Teknisk rapport SIS-CEN/ Utgåva 1 Januari 2002 Användningen av begreppet betongfamiljer vid produktionskontroll och kontroll av överensstämmelse för betong ICS 91.100.30 Språk: svenska Copyright SIS. Reproduction in any form without permission is prohibited.
Förord Den europeiska betongstandarden EN 206-1 innefattar begreppet "betongfamiljer", Viss information om begreppet ges i dess bilaga K, men CEN/TC 104/SC 1 (som tagit fram EN 206-1), bedömde att det fanns ett behov av en utförligare redovisning av begreppet. En sådan publicerades i The use of the concept of concrete families for the production and conformity control of concrete. SIS ansvariga tekniska kommitté, TK 45 Betong, bedömde i sin tur att materialet borde göras mer lättillgängligt för de svenska intressenterna genom att låta översätta CR 13901 till svenska. För att göra den än mer användarvänlig och anpassad efter våra förhållanden bestämde man sig för att inte ta med bilagorna med exempel utan i stället ta fram ett eget exempel. Denna SIS Tekniska rapport innehåller alltså en översättning av, utan dess bilagor men med en nytillkommen bilaga. De avsnitt i den löpande texten i CR 13901 som refererar till de bortplockade bilagorna har också plockats bort i föreliggande SIS Tekniska rapport. Den fullständiga rapporten på engelska kan beställas från SIS. ANM. I rapporten betecknas betongstandarden som EN 206-1, med svensk titel. Standarden är fastställd som svensk standard, SS-EN, med den angivna titeln, men eftersom det är fråga om en översättning har grundbeteckningen "EN" fått stå kvar. Dokumentet består av 20 sidor. Upplysningar om sakinnehållet i tekniska rapporter och standarden lämnas av SIS, Swedish Standards Institute, tel 08-555 520 00. Tekniska rapporter och standarder kan beställas hos SIS Förlag AB som även lämnar allmänna upplysningar om svenska och utländska standardpublikationer. Postadress: SIS Förlag AB, 118 80 STOCKHOLM Telefon: 08-555 523 10. Telefax: 08-555 523 11 E-post: sis.sales@sis.se. Internet: www.sisforlag.se
CEN RAPPORT CEN REPORT RAPPORT CEN CEN BERICHT Provläsningsexemplar / Preview CR 13901 Maj 2000 Svensk version Användningen av begreppet betongfamiljer vid produktionskontroll och kontroll av överensstämmelse för betong Denna CEN rapport antogs av CEN den 10 april 2000. Den har utarbetats av tekniska kommittén CEN/TC 104. CENs medlemmar är de nationella standardiseringsorganen i Belgien, Danmark, Finland, Frankrike, Grekland, Irland, Island, Italien, Luxemburg, Nederländerna, Norge, Portugal, Schweiz, Spanien, Storbritannien, Sverige, Tjeckien, Tyskland och Österrike. CEN European Committee for Standardization Comité Européen de Normalisation Europäisches Komitee für Normung Central Secretariat: rue de Stassart 36, B-1050 BRUSSELS 2000 CEN All rights of exploitation in any form and by any means reserved worldwide for CEN national Members Ref. Nr. Sv
Sida 2 Medlemmar i arbetsgruppen Becker, A, Tyskland Biasioli, F, ERMCO Brown, B V, UK Duarte, J, Portugal Harrison, T A, ordförande Souwerbren, C, Holland La Plante, P, Frankrike Larsen, F, Danmark Lechuga, J A, Spanien Roberts, M, sekreterare Tveter, T, Norge Zanco, P G, Italien
Sida 3 Innehåll 1 INTRODUKTION... 4 1.1 Introduktion till produktionskontroll... 4 1.2 Introduktion till kontroll av överensstämmelse... 4 1.3 EN 206-1... 4 1.4 Allmänt... 5 2 BAKGRUND... 5 2.1 Osäkerhet... 5 2.2 Variationer hos provningsdata... 6 2.3 Systematiska skillnader i betongens kvalitet... 6 2.4 Reaktionssnabbhet vid ändringar av betongkvaliteten... 6 2.5 Variation i standardavvikelsen... 6 3 ANVÄNDNINGEN AV BETONGFAMILJER I PRODUKTIONSKONTROLL... 7 3.1 Grundkonceptet... 7 3.2 Principer som kan tillämpas i alla system... 7 3.3 Att välja familj... 8 3.4 Uppfyllande av specifikationen... 9 3.5 Hantering av speciella betongsammansättningar... 9 4 ANVÄNDNINGEN AV BETONGFAMILJER FÖR KONTROLL AV ÖVERENSSTÄMMELSE... 9 4.1 Förfarande vid överensstämmelse... 9 4.2 Värdering av samband... 11 4.3 Härledning av bekräftelsekriteriet... 11 5 DISKUSSION... 12 6 SLUTSATSER... 13 7 REFERENSER... 13 Exempel på användning av betongfamiljer... 14
Sida 4 1 INTRODUKTION Användningen av betongfamiljer vid produktionskontroll och kontroll av överensstämmelse för betong är väl etablerad i på många håll i Europa. I några CEN-medlemsländer har begreppet använts i över ett decennium. De sätt på vilka systemen med betongfamiljer används i detalj varierar mycket och de återspeglar lokala förhållanden och behov. Fabriksbetongindustrin har i allmänhet gått före i denna utveckling, men systemen är lika tillämpbara för platstillverkad betong och för betong som används i prefabelement. 1.1 Introduktion till produktionskontroll I produktionskontrollen tas prover ut slumpmässigt från produktionen och provas med avseende på de relevanta egenskaperna för att bekräfta att styrningen av delmaterialen, utrustningen, doseringen etc fungerar som förväntat. Dessa data analyseras för signifikanta, verkliga förändringar av egenskaperna. Genom att sammanföra dessa data till betongfamiljer, kan förändringar av betongkvaliteten upptäckas snabbare och, som en konsekvens, lämpliga åtgärder vidtas snabbare. Då systemet med betongfamiljer utnyttjas för produktionskontroll baseras det inte på något särskilt kontrollsystem. Det är tillämpbart på de mest elementära system, som t ex hållfasthet/data diagram, likaväl som på de mest sofistikerade datorbaserade system. Produktionskontrollen sker helt på betongtillverkarens ansvar och därför bör storleken och innehållet hos varje familj som utnyttjas i produktionskontrollen väljas av tillverkaren. Betongsammansättningar med osäkra samband till Referensbetongen bör inte tas med i betongfamiljen, då detta kommer att försvåra produktionskontrollen och standardavvikelsen kommer att öka påtagligt. 1.2 Introduktion till kontroll av överensstämmelse Tryckhållfastheten och andra provningsdata som används i produktionskontroll kan också användas för kontroll av överensstämmelse. Alla de provningsvärden som erhålls under en bedömningsperiod kontrolleras mot de kriterier för överensstämmelse som ges i EN 206-1: Betong Del 1: Fordringar, egenskaper, tillverkning och överensstämmelse [1]. Eftersom systemet för kontroll av överensstämmelse, som handhas av tillverkaren, måste ha fullt förtroende hos användare och köpare, måste betongfamiljer som används för kontroll av överensstämmelse grundas på konsensus. CEN-medlemsländerna med de mer komplexa och sofistikerade betongfamiljesystemen har efter hand nått dit genom att utveckla förtroende för mindre familjer. EN 206-1 har intagit en pragmatisk ställning till familjerna genom att den anger principerna för familjetillhörighet och sedan anger en kontroll för att verifiera att alla de individuella betongsammansättningarna faktiskt tillhör familjen. Det bör noteras att familjesystemet i EN 206-1 kräver att varje enskilt resultat kontrolleras mot det individuella kriteriet f ci f ck 4 d v s kriterium 2 i 8.2.1.3 i EN 206-1. För att upprätthålla förtroendet för systemet med betongfamiljer, och dess tillförlitlighet, är det viktigt att systemet godkänns och regelbundet revideras av ett tredje parts certifieringsorgan som har sakkunskap i betongteknik och betongtillverkning. För platstillverkad betong där det inte finns någon tredje part inblandad, bör andraparten ta på sig denna roll, och utnyttja av personal med lämplig erfarenhet och kunskap. 1.3 EN 206-1 Reglerna om betongfamiljer i EN 206-1: Betong Del 1: Fordringar, egenskaper, tillverkning och överensstämmelse [1] har utvecklats under ett antal år. De utgör en samstämmig uppfattning om vad som representerar effektiv och praktisk kontroll av överensstämmelse för en familj av betongsammansättningar. EN 206-1 definierar och avgränsar begreppet betongfamiljer och tillåter användning av dem för produktionskontroll och kontroll av överensstämmelse för betong. Betongsammansättningar får grupperas i familjer och sambanden mellan medlemmar inom en familj behöver fastläggas genom förundersökning, befintliga produktionsdata och/eller teori. Resultat av provningar på prov tagna slumpvis inom en familj förs samman för produktionskontrollen, genom att omvandla dem till ekvivalenta värden för referensbetongen. Kontroll av Referensbetongen är en stark indikation på att alla medlemmarna är kontrollerade.
Sida 5 EN 206-1 definierar en betongfamilj som en grupp av betongblandningar för vilka ett pålitligt samband mellan relevanta egenskaper är etablerat och dokumenterat. Vägledning om valet av en familj ges i bilaga K. Höghållfast betong undantas från familjebegreppet för kontroll av överensstämmelse och hög hållfasthet definieras som > C55/67 eller > LC55/60. Lättballastbetong kan inte ingå i en familj med betong med normal densitet, men kan utgöra en egen familj. Avsnitt 8 i EN 206-1 innehåller detaljerade bestämmelser om betongfamiljers överensstämmelse. Bakgrunden till dessa bestämmelser redovisas i del 4 i denna rapport. 1.4 Allmänt Exempel på tillämpning av betongfamiljer på produktionskontroll och kontroll av överensstämmelse ges i bilaga. I vilken utsträckning som systemet med betongfamiljer är till fördel beror på förhållandena i det enskilda fallet. Om det tillverkas stora volymer av ett fåtal betongsammansättningar är det troligen mer effektivt med kontroll och utvärdering av varje betong för sig. Om däremot antalet betongsammansättningar som tillverkas vid en anläggning ökar, blir systemet med betongfamiljer ett bra alternativ och, i de fall där antalet tillverkade betongsammansättningar är mycket högt, blir någon form av betongfamilj klart fördelaktigt. En annan faktor är provningskostnaden. Avsnitt 8.1 i EN 206-1 tillåter provtagning vid betongfabriken förutsatt att betongens egenskaper och sammansättning inte ändras påtagligt mellan platsen för provtagning och leveransstället. Provtagning och provning vid en betongfabrik gör det lättare att få tillräckligt många prov för att göra separata kontrollsystem funktionsdugliga, medan provning vid leveransstället (d.v.s. byggplatsen) gör det svårare och dyrare att få tillräckligt antal prov för separata kontrollsystem. Som generell riktlinje gäller att om tillräckligt många prover kan tas ut för varje betongsammansättning inom, säg 3 till 4 månader, är ett separat system för kontroll av överensstämmelse för varje betong troligen den mer ekonomiska lösningen. Vid andra förhållanden är någon form av betongfamilj troligen mer kostnadseffektiv. Genom att sammanföra data till familjer i produktionskontrollssystemet kommer man under alla omständigheter att reducera den tid det tar innan en signifikant kvalitetsförändring blir upptäckt. Kombinationer av kontrollsystem för enskilda betongsammansättningar och betongfamiljer är möjliga. 2 BAKGRUND Systemet med betongfamiljer utnyttjar traditionella modeller för kontroll av betong. Detta avsnitt summerar några av dessa metoder. 2.1 Osäkerhet Betong proportioneras för att uppnå specificerade krav med en hög grad av sannolikhet. Om data för receptbestämningen är sparsamma, tillämpas en större säkerhetsmarginal för att säkerställa överensstämmelse. Allt eftersom fler data genereras minskar osäkerheten (toleransen). Detta synsätt är medtaget i Tabell 14 i EN 206-1 genom att skilda säkerhetsmarginaler erfordras vid inledande och fortlöpande tillverkning. Toleransgränsen ändras i praktiken genom att VCT-talet varieras. Systemet med betongfamiljer vidgar detta sätt att öka säkerhetsmarginalen till de fall där sambanden är mindre självklara och där data från en speciell betong är få. Detta kan till exempel vara fallet när en tillverkare ombeds att med kort varsel tillhandahålla en sällan förekommande betong. Han sätter samman en betong som felar på den säkra sidan, d v s med en utökad marginal. Sådana betongsammansättningar bedöms individuellt för överensstämmelse. Även om provningsdata från dessa betongsammansättningar används för bedömning av överens-stämmelse, kan medräkning av dessa data i produktionskontrollssystemet leda till falska indikationer om kvalitetsförändringar, beroende på osäkerheten. Det är därför att rekommendera att utesluta sådana data från produktionskontrollssystemet.
Sida 6 2.2 Variationer hos provningsdata Provningsdata kommer att variera slumpvis och systematiskt beroende på inbyggd provningsvariation; omgivningsförhållanden, d v s hur betongens utgångstemperatur kan hållas under kontroll; tillverknings- och fabriksförhållanden; variationer i materialegenskaper. Produktionskontroll av betong handlar om skilja signifikanta, verkliga förändringar av betongkvaliteten från skillnader som beror på slumpmässiga variationer. 2.3 Systematiska skillnader i betongens kvalitet Systematiska skillnader i kvaliteten hos ett delmaterial kommer att påverka kvaliteten hos alla betongsammansättningar tillverkade med det materialet. I betongfamiljsystemet upptäcks sådana förändringar snabbt genom att Referensbetongen förändras. När väl en signifikant förändring har upptäckts, justeras alla betongsammansättningar i familjen med hjälp av kända eller allmänt accepterade samband mellan medlemmar av familjen och Referensbetongen. Ett systematiskt fel vid driften av anläggningen kommer också att återspeglas i en ändring av Referensbetongen. Som en temporär åtgärd kan alla betongsammansättningar i familjen justeras för att skydda köparna och användarna till dess att orsaken till det systematiska felet har identifierats och rättats till. 2.4 Reaktionssnabbhet vid ändringar av betongkvaliteten Det sker alltid en försening från det att en signifikant ändring sker av betongkvaliteten till dess att den upptäcks i produktionskontrollssystemet. För att påskynda reaktionen i styrsystemen bedömer många tillverkare 28-dygnshållfastheten utifrån 7-dygnshållfastheten, med användning av kontinuerligt uppdaterade samband mellan 7- och 28-dygnshållfastheterna. Andra system använder data erhållna vid tidigare ålder eller från provkroppar utsatta för accelererad härdning. Det bör observeras att man vid kontroll av överensstämmelse skall använda endast aktuella 28-dygnsvärden och inga förutsagda värden. Säkerhetsmarginalen (toleransen) vid framtagandet av betongen sätts på en sådan nivå att normala slumpmässiga och systematiska ändringar av betongkvaliteten inte resulterar i icke-överensstämmelse. Exceptionella ändringar av delmaterialen kan inte beaktas på detta sätt. I praktiken har betongtillverkare kommersiella överenskommelser med delmaterialleverantörerna om att få information om kvalitetsförändringar som överstiger överenskomna värden. Tillverkaren kan sedan justera blandningsproportionerna omedelbart för att förhindra att icke-överensstämmelse uppträder. Vid samma totala antal prover betyder det relativt stora antalet värden för Referensbetongen att produktionskontrollssystemet kommer att upptäcka signifikanta, verkliga ändringar snabbare än vid användning av enskilda betongsammansättningar. Om till exempel två betongsammansättningar skulle provas dagligen och 20 resultat behövs för att upptäcka en signifikant, verklig ändring, skulle en ändring upptäckas efter 10 dagar om betongsammansättningarna sammanfördes i en familj, medan det skulle krävas 20 dagar innan ändringen upptäcktes om de hölls separerade. 2.5 Variation i standardavvikelsen Sambanden mellan medlemmar av familjen baseras normalt på kurvor över bäst lämpade samband, t ex sambandet mellan hållfasthet och VCT. I de fall detta samband utnyttjas för att föra över data till Referensbetongen bör några data bli något högre än det överflyttade värdet och andra något mindre. Dessa skillnader tenderar att jämnas ut mot varandra och har ingen signifikant påverkan på medelvärdet. Att slå samman data medför emellertid större standardavvikelser när skillnaden i standardavvikelserna mellan medlemmarna inte är för stor. Eftersom detta är det normala fallet kommer standardavvikelsen hos Referensbetongen nor-