UTVECKLINGEN AV SJÄLVUTJÄMNANDE AVJÄMNINGSMASSOR FÖR GOLV

Transkript

1 Examensarbete 15 poäng C-nivå UTVECKLINGEN AV SJÄLVUTJÄMNANDE AVJÄMNINGSMASSOR FÖR GOLV Reg.kod: Oru-Te-By3004-B110/08 Anders Preinert och Andreas Selin Byggingenjörsprogrammet 180 p Örebro vårterminen 2008 Examinator: Tord Larsson Handledare: Göran Stridh THE DEVELOPMENT OF SELF-LEVELLING FLOORINGS Örebro universitet Örebro University Institutionen för teknik Department of Technology Örebro SE Örebro, Sweden

2 Examensarbete 15 poäng C-nivå UTVECKLINGEN AV SJÄLVUTJÄMNANDE AVJÄMNINGSMASSOR FÖR GOLV Reg.kod: Oru-Te-By3004-B110/08 Anders Preinert och Andreas Selin Byggingenjörsprogrammet 180 p Örebro vårterminen 2008 Examinator: Tord Larsson Handledare: Göran Stridh THE DEVELOPMENT OF SELF-LEVELLING FLOORINGS Godkänd Örebro den 17 september 2008 Tord Larsson Tord Larsson

3 SAMMANFATTNING Rapporten syftar till att ge en förståelse för hur avjämningsmassor utvecklats från introduktionen på den svenska marknaden 1977 fram till i dag. Massan har ett brett användningsområde där vi har valt att fördjupa oss inom självutjämnande avjämningsmassor för golv. Arbetet har bedrivits genom att kartlägga och följa utvecklingen, både ur innehållssynpunkt och hur de tekniska egenskaperna förändrats. Genom studier av säkerhetsdatablad och byggvarudeklarationer har man kunnat se förändringar i avjämningsmassans sammansättning. från 1996 till 2008.Det för självutjämnande massor före 1996 fanns inte att tillgå. Mellan 1977 och 1985 har därför rapporter från byggforskningsrådet (BFR) används, där sammansättningen till viss del har kunnats studeras. Förutom att studera utvecklingen rent innehållsmässigt finns en grundlig teknisk beskrivning av hur vattnet fungerar i avjämningsmassan. Vi har också titta på myndighetsoch branschkrav som tidigare uppfylldes genom Boverkets typgodkännande av avjämningsmassan. I dag har typgodkännandet ersatts med CE- märkning som kompletteras med en P- märkning. Detta ska vara till stöd för att förhindra problem som tidigare uppstod vid flytspackel, avjämningsmassor. I tidiga avjämningsmassor användes kasein i kombination med portlandcement som flyttillsatts vilket lede till stora problem i byggnaderna, bland annat hälsoproblem/irritationer genom att emissioner från golvkonstruktioner spreds i rumsluften. Även golvmaterial tog skada av den höga alkaliska fukten och av emissionen av ammoniak i form av blåsbildning och missfärgningar. I dag har sammansättningen förändrats främst genom att bindemedlet aluminatcement ersatt det tidigare portlandcementet. Detta har minskat den alkaliska fukten vilket har varit tillräkligt för att förhindra olägenheterna. Aluminatcementet kombineras med viss inblandning av portland för att påskynda den kemiska processen i avjämningsmassan som annars skulle ta för lång tid. Det finns två fabrikat som fortfarande använder kasein men i dag är det melaminhartsbaserad flyttillsatts som är dominerande. Rapporten innehåller också åtgärder för skadade golvkonstruktioner där man tidigare gjorde ett krävande arbete genom att avlägsna avjämningsmassan. För att åtgärda gamla golv idag använder man sig oftast av en väl beprövad teknik där man lägger en mekanisk ventilerad golvkonstruktion som ventilerar bort emissionerna från konstruktionen. Det är osannolikt att dagens produkter skulle leda till framtida problem.

4 Abstract The report aims to provide an understanding of how levelingmasses evolved from the introduction on the Swedish market 1977 to the present. The mass has a wide range of applications in which we have chosen to deepen us in selfleveling masses for floors. The work has been carried out through the identification and following of the developments, in terms of both content and how the technical characteristics changed. Through studies of safety data sheets and informative labels of construction one has been able to see changes in the composition of levelingmasses from 1996 to Data of earlier masses before 1996 was not available. Between 1977 to 1985 we have used reports from byggforskningsrådet (BFR) where the composition has been studied. In order to study the development in terms of its content is a sound technical description of how the water works in levelinmasses. We have also looked at government and industry norms that previously were met by Boverkets approval of levelingmasses. Today's approval has been replaced by the CE mark to be supplemented by a P-labelling. This will be of assistance to prevent problems that arose earlier in the fluid putty, levelingmasses. In previous levelingmasses liquid casein in combination with portlandconcrete was added which led to major problems in the buildings, including health problems/irritation by emissions from the floor that spread into the room air. While flooring materials were damaged by the high alkaline moisture and ammonia emission in the form of blistering and discoloration. Today, the composition changed mainly by the binder aluminous replaced the previous portlandconcrete. This has reduced the alkaline moisture which has been sufficient to prevent the disturbances. Aluminatconcrete combined with some involvement of portland to accelerate the chemical process in the levelingmass that would otherwise take too long. There are two brands that are still using casein but now it is a melaminresin based fluidadding which is dominant. The report also contains measures for damaged floor where it had previously made a demanding job by removing levelingmasses. To fix the old floor today often uses a wellproven technology, which adds a mechanical ventilated floor to ventilate emissions away from the construction. It s unlikely that these days products would lead to future problems.

5 Avtackande Vi vill framföra ett stort tack till Göran Stridh, kemist vid arbets- och miljömedicinska kliniken på universitetssjukhuset i Örebro för allt stöd och den stora hjälp vi fått i vårt arbete med rapporten. Vi vill även tacka Johan Alexandersson, Johan Alexandersson golvutveckling AB, som delat med sig av sitt stora kunnande inom området självutjämnande avjämningsmassor.

6 SAMMANFATTNING ABSTRACT AVTACKANDE INNEHÅLLSFÖRTECKNING SAMMANFATTNING ABSTRACT INNEHÅLLSFÖRTECKNING INLEDNING BAKGRUND SYFTE AVGRÄNSNING BAKRUNDSMATERIAL UTVECKLING AV SJÄLVUTJÄMNANDE AVJÄMNINGSMASSOR HISTORIA (BRF projektet) Riksdagsfrågan Tekniska problem Tekniska problemlösningar Fuktens centrala roll Luktanalyser ÅTGÄRDER MOT SKADOR I GOLV PÅ FLYTSPACKLAD BETONG Torkning av betongbjälklag Åtgärder mot missfärgat golv Åtgärder mot lukt PROBLEM MED GAMLA GOLV Östra Skogås AVJÄMMNINGSMASSANS BESTÅNDSDELAR Cement Vatten Ballast Tillsatser TEKNISKA EGENSKAPER Torkningsförlopp i avjämningsmassor Uttorkningstider Arbetsbarhet

7 2.6 ANVÄNDNINGSOMRÅDEN Avjämningsmassor på olika underlag RESULTAT OCH DISKUSSION OLIKA SORTERS AVJÄMNINGSMASSOR Typer av avjämningsmassor TEKNISKA DATA TYPPROVNING Metoder som används för mätning av skadliga ämnen Kvalitetskrav på avjämningsmassor AVJÄMNINGSMASSAN KAN FUNGERA SOM ALKALI SPÄRR SLUTSATS BILAGOR Bilaga 1 Utlåtande från golvexperter Bilaga 2 Utdrag ur Hus ama Bilaga 3 AMA-NYTT 2/2004 Vilken avjämningsmassa passar till vilket underlag Bilaga 4 AMA-NYTT 1/2005 Mätning av emissioner från golvkonstruktioner Bilaga 5 Produktblad ARDEX K15 NY Bilaga 6 Säkerhetsdatablad från ARDEX Bilaga 7 Byggvarudeklaration ARDEX K15 NY Bilaga 8 Produktblad Maxit Floor 4150 Fine Flow Bilaga 9 Säkerhetsdatablad Maxit Floor 4150 fine flow Bilaga 10 Byggvarudeklaration Maxit Floor Bilaga 11 Produktblad Maxit Floor 4160 fineflow rapid Bilaga 12 Säkerhetsdatablad Maxit Floor 4160 fineflow rapid Bilaga 13 Produktblad Englund UZIN-NC Bilaga 14 Produktblad Bostik golvspackel flyt Bilaga 15 Varuinformationsblad Bostik golvspackel flyt Bilaga 16 Miljödeklaration Bostik Golvspackel Flyt Bilaga 17 Optiroc Finavjämning ABS Bilaga 18 Byggvarudeklaration Optiroc ABS Bilaga 19 Varuinformationsblad Optiroc ABS Bilaga 20 Produktinformation CascoPlan Bilaga 21 Varuinformation Casco Plan Bilaga 22 Produktblad TM - Express Bilaga 23 Varuinformation TM - Express

8 1. INLEDNING 1.1 BAKGRUND I byggbranschen används ett stort antal olika material. Vilket material som man väljer är inte helt enkelt. Projektörer och arbetsledning måste ställa sig frågor så som materialets hållfasthet, livslängd och underhåll. Det är också av ekonomiskt själ viktigt att välja rätt material. Kostnaden för material uppgår till drygt 40 % av byggkostnaden.[1] Utvecklingen av olika materials sammansättningar har inte alltid varit tillfredsställande då man sett att det inte klarat de förhållanden som funnits i husen. Detta medförde att man fick s.k. sjuka hus där materialen förde med sig emissioner ut i luften som påverkade de som levde i byggnaden. Andelen hus med problem i inomhusklimatet ökade kraftigt under 1960-talet, och begreppet sjuka hus myntades. Förändringar av material och arbetsmetoder sker ständigt skulle ett nytt material lanseras på den svenska marknaden. Flytspackel, en avjämningsmassa som med mycket lätt bearbetning jämnade ut sig själv på de obearbetade betonggolven. Spacklet skapade en slät yta som inte behövdes efterbehandlas. Momentet med att slipa ner betongytor som tidigare var ett tidskrävande och dammande moment behövdes inte längre. Arbetsmiljön blev också bättre för de golvläggare som tidigare krupit på knä och spacklat. Tekniken lockande stora delar av byggbranschen. Det sparade tid vilket också innebar ekonomiska besparingar. Snart efter introduktionen hade marknadsandelen uppgått till 90 % i nybyggnationen. Det uppskattades att mellan år lades ca miljoner m 2 flytspackel på betongbjälklag.[2] Ett par år senare skulle det uppstå heta debatter kring det nya flytspacklet. Under hösten 1980 uppmärksammades att golvbeläggningar av korkplattor lagda på flytspackel blev missfärgade. Även ekparkett missfärgades (1981). Men det räckte inte med det. Klagomål om lukter från golven började strömma in under samma period. Lukten beskrevs som sötaktig, något stickande. Det fanns också en annan lukt som beskrivs som rå och unken. Även blåsbildning på plastmattor uppmärksammades i samband med flytspacklet. Människor som levde i dessa miljöer fick olika besvär som trötthet, torrhet i mun och svalg, huvudvärk, ögonirritation o.d. I samband med att problemen uppdagades gick en forskare från KTH ut med teorier om att det fanns bakterier i avjämningsmassan. Vilket gav stora rubriker i media och skrämde upp folk. Men bakgrund till själva problemen var fukt i golvkonstruktionen. På grund av de olägenheter man upptäckt i samband med flytspacklet och den debatt som rådde kom det att bli en riksdagsfråga till bostadsministern. Frågan gällde om bostadsministern ville medverka för att vissa sorters golvspackel skulle stoppas till dess att man utrett vad som kunde vara orsaken bakom de problem som uppkommit. 3

9 Detta medförde att Statens planverket (nuvarande Boverket) och BFR (Statens råd för byggnadsforskning, Byggforskningsrådet nu ingående i Formas) fick i uppdrag att utreda de mysterier som fanns runt flytspacklet. Johan Alexandersson arbetade på Cementa (idag Maxit) och var med och introducerade självutjämnande spackel på den svenska marknaden. Vid ett personligt besök berättade han att Cementa var först på den svenska marknaden med en licensierad produkt från Finland. Man viste inte vad flyttillsatsen innehöll då den levererades i form av en black box. I samband med att kaseinproblemen uppdagades berättar Alexandersson att Cementa började utveckla en egen produkt där man ersatte proteinbaserade flyttillsatser mot melaminharts baserat. [13] Utvecklingen av avjämningsmassor har fortsatt och idag finns inte de problem som tidigare fanns. Men vad har man gjort för förändringar i materialsammansättningen? Hur har man förbättrat de tekniska egenskaperna och hur påverkar spacklet inomhusmiljön är några frågor man kan ställa sig. 1.2 SYFTE Vårt syfte med undersökningen är att få en fördjupad kunskap om avjämningsmassor och dess utveckling från introduktionen på den svenska marknaden 1977 fram till Vidare att redogöra för hur materialsammansättningen förändrats och hur det påverkar inomhusmiljön samt skadefrekvensen vid användande av avjämningsmassor. Finns det några problem med dagens avjämningsmassor eller har man löst alla de problem som orsakade skador i golvkonstruktioner? En annan intressant punkt är typgodkännandet av avjämningsmassor beträffande materialsammansättning och tekniska krav. Vidare skall data om avjämningsmassor tas fram och läggas som bilaga. 1.3 AVGRÄNSNING Studien består av att redogöra för olika avjämningsmassor. Spackel har ett brett användningsområde där vi har valt att fördjupa oss inom självutjämnande avjämningsmassor för golv. Fördjupningen kommer att bestå av att undersöka materialsammansättningens förändring. Vi kommer även att titta på eventuella myndighets- eller branschkrav. Rapporten syftar till att få en förståelse för utvecklingen av avjämningsmassor samt att ge en helhetsbedömning av vad det fört med sig för konsekvenser. Syftet är inte att jämföra olika fabrikat med varandra. 1.4 BAKRUNDSMATERIAL Johan Alexandersson på företaget Alexanderssons golvutveckling har bistått med information via en personlig intervju. Viktig information om produkterna har hämtats från säkerhetsdatablad och miljödeklarationsblad som kommer från tillverkarna. Även 4

10 uppgifter från Folksams byggmiljöguide har använts. Två rapporter från BFR med utredning och åtgärder mot skador i golv på flytspacklad betong har också ingått som bakgrundsmaterial. 5

11 2. UTVECKLING AV SJÄLVUTJÄMNANDE AVJÄMNINGSMASSOR Avjämningsmassan är något som idag fått en given plats vid nybyggnation. Tekniken har gett byggarbetsplatsen ett tidsbesparande arbetsmoment för avjämning av betongbärlag. Kapaciteten vid kontinuerlig blandning och pumpning är flera hundra kvadratmeter per timme.[3] 2.1 HISTORIA (BRF projektet) Riksdagsfrågan Under hösten 1980 uppmärksammades vid ett par stora entreprenader hur olika golvmaterial fick missfärgningar och gav ifrån sig illaluktande lukter som belagts på underlag av flytspackel. Människor som levde i dessa miljöer fick olika besvär så som ögonirritation och torra slemhinnor. I februari 1982 uppvaktade riksdagsman herr Häll i Malmberget dåvarande bostadsminister Friggebo om de problem som uppdagats i de nybyggda husen. Frågan gällde främst att personalen i den nybyggda förvaltningsbyggnaden i Gällivare hade anmält hälsoproblem. Det resulterade i att byggforskningsrådet fick i uppdrag att utreda de bieffekter som hade uppträtt. Det skulle också genom sitt uppdrag upprätta regler för ett godkännande av flytspackel samt att ge rekommendationer för hur man skulle åtgärda olägenheterna Tekniska problem Problemen som uppkom med den självutjämnande avjämningsmassan. Missfärgningar av golvbeläggningar av ekparkett och korkplattor Blåsbildning på mattor av varierat slag Det konstaterades att viss nedbrytning av de ingående golvmaterialen skede där mjukgjord PVC ingick. Emissioner som gav ifrån sig illaluktande gaser som sekundärt gav olika symtom från ögon och slemhinnor Tekniska problemlösningar BFR började studera materialsammansättningen men det var inte helt enkelt. Tillverkarna av avjämningsmassorna var inte villiga att redogöra för de ingående materialen. Detta ledde till olika sekretessfrågor där arbetarskyddsstyrelsen tog lagstiftningen till hjälp för att få reda på innehållet. Dessa handlingar var konfidentiella vilket betyder att tillverkarna inte kunde bli identifierade. Inom andra tillverkningsindustrier t ex livsmedel- och läkemedelsindustrin var det lagstiftat med fullständiga varudeklarationer. Utredarna ville därför införa något liknande 6

12 och så småningom utvecklades säkerhetsdatablad och byggvarudeklarationer (ibland benämnt miljödeklarationer) som ska redovisa materialsammansättningen i byggprodukter. Det visade sig att flytspackeltillverkarna använde sig av ett protein, kasein, för att få den viskositet man behövde i det cementbaserade spacklet. Kasein är ett äggviteämne som framställs av mjölk. Liknande proteiner kan framställas genom andra substanser i djur och växtriket som också ger den självutjämnande effekten på spacklet. Kasein är ett kvävehaltigt ämne som vid kontakt vid vatten med högt ph bryts ned och bildar ammoniak och aminer. Portlandcementet har som vattnet en betydande roll för nedbrytningen av kaseinet. Cementet ger flytspacklet ett ph på 12 eller högre. Detta tillsammans med fukten gör att äggviteämnet spjälkats till polypeptider och slutligen till aminosyror. Figur 2.1.1: Schematisk bild av ammoniakens inverkan. Källa: Rapport R193:1984 Byggforskningsrådet. [2] Man fastslog att den kritiska gränsen för bildning av ammoniak sker vid relativa fuktigheten 75 = RF KRIT = 85 % som inte är ovanligt för betongplattor. Troligen reagerade ammoniaken med garvsyran som finns i flera golvmaterial. Detta gav i sin tur missfärgningarna på golvmaterialen Fuktens centrala roll Att fukten var en stor bidragande orsak till mängden skador på golv var inget nytt. Ofta beror det på att byggfukten aldrig fått chansen att torka ut så pass mycket som krävs för att golvmaterialen inte ska ta skada. 7

13 Ett tydligt exempel på för hög fuktighet var skadorna på PVC mattor. Mattan lossnade från underlaget och bildade bubblor. Blåsbildningen uppkom när mattan svällde samtidigt som limmet förtvålades av den höga fuktbelastningen. Detta vet man sker då relativa fuktigheten = 90 %. Skadefrekvensen av dessa slag hade tydligt ökat på underlag av flytspackel. Byggforskningsrådets slutsatts var att det sannolikt berodde på dels tillskottet av fukt från flytspacklet men främst att tekniken medförde en ökad byggnadstakt som gav mindre tid för byggfukten att torka ut Luktanalyser Det fanns två olika lukter som uppmärksammades. En lukt som beskrevs som söt och stickande. Den andra råa och unken som kan liknas med den lukt som finns i potatiskällare. BFR kom fram till att plastmattor som innehåller mjukgörare, ftalater och estrar bryts ner vid den alkaliska och fuktiga miljön som kan råda i flytspackel. Vid sönderdelningen bildas en alkohol, 2-etyl-hexanol. Alkoholen har beskrivits som den typiska söta och stickande lukten. Den andra råa lukten kunde inte identifieras vid detta tillfälle men senare fynd kom att peka mot ämnet orto-aminoacetofenon. 2.2 ÅTGÄRDER MOT SKADOR I GOLV PÅ FLYTSPACKLAD BETONG I januari 1984 startades BFR delprojekt 5 för åtgärder av olägenheterna i samband med flytspacklet. Det har visats att avjämningsmassorna ofta lagts för tjockt och med en för hög andel vatten som bidragit till hög fuktighet. Detta i kombination med täta golvbeläggningar har ofta varit orsaken till skadorna. För att slippa ta bort flytspackel med proteintillsatts måste relativa fuktigheten = 75 % Torkning av betongbjälklag Eriksson, H och Hällström,B skriver följande i BFR:s rapport: [4] Mellanbjälklag i normalt uppvärmda och ventilerade lokaler torkar naturl igt till en relativ fuktighet mindre än 75 %. Tiden härför varierar högst avsevärt i det enskilda fallet. Med en tät beläggning av plast eller linoleum och en tät plastfärg på undersidan kan det ta över fem år innan ett mellanbjälklag av normal tjocklek, 180 mm, blir så torrt. 8

14 Uttorkningen kan påskyndas avsevärt om man sänker den relativa fuktigheten i luften på ö v e r- och/eller undersidan. Vid torkning på översidan måste täta beläggningar först avlägsnas. En ensidig uttorkning på undersidan med tät belägg ning på översidan behöver sällan pågå mer än några månader för att man därefter skall få avsett resultat enligt företags erfarenheter. Betongplattor på mark med tät beläggning av plast eller linoleum och underliggande värmeisolering erhåller i regel efter flera år en relativ fuktighet i området %. Saknas underliggande värmeisolering måste man räkna med 100 % RF i betongunderlaget. Platta på mark måste därför torkas mekaniskt när det uppkommer fuktskador och åtgärder vidtas så att de förblir torra i framtiden Åtgärder mot missfärgat golv BFR:s rekommenderade åtgärd var att lägga 0,2 mm polyetenfolie under golvmaterialet som vid skarvar överlappades 0,2 m. Polyetenfolien fungerar som en ångspärr mot diffunderande vatten och ammoniakgaser. Det rekommenderades att lägga två lager typgodkänd folie för att vara på säkra sidan. Typgodkända polyetenfolier var sådan plast som enligt SP:s, (Statens provningsanstalt) undersökningar motverkade genomträngning av ammoniak. Vid golv med korkplattor kan man lägga ny matta ovanpå den gamla. För att missfärgningar inte ska komma tillbaka måste ytan förbehandlas med utspätt lim. Därefter spackla ytan med vanligt spackel som inte är självutjämnande. Sedan kan man lägga på den nya korkmattan. Vid överbeläggning av annat material ska det ske i samråd med materialleverantörerna.[4] Åtgärder mot lukt När betongen torkas enligt kommer luktproblemen automatiskt att försvinna eftersom man då ligger under 75 % relativa fuktigheten som är den kritiska gränsen för ammoniakbildningen. Platta på mark där det inte går att få tillräckligt torrt kom BFR med förslaget att man djupslipar bort flytspacklet så att ett högst 5 mm tjockt skikt återstår. Att slipa bort allt flytspackel var för svårt. Det lilla lager flytspackel som återstod innehöll så liten mängd kasein att lukten inte kom tillbaka. Metoden gav bra resultat men slipningen innebar mycket damm som krävde en omfattande städning. Dammet kunde även spridas till andra delar av byggnaden genom ventilationen. Om möjligt, skulle man välja något annat alternativ eftersom det var kostsamt att genomföra.[4] 9

15 2.3 PROBLEM MED GAMLA GOLV Gamla golv där problem uppdagas ska åtgärdas om ammoniakhalten överstiger 10 ppm i medelvärde. För att åtgärda skadorna används en väl beprövad metod där den gamla golvytan avlägsnas varefter ett mekaniskt ventilerat övergolv läggs in. Detta innebär att den gamla golvytan sätts under undertryck och att emissionerna från golvet förs bort med fläktar, vilket gör att de inte kommer ut i rumsluften. Metoden torkar även bort eventuell fukt. Bortbilning av det kaseinhaltiga flytspacklet skulle sannolikt inte lös problemet eftersom de aktuella ämnena förmodligen har lagrats nere i betongen under den långa tid som gått.[4] Östra Skogås Då ett bostadsområde i Huddinge kommun, Östra Skogås skulle ombildas till bostadsrättsförening uppkom frågan angående kaseinhaltigt flytspackel som använts då husen byggdes Enligt ett utlåtande från golvexperter fanns det med all säkerhet hus med nedbrutet kaseinspackel som kan innebära risk för sjuka hus symptom för känsliga personer. Efter mätningar av ammoniakhalter som översteg 10 ppm samt inkomna klagomål från människor som bodde där stod det klart att så var fallet.[bilaga 1] 2.4 AVJÄMMNINGSMASSANS BESTÅNDSDELAR Cement Det finns två olika sorters cement som använts i avjämningsmassor, portlandcement och aluminatcement. Portlandscement är den vanligaste cementen i Sverige och tillverkas på flera olika fabriker. Vid tillverkning är det kalksten som används tillsammans med lera. Materialet finmals och förs sedan in i ugnar där temperaturer vid brännzonen uppgår till ca 1450 C. När materialet lämnar ugnen kommer det ut i form av små klumpar. Detta kallar man för cementklinker. Detta mals åter tillsammans med en liten andel gips (5 %) som blir det färdiga cementet med dess hydrauliska egenskap. Gipset blandas i för att reglera cementets bindningsförmåga som annars skulle ske allt för snabbt. Aluminatcement är en mycket dyr variant av bindemedel, den skiljer sig från portlandcementen genom en högre halt av aluminat samt en låg halt av silikat. Genom bränning vid en hög temperatur ( C) blir aluminatcementet också mer beständigt mot höga temperaturer. En blandning av aluminatcement och gips eller/tillsammans med portlandcement ger en snabb och hög hållfasthet Vatten Det vatten som ska användas i avjämningsmassan ska vara rent för att minska risken för försämrad hållfasthet och beständighet. Västkustvatten är exempel på för salt vatten som ej bör användas. En tumregel är att drickbart vatten är användbart. 10

16 2.4.3 Ballast Ballast är bergmaterial som vanligen används i betongtillverkning. Beroende på kornstorleken benämner man dem olika. Sand (= 4 mm), fingrus (= 8 mm), sten (> 8 mm). Det finaste materialet kallar man för filler som har kornstorlek (= 0,125 mm). I avjämningsmassor används vanligen bara de finnare materialen Tillsatser Tillsatser i avjämningsmassor av olika slag används för att uppfylla de många egenskaper man vill ha. Flyttillsatsmedel är speciellt viktigt för att få den arbetbarhet man vill ha. Tidigare användes kasein men i dag är det vanligaste melaminharts. Flyttillsats används också för att kunna reducera erforderlig vattenmängd. Detta medför högre hållfasthet och en minskad krympning. Utan flyttillsats behövs stora mängder vatten för att få den lösa konsistens som man vill. Detta skulle leda till separation av beståndsdelarna som förstör hållfastheten. För att få än bättre sammanhållning används ibland förtjockningsmedel som ska minska risken för blödning dvs att vatten ska läggas sig på ytan. Accelererande tillsatsmedel är precis som det låter. Det ger en snabbare hållfasthetstillväxt och tidigt tillstyvnande. Kalciumklorid är den vanligaste accelerator som används. I tabellen kan man se de vanligaste beståndsdelarna i avjämningsmassor och deras huvudfunktion idag. Tabellen sammansättning är från 2007 Komponenter Aluminatcement Portlandcement Kalciumsulfat (Gips) Kalksten filler Kvartssand Uppskattad mängd i % Huvud funktion Bindemedel Bindemedel Bindemedel Ballast Ballast Polymerer Förtjockningsmedel Flyttillsats Fördröjningsmedel Accelerator Förbättra flytförmågan, slitningsmotstånd. Böjdraghållfasthet Förhindrar blödning och separation Förbättrar självutjämnande egenskaper och reducerar vattnenbehovet Förlängning av bearbetnings tid, sk öppen tid. Påskyndar hållfasthetsutvecklingen. Antiskummedel Reducerar luftupptagningsförmågan under blandning och applikation Vatten Tabell 2.4.1: Materialsammansättning av avjämningsmassor Källa: Anderberg, A, Rapport TVBM-1025, 2007 [5] 11

17 2.5 TEKNISKA EGENSKAPER Avjämningsmassan innehåller samma grundbeståndsdelar som betong. Skillnad är att man har utvecklat andra tekniska egenskaper. Spacklet har utvecklats till att få bra utflyttningsförmåga och för att snabbt kunna torka ut och få den hållfasthet som behövs för ett golv. Det finns ett stort antal olika typer av avjämningsmassor men man kan dela in spacklen i två karakteristiska grupper. Finavjämningsmassor som används i tunna skikt och grovavjämningsmassor som används vid tjocka skikt (mer än 30 mm) Torkningsförlopp i avjämningsmassor Vid all användning av cement som bindningsmedel förekommer ett visst överskott av vatten. Vi gjutning av avjämningsmassor behövs mycket vatten också för att åstadkomma den flytegenskap man vill ha. Kvarvarande vatten som inte binds kemisk benämner man som byggfukt och måste torkas bort för att inte fuktrelaterade skador ska ske. Torkningen sker i form av tre olika processer. Ytavdunstning, självuttorkning och fukttransport till underliggande material. Efter att man gjutit kommer snart vatten vilja lägga sig som en tunn film på ytan. Det beror på att en del överskottsvatten separeras. Fenomenet kallas att betongen blöder. Ytavdunstningens hastighet beror på omgivningens temperatur, relativa fuktighet och lufthastigheten. Efter ett par timmar försvinner ytvattnet. Nu startar en vattentransport inifrån materialet genom diffusion. Det innebär att vattnet vill vandra mot den avtagande koncentrationen som är vid ytan. Det transporterade vattnet kommer därefter att avdunsta från ytan. Självuttorkning uppkommer då vattnet reagerat med bindningsmedlet. Vattnet binds kemiskt samtidigt som struktur bildas i materialet i form av små porer vilket successivt ger avjämningsmassan en hårdare form. Porerna som bildas kommer i sin tur att fysikaliskt binda vatten vilket tillsammans med den pågående kemiska reaktionen minskar fukttransporten. Fukttransport till underliggande material har visat sig ha en marginell inverkan i avjämningsmassor. Fukttransport kan visas genom sambandet mellan diffusionskoefficient och relativa fuktigheten. Diffusionskoefficienten kan kort förklaras som ånggenomsläppligheten i materialet uttryckt i m 2 s -1. Nedan redovisas några resultat på fukttransport av avjämningsmassor som tagits fram vid avdelningen byggnadsmaterial, Lunds tekniska högskola [6]. Figur visar en normaltorkande (till vänster) och en snabbtorkande avjämningsmassa. 12

18 Figur 2.5.1: Fukttransport i avjämningsmassor Källa: Anderberg, A, Fukt i avjämningsmassor [3] Den streckade linjen i den vänstra figuren är en kurva av en betong med vct-0,7 (vattencementtal). Kurvan jämförs sedan med den normaltorkande avjämningsmassans diffusionskurva. Avjämningsmassans resultat är redovisat som medelvärden inom vissa mätintervall.[3]. Detta är de heldragna linjerna. Det framgår tydligt att fukttransporten ökar betydligt med stigande relativa fuktigheten. Man kan även konstatera att avjämningsmassan har en högre fukttransport upp till runt 90 % relativ fuktighet. Därefter är det betongen som lättast transporterar fukten. Jämförelsen mellan den normaltorkande och den snabbtorkande avjämningsmassan visar att den snabbtorkande massan i den högra figuren har en lägre fukttransport. Det beror på att ett lägre vbt- tal (vattenbindningstal) ger en tätare porstruktur vilket leder till en minskad fukttransport. Fuktinnehållet i avjämningsmassan kommer med tiden att ställa in sig i en fuktjämvikt. Fuktjämvikten beror direkt på den omgivande luftens relativa ånghalt och materialets fuktinnehåll. Relativa ånghalten beskriver hur mycket vattenånga som finns i luften. Mängden kan antingen uttryckas som ånghalt v [kgm -3 ] eller som ångans partialtryck p v [Pa]. Ånghalten kan dock inte överskrida mättnadsånghalren v s som är temperaturberoende. Då ånghalten är lika stor som mättadsånghalten är således relativa ånghalten 100 %. Detta kallas för daggpunkten vilket är det största möjliga fuktinnehållet i luften utan att vattendroppar fälls ut, kondenserar. Om relativa ånghalten ökar kommer avjämningsmassan att ta upp vatten och få högre fukthalt medan en minskad relativ ånghalt får materialet att torka ut till dess att jämvikt åter råder. Fuktsorptionen eller fuktlagringskapaciteten är viktigt att känna till då man kan räkna ut hur mycket fukt som måste torkas ut för att uppnå det önskade relativa fuktigheten i materialet. Detta samband beskrivs i diagram som kallas för sorptionskurvor. Olika material har olika sorptionskurvor. Ofta läggs två olika fuktisotermer in. Uppfuktningsfasen absorption och uttorkningsfasen desorption. I Y-axeln använder man 13

19 något man kallar för fuktkvot. Fuktkvoten är ett mått på hur mycket fukt ett material innehåller. Här redovisas fuktkvoten i procent av avjämningsmassans torrvikt, alltså det förångningsbara vattnets vikt dividerat med materialets torra vikt.[1] Figur 2.5.2: Sorptionsisotermer för avjämningsmassor. Till vänster, normaltorkande och till höger den snabbtorkande avjämningsmassan. Övre kurvan är uttorkning från fuktmättat tillstånd och den undre uppfuktning från uttorkat tillstånd Källa: Anderberg, A, Fukt i avjämningsmassor [3] I figur visas sorptionsisotermer för normaltorkande och en snabbtorkande avjämningsmassa. Den övre kurvan visar uttorkning från fuktmättat tillstånd och den undre uppfuktning från uttorkat tillstånd. Anderberg, A, Fukt i avjämningsmassor, artikel i tidsskift Bygg & Teknik Nr 8, 2004 Om man jämför en betong med vct 0,7 med de två avjämningsmassorna har Anderberg visat att den snabbtorkande avjämningsmassans sorption liknar betongens. Den normaltorkade avjämningsmassan har dock en lägre fuktsorption i intervallet %.[3]. Med detta kan konstateras att avjämningsmassor, som till stor del består av samma beståndsdelar har liknande fuktegenskaper som betongen men skiljer sig lite inom visa mätintervall. Både i fukttransporten och fuktsorptionen Uttorkningstider För att kunna beräkna uttorkningstider samt fuktbelastningar är det grundläggande att förstå hur fuktegenskaperna påverkar avjämningsmassan. Med hjälp av materialdata som man får fram genom olika diagram kan detta fastställas. Sorptionskurvor är centralt i detta sammanhang Ett resultat finns redovisat från Johan Alexanderson där beräkningar av två avjämningsmassor gjorts. I båda fallen fanns inget portlandcement inblandat. Man har här utgått från att fuktkänsligt golvmaterial kan beläggas vid högst 85 % relativa fuktigheten.[7] 14

20 Figur 2.5.3: Torktid för RF 85 och RF 90 % Källa: Alexandersson, J AMA-n y t t Hus 1/93 [7] Beroende på tjockleken får man olika tid för uttorkning. Figur redovisar en ensidigt uttorkande grovavjämningsmassa vid 22 C och 50 % relativa fuktighet. Då man vill uppnå relativa fuktigheten 85 % handlar det inte om någon lång tid. För den andra självnivellerande massan som undersöktes blev uttorkningen ännu kortare pga. att den oftast läggs tunnare. En tumregel man kan använda är att torktiden 1 vecka per 10 mm tjocklek för mm tjocka skikt. För tunnare skikt är torktiden ännu kortare Arbetsbarhet För att få ett mått på avjämningsmassans konsistens/flytegenskaper tar man reda på spacklets utbredningsmått. Utrustningen består av en ihållig cylinder som placeras på en horisontellt platta s.k. fallbord. Cylindern fylls med avjämningsmassan som sedan lyfts för att fritt låta massan flyta ut. Flytförmågan bör minst vara 150 mm för att uppnå den planhet man eftersträvar vid avjämningsmassor och för att den ska kunna pumpas direkt från slang. Denna metod är dock inte heltäckande. Johan Alexanderson förklarar att man även vill få bra flytförmåga så att skarvar inte bildas, utan att massan sammansmälter på ett gott sätt då man går med slangen fram och tillbaka över golvet. [13] Figur 2.5.4: Provning av flytförmågan Källa: Alexanderson, J, Kvalitetskrav på avjämningsmassor [8] 15

21 Planheten för avjämningsmassor är utöver flytförmågan beroende på hur underlagets ojämnhet. Med stora ojämnheter krävs större mängder avjämningsmassor. Det är också viktigt att massan fördelas så att mer läggs på låga partier och mindre på höjdpartierna. Tidigare hade man en toleransgräns för buktighet där kravet på högst ± 1,2 mm avvikelse från 0,25 m rätskiva men som idag utgått. Se även avsnitt ANVÄNDNINGSOMRÅDEN Maxit Floor är ett fabrikat som är stort inom avjämningsmassor. Maxit har satsat på att använda sig av meleminhartsbaserad flyttillsats med aluminatcement som bindemedel med en viss inblandning av portlandcement. Bara Maxit har ett tjugotal avjämningsmassor för golv. Maxit Floor 4150 Fine Flow är ett exempel på en normaltorkande finavjämningsmassa. I en produktkatalog skriver Maxit att: Det är en pumpbar, självutjämnande cementbaserad avjämningsmassa för golv, som ger en färdig yta för mattläggning. Materialet levereras som torrbruk bestående av aluminatcement, sand, kompletterande bindemedel samt tillsatsmedel. Vatten tillsätts på byggarbetsplatsen. Produkten är slagg och kaseinfri. Kornstorlek <1,0 mm. Produkten är fuktskadestabil och har låg krympning. maxit Floor 4150 är av SP, Sveriges Forsknings- och Provningsinstitut, certifierad, P-märkt och CE -märkt samt uppfyller HusAMA:s krav för avjämningsmassor. maxit Floor 4150 Fine Flow rekommenderas för användningsområdena bostäder, kontor och offentlig förvaltning. Används i nyproduktion och renovering på goda underlag Vill man ha en självuttorkande finavjämningsmassa finns Maxit Floor 4160 Fine Flow Rapid Den har precis som Maxit Floor 4150 samma användningsområden men här använder man en högre halt av bindemedel samt tillsatsmedel. Så skrivs i produktkatalogen men då man jämför byggvarudeklarationerna kan detta inte styrkas pga. att viktintervallen i de två spacklen är precis lika. Det skulle vara önskvärt med en mer specificerad deklaration så att skillnader mellan produkters sammansättning framgick. Se bilaga 10. Skillnaden ligger troligtvis i en högre halt av aluminatcement i Avjämningsmassor på olika underlag Varför har Maxit så många olika avjämningsmassor? Ett svar på frågan är att användningsområdet har ökat och att man börjat använda avjämningsmassor på olika underlag. 16

22 Maxit har tagit fram olika golvkonstruktioner där man använder speciella avjämningsmassor till varje golv. Maxit har komfortgolv, ljudisolerade golv, varma golv, golv på fuktiga underlag flytande golv och designgolv. På det sättet kan man sortera ut och kvar blir ca fem självutjämnande avjämningsmassor som beläggs på betong samt kan användas på sten/keramik. 17

23 3 RESULTAT OCH DISKUSSION 3.1 OLIKA SORTERS AVJÄMNINGSMASSOR. Spackel används inom många områden. Det finns spackel för vägg, tak och golv samt snickerispackel. Det är viktigt att hålla isär avjämningsmassor och handspackel där de har helt olika konsistenser. Golvavjämningsmassan eller ibland kallad flytspacklet är lättflytande och behöver en horisontellt plan att flyta ut på medan handspackel har en fastare konsistens som måste bearbetas genom att det dras ut med spackelspade Typer av avjämningsmassor Avjämningsmassors sammansättning varierar. Idag finns det avjämningsmassor med aluminatcement med protein- eller melaminhartsbaserad flyttillsats. Avjämningsmassorna kombineras med viss inblandning av portlandcement pga att det annars tar för lång tid för den kemiska processen att starta. Blandcement förekommer också där man använder sig av granulerad masugnslagg som är en restprodukt från järnverk. Slaggen har bindningsegenskaper men används troligen också för att det är en restprodukt som kan köpas till mycket låg kostnad, vilket ger billigare produkter. Utöver dessa finns också avjämningsmassor utan flyttillsats. Här kommer bara avjämningsmassor för golv med flyttillsats studeras. Nedan redovisas en tabell hur materialsammansättningen för de tidigaste flytspacklen så ut Komponenter Aluminatcement Portlandcement Kalciumsulfat (Gips) Sand 0 2 mm Flygaska Kasein Polymerer Uppskattad mängd i % ,2 1,0 1,0 4,0 Huvud funktion Bindemedel Bindemedel Bindemedel Ballast Ballast Flyttillsats Förbättra flytförmågan, slitningsmotstånd, Böj- draghållfasthet Tabell 3.1.1: Materialsammansättning av tidiga avjämningsmassor Källa: BFR, Stockholm, Rapport R193:1984, 1984 [2] Se tabell för typiska material i avjämningsmassor idag. Om man jämför de tidigare och de senare avjämningsmassorna ser man en skillnad speciellt i cementfördelningen. Den nya generationens spackel står portlandcementet för en allt mindre del i % av innehållet och aluminatcementet en allt större del. Det är nämligen så att aluminatcementet är mindre alkalisk. Alkalisk fukt har ju som nämnts i en förmåga att reagera med lim och golvbeläggningar där emissioner i sin tur förorenar inomhusluften. Med denna ph sänkning, som är logaritmisk skala innebär det en ca 100 gånger lägre koncentration av aggressiva hydroxyljoner. Detta har visat sig vara tillräckligt för att de produkter som fortfarande har proteiner som flyttillsatts inte längre får de olägenheter som tidigare uppkom. 18

24 Då avjämningsmassan läggs på betongunderlag som innehåller byggcement, (portlandcement) har forskning visat att det fungerar som en ph-spärr. Den alkaliska fukten från betongunderlaget kommer inte att vandra upp genom avjämningsmassan vilket minskar den alkaliska miljön vid kontaktytan som i sin tur minskar risken för nedbrytning. Till detta kommer också många olika varianter av avjämningsmassor. Man kan dela in dessa spackel i två karakteristiska typer, finavjämnings- och grovavjämningsmassor. Finavjämningsmassor är spackel som används vid mycket tunna skikt. Sådant spackel kan läggas ner till 2 mm medan grovavjämningsmassan läggs runt 30 mm eller mer. Grovavjämningsmassan används där underlaget är mycket ojämnt. Därtill finns olika snabbtorkande avjämningsmassor där fabrikanter ofta använder ord som normaltorkande och självuttorkande. Snabbtorkande massor nämns också vilket är samma sak som självuttorkande. För normaltorkande avjämningsmassor kan man tillämpa J, Alexandersons tumregel som säger 10 mm/vecka, se Självuttorkande avjämningsmassor är sammansatta så att vattnet som tillsätts cementpastan binds kemiskt som ger en egenuttorkning av materialet. Detta betyder att det i praktiken är möjligt att belägga golvytskikt då relativa fuktigheten i avjämningsmassan är % förutsatt att underliggande betongbjälklag inte bidrar med fukt. Enligt Maxit bör betongbjälklag få torka ut till den relativa fuktigheten %. [15] Undersökningar av självuttorkande avjämningsmassor som tidigt belagts med matta har haft över 90 % relativa fuktighet ca en månad efter beläggning, men visade inga tecken på skador av lim eller matta [7] Självuttorkande massor består alltid av aluminatcement. Detta beror troligen på att aluminatcement har en bättre förmåga att binda vatten kemiskt. Aluminatcement binder 32 vattenmolekyler per enhet medan portlandcement endast binder 2,5. [14]. 3.2 TEKNISKA DATA I produktblad finns oftast en produktspecifikation som beskriver avjämningsmassans tekniska egenskaper. I tabellen nedan har sammanställts hur tekniska egenskaper ser ut genom åren. I tabellen finns olika fabrikat, men som alla har samma användningsområde. Spacklen är av typ finavjämningsmassa med flyttillsatts och används i huvudsak till nyproduktion i bostäder och kontor. 19

25 År Avjämningsmassor Vatten- Mängd ( l per 25 Bearbetningstid/ Öppentid (min) Bindtid/ Gångbar (h) Beläggnings tjocklek (mm) Uttorkningstidtill Mattbeläggning (h) kg säck) 1996 TM-Express 5, Casco plan ,0 5, h 2000 Optiroc 148 5, mm/vecka 2002 Bostik Golvspackel flyt 5, dygn/mm 2004 EnglundUZIN- NC , h 2008 Ardex K15 NY 6,0 Ca 30 Ca h 2008 Maxit Floor 4150 Fine 5,25 5, mm/vecka Flow 2008 Maxit Floor 4160 Fine Flow Rapid 5,25 5, h Tabell 3.2.1: Tekniska egenskaper från olika år av finavjämningsmassor med flyttillsatts. Källa: Urplock av materialdata från Folksams byggmiljöguide. Av de redovisade tekniska egenskaperna är det svårt att se en trend på längre användningstid eller kortare tid före mattläggning. I Maxits ny serie Maxi Foor ska man ha förbättrat produktegenskaperna men detta kan inte tydas utifrån tabellen. I tabellen finns både normaltorkande och självuttorkande massor. Detta ser man lätt genom att studera mattbeläggningstiden. Skillnaden är stor mellan den normaltorkande Maxit 4150 och den självuttorkande Maxit Den normaltorkande kan mattbeläggas efter ca 1 vecka per 10 mm tjocklek. Den självuttorkande massan kan mattbeläggas efter ca 1 dygn. Anmärkningsvärt är att Maxit 4160 blandas med samma andel vatten som Maxit Här kan man tro att Maxit 4160 skulle använda en betydligt mindre andel vatten eftersom det ska bindas kemiskt för att få den självuttorkande effekten och således inte få så stor mängd fysikalisk fukt i porerna. Tidigare har nämnts att skillnaden troligtvis ligger i en högre halt av aluminatcement vilket här kan styrkas eftersom det går åt lika mycket vatten till de olika produkterna. En högre halt av bindemedlet aluminatcement kräver en större mängd vatten. Uttorkningstiderna för normaltorkande avjämningsmassor är idag grundad på att det ska nå ett tillstånd på 85 % relativ fuktighet. Om man går tillbaka till de första flytspacklen så menade BFR att för att vara på säkra sidan behövdes en uttorkning ner till 75 % relativa fuktighet. Utifrån det skrevs en tumregel, 1 vecka per 5 mm tjocklek vilket är dubbelt så lång tid mot det ovannämnda [4]. Att det tidigare ställdes högre krav på uttorkningen berodde på att kaseinet tillsammans med den alkaliska fukten bildade ammoniak. Idag är 20

26 det bara Ardex K15 och Schönox produkter som innehåller proteinbaserad flyttillsatts men som till skillnad från tidigare används aluminatcement som är mindre alkaliskt. Avjämningsmassorna från tabellen finns som bilagor i form av säkerhetsdatablad, byggvarudeklaration samt produktblad. 3.3 TYPPROVNING För att förhindra problem liknande det som initialt uppstod med självutjämnande avjämningsmassor ville man införa typgodkännande av byggmaterial. Utvecklingen av metoder för att bestämma olika emissioner från golvspackel började 1983 genom att man tillsatte en arbetsgrupp med representanter från bl.a. planverket, SP och BFR-projektet. Ämnena man ville mäta var framförallt ammoniak, formaldehyd och organiska ämnen som frigörs genom emissioner från golvbeläggningen på avjämningsmassorna. [2] Metoder som används för mätning av skadliga ämnen. Metoden för att undersöka om spacklet innehöll proteiner bygger på att alla proteiner hydrolyseras i alkalisk miljö under bildningen av aminosyror. Dessa reagerar vid tillsatts av Ninhydrin-lösning och ger en violett färg. Måttet på protein mäts sedan genom färgintensiteten vilket visar mängden protein i spacklet. Mätning av formaldehyd genomfördes med ett direktvisande instrument (LION Fomaldemeter). Den vanligaste metoden för att mäta organiska ämnen vid miljöundersökningar var att pumpa luft genom aktivt kol och undersöka kolet på laboratorium. Men den metoden fungerade inte ute i fält då luftmängden som pumpas skulle bli enormt stor för att få relevanta mätvärden. Vid mätningar på färdiga golv gjordes försök med flera olika metoder vilka ledde till absorbenten Tenax GC. På senare tid har en högre känslighet och därmed mera exakt metod utvecklats Tenax TA vilken adsorbent desorberas termiskt som resulterar i en förbättring av känslighet med ca 1000 gånger jämfört med aktivt kol. Vid bestämning av organiska ämnen i material på laboratorier har upparbetning skett antingen genom extraktionsförfarande eller purge/trap-teknik. (se figur 3.3.1) 21