Ruiskubetoni ja sen käyttö kallion lujittamisessa

Suomessa ruiskubetonointi on pultituksen ohella pääasiallisin kalliotilojen lujitusmenetelmä. Ruiskubetonia tehdään joko kuivaseos- tai märkäseosmenetelmällä. Ensin mainittu on käytössä lähes yksinomaan rakennustoiminnan yhteydessä tehtävissä kallion lujitustöissä, joissa ruiskubetonia käytetään noin 7000 - 8000 m3 vuodessa. Kaivoksissa sen sijaan käytetään ensisijaisesti märkäseosmenetelmää. Tämän vuosikymmenen aikana betoniteknologian ja laitetekniikan kehittyminen on mahdollistanut myös rakennustoiminnassa tavittavan riittävän korkeatasoisen ruiskubetonin tekemisen märkäseosmenetelmällä. Lisäksi ruiskubetonoinnissa on alettu käyttää mm. kuitubetonia. Tutkimuksessa on kirjallisuustutkimuksen ja Ruiskubetoniohjeet-projektin yhteydessä tehtyjen koeruiskutusten perusteella selvitetty kummankin ruiskubetonointimenetelmän ominaisuuksia, käytettävää kalustoa ja ruiskutustekniikkaa, kuituruiskubetonia, työturvallisuutta sekä ruiskubetonirakenteiden mitoitusta. Lisäksi on käytetty Norjassa ja Saksan liittotasavallassa oleville ruiskubetonointityömaille tehtyjen vierailujen yhteydessä saatuja tietoja. Ruiskubetonointi on erityismenetelmä, jossa lopputulokseen vaikuttavat sekä materiaalit että työtekniikka. Kuivaseosmenetemällä tehty ruiskubetoni on ominaisuuksiltaan yleensä märkäseosmenetelmällä tehtyä parempaa. Märkäseosmenetelmällä huolellisesti tehdyn ruiskubetonin ominaisuudet ovat kuitenkin riittävät lujitukseen. Märkäseosmenetelmässä lopputulokseen vaikuttaa merkittävimmin kiihdytinlisäaineen käyttö. Aineen yliannostus vähentää valmiin rakenteen loppulujuutta ja aiheuttaa halkeilua. Huolellinen jälkihoito on kummassakin menetelmässä oleellista lopputuloksen laadun säilyttämiseksi. Ruiskubetonissa käytettävä raudoitusverkko voidaan korvata teräskuiduilla, mutta laajoja vertailevia tutkimuksia näiden raudoitustapojen tarkan vastaavuuden selvittämiseksi ei Suomessa ole tehty. Työtekniikka rajoittaa tehokkaiden, pitkien kuitujen käyttöä ruiskubetonissa ja nykyiset kuitupituudet ja annostukset määräytyvätkin ruiskutettavuuden perusteella. Ruiskubetonirakenteen mitoittamisessa on vaikeuksia sekä kuormitusten määrittamisessä että rakenteen ja kallion yhteisvaikutuksen kuvaamisessa. Kovassa kalliossa, jossa ruiskubetonin tehtävänä on vain sitoa kallion pintaa, kerrospaksuuden määritys perustuu kokemukseen. Ruhjeisessa ja rikkonaisessa kalliossa mitoitus voidaan tehdä esim. elementtimenetelmään perustuvilla tietokoneohjelmistoilla. Laskennallisten menetelmien hankaluutena on rakenteen käyttäytymisen kuvaamisen lisäksi alkuarvojen puute. Pienten lohkareiden irtoamista vastaan tehtävä ruiskubetonirakenne mitoitetaan tartuntalujuuden perusteella. Suuret lohkareet on syytä kiinniittää kalliopulteilla tartuntalujuuksien suurten vaihteluiden takia. Jos ruiskubetonin tartunta kallion pintaan on huono, tulee ruiskubetonirakenne ankkuroida kallioon. Jatkotutkimustarpeet keskittyvät pääosin kuitujen, varsinkin muovikuitujen, vaikutukseen, ruiskubetonin ja sillä lujitetun kallion käyttäytymiseen tulipalossa ja ruiskubetonin ja kallion yhteistoiminnan entistä parempaan mallintamiseen