Den nya betongen? Erfarenheter från cementtillverkare

Storlek: px

Starta visningen från sidan:

Download "Den nya betongen? Erfarenheter från cementtillverkare"

Lennart Bengtsson
för 5 år sedan
Visningar:

2 Den nya betongen? Erfarenheter från cementtillverkare Anders Selander Cementa AB

4 Utblick - Europa: Vilka cementtyper används? Cementa % 90% 80% 70% 60% 50% 40% 30% 20% 10% 0% CEMBUREAU = European Cement Association

5 Noll koldioxidutsläpp under produktens livscykel kg CO 2 /ton cement Energieffektivitet Biobränslen Cementrecept CO CO 2 2 Koldioxidupptag i betong Tekniksprång/ CCS och CCR

6 Ett exempel där extra SCM används Brf. Viva

7 Allmänt om mineraliska tillsatsmaterial, Typ II

Restmaterial från koleldade kraftverk Puzzolant material Standard SS-EN 450-1 Silikastoft

8 Vanliga tillsatsmaterial till betong, Typ II (SS-EN 206) Granulerad masugnsslagg (S) Restmaterial från stålindustrin Latent hydrauliskt Standard SS-EN Flygaska (V) Restmaterial från koleldade kraftverk Puzzolant material Standard SS-EN Silikastoft (D) Restmaterial vid framställning av kiselmetall och ferrokisel Puzzolant material Standard SS-EN

9 Hydraulisk (cementreaktionen) Portlandklinker + vatten (Alite, C 3 S) (H 2 O) Kalciumsilikathydrat (CSH) + Kalciumhydroxid (Ca(OH) 2 )

10 Puzzolaners reaktion med portlandklinker Samma typ av reaktionsprodukt

11 Porstorleksfördelning vid olika ålder med FA Muller et al (CBI-projekt HydraDur)

12 Latent hydrauliska material Portlandcement + vatten (PC) (H 2 O) Kalciumhydroxid + Kalciumsilikathydrat (Ca(OH) 2 ) (CSH) aktivator Slagg + vatten + Kalciumhydroxid (GGBS) (H 2 O) (Ca(OH) 2 ) Kalciumsilikathydrat (CSH) Samma typ av reaktionsprodukt

13 Porstorleksfördelning vid olika ålder med slagg Muller et al (CBI-projekt HydraDur)

14 Hållfasthet vid ersättning av cement med tillsatsmaterial Tryckhållfasthet (MPa) Utan flygaska 10 % Flygaska 20 % Flygaska 1d 2d 28d 56d

15 Optimering av hållfasthet Hållfasthet Hållfasthet (MPa) Modifiera klinkerns reaktivitet Andel tillsatsmaterial(%)

16 Hållfasthet Slite Std., Byggcement och Bascement Slite std CEM I 42,5 R (365 m2/kg) Byggcement CEM II/A-LL 42,5 R (460 m2/kg) Bascement CEM II/A-V 52,5 N (450 m2/kg) Hållfasthet (MPa) d 2d 28d

17 Flygaskans inverkan på uttorkning

18 Avgörande faktorer för uttorkning i betong Fuktbelastning, temp, geometri etc. Transportegenskaper Jämviktsfuktkurvor Kemiskt bundet vatten, hydratationsgradsutveckling

19 Exempel Transportegenskaper (lagring, ca 1 år i 100 % RF) 10 0, , ,008 Migration Cl coeff. [10 12 m 2 /s] Sorption coeficient [kg/m 2 s 1/2 ] 0,007 0,006 0,005 0,004 0,003 O 2 permeability (10 17 m 2 ) , , CEM I w/c=0,35 (Celik et al. 2015) CEM I (30 % FA) w/b=0,35 (Celik et al. 2015) CEM I w/c=0,4 (Selander et al. 2016) CEM I (25 % FA) w/b=0,4 (Selander et al. 2016)

20 Exempel Transportegenskaper (lagring 2 månader i olika RF) O 2 - permeability (10-17 m 2 ) CEM I w/c=0,49 1d 3d 7d 28d 1) Vattenhärdning enligt beteckning 2) Lagring i 65 % RF och 20 grader 3) Provning vid två månaders ålder CEM I (15 % FA) w/b=0,51 Thomas & Matteus (1992)

21 Exempel - Fysikaliskt bundet vatten Jämförelse av fuktjämviktskurvor för bruk med olika mängd flygaska; Xu (1992).

22 Exempel Kemiskt bundet vatten Med de låga vattencementtal som i dag används förlitar vi oss till stor del på betongens självuttorkande förmåga. Mindre vatten binds kemiskt av flygaskan när den reagerar, men detta vägs upp av flera andra effekter. Zeng et al. (2012)

23 Cementas erfarenheter av uttorkning

24 Provningar vid introduktionen av Byggcement LTH (Lunds Tekniska Högskola) Slite Bygg vs Slite Std P vct 0,37; 0,40; 0,42; 0,45; 0,47; 0,50. Dubbelsidig uttorkning (+20ºC, 35% RF) Kvarsittande Humi-Guardgivare Exempel med vct 0,37

25 Provningar vid introduktionen av Bascement CR (Cementa Research) vct: 0,35 (B450); 0,45 (B380); 0,55 (B450) Självuttorkning (+20ºC) Enkelsidig uttorkning (+20ºC, 50% RF) Borrhålsmätning med Vaisala-givare LTH (Lunds Tekniska Högskola) vct: 0,38 Självuttorkning (+20ºC) Enkelsidig uttorkning (+20ºC, 55% RF) Uttaget prov med Vaisala-givare

26 Sammanfattning från provningar Vid introduktionen av Byggcement och Bascement gjordes jämförande uttorkningsprovningar i CR:s laboratorium och vid LTH enligt då gällande kunskap kring mätteknik. Byggcement jämfördes med Slite Std P (CEM I) och Bascement jämfördes senare med Byggcement. Alla prover gav tillfredsställande resultat! CEM I CEM II/A-LL CEM II/A-V RF (%) LTH (2001) vct=0,37 50d CR (2012) vct=0,35 50d LTH (2013) vct=0,38 84d AK (2017) vct=0,36 42d

27 Erfarenheter från BI, problem att nå RF-krav har alltid funnits RF krav 90 % RF, % RF krav 85 % RF, %

28 Summering Teori Genom modifikation av klinkerns egenskaper har vi styrt hållfasthetsutvecklingen och därmed också förändrat utvecklingen av porstrukturen så att den är liknar en traditionell OPC. Laboratorieförsök De uttorkningsförsök som genomfördes vid introduktionen av byggcement och bascement gav liknade resultat som gamla Std P och dessa gav heller ingen indikation på att mer omfattande provningar krävdes. Senare gravimetriska studier indikerar att varken fuktupptag i tidig ålder, fuktavgång eller RF förändrats nämnvärt. Verkligheten Relativt få skadefall når oss men mycket negativ publicitet OPC, Bygg och Bas förekommer bland dessa Givet levererade volymer ser vi ingen högre frekvens på Bas

29 Mineraliska tillsatsmaterial är inte något nytt! Jämförande provningar på relevanta material! Gamla gränsvärden (RF krit ) vs. nya mätmetoder!

Tack för att ni lyssnade! Anders Selander anders.selander@cementa.

30 Tack för att ni lyssnade! Anders Selander För mer info:

Relevanta dokument

Bindemedlens inverkan på betongens uttorkning

Bindemedlens inverkan på betongens uttorkning Peter Johansson Avdelning Byggnadsmaterial Lunds Tekniska Högskola Niklas Johansson Cementa AB Bindmedel för betong med vct 0,36 Bascement Floridacement Byggcement