IMPREGNERING MOT VATTEN OCH SALT SKYDD MOT KLOTTER

IMPREGNERING MOT VATTEN OCH SALT SKYDD MOT KLOTTER SVENSKA KOMMUNFÖRBUNDET

Svenska Kommunförbundet 1997 Adress: 118 82 STOCKHOLM, tfn 08-772 41 00 E-post: gata@svekom.se Webbplats: www.svekom.se ISBN: 91-7099-637-7 Text: Sylvia Rimsler, Linea Information AB Layout och illustrationer: Hans Sten, Linea Information AB Tryck: Katarina Tryck AB, Stockholm Distributör: Kommentus förlag, tfn 08-709 59 90

Förord Betong, som av många uppfattas som fast, evig och oförstörbar, kan i verkligheten drabbas hårt av skador som beror på fukt och salt som tränger in i betongen. Sådana skador kan förebyggas och stoppas om man impregnerar betongen med vattenavvisande medel. Denna skrift redogör för skador som kan uppstå på betongen, och hur de förebyggs och botas genom impregnering. Impregneringsmedlens uppbyggnad och verkan beskrivs, liksom vilka egenskaper som olika medel har. En ny metod, som gör det möjligt för impregneringen att tränga djupt in i betongen, har utvecklats på senare år, och skriften redovisar olika försök som dokumenterar metodens effekt. Vi visar hur impregneringen går till och hur man kan mäta impregneringens kvalitet. Kostnader och lönsamhet för impregneringen redovisas också. Klotter är ett problem som också drabbar betongkonstruktioner. Skriften redogör för undersökningar om klotter på betong hur djupt klotter tränger in i betongen, olika typer av klotterskydd, och samverkan mellan skyddsimpregnering mot fukt och skydd mot klotter. Skriften bygger på erfarenheter från Materialprovningen vid Stockholm Konsult där man under flera år har forskat kring impregneringsmedel och metoder bl a med stöd av Kommunförbundet. Skriften är en utveckling av skriften Skyddsbehandling av betong som kom ut 1992. Den är gjord av Linea Information AB tillsammans med Folke Karlsson, Stockholm Konsult. Svenska Kommunförbundet i april 1997

Innehåll Sammanfattning...6 Varför förstörs betongen?... 8 Frostskador...9 Saltfrostskador...9 Igensättning av betongens porer...9 Armeringskorrosion...9 AKR (Alkali-kiselsyrareaktion)...13 Hur kan man förhindra skadorna?...14 Äldre anläggningar...14 Nya anläggningar...16 Fukten, den gemensamma nämnaren...17 Hur tar betongen upp fukt?...18 Skyddsbehandling...19 När ska man behandla betongen?...19 Var behöver man behandla?...20 Hur kan man behandla?...20 Krav på behandlingen...21 Silaner och siloxaner...22 Färger...26 Skyddsbehandling med silan/siloxan-preparat...27 Mängden silan avgörande för kvaliteten...27 Vad ska man tänka på före behandlingen?...27 Silaners/siloxaners kemi...28 Silan eller siloxan eller en blandning av silan/siloxan?...29 Typ av silan?...29 Koncentrat eller lösningsmedelsbaserade preparat?...31 Ny metod för applicering...32 Jämförelse mellan konventionell behandling och gelbehandling...33 Gelskiktets tjocklek...36

Geltjocklekens inverkan, laboratorieförsök...37 Materialåtgång...38 Temperaturens inverkan...39 Geltjocklekens inverkan på inträngningsdjupet, fältförsök...40 Erfarenheter i praktiken...41 Resultat av tidiga fältförsök - konventionell och gelbehandling...41 Erfarenheter från 1995 och 1996 års fältarbeten med gelbehandling...42 Nytt användningsområde...43 Impregnera med vätska eller djupimpregnera?...44 Rekommendationer om geltjocklek...46 Praktiskt utförande...47 Förbehandling av betongytan...47 Applicering, gel eller vätska...48 Arbetarskydd...49 Kvalitetskontroll...50 Mätning av inträngningsdjup...50 Trattprov...51 Kostnader för gel- och vätskebehandling...52 Klotter...53 Studier...54 Olika klotterfärgers inträngning i betong, laboratorieförsök...54 Klottersanering...56 Skydd mot klotter...58 Bilagor...60 Ekonomisk kalkyl...60 Arbetsbeskrivning för impregnering med vätska...62 Arbetsbeskrivning för djupimpregnering...63 Referenser...64

Sammanfattning Betong kan drabbas av olika typer av skador t ex genom frost, saltfrost, armeringskorrosion, igensättning av luftporer eller AKR (alkali-kiselsyrareaktioner). Gemensamt för alla dessa skador är att de utvecklas i närvaro av fukt, och att salt, t ex från vinterväghållningen, förvärrar skadorna. Skadorna kan undvikas om man lyckas hålla betongens fukthalt på en låg nivå. Impregnering av betongytan med preparat som innehåller silaner och siloxaner ger ett effektivt vatten- och saltavvisande skikt. Samtidigt är impregneringen inte tät mot vattenånga, utan fukt kan avdunsta inifrån. Eftersom vattenånga kan komma ut, men vätska inte kan komma in, kommer betongen att torka ut och håller sig sedan på en jämn och låg fukthalt. Silanbehandlingens kvalitet beror på hur mycket silan som har trängt in i betongen. Ett för tunt impregneringsskikt ger sämre vattenavvisande effekt och är sårbart för nötning och annan påverkan. Betongen är tät och finporig, och därför behöver impregneringen få tid på sig att sugas upp av betongens kapillärkrafter. Den hittills vanliga appliceringsmetoden att spruta på impregneringsvätska i två omgångar innebär att medlet har kontakt med betongen under kort tid. Därför har Materialprovningen vid Stockholm Konsult utvecklat en metod som ger mycket längre kontakttid mellan impregneringsmedlet silanet och betongen. I den nya metoden blandas silanet med en gelbildare, och gelen sprutas sedan på betongen. Betongen suger åt sig impregneringsvätskan från gelen under lång tid, och till slut är det bara torra gelrester kvar. Metoden gör att man kan styra mängden silan och därmed inträngningsdjupet; ju tjockare gelskikt desto mer tränger in.

Impregnering med gel är lönsammare än vätskeimpregnering om man ser till konstruktionens hela livslängd. Gelbehandling behöver bara göras en gång och räcker sedan för all framtid, om man lägger på ett tillräckligt tjockt skikt. Vätskebehandling måste göras två gånger med upptill ett års mellanrum när betongen är ny och sedan förnyas vart tionde år. En ekonomisk kalkyl (bilaga 1) visar att gelimpregnering lönar sig i längden, och speciellt om kostnader för trafikavstängningar och utrustning är höga. Ett stort problem som drabbar betongkonstruktioner är klotter. Om klottret har trängt in i betongen, måste man ta bort yttersta skiktet av betongen för att få bort det. Undersökningar visar att klottret kan tränga in så långt som 2 3 mm. Det betyder att om man tar bort klotter upprepade gånger kommer betongens täckskikt att försvagas allvarligt. Man kan hindra klotter att tränga in och göra det lättare att tvätta bort, genom olika klotterskyddsmedel. Om man både vill impregnera betongen mot fukt och skydda den mot klotterinträngning, måste man först skyddsimpregnera och därefter klotterskyddsbehandla. Skyddsimpregneringen måste vara tillräckligt djup, eftersom klotterskyddet delvis tränger in och hindrar impregneringen från att göra verkan. Betongens absorptionsförmåga försämras av kemiska medel. Innan man impregnerar får man därför inte använda något rengöringsmedel, utan bara använda varmt vatten om betongen behöver rengöras. Samma sak gäller om man ska ta bort klotter före impregneringen. Då får man inte använda något kemiskt medel, utan måste blästra bort klottret. Fakta, synpunkter och rekommendationer som redovisas i denna skrift bygger på erfarenheter från laboratorieförsök, fältförsök samt skyddsbehandlingar i full skala på Stockholms broar utförda under senare år.

Varför förstörs betongen? Betong ansågs länge vara ett underhållsfritt byggnadsmaterial med obegränsad livslängd utan behov av någon extra skyddsbehandling. Tiden har utvisat att betongkonstruktioner är långt ifrån osårbara, utan kan drabbas av skador som måste repareras till dryga kostnader. Orsaken till de ökade underhållsbehoven är vanligen att konstruktionerna utsätts för en svår belastning av vatten och salt, vilket leder till att den armerade betongen efter hand drabbas av olika skador. Det finns många typer av skador som kan uppstå på betongkonstruktioner. De vanligaste orsakerna till skador är: frost saltfrost igensättning av betongens luftporer armeringskorrosion till följd av: - karbonatisering - saltinträngning alkali-kiselsyrareaktioner, AKR För alla dessa skadetyper gäller att hög vattenbelastning påskyndar nedbrytningen av betongen. För de skadetyper som påverkas av salt (saltfrost, igensättning, armeringskorrosion och AKR) gäller också att högre saltbelastning ger ännu snabbare nedbrytning.

Frostskador Frostskador uppkommer när vatten i betongen fryser. Vattnet utvidgar sig när det fryser till is och spränger sönder betongen. Om betongen har tillräcklig luftinblandning, så att det finns många små hålrum där vattnet har plats att utvidga sig är risken för frostskador mindre. En viss risk för frostskador finns ändå kvar, eftersom det inte är säkert att luftporerna är tillräckligt många och sitter tillräckligt tätt. Porerna kan också bli igentäppta med tiden. Saltfrostskador Saltfrostskador uppkommer när det vatten som fryser i betongen är salthaltigt. Frysning med salthaltigt vatten ger mycket allvarligare skador än då vattnet är rent. Varför det är så är inte helt klarlagt men det bekräftas både i laboratorieprov och ute i verkligheten. Vid typiska saltfrostskador skalas betongens ytskikt successivt av och lossnar. Saltet kan komma från havsvatten som stänker upp vid blåst eller från tösaltning i vinterväghållningen. När betongen torkar upp och vattnet avdunstar stannar saltet kvar, och efterhand stiger salthalten i betongen. Saltet tränger allt djupare in när det följer med ny fukt in i betongen. Igensättning av betongens porer Vatten som tränger in i betongen löser successivt ut salter ur betongen, t ex ettringit och kalciumhydroxid. Salterna samlas i betongens luftporer och fyller efterhand igen dem. När porerna blivit helt fyllda, finns det inte längre något expansionsutrymme kvar som frostskydd. Armeringskorrosion Skador på betongens armering är mycket allvarliga och kan i värsta fall leda till att hela konstruktionen rasar. Armeringskorrosion kan drabba även relativt unga konstruktioner om täckskikten är bristfälliga, vilket alltför ofta är fallet.

Skademekanismerna vid armeringskorrosion är av två slag: När järnet omvandlas till rost minskar givetvis dess bärförmåga. Armeringsjärnet kan då inte längre fylla sitt syfte; att stå emot dragkrafter. Betongen har dålig egen förmåga att ta upp dragkrafter och är därför helt beroende av armeringen. Rosten har större volym än järnet, och spränger betongen. Det finns två huvudsakliga orsaker till armeringskorrosion: Karbonatisering Salt (klorider) tränger in. Karbonatisering Karbonatisering är en process som startar vid betongytan direkt efter formrivningen när betongen är ny, och arbetar sig inåt i betongen under hela dess livslängd. Man brukar tala om karbonatiseringsfronten, och hur långt in i betongen den har hunnit. Fronten rycker fram olika snabbt i olika betongkvaliteter, långsammare i en tät betong och snabbare i en porös. Syre Koldioxid Syre KARBONATISERAT SKIKT Passiverad Syre Koldioxid Syre Aktiv korrosion När betongen är karbonatiserad fram till armeringen kan syre och fukt tillsammans ge korrosionsangrepp. 10

Karbonatiseringen innebär att kalken i betongens bindemedel (cementet) reagerar med koldioxid och omvandlas till kalciumkarbonat. Omvandlingen medför att ph-värdet sjunker, dvs betongen blir mindre alkalisk. Betongen är från början starkt alkalisk (ph>10) och i en sådan omgivning är armeringen passiverad, och därmed inte mottaglig för korrosionsangrepp. När ph-värdet sjunker är armeringen inte längre skyddad. Om det också finns syre och fukt närvarande vid armeringen startar ett korrosionsangrepp. Saltinträngning Kloridjoner från salt som används vid halkbekämpning eller från havsvatten tränger in i betongen som beskrivits i samband med saltfrostskador. Kloriderna bildar inte en front på samma sätt som karbonatiseringen utan det blir gradvis en allt högre koncentration av kloridjoner allt längre in i betongen. Så länge kloridhalten är under en viss, låg, nivå är järnet fortfarande passiverat av den alkaliska miljön, men när kloridhalten går över denna nivå depassiveras järnet och korrosionsangrepp blir möjliga. Även här medverkar syre och fukt vid korrosionsangreppet. Korrosionsskador som beror på kloridinträngning brukar visa sig som lokal gropfrätning, vilken mycket snabbt kan försvaga armeringen allvarligt. Klorider Syre Syre Syre Aktiv korrosion Kloridjoner vandrar gradvis in i betongen. Koncentrationen är störst vid ytan. Kombinationseffekter Karbonatiseringen och kloridinträngningen pågår samtidigt i betongen. Korrosionen ser olika ut beroende på vilken process som först når fram till armeringen. 11

ph- värde (alkalitet) Kloridhalt (salthalt) Korrosion Övriga villkor Högt Låg Liten risk för korrosio n Högt Lågt Hög Låg Korrosion orsakad av klorider, gropfrätning Vanlig korrosion. Armeringen rostar över hela ytan. Vatten och syre måste finnas närvarande. Lågt Måttlig Hög Kraftigt korrosionsangrepp, armeringen kan ödeläggas på kort tid. Det finns betong som innehåller salt redan från början. Man kan ha använt havsvatten vid beredningen av betongen, eller också har man blandat i salt för att betongen skulle hårdna fortare. Salthalten kanske är så låg att saltet inte innebär någon fara så länge armeringen är passiverad av högt ph-värde. Med tiden kommer karbonatiseringsfronten att nå fram till armeringsjärnet och då visar det sig att det finns en risk inbyggd i betongen. När ph-värdet sjunker, finns kloriderna redan där och är redo att sätta igång ett kraftigt korrosionsangrepp som på kort tid kan ställa till stora skador. Depassivisering av stålet p g a karbonatisering eller klorider Hög elektrisk ledningsförmåga p g a fukt och salt Syretillförsel Aktiv korrosion Villkor för att korrosion ska uppstå. 12

AKR (Alkali-kiselsyrareaktion) AKR-skador kan uppstå när betongen innehåller olämpligt stenmaterial (ballast). Stenen reagerar kemiskt med betongen och bildar ett geléartat ämne som tar åt sig fukt och sväller kraftigt så att betongen sprängs sönder. Om fukten är salthaltig sväller geléämnet ännu mer. Flinta är ett av de mineral som reagerar på detta sätt, men även andra mineral kan ge liknande skador. Tidigare trodde man att AKRskador var ovanliga i Sverige, men senare undersökningar tyder på att problemet är mer allmänt, och att skador som tolkats som frostskador i själva verket har berott på AKR eller andra reaktioner i stenmaterialet. 13

Hur kan man förhindra skadorna? Vartefter kunskaperna om skador på betong har ökat har också möjligheterna att skydda sig mot skadorna ökat. Framförallt på nya anläggningar, där man kan välja material, tjocklekar, arbetsmetoder och konstruktioner med tanke på att förebygga skador. På äldre anläggningar, som byggdes innan denna kunskap fanns, får man inrikta sig på att vårda och skydda betongen så att den inte utsätts för skadlig påverkan. Äldre anläggningar Frostskador Eftersom frostskadorna bildas av vatten som fryser, finns det två vägar att gå; ta bort vattnet eller ta bort frysrisken. För att få mindre vatten i betongen kan man: Skyddsbehandla betongen så att den inte tar upp vatten. Bygga in betongen under tak, så att den inte är utsatt för regn. Men betongen kommer ändå att ta upp fukt ur luften, eller vatten som kondenseras på betongytan vid temperaturväxlingar. Frysning, och det som ger största påfrestningen, upprepade växlingar mellan frysning och upptining kan man förhindra genom att: Isolera betongen. Temperaturväxlingar går långsammare och trycket från isbildning inne i betongen hinner jämnas ut. 14

Saltfrostskador Saltfrostskador kan förhindras genom att: Se till att betongen inte kommer i kontakt med salt genom att sluta salta på betongbroar och skydda pelare från saltstänk. Skyddsbehandla betongen så att den inte tar upp vatten, som beskrivits under frostskador. Om det redan finns salt i betongen finns det en metod att få bort det: Kloridutdrivning på elektrisk väg. Metoden innebär att man lägger ett elektrisk ledande nät utanpå betongen och ansluter en likspänning mellan detta nät och armeringen inne i betongen. Kloridjonerna, som är negativt laddade kommer då att dras till det yttre nätet som är positivt och vandrar på så sätt ut ur betongen. Metoden är ännu inte tillräckligt utprovad för att kunna rekommenderas för allmänt bruk. Igensättning av betongens luftporer Luftporerna sätts igen av att vatten i betongen löser ut salter som successivt fyller igen porerna. För att bibehålla luftporerna i betongen, ska man se till att hålla vattnet borta, t ex genom skyddsbehandling. Armeringskorrosion Armeringskorrosionen, som beror på karbonatisering av betongen eller klorider i betongen kan förhindras. Karbonatisering innebär ingen fara för armeringen om det inte finns fukt närvarande. Alltså ska man, som beskrivits tidigare motarbeta fukt i betongen, t ex genom skyddsbehandling. För att hindra korrosion orsakad av klorider ska man se till att det inte kommer in salt i betongen och inte heller fukt, t ex genom skyddsbehandling. 15

AKR (Alkali-kiselsyrareaktion) Reaktionen är beroende av att det finns fukt närvarande. Bästa skyddet mot AKR i äldre betong är att se till att det inte finns fukt i betongen, t ex genom skyddsbehandling. Nya anläggningar Det finns detaljerade standarder och föreskrifter för hur nya betonganläggningar ska vara utförda och vilka material som ska användas för att förebygga skador. Här ges endast en kort orientering om olika faktorer som påverkar betongens förmåga att stå emot skador. Frostskador, saltfrostskador För att göra betongen mindre känslig för frost och saltfrost är det viktigt att betongen innehåller luftporer som kan fungera som expansionskärl när det bildas is inne i betongen. För att förhindra att luftporerna täpps igen av utlösta salter bör man skydda betongen mot fukt, t ex genom skyddsimpregnering. Armeringskorrosion Armeringskorrosion kan förebyggas genom: Tillräckligt tjockt täckskikt över armeringen för att fördröja tiden tills karbonatiseringsfronten och kloriderna når fram till armeringen. Armering av syrafast stål eller kompositmaterial kan användas, men det är mycket dyrt. AKR (Alkali-kiselsyrareaktion) Exempel på åtgärder som kan förebygga AKR-skador är: Använda lågalkaliskt cement. Ju högre innehåll av lösligt alkali desto kraftigare reaktion. Se till att ballasten inte innehåller mineral som reagerar med cement. 16

Fukten, den gemensamma nämnaren När man studerar skador på betong och vad man kan göra för att förhindra dem inser man att fukten har avgörande betydelse för alla typer av skador. Utan fukt blir det inga frostskador Utan fukt sväller inte geléämnet som bildas vid AKR. Fukten fungerar som elektrolyt då armeringen korroderar. Finns det ingen fukt sker ingen reaktion. Fukten löser ut salterna som fyller igen betongens luftporer. Luftporerna bibehålls om salterna inte kan lösas ut av fukt. Fukten transporterar saltet som bidrar till saltfrostskador, gropfrätning på armering och ökade AKR-skador. Om det inte finns fukt har salt svårare att tränga in utifrån. Slutsatsen är alltså att om man kan torka ut betongen och få den att hålla sig torr har man funnit lösningen på många problem. 17

Hur tar betongen upp fukt? För att bättre förstå hur betongen ska kunna skyddas mot fukt är det bra att känna till varför och hur betongen tar upp fukt. Den vanligaste anledningen till att betong blir våt är naturligtvis vädret. Regn och snö väter betongens yta, och passerande fordon stänker upp fukt på pelare och andra delar som annars är skyddade från regn. När det är halt och halkbekämpningen sätter in, sprids också saltblandat vatten över betongen. Också om det inte regnar kan betongen bli våt på grund av kondens. Kondens uppstår när det är hög luftfuktighet och temperaturen sjunker. Luften kan inte bära samma mängd vattenånga vid en lägre temperatur som vid en högre, utan ger ifrån sig fukt i droppform. Kondensdroppar syns ofta på undersidan av broar. När betongen är våt sugs vattnet från ytan in i betongen genom kapillärsugning, (absorption). Kraften och stighöjden ökar ju mindre kapillärens radie är. Betong kan också ta upp fukt direkt från luften genom kapillärkondensation. Kapillärkondensation är ett fysikaliskt fenomen som innebär att luftens vattenånga övergår till vatten i smala kapillärer. Ju smalare kapillärer desto lättare fälls fukten ut. Kapillärkondensation inträffar även om betongen är torr på ytan och även om luften inte är mättad med fukt som vid vanlig kondensation. Betongens förmåga och benägenhet att ta upp fukt ökar kraftigt om betongen innehåller salt. Salt är hygroskopiskt, dvs tar åt sig och binder fukt. 18

Skyddsbehandling En skyddsbehandling som effektivt håller vatten, och därigenom också salt, borta från betongen minskar risken för skador påtagligt och leder därmed till lägre underhållskostnader. Det finns därför anledning att skyddsbehandla betong liksom man länge gjort med stål och trä. En i alla hänseenden perfekt betong skulle inte behöva något extra skydd, men hur ofta har betongen verkligen blivit fulländad? Bronorm 94 föreskriver därför skyddsbehandling av särskilt utsatta brodelar. När ska man behandla betongen? Skyddsbehandlingen bör utföras innan betongens nedbrytning gått alltför långt. När t ex en brokantbalk redan fått frostskador, är det för sent att sätta in förebyggande insatser. Likadant när armeringskorrosionen gått så långt att konstruktionens bärförmåga är hotad. Bäst är att skyddsbehandla tidigt, allra helst redan i byggskedet. Betongen bör dock ha uppnått en ålder av minst 28 dygn. 19

Var behöver man behandla? Det ligger nära till hands att inse att kantbalkarna på en bro är hårt utsatta för fukt och salt, och därför behöver skyddas. Andra utsatta ställen som man kanske inte tänker på i första hand är de som blir nerstänkta av trafik som passerar förbi eller där vatten och salt letar sig in genom skarvar och läckor. Exempel på utsatta ställen på broar är: Kantbalkar Bropelare i närheten av trafik som går under bron. Betongkonstruktioner under vatten. De bör skyddsimpregneras med en långtidsverkande behandling vid byggtillfället. Grusskift och lagerpallar, dvs där (salt)vatten kan rinna ner i skarvar. Andra delar under skarvar och fogar. Platser vid ytavlopp, dit vatten leds eller där vatten läcker ut. Andra betongkonstruktioner som kan behöva impregneras är: Gångtunnlar och trappor. De utsätts för salt från halkbekämpning. Parkeringsdäck där bilarna drar in saltbemängd fukt. De är ofta inte alls byggda med tanke på sådana risker utan är tänkta att vara skyddade under tak. Stödmurar och bullerskydd inom räckhåll för trafikstänk. Hur kan man behandla? För att hindra fukt och salt från att tränga in i betongen försöker man stoppa dem vid ytan genom att ytbehandla betongen på olika sätt. Det finns många olika metoder och preparat som har använts genom åren, med olika goda resultat vissa har tyvärr gjort ont värre. 20

Betong kan skyddsbehandlas med Diffusionsöppna impregneringar med silan/siloxanpreparat Diffusionsöppna förseglingar eller tunna beläggningar Portätande förseglingar eller tunna beläggningar Tjocka beläggningar eller slammor, >1 mm tjocka Krav på behandlingen Ytbehandlingen ska skydda betongen mot fukt utan att skapa nya problem. För att vara ekonomisk måste den också hålla för påfrestningar av väder och vind och inte kräva ombehandling för ofta. De krav man måste ställa på behandlingen är: Vattenånga måste kunna passera inifrån och ut. Diffusionsöppen beläggning Tät beläggning Impregneringen får inte hindra avdunstning Det finns medel, t ex epoxi, som visserligen tränger in lite i betongen och därigenom är mindre utsatt för yttre påfrestningar, men täpper till alla porer och bildar en helt tät beläggning. Där bildas då ett fuktigt skikt som fryser sönder när frosten kommer. För utomhusbetong är det ett ovillkorligt krav att skyddsbehandlingen utförs med ett preparat som ger betongen möjlighet att andas genom porerna, dvs är diffusionsöppet. Impregneringen får alltså inte vara tät mot vattenånga, utan fukten ska 21

fritt kunna avdunsta inifrån. Om skiktet är tätt kommer vattenånga i betongen som söker sig mot ytan, t ex när temperaturen faller, att anrikas innanför ytbehandlingen. Det kan leda till att betongen fryser sönder. Medlet måste tränga in i betongen. Betongen är mycket tät och svår att tränga in i. Om det är för stora molekyler i preparatet tränger det inte in i betongens kapillärer, utan lägger sig på ytan, eller tränger in ytterst lite. Skyddsbehandlingen blir utsatt för nötning, UV-strålning, frostvittring m m och förlorar snart sin skyddande effekt. Minsta spricka bildar en port för vatten att komma in genom. Om däremot medlet sugs upp av och tränger in i betongen, blir skyddsbehandlingen också skyddad inne i betongen och blir inte utsatt för nötning och UV-ljus eller annan nedbrytning. Det betyder att om medlet tränger in tillräckligt långt kan det behålla sin verkan under mycket lång tid, i princip hela betongens livslängd. Medlet måste vara alkalibeständigt. Många preparat som fungerar bra på t ex tegel, bryts ner av den starka alkaliteten i betongen. Medlet ska vara hydrofobt (av grekiska hydor = vatten och fobos = fruktan) Det innebär att medlet stöter bort vatten och inte kan ta upp vatten eller vätas av vatten. Fett är ett exempel på ett hydrofobt ämne. Om man häller vatten på en fet yta ligger det kvar som pärlor ovanpå fettet. Silaner och siloxaner Ett stort antal undersökningar har visat att preparat som innehåller silaner och siloxaner är de som bäst lyckas hålla salt och vatten borta från betongen. Silaner och siloxaner är hydrofoba kiselföreningar med små molekyler. När de kommer in i betongen binds de till betongytorna inne i kapillärerna och slår sig samman till ett vattenavvisande skikt på kapillärväggarna. Det vattenavvisande skiktet är så tunt att det inte täpper till kapillärerna, utan tillåter betongen att 22

andas. Härigenom kommer vatten som vill tränga in att stötas bort, men vattenånga kan passera genom porer och kapillärer ut ur betongen. Salt transporteras oftast in i betongen upplöst i vatten. I och med att vattnet stängs ute, avvisas även saltet. Efter silanbehandlingen kan vattenånga komma ut men vätska inte komma in. Då börjar betongen torka ut och håller sig sedan på en jämn och låg fukthalt. Vattenavvisande effekt Att impregneringen verkligen har stor vattenavvisande effekt framgår av diagrammet nedan. En helt torr oimpregnerad betong som sänks ner under vatten tar på en timme upp vatten till maximal fuktkvot, dvs blir helt mättad med fukt. Om man gör samma sak med impregnerad betong har den efter samma tid knappt tagit upp någon fukt alls. Eftersom impregneringen inte är helt tät tar betongen upp litet fukt om den får fortsätta att ligga under vatten, men det går mycket långsamt. Den måste ligga i vatten flera månader innan den har blivit helt mättad (jämfört med en timme för obehandlad betong). Relativ fuktkvot i % 100 80 60 40 O im pregnerad 20 Im pregnerad 0 0 1 8 32 100 timmar Vattenupptagning hos impregnerad och oimpregnerad betong. 23

I praktiken betyder det för oimpregnerad betong: Så fort det kommer en regnskur blir den oimpregnerade betongen snabbt mycket fuktig. Den blir därmed ofta utsatt för stora och snabba växlingar i fukthalten, vilket betyder stora påfrestningar på betongen med risk för sprickbildning. Betongen är oftast så fuktig att det är risk för att det ska uppstå skador som har samband med fukthalten. För impregnerad betong: Den påverkas inte av regnskurar och får en mycket svag höjning av fukthalten under långa ihållande regnperioder. Den utsätts alltså inte alls för variationer på samma sätt som den oimpregnerade betongen. Den har ständigt låg fukthalt och är därmed skyddad från fuktberoende skador Uttorkningseffekt En värdefull effekt av impregnering med vattenavvisande medel är att betongen efter en tid blir torrare än den var när den impregnerades och att den därefter håller relativt jämn fuktighet. I torrt väder torkar betongen upp och när den sedan blir våt av regn eller kondens tar den inte upp lika mycket fukt som om den vore oimpregnerad. Det betyder att fuktinnehållet i impregnerad betong dels är lägre i genomsnitt och dels är stabilare med mycket mindre variationer än i oimpregnerad betong. Eftersom betongen blir torrare kommer alla skador som beror på fukt och salt att utvecklas långsammare. Att fukthalten blir jämnare medför att betongen skonas från upprepade volymförändringar, vilket i sin tur minskar risken att det uppstår mikrosprickor. Diagrammet på nästa sida visar resultatet av en undersökning av hur fuktinnehållet sjunker i impregnerad betong och hur mycket det varierar under ett år jämfört med oimpregnerad. Den undersökta betongen har stått utomhus, dels regnskyddat under tak och dels utan skydd. 24

Relativ fuktkvot i % 100 Fuktkvot vid impregnering Variation utan regnskydd Variation med regnskydd 75 50 Obehandlad 25 Fukt i utomhuslagrad betong. Variation under ett år. Både den uttorkande effekten och minskningen av fuktvariationerna är mycket påtagliga för betong utan regnskydd, men märks även på betong med regnskydd. Impregnerad betong utsatt för regn innehåller mindre fukt än oimpregnerad under tak. Detta beror antagligen på kondensfukten som nattetid avsätter sig på betongen och sedan kapillärt sugs in i den oimpregnerade betongen. Man kan utnyttja den torkande effekten till att få en effektivare impregnering. Impregneringen har lättare att tränga in i torrare betong. Om betongen innehåller mycket fukt kan man göra en förberedande impregnering och sedan vänta på att betongen ska torka upp bättre och därefter göra en ordinarie impregnering. Den senare behandlingen kommer då att göras på en betong som är mycket torrare, och blir då effektivare. 25

Behandling mot slitage och missfärgning Silanbehandling kan även utföras för andra syften än att förbättra betongens beständighet. En torr betong har avsevärt bättre mekanisk motståndsförmåga än en blöt, t ex mot slitage. Att silanbehandla t ex en betongväg, och därigenom minska fuktinnehållet i farbanans överyta, bör leda till att spårbildningen blir mindre, vilket ger ökad trafiksäkerhet och minskat underhåll. Genomfärgad betong drabbas lätt av missfärgning i form av vita kalkutfällningar till följd av urlakning. En tidig behandling med silaner har visat sig vara en effektiv metod att undvika dessa missfärgningar. Färger Om man av estetiska skäl vill måla betongen med någon färg, måste man ställa samma krav som för skyddsbehandlingen. Efter målningen ska betongen vara diffusionsöppen och vattenavvisande. Färgen får inte täppa till betongporerna och den ska antingen i sig själv vara vattenavvisande eller samverka med en impregnering. 26