Seminarium 1: Krympning

Seminarium 1: Krympning Mats Emborg, Peter Fjällström & Henrik Bäckström FoU-programmet Crack Free Con Jan Trägårdh Ali Farhang Jonatan Paulsson-Tralla Hans-Erik Gram Bertil Persson Krympning för betong med flytmedel och filler Krympning, krypning och sprickrisk hos golvbetong Krympning hos moder injekteringsbetong Krympning för betong med stenmjöl Krympning och plastisk krympning hos SKB 2

CBI:s informationsdag 2010 Krympegenskaper relaterade till dispergering och mikrostruktur Jan Trägårdh, Mikael Westerholm, Carsten Vogt, Anders Selander

Innehåll Bakgrund och syfte Arbetshypotes Metodik Preliminära resultat

Bakgrund: Ökad dispergering ger finare kapillärporer. Vpt=0,25 (vct 0,40) (Trägårdh, Kalinowski SBUF, 2008) Kappillärkoeff. vs. flytdos. v/p-tal 0,25. Konstant cementhalt, 0,55 eff. (kg/m 2xrot h) Kap.ko 0,5 0,45 0,4 0,35 0,3 1 15 1,5 2 25 2,5 3 Flytdos (% av cementvikt)

Bakgrund: Ökad dispergering ger finare kapillärporer innan separation inträffar Vpt=0,30 (vct 0,40) (Trägårdh, Kalinowski SBUF 2008) Kappilärkoeff. vs. flytdos. v/p-tal 0,30. Konstant cementhalt Kap.koef ff. (kg/m2x xrot h) 0,55 0,5 0,45 0,4 0,35 0,3 1 1,2 1,4 1,6 1,8 2 2,2 2,4 Flytdos (% av cementvikt)

Bakgrund: Inverkan av finpartikelfasens kornfördelning och form på krympegenskaperna -Exempel från krossballastundersökning på CBI (Lagerblad&Shwan,2006) -Kornform och gradering påverkar förmågan att dispergeras 1 Kolmetorp: flytdos: 1-1,6 1 0,8 Kry ympning, 0,6 04 0,4 Kleva: flytdos: 0,25-0,3 % 0,2 0 0 50 100 150 200 250 300 350 400 Tid, dygn

Projektöversikt Etapper (2009-2011): Litteraturinventering (1/1 2009) Laboratorieförsök (1/8 2009-2010) Utvärdering Rapportering Finansiär: Konsortiet för finansiering av grundforskning inom betongområdet. Bidrag till nationella projektet Crack-free concrete.

Arbetshypotes Mikrostruktur Dispergerings- grad Krymp- egenskaper Partikelsammansättning < 2 mm. Flytmedel. Givet konstant: Vct Vattenhalt Ballast>2 mm

Syfte: Hur påverkas mikrostruktur och krympegenskaper av följande faktorer?: dispergeringsgrad och flytmedelsdosering? finpartikelkoncentrationen (<0,125 mm),specifik yta, kornstorleksfördelning? s ballastpartiklarnas kornstorleksfördelning och kornform?

Metodik: Betongsammansättningar SKB-betonger i olika serier som varieras om möjligt med en variabel i taget. Vct och vattenhalt konstant. Serierna omfattar: Varierande fillerhalt (< 2 mm). Varierande specifik yta (finhet) hos fillerpartiklarna. Varierande flytmedelsdosering. Varierande kornform hos ballast (> 2 mm, jmf mellan serier). Varierande mängd VMA.

Metodik/Provning Tidig krympning, <24 h Autogen krympning Långtidskrympning, 1-224 d Uttorkningskrympning Autogen krympning Sorptionskoefficient (kapillärporsystemets finhet) (Tunnslip, vct ekv ) SEM och kalorimetri

Tidig krympning, 0-24 060 0,60 0,50 Krympnin ng [mm/m] 0,40 0,30 0,20 50 % 2-GU + 50 % L25: 0,14 % SP 50 % 2-GU + 50 % L25: 0,16 % SP 0,10 0,00 0 10 20 30 Tid [h]

Långtidskrympning, 1-224 dygn 1,4 1,2 Uttorkning Förseglade Krympnin ng [mm/m] 1 0,8 0,6 0,4 0,2 0 0 40 80 120 160 200 240 Ålder [dygn]

Sorptionskoefficient - Kapillärsugningsförsök kg g/m 2 4,5 4,0 3,5 3,0 2,5 2,0 1,5 10 1,0 0,5 0,0 0 10 20 30 h

Preliminära resultat: Ökad dispergeringsgrad ger finare kapillärporer. Vpt 0,28 (vct 0,40) Kap p.koeff (kg/m 2 xrot (h)) 07 0,7 0,6 05 0,5 0,4 0,3 0,2 0,1 0 vpt 0,28 0 1 2 Flytmedelsdos (% av C)

Preliminära resultat: Ökad dispergeringsgrad ger minskad krympning. Vpt 0,28(vct 0,40) 0,6 0,5 ing (mm/ /m) Krympn 0,4 03 0,3 0,2 Ref 680 mm (0,76 %) 25 mm (0,4 %) 0,1 0 0 50 100 150 200 Tid (dygn)

Minimering av betongens krympning CBI dagen 2010 Ali Farhang Ramböll Sverige AB

Sprickminimering i industrigolv Del 1: Litteraturstudie Del 2: Förprovningar Del 3: Huvudförsök

Del 1: Litteraturstudie (2004) Optimering av betongens sammansättning Krympreducerande tillsatsmedel Preplaced aggregate concrete Krympkompenserande betong Pre-stressing and post-tensioning of concrete floor

Del 2: Förprovningar 0,8 0,7 Mix 1 (0/8 Sätetorp-8/16 Riksten-330 l paste- 0,37 % sp) Mix 1-6 (0/8 Sätetorp-8/16 Riksten-330 l p-0,26% sp-7% air) Mix 1-2 (0/8 Sätetorp-8/16 Riksten-330 l p-0,48% sp) Mix 1-4 (0/8 Sätetorp-8/16 Riksten-330 l p-0,085% 085% sp) Mix 1-3 (0/8 Sätetorp-8/16 Riksten-330 l p-0,35% sp) 0,6 Ref 1 (Ref + 20% flygaska, 342 l p- 0,16% sp) Ref (0/8 Riksten-8/16 Riksten-341 l p - 0.08 % sp) Shrink kage [mm/m] 0,5 0,4 0,3 Mix 1-1 (0/8 Vendels-8/16 riksten-330 l p-0,08 % sp) Mix 1-7 (0/8 Södertälje-Riksten-330 l p-0,08% sp) Mix 2 (15% sea sand-0/8 Rikssten-8/16 Riksten-313 l p, 0,19 % sp) Mix 2-1 (15% sea sand-0/8 Rikssten-8/16 Riksten-321 l p, 0,08 % sp) Mix 3 (53% 0/8 Riksten-23,5% 8/16 Riksten-23,5% 16/25 Riksten-321 l paste, 0,08 % sp - S=170 mm) Mix 3-1 (Mix 3 with anläggningscement-319 l paste - 0,17% sp - S=210 mm) Mix 3-2 (Mix 3 with anläggningscement-279 l paste-0,34% sp - S=130) 0,2 0,1 Mix 3-3 (Mix 3 with 0/8 Södertälje-321 l paste-0,88% sp - S=185 mm) Mix 4 (15% sea sand-35% 0/8 Riksten-25% 8/16 Riksten-25% 16/25 Riksten-313 l paste, 0,18 % sp - S=185 mm) Mix 4-1 (15% sea sand-35% 0/8 Riksten-25% 8/16 Riksten-25% 16/25 Riksten-320 l paste, 0,08 % sp - S=185 mm) Mix 5 (57 % 0/8 Södertälje-24% 8/16 crushed stone-19% 16/27 crushed stone-289 l paste- 1,13% 13% sp - S=75 mm) Mix 6 (0/2 sea sand & 2/8 Riksten - 8/16 Riksten-313 l paste-0,27% sp - S=190 mm) 0 0 50 100 150 200 Days Mix 6-1 (Mix 6 med 0/2 sea sand + 20% flyash-311 l paste-0,3% sp - S=210 mm) Mix 6-2 (Mix 6 med 0/2 sea sand + 20% flyash-290 l paste-0,44% sp - S=180 mm) Mix 7 (washed 0/2 Riksten & 2/8 Riksten-8/16 Riksten-313 l paste-0,12% sp - S=180 mm)

Del 2: Förprovningar 0,8 Mix 5 Mix 1 Shrinka age [mm/m m] 0,75 0,7 0,65 0,6 0,55 Mix 1-6 Mix 1-2 Mix 1-4 Mix 1-3 Ref Ref 1 Mix 1-1 Mix 7 Mix 2-1 Mix 1-7 Mix 3-3 Mix 2 0,5 Mix 4 Mix 3 0,45 0,4 0 50 100 150 200 Days Mix 4-1 Mix 6 Mix 6-1 Mix 3-1 Mix 3-2 Mix 6-2

Del 3: Huvudprogram Fyra betongrecept (A-D): 1. Betong A är en referensbetong med vct = 0,55. (D max =16 mm, Byggcement, 0-8 8Sätetorp, 816 8-16 Riksten) 2. Betong B är modifierade med vct = 0,55. (D max = 27 mm, Anläggningscement, 0-27 Riksten). 3. Betong C är betong A med 1,5 % krympreducerare. 4. Betong D är betong B med 1,5 % krympreducerare.

Del 3: Huvudprogram För fyra betongrecept (A-D): Fri krympning Förhindrad krympning Autogen krympning Krypning Hållfasthetsvärde Elasticitetsmodul it t l η = Ecεcs ψ 1+ ϕ f ct

Fri krympning För fyra betongrecept (A-D): Fri krympning (RF=50%) Fri krympning (SS-EN) Fri krympning (Förseglad)

Fri krympning g( (50 % RF) 0,8 50% RF 0,7 krympn ning, 06 0,6 0,5 04 0,4 0,3 Rec C 50% 0,2 Rec B 50% 0,1 Rec D 50% Rec A 50% 0 0 28 56 84 112 140 168 196 224 252 280 308 336 364 krympdygn

Fri krympning g( (SS-EN) 0,8 Svensk standard krympn ning, 0,7 06 0,6 0,5 0,4 0,3 0,2 0,1 0 Rec A SS-EN Rec C SS-EN Rec B SS-EN Rec D SS-EN 0 28 56 84 112 140 168 196 224 252 280 308 336 364 krympdygn

Fri krympning g( (förseglad) Förseglade prismor krymp pning, 07 0,7 0,6 0,5 0,4 0,3 0,2 0,1 0-0,1 Rec C Förs Rec B Förs Rec D Förs Rec A Förs 0 28 56 84 112 140 168 196 224 252 280 308 336 364 krympdygn

Viktminskning g( (50%) Viktmin skning [promille e] 40 35 30 25 20 15 10 5 0 Ej vattenhärdning (50 % RF) Rec A Rec A+krympred Rec B Rec B+krympred 0 28 56 84 112 140 168 196 224 Tid (dygn)

Viktminskning (SS-EN) Viktmin skning [promille e] 40 35 30 25 20 15 10 5 0 Standard, vattenhärdning (1+6 dygn) Rec A Rec A+krympred Rec B Rec B+krympred 0 28 56 84 112 140 168 196 224 Tid (dygn)

Viktminskning g( (förseglad) 40 Förseglade Viktmi nskning [promil lle] 35 30 25 20 15 10 5 0 Rec A Rec B Rec A+krympred Rec B+krympred 0 28 56 84 112 140 168 196 224 Tid (dygn)

Autogen krympning

Autogen krympning Krympnin ng (mm/m ) 1.0 0.9 0.8 0.7 0.6 05 0.5 0.4 0.3 0.2 0.1 0.0 Autogen krympning 48 tim Rec A (Ref) Rec A+krympreducerare Rec B Rec B+krympreducerare 0 10 20 30 40 50 Tid (h)

Autogen krympning Krympning (mm/m) 1.0 0.9 0.8 0.7 0.6 0.5 0.4 0.3 0.2 0.1 0.0 Autogen krympning 48 tim Rec A (Ref) Rec A+krympreducerare Rec B ny Rec B+krympreducerare ny 0 10 20 30 40 50 60 Tid (h)

Förhindrad krympning - Ringförsök

Förhindrad krympning - Ring 1A 30 20 10 0 ms 10 20 MP 1 MP 2 30 40 50 0 500 1000 1500 2000 2500 3000 3500 4000 4500 timmar

Förhindrad krympning Ring 2A 30 20 10 0 ms 10 20 MP 3 MP 4 30 40 50 0 500 1000 1500 2000 2500 3000 3500 4000 4500 timmar

Förhindrad krympning Ring 3A 30 20 10 0 ms 10 20 MP 5 MP 6 30 40 50 0 500 1000 1500 2000 2500 3000 3500 4000 4500 timmar

Förhindrad krympning Ring 1C 30 20 10 0 ms 10 20 MP 7 MP 8 30 40 50 0 500 1000 1500 2000 2500 3000 3500 4000 4500 timmar

Förhindrad krympning Ring 1B 30 20 10 0 ms 10 20 MP 13 MP 14 30 40 50 0 500 1000 1500 2000 2500 3000 3500 4000 4500 timmar

Förhindrad krympning Ring 1D 30 20 10 0 ms 10 20 MP 19 MP 20 30 40 50 0 500 1000 1500 2000 2500 3000 3500 4000 4500 timmar

Förhindrad krympning Märkning Micro Strain Antal timmar vid Sprickordning Observation uppsprickning p Ring A1-35 708 3 en spricka Ring A2-20 372 1 en spricka Ring A3-37 828 6 en spricka Ring C1-31 2456 8 en spricka Ring C2-37 1464 7 en spricka Ring C3-33 3144 9 en spricka Ring B1-19 816 5 en spricka Ring B2-28 528 2 en spricka Ring B3-41 720 4 en spricka Ring D1-23 - - ingen spricka Ring D2-26 - - ingen spricka Ring D3-16 - - ingen spricka

Slutsatser efter 325 dygn, RF=50% Recept B (Recept A + modifiering av sammansättning) ger ca 36% reduktion av krympning (från 0,736 till 0,47 ). Recept C (Recept A + Krympreducerare) )ger ca 16% reduktion från 0,736 till 0,615. Recept D (Recept B + Krympreducerare) ger ca 14% reduktion från 0,47 till 0,407. Recept D (Recept A+ Modifiering av sammansättning + krympreducerare) ger totalt 45 % från 0,736 till 0,405.

Böjdraghållfasthet Balk Provn.dat Ålder Stödlängd höjd bredd last Böjdraghållfasthet dygn mm mm mm N MPa Rec A -1 090406 6 380 101 97,5 10240 5,87 Rec A -2 6 380 101 99,5 10380 583 5,83 Rec A -3 090421 21 380 99,5 98 8230 4,84 Rec A -4 21 380 98,5 100 8910 5,23 Rec A -5 090428 28 - - - - - Rec A -6 28 - - - - - Rec A -7 090529 59 380 99,5 100 11970 689 6,89 Rec A -8 59 380 101 100 11340 6,34 Rec B -1 090421 7 380 98,5 99,5 7620 4,50 Rec B -2 7 380 101 99 8430 4,76 Rec B -3 090505 21 380 100,5 96,5 7130 4,17 Rec B -4 21 380 101 99 9420 5,32 Rec B -5 090512 28 - - - - - Rec B -6 28 - - - - - Rec B -7 090612 59 380 99 100 8790 5,11 Rec B -8 59 380 99 99,5 10340 6,04 Rec C -1 090414 7 380 98,5 100,5 9810 5,73 Rec C -2 7 380 99 100 9380 5,46 Rec C -3 090428 21 380 101,5 99,5 8910 4,95 Rec C -4 21 380 99 101,5 8250 4,73 Rec C -5 090505 28 - - - - - Rec C -6 28 - - - - - Rec C -7 090604 59 380 100,5 98,5 10430 5,98 Rec C -8 59 380 98,5 99 9660 573 5,73 Rec D -1 090423 7 380 99,5 100 7400 4,26 Rec D -2 7 380 100 96,5 6950 4,11 Rec D -3 090507 21 380 102 98,5 8420 4,68 Rec D -4 21 380 99,5 96 7810 468 4,68 Rec D -5 090514 28 - - - - - Rec D -6 28 - - - - - Rec D -7 090615 60 380 99 97 7770 4,66 Rec D -8 60 380 98,5 94,5 8780 5,46

Böjdraghållfasthet Böjdraghållfasthet (Recept A-D) 7,00 6,50 Bö öjdraghållfa asthet [Mpa a] 6,00 5,50 5,00 Recept A Recept B Recept C Recept D 4,50 4,00 0 10 20 30 40 50 60 70 Ålder [dygn]

Böjdraghållfasthet Medelböjdraghållfasthet (Recept A-D) 7,00 Mede elböjdragh hållfasthet [Mpa] 6,50 6,00 550 5,50 5,00 4,50 Recept A Recept B Recept C Recept D 4,00 0 10 20 30 40 50 60 70 Ålder [dygn]

Krypning (böjda balkar)

Krypning (böjda balkar A) Recept A 250 P4 200 ikter [kg] 150 P3 Dygn-Vi Vi 100 P2 50 P1 0 0 20 40 60 80 100 120 140 160 180 200 220 Belastningssteg [Dygn]

Krypning (böjda balkar A) Betongrecept A 250 200 Vik kt [kg] 150 100 Balk A1 Balk A2 Balk A3 50 0 0 0,2 0,4 0,6 0,8 1 1,2 Mittnedböjning [mm]

Krypning (böjda balkar A) Betongrecept A Medelvärde Balk A1-A3 250 200 Vik kt [kg] 150 100 50 0 0 0,2 0,4 0,6 0,8 1 1,2 Mittnedböjning [mm]

Krypning (böjda balkar A) Spänningskvot-medelnedböjning 60 50 Spänn ningskvot [%] 40 30 20 Recept A 10 0 0,000 0,200 0,400 0,600 0,800 1,000 1,200 Medelvärde av nedböjning [mm]

Krypning (böjda balkar A) Recept A 3 2,5 Kryptal 2 1,5 Recept A 1 0,5 0 0 10 20 30 40 50 60 Spänningskvot [%]

Krypning (böjda balkar B) Recept B 250 200 P4 Vik kter [kg] 150 100 P3 Dygn-Vi P2 50 P1 0 0 20 40 60 80 100 120 140 160 180 200 Belastningssteg g [Dygn]

Krypning (böjda balkar B) Betongrecept B 250 200 ikt [kg] V 150 100 Balk B1 Balk B2 Balk B3 50 0 0 0,2 0,4 0,6 0,8 1 1,2 Mittnedböjning [mm]

Krypning (böjda balkar B) Betongrecept B Medelvärde Balk B1-B3 250 200 Vik kt [kg] 150 100 50 0 0 0,2 0,4 0,6 0,8 1 Mittnedböjning [mm]

Krypning (böjda balkar B) Spänningskvot-medelnedböjning 60 50 ngskvot [% %] Spänni 40 30 20 Recep 10 0 0,000 0,100 0,200 0,300 0,400 0,500 0,600 0,700 0,800 0,900 Medelvärde av nedböjning [mm]

Krypning (böjda balkar B) Recept B Kryptal 1,8 16 1,6 1,4 1,2 1 0,8 0,6 0,4 0,2 Recept B 0 0 10 20 30 40 50 60 Spänningskvot [%]

Krypning (böjda balkar C) Recept C 250 200 P4 Vik kter [kg] 150 100 P3 Dygn-Vikt P2 50 P1 0 0 20 40 60 80 100 120 140 160 180 200 220 Belastningssteg [Dygn]

Krypning (böjda balkar C) Betongrecept C 250 200 ikt [kg] V 150 100 Balk C1 Balk C2 Balk C3 50 0 0 0,2 0,4 0,6 0,8 1 Mittnedböjning [mm]

Krypning (böjda balkar C) Betongrecept C Medelvärde Balk C1-C3 250 200 Vik kt [kg] 150 100 50 0 0,000 0,100 0,200 0,300 0,400 0,500 0,600 0,700 0,800 Mittnedböjning [mm]

Krypning (böjda balkar C) Spänningskvot-medelnedböjning 60 50 Spännin ngskvot [% %] 40 30 20 Recept C 10 0 0,000 0,100 0,200 0,300 0,400 0,500 0,600 0,700 0,800 Medelvärde av nedböjning [mm]

Krypning (böjda balkar C) Recept C Kry yptal 1,8 1,6 14 1,4 1,2 1 0,8 06 0,6 0,4 0,2 Recept C 0 0 10 20 30 40 50 60 Spänningskvot [%]

Krypning (böjda balkar D) Recept D 200 180 P4 Vik kter [kg] 160 140 120 100 80 P2 P3 Dygn-Vikt 60 40 P1 20 0 0 20 40 60 80 100 120 140 160 180 200 Belastningssteg g [Dygn]

Krypning (böjda balkar D) Betongrecept D Vikt [kg] 200 180 160 140 120 100 80 60 40 20 Balk D1 Balk D2 Balk D3 0 0 0,2 0,4 0,6 0,8 1 1,2 Mittnedböjning [mm]

Krypning (böjda balkar D) Betongrecept D Medelvärde Balk D1-D3 200 180 160 140 Vik kt [kg] 120 100 80 60 40 20 0 0,000 0,200 0,400 0,600 0,800 1,000 Mittnedböjning [mm]

Krypning (böjda balkar D) Spänningskvot-medelnedböjning g 60 50 Spänn ningskvot [%] 40 30 20 Recept D 10 0 0,000 0,200 0,400 0,600 0,800 1,000 Medelvärde av nedböjning [mm]

Krypning (böjda balkar D) Recept D 3,00 2,50 Kryptal 2,00 150 1,50 Recept D 1,00 0,50 0,00 0 10 20 30 40 50 60 Spänningskvot [%]

Krypning (A-D) Recept A-D 250 P4 200 Vikt ter [kg] 150 100 P3 Recept A Recept B Recept C Recept D P2 50 P1 0 0 20 40 60 80 100 120 140 160 180 200 220 Belastningssteg t [Dygn]

Krypning (A-D) Betongrecept A-D 250 200 Vikt [kg g] 150 100 50 Medelvärde Balk A1-A3 Medelvärde Balk B1-B3 Medelvärde Balk C1-C3 Medelvärde Balk D1-D3 0 0 02 0,2 04 0,4 06 0,6 08 0,8 1 12 1,2 Mittnedböjning [mm]

Krypning (A-D) Spänningskvot-medelnedböjning 60 50 ] Spännin ngskvot [% 40 30 20 Recept A Recept B Recept C Recept D 10 0 0,000 0,200 0,400 0,600 0,800 1,000 1,200 Medelvärde av nedböjning [mm]

Krypning (A-D) w tot = w el + w 3 cr = w el 3 PL (1 + φ ) = (1 + φ ) w w 48E I 0 Recept A-D 2,5 t ~ 14 dygn Recept A ryptal K 2 1,5 Recept B Recept C Recept D t ~ 7 dygn 1 0,5 t ~ 7 dygn t ~ 130-145 dygn 0 0 10 20 30 40 50 60 Spänningskvot [%]

Tryckhållfasthet Medeltryckhållfasthet 60,00 50,0 Tr ryckhållfast thet [MPa] 40,0 30,0 20,00 Recept A Recept B Recept C Recept D 10,0 0,0 0 5 10 15 20 25 30 Ålder [dygn]

p Prov Ålder Spräckhållfasthet vid provning fct Rec.A-1 7 4,3 Rec.A-2 7 4,4 Rec.A-3 7 4,4 Rec.A-4 28 4,4 Rec.A-5 28 4,6 Rec.A-6 28 4,4 Spräckhållfasthet Rec.B-1 7 3,2 Rec.B-2 7 3,2 Rec.B-3 7 3,33 Rec.C-1 7 4,3 Rec.C-2 7 3,0 Rec.C-3 7 4,1 Rec.C-4 28 4,2 Rec.C-5 28 4,4 Rec.C-6 28 47 4,7 Rec.D-1 7 3,0 Rec.D-2 7 3,8 Rec.D-3 7 2,8

E-modul Prov nr Ålder (dygn) Eo (GPa) Ec (GPa) A-E1 28 29,5 31,0 A-E2 28 30,5 31,5 A-E3 A-E4 B-E1 29 31,5 32,5 B-E2 29 31,0 32,5 B-E3 BE4 B-E4 C-E1 28 30,0 30,0 C-E2 28 30,5 31,5 C-E3 C-E4 D-E1 DE1 29 31,0 31,0 D-E2 29 32,0 32,0 D-E3 DE4 D-E4

Diskussion

Del 2: Huvudprogram

Betongrecept A och C

Betongrecept B och D

Krympning hos modern injekteringsbetong g Jonatan Paulsson-Tralla Projektengagemang CBIs informationsdag 18 mars 2010

Begränsad krympning och värmeutveckling hos modern injekteringsbetong skapar nya möjligheter för resurssnålt betongbyggande

Injekteringsbetong 1940: 100-200 mm, övertryck 1975: 40-80 mm, övertryck 2006: 30-45 mm, övertryck 2010: 16-20 och 20-27 mm. Kan hälla ned bruket i stenskelettet.

Injekteringsbetong Låg krympning Direktkontakt mellan grov ballast Stenen fördelar sprickorna (sprickarmering) Låg värmeutveckling

Injekteringsbetong Låg andel cement (ca 250 kg/m³) Låg vattenhalt (ca 120 kg/m³) VCT kan styras 0,35 055 0,55

Injekteringsbetong V + C är den krympande fasen Sten är den mothållande fasen Minskat krympande fasen med ca 40 % Ökat mothållande fasen med ca 70 % Lägre temperatur

Modern injekteringsbetong B5 BBK79 BBK94 BHB blå BHB röd Erkänt material Kända egenskaper 70 års erfarenhet

Modern injekteringsbetong Låg cementhalt 250 kg/m³ K80 Om cement ersätts 125 kg/m³ Husbyggnad, plattbärlag.. K35 Obefintlig krympning med rätt v-härdning Låg värmeutveckling Obefintlig separation Stora stighöjder Arbetsmiljö

Utförda objekt Pågjutningar valv Pågjutningar pelare Partiella reparationer Nyproduktion av plattor Reparation av undersidor balkbroar Utbyte av kantbalkar balkbroar 1000 m³ Stort intresse från E och B Lägre totalkostnad och stor flexibilitet

Modern injekteringsbetong Stor kapacitet 60 m³/h Vindkraftverk 500 m³ på 8 h Industrigolv 150 mm 400 m²/h I praktiken sällan ett kapacitetsproblem p

Injekteringsbetong 16-20

Krympning 0,2 0,15 0,1 0,05 0 7 0 7 14 21 28 35 42 49 56 63 0,05 30/45 KP VL 20/27 NP VL 16/20 NO VL 30/45 UV VL 20/27 NO VL 16/20 NP VL 0,1

έ sh (krympning) sh 0,70 Konventionell betong 0,60 2 d form samt 5 d vattenhärdning 0,50 0,40 0,30 0,20 Injekteringsbetong med något högre krympning 0,10 0,05 +0,05 +0,10 FORM V HÄRDNING MEMBRANHÄRDNING LÅNGSAM UTTORKNING 1 2 Injekteringsbetong med lägst krympning TID [månad]

Modern injekteringsbetong Krympning hos konv betong ger problem 0,5-0,7 Sprickor Läckage Estetik Beständighet Fogar golv Sprickor golv Kantresning Armering

Modern injekteringsbetong Värmeutveckling ger också problem Sprickor Läckage Estetik Beständighet Beräkningar Förprovning Åtgärder Kylning Värmning Åtgärd för åtgärden Injektering av kylrör Resurskrävande

Modern injekteringsbetong Miljöpåverkan Sänka cementhalten 250 kg/m³ Husbyggnad 125 kg/m³ Självuttorkande betong med 250 kg/m³ Minska krymparmering Reducera klimatpåverkan med 30-50 % Plattbärlag Grunder småhus, skolor, daghem.. Pågjutningar på HDF

Modern injekteringsbetong Ingen transport av färsk betong Gjuta var och när man vill Vindkraftverk, fjällen Gjutningar till havs Gjutningar i tunnlar Korta byggtider, gjutning 24 h 7 dygn/vecka Nattgjutningar, ej öppna betongfabrik. Kan medföra stora besparingar Krossa berg på plats

Modern injekteringsbetong Stora betonggolv (temp och krympning) Slipa golven som terrazzo Slitstark sten i ytan Olika sten (färg) på olika ytor Ingen separation, full bruksstyrka i ytan Ingen glättning Långa etappar, t ex kantbalkar

Modern injekteringsbetong Slitbetong Broar Snabbt och effektivt byte av tätskikt Tråg Tunnlar Eventuellt oarmerade pågjutningar Rätt fukthärdning medför låg påkänning av differenskrympning Skyddsbetong

Modern injekteringsbetong Slitbetong All vidhäftning för att hantera kraftspel Effektivare reparationer av brobanedäck Hög slitstyrka Slitstark ballast i ytan

Framtida objekt Bottenplattor vindkraftverk 500 m³ 50 000-100 000 kg cement Minska klimatpåverkan Besvärlig betongtransport Enkel väg, allt med dumper oavsett årstid Fjäll Skog Havet

Fundament Vindkraft till havs Kombinera grov armerad gjutning med prefab lock Gjut ihop

Krympning hos betong med stenmjöl Skillnad mellan naturgrus och stenmjöl? Stenmjöl har ofta större vattenbehov Högre vattenhalt större krympning? Hans-Erik Gram 18 mars 2010

Valt recept Anläggningsbetong, vct 0,45, lufttillsats, Sättmått cirka 150 mm Vikt Cirka 800 kg Volym 304 l Stenmjöl 0-4 mm Utbytbart 91 kg 823 kg 180 kg 400 kg 41 l luft 34 l Makadam 4-8 mm 315 l Makadam 8-16 mm 180 l vatten 125 l Anläggningscement Konstant

Samma konsistens olika vattenbehov olika flytmängd Konsistens: Sättmått 120-150 mm Stenmjöl 1 2 3 4 5 6 Naturgrus Flytdos 4 kg 4 kg 2,67 kg 2,5 kg 1,7 kg 1,6 kg 0,5 kg

Krympprovkroppen och dess hantering SS 137215 a = 100 Betong i form under 1 dygn, sedan avformning Mätning 1 Vattenlagring i 6 dygn Mätning 2 Sedan i Konditioneringsrum RH + 50% Mätning 3-8

Arbetsmoment 0-1 dygn 1-7 dygn 7-231 dygn 1 7 14 21 35 63 119 231 Gjutning Avformning Vattenlagring Lagring i 50% RH

Provkropparnas viktförändring över tid Viktförändring 15 10 Promille 5 0-5 -10-15 1 2 3 4 5 6 7 Prov 1-6 stenmjöl, prov 7 naturgrus 7 d 14 d 21 d 35 d

Provkropparnas krympning över tid Krympmätning Krympning i promille 0,6 0,5 0,4 03 0,3 0,2 0,1 0-0,1 1 2 3 4 5 6 7 7d 14 d 21 d 35 d Prov 1-6 stenmjöl, prov 7 naturgrus

Slutsats så här långt! Det finns ingen uttalad skillnad i krympning mellan betong tillverkad med fingrus och betong tillverkad med stenmjöl. Detta trots den stora skillnaden i flytmedelsdoseringen! Cirka 0,5 promille i krympning efter 35 dygn är ganska högt! Mätningarna fortsätter så vi får se vad framtiden visar!

Nordiska projektet Crack-Free Con Förstudie effekt av olika försegling av provkropparna 1 Ej förseglad 2 Ändytor förseglade 3 Två motstående långsidor Fria, resten förseglade 34 Alla ytor förseglade

VCT = 0,55 Byggcement Promille Viktförändring över tid Ändytor förseglade 0,200 0,150 0,100 0,050 0,000-0,050050-0,100 1 2 3 4 oförseglad Helt förseglad Olika försegling 1-4 7d 14 d 21 d 35 d

VCT = 0,7 Byggcement Promille Viktförändring över tid Ändytor förseglade 0,300 0,250 0,200 0,150 0,100 0,050 0,000-0,050-0,100 0100 Oförseglad 1 2 3 4 Helt förseglad Provkroppsutformning 1-4 7 d 14 d 21 d 35 d

Krympning, VCT = 0,55 Promille 0,300 0,250 0200 0,200 0,150 0,100 0,050 0,000 Krympning över tid, vct 0,55 Ändytor Sidor 1 2 3 4 Ej förseglad Provkroppsutformning 1-4 Helt förseglad 7 d 14 d 21 d 35 d

Krympning, VCT = 0,7 Verkar vara mätfel! Promille 0,300 0,250 0,200 0,150 0,100 0,050 0,000 Krympning över tid, vct 0,7 Ändytor Sidor 1 2 3 4 Ej förseglad Provkroppsutformning 1-4 Helt förseglad 7 d 14 d 21 d 35 d

Plastisk krympning hos självkompakterande betong PRESENTATÖR: Bertil Persson

Plastisk krympning hos självkompakterande betong BAKGRUND Vid husbyggnad kan självkompakterande betong nå en mycket stor användning En förutsättning är bland annat att ytsprickor kan undvikas Plastisk krympning äger rum före tillstyvnadstidens slut

Plastisk krympning hos självkompakterande betong BAKGRUND Mindre krympning med korrekt material Saito et al (w = 160 kg/m³) Autogen Total n) ing (mic crostrai 1000 800 600 400 Krympni 200 0 vct = 0,15 LSF vct = 0,15 LSF SR vct = 0,25 M vct = 0,25 SR vct=0,30 N vct=0,30 N SR

Plastisk krympning hos självkompakterande betong BAKGRUND Mindre krympning med korrekt material: HP LSF SRA SSP high-range water-reducing admixture (Maleic type polycarboxylate-based y copolymer) lågalkaliskt cement; 10% silikastoft Shrinkage reducing admixture (Polyether derivative) Blandning av HP och SRA

Plastisk krympning hos självkompakterande betong BAKGRUND Projektet har genomförts med finansiering från Svenska Byggbranschens Utvecklingsfond, SBUF, och PEAB Sverige AB Bertil Persson. Plastisk krympning hos självkompakterande betong utan byggfukt. Rapport TVBM-7176. LTH Byggnadsmaterial. ate a Lunds universitet, Lund, 2003, 60 sid.

Plastisk krympning hos självkompakterande betong Genomförande: BAKGRUND LTH byggnadsmaterial, Lund Projektledare: j Lars Östberg, PEAB Sverige AB, Förslöv Betong och material: Stefan Andersson, Färdig Betong AB, Malmö

Plastisk krympning hos självkompakterande betong MATERIAL Vattencementstal: vct = 0,35 (2 st.), vct = 0,38 (4 st.), vct = 0,40, vct = 0,43 samt vct = 0,53 (2 st.) Förseglade prover, vaxbelagda eller i relativ fuktighet, RF = 60%

Plastisk krympning hos självkompakterande betong BETONGAMMANSÄTTNING vct = 0,35: NORCEM, max 2 mm, w = 185 kg/m³ vct = 0,38; vct = 0,43,, vct = 0,53: Slite Std cement, max 8 el. 18 mm, ingen kalkstensfiller, w = 185 kg/m³

Plastisk krympning hos självkompakterande betong GENOMFÖRANDE Försöken genomfördes i allmänhet under 5 dygn Efterföljande mätning av hållfasthetsutveckling och RF även vid 28 dygns ålder

Plastisk krympning hos självkompakterande betong METODER Två krympplattor (ASTM C09.42.XX), 3 krympriggar (LVDT)

Plastisk krympning hos självkompakterande betong METODER Två krympplattor (ASTM C09.42.XX)

Plastisk krympning hos självkompakterande betong METODER: Tre krympriggar (LVDT) LVDT kopplade till mätdator Rörligt mätblock Ankare förankrat i Ankare förankrat i blocket riggens kortsida Teflonfilm

Plastisk krympning hos självkompakterande betong METODER Unik LVDT-mätning av deformationer på 2 nivåer, dvs. ytsprickans vidd kunde beräknas Vindtunnel med 4 m/s lufthastighet.

Plastisk krympning hos självkompakterande betong RESULTAT Krympning i luft, vct=0,38, 18 mm sten: 2,000 Förseglad krympning, i luft resp. med vax: 2,000 8 mm med vct=0 0.38 max 1 ft vid RH = 0.60 ( ) Krympning i luf 1,500 1,000 0,500 0,000 0,1 1,0 10,0 100,0 1000,0 Ålder (h) -0,500 Kry ympning ( ) 1,500 1,000 0,500 0,000 0,1-0,500 1,0 10,0 Ålder (dygn) Förseglad Luft Luft-spricka Vax 70 mm 20 mm Ytan Vax-spricka

Plastisk krympning hos självkompakterande betong RESULTAT Krympning i luft: ng (luft, ) Krympni 1,500 1,000 0,500 0,000 0 1 10 Ålder (dygn) 38max8 38max18 43max18 38max8id 38max18id 53max18 Förseglad krympning: örseglad d, ) Krym mpning (f 0,400 0,300 0,200 0,100 0,000-0,100 0 1 10-0,200 Ålder (dygn) 35max2 38max8 38max8id 38max18 38max18id 43max18 53max18

Plastisk krympning hos självkompakterande betong SLUTSATSER SKB med vct 0,38 erhöll stor autogen krympning före tillstyvnadstidens slut (del av plastisk krympning) SKB med > 0,38 erhöll autogen expansion Grövre ballast gav mindre plastisk krympning

Plastisk krympning hos självkompakterande betong SLUTSATSER SKB med högre finhalt eller partikelsprång erhöll större autogen krympning före tillstyvnadstidens slut än betong med låg fillerhalt lt och ideal partikelfördelning Efter tillstyvnadstidens slut var krympningen i stort t sett lika stor för betonger med vct = 0,38

Plastisk krympning hos självkompakterande betong REKOMMENDATIONER Använd A ä d SKB med så stor ballaststorlek som möjligt Partikelsprång ger mer blödningsvatten vilket i sin tur minskar uppkomsten av plastiska krympsprickor

Plastisk krympning hos självkompakterande betong REKOMMENDATIONER Använd A ä d fc28 < 60 MPa (vct 0,43) Mindre sprickvidd erhålls med snabb hållfasthetstillväxt Använd effektivare försegling än vax

Plastisk krympning hos självkompakterande betong FORTSATTA STUDIER Avdunstning A d t i Blödningsvatten Fibertillsats Fillerhalt/typ vct Vindhastighet Viskositetsmedel Fältförsök