Fuktmätning i högpresterande

Transkript

1 YSC.1 betong Foto: JM Ibland hävdas det att det inte är nödvändigt att mäta fukt i högpresterande betong, eftersom det är självuttorkningen som bestämmer hur torrt det blir och inte vilka torkinsatser man har gjort. För högpresterande betong är dock fuktmätningen ett bra sätt att kontrollera effekten av självuttorkningen och att man fått den betong man avsett. Lars-Olof Nilsson, Chalmers och Göran Hedenblad, LTH Under våren 2001 spreds information om den nya handboken för högpresterande betong, Betonghandbok, Högpresterande betong Material och utförande. I ett avsnitt (11.7) av boken beskrivs vad man bör tänka på när man mäter RF (relativ fuktighet) i sådan betong, Nilsson et al (2000). Den beskrivningen avviker delvis från vad som sägs i Hus AMA 98, vilket har skapat en del förvirring. Finns det kanske anledning att nu revidera föreskrifterna under YSC.1 i Hus AMA 98 med anledning av de nya uppgifterna? I själva verket är det på följande vis. Handboken för Högpresterande Betong är en gammal bok; det är inga nya rön. Fuktkapitlet i boken skrevs färdigt på hösten 1997 (!), dvs långt innan Hus AMA 98 gav en mycket mer nyanserad (och bättre) bild av läget! Här ges en kort beskrivning av var vi står idag när det gäller fuktmätning i högpresterande betong. Högpresterande betong? Högpresterande betong ges ofta olika namn i olika sammanhang. När det gäller fuktaspekter används ibland begreppen självtorkande betong, byggfuktfri betong och, numera 30 AMA-nytt Hus 2/2001

2 sällan, snabbtorkande betong. I Hus AMA 98 används begreppet byggfuktfri betong. Det är egentligen samma typ av betong som avses, men det finns gradskillnader mellan olika högpresterande betonger. Den gradskillnaden bestäms i huvudsak av vattencementtalet, vct, som är viktsförhållandet mellan blandningsvattnet och cementmängden i betongen, och cementtypen. För betong är mängden blandningsvatten ungefär konstant. Det är framför allt mängden cement som ändras då vct ändras. Om vct halveras fördubblas i princip cementhalten, t ex från 250 till cirka 500 kg/m 3. Det är stor skillnad mellan högpresterande betonger tillverkade med Standardcement och Anläggningscement, men det nya byggcementets egenskaper ligger nära standardcementets. Ofta används cirka 5 % kiselstoft, silika, som tillsatsmaterial i högpresterande betong. Bindemedlet är då en blandning av cement och silika och man använder begreppet vattenbindemedelstal vbt på samma sätt som vattencementtal vct för betong utan silika. Högpresterande betong är betong som har vct eller vbt kring 0,40 eller lägre. En betong med vbt mycket lägre än 0,40 har som regel förutsättningar att bli ännu mer högpresterande än betong med vbt = 0,40. Detta gäller också fuktaspekter, t ex uttorkning och täthet mot fukttransport. Det är tre stora skillnader mellan normalbetong och högpresterande betong då det gäller byggfukt och fuktmätning: uttorkningen sker till stor del på ett annat sätt i högpresterande betong och fuktprofilerna blir annorlunda ARUTA A 1 Svenska cement De cement som nämns artikeln är: Standardcement, traditionella cement för husbyggnadsbetong; tillverkas i Slite och Skövde. Används idag nästan alltid för högpresterande betong för platsgjutna bjälklag i hus, p g a den stora självuttorkningseffekten. Anläggningscement är egentligen också ett Standardcement, men bl a lägre alkalitet (ph). Detta s k Degerhamnscementet är speciellt avsett för anläggningskonstruktioner genom att det ger mindre värmeutveckling och bättre beständighet mot sulfatangrepp. Tillverkas i Degerhamn och var länge det självklara cementet för högpresterande betong. Byggcement har idag ersatt Standardcement av miljöskäl och är en utspädning av de vanliga Standarcementen från Slite och Skövde som tillsatts stora mängder kalkstensmjöl. Därigenom blir koldioxidutsläppen från cementtillverkningen betydligt mindre, räknat per kilo cement. AMA-nytt Hus 2/2001 noggrann fuktmätning enligt RF-metoden är mycket svårare i högpresterande betong ytfukten har större betydelse i högpresterande betong. Uttorkning av högpresterande betong All betong hårdnar på grund av en kemisk reaktion mellan cement och vatten. Vid denna reaktion bildas en cementgel som binder mycket fukt fysikaliskt. Högpresterande betong, som har betydligt högre cementhalt än vanlig betong, torkar framför allt invärtes genom att cementet binder vatten kemiskt. På så sätt förbrukas en stor del av blandningsvattnet. Eftersom sådan betong har mycket mindre andel stora porer, töms en så stor del av porsystemet att RF sjunker, enbart av självutorkningseffekten. Eftersom självuttorkningen sker på grund av cementets kemiska reaktion med vattnet, sker den på alla djup samtidigt, utan att någon fukt måste lämna betongen. Självuttorkningen går alltså ungefär lika fort i en tunn platta som i ett tjockt, massivt bjälklag! Självuttorkningen fortsätter lika länge som cementet kan reagera med vatten, i praktiken månader och år. Hastigheten för en viss betong bestäms i princip av betongens temperatur. Det tar längre tid om betongen är kall, men man når samma självuttorkning så småningom. Efter en månad är dock hastigheten hos självuttorkningen låg. En normalbetong (NB) torkar genom att fukt transporteras ut genom ytorna, se figur 1. Det är därför viktigt att åstadkomma ett torrt klimat runt en sådan betong. Djupare in är normalbetong mycket fuktig, nära 100 % RF, under en stor del av uttorkningsförloppet. En högpresterande betong (HPB) torkar huvudsakligen genom självuttorkning på alla djup. Det innebär att RF sjunker redan från början också mitt inne i en sådan betong, se figur 1. Är det torrt runt om betongen, sker det en viss fukttransport ut genom ytorna. Ef- ARUTA A 2 Fuktkapacitet ett materials förmåga att binda fukt vid en ändring av RF. Figur 1. Principfigur över RF-fördelningen i ett golv under enkelsidig uttorkning uppåt av en normalbetong (NB) och en högpresterande betong (HPB), efter Nilsson et al (2000). 31

3 tersom högpresterande betong har låg fuktkapacitet, sjunker RF då också nära ytorna. Hur stor självuttorkningen kan bli, för en viss betong, beror främst på vct och cementtypen. I figur 2 visas RF-sänkningen på grund av ren självuttorkning, som funktion av vct och cementtyp. Inget vatten har lämnat betongen, men RF sjunker ändå mycket kraftigt. Självuttorkningen går fort de första dagarna och veckorna, men efter en månad sjunker RF mycket långsamt p g a självuttorkningen, se exemplet i figur 3. betong varför? Meningen med fuktmätning enligt Hus AMA 98 är att kontrollera att betongen har torkat tillräckligt långt före applicering av ett fuktkänsligt ytskikt. Ibland hävdas det att det inte är nödvändigt att mäta fukt i högpresterande betong, eftersom det är självuttorkningen som bestämmer hur torrt det blir och inte vilka torkinsatser man har gjort. För högpresterande betong är fuktmätningen mer en kontroll av att man faktiskt har fått den betong man avsett. RF-mätningen är ett bra sätt att kontrollera effekten av självuttorkningen, och det är oftast den effekten man vill uppnå genom att välja högpresterande betong till ett golv. Fuktmätning med RFmetoden är därför högst motiverad! Ett exempel ges i figur 4. Vid gjutning av ett bottenbjälklag med självtorkande betong skulle vct vara 0,37. Självuttorkningseffekten blev dock mycket varierande mellan de olika gjutetapperna, dvs mellan olika betongleveranser. Det kan ha berott på att den levererade betongen hade något olika vct. Skillnader i självuttorkning upptäcktes med hjälp av RF-mätningar. betong var? I en normalbetong skall mätdjupet vid fuktmätningen vara 20 eller 40 % av plattjockleken beroende på om betongplattan torkar på två håll eller bara på ett håll, som i figur 1. Mätvärdet på detta mätdjup är en uppskattning av den högsta RF som kommer att erhållas alldeles under en tät golvbeläggning. Den fukt, som finns på större djup än mätdjupet, Figur 2. Självuttorkning i betong med olika vattencementtal och två cementtyper, Standardcement (Std) respektive Anläggningscement (Anl), efter 28 dygns förseglad härdning. Data från Norling Mjörnell (1997) Figur 3. Beräknade RF-ändringar p g a ren självuttorkning för tre betongkvaliteter vid +20 C, Nilsson et al (2000). 32 AMA-nytt Hus 2/2001

4 får då plats i den torrare betongvolym som finns mellan betongytan och mätdjupet. Som framgår av figur 5, är fuktgradienten stor på mätdjupet och om mätning sker på ett större djup än det angivna mätdjupet riskerar man att få ett mycket för högt mätvärde. Så är det inte i högpresterande betong. Som framgår av figur 5 är det rätt torrt också på stora djup, på grund av självuttorkningen. Hus AMA 98 föreskriver inget särskilt mätdjup i högpresterande betong, utan rekommenderar samma mätdjup som för normalbetong. För fallet i figur 5 spelar det ingen större roll, eftersom det är samma RF på mätdjupet som längre ner. En sådan mätning ger en RF som är något på säkra sidan. Hus AMAs mätdjup duger därför bra! Man kan tänka sig ett antal olika fall vid mätning i högpresterande betong, se figur 6, där olika grad av uttorkning utåt mot omgivningen har skett. Det är uppenbart för alla de tre fallen i figur 6 att Hus AMAs mätdjup kan användas för högpresterande betong. För fallet HPBb är det mer på säkra sidan än för övriga fall. Självklart kan mätdjupen nyanseras bättre när mer kunskapsunderlag tagits fram. Figur 4. Fuktmätningsresultat 8-10 cm djupt från olika gjutetapper med samma självtorkande betong, Nilsson (1994). ARUTA A 3 Fuktgradient hur brant RF-profilen är, dvs hur mycket RF ändras med djupet. Figur 5. Fuktprofiler i normalbetong (NB) respektive högpresterande betong (HPB) samt mätdjupet för ensidig uttorkning inlagd. Figur 6. Fuktfördelning i högpresterande betong efter olika grad av uttorkning utåt: HPBa kraftig uttorkning, HPBb liten uttorkning, HPBc ingen uttorkning utåt, bara självuttorkning. AMA-nytt Hus 2/

5 betong hur? I den nya betonghandboken för högpresterande betong, Nilsson et al (2000), anges att: Det är svårt att mäta RH i högpresterande betong och det måste göras av speciellt utbildad personal. Detta beror dels på att sorptionskurvan är flackare och dels på att fukttransportförmågan är lägre än för vanlig betong. Detta innebär att mindre fukt kan avdunsta från eller tas upp av betongen intill RH-givaren än i vanlig betong. Fuktkapaciteten hos RH-sensorn och dess filter har därför mycket större inverkan vid mätning i högpresterande betong än i konventionell betong. Krav bör ställas på leverantörer av mätutrustning att man kan uppge fuktkapaciteten hos sensor, filter och RH-givare som helhet. Precis detta ligger bakom det som står i Hus AMA 98 om betong med lågt vbt! Det är också bakgrunden till de anvisningar som de av RBK auktoriserade fuktkontrollanterna följer för högpresterande betong. Här överensstämmer Hus AMA 98 väl med betonghandboken. Ytfukt i högpresterande betong Det som sagts ovan gäller egentligen för byggfukt i form av betongens blandningsvatten. Har betongen sugit upp vatten under byggtiden, når det som regel ner till aktuellt mätdjup i normalbetong och syns därför i fuktmätning enligt Hus AMA 98. Högpresterande betong kan däremot vara så tät mot vatten som står på betongytan att det bara tränger in några millimeter eller centimeter. Man kan då riskera att missa sådan ytfukt, som kan finnas kvar även om själva betongytan ser torr ut. Detta behandlas i RA 98 Hus, avsnitt YSC.1, där kunskapsbristen om acceptabla RF-värden i ytskiktet på högpresterande betong, liksom om metoder att mäta ytfukt, påpekas. Denna kunskapsbrist föreligger tyvärr fortfarande. Referenser enser Nilsson, L-O, Hedenblad, G & Norling- Mjörnell, K (2000) Fuktmätning, avsnitt 11.7 i kapitel 11 Fuktegenskaper i Betonghandbok, Högpresterande betong Material och utförande, Svensk Byggtjänst, Stockholm Norling Mjörnell, K (1997) Modell för självuttorkning i högpresterande betong. Byggnadsmaterial, Chalmers Tekniska Högskola, Göteborg. Intern rapport M8:5 från Konsortiet Högpresterande Betongkonstruktioner Nilsson, L-O (1994), Fuktmätning i betongbjälklag med självtorkande betong Hässle/ Skanska, kv Tingshuset 4 i Mölndal. Rapport P-94:8, institutionen för Byggnadsmaterial, Chalmers Tekniska Högskola, Göteborg. 34 AMA-nytt Hus 2/2001