BETONGTEKNIK DÅ OCH NU. En exposé över 90 års betongutveckling

Storlek: px

Starta visningen från sidan:

Download "BETONGTEKNIK DÅ OCH NU. En exposé över 90 års betongutveckling"

Gösta Sundqvist
för 6 år sedan
Visningar:

1 BETONGTEKNIK DÅ OCH NU En exposé över 90 års betongutveckling Göran Fagerlund Avd. byggnadsmaterial, Lunds Tekniska Högskola

2 KONSTRUKTIONSTEKNIK Alltmer sofistikerade beräkningsmetoder Allt större (mer avancerade) konstruktioner Ökad hållfasthet Allt säkrare o beständigare konstruktioner? m.m. PRODUKTIONSTEKNIK Från handstampning till självkompaktering Glidform Vacuumbetong Element - tunga lyft Spännbetong Utvecklade metoder för hållfasthetskontroll Utvecklade metoder för sprickkontroll Utvecklad kylningsteknik (is, vatten, kväve) m.m.

3 OFFICIELLA BETONGREGLER : STATLIGA BESTÄMMELSER : STATLIGA BESTÄMMELSER (BKR) + HANDBÖCKER (BBK) : EUROPEISKA STANDARDER + SVENSKA ANPASSNINGS- DOKUMENT (SS-Standarder)

4 VIKTIGA KRAV Som stegvis ändrats de under senaste 90 åren Betongsammansättning Vattencementtal Lufthalt Frysprovning Täckskikt Armeringskorrosion Bindemedel Portland Slagg Flygaska Annat (kalksten) Kloridhalt

5 MILJÖKLASSIFICERING FROSTMILJÖER litet vatten -litet vatten+salt -mkt vatten -mkt vatten+salt KORROSIONSMILJÖER : ! -Ingen risk -Karbonatisering -Tösalt -Havsvatten I dag: 18 exponeringsklasser

6 HÖGSTA TILLÅTNA VATTENCEMENTTAL Högsta frostrisk Högsta korrosionsrisk Inga krav!! Inga krav!!

7 Samma hållfasthet kan skapas med mycket olika vct Svensk fabriksbetong K30

9 BORÅSMETODEN Tätt lock 3% NaCl-lösning Avskalning kg/m 2 ½ kub 1,0 Inte acceptabel 0,5 Värmeisolering Fuktisolering 0, tim Acceptabel God Mycket god Antal fryscykler

10 PROVNING AV FROSTRESISTENS ENLIGT NUVARANDE REGLER Citat ur SS (svenskt anpassningsdokument till EN 206 Vid krav på provning av frostresistens skall vid varje månad med produktion minst en provkropp per betongsammansättning tas ut och provas. Under förutsättning av att tre efter varandra följande prover..uppvisar god frostbeständighet gäller att en provkropp tas ut och provas var sjätte månad som produktion ägt rum. Detta är dålig kvalitetssäkring!

11 ÖRESUND - FROSTBESTÄNDIGET Steg 1. Utprovning av lägsta tillåtna lufthalt i färsk o hård betong Steg 2. Förprovning av fullskaligt prov vid fabrik o på bygge Steg 3. Lufthaltsprov på varje betonglass 1 m 3 kub Frysprovning och Luftporanalys ger lägsta tillåtna färsk och hård lufthalt

12 LIVSLÄNGDSKLASSER Alla konstruktioner ansågs ha tillräcklig livslängd om man följde normen klasser -50 år -100 år klasser -20 år -50 år -100 år OBS: Enbart med avseende på armeringskorrosion!!

13 Exponeringsklass, täckskikt och vct f.o.m Miljö vct Täckskikt 50 år 100 år Svår karbonatis mm 25 mm Hård tösalt Hav (<0.4% Cl - ) Hav (>0,.4% Cl-) 0,45 35 mm 45 mm 0,40 35 mm 45 mm 0,40 Ur livslängdsberäkning OBS! Samma vct och samma täckskikt för alla cementsorter

14 TÄCKSKIKT T bas Tolerans T min Basmått används på ritning Minmått krävs för Livslängd Tolerans 10 mm Minsta täckskikt mm T min mest aggressiv karbonatiseringsmiljö. 100 års livslängd Pelare Allt utom platta o vägg År Alla konstruktionstyper

15 TÄCKSKIKT Min täckskikt mest aggressiv Kloridmiljö i hav (<0.4% Cl - ). 100 års livslängd 60 Alla konstruktionstyper Allt utom platta o vägg Minsta täckskikt mm Pelare Hav och tösalt År

16 MAX KLORIDHALT Svår korrosionsmiljö Korr. känslig arm. Icke korr. känslig arm Inga krav ,5% CaCl 2 (dvs 1% Cl - ) ,5% CaCl 2 0,5% CaCl ,1% Cl - 0,3% Cl ,1% Cl - 0,2% Cl -

17 CEMENT FOR GROVA ANLÄGGNINGSKONSTRUKTIONER INOM SVENSK VATTENBYGGNAD 1900(?)-ca 1979 Limhamn Std (lågalkaliskt sulfatresistent, moderat värmeutveckl.) Limhamn LH (dito men låg värmeutveckling) Massivcement (65% slagg) (sulfatresistent, moderat värmeutveckl.) Finskt Kolari-cement (portlandcem. med starkt varierande egenskaper) Anläggningscement (som Limhamn Std men något högre alkalitet) Stora Kopparberg (Dalälven) fram till ca 1975 Slaggcement från Köping, med varierande slagghalt (ca 15% - ca35%)

18 SLAGGCEMENT MED HÖG SLAGGHALT GER STOR RISK FÖR TERMOSPRICKOR Värmeutveckl Portlandcement, LH Slaggcem, 65% slagg Massivcementet Spänning t Drag Draghållfasthet Brott Säkerhet vid LH 0 Tryck Dragspänning Tid

19 FULLSKALEPROVNING AV ANLÄGGNINGSCEMENT VID RINGHALS, 1983 (samarbete mellan Vattenfall och Cementa) A-cem A-cem A-cem A-cem 6 väggar göts mot berg. Utetemp ca +25 C 2 väggar med Std P 4 väggar med Anläggningscement varav 1 var kyld till +7 C med flytande kväve. Båda väggar med Std P sprack rakt igenom Ingen vägg med Anläggningscement sprack Std P 2m Std P 12m 0,7m Första praktiska tillämpningen var FILTRA-projektet i Barsebäck

20 Godkända cementsorter i mycket kloridhaltig miljö Portlcem Slaggcem <30% slagg Dito + E-cement Portlcem Slaggcem 25-60% slagg Portlcem. Std M (<35% aska ) B (<80% slagg) CEM I (Portlandcement) CEM II/A-V (20% aska) CEM II/A-LL (20% kalksten) CEM II/A-S (<20% slagg) CEM II/B-S (<35% slagg) CEM II/B-V (<35% aska) CEM III/A (35-65% slagg) CEM III/B (65-80% slagg) Samma utom slaggcem CEM I CEM II/A-V (20% aska) CEM II/A-LL (20% kalksten) CEM II/A-S (<20% slagg) CEM II/A-D (<10% silika) CEM II/A-M ( kompositcem )

21 BLANDCEMENT tillåtna f.o.m Flygaskacement - Slaggcement - Kalkfillercement Typ A: <20% inblandning av FA, slagg eller kalkmjöl Typ B: <35% inblandning av dito Typ III: <65% á 80% slagg

22 PORTLANDCEMENTETS HYDRATATION Ohydratiserat cement Cementgel Kalciumhydroxid 1 kg cement som hydratiserat till 80% ger: 0,57 liter cementgel + 0,24 kg kalciumhydroxid

23 GELBILDANDE FÖRMÅGA Före reaktion med vatten Efter reaktion med vatten Portlandcement Cementtyp Mängd gel l/kg Reaktivt tillsatsmaterial Lastbärande cementgel PC (80% hydr.grad) 0.57 PC+25% FA (40% hydrgr) 0.53 PC+10% silika (90%) 0.67 PC+20% filler (0%) 0.46 Kalkfiller

24 GLÖDFÖRLUST (RESTKOL) I FLYGASKA 5 Glödförlust hos flygaskan (%) Medelvärde Tid (månader)

25 TILLSATSMATERIAL INBLANDADE I BETONG tillåtet f.o.m Typ I: Inerta (får inte inräknas i vbt) - Pigment - Mineralfiller (ex stenmjöl) - Dåligt reaktiv flygaska Typ II: Puzzolana eller latent hydrauliska - Reaktiv flygaska - Silikastoft - Granulerad (mald ) masugnsslagg

27 EFFEKTIVITETSFAKTOR FÖR REAKTIVA RESTMATERIAL Effektivt vattencementtal vatten vct eff= PC+k R PC= mängden portlandcement R =mängden restmaterial k =effektivitetsfaktorn

28 EFFEKTIVITETSFAKTOR FÖR RESTMATERIAL Cementindustrin Betongindustrin blandar in i cement blandar in i betong Flygaska 1 0,4 Slagg 1 0,6 Silikastoft 1 2 Kalkmjöl 1 0

29 KOMPRIMERING AV BETONGMASSA Fram till ca 1935: - Styv betong ( stampbetong ) - Handpackning - Gjutbetong (lös betong) (osofistikerad självkompakterande) Efter ca 1935: - Styv, plastisk, trögflytande betong (plasticerande tillsatser) - Stavvibrering (Fransk uppfinning. Vibroverken startades) Efter ca 1980: - Lättflytande betong, flytbetong (Flyttillsatsmedel uppfanns) - Stavvibrering, formvibrering Efter ca 1990: - Ingen komprimeringsinsats (Nya högeffektiva flyttillsatser) Vibreringsfri (självkompakterande) betong

30 HISTORISK ÖVERSIKT ÖVER BETONGREGLER Rapport TVBM-3153 Fulltext på byggmaterials Hemsida

Relevanta dokument

DOSERINGSRÅD MERIT 5000

DOSERINGSRÅD MERIT 5000 DOSERNGSRÅD ANVÄNDNNG AV MERT 5000 BETONG TLLÄMPNNG AV SS-EN 206-1 OCH SS 13 70 03:2008. 1 nledning Merit 5000 är granulerad, torkad och mald masugnsslagg. Kraven i SS 13 70 03:2008 utgåva 4 punkt 5.1.6.