karbonatisoitumissyvys voidaan mitata laboratoriossa pH-indikaattorilla. Indikaattorilla voidaan erottaa karbonatisoitunut (pH noin 8) ja karbonatisoitumaton betoni (pH noin 13). Indikaattorina käytetään fenoliftaleiiniliuosta, joka värjää karbonatisoitumattoman betonin punaiseksi (Kuva 2). Mittaus suoritetaan porakappaleen pinnalta suhteellisen nopeasti poraamisen jälkeen, jolloin hiilidioksidi ei vielä ole vaikuttanut porakappaleen pintaan. Kappale puhdistetaan huolellisesti porausjätteestä, jonka jälkeen kappaleen pinta käsitellään indikaattorilla. Käsitellystä kappaleesta mitataan punaiseksi värjäytymättömän osan paksuus.

Kuva 3. Fenoliftaleiiniliuoksella käsitelty porakappale parvekkeen pieliseinästä (kuvituskuva, Veli Autio)

Betonin tärkein ominaisuus on sen puristuslujuus. Betonin lujuuden luokittelu perustuu kuutiolujuuteen tai lieriölujuuteen. Lujuus on riippuvainen kappaleen koosta ja muodosta. Kuntotutkimuksissa puristuslujuus määritellään usein käyttämällä 50mm poralieriöitä. Näistä kappaleista saadut tulokset voidaan muuntaa kuutiolujuuksiksi muuntosuhteiden avulla (SFS-EN 206:2014).

Betonin pakkasrapautumista voidaan arvioida betonin vetolujuusmittauksilla (Taulukko 1). Lisäksi vetolujuuden tuloksista voidaan arvioida betonin korjattavuutta ja laatua yleensä, näitä tietoja tarvitaan harkittaessa esimerkiksi uutta pinnoitetta. Vetokoe suoritetaan yleensä poralieriölle, jonka pituus on yhtä suuri kuin sen halkaisija.

Taulukko 1. Vetolujuuksien suhde pakkasrapaumaan.

Seinäjoen vanhan terveydenhuolto-oppilaitoksen kuntotutkimuksen tulokset

Karbonatisoituminen

Karbonatisoitumissyvyyden määrittämiseksi porattiin yhteensä kolme koekappaletta vanhasta osasta ja yksi vertailukappale uudemmasta osasta. Karbonatisoitumissyvyys määriteltiin sivelemällä tuoreet porakappaleet fenoliftaleinilla, jonka jälkeen karbonatisoitumissyvyys voitiin mitata työntömitalla. Vanhan osan koekappaleista havaittiin karbonatisoitumisen edenneen noin 15 mm, joka vastaa muuallakin tehtyjen tutkimusten tuloksia tämän ikäisissä rakennuksissa pesubetonipinnalla. Karbonatisoitumisen etenemistä oli havaittavissa kuitenkin myös villan puolelta. Tämä karbonatisoituminen saattaa saavuttaa teräkset ennemmin kuin pinnasta etenevä.

Kuva 4. Vanhan osan poranäytteet. (Kuva Veli Autio)

Kuva 5. Uuden osan vertailukappale. (Kuva Veli Autio)

Betonipeitteen paksuus

Betoniteräksinä on käytetty 6 mm, 150 mm jaolla olevaa teräsverkkoa. Betonipeitteen paksuus mitattiin paikan päällä peitekerrosmittarilla ja porakappaleissa olevista teräksistä. Betonipeitteen paksuus vaihteli välillä 50-65 mm. Peitekerroksen paksuuden mittaus pesubetoni pinnalla olevasta elementistä oli hiukan epätarkkaa.

Kuva 5 ja 6. Betonipeitteen paksuuden mittaus ja terästen paikannus käynnissä (Kuvat Sami Perälä ja Matti Ylihärsilä)

Puristuslujuus

Puristuslujuus määriteltiin kahdesta näytekappaleesta. Porakappaleet, joiden halkaisija oli 45 mm, sahattiin noin 50 mm pitkiksi koekappaleiksi. Tämän jälkeen kappaleen molemmat päät hiottiin suoriksi ja tasaisiksi. Hionnan jälkeen kappaleet punnittiin ja mitattiin tiheyden määrittämiseksi. Itse puristuslujuus mitattiin virallisen betoninkoetuslaitoksen zwick-betoninkoetuslaitteella. Betoni puristuslujuudet kuutiolujuudeksi muutettuna saatiin 57.9 MPa ja 56,5MPa. Vanhoista piirustuksista käy ilmi, että alkuperäinen suunnittelulujuus on 30 MPa Näitä tuloksia voidaan pitää varsin hyvinä, kun muistetaan kohteen rakentamisvuosi. Nämä tulokset osaltaan selittävät pientä karbonatisoitumissyvyyttä.

Kuva 7. Puristuslujuuden testaus (Kuva Veli Autio)

Vetolujuus

Vetolujuutta ei näistä näytteistä mitattu, koska katsottiin ettei sillä ole merkitystä kyseisten elementtien kierrätettävyydelle. Lisäksi pesubetonipinnasta vetolujuuden määritys ei kerro totuutta betonin pakkasrapaumasta.

Yhteenveto

Tehdyssä kuntotutkimuksessa käytetty ajan neliöjuureen perustuvaa mallia käytetään yleisesti kuvaamaan korroosion käynnistämishetkeen perustuvaa käyttöikää. Käyttöikätarkastelussa käytetty neliöjuurimalli on käytännön käyttöikäsuunnitteluun riittävä malli. Aikaisemmissa tutkimuksissa on havaittu, että neliöjuurimalli antaa hyvin tarkan arvion arvioitaessa iältään yli 25 vuoden ikäisten rakennusten käyttöikää. Tehdyssä oppilaitoksen pesubetonipintaisten elementtien kuntotutkimuksessa voitiin todeta elementtien olevan siinä kunnossa, että niitä voitaisiin käyttää uudelleen. Neliöjuurimallin mukaan elementtien käyttöikää on jäljellä minimissään 40 vuotta (taulukkoarvona 2,43) myös puristuslujuudesta saadut tulokset olivat erittäin hyviä.

Betonielementtien uudelleenkäyttö on Suomessa vielä suhteellisen uusi ja kehittyvä käytäntö. Suomessa purkubetonista kierrätetään noin 80 %, suurin osa kierrätetystä betonista hyödynnetään murskeena. Betonielementtien uudelleenkäyttö on ympäristön kannalta viisasta, mutta se vaatii vielä uusien toimintamallien luomista esim. tehdaskunnostusta, logististen ketjun ja tiedonhallinnallisen prosessin luomista sekä markkinapaikkaa, jossa tuotteiden tarjoajat ja käyttäjät kohtaavat.

Vaikka tarkkoja lukuja betonielementtien uudelleenkäytön määrästä ei vielä ole saatavilla, on selvää, että käytäntö on vasta alkuvaiheessa ja sen odotetaan yleistyvän tulevaisuudessa tutkimuksen ja pilottihankkeiden myötä.

Sisäilmaongelmista kärsineen Seinäjoen vanhan terveydenhuolto-oppilaitoksen käyttöiäksi vanhassa osassa jäi alle 40 vuotta ja uudella puolella vain reilut 25 vuotta. Tämän kaltaisten rakennuksien käyttöiän tulisi olla vähintään 50 vuotta. Koska rakennuksen käyttöikä jäi reilusti alle suunnitellun sisäilmaongelmien vuoksi, tulisi rakennuksen osia hyödyntää parhaalla mahdollisella tehokkuudella. Kimora hankkeessa ja tässä tutkimuksessa tutkittiin betonielementtien kuntoa ja mahdollisuutta uudelleen käyttää. Tulos oli rakennuksen valmistusajankohtaan nähden jopa yllättävän positiivinen.

Lähteet:

Jätelaki, 646/2011. 646/2011 | Lainsäädäntö | Finlex. Saatavilla 3.3.2025.

Köllö, A., Lahdensivu, J. 2015. Karbonatisoitumisen eteneminen olemassa olevissa betonijulksivuissa ja -parvekkeissa sekä sisärakenteissa. Betoni lehti 1/2015. Saatavissa 3.3.2025. BET1501_64-69.pdf

Manninen, K., Mertokoski, M., Sarvikas, A. 1998. Terveydenhuollon koulutuksen vaiheita Etelä-Pohjanmaalla 1903-1995. Seinäjoen Terveydenhuolto-oppilaitos. Gummerrus Kirjapaino oy Jyväskylä 1998. Print.

SFS-EN 206:2014. Betoni. Määrittely, ominaisuudet, valmistus ja vaatimustenmukaisuus. Suomen Standardisoimisliitto SFS ry

Suomen Betoniyhdistys r.y. 2019. By 42 Betonijulkisivun kuntotutkimus 2019. Helsinki: Suomen Betonitieto Oy.

Ympäristöhallinnon verkkopalvelu. 2025. Rakennusmateriaalien uudelleenkäyttö, kierrätys ja jätehuolto. Rakennusmateriaalien uudelleenkäyttö, kierrätys ja jätehuolto. Saatavilla 3.3.2025

Kirjoittajat:

Veli Autio

Laboratorioinsinööri, SeAMK

Matti Ylihärsilä

TKI asiantuntija, SeAMK

Sami Perälä

Kehittämispäällikkö, SeAMK