rakennesuunnittelu

Varastojen ja terminaalien betonilattiat

7.11.2022 by Piimat

Varastojen ja terminaalien betonilattiat on aihe, josta meille on viime aikoina tullut erittäin paljon kyselyjä – viimeksi FinnBuild-messujen yhteydessä käydyissä keskusteluissa. Niinpä päätimme tähän blogipostaukseen koostaa omia vinkkejämme kovan kulutuksen betonilattioiden suunnitteluun, toteutukseen ja ylläpitoon.

Kirjoittajana DI Martti Matsinen

Betonilattian mitoitus

Betonilattian paksuus ja raudoitus (oli sitten kyseessä perinteinen tanko-/verkkoraudoitus tai kuituraudoitus) suunnitellaan annettujen kuormitusten pohjalta. Tärkein tekijä onkin, että kuormitukset on oikein annettu. Valitettavan usein kuormituksena annetaan vain tasainen kuorma. Tasainen kuorma määrittelee mitoituksen erittäin harvoissa tapauksissa – lähinnä silloin, kun pohjamaa on heikkoa tai kun kyseessä on paalulaatta ja piste- tai pyöräkuormat ovat pieniä.

Terminaaleissa, varsinkin korkeavarastoissa, mitoituksen määrittelee useimmiten hyllyn jalkakuorma. Jalkakuorman osalta on tärkeää tietää myös jalkojen välimatka ja siksi hyllykaavio olisi hyvä olla tiedossa jo mitoitusvaiheessa. Selät vastakkain olevat hyllyt ovat mitoituksen kannalta kriittisimmät. Alla on Betonilattiaohjeet 2018 (by45/BLY7) taulukko, josta selkeästi näkee kuinka suuri merkitys mitoituksen kannalta kuormiin on hyllyjen korkeudella, lavakoolla ja erityisesti selät vastakkain olevilla hyllyillä.

Toinen mitoituksen kannalta tärkeä asia on pyöräkuorman dynaaminen kerroin. Trukki on yleisin tavaroiden liikutteluväline varastoissa ja terminaaleissa. Trukin pyöräkuorma tulee kertoa dynaamisella kertoimella 1,4 lattiaa mitoitettaessa. Mikäli trukissa on kovat pyörät, on dynaaminen kerroin 2,0. Tällä on suuri merkitys lattian mitoitukseen ja siksi myös trukkityypin olisi hyvä olla tiedossa mahdollisimman aikaisessa vaiheessa. Vaikka itse trukki ei suunnitteluvaiheessa vielä ole valittu, niin varmaankin tiedetään millaisia kuormia trukin tulee pystyä nostamaan. Tämän tiedon pohjalta voidaan alla olevasta taulukosta määritellä trukkityyppi, jonka pohjalta lattia mitoitetaan – dynaaminen kerroin huomioiden.

Muutkin kuormitustyypit / kuormitukset tulee huomioida mitoituksessa normaaliin tapaan, mutta edellä mainitut kaksi kuormitustyppiä ovat sellaisia, joissa useimmin tehdään virheitä, jollei niitä huomioida ajoissa. Mikäli kuormat eivät ole tiedossa, voidaan alustavassa mitoituksessa käyttää tyypillisiä kuormia alla olevan taulukon mukaisesti – nekin pitää sitten lopullisessa mitoituksessa tarkistaa.

Liikuntasaumat

Liikuntasaumojen sijoituksen suunnittelu on tärkeä osa koko betonilattian suunnittelua. Siinä on huomioitava liikuntasaumaväli betonin kutistumien ja halkeilun kannalta, saumojen rajaaman alueen muotoilu (sivusuhde maksimissaan 1,5) ja myös betonitoimittajan ja valutekniikan mahdollisesti aiheuttamat rajoituksen alueen maksimikoolle.

Liikuntasaumaraudoitteen valinnassa taas on huomioitava saumaan kohdistuvat rasitukset, sauman kuormansiirtokyky sekä mahdolliset muut toiminnan aiheuttamat vaatimukset saumaraudoitteelle.

Liikuntasaumaraudoitteen valinnasta olemme kirjoittaneet erillisen postauksen, joten tässä emme asiaan enempää puutu: Liikuntasaumaraudoitteiden valinta.

Betonilattian suoruus/tasaisuus

Betonilattian suoruus- ja tasaisuusvaatimukset ovat yleensä kriittisimmät korkeavarastoissa tai kohteissa, joissa liikutaan automaattilaitteistolla. Laaja-aluevalujen lisääntyessä on valutekniikassa paljolti siirrytty laserohjattujen levityskoneiden käyttöön. Tämä helpottaa suoran ja tasaisen valutuloksen toteutumista. On kuitenkin muistettava, että vaikka pinta valetaan suoraksi, voi lattia painua epätasaisesti. Niinpä myös alusrakenteen suunnitteluun tulee panosta vaativissa kohteissa.

Betonilattiaohjeessa on annettu ohjeet eri luokkien suoruus- ja tasaisuusvaatimuksille. Lattian suoruudesta puhutaan mittausvälin ollessa pidempi ja tasaisuudesta lyhyellä mittausvälillä (esim. trukkilinjoilla). Muutama asia on hyvä muistaa arvoja tarkistettaessa:

Lähellä esteitä kuten pilarit, seinät, koneperustukset (alle 300 mm etäisyydelle), voidaan soveltaa yhtä luokkaa alhaisempia arvoja
Mittaukset tulee tehdä valualueittain mahdollisimman pian valutyön jälkeen – joka tapauksessa ennen lattian kuormittamista
Mittaustuloksista 95% tulee täyttää annetun luokan vaatimukset

Betonilattiaohjeen luvussa 7.6.3 on annettu ohjeita laatuvaatimusten toteuttamiseen. Ohjeen mukaan yli 150 mm paksussa, A-luokan betonilattiassa suositellaan erillisen pintaratkaisun käyttämistä vaatimuksen täyttämiseksi. Tämä voi olla ohuempi, tuoretta- tuoreelle valettava kovabetoni tai erillinen kovettuneelle pinnalle valettava pintabetoni tai ohuempi kovabetoniratkaisu. A₀-luokan lattioissa suositellaan aina käytettäväksi tällaista kaksikerrosratkaisua.

Betonilattian kulutuskestävyys

Varasto- ja terminaalikohteissa betonilattian kulutuskestävyys on usein yksi tärkeimpiä laatuvaatimuksia. Hyvä kulutuskestävyys voidaan saavuttaa usealla eri tavalla. Onkin tärkeää suunnitteluvaiheessa selvittää millainen kulutus kohteen lattiaan on tulossa. Betonilattiaohjeen taulukossa on annettu suosituksia eri työmenetelmille kussakin kulutuskestävyysluokassa. Varasto- ja terminaalikohteissa suosittelen aina käyttämään vähintään luokkaa 2, mielellään jopa luokkaa 1, mikäli kulutus on erittäin kovaa.

Silikaattikäsittely on viime vuosien aikana lisääntynyt lopulliseksi lattiapinnaksi. Se tiivistää ja lujittaa pintaa mutta käsittely ei mene kuitenkaan kovin syvälle itse massaan. Siksi ohjetta laadittaessa on katsottu, ettei 1-luokan kulutuskestävyyden saavuttamiseksi riitä pelkkä silikaattikäsittely vaan lopullisessa pinnassa tulee käyttää joko kuivasirote- tai kovabetonipintausta. 2-luokassa silikaattikäsittely voi olla riittävä, mikäli betonilattia on muuten suunniteltu ja toteutettu huolella.

Kumpi sitten on parempi ratkaisu – kovabetoni vai kuivasirote. Yleisesti ottaen voidaan todeta, että teknisesti kovabetoni on aina parempi ratkaisu mutta sirotepintaus taloudellisempi ja voi olla järkevä ratkaisu kulutusrasituksen ollessa kevyempi. Lisää vertailutietoa voitte lukea vanhemmasta postauksestamme: Kovabetoni vs. kuivasirote.

Betonilattian hoito ja ylläpito

Betonilattian pitkän elinkaaren kannalta hoito ja ylläpito korostuvat erityisesti näissä kovan kulutuksen lattioissa. Pienetkin vauriot lattiapinnassa lähtevät helposti leviämään trukkikuormituksen tai muiden rasitusten (iskut, laahaus) johdosta.

Ensimmäinen vaihe ylläpidossa on käsitellä pinta jo ennen sen käyttöönottoa oikealla tuotteella. Silikaattikäsittely, joko pelkkä lujituskäsittely tai yhdistetty lujitus- ja suojauskäsittely on erinomainen ratkaisu. Suojauskäsittelyyn on useita eri vaihtoehtoja kohteen rasituksen mukaan valittavissa. Kun näihin lujitus- ja suojauskäsittelyihin vielä yhdistetään säännöllinen puhtaanapito ja huolto sekä määrävälein toteutettava uusintakäsittely, pitenee betonilattian elinkaari merkittävästi. Lue lisää M1-luokan käsittelyistä kotisivultamme: Betonilattioiden hoitaminen.

Toinen pitkän eliniän kannalta tärkeä asia on mahdollisten vaurioiden nopea korjaaminen. Erityisesti tämä tulee esiin saumojen vieressä. Varsinkin kovapyörätrukkeja käytettäessä iskut betonilattiaan ovat kovimmat sauman vieressä. Tehokkaat saumaraudoitteet suojaavat hyvin myös betonia sauman vieressä. Mutta heti, kun sauman viereiseen betoniin tulee pienikin murtuma, lähtee vaurio leviämään trukin pyörien tai muu kulutuksen aiheuttamana.

Betonilattioiden elinkaareen liittyvistä asioista löytyy artikkeli myös Betoni-lehdestä.

Betonilattioiden elinkaari ja ylläpito – Betoni 2021-4 Lataa

Liikuntasaumaraudoitteen valinta on tärkeä osa betonilattian suunnittelua

17.9.2022 by Piimat

Liikuntasaumaraudoitteen valinta on kolmas teemamme parin viikon kuluttua FinnBuildin Betonipuistossa. Betonilattian suunnittelussa liikuntasaumaraudoitteen valinta on monessa mielessä jopa ratkaiseva lattian pitkäikäisyyden kannalta.

Liikuntasaumaraudoitteella on monta roolia betonilattiassa. Nimensä mukaisesti se jakaa lattian saumoihin, joiden väli riippuu useasta tekijästä betonilattian suunnittelussa. Samalla valmis saumaraudoite toimii valumuottina eikä erillistä purettavaa muottia tarvitse rakentaa.

Saumaväli vaikuttaa sauman aukeamisen leveyteen betonin kutistuessa. Tällöin tulee tietää kuinka leveän aukeaman yli liikuntasaumaraudoitteen vaarna pystyy siirtämään kuormia. Kuormansiirto onkin toinen tärkeä valintakriteeri. Kuorma siirtyy sauma yli vaarnojen kantokyvyn mukaisesti. Siksi on tärkeää miettiä millainen vaarna liikuntasaumaan valitaan. Erityisesti tämä tulee esille raskaasti kuormitetuilla lattioilla.

Kolmas liikuntasaumaraudoitteen valintakriteeri on raudoitteen reunalista.Reunalista suojaa betonia sauman molemmin puolin ja ottaa liikenteen aiheuttamat iskut vastaan. Reunalistan tyyppi riippuu saumaan kohdistuvasta kuormituksesta. Luja 40×10 teräslista (AlphaJoint) kestää erinomaisesti kovapyörätrukkien iskuja samoin kuin lattiaan kohdistuvia muita isku- tai laahausrasituksia. Kumipyöräliikenteessä, kuten parkkihallit, teräslistaan ei kohdistu kovia vaatimuksia ja silloin kevyempi ratkaisu (BetaJoint) on sopivampi. Trukkilinjoilla teräslistan on hyvä olla muotoiltu (Wave) ja esim. elintarviketeollisuudessa ruostumattomasta teräksestä valmistettu (AlphaJoint CSS).

Tule 4.-6.10. FinnBuildin Betonipuistoon osastollemme 6H11 keskustelemaan liikuntasaumaraudoitteen valinnasta tarkemmin – kerromme niistä mallipalojen kera. Keskiviikkona 5.10. iltapäivällä ja torstaina osastollamme on mukana myös Permabanin Ibrahim Fleyfel kertomassa tuotteista tarkemmin.

Lanseeraamme messuilla myös uuden korjaussaumaraudoitteen, Signature AR. Tule kuulemaan, miksi se on nopea ja tehokas ratkaisu jopa raskaasti kuormitettujen saumojen korjaamiseen.

Liikuntasaumaraudoitteiden valinta

24.3.2022 by Piimat

DI Martti Matsinen

Tämänkertaisessa blogitekstissämme keskitymme liikuntasaumaraudoitteen valintaan. Valmiita liikuntasaumaraudoitteita käytetään työsaumaraudoitteina erottamaan valualueet toisistaan sekä liikuntasaumaraudoitteina, joiden tarkoituksena on ”kerätä” betonilattian kutistumat yhteen, tarkoin suunniteltuun kohtaan. Saumaraudoitteiden valintaan tulee kiinnittää huomiota, sillä ne ovat lattian toiminnan kannalta lähes yhtä tärkeitä kuin betonilattian kantavauus ja lattian pintarakenteen toimivuus siihen kohdistuvia rasitteita vastaan.

Saumaraudoitteen sijainti

Saumaraudoitteen sijainti tulee aina suunnitella samassa yhteydessä betonilattian mitoituksen kanssa. Sijainnin tulee olla sellainen, ettei kutistumista syntyvä betonin vetojännitys ylity ja lattia halkeile saumaraudoitteiden välisellä matkalla vaan kutistumat keskittyvät liikuntasaumaraudoitteeseen.

Toinen tärkeä asia sijainnin suunnittelussa on välttää kaikki terävät kulmat, jotka muodostavat lähtökohdan lattian halkeamille. Erityisen riskialttiita kohtia ovat leveiden seinäpintojen tai perustusten nurkkaukset, joissa jännitykset pitkältä matkalta keskittyvät ko. nurkkaan. Kuvan kohteessa lisäraudoituksesta huolimatta jännitys perustuksen nurkassa aiheutti halkeilua – liikuntasaumaraudoite jompaankumpaan suuntaan nurkasta olisi välttänyt ongelman.

Pilarien osalta suosittelemme, että saumoja ei sijoiteta keskelle pilaria vaan pilarin kulmiin kiertäen niin, ettei pilarin kohdalle synny yhtään terävää nurkkaa. Näin vältetään lisäraudoitustarve ja merkittävästi pienennetään halkeiluriskiä.

Saumaraudoitteen yläreunan teräslista

Perinteisesti käytetty kutistumissauma on ollut sahasauma eli valua seuraavana päivän betonilattiaan sahattu ura, jonka korkeus on noin 1/3 laatan paksuudesta. Tuolloin ajatuksena on, että kutistumat keskittyvät tähän sahattuun saumaan. Niiden osalta ongelmana kuitenkin on, että sahasaumat sahat liian pitkin välimatkoin suhteessa laatan paksuuteen (vanha nyrkkisääntö saumavälille on 30 x laatan paksuus), jolloin halkeilua tapahtuu sahasaumojen välisellä alueella.

Toinen ongelma sahasaumojen osalta on, että ne eivät mitenkään tue tai suojaa betonilaattaa vaurioilta sauman reunoilla. Tämä asia on tärkeä myös saumaraudoitteen valinnan kannalta eli tulee valita saumaraudoite, joka suojaa sauman reunaa kohteen vaatimusten mukaisesti. Alla on muutamia esimerkkejä.

Mikäli lattiaan kohdistuu isku- tai laahausrasitusta tai sillä ajetaan kovapyörätrukeilla korkeilla kuormilla, tulee teräslistan olla tukeva kuten AlphaJoint 4010 saumaraudoitteen 10 mm paksu teräslista.
Varasto- ja terminaalikohteissa on trukkilinjoja, joita pitkin trukit ajavat jatkuvasti samansuuntaisesti. Tällöin on suositeltavaa käyttää muotoiltua saumaraudoitetta kuten Wave, jotka säästävät sekä trukkia että kuljetettavia tavaroita tärinältä.
Kevyeen ja keskiraskaaseen teollisuuteen sopii galvanoitu Eclipse, jonka yläreunan listan alla on kolmioteräs, joka suuntaa sauman reunaan tulevat iskut betonirakenteen sisään reunoja suojaten.
Kevyempään kumipyöräliikenteeseen, kuten parkkihallit, sopii Eclipsen kevennetty versio BetaJoint. Se on muuten vastaava kuin Eclipse mutta siinä ei ole lisäteräslistaa.
Näiden 4 vaihtoehdon lisäksi saattaa teräslistan valintaan vaikuttaa myös muut kohteen vaatimukset – kuten elintarviketeollisuudessa vaadittava ruostumaton teräslista, AlphaJoint CSS

Saumaraudoitteen korkeus

Seuraava kriteeri saumaraudoitteen valinnassa on raudoitteen korkeus. Yleinen ohje on määritellä saumaraudoitteen korkeudeksi noin 10…20 mm matalampi kuin laatan paksuus. Epätasaisella alustalla saattaa joskus olla tilanne, jossa laatan paksuuden mukaan valittu saumaraudoite ei ”mahdu” laattaan. Myös asennuksen kannalta hieman laatan paksuutta matalampi saumaraudoite saadaan paremmin asennettua oikeaan korkoon kiilojen avulla.

Toisaalta saumaraudoite ei myöskään saa olla liian matala. Saumaraudoitteen tärkeä osa on kuormia siirtävä vaarna. Jos saumaraudoite on liian matala, sijaitsee vaarna selkeästi laatan keskiviivan yläpuolella. Tämä vaikuttaa saumaraudoitteen kuormansiirtokykyyn betonin murtumisen kannalta, sillä vaarnan yläpuolelle jäävä ohuempi betoni saattaa murtua kovassa kuormituksessa.

Saumaraudoitteita on saatavana myös niin, että niiden korkeus on säädettävä. Tämä ei sinänsä vaikuta mitoitukseen mutta on urakoitsijan kannalta hyvä vaihtoehto – ei tarvita niin suurta varastoa, kun samaa raudoitetyyppiä voidaan käyttää eri kohteissa, eri paksuisilla laatoilla. Ei myöskään tule hukkaa, kun edellisestä projektista ylijääneitä saumaraudoitteita voidaan käyttää seuraavassa projektissa.

Säädettävä AlphaJoint 4010 liikuntasaumaraudoite

Saumaraudoitteen vaarna

Viimeinen mutta erittäin tärkeä valinta on saumaraudoitteen vaarnan valitseminen. Vaarna vastaa kuormien siirtymisestä sauman yli niin, että betoni murru, vaarna taivu tai saumaan tule pykälä. Kaikkiin näihin voidaan vaikuttaa vaarnan valinnalla – ja betonin murtumisen osalta myös betonin valinnalla ja mahdollisella lisäraudoituksella korkeiden kuormien kohteissa.

Perinteisiä vaarnoja ovat tappivaarna ja jatkuva vaarna. Näiden käyttö perustuu historiaan, jolloin saumat toteutettiin paikalla puutavarasta valmistaen. Joko niin, että muottilautaan porattiin reikä vaarnatappia varten tai siihen naulattiin kiinni koolinki jatkuvaa vaarnaa varten. Nykyään ei työmaalla käytännössä enää rakennetta saumoja mutta samoja vaarnasysteemejä käytetään valmiissa raudoitteissa.

Tappivaarnassa on kaksi ongelmaa. Ensinnäkin niiden asentaminen suoraan on vaativaa ja vinoon asennettuna ne voivat aiheuttaa ylimääräisiä jännitteitä laattaan. Toiseksi ne eivät juuri salli laatan sivuttaissuuntaisia liikkeitä, mikä voi aiheuttaa halkeamia erityisesti laattojen nurkkapisteissä.

Jatkuvan vaarnan ongelmana on, että vaarnan yläpuolella on ohuempi betonirakenne koko saumaraudoitteen matkalla. Tämä aiheuttaa riskin betonin murtumiselle vaarnan yläpuolella isoilla kuormilla. Brittein betonilattiaohjeen TR34 viimeisimmässä versiossa ei enää suositella jatkuvien vaarnojen käyttämistä.

Yleisin vaarnatyyppi nykyään onkin levyvaarna. Levyvaarnoja on erityyppisiä – esim. ns. timanttivaarna, puolipyöreä vaarna ja suorakulmion muotoinen vaarna. Levyvaarnat ovat yleensä melko vahvoja ja kuormansiirron kannalta suurempana riskinä on betonin murtuminen kuin vaarnalevyn taipuminen. Suuremmilla kuormilla on kuitenkin syytä laatia kuormansiirtolaskelma, jotta voidaan varmistaa oikean paksuisen levyvaarnan käyttäminen.

Yhteenvetoa

Suunnittele liikuntasaumojen sijoittelu ottaen huomioon betonilattian mitoitus sekä lattiaan liittyvät rakenteet.
Valitse vaarnatyyppi niin, että sen yläreunan teräslista on kohteen vaatimusten mukainen.
Määrittele saumaraudoitteen korkeus niin, että se on noin 10…20 mm matalampi kuin laatan paksuus.
Määrittele saumaraudoitteen vaarna sellaiseksi, että se pystyy siirtämään kuormat sauman yli – teetä toimittajalla tarvittaessa kuormansiirtolaskelma isommille kuormituksille.