CBI:s informationsdag 2013 Renovering och förnyelse
CBI Betonginstitutet 100 44 Stockholm c/o SP c/o SP tel 010-516 68 00 Box 857, 501 15 Borås Ideon fax 08-24 31 37 tel 010-516 68 00 223 70 Lund cbi@cbi.se www.cbi.se tel 010-516 68 00
Välkommen till CBI:s informationsdag 2013! Temat för dagen är Renovering och förnyelse. För ett land som vårt med en stor byggd miljö som betingar ett högt ekonomiskt värde är det alltid viktigt att ta hand om de byggnader och anläggningar som finns på bästa sätt. Med en utbytestakt på kanske en procent om året mäts omloppstiden i sekel. I en tid då hållbarhetsfrågorna alltid ligger högt på agendan väger de miljömässiga skälen för underhåll, reparation och förstärkning lika tungt som de ekonomiska. När så bostadsbyggandet går ned till följd av lågkonjunkturen flyttar även många företag fokus från nyproduktion till reparation och förstärkning. Det är så vi på CBI Betonginstitutet resonerat när vi valde Renovering och förnyelse som tema. Sett ur ett internationellt perspektiv ligger Trafikverket långt framme när det gäller drift och underhåll. Sedan ett antal år tillbaka mäter man årligen Brist på kapitalvärde (BK-värde). Det definieras som värdet av kostnaden för att reparera förekommande skador i förhållande till återanskaffningsvärdet. BK-värdet brukar ligga på eller strax under 30 promille. Det finns tre principiellt olika sätt att sänka BK-värdet: (1) reparera skadade broar (täljaren minskar), (2) ersätta skadade broar med nya (täljaren minskar) och (3) bygga nya broar utan att riva några gamla broar (nämnaren ökar). Man kan lägga till ett fjärde som innebär att man höjer värdet på det befintliga beståndet t.ex. genom höjd prestanda, nya funktioner eller förlängd livslängd. Kanske borde samhället införa BK-värdet för hela den byggda miljön. Om vi lekar med den tanken skulle vi kunna definiera föredragen om renovering av fasader, marina konstruktioner och historiska byggnader som 1, föredraget om ett nytt miljonprogram som 3 samt föredragen om Smykkeskrinet och offeranoder som 4. Bland informationsdagens deltagare finns alltid många från cement- och betongindustrin. Ny kunskap om möjligheter till reparation och längre livslängd liksom från förmiddagens seminarium om betong i bruksskedet ger naturligtvis nya försäljningsargument men knappast några större betongvolymer. Vi på CBI Betonginstitutet är medvetna om det och har därför valt att vidga innehållet litet utanför temat. Självkompakterande betong är alltid intressant även om vi alla väntar på det stora genombrottet också inom platsgjutning. En fråga gäller formtrycket och bland föredragen finns ett om resultatet av en internationell workshop. Har de internationella forskarna lyckats enas om ett förslag till beräkningsmetod? När det gäller industrigolv har betongen knappast några konkurrenter. Men felen är tyvärr fortfarande för många och reparationskostnaderna för stora trots vällovliga satsningar på forskning och kommittéarbeten. De stora betongvolymerna får inte alltid den omsorg de förtjänar. Förhoppningsvis kan förmiddagens andra seminarium ge förslag på nya lösningar som leder till färre fel och ett bättre hushållande med golvbetongen. Varmt välkommen till årets informationsdag Johan Silfwerbrand 1
2
CBI:s informationsdag 14 mars 2013 Från förmiddagens seminarier finns ingen dokumentation med här. En pdf av presentationerna kommer att finnas på vår hemsida www.cbi.se. Eftermiddagens föredrag: Ett nytt miljonprogram för Sverige Hans Lind, KTH 5 Renoveringen av Smykkeskrinet (Lärarnas hus) i Oslo Cathrine Vigander, Element Arkitekter 7 Renovering som viktig del av SP:s affärsområde samhällsbyggnad Kristina Mjörnell, SP 11 Miljonprogram, fasader och textilarmering Katarina Malaga, CBI 15 Hur skall vi beräkna formtrycket vid gjutning av SKB Peter Billberg, Strängbetong 19 Renovering av historiska murverk Jan Erik Lindqvist, CBI 23 Termiskt sprutade offeranoder av zink förlänger livslängden för broar Anders Selander, CBI & Bror Sederholm, Swerea KIMAB 27 Reparationer av marina konstruktioner Ghassem Hassanzadeh, CBI 31 Stöd i lagen för reparationer Robert Melander, CBI 35 3
4
Dags för ett nytt miljonprogram Hans Lind KTH, Avd för Bygg- och fastighetsekonomi hans.lind@abe.kth.se Denna text publicerades som debattartikel i Dagens Nyheter, aug 2012. Under de senaste 10 åren har befolkningen i storstadsregionerna växt betydligt snabbare än bostadsbeståndet. Bostadspriserna har stigit kraftigt liksom kötider till hyreslägenheter och sannolikt också svarta överlåtelser av hyresrätter och svart andrahandsuthyrning. Det som byggts har till stor del varit bostäder med mycket hög kvalitet i centrala lägen och vänt sig till hushåll med inkomster över genomsnittet. Miljonprogrammet har idag dåligt rykte. Om det är orättvist eller välförtjänst spelar mindre roll, men det är viktigt att se att kärnan i miljonprogrammet var stor bostadsproduktion i förorter med syftet att skapa prisvärda bostäder som "vanligt folk" hade råd med. Och är det inte just detta som behövs? Billigare bostäder behöver inte vara fula och tråkiga. Med noggranna marknadsundersökningar av vad människor i olika grupper anser är attraktivt och kreativa arkitekter som kan skapa extra kvaliteter inom snäva ekonomiska ramar borde det gå att båda bygga spännande och billigt. Vill människor bo i miljöer med gator och kvarter som innerstäderna ska vi självklart bygga ett nytt miljonprogram på det sättet. Det framgångsrika området Jakriborg utanför Lund inspirerades av medeltidstaden, så de nya förorterna kan väl inspireras av Gamla Stan eller andra attraktiva innerstadsmiljöer om det är det människor vill ha även om bostäderna självklart kommer att bli mer dominerande i förorten än i stadskärnan. Det är dags att konstatera att de institutionella strukturer vi har idag inte klarar av att genomföra storskaligt bostadsbyggande. Kommunerna ser till sina egna intressen och det är för stora samordningsproblem mellan kommunalt planmonopol, landsting som styr kollektivtrafiken och staten som finansierar väginvesteringarna. Jag har svårt att se att även om regionerna fick större makt skulle de knappast kunna gå emot lokala intressen som till stor del är deras väljare. Ett nytt miljonprogram förutsätter att staten ser detta som ett riksintresse och är beredd att satsa resurser på infrastruktur, ge ekonomiska garantier till dem som investerar (se vidare nedan) och genomdriva planer mot kommunernas vilja. Staten måste direkt ansvara för genomförandet av det Nya Miljonprogrammet. Oavsett om vi vill det eller inte är bostadsmarknaden idag en marknad. Hyror och priser i nyproduktionen styrs av utbud och efterfrågan. Det innebär att om vi bygger nya förorter runt om i regionen så kommer priser och hyror att bli lägst i de delar där de med högre inkomster av någon anledning inte vill bo. Bygger vi t ex nya bostäder i Nacka kommer priserna att bli relativt höga helt enkelt därför att det är ett attraktivt områden för hushåll med högre inkomster. Lite tillspetsat kan vi säga att på en marknad kan billiga bostäder bara finnas där de med högre inkomster inte vill bo. Även om Nya Miljonprogramsområden byggs i alla delar av regionen kommer de att bli billigare i de södra regiondelarna i Stockholm än i de norra. Det är ingen mening med att hyckla: Billiga bo- 5
städer och minskad inkomstmässig segregation är mycket svåra att förena på en marknad där olika områden har olika status för de mer välbärgade. Enligt mina värderingar är dock bra och billiga bostäder i trevliga stadsdelar överordnat målet om minskad inkomstmässig segregation. Sen kan man alltid diskutera hur kommuner med mer "fattiga" invånare ska kompenseras för att de som bor i dessa kommuner inte ska få sämre service eller högre skatt. Långsiktigt finns det fördelar med att människor äger sin bostad och till skillnad från det gamla Miljonprogrammet bör ägda bostäder dominera i det Nya Miljonprogrammet. Centrala frågor är hur vi ska få företag att våga investerare i dessa nya områden, och hur hushåll med lägre inkomster ska kunna och våga köpa en bostad där. En möjlighet är följande: I dessa områden utfärdar staten en "säljoption" till alla som bygger och till dem som köper en bostad som innebär att under säg 5-10 åren så erbjuder sig staten att köpa huset eller lägenheten till ett förutbestämt pris. Då vet aktörer vilka risker de tar och ju attraktivare områden som skapas desto mindre blir riskerna att staten förlorar pengar. I dessa områden görs undantag från bolånetaket och staten garanterar lån upp till 100% av priset. Ett amorteringskrav på 2% införs istället. På det sättet kan hushåll som saknar ekonomiska reserver ändå köpa en bostad så länge deras löpande inkomster täcker de löpande kostnaderna. Och många gånger blir dessa löpande utgifter i den ägda bostaden ändå lägre än hyran, bland annat pga ränteavdragen. Det första steget mot ett Nytt Miljonprogram är att regeringen tillsätter en kommission för varje storstadsregion med uppdraget att peka ut de områden där nya stadsdelar kan byggas. I uppdraget ska också ingå att peka ut vilka regler som det kan vara motiverat att göra undantag från för att få rimliga kostnader och för att få en genomförandeprocess som flyter smidigt. I kommissionerna ska självklart både lokala politiska grupper och tänkbara byggare finnas representerade men de ska arbeta utifrån tydliga statliga direktiv om att områden för ett visst antal bostäder ska pekas ut. Därefter lyfts de utvalda områden ut från den vanliga beslutsprocessen och ansvaret för genomförandet läggs t ex på särskilda utvecklingsbolag som också får ekonomiska resurser för att genomföra utbyggnad av infrastruktur för biltrafik och kollektivtrafik. Dessa utvecklingsbolag är också de som formellt utfärdar de säljoptioner som nämndes ovan. Regeringen kritiseras idag för att den satsar för lite med tanke på hur goda stadsfinanserna är. Nya infrastrukturprojekt nämns som exempel på lämpliga satsningar. Enligt min mening borde dock nya billiga bostäder med en väl utbyggd infrastruktur ges högsta prioritet. 6
Renovering av Smykkeskrinet (Lärarnas hus) i Oslo Cathrine Vigander Element Arkitekter AS cathrine@element.no Smykkeskrinet/Lærernes Hus, ligger i Osterhaus Gate 4 med forbindelse gjennom kvartalet til Utdanningsforbundets hovedkontor i Hausmanns Gate i Oslo. Konferensesenteret fungerer således som en utvidelse av eksisterende funksjoner og er en kombinasjon av nybygg og ombygging. Bakbygningen i eksisterende bevaringsverdige bygård er innlemmet i konferansesenteret, mens forhuset i den eksisterende bygården rommer 11 nye leiligheter for ansatte i Utdanningsforbundet. Kunsten i hovedfasaden symboliserer Utdanningsforbundets viktige rolle innen utdanning og opplæring. Huset er tilpasset høydene og hovedlinjene i nabobyggene, både mot gate og mot gårdsrom. Hovedmaterialene er lys betong støpt på stedet kombinert med rene glassfasader. Foto: Element Arkitekter AS. Betong og glass Ett av hovedfokusene i den nye konferansesenteret var å skape et energi- og miljøvennlig bygg hvor materialvalget var avgjørende for å oppnå et godt energiregnskap. Resultatet ble et lavenergihus beregnet til under 80 kwh/m 2 per år. Suksessen ligger i kombinasjonen av valg av hovedmaterialene betong og glass. Utsmykningen i hovedfasaden er planlagt med tanke på å bedre energiregnskapet ytterligere og fungerer således som solfaktor. 7
Foto: Element Arkitekter AS. Energikonseptet Smykkeskrinet henter energi til oppvarming fra 10 store energibrønner (150 til 200 meter dype) som er etablert i bakgården inne mellom eiendommene. I tillegg ble det etablert to energibrønner i forbindelse med ombygging av bygården. Fra disse energibrønnene får man opp jordvarme via en varmepumpe. På denne måten reduseres energikostnadene til oppvarming med ca. 60 %. Om sommeren kjøles bygget av det kalde vannet man henter opp fra bakken. Kjøling får man derfor nesten helt gratis fra brønnene (besparelse ca. 90%). Oppvarmingen inne i bygget foregår hovedsakelig via gulvvarme. Kjølingen foregår hovedsakelig ved at gulvvarmesystemet også brukes til kjøling. Deler av gulvvarmesløyfene brukes også for direkte kjøling om sommeren, da vannet fra energibrønnene sirkuleres i disse. Store vindusflater i bygget tilfører gratis solenergi. Hovedfasaden mot gaten ligger mot sydvest, og går i byggets bredde fra gaten og helt til taket. Hovedfasaden samler gratis solvarme som en stor solkollektor hele sommeren. Denne varmen hentes ved kjøling i selve betongtrappen og fra fancoils i toppen av trapperommet, slik at man får ladet opp energibrønnene igjen til neste vinter. Energisentralen i Smykkeskrinet er knyttet sammen med eksisterende hovedkontor. På denne måten får man eksportert varmeenergi som man har til overs fra Smykkeskrinet over til nabobygget. Denne eksporten foregår vår og høst. På de kaldeste dagene får man noe av denne energien tilbake, i og med at man på slike dager trenger varmere vann til oppvarming. På samme måte er det etablert rør for samkjøring av gratis kjøling. Ventileringen av bygget er etablert slik at man får nær 100 % ventilasjons virkningsgrad. Alle luftmengder behovsstyres. Dette gir et meget lavt energiforbruk til ventilering av bygget, samtidig som man får et bedre inneklima enn normalt. I fremtiden foreligger det planer om å ytterligere redusere energiforbruket, ned mot ca. 50 kwh/m 2 per år ved at man blant annet kan skifte ut varmepumpen til en moderne CO 2 - varmepumpe. En slik varmepumpe bruker kun 1/6 strøm for å hente energi fra brønnene, altså ca. dobbelt så effektivt som den varmepumpen man har i bygget i dag. Dette er mulig fordi man bruker gulvvarme med lave temperaturer til innvendig oppvarming, og energibrønner som man holder relativt varme med solenergi. 8
Illustrasjon: Element Arkitekter AS. Integrert kunst Kunstneren Jorunn Sannes ble valgt som samarbeidspartner i forbindelse med utsmykning av hovedfasaden. På solrike dager treffer skyggen fra de speilende symbolene og bokstavene både trapp, vegger og konferansedeltakere. På dagtid speiles nabohus og himmel i fasaden. På kveldstid fremstår Smykkeskrinet som en stor lykt hvor mellomrommene mellom symbolene lyses opp og husets indre kommer til syne. I lobbyen har May Bente Aronsen designet et 17 meter lange kunstverk i tofarget filt. Kunstverket har en avgjørende akustisk funksjon og utgjør samtidig en viktig del av uttrykket i lobbyen. Foto: Element Arkitekter AS. Kunstneren Petter Buhagen har i samarbeid med Element Arkitekter AS og Jorunn Sannes stått for utsmykning av fasaden i eksisterende bygård. 9
Foto: Element Arkitekter AS. Kort norsksvensk ordlista fancoil = enkel utrustning som består av en kyl- eller värmekälla och en fläkt hvor = där kjøling = kylning kun = bara, endast løyfene = ledningar nabo = granne nabobyggene = grannfastigheterna slik = sådan, på sådant sätt støpt = gjutet støpt på stedet = platsgjutet utdanning = utbildning vindu = fönster vindusflater = fönsterrutor 10
Renovering som viktig del av SP:s affärsområde samhällsbyggnad. Kristina Mjörnell SP Sveriges Tekniska Forskningsinstitut kristina.mjornell@sp.se Förnyelse, ombyggnad och renovering av rekordårens bebyggelse har blivit allt mer aktuella de senaste åren. Behov av genomgripande renovering uppstår inte bara genom att byggnaderna är slitna. Utveckling har också skett i synen på bostadens funktionalitet och på social och kulturell miljö liksom infrastruktur och områdesservice. Senare års skarpare miljömål men också ökade kostnader för energi leder till högre krav på energieffektivitet vilket ofta innebär behov av mer omfattande renovering med åtgärder i klimatskalet såsom bättre isolering, ökad täthet och nya fönster samt byte eller nyinstallation av uppvärmnings- och ventilationssystemen där nya energislag kan komma ifråga. Det finns många aspekter som måste beaktas vid val av renoveringsalternativ. Inom SP har vi under de senaste åren haft en mängd olika forsknings- och utvecklingsprojekt som handlat om olika aspekter på energieffektivisering och renovering av befintlig bebyggelse. De har handlat om rutiner för kvalitetssäkring av hela renoveringsprocessen, nya material och konstruktionslösningar för uppgradering av byggnadsskalet, nya system och produkter för ventilation och uppvärmningssystem men också om hur man involverar brukare i renoveringsprocessen för att skapa förståelse och engagemang för renoveringen men även för att få en bestående effekt av energieffektiviseringen. De allra flesta projekten har genomförts i nära samverkan med företag såsom bostadsbolag, entreprenörer, material- och produkttillverkare. Nedan är en sammanfattning av några av de många olika projekt som genomförts. Milparena Renovering av flerfamiljshus med fokus på energieffektivisering Projektet Milparena som är en förkortning av Miljonprogramsarena bygger på ett utvecklat samarbete mellan plattformen för Byggd miljö, Chalmers Energicentrum och SP Energiteknik med ett stort antal forskare och experter med avseende på olika aspekter (arkitektur, teknik, innovation, ekonomi, mm) i anslutning till energieffektivisering. Milparenaprojektet har utgått från ett antal pågående ombyggnadsprojekt (pilotprojekt) hos bostadsbolag i Västsverige som följts av ett antal forskare och forskarstuderande som har fört in expertkunskap i projekten samtidigt som de utvärderat olika aspekter i projektens genomförande. Lägenheterna som byggdes i det så kallade miljonprogrammet mellan 1965 och 1975 använder i regel mycket energi. Många av husen är idag i stort behov av renovering och det är en viktig utmaning för byggbranschen att samtidigt med renoveringen göra dessa bostäder mer energisnåla. SP har bland annat arbetat med dokumentation och utveckling av områden som tilläggsisolering, fönsterrenovering, luftläckage, värmeåtervinning, värmesystem och varmvatten. Projektets mål har varit att identifiera innovativa konstruktioner och systemlösningar som väsentligt minskar den totala energianvändningen och kan användas vid renovering redan idag. Milparena har finansierats av CERBOF, VGR och deltagande företagspartners. 11
Läs mer: Mjörnell, K., et al, Innovativa åtgärdsförslag för renovering av byggnadsskal och installationer och metoder som använts för att nå dit exempel från några pilotprojekt inom Milparena Miljonprogrammets arena. SP rapport 2011:39. SQUARE Kvalitetssäkring vid renovering för att säkerställa energieffektivisering och god innemiljö SQUARE-projektet hade som syfte att främja energieffektiv ombyggnation med förbättrad innemiljö i miljonprogramhus genom att använda ett kvalitetssäkringssystem. SPs system för kvalitetssäkring av innemiljö och energianvändning anpassades till renoveringsprocessen och även till europeiska förhållanden. Syftet med kvalitetssäkringssystemet är att säkerställa att energieffektiviseringen utförs på ett systematiskt och kontrollerat sätt och blir bestående men inte sker på bekostnad av en försämrad inomhusmiljö. En viktig uppgift var att tillämpa kvalitetssäkringssystemet i pilotprojekt för att erhålla praktiskt erfarenhet från implementeringen. Pilotprojekten tjänade också som goda exempel på väl genomförd energieffektivisering i de olika europeiska länderna. Projektet SQUARE finansierades av IEE (Intelligent Energy Europé), Cerbof och Formas. Läs mer: www.iee-square.eu. Renobuild En beslutsmetod för hållbar renovering Byggherrar och förvaltare har krav på sig att minska energianvändningen både från myndigheterna och för att minska kostnaderna för uppvärmning och drift. Det är dock viktigt att utföra de mest optimala åtgärderna för att erhålla kostnadseffektiv energianvändning med bibehållen god innemiljö utan att ge avkall på den arkitektoniska kvaliteten eller få ökad miljöpåverkan. Byggherrarna har ofta inte tillräckligt med vare sig tid eller kunskap för att göra en ordentlig utvärdering av olika alternativ innan de fattar ett slutgiltigt beslut. En viktig faktor är att kostnaden för renovering ofta är kalkylerad för att återbetala sig på kort tid snarare än med hänsyn tagen till livscykelkostnad trots att en genomtänkt, omfattande renovering är ofta mer kostnadseffektiv i det långa loppet. Inom projektet Renobuild utvecklas en metodik för hur man utvärderar renoveringsalternativ utifrån olika hållbarhetskriterier d v s utifrån ett ekologiskt, ekonomiskt och socialt perspektiv. Det finns idag få tillgängliga beslutsverktyg som hjälper byggherren att utvärdera olika renoveringsalternativ med hänsyn till ovanstående aspekter i tidiga skeden. Metodiken har använts för att värdera olika renoveringsalternativ för en förskola. Att utvärdera de olika renoveringsalternativen kräver en hel del förarbete i form av energibalansberäkningar, materialåtgång för byggnadens och systemens olika delar, arbetskostnad samt kunskap att utföra analyserna. Traditionellt sett har vi varit duktiga på att göra kostnadskalkyler och energiberäkningar och steget är inte så långt till att göra en total miljöbedömning av olika renoveringsalternativ, men för att genomföra en social konsekvensanalys krävs annan kompetens och en dialogprocess med många involverade. Den sociala analysen måste påbörjas tidigt i processen. Nyttan med att använda den föreslagna metodiken är att byggherrar eller fastighetsförvaltare som står inför en omfattande renovering, får en tydlig jämförelse mellan de olika renoveringsalternativen ur ett hållbarhetsperspektiv. Det kan göra att man uppmärksammar alternativ som med en liten kostnadsökning kan ge stora miljövinster och vise versa. Renobuild finansieras av Formas BIC och deltagande företagspartners. Läs mer: Renobuild en metod för att fatta beslut om hållbar renovering, Bygg&Teknik nr 2/2013. 12
BEEM-UP Building Energy Efficiency for Massive Market UPtake Syftet med BEEM-UP är att visa på de ekonomiska, sociala och tekniska möjligheterna som kan användas vid renovering av flerfamiljshus för att drastiskt minska energianvändningen. Tanken är att samtidigt lägga grunden för att dessa lösningar ska få ett stort genomslag på den befintliga marknaden i hela Europa. Tre bostadsområden, ett i Alingsås, ett i Delft och ett i Paris, deltar som demonstrationsprojekt inom BEEM-UP. I dessa områden kommer innovativa lösningar att användas för att minska energianvändning för uppvärmning med 75 %. Dessutom ska åtgärder göras för att minska användningen av varmvatten och belysning. Alla åtgärder som görs ska dessutom säkerställa en bekväm och hälsosam boendemiljö. De ambitiösa målen ska demonstreras med de alternativ som är mest attraktiva ur ett ekonomiskt perspektiv. Tillsammans ska husägare, industri, konsulter, entreprenörer och experter jobba med bostadsområdena för att ta fram mer effektiva lösningar som även är med anpassade till hyresgästernas behov. Ett antal koncept som kan appliceras på framtida renoveringsprojekt ska identifieras. Omfattande mätningar ska göras för att visa på vilka energibesparingar som renoveringarna leder till. Mätningarna kommer att pågå under minst två år efter det att ombyggnationen har slutförts. De tekniska mätningarna kommer att kompletteras med undersökningar av sociala aspekter med fokus på hyresgästernas acceptans av förändringarna. Tanken är även att få hyresgästerna engagerade i renovering. Det svenska bostadsområdet i projektet är Brogården som är ett miljonprogramsområde i Alingsås. Renoveringen av Brogården genomförs i flera etapper i nära samarbete med Skanska. Den största utmaningen är att göra energieffektivisering i befintliga byggnader till ett självklart val vid renovering. BEEM-UP ska vara mer än ett demonstrationsprojekt och inom projektet ska det utvecklas en exploateringsplan för hur goda lösningar för energieffektivisering ska spridas och implementeras i alla europeiska länder. Målet är att alla renoveringsprojekt i Europa ska sikta mot ambitiösa energibesparingar: inte för att det är obligatoriskt och bra utan för att det mest attraktiva alternativet. BEEM-UP finansieras av EU inom FP7. Deltagande projektpartners är SP, Skanska, Alingsåshem AB, Acciona, BASF, Chalmers, Dura Vermeer Group, ENECO BV, ETH Zürich, ICF Novedis, ISA, Instituto tecnologico de Aragon, LUWOGE, Universiteit Maastricht, Nobatek, Technische Universiteit Delft, Siemens och Woonbroon. Läs mer: www.beem-up.eu Brogården. 13
Teknikupphandling för tilläggsisolering av klimatskärmen i flerbostadshus Det finns många pilotprojekt i både Sverige och Europa som visar att det går att tilläggsisolera och sänka energianvändningen avsevärt men det innebär ofta höga kostnader med en lång återbetalningstid. För att sänka kostnaderna har en del pilotprojekt tillämpat en hög grad av prefabricering. Rationell tilläggsisolering skulle därmed kunna vara till en viktig energiåtgärd vid renovering av befintliga flerbostadshus och bidra till att Sverige uppnår de nationella miljömålen på en minskning av energianvändningen på 20 % till 2020 och en halvering av energianvändningen till 2050. Tilläggsisolering görs ofta i kombination med byte av värme- och ventilationssystemet. Att genomföra renoveringar av det här slaget medan de boende är kvar i sina lägenheter är möjligt med flera system som redan finns på marknaden. I flera europeiska renoveringsprojekt har sådana system använts framgångsrikt. SP genomförde först en förstudie inom området som visar att man i många fall har sparat upp till 60 % i energianvändning genom att utföra energiåtgärder i samband med renovering, som till exempel tilläggsisolering, fönsterbyte, lufttäthetsåtgärder och byte av ventilation och uppvärmningssystem. Av dessa åtgärder kan uppskattningsvis hälften hänföras till tilläggsisolering och förbättrad lufttäthet i klimatskärmen. För att få igång en utveckling av rationella system för tilläggsisolering vid renovering av flerbostadshus initierades en teknikupphandling av Energimyndighetens beställargrupp för energieffektiva flerbostadshus, BeBo, som anlitade SP för att leda upphandlingen. Målet med teknikupphandlingen var att få en marknadsdriven utveckling av rationella lösningar för förbättrad energiprestanda i form av isolering och täthet hos klimatskärmen. Lösningarna ska kunna produceras och monteras på ett rationellt sätt och vara kostnadseffektiva. De ska dessutom ha en låg miljöpåverkan sett ur ett livscykelperspektiv och vara beständiga, vilket innebär lågt underhållsbehov och låg risk för skador. Pga alltför få anbud som kvalificerade sig fick teknikupphandlingen lov att avbrytas. Däremot fortsätter utvecklingen av rationella system för isolering av befintliga fasader i form av ett utvecklingsprojekt inom BeBo, även det lett av SP. Läs mer: Mjörnell, K., Werner, G., 2010. Rationell isolering av klimatskärmen på befintliga flerbostadshus. Förstudie inför teknikupphandling. Mjörnell, K. Teknikupphandling: Rationell isolering av klimatskärmen på befintliga flerbostadshus. Slutrapport. Bägge rapporterna är tillgängliga på www.bebostad.se. Tilläggsisolering för klimatskärm i flerbostadshus. 14
Miljonprogram, fasader och textilarmering Katarina Malaga CBI Betonginstitutet katarina.malaga@cbi.se Miljonprogrammet genomfördes i Sverige under åren 1965-1975 för att lösa den då rådande bostadsbristen och ge folk en bättre levnadsstandard. Men nu är byggnaderna slitna och i stort behov av upprustning. Detta gäller inte minst betongfasaderna som i många fall uppvisar betongskador och rostande armering. Dessa ytterväggar måste bytas ut och ersättas med ett bättre och mer miljövänligt alternativ vad gäller t.ex. energieffektivitet och låg energianvändning i tillverkningsprocessen. Den nya ytterväggen ska helst också vara tunn, lätt, hållbar och estetiskt tilltalande. Husen från det svenska miljonprogrammet använder avsevärt mycket mer energi än de flerfamiljhus som byggs idag. Detta är inte tillfredsställande för svensk samhällsutveckling och våra uppsatta miljömål om att minska den totala energianvändningen i bostäder och lokaler. Sedan september 2012 koordinerar CBI Betonginstitutet ett Formas-IQS-projekt med titeln: Energieffektiva tunna fasadelement för upprustning av miljonprogrammets byggnader: TRC textilarmerade betongelement (Tekocrete 2). Tekocrete 2 kommer att löpa fram till december 2013 och skall genomföras i ett väl sammansatt samarbete mellan CBI Betonginstitutet, SP Sveriges Tekniska Forskningsinstitut, Luleå Tekniska Universitet, Strängbetong, STO Scandinavia, Halfen, MA Arkitekter, FOV Fabrics, SABO Sveriges Allmännyttiga Bostadsföretag och Stockholmshem. Budgeten för projektet är på drygt 8 Mkr. Inom Tekocrete 2 finns en möjlighet att genom att samordna forskning och utveckling bidra till att renoveringen av dessa byggnader kan genomföras på ett innovativt och hållbart sätt. I detta projekt ska en ny smart lösning på problemet med ombyggnad och renovering av husfasader tas fram och utvärderas i praktiken. Det nya konceptet består av en tunn armerad fasadskiva i betong med isolering på insidan och tillhörande ny fästanordning som ska förankras i den befintliga konstruktionsbetongen. Den nya fasadskivan tillverkas med så kallad textilarmering som inte rostar, och det är bland annat därför skivans tjocklek kan reduceras kraftigt, jämfört med äldre betongfasader. Den typ av textilarmering som hitintills har provats ut, och visat sig fungera bra för just tunna fasadskivor, är baserad på kolfibrer, glasfibrer och basalt. 15
Figur 1. Kolfiberarmering (vänster bild) och glasfiberarmering (höger bild). Olika mekaniska och kemiska metoder för provning av fibrer ingår i projektet, liksom produktionsmetodik för att framställa själva fasadskivan med den ingående armeringen. Vad som också ingår är att ta fram hållbara fönsterlösningar, utforma smarta infästningar till renoveringselementen liksom effektiva lösningar för lyft och transport. Livscykelanalys (LCA) är en annan viktig del av projektet. Figur 2. Gjutning (vänster bild) och böjdragprovning av textilarmerade balkar (höger bild). En viktig del av projektet är att ta fram en hållbar lösning för förankring mellan ytterskivan, isoleringen och innerskivan. En genomgång av befintliga förankringsprodukter på marknaden och produkter som skulle kunna användas till förankring gjordes av de berörda parterna. I ett tidigare projekt (Bygginnovation-VINNOVA) tillverkades ett antal mindre (1000 500 mm) sandwichelement på Strängbetongs fabrik i Herrljunga. Betongrecept och produktionstekniken var likvärdiga med Strängbetongs ordinära produktion bortsett från handhavandet med förankringarna. Testerna gav mycket positiva resultat. 16
Figur 3. Isoleringen gav god stabilisering av kolfibernätet. Kolfibernätet fixerade armeringsnätet i rätt nivå. Fall med cellplastisolering (t.v.) resp mineralullsisolering (t.h.). Figur 4. Provning av skjuvdeformation (vänster bild) och resultat efter provning kolfiberarmerad element med minerallullsisolering (höger bild). Omfattningen och behovet av renovering som kan genomföras med de nya innovativa fasadskivorna på skadade ytterfasader inom miljonprogrammet kartläggs genom olika typer av inspektionsåtgärder. Den nya tekniken provas, utvärderas och följs upp på verkliga husfasader. Åtgärdens inverkan på energiåtgången i huset kommer att undersökas. Dessa lättare och mer hållbara paneler av TRC textile reinforced concrete paneler förväntas således bidra till mindre koldioxidutsläpp i samband med tillverkningsprocessen, mer effektiva transporter och bättre arbetsmiljö i samband med lyft och transport. Miljonprogrammets fasader behåller med denna renoveringsteknik sin ursprungliga karaktär men får en avsevärt utökad livslängd. 17
18
Hur skall vi beräkna formtrycket vid gjutning med SKB? Peter Billberg Strängbetong peter.billberg@strangbetong.se Bakgrund Under en vecka i slutet av maj 2012 fick Sverige och CBI Betonginstitutet besök av världens främsta experter på formtryck, speciellt avseende gjutning med självkompakterande betong, SKB. Peter Billberg är ordförande för RILEM:s tekniska kommitté TC 233-FPC med inriktning mot formtryck. Kommittén har bland flera definierade mål att genomföra en praktisk jämförelse och utvärdering av de beräkningsmodeller för formtryck som under de senaste 10-12 åren utvecklats runt om i världen för att omfatta även SKB [1-11]. Ett projekt formades om att genomföra en försöksserie där alla experter som ligger bakom utvecklingen av de nämnda modellerna möts på en och samma plats, och där gjuta väggformar med SKB. Med möjlighet att samtidigt, från samma betonglass, karakterisera betongens egenskaper enligt vad som krävs för respektive modell skulle de beräkna formtrycket som sedan skulle jämföras med de uppmätta trycken. Projektets genomförande Personal från JM reste upp åtta väggformar med olika höjd på CBI:s bakgård. Två recept med olika grad av tixotropi provades ut under våren och levererades vid försöken av Betongindustri som också stod för pumpbilen. Samtliga väggar armerades med ett nät i ena sidan och detta för att kunna lyfta ner dem säkert efter att försöken avslutats. Formtrycket mättes med tryckceller av typen Omega PX43E0-100GI. De matas med 15 VDC och signalen som registreras från cellen är i ma. För montering i form så tillverkades adaptrar i rostfritt stål i vilka tryckcellerna skruvas så att deras tryckmembran hamnar i nivå med formens insida. Fyra tryckceller per vägg monterades på olika nivåer över formbotten. Gjuthastigheten mättes för samtliga väggar manuellt med en lasermätare och betongens höjd protokollfördes kontinuerligt. Samtliga åtta väggar (två per dag i fyra dagar) göts med pump och med ett lass per vägg. Beskrivning av modellerna De totalt tio modeller som utvärderats i denna serie försök är baserade på olika centrala parametrar som på sina olika sätt relaterar till betongens beteende i vila. Strukturuppbyggnanden (statiska flytgränsspänningens ökning med tiden i vila) ligger till grund för modellerna utvecklade av Ovarlez och Roussel [1], Perrot m.fl. [2], Khayat och Omran [3] och Beitzel [4]. Lange och Tejeda- Dominguez [5, 6] använder sig av en karakteristisk tryckförändring med tiden efter gjutning och Gardner m.fl. [7] av flytsättmåttets förändring med tiden (konsistenstapp i vila). Den tyska DINnormen [8, 9] liksom Proske [10, 11] fokuserar istället på betongens tillstyvnadstid. Då det inte är möjligt att här beskriva de olika modellerna mer i detalj, så hänvisas till originalkällorna (se Referenser). 19
Betongernas färska egenskaper Tabell 1 redovisar maximala uppmätta trycket för respektive vägg. I tabell 2 redovisas samtliga uppmätta färska egenskaper hos de betonger som justerats till önskad konsistens och som efter godkännande karaktäriserades av alla forskargrupper samt göts med. I tabellen visas också vägghöjd (justerad till höjd dit betongen nådde som SKB, dvs. innan den blev alltför styv) samt uppmätt gjuthastighet. Tabell 1. Maximalt uppmätta tryck. Vägg nr 1 2 3 4 5 6 7 8 Tryck (kpa) 39 62 82 64 87 73 99 52 Tabell 2. Betongernas färska egenskaper samt vägghöjd och gjuthastighet. Vägg Flytsättmått T500 Lufthalt Densitet Temperatur Vägghöjd Gjuthastighet (mm) (s) (%) (kg/m³) ( C) (m) (m/h) 1 610 2,10 4,2 2238 25,2 3,75 3,63 2 710 2,6 5,8 2264 21,2 4,11 5,13 3 600 1,1 7,0 2261 22,6 6,58 5,06 4 630 1,4 4,7 2334 21,6 4,15 2,71 5 615 2,4 6,2 2267 22 5,51 6,44 6 650 1,9 7,0 2261 20,8 4,2 3,27 7 710 2,2 4,0 2343 21,2 5,52 5,09 8 620 2,5 4,0 2311 20,3 4,15 3,19 Utvärdering av modellerna Utvärderingen är gjord utifrån en linjär regression på samtliga beräknade värden och som styrts mot origo. Således erhålls från regressionen dels linjens lutning vilken kan jämföras med den 1:1-linje som representerar perfekt beräknade tryck dels korrelationskoefficienten R 2 som motsvarar spridningen av resultaten i relation till regressionslinjen. Regressionsanalys för samtliga modeller redovisas i tabell 3 och med resultaten samlade så kan vi konstatera att alla modeller är lovande. Tabell 3. Regressionsanalys av modellernas beräknade tryck. Modell Lutning R 2 Ovarlez and Roussel [1] 1,22 0,77 Perrot, et al [2] 1,20 0,81 Khayat and Omran [3] 1,16 0,78 Beitzel [11] 1,23 0,82 Lange and Tejeda-Dominguez [5, 6] 1,09 0,80 Gardner et al [7] 1,30 0,86 DIN 18218 Medelvärden [8] 1,37 0,85 DIN 18218 Dimensioneringsvärden [9] 1,42 0,85 Proske Medelvärden [10] 1,23 0,69 Proske Dimensioneringsvärden [11] 1,40 0,85 20
Slutsatser Från detta projekt kan följande slutsatser dras: 1. Konsistens och gjuthastighet räcker inte för att beräkna formtryck. Istället styrker resultaten att det är beteendet i vila som också måste beaktas. I samtliga utvärderade metoder ingår denna parameter på ett eller annat sätt. 2. Tio olika formtrycksmodeller utvärderades, och även om de baseras på olika nyckelparametrar såsom strukturuppbyggnad, konsistensförlust, tillstyvnadstid eller tryckminskning efter färdig gjutning, så är alla kapabla att på ett nöjaktigt sätt beräkna och förutse de verkliga formtrycken. 3. Alla modeller är så jämförbara i precisionen att ingen av dem kan rekommenderas som bäst och heller ingen som kan uteslutas på grund av bristande kapacitet. Således blir grunden för val av metod baserad på med vilken enkelhet, och tillförlitlighet, nyckelparametern kan bestämmas. Tack till alla som bidrog till ett lyckat projekt En svensk projektgrupp bestod av representanter från JM AB, Peri AB, Betongindustri AB, KTH samt CBI. Som stöd för denna grupp har också Nicolas Roussel, Frankrike, fungerat. CBI:s personal har också varit till ovärderlig hjälp och de personer som hjälpt till är: Richard McCarthy, Marija Golubeva, Patrick Rogers, Åke Engström, Alexander Eriksson-Brandels, Karin Glad, Tuula Ojala och Jessica Kjelldahl. Bidrag till finansieringen av detta internationella projekt har kommit från Konsortiet för finansiering av grundforskning inom betongområdet, från SBUF, från CBI samt som egeninsats av Peri AB och Betongindustri AB. Förutom det mer symboliska stödet från RILEM och ACI har även finansiellt stöd erhållits av ACI genom dess Concrete Research Council (CRC). Referenser 1. Ovarlez, G., and Roussel, N., A Physical Model for the Prediction of Lateral Stress Exerted by Self-Compacting Concrete on Formwork, RILEM Materials and Structures, Vol. 39 (2006), No. 2, pp. 269-279. 2. Perrot, A.; Amziane, S.; Ovarlez, G.; and Roussel, N., SCC formwork pressure: Influence of steel rebars, Cement and Concrete Research, Vol. 39, (2009) Issue 6, pp. 524-528. 3. Khayat, K.H., and Omran, A.F., Field Monitoring of SCC Formwork Pressure and Validation of Prediction Models, Journal of Concrete International, Vol. 33, Issue 6, June 2011, pp. 33-39. 4. Beitzel, M., Modeling Fresh Concrete Pressure of Normal and Self-Compacting Concrete, Proceedings of SCC2010, the 6 th International RILEM Symposium on SCC and the 4 th North American Conference on the Design and Use of Self-Consolidating Concrete, Ed. K.H. Khayat and D. Feys, Montreal, Quebec, Canada 2010, pp. 243-254. 5. Tejeda-Dominguez, F., Laboratory and Field Study of Self Consolidating Concrete Formwork Pressure, M.Sc. Thesis, University of Illinois at Urbana-Champaign, 2005. 6. Lange, D.A.; Birch, B.; Henchen, J.; Liu, Y-S., Tejeda-Dominguez, F. and Struble, L., Modeling Formwork Pressure of SCC, Proceedings of the 3 rd North American Conference on the Design and Use of Self-Consolidating Concrete, Ed. S. P. Shah, Chicago, USA, 2008, pp. 295-300. 7. Gardner, N.J.; Keller, L.; Quattrociocchi, R; and Charitou, G., Field Investigation of Formwork Pressures using Self-Consolidating Concrete, Concrete International, Vol. 34, No.1, January 2012, pp. 41-47. 8. Graubner, C.-A.; Boska, E.; Motzko, C.; Proske, T.; and Dehn, F., Formwork pressure induced by highly flowable concrete Design approach and transfer in practice, Structural Concrete, Journal of the fib, Ernst & Sohn Verlag, 1/2012. 9. DIN 18218:2010-01: Frischbetondruck auf lotrechte Schalungen (Pressure of Fresh Concrete on Vertical Formwork), Beuth Verlag, 2010. 21
10. Proske, T., Frischbetondruck bei Verwendung von Selbstverdichtendem Beton Ein wirklichkeitsnahes Modell zu Bestimmung der Einwirkungen auf Schalung und Rüstung (Formwork Pressure using Self-Compacting Concrete), PhD-thesis, Technische Universität Darmstadt, 2007, 310 pp. 11. Proske, T., and Graubner, C.-A., Pressure on Formwork using SCC Experimental Studies and Modelling, In: Proceedings of the Fifth RILEM International Symposium on Self- Compacting Concrete, Ghent, 2007. 22
Renovering av historiska murverk Jan Erik Lindqvist CBI Betonginstitutet janerik.lindqvist@cbi.se Restaurering av historiska murverk Under 2012 kom de slutliga publikationerna från RILEM-kommittén TC-RHM, som har fokuserat på rekommendationer för restaurering av historiska murverk. Resultatet av gruppens arbete har publicerats 2012 i Materials & Structures volym 45. Arbetet utgjorde en fortsättning på kommittén TC-COM. Huvudrapporten från TC-COM Characterisation of Old Mortars with Respect to their Repair publicerades av RILEM 2005. I detta bidrag till CBI-dagen 2013 diskuteras hur man anpassar det nya till det gamla vid restaurering av historiska murverk vilket är en aspekt av det som TC-RHM arbetade med. Tyngdpunkten i föredraget ligger på val av bindemedel. Orsaken till detta är att bruksanalyser inom forsknings- och uppdragsverksamhet har förändrat bilden av vilka material som använts i olika tider i Sverige. För att få en enkel överblick av utvecklingen väljer jag att dela upp utvecklingen i tre tidsperioder. Detta innebär en kraftig förenkling och mycket händer inom varje period. Exempelvis så sker under sextonhundratalet utveckling av material och hantverk. Den tidsindelning jag valt är 1050 till 1770, 1770 till 1866 och 1866 till 1930. Byggnation på land respektive i vatten har olika utveckling och behandlas separat inom varje tidsperiod. Murat och putsat byggande kom till Sverige med den katolska kyrkan. Under mitten av elvahundratalet rådde i Västeuropa goda ekonomiska tider och religiös väckelse. Detta ledde i sin tur till omfattande byggnation av kyrkor vilket även kom att omfatta delar av Sverige. För byggnation på land under perioden 1050 till 1770 användes kalkbruk och svagt hydrauliska bruk. Även bindemedel som har egenskaper mellan ren kalk och svagt hydraulisk kalk, så kallade subhydrauliska bruk, var vanliga. Långväga transport av kalk var resurskrävande varför det i första hand var kalk som fanns i närområdet som användes. Kalksten som kunde användas till framställning av rent kalkbruk fanns främst på Gotland. De perioder då Gotland vara svenskt användes gotlandskalk till vit puts i prestigeprojekt såsom Borgholms slott. Där använde man gotlandskalk till invändig puts och ölandskalk till murning och fogning. Till annan byggnation användes mer lokal kalk som vanligen gav ockrafärgad puts. Dagens vita färg på våra kalkputsade kyrkor kom i och med industrialiseringen på artonhundratalet. Murat byggande i vatten blev omfattande först i och med konstruktionen av poldrar i Holland och utvidgningen av Amsterdam med dess kanalsystem i början av sextonhundratalet. Detta möjliggjordes av att holländarna utvecklat bruk som vara baserade på en blandning av kalk och vulkanisk aska så kallad trass. Dessa bruk hade puzzolana egenskaper vilket innebar att de hårdnande i vatten. Amsterdam är imponerande ännu idag och på sextonhundratalet gjorde dessa projekt stort intryck på omvärlden inte i minst i Sverige. Göteborg anlades av holländska byggmästare efter samma stadsplan som Amsterdam. Hjälmare kanal och Drottning Kristinas sluss 23
i Stockholm är andra exempel på byggprojekt som genomfördes med hjälp av holländska byggmästare. Under perioden 1770 till 1866 användes fortfarande de bruk som fanns i den tidigare perioden. Det som är nytt är en internationell trend att utveckla bindemedel som kunde hårdna i vatten och därmed var lämpliga för byggande i vatten. Detta kommer som en följd av sjuttonhundratalets nyttotänkande och utvecklingen av merkantilistiskt ekonomisk tänkande; målet var att nyttiggöra det egna landets naturtillgångar. I övriga Europa låg fokus på utveckling av hydrauliska bindemedel, tidiga cementtyper som senare utvecklades till portlandcement. Sverige kom att välja en annan inriktning som innebar utveckling av bruk med bränd alunskiffer, så kallad rödfyr, som artificiell puzzolan. Ett kalkbruk med rödfyr hårdnar i vatten på samma sätt som trassbruken. För byggnation på land användes dessa bruk främst i prestigebyggen och i stor utsträckning till militära anläggningar. Bruken var främst avsedda för byggnation i vatten och använde exempelvis vid bygget av Göta kanal och renovering av Hjälmare kanal. Men även vid bygget av Saima kanal i Finland kom dessa bruk till användning. Från andra hälften av artonhundratalet ökar volymerna som byggs med krav på kortare byggtider. Detta leder till en ökad industrialisering av byggprocessen. Året 1866 presenteras dels Lindhagenplanen för Stockholm dels får Göteborg ny stadsplan. Förebilden är främst hämtad från Haussmanns omkonstruktion av Paris. De ökade kraven på snabbt byggande leder till en ökad användning av hydraulisk och puzzolana bindemedel även i husbyggande. Val av bindemedel vid byggande i städerna under denna period kännetecknas av nytänkande och stor variation. Flera olika bruk kan ha använts till murning och fogning på ett hus. Samtidigt som kalkbruk fortfarande används introduceras nya hydrauliska och puzzolana material i husbyggande. Exempelvis förekommer import av Parkers cement i Västsverige, rödfyrsbruk blir vanligare i husbyggande. Portlandcement kommer att introduceras först som import men med etablerandet av tillverkning av portlandcement i Sverige 1871 kom användningen att öka kraftigt. Ett exempel är Allhelgonakyrkan i Lund som invigdes 1871 och vars fönster och lister tillverkades som prefab av Skånska Cementgjuteriet (figur 1). Murat vattenbyggande minskade i betydelse i och med introduktionen av betong. Internationellt finns exempel som Liverpools färskvattenreservoar, Vyrnwy Dam, som byggdes i murningsteknik kring 1890. I Sverige brukar Olidans kraftverk lyftas fram som ett motsvarande exempel men där är det främst kraftverksbyggnadens fasad som är granitmurverk. 24
Figur 1. Bilden visar Allhelgonakyrkan i Lund som invigdes 1891. 25
26
Termiskt sprutade offeranoder av zink förlänger livslängden för broar Anders Selander CBI Betonginstitutet anders.selander@cbi.se Bror Sederholm Swerea KIMAB bror.sederholm@swereakimab.se Vad finns det för alternativ när betongen är fuktig, höga kloridkoncentrationer uppmätts och kraftig armeringskorrosion pågår? Bila bort den kloridkontaminerade betongen och reparera, skulle en del svara. Installera ett katodiskt skydd med påtryckt ström, skulle andra svara. I båda fallen blir kostnaderna höga och detta är faktiskt en inte helt ovanlig situation i såväl tösaltad vägmiljö som marin miljö i vårt avlånga land. Hur vore det om det gick att bara spruta zink på betongens yta och så skulle allt vara bra? Inte så tokigt eller men fungerar det? Det är samma princip som i galvaniserat stål och det fungerar bevisligen väldigt bra i de flesta miljöer. När det kommer till armeringsjärn i betong blir det dock lite mer komplicerat eftersom det finns betong mellan armeringen och zinkskiktet och nu är det inte längre lika självklart att det fungerar då betongens egenskaper kommer in bilden, närmare bestämt dess resistivitet. I ett projekt med CBI, Swerea KIMAB, Trafikverket och Elforsk försöker vi finna svar på just detta [1]. Fungerar det och i så fall inom vilka gränsvärden kan vi räkna med ett fullgott skydd. Zinkanoden appliceras på betongen genom att den smälta zinken sprutas på en noggrant rengjord och torr betongyta. De vanligaste sprutmetoderna vid applicering av zinkanoden på betongyta är flamsprutning och ljusbågssprutning. Det påsprutade zinkskiktets tjocklek varierar normalt mellan 200 och 500 μm [1]. I figur 1 visas påsprutning av zink på kantbalken vid Ölandsbron med flamsprutningsteknik. Zinkskiktet ansluts genom att borra in till armeringen före sprutning. Termiskt sprutade zinkanodskikt förbrukas med tiden på grund av strömavgivning till det ingjutna armeringsstålet och genom egenkorrosion. Med egenkorrosion menas vanlig korrosion av anoden utan någon strömavgivning till den korroderande ingjutna stålytan. Eftersom den påsprutade zinkanoden förbrukas genom egenkorrosion blir inte anodens strömutbyte (verkningsgrad) 100 %. Anodens livslängd är därmed beroende av anodens egenkorrosion och av strömavgivningen till den korroderande ingjutna stålarmeringen. Anodens egenkorrosion är beroende av aggressiviteten hos den yttre miljön. Fördelen med att använda ett galvaniskt katodiskt skydd med termiskt sprutade offeranoder av zink jämfört med ett katodiskt skydd av påtryckt ström är att den sprutade zinkanoden är betydligt enklare och billigare att installera än ett anodsystem med påtryckt ström. Nackdelen med sprutade offeranoder av zink är att den galvaniska skyddsströmmen från anoden inte kan regleras utan är helt beroende av anodskiktets kemiska sammansättning, skikttjocklek, sprutmetod och vidhäftning samt det troligtvis viktigaste, betongens resistivitet. Fuktinnehåll och kloridhalt har en avgörande betydelse för den senare. Hög fuktnivå och kloridkoncentration sänker betongens resistivitet vilket ger bättre förutsättningar för offeranoden att ge ett bra skydd. 27
För att undersöka långtidsegenskaperna hos termiskt sprutade offeranoder av zink valdes två termiskt zinksprutade betongkonstruktioner, 30 meter kantbalk på Ölandsbron och 85 m 2 betongväggyta i intagsbyggnaden i Forsmarksverket III, ut för undersökningar. Sprutningen av betongväggen i intagsbyggnaden i Forsmarksverket III genomfördes under 2003 och sprutningen av kantbalken på Ölandsbron utfördes under 2000. I båda fallen användes flamsprutningsteknik. På de utvalda objekten har okulära undersökningar av zinkskiktens utseende och vidhäftning mot betongyta utförts under 2010/11. Ett flertal betongkärnor med påsprutat zinkskikt har tagits ut för undersökning i laboratorium av bland annat betongens resistivitet, kloridhalt, zinkhalt, karbonatiseringsdjup, inträngningsdjup av zink, fukthalt samt zinkskiktets tjocklek och zinkskiktets katodiska skyddsförmåga. Undersökningar utförda mellan år 2000 och 2002 på samma kantbalk visade att användningen av termiskt sprutad offeranod av zink på kantbalken minskade korrosionshastigheten hos stålarmeringen med 95 % jämfört med oskyddad armering [2], se figur 3. Den goda skyddsförmågan antogs bero på betongens låga resistivitet på grund av höga kloridhalter (bräckt vatten från Kalmarsund användes som blandvatten vid gjutning av kantbalken) i betongen. Från resultaten av undersökningar i intagsbyggnaden i Forsmarkverket III (efter 8 års drift) och på kantbalken på Ölandsbron (11 års drift) kan följande slutsatser dras: Det termiskt sprutade zinkskiktet har en god vidhäftning mot betongen. Skyddsförmågan hos zinkskiktet bedöms vara god. Detta gäller dock inte de zinksprutade betongytorna från Forsmark III som exponerats under vattenytan där egenkorrosion är för hög. Zinkskiktet är relativt öppet för fukttransport, vilket medför att risken för frostsprängning bedöms vara liten. Transporten av klorider in till armering påverkas inte nämnvärt av det sprutade zinkskiktet. Betongens resistivitet har en stor betydelse för det galvaniska skyddets funktion. Antalet undersökta konstruktioner har varit få, men resultaten från undersökningarna visar att det finns goda möjligheter att använda katodiskt skydd med termiskt sprutade offeranoder av zink. Med hjälp av provkropparna (se, figur 3) från den nu pågående laboratorieundersökningen kan förhoppnings riktlinjer tas fram för under vilka förhållanden termiskt sprutade offeranoder av zink är effektiva. I laboratoriestudien varieras betongkvaliten, kloridkoncentrationen, täckskiktet och exponeringsmiljön. I projektet ingår även tre stycken nysprutade fältprovplatser där vi har möjlighet att följa skyddets funktion över tid. Referenser 1. Sederholm, B & Selander A: Katodiskt skydd av betongkonstruktioner med termiskt sprutade offeranoder av zink - Erfarenhetsinsamling och fältundersökning med fokus på långtidsegenskaper Etapp 1. Elforsk rapport nr 11:55, 2011 2. Sederholm, B: Utomhusprovning av enkelt installerade anodsystem för katodiskt skydd av räckesståndare och kantbalksarmering på Ölansbron. KI Rapport 2002:3. Korrosionsinstitutet, 2002. 28