Fältprovning av betong under 20 år - Vad har vi lärt oss? Peter Utgenannt CBI Betonginstitutet

Relevanta dokument
Betong med tillsatsmaterial Inverkan på klimatbelastning och beständighet

Klimartsmart Betong - Egenskaper & användning. Ingemar Löfgren FoU chef Thomas Concrete Group

Research Institutes of Sweden DIVISION ENHET

Henry Flisell. Silika Flygaska GGBS. AD dagen Henry Flisell Swecem AB

Corrosion of steel in concrete at various mouisture and chloride conditions. Licentiate work Johan Ahlström

DOSERINGSRÅD MERIT 5000

Den nya betongen? Erfarenheter från cementtillverkare

VUC:s Informationsdag, Elisabeth Helsing, RISE

BETONGTEKNIK DÅ OCH NU. En exposé över 90 års betongutveckling

Lars Lundström Box Järfälla. Provning av impregneringsmedel för betong enligt Bro 2002 (1 bilaga)

Betong med mineraliska tillsatser -Hur förändrade materialegenskaper kan inverka på den avlästa RF-nivån vid borrhålsmätningar

Varför rostar armering i betong?

Moisture Conditions and Frost Resistance of Concrete in Hydraulic Structures. Martin Rosenqvist SVC-dagarna

Fehmarnbält förbindelsen

Tillsatsmaterial Till vad kan dessa användas?

RAPPORT Datum Uppdragsnummer Sida FX A 1 (3)

SVENSK STANDARD SS

Provning av tryckhållfasthet, krympning och frostbeständighet av sprutbetong med TiOmix

Vattenavvisande impregnering - material och utförande. CBI Betonginstitutet Katarina Malaga

ANVÄNDNING AV ALKALIREAKTIV BALLAST I BETONG

RAPPORT Datum Uppdragsnummer Sida FX B 1 (3)

RAPPORT Datum Uppdragsnummer Sida FX B 1 (3)

CBI-dagen Ny metod för utvärdering av impregnering mot kloridinträngning Elisabeth Helsing, CBI

Nyheter i nya SS

Statusbedömning av stål- och betongkonstruktioner i marin miljö

Teknisk förvaltning av Betongkonstruktioner

Betong med lägre klimatpåverkan

Standarder/nya regler

PROVNING AV BORRKÄRNOR FRÅN FORSMARK

Betong Användning av EN i Sverige

Vittrings- och korrosionsproblem vid hantering av matavfall,

Uppdrag. Sika Sverigee AB Mölndal. (1 bilaga) Provning. Provföremål. Provningsprogram Metod enligt SS-EN

Katodiskt skydd av betongkonstruktioner med termiskt sprutade offerander av zink


Kartläggning av reparationsmetoder för Kärnkraftsindustrin - Pilotstudie ELFORSK :161

R Korrosionsprovning av ingjutna stålstänger i betongblock och ingjutna bergbultar. Fem års exponering i Äspölaboratoriet

Karbonatisering av slagg- och flygaskebetong och dess inverkan på transportegenskaper

SVENSK STANDARD SS :2005. Betongprovning Hårdnad betong Avflagning vid frysning. Concrete testing Hardened concrete Scaling at freezing

Chloride Ingress and Reinforcement Corrosion in Concrete under De-Icing Highway Environment A study after 10 years field exposure

Hans-Erik Gram Björn Lagerblad Hans-Erik Gram

Projektet. Strukturutveckling och fuktbindning i cementbundna material där delar av Portlandcementet ersatts med flygaska. Doktorand: Handledare:

Livslängdsdimensionering av betongkonstruktioner

Bascement TEKNISK BESKRIVNING

Metoder och verktyg för förebyggande underhåll och statusbedömning av stål- och betongkonstruktioner i marin miljö (projekt nr och nr 12349)

Nyheter inom betongforskningen

Korrosion hos förzinkat stål i karbonatiserad och kloridhaltig betong

Vattenavvisande impregnering - material och utförande. CBI Betonginstitutet

Frågeställningar kring beständig betong avseende ballastmaterial vid säkerhetshöjande åtgärder i Järpströmmen/Håckren Ett beställarperspektiv

Bindemedlens inverkan på betongens uttorkning

Betong med mineraliska tillsatser -Nödvändiga materialegenskaper för uttorkningsberäkningar

Fuktupptagning och frostbeständighet

Forskningsrapport [Öppen] Ny provningsmetodik för bestämning av bindemedlets korrosionsskyddande förmåga i betong.

VUC:s informationsdag EPCC - likvärdig prestanda hos bindemedelskombinationer. Elisabeth Helsing, CBI

KRAV PÅ FROSTBESTÄNDIGHET HOS SVENSK BETONG ÅREN

Betong och armeringsteknik

Fukttransport i vattenbyggnadsbetong

Prognosverktyg för betong. Hans Hedlund Skanska Sverige AB / SBUF Specialist Betong Tekn. Dr, Adj. Prof.

Korrosion och korrosionsskydd av stål i betong


13 års studier visar gör brobetong mer

Nyheter inom betongforskningen -nödvändiga materialegenskaper för uttorkningsberäkningar

Fuktupptagning och Frostbeständighet hos Vattenbyggnadsbetong Islinstillväxt. Kraftindustrins Betongdag. Martin Rosenqvist Vattenfall / LTH

ASR problematik i Sverige

1 Uppdrag. Peter. Arfwedsonn Hammarvägen ARLÖV. (3 bilagor) Provföremål. betongprov Egenskap. Antal. 3 st obehandlade

1 Uppdrag. Peter. Arfwedsonn Hammarvägen ARLÖV. (3 bilagor) Provföremål. betongprov Egenskap. Antal. 3 st obehandlade

EPCC Hur man praktiskt kan gå tillväga. Mikael Westerholm Cementa AB

Betongskada bör utredas för att åtgärdas rätt

TILLSATSMATERIAL FÖR BETONG

Prognostisering av risker för alkalisilikareaktion (ASR) i vattenkraftskonstruktioner. Materialgruppen, CBI Betonginstitutet

Inverkan av balkonginglasning

Inventering av skador och nedbrytningsmekanismer hos betongbroar i vägmiljö

för kalibrering av fuktgivare. Systemet organiseras inom Rådet för Byggkompetens (RBK). I dag är fuktmätning i betonggolv en betydande verksamhet.

BETONGKONSTRUKTIONERS BESTÄNDIGHET En genomgång av officiella svenska regler

Sika FerroGard En ny typ av ytapplicerade korrosionsinhibitorer för armerade betongkonstruktioner

Hållbart samhällsbyggande med beständig betong En ny vägledningsrapport tar form

SP biogasar häng med!

WoodBuild delprojekt C Fukt i trä utomhus ovan mark

YTREPARATION AV BETONGKONSTRUKTIONER METODER. BESTÄNDIGHET

Rebetdagen Åke Bjurholm, Grontmij.

Citation for published version (APA): Fagerlund, G., & Hassanzadeh, M. (2012). Självläkning av sprickor i betong. Bygg & teknik (s ).

MasterEmaco S Tidigare: EMACO NANOCRETE R4 PRODUKTBESKRIVNING ANVÄNDNINGSOMRÅDEN

Beständighetsegenskaper hos anläggningsbetong med stenkolsflygaska. SBUF-projekt 12382

SAMVERKAN MELLAN FÖRANKRINGSSTAG, BRUK OCH BERG BeFo-förstudie

CBI Betonginstitutet Strategi för

Undersökning av gårdsbjälklag, Frejgatan 46A, Stockholm

ERFARENHETER FRÅN 10 ÅRS FÄLTEXPONERING AV SPRUCKEN STÅLFIBERARMERAD SPRUTBETONG. Per-Erik Thorsell Erik Nordström.

Bedömning av kvarvarande bärförmåga hos åldrande betongkonstruktioner

Betong med mineraliska tillsatser -Nödvändiga materialegenskaper för uttorkningsberäkningar

Täckskiktskrav i exponeringsklasserna XC3 och XC4 för betong med låga vattencementtal

AMA BBC/1. ANVISNINGAR FÖR INSTALLATION AV PEGEL

snabbare lättare enastående

Miljövärdering av olika stomalternativ. -LCA baserade krav Brf Viva. Karolina Brick

Brandsäkring / Brandsikring ved brug af plastfibre

Beständiga konstruktioner

SPÄNNARMERING INOM KRAFTINDUSTRIN SAMT KORROSIONSSTUDIE AV BERGBULTAR

Välkommen till CBI:s intressentförenings höstmöte

CBI Kursverksamhet Kurskatalog RISE CBI Betonginstitutet

Betong för industrigolv:

Textilarmering, av Karin Lundgren. Kapitel 7.6 i Betonghandbok Material, Del 1, Delmaterial samt färsk och hårdnande betong. Svensk Byggtjänst 2017.

Fuktmätning i högpresterande

Transkript:

Fältprovning av betong under 20 år - Vad har vi lärt oss? Peter Utgenannt CBI Betonginstitutet

CBI Betonginstitutet AB 38 BORÅS 5 LUND 42 STOCKHOLM Forskning 50 % Provning 15 % Utredning 20 % Kursverksamhet 15 %

Bakgrund Vad har vi lärt oss? Vilka frågor återstår att lösa? Hur kan resultaten användas i praktiken? Framtiden Pågående och planerad forskning

Ölandsbron byggdes 1972 Efter 10 år upptäcktes omfattande korrosionsskador Efter 20 år reparerades bron till en kostnad som var 4 gånger högre än den ursprungliga byggkostnaden För lågt cementinnehåll För högt vct För litet täckskikt Porös ballast Bräckt vatten (~0,4 % Cl) För tidig avformning

Öresundsförbindelsen började byggas 1995 och invigdes 2000

Projekt i samverkan: Cementa, Chalmers, LTH, SP, CBI. Fältprovplatsen i Träslövsläge byggdes 1991. Ett 40-tal betongsammansättningar.

Fältprovplatsen vid RV 40 byggdes 1995. Ett 100-tal betongsammansättningar. Projekt i samverkan: Vägverket, Chalmers, LTH, Skanska, Cementa, Norcem, Elkem, Finncementti, VTT, SP, CBI

Syfte med provplatserna: Val av betongkvalitet till Öresundsförbindelsen Öka kunskapen om beständigheten hos betong tillverkad med olika bindemedel i olika miljöer Utveckla och kalibrera modeller för olika nedbrytningsmekanismer Validera laboratorieprovningsmetoder mot verkligheten Möjliggöra utveckling av nya material, tex nya bindemedel och ytbehandlingsmedel Ge beställare till stora infrastrukturprojekt bra underlag för att kunna göra säkra materialval samt Möjliggöra tillförlitliga bedömningar av återstående livslängd

Vad har vi lärt oss?. och vilka frågor återstår att lösa? Salt-frostbeständighet Kloridinträngning Korrosion / Kloridtröskelvärden ASR (EU-projektet Partner) Ytbehandling / Klotterskydd Självrengörande ytor (titaniumdioxid)

Salt-frostbeständighet

Boråsmetoden the slab method CEN/TS 12390-9 Plastic 1 sheet 4Temperature measurement 2 3 3 Salt solution 7 5Specimen 6Thermal insulation Provkroppen lagras (65% RH, 20 ºC) under 7 dygn före provning 20+ 1 3+ 0,1 150 3+ 0,1 20+ 1 T ( C) 25 20 15 Avflagat material gram/m 2 mäts efter 7, 14, 28, 42 och 56 fryscykler 10 5 0-5 -10-15 -20-25 0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 22 24 t (h)

5 0 Temperature at the marine and highway exposure sites Marine exposure site Temperature ( C) -5-10 -15-20 Highway exposure site -25 02-12-28 02-12-30 03-01-01 03-01-03 03-01-05 03-01-07 03-01-09 03-01-11 Date

Freeze/thaw cycle in the field 5 Highway exposure site: 2001-03-03 (15:37) to 2001-03-05 (15:33) 0 Temperature ( C) -5-10 -15-20 -25 Limits for temperature cycle according to SS 13 72 44 'slab test' 0 4 8 12 16 20 24 28 32 36 40 44 48 Time (hours)

Mätning av yttre och inre frostskador o Volymförändring o Ultraljud

Korrelation - fält vs laboratorie Inre skador w/b 0,30-0,50 Accelererar i labtest 2-3%

Laboratorieförsök om effekten av åldring

Åldringens inverkan på salt-frostbeständigheten 10 Concrete with OPC as binder, w/b-ratio 0.45 Scaling (kg/m 2 ) 8 6 4 2 0 Water saturated, never dried Dried, Uncarbonated Dried, Carbonated (1 vol-%) 0 10 20 30 40 50 60 Number of freeze/thaw cycles Dried = konditionerade 7 dygn i 65% RH / 20C 10 Concrete with 65 % slag as part of the binder, w/b-ratio 0.45 Scaling (kg/m 2 ) 8 6 4 2 0 Dried, Carbonated (1 vol-%) Water saturated, never dried Dried, Uncarbonated 0 10 20 30 40 50 60 Number of freeze/thaw cycles

Betong med CEM I 10 Concrete with OPC as binder, w/b-ratio 0.45 Okarbonatiserad Karbonatiserad Betong med CEM I+65 % slagg Scaling (kg/m 2 ) 8 6 4 2 0 10 Water saturated, never dried Dried, Uncarbonated Dried, Carbonated (1 vol-%) 0 10 20 30 40 50 60 Number of freeze/thaw cycles Concrete with 65 % slag as part of the binder, w/b-ratio 0.45 Okarbonatiserad Karbonatiserad Scaling (kg/m 2 ) 8 6 4 2 Dried, Carbonated (1 vol-%) Water saturated, never dried Dried, Uncarbonated 0 0 10 20 30 40 50 60 Number of freeze/thaw cycles

Slutsatser o Tösaltad vägmiljö är mer aggressiv än marin miljö. o Efter 14 års exponering - Betong tillverkad med CEM I, CEM II/A-LL, CEM II/A-S och CEM I + 5 % silika, med tillsatt luft och w/b-tal 0.50 eller lägre, har god beständighet mot yttre och inre frostskador. Gäller detta också CEM I + 30 % slagg?? o o Betong tillverkad med CEM III/B (~70 % slagg) uppvisar stora skador även vid w/b-tal på 0.50 och med tillsatt luft. Åldring (karbonatisering) påverkar salt-frostbeständigheten. Men påverkan är olika beroende på bindemedelstyp.

Slutsatser Boråsmetoden klassificerar de flesta betongkvaliteter korrekt, men. o För betong med medium/höga halter slagg och eventuellt andra bindemedelskombinationer finns en risk att provningsmetoden överskattar salt-frostbeständigheten. o Boråsmetoden behöver utvecklas för att bättre ta hänsyn till karbonatiseringens effekter på salt-frostbeständigheten. Mäta CO 2 i laboratorieluften Mer välkarbonatiserad provyta

Kloridinträngning Prof. Tang Luping Chalmers/CBI Tekn Lic Dimitrios Boubitsas CBI

Betongpaneler efter 20 år i Träslövsläge

Kloridprofiler efter 10 resp. 20 års exponering

Modellering av kloridprofiler (låga w/b och med Silika/Flygaska)

Beräkning av kloridinträngning efter 100 år C cr

Slutsatser o Generellt är kloridinträngningen högre i undervattenzonen än i skvalpzonen och i atmosfärszonen o Bindemedel med flera delmaterial, så som flygaska och silika kan effektivt reducera kloridinträngningen. o Den empiriska DuraCrete modellen underskattar kloridinträngningen för betong med låga vattenbindemedelstal och med puzzolanska delmaterial. o Den mekanismbaserade ClinConc modellen ger rimligt god förutsägelse av kloridinträngningen från 1 upp till 20 års ålder o Nödvändigt täckskikt för att uppnå 100 års livslängd varierar mycket beroende på bindemedelstyp.

Korrosion / Kloridtröskelvärden Kloridtröskelvärden funna i litteraturen, uttryckt som procent klorider i förhållande till bindemedelsvikten (Alonso and Sanchez 2009).

Experimentellt arbete Icke-destruktiv mätning med RapiCor. Visuell besiktning Uppmätning av kloridhalten vid armeringsjärnen

Korrosion Resultat

Kloridhalt nära armeringsjärn som korroderar med en viss hastighet Concrete Binder:w/b:air%/ Rebar Cover [mm] Diameter [mm] Corrosion rate [µm/yr] Cl% wt of binder a 1-35 SRPC:0.35:6/b1 10 12 ~50 (~20 b ) 2.4 (3 b ) 2-35 OPC:0.35:6/b2 25 20 ~40 (~30 b ) 2 (1.7 c ) 2-50 OPC:0.5:6/b1 10 12 ~20 (~70 b ) 2.4 (3 c ) 2-50 OPC:0.5:6/b2 15 12 ~15 (~10 b ) 2 (1.1 c ) 3-351 SRPC+5%SF:0.35:6/b1 20 20 ~70 (~40 b ) 2 (1.8 c ) 6-35 SRPC+5%SF:0.35:2/b1 25 20 ~15 (~10 b ) 1.2 (0.9 c ) 6-35 SRPC+5%SF:0.35:2/b2 20 20 ~80 (~70 b ) 1.4 (1.2 c ) 7-35 SRPC+5%SF:0.35:2/b1 20 20 ~30 (~100 b ) 2.2 (1.1 c ) 7-35 SRPC:0.35:2/b2 15 20 ~45 (~40 b ) 2.4 (1.5 c ) 8-40 OPC:0.4:2/b1 20 20 ~ 10 (~5 b ) 2.3 (1 c ) 12-35 SRPC+5%SF+10%FA:0.35:6/b1 10 12 ~15 (~5 b ) 3.2 (3 c ) 12-35 SRPC+5%SF+10%FA:0.35:6/b2 15 12 ~10 (<5 b ) 2.7 (2 c ) H1 SRPC+5%SF:0.3:2/b1 20 12 ~20 (<5 b ) 1.1 (0.5 c ) b data after 13 years exposure (Tang et al. 2005). c data after 10 years exposure (Tang 2003b). XXII Nordic Concrete Research Symposium 2014 Reykjavik, Iceland

Laboratorieförsök 8 x Ø10 mm steel bars, length 210 mm Level of solution 40 Casting direction 100 50 Cl - Cl - 260 Specimen for chloride analysis 6 % and 12% NaCl 1 2 3 4 130 8 7 6 5 Två cementtyper: A CEM I, B CEM II A/LL XXII Nordic Concrete Research Symposium 2014 Reykjavik, Iceland

Resultat från laboratorieförsök XXII Nordic Concrete Research Symposium 2014 Reykjavik, Iceland

Slutsatser o Ett kloridtröskelvärde på 1 % av bindemedelsvikten verkar gälla för vanliga Portlandcement, sulfatresistenta Portlandcement och Portlandcement blandade med 5 % silika och med w/b-tal mellan 0,3 och 0,5. o För bindemedel med 5 % silika och 10 % flygaska med w/btal 0.35, finns resultat som indikerar att kloridtröskelvärdet kan vara så högt som 2 % by av bindemedelsvikten. o Resultat från pågående laboratorieförsök är i linje med resultat från fältprovning efter 20 års exponering. o Det återstår många frågetecken att räta ut Hur påverkar stålets kvalitet kloridtröskelvärdet? Hur påverkar bindemedelstypen kloridtröskelvärdet? XXII Nordic Concrete Research Symposium 2014 Reykjavik, Iceland

Hur kan resultaten användas i praktiken? o o o o o Unika data för utveckling och kalibrering av nedbrytningsmodeller Vid bedömning av kvarstående livslängd i befintliga konstruktioner Som grund vid kravställande och i standarder, tex nationell anpassning till EN 206: Vilka bindemedel är lämpliga i vilka exponeringsklasser Vilka täckskikt är lämpliga Kalibrera laboratorieprovningsmetoder mot fältdata Unika möjligheter för utveckling av nya material och system

Framtiden? Pågående och planerad forskning FoI-samarbete med Statens vegvesen Vegdirektoratet: Ett 10-tal betongkvaliteter med olika bindemedel skall testas i laboratoriet och placeras ut vid Riksväg 40. Tillverkning av betong med norska material. Omfattande provning i laboratoriet och i fält. Samarbetsavtal håller på att tas fram.

Framtiden? Pågående och planerad forskning Nyligen påbörjat FoI-projekt finansierat av Trafikverket med syfte att undersöka Boråsmetodens lämplighet vid provning av betong med bindemedel innehållande slagg/flygaska. Föreslå förändringar av provningsförfarandet så att effekten av karbonatisering beaktas på ett bättre sätt än idag.

Framtiden? Pågående och planerad forskning Ansökan till Trafikverket i samarbete med Cementa och Chalmers om 20 års-uppföljning av provkroppar exponerade vid Riksväg 40. Salt-frostbeständighet, kloridinträngning, korrosion. Vidareutveckling av nedbrytningsmodeller.

Tack för uppmärksamheten!