Hållbart samhällsbyggande med beständig betong En ny vägledningsrapport tar form

Storlek: px

Starta visningen från sidan:

Download "Hållbart samhällsbyggande med beständig betong En ny vägledningsrapport tar form"

Barbro Bengtsson
för 7 år sedan
Visningar:

1 Hållbart samhällsbyggande med beständig betong En ny vägledningsrapport tar form

Hållbart samhällsbyggande med beständig betong Innehåll dagens presentation Ny vägledningsrapport för undvikande av ASR Ägare, myndigheter, industri & institut Alkalisilika-reaktioner

2 Hållbart samhällsbyggande med beständig betong Innehåll dagens presentation Ny vägledningsrapport för undvikande av ASR Ägare, myndigheter, industri & institut Alkalisilika-reaktioner (ASR) SS Användning av EN 206 i Sverige Behov av nya riktlinjer: 1. Hållbart resursutnyttjande 2. Pågående forskning -> Funktionsprovning 3. Tillståndsbedömning & reparationsmetoder

3 Organisation Rapportform Finansiärer Bemanning

4 Vägledningsrapport Publicering i Svenska Betongföreningens rapportserie Särskilt avsnitt - tydliga riktlinjer Implementering i SS

5 Finansiärer SBUF BeFo Energiforsk Trafikverket / BBT Svensk betong REBET Cementa

Bemanning Styrgrupp Betongföreningen Richard McCarthy SBUF Hans Hedlund BeFo Per Tengborg (uppdaterades efter mötet) Energiforsk Marcus Hautakoski Trafikverket Urban Åkeson Referensgrupp Ballast- /

6 Bemanning Styrgrupp Betongföreningen Richard McCarthy SBUF Hans Hedlund BeFo Per Tengborg (uppdaterades efter mötet) Energiforsk Marcus Hautakoski Trafikverket Urban Åkeson Referensgrupp Ballast- / Cement- & Betongtillverkare Konsulter Universitet / Forskningsinstitut Myndigheter / Ägare / Intresseorganisationer Kärngrupp BeFo CBI Cementa SGU Sweco Swerock Thomas Concrete Group Vattenregleringsföretagen ÅF

Kärngruppen Jan Trägårdh, CBI (ordf & projektledare) Betonggruppen (tillverkning ny betong): Urs Mueller, CBI (ordf) Elisabeth Helsing, CBI (projektledare WP1) Karin Appelquist, CBI (projektledare

7 Kärngruppen Jan Trägårdh, CBI (ordf & projektledare) Betonggruppen (tillverkning ny betong): Urs Mueller, CBI (ordf) Elisabeth Helsing, CBI (projektledare WP1) Karin Appelquist, CBI (projektledare WP2) Mikael Westerholm, Cementa Ingemar Löfgren, Thomas Concrete Group Staffan Carlström, Swerock Peter Martinsson, Swerock Thomas Eliasson, SGU Lena Lundqvist, SGU Iad Saleh, NCC / BeFo Ägargruppen (tillståndsbedömning & reparation): Erik Nordström, Sweco (ordf & projektledare WP3) Jan Trägårdh, CBI Manouchehr Hassanzadeh, Sweco Mårten Janz, ÅF Marcus Hautakoski, Vattenregleringsföretagen Mariusz Kalinowski, CBI

8 Mål Utarbeta nya svenska riktlinjer som baseras på relevant teknisk kunskap rörande ASR i Sverige Anvisningar om när och hur man kan använda alkalireaktiv ballast i betong utan att riskera betongens beständighet eller konstruktioners livslängd Utarbeta metodik för enhetliga tillståndsbedömningar och reparationsstrategier med avseende på ASR-skador

9 Bakgrund alkalisilika-reaktioner (ASR) +Ca SiO 2 SiO 2 Reaktiv kisel/silika i ballast (mikro-/kryptokristallin/amorf kvarts) ASR-gel (Na,K) 2 SiO 3 H 2 O Na/K Alkalier från cement, vissa ballasttyper, tösalter, havsvatten mm Na,K H 2 O H 2 O Vatten - fungerar både som reagent och transportmedium

Ballastkorn med kraftig sprickbildning Effekten av ASR Svällande gel -> sprickbildning -> konstruktioners bärighet äventyras Luftpor fylld med ASR-gel Tunnslip i

10 Ballastkorn med kraftig sprickbildning Effekten av ASR Svällande gel -> sprickbildning -> konstruktioners bärighet äventyras Luftpor fylld med ASR-gel Tunnslip i fluorescerande ljus med sprickbildning orsakad av ASR. (Ytan 2,1 x 2,8 mm 2 ). Sprickbildning med typiskt ASR-mönster (map-cracking). Pelare med sprickbildning orsakad av ASR.

11 Hur ser det ut i Sverige idag? Första fallen upptäcktes på 70-t Dagens fall vanligen ej så allvarliga Ser allvarlig ASR i främst äldre konstruktioner, från 60- och 70-t Relativt ovanligt med ASR tack vare användningen av låg-alkaliska cement

12 Ex: Falsterbo-kanalen Gamla bron byggdes 1940 och revs 1991, 51 år gammal. Bron revs på grund av omläggning av vägen. Inga utpräglade sprickor p.g.a. ASR. Limhamnscement med Na 2 O-ekv. ca. 0,45 %.

13 Ex: Falsterbo-kanalen Ny bro byggdes År 2001 upptäcktes sprickor i kasunkammarens bottenplatta och vägg. Vattenläckage på insidan genom sprickor i vägg. Ballastmaterialet: reaktiv flinta Cementet i bottenplattan: Na 2 O-ekv. ca 1,0 -> omfattande ASR Cementet i väggarna: Na 2 O-ekv <0,6 -> ingen ASR, men enstaka större sprickor

14 Ex: Falsterbo-kanalen Reparationsåtgärder: 30 cm tjock ny pågjutning på insidan av kasunkammaren Efter nya läckage applicering av vattentätningssystem på insidan i form av cementslamma (sägs bilda tätande kristallisationsprodukter) Tätningsförmågan hos dessa medel omdiskuterad resultatet oklart

15 Anvisningar om när och hur man kan använda alkalireaktiv ballast i betong Utarbeta nya svenska riktlinjer som baseras på relevant teknisk kunskap rörande ASR i Sverige Enhetlig metodik för tillståndsbedömningar och reparationsstrategier Kostnadseffektiv nyproduktion & förvaltning

16 Fokus Täcka glapp i befintliga regelverk Utarbetande av modifierade testmetoder som är anpassade till svenska förhållanden Korrelation mellan laboratorietester /fältförsök/ skadade konstruktioner Anvisningar för när alkalireaktiv ballast kan användas Fastställa accepterat alkaliinnehåll i betong med olika typer av cement/bindemedel Enhetlig tillståndsbedömning och övervakning av skadade konstruktioner Åtgärds- och reparationspaket för ASR-påverkade konstruktioner

17 Riktlinjer, krav och praxis (WP 1) Vilka formella krav, regelverk och standarder finns för ASR i världen? Befintliga regler och riktlinjer om ASR Nationella Internationella Nuvarande praxis hur efterlevs regelverken Idag Vad fattas? Implementering av ny kunskap i SS efter vägledningsrapporten

18 Hållbart resursutnyttjande (WP 2) LCA och LCC Svenska ballasttyper - Hur reaktiva är de? Vilken variation finns? Provningsmetoder - Vilka bör användas och hur? Kvalitetskontroll - Vilka gränsvärden bör användas? Säkerhetsmarginal? Cementtyper och tillsatsmaterial - Hur reagerar de med svensk ballast? Kriterier för användning av alkalireaktiv ballast med olika cement- och bindemedelstyper Utveckla funktionstest för olika betongrecept (Performance test) Utarbeta tydliga riktlinjer och metodik för kvalitetssäkring av materialkombinationer

19 Tillståndsbedömning och reparation (WP 3) Manual för enhetliga tillståndsbedömningar Vad bör ingå? Vilken arbetsgång är lämplig? Bestämning av olika exponeringsklasser Utvärdering av fallstudier med kompletterande analyser Metod för bestämning av alkaliinnehåll i gammal betong Rekommendationer till ägare avseende relevanta reparations- och underhållsmetoder

20 Livscykelanalys (LCA) och livscykelkostnadsanalys (LCC) Utnyttjande av befintliga grustäkter kontra nya bergtäkter (Bevarande av naturgrusavlagringar Grundvatten av god kvalitet) Transportavstånd för ballast från täkter med icke-reaktiv ballast kontra halvbra ballast som används med förebyggande åtgärder Effekten av lägre cementhalter till följd av alternativa bindemedel

21 Svenska ballasttyper Reaktivitet Idag skiljer man mellan snabb- och långsamt alkalireaktiv ballast (SS :2015) Förslag på ny indelning: Låg Måttlig Högreaktiv

22 Expansion (%) Resultat RILEM AAR-2 0,45 0,35 0,25 Metarhyolite Mylonite Reference granite Reference granite B Glaciofluvial gravel F Glaciofluvial gravel G1 Glaciofluvial gravel G2 Glaciofluvial gravel G3 Glaciofluvial gravel H Glaciofluvial gravel M Sample F-G 0,15 0,05-0, Time (d)

Provningsmetoder / Kvalitetskontroll Provningsmetoder Petrografisk analys (RILEM AAR-1) Expansionsprovningar RILEM AAR-2, -3, (-4) för långsamt alkalireaktiv ballast NT BUILD 295 för snabbreaktiv

23 Provningsmetoder / Kvalitetskontroll Provningsmetoder Petrografisk analys (RILEM AAR-1) Expansionsprovningar RILEM AAR-2, -3, (-4) för långsamt alkalireaktiv ballast NT BUILD 295 för snabbreaktiv ballast Gränsvärden Idag: på eller av Vägledningsrapporten: baserat på användningsområde, typ av ballast etc. Casting of RILEM AAR-2 prisms Climate chamber RILEM AAR-3 Climate chamber RILEM AAR-4

24 Cementtyper och tillsatsmaterial - Påverkan på ASR Cementtyp Alkaliinnehåll Tillsatsmaterial / Bindemedelskombinationer Fig. 1. Results from RILEM AAR-4 with different alkali contents, for five different aggregates. Fig. 2. Results from RILEM AAR-3 with highly reactive metarhyolite. Fig. 3. Results from RILEM AAR-4 with highly reactive metarhyolite.

25 Kriterier för användning av alkalireaktiv ballast Ballasttyp / reaktivitet Kritisk alkalihalt Bindemedel Miljöklass/exponeringsmiljö (särskilt fukt/externa alkalier) Livslängd

26 Kritiska konstruktionsdelar Vägbroar Kantbalkar Pelare Stödmurar/fundament Undersida brobaneplatta (sällsynt) Järnvägsbroar Trågbroar fyllda med packad ballast Tunnelpåslag Dammar/kraftverk Hotagens regleringsdamm Stödmur

27 Framtagning av funktionstest (Performance test) Max alkalihalt för specifik ballast Bindemedel Alkalihalt för bindemedelskombinationer / olika halter tillsatsmaterial Specifika betongrecept (vct 0,45-0,5)

28 Validering Korrelation mellan funktionstest och fält Labbprovningar fältprovningar Skadade konstruktioner labbprovningar

29 Tack för uppmärksamheten!

Relevanta dokument

ANVÄNDNING AV ALKALIREAKTIV BALLAST I BETONG

ANVÄNDNING AV ALKALIREAKTIV BALLAST I BETONG CBI-dagen 15 mars 2017 Karin Appelquist Research Institutes of Sweden SAMHÄLLSBYGGNAD CBI BETONGINSTITUTET Användning av alkalireaktiv ballast i betong Vad