Frågor att belysa. Vad är Akali-Silika-Reaktioner (ASR)? Hur identifierar man ASR-skador? Vilka kan konsekvenserna bli? Vad kan man göra åt det?

Transkript

1

2 Frågor att belysa Vad är Akali-Silika-Reaktioner (ASR)? Hur identifierar man ASR-skador? Vilka kan konsekvenserna bli? Vad kan man göra åt det? Hur ligger det till med svenska betongdammar?

3 Vad är ASR? Reaktionen behöver tre komponenter för att initieras Reaktiv ballast (omvandlad kvarts) Alkalier (from cement) ASR - gel Expansion / Sprickor Fukt (> 80%)

4 Vad är ASR? Långsamma reaktioner vanligen synliga efter år? Expansionshastigheten beror på - typ av ballast (reaktivitet) - typ av cement (alkaliinnehåll) - tillgänglig fuktmängd - ev. tösaltning

5 Vanliga områden med reaktiv ballast A - Snabbt reaktiva bergarter Opal flinta, lågmetamorfa sedimentära bergarter typ gråvacka och opal sandsten B - Medelreaktiva bergarter Mycket finkorniga (flintlika) metavulkaniter, finkorniga myloniter som inte rekristalliserat, lågmetamorfa sandstenar (sparagmiter), gråvackor och finkorniga kvartsrika metasediment C - Långsamt reaktiva bergarter Porfyrer och andra finkorniga metavulkaniter, finkorniga graniter, gnejser med finkornig undulös kvarts, finkorniga kvartsiter, fin- /medelkorniga omkristalliserade metasediment [Trägårdh, 2012]

6 Vanliga svenska cement Alkaliinnehåll (Na 2 O ekv ) Limhamn std. 0,40 % (?) Vika std 0,80 % Köping std 0,85 % Slite std 1,10 % Byggcement 0,98 % Limhamn LH 0,40% Anläggningcement 0,55%

7 Hur identifierar man ASR? Okulär besiktning: - sprickor - sprickorientering - sprickmönster - bestämning av sprickfrekvens (SCI) - utfällningar av ASR-gel - tecken på expansion (förskjutningar, ihoptryckta rörelsefogar, klämda luckor etc.) - pop-outs Tester: - kärnborrning - tunnslip / petrografisk undersökning - svälltester på urborrade kärnor (betong 1år) Övervakning - sprickvidd - expansion

8 Surface Crack Index (SCI) [Birkeland, 2006]

9 Vilka kan konsekvenserna bli? Omfattande uppsprickning - accelererad/sekundär nedbrytning - läckage - sänkt bärförmåga Expansion - manöverproblem på luckor / överströmning - stängda rörelsefogar / uppsprickning Reparationskostnader Kostnader för utrivning / nybyggnad Potentiella dammsäkerhetsproblem

10 10 Långsam ASR i svenska betongdammar Erik Nordström

11

12

13

14 Vad kan man göra åt det - befintliga dammar? Ingen etablerad (fungerande) metod för att stoppa reaktionen! Åtgärder vidtas för att: - minska expansionstakten (försegling / skydd av ytor, sprickreparation, dränage/bortledning) - reducera effekten av svällning (sågning av slitsar)

15 VRF Hotagen - 40 års drift - reaktiv ballast - std.cement - utriven/ersatt (-08) 15 Långsam ASR i svenska betongdammar Erik Nordström

16 VRF Lossen - 50 års drift - reaktiv ballast - lågalkaliskt.cement (?) - oskadad VRF Rörhå - 50 års drift - reaktiv ballast - std.cement - reparerad (90-talet) - nya skador! 16 Långsam ASR i svenska betongdammar Erik Nordström

17 Vattenfall Långbjörn - 50 års drift - reaktiv ballast (15% + 11%) - lågalkaliskt cement (0,2%) - reparerade (-09) 17 Långsam ASR i svenska betongdammar Erik Nordström

18 EON Ramsele, brobana - 54 års drift - reaktiv ballast (24% + 3%) - lågalkaliskt cement (0,3%) - inga reparationer ännu

19 Kompletterande Elforskstudie Identifiera några anläggningar i områden med risk för reaktiv ballast Lågalkaliskt cement ska ha använts Älv Ägare Byggår Ålder Cement Gardikfors Ume VRF LH Ajaure Ume Vattenfall LH Klippen Ume Skelleftekraft Anl Håckren Indal VRF Anl [Kalinowski & al., 2012]

20 Kompletterande Elforskstudie Okulärbesiktning Kärnborrning Lab.analyser (kärnkartering, plan-/tunnslip, svälltester) Uppmätt Na2Oekv. Pot. Reaktiv ballast Svällprov (mod. RIII) Ålder Cement Tunnslip Gardikfors 49 LH 0,5 <1% Ingen ASR Ingen exp. Ajaure 42 LH 0,3 20% Ingen ASR Ingen exp. Klippen 18 Anl 0,4 <2% Ingen ASR Ingen exp. Håckren 4 Anl 0,2 20% Ingen ASR Ingen exp.

21 Hur förebygga i nya projekt? Gängse rekommendationer ger att man ska: Begränsa: - halten reaktivt material, <15% - halten alkali i cementet, Na 2 O + K 2 O < 0,6 - totalhalt alkali, < 3,0 kg/m 3? (motsv. ca. 500 kg/m 3 anl.cement)

22 Slutsatser ASR-problemet får hittills betraktas som relativt ovanligt för storskaliga svenska dammar. Begränsat med dokumenterade erfarenheter från användning av högre halter (>20%) reaktiv ballast och lågalkaliska cement. Oklart vilken halt reaktivt material som är acceptabel. Restriktiv hållning rekommenderas Mer forskning/utredning på området behövs!

23 Tack till: Jan Trädgårdh, Mariusz Kalinowski CBI Gunnar Sjödin, Marcus Hautakoski, Rickard Stenberg Vattenregleringsföretagen Carl-Oskar Nilsson - EON Stefan Norberg Fortum Martin Rosenqvist Vattenfall Research & Development 23