Uusi kansallinen ohje alkali-kiviainesreaktion hallitsemiseksi neuvoo, miten reaktio tunnistetaan ja miten sen kanssa tulisi toimia

Mikä on AKR?

Alkali-kiviainesreaktio on betonia vaurioittava ilmiö, jossa on kyse kiviaineksen tiettyjen mineraalien ja sementtikiven huokosveden sisältämien alkalien ja hydroksyyli-ionien välisestä kemiallisesta reaktiosta. Se vaatii toteutuakseen reaktiivista kiviainesta, suhteellisen korkeaa alkalisuutta ja vettä tai kosteutta betonissa. Jos yksikin ehto puuttuu, reaktio ei käynnisty. Toisaalta reaktio pysähtyy, mikäli yksikin tekijä reaktion aikana muuttuu alle tai yli kynnysarvon.

Pitkä tie kohti kansallista ohjetta

Euroopassa on lähes 20 maassa kansallinen standardi tai ohje ja vaatimukset alkalikiviainesreaktion estämiseksi. Matka kohti kansallista ohjetta on ollut pitkä, kertoo geologi ja tekniikan lisensiaatti Hannu Pyy AFRYn Rakennusfysiikasta, jonka aloitteesta työryhmä kansallisen ohjeen laatimiseksi AKR:stä perustettiin vuonna 2019. Hän on myös yksi ohjeen pääkirjoittajista. Pyy on tutkinut ilmiötä pitkään, 1980-luvulta alkaen ja hän on luennoinut siitä jo vuonna 1992 sekä ollut mm. järjestämässä ilmiöstä ensimmäistä kansallista seminaaria vuonna 2011.

– Suomessa on herätty AKR:ään muita pohjoismaita selvästi myöhemmin. Pitkään ilmiön olemassaolo kiellettiin tai sitä vähäteltiin. Kun ilmiö alettiin huomata, moni näkikin sitä kaikkialla ja alkoi suoranainen AKR-hysteria. Ilmiöön suhtautumisessa mentiin siis ääripäästä toiseen. Ennen kansallista ohjetta AKR:stä on ollut paljon spekulaatiota ilmassa. Tarve faktatiedolle ja kansalliselle ohjeelle, joka ottaa huomioon Suomen kiviainekset ja ilmaston, on ollut siis suuri. Ohjeen avulla ilmiö pystytään tunnistamaan ja siihen voidaan suhtautua sopivalla vakavuudella tutkittuun tietoon perustuen, Pyy kertoo.

Uusi ohje antaa eväät ilmiön hallintaan ja tunnistamiseen. Kun suunnittelijat ottavat ohjeen huomioon, pystytään suunnittelemaan rakenteita, joissa AKR:n riski on hallinnassa. Ohjeen avulla kuntotutkijat ja laboratoriot pystyvät myös tunnistamaan ja huomioimaan reaktion luotettavasti. Tiedon ja tutkimusten perusteella AKR:n merkitys vaurioihin pystytään näkemään ja erottamaan se muista samankaltaisia vaurioita tuottavista ilmiöistä, kuten pakkasvaurioista. AKR voidaan varmuudella todeta ja erottaa muista ilmiöistä vain ohuthietutkimuksella.

Mitä tästä eteenpäin?

Pohjoismaiset kokemukset ilmiöstä kertovat, että pelkkä ohje ei vielä ratkaise ilmiötä, jos ohjetta ei noudateta. Esimerkiksi Tanskassa laadittiin ohje vuonna 1961, jossa reaktiivisen kiviaineksen määräksi rajoitettiin kaksi prosenttia. Reaktiivisen kiviaineksen käyttöä kuitenkin jatkettiin ja tilanteeseen herättiin uudestaan 1980-luvulla, jolloin ilmiö oli ehtinyt saada aikaan miljardien kruunujen edestä vahinkoja. Vuonna 1987 vaatimus reaktiivisen kiviaineksen rajoittamisesta uusittiin ja tänä päivänä Tanskassa on selkeät vaatimukset kiviaineksille, sementeille ja betonille ympäristöluokittain.

– Toivon, että ohje otetaan laajasti käyttöön ja että se korvaa vanhat uskomukset AKR:stä tutkitulla tiedolla. Kun ohjetta hyödynnetään, ilmiö huomataan sekä saadaan oikeaan mittakaavaan. Näin vältytään myös kalliilta yli- tai alikorjaamiselta, Pyy summaa ohjeen hyötyjä.

Pyyn toiveena on lisäksi se, että ilmiöstä käytettäisiin ohjeenkin mukaista nimeä alkali-kiviainesreaktio (AKR), eikä toisinaan käytettävää, hieman harhaanjohtavaa nimeä alkalisilikareaktio, joka tulee ilmiön englanninkielisestä reaktiotyyppiä kuvaavasta nimestä alkali silica reaction. Pyy kuvaa esimerkillä, että hänelle on sanottu, ettei suomalaisessa betonissa voisi juurikaan olla alkalisilikareaktiota, koska meillä käytetään vain joissakin betoneissa silikaa. Väärinymmärrys johtuu termien samankaltaisuudesta; silika on betonissa käytetty seosaine, mutta englannin sana silica on suomeksi pii, ja kyse on tosiasiassa kiviaineksen sisältämän piidioksidin reaktiosta.

Vaikka myyttejä on vielä murrettavana, niin Pyy on optimistinen tulevaisuuden suhteen:

– Useat toimijat ovat jo ottaneet ohjeen käyttöön ja olemme askeleen lähempänä ilmiön ymmärtämistä ja hallintaa.

Tietoa ohjeesta:

by 74 Ohje betonin alkali-kiviainesreaktion hallitsemiseksi 2022

Ohjeessa käydään läpi alkali-kiviainesreaktiota ja sen vaikutusta betonirakenteiden säilyvyyteen. Lisäksi annetaan ohjeita alkali-kiviainesreaktion välttämiseen, kiviainesten reaktiivisuuden käsittelemiseen ja testaamiseen, betonirakenteiden turvalliseen toteutukseen reaktiivisen kiviaineksen kanssa sekä AKR:n tunnistamiseen ja reaktiosta kärsivien betonirakenteiden korjaamiseen.

Ohjeen on laatinut työryhmä, jonka puheenjohtajana toimi Johanna Tikkanen sekä jäseninä olivat Sakari Alaoja, Jarkko Klami, Vesa Kontio, Jukka Lahdensivu, Markku Leivo, Tarja Merikallio, Pasi Niskanen, Hannu Pyy, Mika Räisänen, Jaakko Säntti, Tomi Tolppi, Tapio Vehmas sekä Jussi Vuotari. ohjeen pääkirjoittajina ovat olleet Jarkko Klami, Jukka Lahdensivu sekä Hannu Pyy.