DELAMINERING I BETONGGOLV SBUF rapport nr 12805 Lars Kraft Mars 2017 Research Institutes of Sweden SAMHÄLLSBYGGNAD CBI BETONGINSTITUTET
Delaminering i betonggolv Är delaminering i industrigolv vanligare i moderna betongrecept? SBUF-rapport nr. 12805 2
Bakgrund Ett mindre forskningsprojektet initierades 2013 av Modern Betong. De hade upplevt en ökad frustration hos entreprenörer som fått problem med delaminering vid användandet av ströbetong. För 10 år sedan hade de knappt hört talas om delaminering hos sina kunder. Via kontakt med CBI ordnades finansiering från SBUF och CBI Betonginstitutet. Ett forskningsprojekt kunde nu starta. Svenska Byggbranschens Utvecklingsfond 3
Syftet med studien Har delaminering i industrigolv blivit vanligare i moderna betongrecept? att vederlägga eller bekräfta att antalet skadefall med delaminering verkligen har ökat det senaste decenniet jämfört mot tidigare. att förstå vilka möjliga orsaker som ligger bakom den omtalade ökningen av skadefall med industrigolv, både de med ströbetong och de monolitiska golven. 4
Vad är delaminering? Man brukar tala om delaminering när det uppstår ytparallella sprickor. Men de kan ha helt olika orsaker, t.ex.: Bom i betonggolv orsakade av armeringskorrosion. Sker vanligen på minst 30 mm djup. Kan inträffa i betong med ASR i kombination med frostsprängning. Delaminerade ytskikt pga. frostskador. Vid dålig vidhäftning av pågjutning mot underlaget Efter ytbearbetning medelst glättning av betonggolv 5
Delaminering i samband med ytbearbetning 2 mm 10 mm 3-5 mm 5 mm 6
Resultat från litteraturen Varför uppstår nu delaminering i glättade betonggolv? I litteraturen menar man att problem med delaminering beror dels av; betongens egenskaper, utförandet och väderförhållandena. Beträffande betongreceptet bedöms luftinnehållet vara den främsta orsaken till problem med delaminering. Det rekommenderas bl.a. i ACI rapporter att lufthalten < 3 %. 7
Lite om utförandet - produktion av betonggolv Betonghandboken arbetsutförande, projektering och byggande. Slabs on Ground, 3rd edition, ACI, Farmington Hills, Michigan, 2010. Guide for Concrete Floor and Slab Construction, ACI Committee 302, 2004. Betongföreningens rapport nr 13 beskriver 3 olika sätt för konstruktion av betonggolv. Utläggning med manuell laseravjämning (beskrivs inte i rapporten) Utläggning med laserscreeder Utläggning med banor och brygga 8
Utläggning med banor och brygga 9
Modern tillverkning av betonggolv Laserstyrd mekaniserad golvläggning 10
11 https://www.youtube.com/watch?v=0_cvww4yyjg
Viktiga moment i utförandet (gäller alltid) Förberedelser för gjutning omfattar bl.a. God packning av underlag och kontroll av tillräcklig sprickbegränsande armeringsmängd och att den ligger på rätt höjd. Om avdragsbanor skall användas att de är fixerade i rätt höjd och på rätt avstånd från varandra för den vibratorbalk som skall användas. Kontroll av levererad betong (Mkt viktigt!) Då betongen från betongfabriken anländer skall betongens konsistens och lufthalt - om frostbeständig betong beställts - kontrolleras av mottagande entreprenör. (Min uppfattning är att varje leverans bör kontrolleras, även avseende luft, om man vill undvika problem med delaminering.) 12
Undersökningar litteratur frågeenkät skadeutredningar CBI-rapporter intervjuer 13
Resultat från undersökning av enkät Endast 8 olika entreprenörer kontaktades. Fem av sex - problem med delaminering både i golv med ströbetong och i monolitiska golv. Problem har fr.a. förekommit på fetare och stark betong med vct 0,50. En hade fr.a. problem med ströbetong och att problemen hade tilltagit. Problemen började fr.a. när betong med krossballast, byggcement och flytmedel hade levererats. En hade gått ifrån byggcement och beställde anläggningscement istället fastän det då tar 4 timmar längre och blir dyrare. En misstänkte att PCE flytmedel drar in luft vilket orsakar problem. En fick problemen kom efter att han skaffade sittmaskiner 2007. (Började 1995 med ströbetong.) 14
Resultat av intervjuer Intervju med en betongleverantör på betongfabrik Berättade att man fick problem med delaminering vid gjutning 2007 av ett stort golv med ströbetong varför man gick ifrån det moderna receptet med mycket finmaterial, cement och vatten och bytte till ett mer gammaldags recept med grövre ballast. Efter det försvann problemen med delaminering på arbetsplatsen. 15
Resultat från undersökning av CBI-rapporter CBI uppdragsrapporter med delamineringsskador mellan 1975-2014 Rapport nr Årtal Titel 7529 1975 Blåsor i vakuumbehandlat betonggolv 8437 1984 Blåsor i vakuumbehandlat och glättat betonggolv 91028 1991 Blåsor i betonggolv 93039 1993 Undersökning av prov från sprucket golv 99128 1999 Undersökning av orsak till lossnande ytskikt på betongbanor hos 2006-136 2006 Sprickor i nygjuten betongplatta P900728 2009 Industrigolv i P900728A 2009 Industrigolv i 3P00205x 2013 Industrigolv på billackeringsfirma 4P00345 2014 Skadeutredning, delaminering av betonggolv, Ishall 4P00639 2014 Utredning av delaminering av betonggolv. 16
Research project Floorcrete - belgiskt projekt om delamering Litteraturen Blödningsvatten eller luft fastnar under det av glättningen kompakterade och täta ytlagret I gränsskiktet mellan skjuvade lager och opåverkade lager bildas svaga zoner Efter härdning, krympning belastning vid användning delamination Bleed water Air bubbles 17
Floorcrete Bildandet av försvagat skikt mekanism Verkan från glättningen: Vibrationer (vertikalt) Skjuvning (horisontellt) Formering av olika skikt 1,2,3,4 18
Floorcrete Bildandet av försvagat skikt mekanism 4: Luftporer Trycks ned från översta skiktet 3. Luft stiger upp från skikt 1. Horisontell skjuvning av porer i 4. => Försvagat skikt 4. Delaminering. 2. 3. 4. 1. 19
Resultat från skadeutredningar. Exempel på tunnslip I delaminerat golv. Ströbetong. Här har applicering av ströbetongen orsakat två lager närmast ytan, ett förtätat lager i konstruktionsbetongen, samt det översta lagret med betydligt färre små ballastkorn. Men här finns ingen delaminering men däremot en blödningskanal. Bildbredden motsvarar ca 6,7 mm. 20
21
22 Lägg märke till att de flesta luftporerna i bilden är skjuvade i en diagonal riktning. Bildbredden är ca 3,4 mm.
Belgisk studie Floorcrete kastar ljus över problemet med delaminering I Belgien har ett projekt genomförts som heter Delamination of industrial concrete floors. Projektet benämns kort som Floorcrete. En fortsättning av arbetet har startats i RILEM. Det belgiska arbetet startade med anledning av samma bakgrund som i Sverige, dvs. på grund av observation av ett ökat antal skadefall på glättade industrigolv av betong på senare år. 23
Floorcrete I en laboratoriestudie undersökte de inflytandet av luftmängd, blödning och härdningstid för två typer av betongblandningar med olika ballaststorleksfördelning, 320 kg cement/m 3, vct = 0,55. Standard den gängse använda ballaststorleksfördelningen vid belgiska betongfabriker. TV204 den rekommenderade fördelningen enligt tekniska föreskrifter i Belgien. 24
Floorcrete Därefter tillsattes tre olika polykarboxylateter (PCE) baserade superplasticerare en melaminbaserad superplasticerare en naftalen baserad superplasticerare i varsin blandning tills en betong med konstistens S4 åstadkommits. Sedan uppmättes lufthalten i betongen efter olika lång blandningstid. Det visade sig att två av de tre PCE baserade flytmedlen tar upp stora mängder luft ifrån omgivningen. 25
Floorcrete Samma studie visar också att blandningarna med PCE flytmedel blöder betydligt mindre och sätter sig senare jämfört med betonger med flytmedelstillsats av naftalen eller melamin [23]. När det gäller blödningen har dessutom ballastens storleksfördelning en stor betydelse. Betong med mindre andel finballast blöder snabbare och, än viktigare, blödningen avstannar snabbare. 26
Slutsatser Syftet med rapporten var att undersöka ifall en ökning av problem med delaminering har skett under den senaste 10-års perioden i Sverige, samt att försöka förstå vad en sådan ökning, om den ägt rum, kan bero på. Både litteraturen, artiklar och olika typer av rapporter, och vittnesmål från utförande golventreprenörer tycks bekräfta denna bild, dvs. att problem med delaminering har ökat de sista 10-15 åren. Huvudorsaken till denna ökning tros vara att betongrecepten har förändrats på ett sådant sätt att det ofta blivit mycket svårt att åstadkomma en bra ytbehandling av golvbetongen. En annan orsak är ny metodik. En Belgisk studie visar att moderna betongrecept med mycket finmaterial och med vissa typer av PCE baserade flytmedel försvårat utförandet. 27
Dessa skador orsakar stora kostnader för entreprenörerna. Man kan tycka att entreprenörerna får bära ett alltför stort ansvar och att det är orättvist att de skall bära alla kostnader när de plötsligt får nya typer av betong att använda, betongsorter med nya recept som uppför sig på annorlunda mot tidigare levererade betonger. Intressentförening för golventreprenörer? Studien visar alltså att: Mycket talar för att en ökning av delamineringsskador har skett. Förändring av betongreceptet och ny metodik vid utförandet bedöms ha varit huvudorsaken till att ökade problem har uppkommit. På sistone verkar det som om branschen på vissa håll har kommit ifrån de värsta problemen och anpassat sina metoder till moderna betongrecept. 28
TACK! Lars Kraft lars.kraft@ri.se 010-516 68 16 Research Institutes of Sweden SAMHÄLLSBYGGNAD CBI BETONGINSTITUTET
Blödning Frånvaro av blödningsvatten: Krympning i plastiskt tillstånd Skorpbildning (crusting) Ströbetong kan inte strös på Risk att vatten strös på efteråt (ej tillåtet) Problem Förlängd blödning: Delaminering från vatten som fastnar under bearbetad yta 30
Så fort blödningen har upphört kan man börja kontrollera om betongen är redo att börja bearbetas. Men hur gör man det? Överflödigt blödningsvatten avlägsnas. Men betongen får heller inte börja torka så att ljusa fläckar uppstår lite här och där. Det senare, med s.k. skorpbildning ( crusting ), kan inträffa vid för liten och för långsam blödning. Se följande referenser för bedömning av starttid för glättning: Örjan Petersson and Arne Johansson, "Styrning av glättingshårdhet, CBI rapport 1:91," Stockholm1991. Emborg M., Carlswärd J., Hedin C., Jonasson J-E., and Järleberg M., "Program kortar ned väntetid när betong ska glättas," Husbyggaren, pp. 31-34, 2010 31