Rebetdagen 2010 2010-10-19 19 Tätskikt av mastix. Erfarenhet från Stockholms broar Åke Bjurholm, Grontmij www.grontmij.se
Stockholms broar Nästan samtliga av Stockholms broar har farbaneplatta av betong. Undantag Öppningsbara klaffbroar (stål) GC-broar (stål eller trä)
Varför isolera broar? Undvika att fukt och salt tränger ner i farbaneplattan
Vanliga betongskador på brobaneplattor Frostskador Armeringskorrosion pga salt Alkali Silika (Kisel)reaktioner
Mastix. Historik i Stockholm 1910-talet 1940-talet Gjutasfaltisolering (Mastix) börjar användas på vissa broar. Skyddslager av betong. Beslut att använda gjutasfaltisolering generellt på broar. 1950 Beslut att tillsätta luft för att förbättra frostbeständigheten hos skyddsbetongen. 1965 Krav på lufttillsats i K-betong 1968-1972 Isolering med tjärepoxi på några broar 1975 Skyddslager av asfalt ersätter skyddslager av betong. 1990 Prefabricerade bromattor börjar användas.
Mastix med skyddslager av betong Mastix med skyddslager av asfalt
Glasfiberväv, gasutlopp, grundavlopp och ytavlopp Glasfiberväv har använts för gasavledning av vattenånga. Väven läggs direkt på betongytan innan mastixen utläggs. Mastixen förseglas mot underlaget vid kantbalkar, fogar mm. Gasutlopp anordnas så att ångan i väven kan ledas ut till brons undersida. Dränkanaler och grundavlopp leder bort det vatten som tränger ner till isoleringen. Ytavlopp leder bort ytvatten på brons överyta. Ibland kombineras grundavlopp med ytavlopp.
Nedbrytningsprocesser N db t i ö d i tät kikt t i å d Nedbrytningsprocessen avgörs av de i tätskiktet ingående lagrens förmåga att klara nedbrytning av vatten, salt och syre.
Skyddsbetong Skyddsbetongen är mycket fuktbelastad. Fukten leder till fuktvandringar i betongen. Med tiden fylls de luftporer som behövs för god frostbeständighet. 100% porfyllnad innebär att betongen snabbt kan frysa sönder. Närvaro av salt påskyndar nedbrytningen. Frostskador i skyddsbetongen innebär att potthål i beläggningen uppstår varvid ytterligare salt och vatten tränger ner. När skyddsbetongen är helt sönderfrusen riskeras punktering av underliggande mastix.
Mastix Mastix åldras med tiden och blir sprödare. Luftens syre påverkar mastixen genom oxidation. Skyddsbetong som skyddslager innebär såväl ett mekaniskt y g y g skydd som ett skydd mot oxidation.
Kapitalförstöring Att vänta med omisolering för länge innebär att betongskador uppstår med en betydande kostnadsökning vid reparation. Omfattande betongskador kan också innebära risk för genomstansning med funktionsnedsättning. Att omisolera för tidigt är också en form av kapitalförstöring.
Brobaneplattor Kostnadsutveckling
Särskild inspektion av brobaneplattor Fönsterundersökning (1983 - Norm: 1 fönster per 400m² broyta för objekt > 1200 m² Min. 3 fönster per objekt Okulärbesiktning av isolering, skyddslager och beläggning Uppmätning av lagertjocklekar Kontroll av ev. fukt Materialkontroll av isolering Materialkontroll av k-betong. Kloridprofil. Dessutom uttas sedan 1995 borrkärnor för tunnslipsanalys av skyddsbetong resp.k-betong
Bild av fönster
Utvärdering fönster
Poäng Skada Åtgärdsår Nya fönster TK-värde k-betong skyddsbetong isolering 6 Inga skador och ålder < 35 år 8 år TK 0 5 Inga skador och ålder > 35 år btgavflagning< g g 2 cm Cl 0,15-0,30 % 7 år TK 1 frostbest. I salt < 56 frostcykler btgavflagning g g > 2 cm porfyllnadsgrad < 20 % 4 5-8 år 6 år effektiv lufthalt 2-3,5 % Cl 0,3-0,5 % brytpunkt yp -5 -> -10 C k- bteong mjuk passiv ASR effektiv lufthalt = 0 % frostbest. i vatten < 56 frostcykler porfyllnadsgrad > 20% TK 2 effektiv lufthalt < 2% Cl > 0,5 % 3 aktiv ASR 3-5 år 5 år skyddsbtg slut spröd dålig vidhäftning mjukpunkt 58-60 C brytpunkt -2 -> -5 C gammal epoxiisolering membranisolering
Utvärdering av fönster fortsättning Poäng Skada Åtgärdsår Nya fönster TK- vär de btgavflagning <1,0 cm vattenbelastad k-btg enl. tunnslip Cl 0,3-0,5 % 2 4 år isolering sprucken mjukpunkt > 60 C isol. brytpunkt högre än - 2 C 3-5 år TK 3 1 btgavflagning <1,0 cm frostskadad d Cl > 0,5 % 3 år aktiv ASR 1-3 år
Materialprovning av skyddsbetong Okulärbesiktning med utlåtande Tunnslipsanalys
Resultat av tunnslipsanalys Betongens ballast. Eventuell risk för ASR. Redan pågående ASR. Betongens vct Luftporstruktur. Tillsatt luft eller endast naturlig luft. Porfyllnadsgrad.
Tunnelslip bild
Utvärdering av skyddsbetong
Provning av mastix Provningsmetoder -2002 Mjukpunkt (Kula-ring) Brytpunkt (Fraas) Provningsmetod 2003- BBR-analys (Bending Beam Rheometer)
Resultat av fönsterundersökningar Mastix med skyddslager av betong har visat sig ha en genomsnittlig livslängd av minst 40 år. Porfyllnaden av skyddsbetongens luftporsystem avgör som regel livslängden. Lågt vct och tillsatt luft förlänger livslängden hos skyddsbetongen. Materialprovning av mastix visar sällan underkänt värde. Få fall med skador i K-betong.
Sammanfattning Undersökning av många broar med mastix och skyddsbetong visar att det är en väl fungerande tätskiktslösning. Detta trots att skyddsbetongens lufttillsats ej varit tillräcklig och att betongen haft relativt högt vct (0.50-0.70) Tunnslipsanalys av K-betong visar att luftkravet i normen 1965 snabbt implementerades. Vct i K-betong är som regel 0.40-0.45. Broar från 1970-talet och senare med skyddslager av asfalt har undersökts i ringa omfattning. Idag finns ingen utvärderingsmall framtagen.