Sisäilmaongelmien yhteydessä on noussut voimakkaasti esille betonilattioiden pinnoitusten vaurioitumisesta johtuvat sisäilmahaitat. Nykyäänhän maanvaraiset betonilaatat rakennetaan siten, että ensin rakennetaan hyvälaatuisesta murskeesta tai sorasta kapillaarikatko, joka estää veden nousun maapohjasta. Sen jälkeen tasatulle täytteelle levitetään lämmöneristeet (yleensä polystyreeni tai polyuretaani), jonka päälle valetaan betonilaatta. Betonilaatta kuivatetaan käytettävän lattiamateriaalin vaatimaan kuivuuteen. Sen jälkeen asennetaan lattiapinnoite, joka julkisissa tiloissa on useimmiten ollut muovimatto. Näin tehtynä tässä rakenteessa ei pitäisi olla mitään ongelmaa. (Tätä artikkelia on päivitetty 21.9.2021 ja 11.10.2022 lisäämällä lähteeksi 2022 laadittu opas betonilattioiden päällystämisestä).

Betonilattioiden kosteusongelmat

Ongelmia rakenteeseen alkaa tulla, jos betoni on liian kostea. Mistä kosteus sitten voi betonilaattaan tulla? Valitettavan yleinen syy näyttää olevan se, että betonia ei ole kuivattu riittävästi ennen lattiapinnoitteen asentamista. Tällöinhän kyseessä on tekijän (urakoitsijan) aiheuttama selkeä rakennusvirhe. Kosteus voi betoniin kulkeutua myös siihen liittyvien muiden betonirakenteiden kautta, esimerkiksi sokkeli tai maapohjasta lähtevät pilarit tai väliseinät. Myös vesivauriot voivat aiheuttaa lattian kastumisen. Reippaasti yli 30 vuotta vanhoissa maanvaraisissa lattioissa saattaa betonilattia olla etenkin keskialueeltaan suoraan täyttömaata vasten, jolloin kosteus pääsee nousemaan betoniin maaperästä. Tällöin jonkun asteinen vaurioituminen on ajan myötä milteipä väistämätöntä.

Liian kostea betoni aikaan saa tasoite-mattoliima-matto -rajapinnassa kemiallisia reaktioita, joiden tuloksena sisäilmaan alkaa kulkeutua poikkeavia, haisevia aineita. Reaktiot voivat aiheuttaa lisäksi liiman pehnemistä (saippuoitumista) ja mattojen kuplimista sekä värinmuutoksia.

Kemiallisten reaktioiden tuloksen syntyy erilaisia yhdisteitä (alkoholit, aldehydit, ketonit ja hapot). Kun näitä yhdisteitä pääsee sisäilmaan, niin silloin aletaan valittaa poikkeavista hajuista ja ärsytysoireista (iho-oireet, silmien kirvely, nenä- ja kurkkuoireet). Yhdisteet eivät ainoastaan kulkeudu sisäilman, vaan ne imeytyvät ajan myötä myös lattiamaton alla olevaan tasoitteeseen ja betonilaatan pintaosiin. On syytä huomata, että näitä yhdisteitä vapautuu hyvin monista (rakennus)materiaaleista, mutta tässä artikkelissa keskitytään vain betonilattian tapaukseen. On myös huomattava, että itse betoni ei ole päästöjen lähde, vaan alkalisen betonin/tasoitteen ja kosteuden aiheuttamat muovimattojen ja liiman hajoamistuotteet. Tosin betonikin sisältää pieniä määriä erilaisia lisäaineita, mutta niistä ei alan teollisuus oleta olevan haittaa ympäristölle.

Betonin kosteus ja sen mittaaminen

Tuoreen betonin suhteellinen kosteus (RH) on ymmärrettävästi 100 %. Betonin kovettuessa osa vedestä sitoutuu kemiallisesti sementtiin, jolloin suhteellinen kosteus alenee ollen noin 90 – 98 %. Kovettumisen jälkeen betonista annetaan haihtua tai haihdutetaan tehostetusti pois kosteutta siten, että suhteellinen kosteus alittaa päällystemateriaalin kriittisen kosteuden (usein 85 %), jolloin päällyste voidaan asentaa. Korjaustapauksissa vaaditaan usein matalampiakin arvoja (75 – 80 %), joskin esimerkiksi kapselointikorjauksessa epoksia käytettäessä raja-arvo voi olla niinkin korkea kuin 90 %.

Suhteellinen kosteus mitataan betoniin poratusta reistä ohjeiden mukaisesti. Mittaussyvyys on esimerkiksi välipohjissa 0,2 x laatan paksuudesta ja maanvaraisissa lattioissa 0,4 x laatan paksuudesta. Mittauksia tehdään myös pinnemmasta (0,4 x edelliset mittaussyvyydet), missä lukemien tulee olla alempia, yleensä alle 75 %.

Haihtuvat orgaaniset yhdisteet (VOC)

Nyt sitten päästään käsiksi vaurioselvityksissä esiintyviin kirjainlyhennyksiin VOC tai TVOC. Kyseessä on lyhenne englanninkielisestä ilmaisusta ”Volatile Organic Compound”, tai ”Total Volatile Organic Compound”. VOC tarkoittaa haihtuvaa orgaanista yhdistettä ja TVOC haihtuvien orgaanisten yhdisteiden kokonaismäärää.

Muovimatoista (PVC) ja mattoliimoista haihtuvia orgaanisia yhdisteitä ovat muun muassa aromaattiset yhdisteet, pehmitinaineiden alkoholit (2-etyyli-1-heksanoli (2-EH), 2-metyyli-1-oktanoli, 2-metyyli-1-nonanoli), 1-butanoli ja TXIB.

Haihtuvien orgaanisten yhdisteiden raja-arvoista

VOC-yhdisteille esitetään monenlaisia vertailuarvoja, minkä yläpuolella olevien pitoisuuksien oletetaan viittaavan vaurioon. Myös tiettyjen yhdisteiden löytymisen oletetaan viittaavan vaurioitumiseen (kosteusvaurio tai materiaalivaurio). Näiden indikaattoriyhdisteiden tietty pitoisuus  voi siis viitata kohteessa päällystevaurioon, mutta ei välttämättä kuvaa terveyshaittaa. Näin ollen vauriotulkinnan tekeminen on edelleen ongelmallista ja se vaatii tekijältään monipuolista osaamista sekä eri alojen osaajien yhteistoimintaa.

Sosiaali- ja terveysministeriön asetuksessa (Asumisterveysasetus) annetaan haihtuvien orgaanisten yhdisteiden toimenpidearvoja, eli arvoja joiden ylittyessä tiloissa on terveyshaitan selvittämiseksi ja tarvittaessa sen rajoittamiseksi ryhdyttävä toimenpiteisiin.

Haihtuvien orgaanisten yhdisteiden kokonaisarvo huoneilmassa (TVOC) 400 µg/m³.

Yksittäisen haihtuvan orgaanisen yhdisteen pitoisuuden toimenpideraja huoneilmassa on 50 µg/m³.

Sen lisäksi on annettu seuraaville yksittäisille yhdisteille omat toimenpiderajansa.

Asumisterveysasetuksen toimenpiderajoja.

Rakennusmateriaalien päästöluokituksen mukaan  materiaalin sisältämien orgaanisten yhdisteiden enimmäisarvot ovat seuraavat (Sisäilmastoluokitus 2008. RT 07-10946. Tarkistettu uuden 2018 luokituksen mukaiseksi, RT 07-11299).

Sisilmastoluokitus. Rakennusmateriaalien päästöluokitus.

VOC-emissioiden mittaus

Sisäilmasta VOC-pitoisuudet määritetän keräämällä ilmanäyte ja analysoimalla se laboratoriossa.

VOC-emissioiden analysoinnissa materiaalista käytetään yleisesti FLEC-mentelmää (Field and Laboratory Emission Cell, pintaemissioiden keräyslaite), tai sen yksinkertaistettua menetelmää, joka sopii paremmin kenttämittauksiin. Tulosten mittayksikkönä on µg/m²h, eli kuinka paljon esimerkiksi lattiasta haihtuu VOC-yhdisteitä neliömetriä kohti yhdessä tunnissa. Mittausarvot voidaan muuntaa huoneilman pitoisuuksiksi, jos tiedetään haihduttava pinta-ala sekä huoneen tilavuus ja ilmanvaihtuvuus.

Analysoinnissa käytetään myös niin sanottua bulk-analyysia, jossa määritetään kohteesta otetun näytteen TVOC-emissio (kokonaisemissio, µg/m³g ) laboratoriossa. Betonilattian osalta näyte voi olla vaikkapa irrotettu pala betonin pinnasta, jossa on mukana päällysterakennetta ja alusbetonia. Virallisia viitearvoja ei tälle analyysille ole, mutta laboratoriot käyttävät omia, kokemukseen perustuvia arvojaan. Esimerkiksi Työterveyslaitoksella on omat viitearvonsa eri materiaalityypeille.

Työterveyslaitos. Bulk-emissiotulosten viitearvoja.

Emissioiden vähentäminen vaurioituneesta rakenteesta

Betonilattioissa olevien liiallisten VOC:ien haittavaikutusten ehkäisemiseksi käytetään erilaisia menetelmiä. Mentelmien valinnassa on syytä käyttää syvällistä harkintaa, sillä liian suppeat korjaukset eivät poista ongelmaa ja toisaalta liian laajoissa korjauksissa poltetaan rahaa hukkaan.

1. Poistetaan vanhat rakenteet ja tehdään täysin uudet.
2. Poistetaan lattiamatto ja liimat sekä jyrsitään tasoite pois puhtaalle betonipinnalle. Tarvittaessa jyrsitään myös betonin pintaosaa pois.
3. Tehdään edellisen korjauksen jälkeen lattian lämpökäsittely (bake out, flush out), mikäli VOC:ja on vielä jäljellä betonin pintaosissa.
4. Kapseloidaan lattiarakenne, jolloin emissiot eivät pääse kulkeutumaan huoneilmaan (tästä on olemassa erillisiä ohjeita, joten asiaan ei tässä puututa).

Lämpökäsittelyt

Orgaanisia yhdisteitä (VOC) voidaan poistaa materiaaleista lämpökäsittelyllä ja siihen liittyvällä tuuletuksella. Maailmalla harrastetaan uusien tilojen lämpökäsittelyä ja tuuletusta orgaanisten yhdisteiden, eli hajujen poistamiseksi sisämateriaaleista (primääriemissiot) ja kalusteista,  satunnaisemmin betonilattioista (sekundääriemissiot).

Suomessa lämpökäsittely on varsin uusi tulokas ja sitä käytetään kahdella perustavalla. Lattian pintamateriaalit poistetaan ja tasoite hiotaan betonipinnalle, minkä jälkeen tehdään lämpökäsittely.

Sisälämpötilan nosto

Sisälämpötila nostetaan +30 – +35 ^oC:een ja lämpötila pidetään tällä tasolla 2 – 3 viikkoa. Samalla lattiabetonin pintaa tuuletetaan emissioiden haihtumisen nopeuttamiseksi. Tuuletuksella myös ehkäistään emissioiden imeytyminen tilan muihin materiaaleihin. Seuraavaksi tilan annetaan jäähtyä normaaliin käyttölämpötilaan edelleen tuulettaen. Lopuksi voidaan lattiarakenteesta tehdä emissiomittaukset (esim. FLEC-menetelmällä, näytepaloilla), jolla varmistetaan VOC-emissioiden riittävä vähentyminen.

Betonirakenteen lämpökäsittely

a) Pitkäkestoinen lämmitys

Puhtaaksi käsitellyn betonilattian päälle asetetaan tiiviisti lattian peittävät lämpölevyt, joiden lämpötilaa ohjataan termostaateilla. Lattiapinnan lämpötila nostetaan 65 ^oC:een, jonka jälkeen lämmitys katkaistaan ja betonipintaa huuhtelevat puhaltimet käynnistetään. Lattiabetonin lämpötilan laskettua 60 ^oC:een lämmitys kytkeytyy taas päälle ja puhaltimet sammuvat. Menettelyä jatketaan 24 tunnin ajan.

b) Kertalämmitys

Menetelmän alkuvaihe on sama kuin edellä, mutta siinä ei ole toistuvia lämpötilan nostoja. Kun betonipinta on saavuttanut 65 ^oC:een lämpötilan, niin lämmitys lopetetaan ja aloitetaan pinnan tuuletus ja samalla jäähdytys.  Betonilaatan lämmityksessä on varottava nostamasta lämpötilaa liian korkeaksi, jotta rakenteessa olevat muoviset putket ja johdot eivät vaurioidu.

Tutkimusten mukaan kaikilla menetelmillä saadaan betonilaatan VOC-emissiot alenemaan.

Lähteitä

Muovimatoilla päällystetyt betonilattiat. Vauriot, korjaustarpeen arvionti ja korjaaminen. Terveet Tilat 2028. ympäristöministeriö 2022. Helsinki 2022. 102 s. Opas avutuu seuraavasta linkistä uuteen ikkunaan  Opas

Keinänen, Hanna. Hyvät tutkimustavat betonirakenteisten lattioiden muovipäällysteiden korjaustarpeen arviointi. Opinnäytetyö, Rakennusterveys 2013. Koulutus- ja kehittämispalvelu Aducate. Itä-Suomen yliopisto. Kuopio 2013. 109 s.

Kylliäinen, Kai. Betonirakenteiden VOC-emissiot ja niiden vähentäminen rakennetta lämmittämällä. Koulutus- ja kehittämispalvelu Aducate. Itä-Suomen yliopisto. Kuopio 2010. 40 s.

Sisäilmaluokitus 2018. Sisäympäristön tavoitearvot, suunnitteluohjeet ja tuotevaatimukset. RT 07-11299. Toukokuu 2018. 24 s.

2-Etyyliheksanoli. HTP-arvon perustelumuistio. Työturvallisuussäännöksiä valmisteleva neuvottelukunta. 10.9.2013.

Nenonen, Mika ja Savela, Jari. Betonirakenteiden lämpökäsittelyn vaikutus VOC-päästöjen alenemiseen. Koulutus- ja kehittämispalvelu Aducate. Itä-Suomen yliopisto. Kuopio 2015. 50 s.

Järnström, Helena. Muovimattopinnoitteisen lattiarakenteen VOC-emissiot sisäilmaongelmatapauksissa. VTT Publications 571. Espoo 2005. 571 s. + liitt. 14 s.

Niemi, Sami ja Jänström, Helena. Miksi lattiapinnoiteongelmat ovat edelleen ajankohtaisia, vaikka työmaiden kosteudenhallinta on parantunut ja materiaaliemissiot pienentyneet?. Sisäilmastoseminaari 2017. S. 271-276.

Betonin suhteellisen kosteuden mittaus. RT-14-10984. Rakennustietosäätiö 2010.

Jokipii, Marko. Betonilattioiden VOC-korjausmenetelmien vertaili. Ylemmän ammattikorkeakoulututkinnon opinnäytetyö. Hämeen ammattikorkeakoulu. Hämeenlinna 2014. 84 s.

Sosiaali- ja terveysministeriön asetus asunnon ja muun oleskelutilan terveydellisistä olosuhteista sekä ulkopuolisten asiantuntijoiden pätevyysvaatimuksista (Asumisterveysasetus). Annettu 23.4.2015.

Betonin suhteellisen kosteudenmittaus. RT 14-10984. Rakennustietosäätiö 2010. (Kortti on uusittu 2021)

Lappi, Sanna. Uudempien PVC-lattiapäällysteiden vaurioituminen kosteusrasituksen johdosta. Koulutus- ja kehittämispalvelu Aducate. Itä-Suomen yliopisto. Kuopio 2013. 65 s.

Kooste toimistoympäristöjen epäpuhtaus- ja olosuhdetasoista (rakennuksissa, joissa on koneellinen ilmanvaihto), joiden ylittyminen voi viitata sisäilmaongelmiin. https://www.mip.fi/images/docs/fi/sisaympariston-viitearvoja.pdf

Field and Laboratory Emission Cell -mittaus (FLEC), ISO 16 00-10. Kevennetty FLEC-mittaus, NT BUILD 484.

Pälve, Juha. PUR-pinnoitettujen muovimattojen VOC-päästöt BULK-menetelmällä. Koulutus- ja kehittämispalvelu Aducate. Itä-Suomen yliopisto. Kuopio 2017. 43 s.

Härkönen, Katri. Vaurioitumattomien lattiapintamateriaalien referenssitiedon kartuttaminen BULK-emissiotutkimuksella. Opinnäytetyö, Tampereen ammattikorkeakoulu. 2012. 85 s.

Kempe, Minna. Betoniprofiili ja VOC maton alta – ruotsalaiset menetelmät betonilattioiden päällystevaurioiden arviointiin. Metropolia Ammattikorkeakoulu. Rakennusterveysasiantuntija (RTA), Opinnäytetyö. 2021. 46 s.

Niemi, Sami ja Järnström, Helena. Miksi lattiapinnoiteongelmat ovat edelleen ajankohtaisia, vaikka työmaiden kosteudenhallinta on parantunut ja materiaaliemissiot pienentyneet? Sisäilmastoseminaari 2017. S. 271 – 276.

Asumisterveysasetuksen soveltamisohje. https://www.valvira.fi/ymparistoterveys/terveydensuojelu/asumisterveys