Klimartsmart Betong - Egenskaper & användning. Ingemar Löfgren FoU chef Thomas Concrete Group

Storlek: px

Starta visningen från sidan:

Download "Klimartsmart Betong - Egenskaper & användning. Ingemar Löfgren FoU chef Thomas Concrete Group"

Jonas Ivarsson
för 5 år sedan
Visningar:

1 Klimartsmart Betong - Egenskaper & användning Ingemar Löfgren FoU chef Thomas Concrete Group

2 Betong som ett material Utvecklas gradvis (kontrollerbart) från flytande/plastisk till fast form däremellan händer det mycket!

3 Betongens tidslinje Blandning Gjutning Tillstyvnande & glättning Tidig hållfasthet 28-d Rivning & återvinning Service life t 0 3h 8h 1d 2d dagar 1 månad månader 1 år år Betong, under dess livslängd, måste uppfylla krav gällande ett antal egenskaper (bindetid, hållfasthet & hållfasthetsutveckling, temperaturutveckling, krympning, etc.) och vara beständig m.h.t. den miljö som den ska placeras i (CO 2, frost, klorider, sulfater, syror, etc.). M.h.t. miljöbelastning & resursanvändning (LCA) kan också innebära krav på delmaterial och betongsammansättning.

4 Blandning Gjutning Tillstyvnande & glättning Tidig hållfasthet 28-d Rivning & återvinning Betongens tidslinje - möjligheter Service life t 0 3h 8h 1d 2d dagar 1 månad månader 1 år år Tidig hydratation: Förändra & styra tidiga egenskaper. Tillväxt: Förändra & styra värmeutveckling, hållfasthet, etc. Materialegenskaper: Förbättra egenskaper. T.ex. självläkning, krympning & krypning. Beständighet: Livslängd & nedbrytningsmekanismer

Mineraliska tillsatsmaterial Metakaolin Silikastoft Flygaska (kiselrik) Slagg Flygaska (kalkrik) Kalcinerad skiffer Flygaska (kalkrik): restprodukt från förbränning av brunkol (lignitiskt kol)

5 Mineraliska tillsatsmaterial Metakaolin Silikastoft Flygaska (kiselrik) Slagg Flygaska (kalkrik) Kalcinerad skiffer Flygaska (kalkrik): restprodukt från förbränning av brunkol (lignitiskt kol) Flygaska (kiselrik): restprodukt från förbränning av stenkol (bituminöst kol) Silikastoft: restprodukt från tillverkning av kiselmetall och ferrolegeringar Slagg (mald granulerad masugnsslag): restprodukt från järnframställning Metakaolin: kaolinit (aluminiumsilikat) som upphettats till C Kalcinerad skiffer: skiffer som upphettats till C

6 Tillsatsmaterial & Cement Slagg (S) Silikastoft (D) Kalksten (LL) Flygaska (V) Portlandcement (K)

7 ARGUMENT Hållbarhet! Men definitivt också tekniska & ekonomiska!

Skjuvgräns [Pa] Värmeutveckling, W [kj/kg] 80 60 Utnyttjande av

Metakaolin Miljöbelastning Flygaska Slagg (GGBS) Silikastoft CO 2e

Kulör/Ljushet Värmeutveckling Betong vct eqv 0,50 16mm S3 CEM

60 80 Viskositet [Pa s] Flygaska (hög CaO) Beständighet Klacinerad

8 Skjuvgräns [Pa] Värmeutveckling, W [kj/kg] Utnyttjande av tillsatsmaterialens egenskaper Reologi/Arbetbarhet Material CEM I Metakaolin Miljöbelastning Flygaska Slagg (GGBS) Silikastoft CO 2e /ton kg 4 kg kg Flygaska (hög SiO2) GGBS Kulör/Ljushet Värmeutveckling Betong vct eqv 0,50 16mm S3 CEM II/A-LL 42,5 R + GGBS 0% 11% 20% 33% ökad mängd FA Viskositet [Pa s] Flygaska (hög CaO) Beständighet Klacinerad skiffer % Tid från mix [timmar]

Värmeutveckling, W [kj/kg] Temperatur [ C] Hållfasthet [MPa] Betong med låg värmeutveckling Mognadsgrad & värmeutveckling 45 40 35 30 25 20 15 10 5 Ökad slagdos (0-100% av C) 0% 12,5% 25% 50% 100%

70 60 50 40 Temperaturutveckling i 2,5m tjockt kranfundament (7,0x7,0m) Uppmätt (ConReg) och prognos (Hett) Hett 11 (beräknad): Byggcement CEM II/A-LL Anläggningscement 0 0 7 14 21 28 35 42 49 200 56

9 Värmeutveckling, W [kj/kg] Temperatur [ C] Hållfasthet [MPa] Betong med låg värmeutveckling Mognadsgrad & värmeutveckling Ökad slagdos (0-100% av C) 0% 12,5% 25% 50% 100% Applikation: Fundament Södra Cell Värö Temperaturutveckling i 2,5m tjockt kranfundament (7,0x7,0m) Uppmätt (ConReg) och prognos (Hett) Hett 11 (beräknad): Byggcement CEM II/A-LL Anläggningscement Ålder [dygn] Ökad slagdos (0-100% av C) Tid från mix [timmar] 0% 12,5% 25% 50% 100% ConReg (0,85m från botten) C40/50 CEM II/A-LL med 50% slagg Hett (max) - C40/50 Bygg 0,40 100% Slagg FBLC50 Hett (max) - Bygg C40/50 Uppmätt Hett (max) & beräknad - ANL C40/ Tid [timmar]

Ex. Bjørvikaprojektet Oslo Specifikation Statens vegvesen: FA= 30-65 % av CEM I. Effektivitetsfaktor k = 0,7 (k = 0,4 enl.

10 Ex. Bjørvikaprojektet Oslo Specifikation Statens vegvesen: FA= % av CEM I. Effektivitetsfaktor k = 0,7 (k = 0,4 enl. EN 206) Betong T max max [MPa] f ct [MPa] Sprickrisk SV ºC 3,9 3,8 1,04 28% FA 47 ºC 2,7 3,2 0,86 60% FA 42 ºC 2,1 2,9 0,74 40% Slagg 45 ºC 3,7 3,7 1,01 60% Slagg 45 ºC 3,6 3,2 1,13

Möjliggjordes med användning av flygaska & CEM II/A-LL. Ca 8.000 m 3, en besparing av 1120 ton CO 2 (50%). Marieholm: Spec.

11 Temperatur [ºC] Ex.: UV-betong låg värmeutveckling NL 12: Spec. UV-betong Mycket låg värmeutveckling Tid [timmar] C20/25 28 dygn & C15/20 efter 5 dygn (i konstr.). Möjliggjordes med användning av flygaska & CEM II/A-LL. Ca m 3, en besparing av 1120 ton CO 2 (50%). Marieholm: Spec. UV-betong Låg värmeutveckling, motsv. Anläggningscement. C20/25 vid 28 dygn & C15/20 efter 5 dygn (i konstr.). Möjliggjordes med användning av slagg & CEM II/A-LL. Ca m 3, en besparing av 1220 ton CO 2 (50%).

Tryckhållfasthet (kub) [MPa] Ex.: Styrd hållfasthetstillväxt Sekantpålar (NL 12) Specifikation (temporär konstruktion): Max 10 MPa vid 3 dygn & max 15 MPa vid 7 dygn. C16/20 efter 28/56 dygn.

12 Tryckhållfasthet (kub) [MPa] Ex.: Styrd hållfasthetstillväxt Sekantpålar (NL 12) Specifikation (temporär konstruktion): Max 10 MPa vid 3 dygn & max 15 MPa vid 7 dygn. C16/20 efter 28/56 dygn. Möjliggjordes med användning av flygaska & CEM II/A-LL Tot. ca m 3, en besparing av 1600 ton CO 2 (45%). Styrd hållfasthet möjliggjorde snabbare byggnation och kostnadsbesparingar vbt = 0, % FA 33% FA 40% FA 46% FA 53% FA Ålder [dagar]

Kloridmigrationnskoefficient [10-12 m 2 /s] Kloridhalt [% av bindemedel) 6,0% 5,0% 4,0% 3,0% 2,0% 1,0% vct (vbt) = 0,35 0,0% 0 10 20 30 40 50 60 Djup [mm] 100% Slite 100% Anl 95%Anl+5%SF

13 Kloridmigrationnskoefficient [10-12 m 2 /s] Kloridhalt [% av bindemedel) 6,0% 5,0% 4,0% 3,0% 2,0% 1,0% vct (vbt) = 0,35 0,0% Djup [mm] 100% Slite 100% Anl 95%Anl+5%SF 85%Anl+10%Fa+5%SF 85%ANL+15%RHA CEM III/B Kloridprofil betong Träslövsläge (20 års exponering). Boubitsas, Luping & Utgenannt, SBUF projekt Ex. Beständighet klorider/korrosion Bestämning av kloridtäthet (kloridmigration), jämf. med fältexponering för beräkning (modellering) av erforderliga täckskikt och förväntad livslängd ,38 CEM I 42,5N SR3 MH/LA 0,45 30% GGBS 0,40 20% FA 0,30 CEM I 42,5N SR3 MH/LA 0,38 25% GGBS 0,45 60% GGBS 0,39 12% FA + 4% Si 0,38 15% GGBS + 5% Si 0,30 15% GGBS + 5% Si Beräknade erforderliga täckskikt. Luping & Löfgren: Chalmers tekniska högskola, Bygg & miljöteknik, Rapport. no Ålder [dygn]

14 Ersättningsmängd Nivåer & effekter Arbetbarhet Reduktion CO 2 Red. värmeutveckling Mognadsgrad (tillväxt) Behov härdning & skydd Mekaniska egenskaper Beständighet

Fördelar och möjligheter har hittills främst utnyttjats i industribyggnader & temporära anläggningskonstruktioner (TrV) p.g.a. regelverken.

15 Klimartsmart Betong Sedan 2006 har Thomas Concrete importerat tillsatsmaterial, flygaska och mald granulerad CaO masugnsslagg (GGBS). Drivkrafter: Tekniska, Miljömässiga & Ekonomiska fördelar. Fördelar och möjligheter har hittills främst utnyttjats i industribyggnader & temporära anläggningskonstruktioner (TrV) p.g.a. regelverken. Branschen måste utvecklas, anamma tekniker och inte bli fast i det gamla. Lime CaO GGBS Portland cement Glass SiO2 Silica Natural pozzolans Clay Fly ash high SiO2 Fly ash high CaO Al2O3 Metakaolin Kalcium aluminate SiO2 Al2O3

16 För mer material och information besök vår monter nr 37 samt vårt kunskapscenter :

Relevanta dokument

Betong med tillsatsmaterial Inverkan på klimatbelastning och beständighet

Betong med tillsatsmaterial Inverkan på klimatbelastning och beständighet Ingemar Löfgren, FoU chef TCG & adjungerad professor Chalmers tekniska högskola Betongens tidslinje Blandning Gjutning Tillstyvnande