Tuulivoimalan perustus hoituu säänkestävällä betonilla

Ruduksen säänkestävä betoni perustuksissa on ollut tuulivoimaloita urakoivalle Suomen Maastorakentajat Oy:lle selkeä valinta kaikissa yhtiön rakentamissa tuulivoimaloissa. Tällä hetkellä Maastorakentajilla on meneillään 14 voimalan tuulipuisto Kannuksessa.

Kuva: Kannuksen tuulivoimaloiden perustusten halkaisija on yli 26 metriä.

Harvassa taitorakenteessa perustukset joutuvat yhtä lujille kuin suurissa tuulivoimaloissa. Voimalatornien tuulikuormat ohjautuvat massiivisiin perustuksiin, joiden suunnittelussa on otettava huomioon tuulikuormien dynaamisuus. Sen seurauksena syntyy väsytyskuormia, joita kestääkseen perustukset on toisinaan mitoitettava valettavuuden rajoille.
– Esimerkiksi täällä Kannuksen tuulipuistotyömaalla kaikki 14 perustusta ovat paksuimmillaan nelimetrisiä. Tällaisilla paksuuksilla lämmönhallinnan merkitys valun aikana korostuu, kertoo toimialajohtaja Matti Helaakoski Suomen Maastorakentajat Oy:stä.

Halkaisijaltaan yli 26-metrisiin Kannuksen tuulivoimaloiden perustuksiin tarvitaan valmisbetonia noin tuhat kuutiometriä perustusta kohden. Yhden tuulivoimalan koko perustus valetaan yhtäjaksoisena rupeamana, jonka kestoksi Ruduksen aluejohtaja Taito Leppänen arvioi noin 16–17 tuntia.
– Tämä valun kestoaika yhtä anturaa kohden on vielä mielekäs. Pyrkimyksenä aina on optimoida valut niin, että syntyy järkevässä ajassa yksi antura, Leppänen toteaa.

Optimointia tarvitaan myös toimitusten järjestelyssä. Kannuksen tuulipuiston kaikki valmisbetoni on toimitettu Ruduksen Ylivieskan ja Kalajoen betoniasemilta, jotka kummatkin ovat noin 50 kilometrin päässä tuulipuistosta.
– Vuoden 2018 lopulla oli valmiina kuusi perustusta, ja kokonaisuudessaan urakka valmistuu suunnitelmien mukaan kesäkuussa 2019, Helaakoski sanoo.

Kannuksen tuulipuiston eli viralliselta nimeltään Kuuronkallion tuulipuiston rakennuttaja on saksalaistaustainen WPD Finland Oy. Kun puisto tämän vuoden lopulla valmistuu, tuulivoiman nykyinen runsaan 2000 MW:n kokonaiskapasiteetti kasvaa 60 megawatilla.

Kuva (yllä): Tuulivoimalaperustukset on raudoitettava tavallista järeämmin –  myös kuormitusten dynaamisuuden takia.

Jo aiemmin Suomen Maastorakentajat on rakentanut tuulivoimaa samalle rakennuttajalle. Tuolloinen tuulivoimalahanke käsitti 22 tuulivoimalan perustukset Kalajoelle. Niissä kaikissa, kuten nyt myös Kannuksen tuulipuistossa, valmisbetoni on tilattu kahdelta lähimmältä Ruduksen betoniasemalta.
– Betoniasemalla piti valita resepti sekä betonin lujuuden seurannan että lämmönhallinnan kannalta oikein. Käytimme tavallista vähemmän vettä ja lisäsimme ilmaa säänkestävyyden varmistamiseksi, Leppänen kertoo.

Pääosa yhteensä noin 15 000 kuutiometristä valettiin säänkestävänä, tavallista hitaammin kovettuvana C35/45-betonina. Tällainen betoni saavuttaa loppulujuutensa vasta 91 vuorokauden ikäisenä, koska massaan lisätty masuunikuona hidastaa betonin kovettumista.

Kaikkein suurinta lujuutta vaativa korotusosa anturoiden keskellä on valettu vieläkin lujemmalla C45/55-betonilla. Vaikka lujuus on tässä suurimmillaan, työmaan kannalta suurin haaste on ollut lämmönhallinta, erityisesti anturan massiivisen alaosan valuissa.
– Olemme pitäneet anturan sisimpien osien ja ulkopinnan välisen lämpötilaeron parissakymmenessä asteessa. 65 ᵒC on ehdoton maksimi, ja tämä tavoite on täyttynyt kirkkaasti: korkein betonin lämpötila tällä työmaalla on ylittänyt vain niukasti 50 ᵒC, Matti Helaakoski toteaa.

Jotta Kannuksen tuulipuiston anturavalujen lämmönhallinta on voitu todentaa toimivaksi, valuun on kiinnitetty antureita rekisteröimään lämpötiloja reaaliaikaisesti. Näin on saatu varmuus myös siitä, että lujuudenkehitys tapahtuu suunnitellusti.

Kuva (yllä): ukin perustus on valettava yhtäjaksoisena, yli 15-tuntisena rupeamana.

Toinen laadunvalvonnallinen toimenpide on tavanomaisten lujuuskokeiden teko työmaalla ja työmaan ulkopuolella riippumattomassa laboratoriossa. Suomen Maastorakentajille, joka Ruduksen tavoin on ollut mukana suuressa osassa Suomessa toteutettuja tuulivoimalahankkeita, tämä on itsestään selvää rutiinia, jonka noudattaminen kuuluu vastuunsa kantavalle rakentamisen ammattilaiselle.

Vuonna 1987 perustettu Suomen Maastorakentajat keskittyy vesirakentamiseen sekä liikenneväyliin ja erikoisrakentamiseen. Yhtiö pyrkii kumppanuuteen yhteistyötahojensa kanssa. Pitkään jatkunut liitto Ruduksen kanssa on tästä oivallinen esimerkki.

Rudus Oy
Betoni- ja kivimateriaalit, Pohjois-Suomi
Aluejohtaja Taito Leppänen
040 514 8405
taito.leppanen@rudus.fi 

Teksti: Vesa Tompuri
Kuvat: Jorma Uusitalo