Var står vi när det gäller fuktberäkningar i betong? Lars-Olof Nilsson Moistenginst AB Var står vi när det gäller fuktberäkningar i betong? Fuktberäkningar i andra material Fuktberäkningar i betong vad är så speciellt/svårt? Kemisk fuktbindning SjälvuIorkning SorpJonskurvor FukIransportegenskaper UIorkning Fuktomfördelning Fuktmätning ai verifiera mot Fuktberäkningar i framjden moistenginst AB FCs ERFA-dag Fuktsakkunniga 2020 2 1
Fuktberäkningar i andra material Bra beräkningsverktyg (Wufi, KFX,..) Randvillkor TVÅ, fixa fuktegenskaper: w e [kg/m 3 ] d [m 2 /s] fuktkapacitet 0 100 RF [%] RF 1 RF 2 0 100 RF [%] moistenginst AB FCs ERFA-dag Fuktsakkunniga 2020 3 Fuktberäkningar i andra material Bra beräkningsverktyg Randvillkor TVÅ fixa fuktegenskaper Här har vi det mesta. Det är egentligen bara : fukiransport under en temperaturgradient i vissa material, kapillärsugning mellan material skanning vid fuktvariajoner som vi inte klarar. moistenginst AB FCs ERFA-dag Fuktsakkunniga 2020 4 2
Fuktberäkningar i betong vad är så speciellt/svårt? Var står vi? Se BHB (2021), kap 17 Kemisk fuktbindning! Fuktegenskaperna: Allt varierar med Hden & djupet! moistenginst AB FCs ERFA-dag Fuktsakkunniga 2020 5 Fuktberäkningar i betong vad är så speciellt/svårt? Kemisk bindning av vaien w n (t) bidrar (ibland mycket) Jll uiorkning av betong; kallas just därför för självuiorkning. Betongens ekvivalenta ålder är olika på olika djup och ändras hela Jden. Det finns (därför) oändligt många betonger. Fuktegenskaperna är åldersberoende! ( ekvivalent ålder ¹ Jd!). moistenginst AB FCs ERFA-dag Fuktsakkunniga 2020 6 3
Ekvivalent ålder e;er 6 månader Djup (m) 0 0.02 0.04 0.06 0.08 0.1 0.12 0.14 0.16 0.18 0.2 Ekvivalent ålder (dygn) 0 50 100 150 200 moistenginst AB FCs ERFA-dag Fuktsakkunniga 2020 7 Fuktberäkningar i betong vad är så speciellt/svårt? Kemisk bindning av vaien w n (t) bidrar (ibland mycket) Jll uiorkning av betong; kallas just därför för självuiorkning. Betongens ekvivalenta ålder är olika på olika djup och ändras hela Jden. Det finns (därför) oändligt många betonger. Fuktegenskaperna är åldersberoende! ( ekvivalent ålder ¹ Jd!). Krävs synnerligen avancerade beräkningsverktyg, som kan allt deia. Kraven på osäkerhet i beräkningarna är stora; ställer stora krav på indata! moistenginst AB FCs ERFA-dag Fuktsakkunniga 2020 8 4
Kemisk bindning av va>en w n (t), a(t) Vi har mätmetoderna; det är snabbt gjort ai kvanjfiera för ei nyi bindemedel. W n (t) beror på T och RF; svårt ai kvanjfiera. Inget gjort sedan KNM (1997)! Exempel: moistenginst AB FCs ERFA-dag Fuktsakkunniga 2020 9 (De)sorpDonskurvor W e (RF, T, T(t), t ekv ) Höga krav: Många studier: Ahlgren (1972) (OPC) Nilsson (1980) (OPC) Xu (1992) (flygaska) Atlassi (1993) (silika) Baroghel-Bouny (1994) (2007) (OPC & silika). Norling-Mjörnell (1997) (OPC & Si, f(a) Sjöberg et al (2002) (f(t)) Åhs (2011) (skanning) Saeidpour (2015) (OPC, SF, slagg, hysteres) Olsson (2018) (OPC & Slagg) Stelmarczyk et al (2019) (Bas) Linderoth (2020) (OPC & flygaska, f(t)) moistenginst AB FCs ERFA-dag Fuktsakkunniga 2020 10 5
(De)sorpDonskurvor W e (RF, T, T(t), t ekv ) PPB har skapat förvirring: MS(2019) moistenginst AB FCs ERFA-dag Fuktsakkunniga 2020 11 (De)sorpDonskurvor W e (RF, T, T(t), t ekv ) NO (2018) fick liknande kurvform över 30 % RF: (vi trodde ai det var pga högre ålder) MEN: Olika metoder: DVS Box PPB Bas vct 0.40 LON (1980) OPC vct 0.40 MS(2019) moistenginst AB FCs ERFA-dag Fuktsakkunniga 2020 12 6
(De)sorpDonskurvor W e (RF, T, T(t), t ekv ) NO (2018) fick liknande resultat vid två olika ålder: OL(2020) har förklaringen. Olika metoder! MEN: Olika metoder: DVS Box moistenginst AB FCs ERFA-dag Fuktsakkunniga 2020 13 (De)sorpDonskurvor W e (RF, T, T(t), t ekv ) LON (1980) stämmer räi hyfsat: (med NOs box-data) 0.5 0.5 OPC vct 0.38 Olsson (2018) OPC vct 0.53 Olsson (2018) 0.4 0.4 0.4 0.5 We/C [kg/kg cement] 0.3 0.2 We/C [kg/kg cement] 0.3 0.2 0.1 0.1 0.0 0.0 0 20 40 60 80 100 0 20 40 60 80 100 RH [%] RH [%] moistenginst AB FCs ERFA-dag Fuktsakkunniga 2020 7
(De)sorpDonskurvor W e (RF, T, T(t), t ekv ) Åldersberoendet, KNM(1997), vct 0.40: Åldersberoendet, OL(2020), vct 0.45: 0.4 0.2 0.4 0.6 0.2-0.3 0.3-0.4 0.4-0.5 0.5-0.6 0.6-0.7 0.3 w/b=0.40 OPC We/C 0.2 0.1 Data from Norling Mjörnell (1997) 0 0 20 40 60 80 10 0 RH (%) moistenginst AB FCs ERFA-dag Fuktsakkunniga 2020 Självu>orkning gamla modellen håller! W [kg/m 3 ] W 0 RH self = RH ( w ( w = w - w + Dw) e e ) = 0 n Men helt beroende av Jllförlitligheten hos desorpjonsisotermen! W n W e 0 100 RH [%] RH self RH self 8
Fuk>ransportkoefficienter d(rf, (T), t ekv ) Vi har länge bara hap GHs data från 1993 & 1996: Några Välhärdad nyare studier: OPC-betong Åhs (2011) (OPC) Saeidpour & LW(2015) (OPC, SF, slagg, hysteres) Olsson et al (2018) (OPC & Slagg) Stelmarczyk et al (2019) (Bas) Nilsson et al (2019-2020) (Bas, OPC, Bygg, slagg) Linderoth & Johansson(2020) (OPC & flygaska) OPC, 5 år moistenginst AB FCs ERFA-dag Fuktsakkunniga 2020 17 Fuk>ransportkoefficienter d(rf) NO(2018), 4 år moistenginst AB FCs ERFA-dag Fuktsakkunniga 2020 18 9
Fuk>ransportkoefficienter d(rf) OPC NO(2018) vs. GH(1993) 10 10 9 8 0.5 0.5 0.6 0.6 NO-0.53OPC 1 0.9 0.8 0.5 0.6 7 0.7 NO-0.53OPC d [10-6 -6 m 2 /s] 6 5 4 3 3 2 2 1 1 0 030 50 70 90 30 50 RH [%] 70 90 RH [%] 0 10 30 50 70 90 moistenginst AB FCs ERFA-dag Fuktsakkunniga 2020 19 d [10-6 m 2 /s] 0.6 0.5 0.4 0.3 0.2 0.1 GH-betong vs. NO-bruk RH [%] Fuk>ransportkoefficienter d(rf) LON & KB (2019) Bas, 1 år OL & PJ(2020) FA-bruk, 1 år Delta (m2/s) 5.0 E-0 7 4.0 E-0 7 3.0 E-0 7 2.0 E-0 7 1.0 E-0 7 vct 0.4 & 0.5 d(60,96) m 2 /s BRK d(60,85) m 2 /s vct 0.5 BRK vct 0.4 vct 0.45 0.0 E+00 1 2 3 4 5 6 moistenginst AB FCs ERFA-dag Fuktsakkunniga 2020 20 10
Fuk>ransportkoefficienter d(rf) Bascementbetong LON(2019), OL(2020) vs. MS(2019) D v (m 2 D /s) vct 0.45-0.55, 1 år v (m 2 /s) vct 0.40, 1 år 2.E-07 2.0E-07 PPB vct 0.40 PPB vct 0.40 PPB vct 0.55 vct 0.50 LON Bas LON Kopp1 1.5E-07 OL FA-bruk vct 0.45 2.E-07 LON Kopp2-6 OL FA-bruk vct 0.45 1.0E-07 1.E-07 5.0E-08 Orimligt! 0.0E+0 0 0 20 40 60 80 100 RF (%) 5.E-08 0.E+00 Orimligt! 0 20 40 60 80 100 RF (%) moistenginst AB FCs ERFA-dag Fuktsakkunniga 2020 21 PPBs metod a> utvärdera fuk>ransportdata Skillnaden mellan modellerad RF själv pga. självuiorkning och uppmäi RF eper uiorkning måste förklaras med fukiransport. Ekvivalent djup diffusions-- uiorkning RF själv RF=100% RBKmätning själv-- uiorkning 22 11
PPBs metod a> utvärdera fuk>ransportdata Skillnaden mellan modellerad RFsjälv pga. självuiorkning och uppmäi RF eper uiorkning måste förklaras med fukiransport. RFsjälv Ekvivalent djup Modellen överskaiar sannolikt självuiorkningen. (RBK-mätningen underskaiar kanske uiorkningen) Utrymmet för fukiransport däremellan blir för litet. diffusions-uiorkning RF=100% RBKmätning själv-uiorkning Mätning av d(rf) gjordes, men värdena blev för höga! 23 Självu>orkning i PPB Svårt ai simulera i PPB finns ingen tät täckning. Den blå kurvan, innan brytpunkten, bör vara självuiorkning. vct 0.55 på plåworm, under presenning, 20C Den pekar mot låg RF << 96 % pga självuiorkning. 24 12
Men vi har ju TorkaS(?) Vi vet vad som ingår Vi vet hur allt behandlas Stor användarvänlighet Vi kan t o m få RF-profiler Men Påstås ge fel vid låga vct Data för Byggcementbetong! En del tveksamheter Får inte uppdateras! Vad ska vi verifiera mot? moistenginst AB FCs ERFA-dag Fuktsakkunniga 2020 25 Fuk>ransportkoefficienter d(rf, (T), t ekv ) Olika ålder vct 0.4 Dags ai mäta vid yngre ålder! Burkmetoden borde fungera! t o m i ung ålder (?) moistenginst AB FCs ERFA-dag Fuktsakkunniga 2020 26 13
U>orkningsberäkningar - Comsol Öppen Black-Box Vi vet vad som finns i Det går ai uppdatera BI-dry utvecklas här Magnus har koll! moistenginst AB FCs ERFA-dag Fuktsakkunniga 2020 27 Fuktomfördelningsberäkningar har gjorts sedan länge 1979(!) 14
Fuktomfördelningsberäkningar har handlat mer om 2D-beräkningar Kvarsittande stålform Uttorkning Omfördelning Fuktomfördelningsberäkningar har handlat mer om 2D-beräkningar Djup [m] Korrugerad plåtform Bredd [m] 0 0.02 0.04 0.06 0.08 0.1 0 0.02 0.04 0.06 0.08 0.1 0.12 OBS! Djup och bredd är ej skalenlig! 1 3 5 7 9 S1 S3 S5 S7 S9 S11 S13 S15 S17 S19 40-41 41-42 42-43 43-44 44-45 45-46 46-47 47-48 48-49 49-50 50-51 51-52 52-53 53-54 54-55 55-56 56-57 57-58 58-59 59-60 60-61 61-62 62-63 63-64 64-65 65-66 66-67 67-68 68-69 69-70 70-71 71-72 72-73 73-74 74-75 75-76 76-77 77-78 78-79 79-80 80-81 81-82 82-83 83-84 84-85 85-86 86-87 87-88 88-89 89-90 90-91 91-92 15
Beräkningar i 2D fungerar fakjskt i Wufi2D! 2D-beräkning också med hålrum Beräkning gjord av Mathias Lindskog, då AK-konsult 16
Fuktomfördelningsberäkningar Åhs (2011) lype Jll en annan nivå Men helt täi ytskikt moistenginst AB FCs ERFA-dag Fuktsakkunniga 2020 33 Fuktomfördelningsberäkningar Z btg vs. Z ytskikt moistenginst AB FCs ERFA-dag Fuktsakkunniga 2020 34 17
Mina erfarenheter av fuktomfördelningsberäkningar 75 % av jobbet är ai ta fram materialegenskaper! Resultatet är helt beroende av vilka materialegenskaper man använder! Man lär sig, med Jden, ai det är svårt! Alla nödvändiga data finns inte Jllgängliga! Man måste göra förenklingar/antaganden. Fuktomfördelningsberäkningar - vi har (en hel del) skanningkurvor Redan Ahlgren (1972)! Trä Btg vct 0.44 moistenginst AB FCs ERFA-dag Fuktsakkunniga 2020 36 18
Fuktomfördelningsberäkningar - vi har (en hel del) skanningkurvor Anderberg (2004) Avjämningar Åhs (2011)! Saeidpour & Wadsö (2015) slagg, w/b=0.6 moistenginst AB FCs ERFA-dag Fuktsakkunniga 2020 37 Fuktomfördelningsberäkningar vs. u>orkningsberäkningar Svårare: Uppfuktning kräver skanningkurvor, olika för varje djup! Ytskiktens Z är Z(RF) Ibland 2D LäIare: RelaJvt välhärdad betong (men betongytan!) Mindre effekt av betongens fortsaia härdning Andra beräkningsverktyg moistenginst AB FCs ERFA-dag Fuktsakkunniga 2020 38 19
MEN: PPB kommer med fuktomfördelningsberäkningar. Farligt! OPC Bas SjälvuIorkning Jll 90 % RF + 30 dygn i 60 % RF: > 85 % RF SjälvuIorkning Jll 95 % RF + 20 dygn i 60 % RF: < 85 % RF Från SBUF 13354-slutrapport 2019-05-10 Fuktomfördelningsberäkningar - Vägledning på väg! moistenginst AB FCs ERFA-dag Fuktsakkunniga 2020 40 20
Fuktberäkningar i betong vad jämföra med? KriJska fuktnivåer? (RF?, alkalitransport?,???) KriJsk RF ¹ 85 % RF = Högsta Jllåtna fuk llstånd. Tveksamt Tveksam mätmetod för verifiering. RBK-% ¹ %RF (?) moistenginst AB FCs ERFA-dag Fuktsakkunniga 2020 41 Fuktberäkningar i betong var står vi? SofisJkerade beräkningsverktyg! Behöver öppnas! Behöver utvecklas! Output beror (helt) på input! Bra mätningar fordras! Tveksam mätmetod för verifiering. RBK-% ¹ %RF (?) GeI högre och högre RBK-% RF OK = 85 % ligger sjll. Tveksamt RF krit behöver mätas om! moistenginst AB FCs ERFA-dag Fuktsakkunniga 2020 42 21
TACK för mig! 22