ASR problematik i Sverige

Transkript

1 ASR problematik i Sverige Jan Trägårdh CBI Betonginstitutet AB Rebetdagen 2012 Innehåll 1) Vanliga exempel på ASR i Sverige 2) Förutsättningar för ASR 3) Reaktiva bergarter i Sverige 4) Undersökning och bedömning av ASR 1

2 ASR: vanliga exempel i Sverige ASR: vanliga exempel i Sverige 2

3 ASR på brokonstruktioner Vanligt förekommande Kantbalkar Pelare Stödmurar/fundament Förekommande Brobaneplatta. Mer sällsynt pga skyddsbetong och tätskikt. ASR: exempel dammkonstruktioner (1954) - fall med sämre materialkombinationer 3

4 ASR: exempel simhallar reaktivt kisel i kakelplattor och alkaliskt sättbruk 4

5 ASR: exempel golv snabbt reaktiv ballast ger pop-out - fukttransport bakom tätskikt Förutsättningar för ASR Högt ph > 12,5 När alkalihalten (kg/m3 i betongen är tillräckligt hög!! Från Lagerblad, Trägårdh (1992) 5

6 Förutsättningar - Löslighet av reaktivt kisel i betong Förutsättningar Tillräcklig alkalihalt i betong (Na,K): - Alkalihalt i cement: > 0,5% i Na 2 O-ekvivalent. - Alkalihalt per m 3 betong: > 3,0 kg/m 3. - Tösalter medför NaCl tillskott, tex kantbalk. Tillräcklig mängd reaktiv ballast. Tillräcklig fuktnivå: RF i betong > ca 78 %. 6

7 Förutsättningar för ASR i Sverige anläggningskonstruktioner Svenskt anläggningscementet har < 0,6% Na 2 O- ekv. Anläggningscement började användas 1980 för brokonstruktioner. För att nå en alkalihalt > 3,0 kg/m 3 i betongen fordras en cementhalt på 500 kg/m 3. Förutsättningar för ASR i Sverige anläggningskonstruktioner Innan 1980 fanns ett flertal cement för anläggningskonstruktioner med olika alkalihalter. Ofta moderata alkalihalter < 0,85 % Na 2 O. Vattenfall har traditionellt använt lågalkaliskt cement och cementhalter om max. 350 kg/m 3. 7

8 Rätt materialval med avseende på exponering viktigt! Exempel: Veritas hus, Oslo Byggår kg/m 3 betong. Alkalihalt i cement ca 1,2 % Na 2 O-ekv. Medför 6 kg alkali /m 3 betong ( gräns 3 kg/m 3 betong). Fuktexponerade delar kraftigt uppspruckna efter ca 20 år med långsam- medelreaktiva bergarter. Dåvarande svenskt husbyggnadscement 5,5 kg Nuvarande svenskt husbyggnadscement hade medfört 4,25-5,0 kg alkali/ kg/m 3 betong. 8

9 Klassificering av ASR-reaktiva bergarter i Sverige från provning 3 Expansion mm/m, NT Build 2,5 2 1,5 1 0,5 Snabbt reaktiv Medel reaktiv Långsamt reaktiv Ofarlig Potentiellt reaktiv bergart (%) Mylonit/Finkorn vulkanit Porfyr (röd) Gnejs 3 typfall av expansionsförlopp ASR provning Expansionsförlopp långsam snabb medel Snabbreaktiva bergarter En viss fraktion och halt är mest reaktiv (sandfraktion 2-4 mm, 5-10%) expansion (mm/m) Rest potential Medelreaktiva bergarter En fraktion mest reaktiv (1-2 mm fraktion) Tid (dygn) Långsamt reaktiva bergarter Mest reaktion vid 100%. 9

10 Viktiga områden med reaktiva bergarter. A = Snabbt reaktiv. (flinta, metasediment) B B= Medelreaktiv. (metasediment) C C C C= Långsamt reaktiv. (metavulkaniter, myloniter) C C A Långsamt reaktiv ballast är vanligast i Sverige Initieringstiden är ca 10 år. Sprickbildning (0,1-0,3 mm) uppträder efter ca 20 år. Kalibrering mellan försök och verkligheten : 150 dygn i lab.försök motsvarade ca 20 år i verkligheten. 10

11 Kvalitetssäkring för användning av ballast avseende ASR RILEM I: Petrografisk analys. Mängden potentiellt reaktiv ballast (< 15% enligt EN RILEM II: Accelererad provning, 4 veckor. Expansion med bruksprismor. RILEM III: Accelererad provning, 1 år. Expansion med betongprismor. Flera orsaker kan finnas till ASR-liknande uppsprickning Analys viktigt! Vanlig förväxling: Självuttorkning Uttorkning på ytan Förekommande förväxling: Inre frostexpansion 11

12 Phantom ASR Vad betyder ASR? Är det ett beständighetsproblem eller estetik? - Analys och tillståndbedömning viktigt! ASR undersökning 12

13 Planslip för övergripande sprickmönster Tunnslip för bestämning reaktiv potential - mängd och typ av reaktiv ballast Uppsprickning i kornen och alkali-silikagel i sprickor och luftporer 13

14 Tillståndsbedömning av betong (ASR) Petrografisk analys: Mängd och typ av potentiellt reaktiv ballast (långsam-, medel- eller snabbreaktiv). Ger expansionspotential. Kemisk analys och bedömning av recept: Mängden alkalier i betongen. Val av cementtyp och cementhalt. Ålder och om möjligt spricksummering. Bedömning av exponeringsmiljö: Finns tösalter och vilken fuktbelastning? Värdering av betongens hållfasthetsegenskaper från expansion och sprickor. 14