Distribution: &&/begränsad/ Statens väg- och trafikinstitut. Nummer: V 17 Datum:

Transkript

1 VT Nummer: V 17 Datum: Ttel: Inerkan a halkbekämpnngsmedel på betong Fältförsök d VTI Författare: Kent Gustafson Adelnng: Vägadelnngen _Projektnummer: Projektnamn: Uppdragsgare: Alternata ärhnen för kemsk halkbekämpnng Vägerket Dstrbuton: &&/begränsad/ Statens äg och trafknsttut ag:aah af,/( Pa: Lnköpng Tel Telex50125 VTISGIS ä[ $tltlltet Besök: OlausMagnus äg37 Lnköpng

2 LÄGESRAPPORT Februar 1987 Inerkan a halkbekämpnngsmedel på betong Fältförsök d VTI a Kent Gustafson

3 Inerkan a halkbekämpnngsmedel på betong Fältförsök d VTI Delrapport 1 Bakgrund, metodk och utplacerng a prokroppar Bakgrund Sedan flera år pågår forsknng d bl a VTI för att fnna ett alternat tll NaCl för den kemska halkbekämpnngen Ett ämne som studeras detta sammanhang är kalcummagnesumacetat (CMA) I flera länder som t ex USA, Serge, Österrke och England studeras olka egenskaper hos CMA Undersöknngar har utförts eller pågår när det gäller smälteffekt, korrosonsegenskaper, mljöaspekter, betongpåerkan etc CMA's nerkan på betong har studerats d undersöknngar specellt USA, Serge och Österrke Följande resultat är för närarande kända USA Flera stater har utfört frys/töäxlngsförsök mndre omfattnng Mer ngående pronng har skett d Bjorksten Lab där pronngen mer utförts ur kemsk angreppssynpunkt, se VTI Meddelande l+87 Gemensamt för pronngarna är att lösnngarnas koncentraton art låga, endast några få kt /o Resultatet de olka undersöknngarna har art att nerkan a CMAlösnng allmänhet art små förhållande tll nerkan från NaCl och CaClz En mer omfattande undersöknng pågår nu USA (Effects of CMA onäpaements and Motor Vehcles/Daedalean Assocates, Inc) Österrke Utecklng och pronng a CMA pågår Specellt har mljöaspekterna a CMA studerats, men äen nerkan på betong har proats I en artkel a G Stehno "Probleme der Tausalzbeständgket on Betonoberflächen" beskrs ett frys/töäxlngsförsök med CMA och NaCl

4 3 0/og NaCllösnng och 6 %g CMAlösnng har proats och resultatet ble att NaCl ga betydlgt större askalnng efter 50 frys/tö äxlngar Serge Undersöknngar angående CMA's nerkan på betong har pågått och pågår d VTI och Lunds Teknska Högskola På VTI's uppdrag har också drekta pronngar utförts a Materalpronngen d Stockholms gatukontor I ett förförsök d VTI utfördes frys/töäxlngsförsök enl med NaCl, CaClz, Urea och CMA Koncentratonen hos lösnngarna ar 3 /o Resultatet efterck28 frys/töcykler ar att askalnngen på grund a CMAlösnng ar mndre än de örga tre lösnngarna I ett större försök som utfördes a Stockholms gatukontor proade: CMA och för jämförelse äen NaCl, CaClz och MgClz Som probetong anändes både 30tals betong med dålg frostbeständghet och en god, lufttllsatt betong med acceptabel frostsäkerhet Pronng, frys/tö äxlng, utfördes enlgt SS med följande lösnngar: rent atten CMA 325 kt% NaCl 3 % CaClz 3 % Resultatet sammanfattas enlgt följande: 30tals betong utan luft I 3 % NaCl går betongen mot kollaps efter 14 dygn, motsarande för 3 % CMA är 34 dygn Dära framgår att CMA nte är helt oskadlgt _

5 God betong (se fg 1 blaga 1) CMA Skadegraden ökar lnjärt med stgande koncentraton Mättad CMAlösnng ( 25%) ger samma skaderesultat som 3 % NaCl Vd 3% ger emellertd CMA endast 1/7 a NaClskadorna 3 %lösnng ger ca 2/3 a NaClskadorna Tdgare pro sar dock att sår kemsk attack uppstår d högre koncentratoner, äen utan frost «:\ 3 %lösnng ger endast 1/10 a NaClskadorna d frys/töäxlng Äen för MgClZ fnns dock belägg för rent kemsk nedbrytnng utan frost, ännu ärre än d CaClz I fgur blaga 1 redosas resultatet För NaCl, CaClz och MgClz där pronng skett d 3 %lösnng har tendenser för Örga koncentratoner nrtats efter rapport a Verbeck ÖC Kleger Enlgt dessa,försök har klordsalterna en klar topp d 34 % enlgt frostpronngsmetoden Efter en nedgång d något stgande koncentraton ökar skadegraden dramatskt för CaClz och MgClz d höga koncentratoner Den kemska effekten gör sg här gällande För NaCl atar däremot skadorna tydlgt d stgande koncentraton tll att ara mycket små för mättad lösnng Enlgt frys/töäxlngsförsök är CMA's skadeföljd lnjärt stgande med koncentratonen tll samma nå som NaCl's max Det nnebär att om en eentuell anrknng sker på grund a adunstnng kan CMA's skadlga nerkan på betongen ara farlgare än för NaCl Resultatet från detta försök är god öerensstämmelse med de Örga refererade pronngarna utlandet Vd låga koncentratoner är CMA mndre skadlgt än tex NaCl Utomlands har som tdgare sats pronng endast skett d lägre koncentratoner 26 % och nte förånande har där mndre skadlg nerkan setts från CMA

6 I försöket d Lunds Teknska Högskola är syftet att studera den kemska nerkan på betong a bl a CMA Exponerng abetongproer har skett mättade lösnngar under mer än ett års td Proet utärderas för närarande och rapport äntas under 1987 I korthet kan följande resultat sägas ha framkommt Betongprsmor förarade CMAlösnng d +20 C har skadats mycket kraftgt och har mer eller mndre fallt sönder Vd +50C är skadorna mndre men ändock är prsmorna relatt allarlgt angrpna specellt kanterna Förarng NaCllösnng har både +20 och +5 C gt betydlgt mndre angrepp Undersöknngen med förarng CaClzlösnng kom gång något senare men har emellertd på kort td gt uppho tll kraftga skador I många fall har prokropparna nästan helt sönderfallt ("sprängts") Som här harframgått skljer sg olka halkbekämpnngsmedels nerkan på betong med aseende på främst lösnngens koncentraton Naturlgts påerkar äen andra faktorer, t ex temperatur och betongkaltet, skadegraden Frågan som kan ställas är därför: Vlka lösnngskoncentratoner kan man föränta sg prakken en bro/betongkonstrukton och brokantbalkar? Kunskap om detta saknas För att under mera realstska och arerande_ förhållanden proa halkbekämpnngsmedels nerkan på betong har ett försök gångsatts d VTI Betongkuber har utplacerats anslutnng tll nsttutet och kuberna besprutas med olka medel under ntern för att efterlkna "saltnng" Efter en nter och efterföljande sommar kommer en del a kuberna att analyseras medan örga kan utnyttjas för en eller flera ytterlgare ntrars exponerng Syftet med försöket är att under mer realstska förhållanden studera skadorna tll följd a kombnatonen kemsk och frys/töäxlngseffekt Betongproer Tre betongkalteter proas KBO (ct 0,6) utan luft Kl+0 (ct 0,5) utan luft K4O (ct 0,5) med lufttllsatsmedel "Barra 55 L"

7 Inst för Byggnadsstatk, KTH har lått gjuta totalt 39 prokuber a arje kaltet, ds totalt 117 st Dära anändes 9 st drekt för protrycknng och örga 108 för det egentlga försöket I blaga 2 redosas tabellform de 108 kuberna numrerade (obs att nr , och borttagts för protrycknng) fördelade på 3 betongkalteter och 6 lösnngar Varje kombnaton betongkaltet och lösnng består a 6 kuber ara 3 planeras att analyseras efter ca 1 år och Örga 3 efter ytterlgare l a 2 år Saltlösnngar Sex olka lösnngar proas Vatten CMA, tllerkat a Verdugt, Holland CMA, tllerkat a Cheron, USA Natrumklord, NaCl Kalcumklord, CaClz Magnesumklord, MgC12 Koncentratonen hos saltlösnngarna är 25 % (CMA, CaClz och MgClz) eller mättad ( 23 %, NaCl) Försöksuppläggnng Prokropparna har utplacerats på en tunn bädd a makadam För att efterlkna "saltnng" besprutas arje kub med 50 ml lösnng arje ardag då lufttemperaturen lgger området lo +5 C I några fall har besprutnng äen skett under ckeardag Prokuberna har före försöket mätts och ägts Under försökets gång kommer, något beroende på skadegraden, eentuellt mätnng och ägnng att ske ytterlgare någon gång Efter ett års exponerng tas proerna (hälften a kuberna) n för analys och pronng Kemsk analys och hållasthetspronng är planerade undersöknngar Vd pronngsplatsen har placerats en termohygrograf som regstrerar lufttemperaturen Från SMHI kan e ytterlgare klmatstatstk fås från närlggande klmatstaton

8 Försökets gångsättnng Betongprokropparna gjöts d KTH under tden (1(30), (K40 utan luft) och (K4O med luft) Proerna härdades och förarades normenlgt fram tll då de transporterades tll VTI Inmätnng a kuberna utfördes med aseende på mått och kt Måtten på kuberna ar a storleksordnngen 150x150x150 mm Vkten hos kuberna arerade mellan ca g Eentuella skador antecknades Prokropparna utplacerades enlghet med det schema som återges blaga 3 Vd utplacerng ar betongens ålder 2628 dygn besprutades kuberna för första gången med ardera 50 ml lösnng Därefter har besprutnng skett d ett flertal tllfällen, t o m 787 d totalt 27 tllfällen Under januar har temperaturen under flera dagar art betydlgt lägre än IOOC arför besprutnng nte skett I början på februar börjar tecken synas på ss påerkan från halkbekämpnngsmedlen, dock endast från klordsalterna På några kuber utsatta för NaCl, CaClz eller MgC12 har små uppsprcknngar, aflagnngar på sdorna börjat ske Skadorna är ännu så länge små men ger dock en förhoppnng om att resultat skall kunna ses redan efter ett års exponerng

9 DLLG ( gatukontor MATERIALPROV ;Salttest med samt 325 NINGEN _ 4,' _, AVSKÅLNING _ Q Y : 0 4, 'CMA A h E? T, _ 4* 4 3 _üglmmu _1_,é_f, :erm56mcykl e I 4 d 0 J?u Y 4 l _ 4 _h_ < U198;; A _me, Q 4 0?NäCI*3*%Ã 35 V 4 3 9,7 2»4 '9 4 L q _ 4 EL 7 a L 1 Y s»4 00 V T, gm» % '25:24 ' 2 nr Ll o_ Arb Verbeck Klege; C»0 MgCl2 % CMA T_andensertenll 44_ CaClz, Ä á o C SS nl % NaCl, 3 l b ;1110 LI Yocl _ J a 2,T ä 4 7 _04 7* _ V_L 1 + <, _ LTTI 44 k 4»4 5 1 o 4,44444,_ L _ >_4_ T A 1 _4 4 t _, r Y" h h 4_ b n, _ 4,_W rm ny, r_ o_, u4 _; T4,, _ f 7 AL" 1 J, M_ u L4 V Q Mm»JL_ r 4,m_ + 4_ w«477n d 'to no _ 1; _ 4 _ wu q ath_ q m 7_w _ 7,, _ 1 Mrç _ Ha, 4 _4 4 _ 4, 1» k 4 4 < 4,4, A _4 + «mtø ahah WL* "" '"'_"' ""A TTF'JT'R T '17 T1! 33 " " '" ' 4 ul L ( E _4 w 4,_ " 4 _,A _ P 7 A 4, _FT_ 4 m < * 1 ;_ m** 1 _, I I 5 a 04r _ w' "m7" 17 r YY '4 T _'f_ WW ; _ 4 { L 7 4 _V7 w "" ' 1 1H _1 4_ f» < 0 r Lt, 4F_ 7,, _9_ 4 7, 7_ A n 4_ 4 V: 0 _/_ ä _ <4' ', + u 1" m 4 _ I AU» 5 T I, m_4: _ 1 m _ Anqm _ n 54, 4 _7, W _qb_oa + _áh _ 4' <, _ 1 I " 7 _r _ 4 4 r _ 4', w 4 '4 25' SALTHALT % _, H M, YrYorY 6069 SSELTE 00 p b T , _

10 Blaga 2 Prokuber för fältpro med olka salter d VTI Sere Salt K 30 (ct 0,6) K 40 (ct 0,5) K 40 (ct 0,5) utan luft utan luft med luft 1 (19) H (619621) 2 (20) " (658660) 3 (21) " (697699) 4 (22) CMA (622624) (Verdugt) 5(23) " (661663) 6 (24) " (700702) 7 (25) CMA (625627) (Cheron) 3 (26) " (664666) 9 (27) " (703705) 10 (78) NaCl (628630) 11 (29) " (667669) 12(30) " (706708) 13 (31) Cac (631633) 14 (32) " (670672) 15(33)_ " (709711) 16 (34) MgClz (634636) 17 (35) " (673675) 18(36) " (712714) En sere består a 3 st kuber Kuberna härdas och föraras n0rmenlgt fram tll 28 dygns ålder *) Lufttllsatsmedel "Barra 55 L" från Cementa AB, Danderyd (Tllsats 0,04 % a cementkten blandnngsattnet)

11 Blaga Betongproer utplacerng CMA (Cheron) NaCl CaC12 MgClz CMA (Verdugt) C)

12