Muottiharkkojärjestelmä

Neopron muottiharkkojärjestelmä yhdistää betonirakentamisen ja -rakenteen hyvät puolet helppoon ja nopeaan työmaatekniikkaan sekä kestävään ja taloudelliseen elinkaareen. Muottiharkkojärjestelmä soveltuu monenlaiseen talonrakentamiseen kun halutaan kestävä betonirakenteinen kivitalo. Yleisimmät käyttökohteet Suomessa ovat omakoti-, rivi- ja paritalot. Järjestelmän rakenteellinen kapasiteetti riittää myös monien muiden rakennuskohteiden, kuten kerrostalojen toteuttamiseen. Muottiharkkojärjestelmän soveltuvuus esimerkiksi liike- ja tuotantorakennuksiin tarkastellaan tapauskohtaisesti.

Muottiharkkorakentaminen on betonirakentamisen järjestelmäsovellus, joka keksittiin 1960-luvun lopulla. Järjestelmällä on rakennettu kymmeniä tuhansia energiatehokkaita, turvallisia, kestäviä ja terveellisiä kivitaloja ympäri maailmaa. Järjestelmä perustuu työmaalla paikoilleen asennettaviin muottiharkkoihin, joiden ontelotila betoniraudoitetaan ja valetaan täyteen betonia.  Muottiharkko toimii samanaikaisesti sekä valumuottina että rakennuksen käytönaikaisena lämmöneristeenä.

Neopron muottiharkkomallisto ja niiden valmistamisessa käytetty teknologia perustuu saksalaisen VariantHaus Groupin yli 15 vuoden osaamiseen valmistuksesta ja sen aikana tehtyyn aktiiviseen tuotekehitystyöhön. Järjestelmän keskeisenä komponenttina on suora muottiharkko, joka koostuu ulkopuolen lämmöneristyksestä ja sisäpuolen lämmöneristyksestä. Lämmöneristeet on sijoitettu optimaalisesti rakenteen ulkopintaan, jolloin kantava betonirakenne on suojassa lämpimässä tilassa.

Betoni on vanha keksintö ja edelleen yksi tärkeimmistä ja laajimmin käytetyistä rakennusmateriaaleista. Suomen vuotuinen betonin käyttö on noin viisi miljoonaa kuutiometriä, koko maailman kulutuksen ollessa 2500 miljoonaa kuutiometriä. Betonin tärkeimmät käyttökohteet ovat talonrakentaminen ja infrarakentaminen. Betonilla on mahdollista toteuttaa kustannustehokkaasti pitkäaikaiskestäviä rakenteita. Betoni soveltuu verraten yksinkertaisten rakenteiden, kuten omakotitalojen, lisäksi erittäin vaativien rakenteiden, kuten patojen, siltojen, siilojen ja pitkän jännemitan rakenteiden rakentamiseen. Betonin etuina ovat kestävyys, tiiviys, massiivisuus, muotoiltavuus ja muovattavuus.

Teräsbetoni on yleisesti käytetty materiaali suurissa ja korkeissa rakennuksissa. Pientaloissa betonin  käyttö on suuressa mittakaavassa rajoittunut lähinnä perustuksiin ja maanvaraiseen lattiarakenteeseen. Betonin osuus pientalojen runkomateriaalista on noin 13%. Vertailun vuoksi puurunkoisten talojen osuus on yli 80%, huolimatta sitä, että betonirakenteen edut myös pientalorakentamisessa ovat kiistattomia.

Yleisimmin käytetty betonirakenne, betonielementti, ei ole saavuttanut juurikaan suosiota pientalorakentamisessa. Erilaiset betoniharkkorakenteet ovat vakiinnuttaneet asemansa lähinnä juuri pientalojen ulkoseinärakenteena. Betonin luonnollisinta muotoa, paikallavalurakennetta ei ole paljoakaan käytetty pientalojen runkomateriaalina. Betonin useista hyvistä ominaisuuksista huolimatta sillä on rajoitteita, jotka ovat olleet laajamittaisen käytön yleistymisen esteenä. Esimerkkinä mainittakoon betonimuottien rakentaminen, joka on suurta ammattitaitoa vaativa työvaihe eikä suoraan sovellu tavallisen hartiapankkirakentajan tehtäväksi. Betonin suurimmat hyödyt, kovuus ja suuri massa, ovat rakentamisaikana hartiapankkirakentajille myös haitta. Suuresti pientalorakentamisessa yleistyneet harkkorakenteet ovat erittäin raskaita ja vaikeasti työstettäviä.

Betonirakenteetkin voivat vaurioitua. Yleisimpinä vauriotekijöitä työvirheiden lisäksi ovat liian matala raudoitteiden betonipeite, pakkasrapautuminen ja karbonatisoituminen. Neopron muottiharkkojärjestelmän betoniydintä rasittavat tekijät on minimoitu. Lämmöneristeiden suojassa oleva betonirakenne ei altistu jäätymis-sulamissyklille, eikä näin ollen pakkasrapautumaa pääse tapahtumaan.

Betonin karbonatisoitumisessa ilman hiilidioksidi kulkeutuu aikaa myöten betonin sisään neutraloiden betonin alkalisuutta. Alkalisen betonin suojaamat teräkset eivät ruostu, kun taas karbonatisoitunut betoni ei pysty suojaamaan betoniraudoitteita. Karbonatisoitumisen vahingollisuus rakenteeseen riippuu mm. terästen suojaetäisyydestä, sillä mitä paksumpi suojaetäisyys on, niin sen pidemmän matkan hiilidioksidin pitää tunkeutua rakenteeseen. Muovivälikkeet automaattisesti asettavat teräsbetonin raudoituksen riittävälle suojaetäisyydelle betonin pinnasta.

Kaikki Neopron Suomessa valmistuttamat ja VariantHaus Groupin Keski-Euroopasta Suomeen toimittamat muottiharkot on valmistettu polypropeiinimuovista valmistetuilla, uritetuilla välikkeillä. Muoviset välikkeet on sijoitettu kahteen tasoon, jotta rakenteeseen voidaan tarvittaessa sijoittaa runsaastikin betoniraudoituksia. Suurella määrällä välikkeitä voidaan lisäksi varmistaa, että muottiharkot kestävät betonivalunaikaiset rasitukset. Muita järjestelmään kuuluvia komponentteja ovat muun muassa kulmaharkot, ikkunanylityspalkit, välipohjaharkot ja sulkukappaleet.

Osa markkinoilla olevista, vanhemman sukupolven muottiharkoista, on valmistettu kookkailla EPS-välikkeillä. Isojen EPS-välikkeiden etuna on se, että välikkeitä voidaan hyödyntää jopa valun jälkeen esimerkiksi läpivientien vetoreittinä. Lisäksi kyseinen harkkotyyppi on merkittävästi helpompi valmistaa ja osittain siksi yksikköhinnaltaan edullisempi. Näissä edellisen sukupolven muottiharkoissa on kuitenkin huomattavia haasteita verrattuna uudemman sukupolven muottiharkkoihin.

Suurin haaste on se, että ne pyrkivät suuren eristemateriaalitilavuuden takia ”kellumaan” betonin nosteen myötävaikutuksesta valun aikana. Kyseiset muottiharkkotyypit pitää yleensä liimata toisiinsa, jotta voidaan varmistua muottiharkkojen tiiveydestä ja paikoillaan pysyvyydestä. Jokaisen muottiharkon liimaaminen toisiinsa kylmissä, lumisissa, kosteissa tai pölyisissä olosuhteissa on epävarmaa ja aiheuttaa joka tapauksessa huomattavasti lisää työtä työmaalla.

Toinen suuri haaste on riittävän raudoituksen mahduttaminen muottiharkon sisään oikeaan paikkaan sekä raudoituksen paikallaan pysyvyys valun aikana. Uudemman sukupolven muottiharkkojen uritetut muovivälikkeet pitävät betoniraudoituksen oikealla paikallaan valun aikana.

Kolmantena merkittävänä haasteena on betonin tiivistäminen. Ohuet muovivälikkeet eivät haittaa betonin tiivistämistä. Paksujen EPS-välikkeiden alle saattaa jäädä ”rotankoloja” tiivistysyrityksistä huolimatta. Muovivälikkeet eivät kuitenkaan toimi merkittävänä kylmäsiltana lämmöneristeiden välillä, mutta parantavat huomattavasti rakenteen ilmaääneneristävyyttä perinteisiin välikkeisiin nähden. Muottiharkkorakenteen hyvä ilmaäänieristyskyky (Rw > 50dB) perustuu massalakiin eli tiiviiseen ja värähtelemättömään betoniytimeen muottiharkon sisällä.  Tavanomaisten harkkojen suurikokoiset välikkeet luovat betonikerrokseen kanaviston, jotka mahdollistavat ääniaaltojen kulkeutumisen rakenteen läpi. Rakenteellinen poikittaislujuuskin muovivälikkeellisillä muottiharkoilla on suurempi kuin tavanomaisilla muottiharkoilla.