Varför rostar armering i betong?

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

Korrosion och korrosionsskydd av stål i betong

flera av de svenska kärnkraftverken I Ringhals har man konstaterat att anoderna monterade närmast huvudkylvattenpumparna

Kraftindustrins Betongdag 2011 Elforsk s Betongtekniska satsningar Lars Wrangensten Elforsk AB

Inverkan av balkonginglasning

Katodiskt skydd av betongkonstruktioner med termiskt sprutade offerander av zink

Betongtekniskt program Kärnkraft

Bedömning av korrosionstillstånd i armering med elektrokemiska mätmetoder. Johan Ahlström Johan.ahlstrom@swerea.se

Kartläggning av reparationsmetoder för Kärnkraftsindustrin - Pilotstudie ELFORSK :161

Korrosion på stål i betong i kylvattenvägar

ARMERINGSKORROSION I KYLVATTENVÄGARNA I KÄRNKRAFTVERKEN ETAPP 1

Statusbedömning av stål- och betongkonstruktioner i marin miljö

Betongskada bör utredas för att åtgärdas rätt

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

Korrosion på stål i betong i kylvattenvägar

Korrosionsskydd av stål i betongkonstruktioner - Handbok. Elforsk rapport 10:110

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

SYNTES AV BETONGTEKNISKT PROGRAM KÄRNKRAFT

ARMERINGSKORROSION I KYLVATTENVÄGAR INOM KÄRNKRAFTEN ETAPP II

1.6 Zinkens korrosion

BRF AGATEN UNDERSÖKNING AV BALKONGER. Projektnummer: 41823

Varmförzinkat stål i kombination med rostfritt stål i infrastrukturen. Bror Sederholm

Sika FerroGard En ny typ av ytapplicerade korrosionsinhibitorer för armerade betongkonstruktioner

UNDERSÖKNING AV PARKERINGSGARAGE, P2. BRF KANTARELLEN. Projektnummer: 40990

Korrosion hos förzinkat stål i karbonatiserad och kloridhaltig betong

Betongtekniskt program Kärnkraft Lars Wrangensten Elforsk AB Programområdesansvarig El- och Värmeproduktion samt Kärnkraft

SPÄNNARMERING INOM KRAFTINDUSTRIN SAMT KORROSIONSSTUDIE AV BERGBULTAR

KATODISKT SKYDD AV BETONGKONSTRUKTIONER

TILLSTÅNDSBEDÖMNING AV HJÄLPKYLVATTENVÄGAR I FORSMARKS KÄRNKRAFTVERK

Katodiskt skydd av betongkonstruktioner med termiskt sprutade offeranoder av zink

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

Lokalisering av beläggningsskador hos fjärrvärmeledningar

Korrosionsinstitutet. Swedish Corrosion Institute. Uppdragsgivare: Nicholas T Rolander Morbygden 44 SE Falun

Vad kan man lära av korrosionsproblemen på nya Sundsvallsbron ur kajsynpunkt Bertil Sandberg

Projektering av träkonstruktioner utomhus m h t risken för rötangrepp. Projekteringsverktyg. Lars Wadsö, Byggnadsmaterial LTH

Fukttransport i vattenbyggnadsbetong

Faktorer som påverkar korrosionshärdigheten hos metalliska material i badvatten

Korrosion på sopsugsrör skyddat av offeranoder.

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

RAPPORT. Näckenbadet UPPDRAGSNUMMER NACKA KOMMUN SWECO STRUCTURES AB JOHAN HAGLUND GRANSKAD AV BENGT LUNDGREN OCH STAFFAN DYRSCH

har du råd att avstå? Läs resultaten från Rambölls rapport

Inventering av skador och nedbrytningsmekanismer hos betongbroar i vägmiljö

Fuktupptagning och frostbeständighet

Korrosion på stål i betong i kylvattenvägar

Undersökning av gårdsbjälklag, Frejgatan 46A, Stockholm

Potentialutjämning/Skyddsutjämning

HSBs Brf. Vikingen nr 5 i Kista. Tillståndsbedömning garage HSBs Brf. Vikingen nr 5, Kista. Kista

Så jobbar du med varmförzinkat stål

Rostfritt stål i betong - Galvaniska effekter på kolstål

Makes Industry Grow. Rostfritt Material. Korrosion

Minican resultatöversikt juni 2011

ru Ër r* r r r *t" lttl SveBeFo SPRUTBEÎONO I littereilurstudie STÅTFIBERKORROSION I SPRUCKEN "á1 Erik Nordström \.^ Ð SveBeFo Rapport 45

Komplett reparationssortiment

INGLASADE BALKONGER. har du råd att avstå? Läs resultaten från Rambölls rapport

IT-baserad betongreparationshandbok: Betongreparation.se

YTREPARATION AV BETONGKONSTRUKTIONER METODER. BESTÄNDIGHET

KEIM CONCRETAL ESTETISKT SKYDD AV BETONG DEN MINERALISKA LÖSNINGEN

Mätning av armeringskorrosion med RapiCor

Betongtekniskt program Kärnkraft. Programetapp 3,

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

1.4 Korrosionslära och korrosion

REPETITION AV NÅGRA KEMISKA BEGREPP

Betongreparationer. Fasader och balkonger samt betong i industri och lantbruk. Kvalificerade och enkla arbeten både ute och inne.

Galvanisk korrosion på armering i nära anslutning till huvudkylvattenpumpar. BET 013 Elforsk rapport 12:57

GENOMGÅNG AV POTENTIELLA KORROSIONSRISKER FÖR INGJUTEN TÄTPLÅT I REAKTORINNESLUTNINGAR

Material föreläsning 7. HT2 7,5 p halvfart Janne Färm

Vittrings- och korrosionsproblem vid hantering av matavfall,

Drift- och underhållsplan för broar inom Nacka Kommun

Vilka följder fick de byggtekniska förändringarna?

Testrapport Airwatergreen, FLEX

Materialens påverkan på dricksvatten. Olivier Rod

Reparationer av betongkonstruktioner

Korrosionsförhållanden i en urban jordlagerföljd - Fältförsök in situ med luftningsceller

korrosionsrisker vid användning av polyetenrör i fjärrkylesystem

Korrosion Under Isolering (CUI)

Rostfri armering - vägen till lönsamma betongkonstruktioner

Hållbarhet Ett måste för framtiden

Underhåll av tegelfasader från

Livslängdsdimensionering av korrosionsutsatta betongkonstruktioner

12 ELEKTROKEMISK KORROSION

Teknisk förvaltning av Betongkonstruktioner

LEGOTILLVERKNING I ROSTFRITT. Alla möjligheter tillsammans med oss på Furhoffs

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

KORROSIONSPROVNING AV OLIKA TYPER AV BERGBULTAR. Bror Sederholm Patrik Reuterswärd. BeFo Rapport 127

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

Elektrokemiska aspekter på korrosion i svenska reaktorinneslutningar

Korrosion av rostfria stål Vad säger korrosionsprovningen?

PROVNING AV BORRKÄRNOR FRÅN FORSMARK

Repetition av hur en atom blir en jon.

Optimala standarder (bro)

TENTAMEN Material. Moment: Tentamen (TEN1), 3,5 högskolepoäng, betyg 3, 4 eller 5. Skriv din kod, kurskoden och kursnamn på varje inlämnat blad!

Addion. Matt mässing. Krom. Brunoxid. Kort om ytbehandling. ASSA ABLOY, the global leader in door opening solutions.

PPU408 HT15. Aluminium. Lars Bark MdH/IDT

PARKERINGSHUS OCH GARAGE MED TUNNSKIKT AV HÅRDBETONG. Populärvetenskaplig sammanfattning

Anläggningsteknik. Förlänga livslängden Erfarenheten från tidigare utförda reparationer

4S Utbildningar Daniel Ejdeholm Swerea KIMAB

Fukt-FoU hösten 2010 vid Avd Byggnadsmaterial, LTH Peter Johansson

DUBO skruvsäkringar. DUBO skruvsäkringar för insexskruvar. DUBO tandade stålbrickor. KORREX mutterskydd. KORREX runda mutterskydd. KORREX snäpphättor

Ingjuten sensor för mätning av uttorkningsförlopp beräkning av inverkan av sensorns dimension och orientering. Sensobyg delprojekt D4

Betong och armeringsteknik

Transkript:

Licavhandling Johan Ahlström, populärvetenskaplig sammanfattning (JT 2014-08-28), sida 1 av 6. Varför rostar armering i betong? Armering ingjuten i betong har normalt sett en mycket låg korrosionshastighet. Den låga korrosionshastigheten beror på betongens höga alkalinitet, ph värdet i betong är cirka 12-13. Korrosion kan uppkomma i miljöer där klorider finns närvarande om det transporteras genom betongen till armeringsytan och bryter ned stålets passivitet. Korrosionen kan också accelereras om armeringen är i kontakt med ett ädlare material, till exempel rostfritt stål som inte är ingjutet i betong. I en licentiatavhandling vid Lunds Universitet som försvaras i augusti 2014 beskriver Johan Ahlström, Swerea KIMAB, dessa processer. Förutom klorider läggs också stor vikt vid betongens fuktighet. Ungefär 7000 betongbroar i Sverige byggdes före 1965. De årliga underhållskostnaderna för dessa broar motsvarar ungefär 0,6 % av deras totala värde. Kylvattenvägar i svenska kärnkraftverk har varit exponerade mot saltvatten i ungefär 30 till 40 år. Reparationskostnader för dessa kylvattenkonstruktioner har uppskattats till ungefär en miljard kronor. På grund av den relativt höga åldern på dessa betongkonstruktioner kan korrosionen bli ett växande problem i framtiden. Korrosionsskador på armering i en betongkonstruktion Grundläggande processer som ligger bakom armeringens korrosion i betong har studerats i ett forskningsprojekt kloridinitierad armeringskorrosion finansierad av Svenska Byggbranschens Utvecklingsfond (SBUF), Svenska Elföretagens Forsknings- och Utvecklingsaktiebolag (Elforsk) och Swerea KIMAB. Projektet har resulterat i en licentiatavhandling Corrosion of steel in concrete at various moisture and chloride levels av Johan Ahlström, Swerea KIMAB. Arbetet har skett på Swerea KIMAB och Johan har varit inskriven på Lunds Universitet handledd av Prof Lars Wadsö, institutionen för bygg- och miljöteknologi.

Licavhandling Johan Ahlström, populärvetenskaplig sammanfattning (JT 2014-08-28), sida 2 av 6. Armering ingjuten i betong har normalt sett en mycket låg korrosionshastighet. Den låga korrosionshastigheten beror på betongens höga alkalinitet, ph värdet i betong är cirka 12-13. Korrosion kan dock uppkomma under olika betingelser och den ingjutna armeringen kan vara utsatt för flera olika miljöer (1-4): 1. Betongen kan vara utsatt för olika fuktförhållanden. Om betongen är torr så sker ingen korrosion eftersom vatten behövs för korrosionsprocessen. Det som kanske är mindre känt är att även när betongen är fuktmättad så sker i stort sett ingen korrosion eftersom den nödvändiga syrgasen inte kan transporteras tillräckligt snabbt till armeringen för att underhålla korrosionsprocessen. En stor del av licentiatarbetet syftar till att förstå vilka optimala fuktförhållanden som resulterar i den största korrosionen. 2. Armeringen kan vara ansluten till ett ädlare material. Detta har i så fall skett av misstag, till exempel en rostfri pump. Potentialmätningar är en hjälp för att förstå vilka risker som detta resulterar i. 3. Armeringen kan vara ansluten till ett oädlare material. Detta är en av flera strategier för att minska armeringskorrosionen, så kallat katodiskt skydd. Detta diskuteras i mindre omfattning i avhandlingen 4. När betong är utsatt för luft blir den karbonatiserad, kalciumhydroxiden omvandlas till kalciumkarbonat genom att reagera med koldioxid. Detta är en långsam process och påverkar bara det yttre skiktet i betongen men får som effekt att ph-nivån sänks. Denna effekt har inte undersökts i licentiatarbetet. Armering i betong: 1) exponerad för olika fuktförhållanden; 2) ansluten till ett ädlare material; 3) ansluten till ett oädlare material; 4) exponerad i karbonatiserad betong.

Licavhandling Johan Ahlström, populärvetenskaplig sammanfattning (JT 2014-08-28), sida 3 av 6. Kloridtröskelvärden Ett vanligt sätt att beskriva korrosionsförloppet för kloridinducerad korrosion är att dela upp det i två delar, initiering och propagering. Initieringsfasen inbegriper både den tid det tar för kloriderna att transporteras till armeringen och tiden för initiering av korrosionsprocessen genom att förstöra passivskiktet på armeringen. Propageringsfasen sker när korrosionen har startat. Kloridtröskelvärdet definieras då som det värde kloridhalten har när korrosionsprocessen ändras från initiering till propagering. En stor mängd arbeten har ägnats åt att bestämma ett konstant specifikt kloridtröskelvärde, uttryckt som % klorid per cementvikt. Problemet med detta är att det finns en mängd olika parametrar som teoretiskt kan påverka tröskelvärdet. Korrosionsmodell för stål i betong föreslagen av Tuutti Sannolikt finns ett kritiskt kloridtröskelvärde för varje betongkvalitet. Hur hög korrosionshastigheten är avgörs till stor del av betongens fukthalt, som i sin tur bestämmer betongens resistivitet och transport av både syrgas och klorider. Betong med hög fukthalt har en relativt låg resistivitet samt långsam transport av syrgas. Därmed är propageringshastigheten låg, även om kloridkoncentrationen är betydligt högre än kloridtröskelvärdet. Betong med låg fukthalt har en snabb transport av syrgas samt hög resistivitet vilket ger en låg korrosionshastighet. Vid ett specifikt fuktintervall kan transporten av syrgas vara hög samtidigt som resistiviteten är låg, vilket ger en hög korrosionshastighet. Det är vid detta specifika fuktintervall som kloridtröskelvärden bör bestämmas. I licavhandlingen föreslås att kloridtröskelvärdet bör utvärderas vid relativt fuktiga förhållanden, 97%, vilket resulter i ett tröskelvärde på ca 1 % klorid per cementvikt. Korrosion på armering exponerad i betong med 97% fuktighet och 1 % klorid per cementvikt

Licavhandling Johan Ahlström, populärvetenskaplig sammanfattning (JT 2014-08-28), sida 4 av 6. Försöksuppställning i laboratoriet Försöksuppställningen har bestått av armeringstänger ingjutna i ett cylindriskt betongskikt 5 mm tjockt. Dessa har exponerats i exsickatorer med konstant luftfuktighet i intervallet 75% till 100%. En del av försöken har också utförts genom att växelvis byta fuktförhållanden mellan 75% och 100% och på så sätt uppnå cykliska förhållanden som mer efterlikar vad konstruktioner är utsatta för under fältmässiga förhållanden. Det har då visat sig att en mindre kloridhalt behövs för att sätta igång korrosionen. Korrosion på armering exponerad i betong med cyklad fuktighet och 0,6 % klorid per cementvikt

Licavhandling Johan Ahlström, populärvetenskaplig sammanfattning (JT 2014-08-28), sida 5 av 6. Fältförsök Korrosionshastigheten för stål i vattenmättade betongkonstruktioner är oftast låg på grund av långsam transport av syrgas till armeringsytan. Om armeringen däremot är i kontakt med ett ädlare material så kan korrosionshastigheten öka markant. Hur stor den galvaniska påverkan blir för stål i betong styrs av bl.a. klorid- och syrgaskoncentrationen. Om kloridkoncentrationen är låg så kan armeringen upprätthålla passivitet trots elektrisk kontakt med ett ädlare material och korrosionshastigheten blir därmed låg. I denna studie så utvärderades också ståls korrosionsegenskaper i betong vid en kylvattentunnel. Vid ett verkligt fall hade offeranoder av aluminium installerats för att skydda armeringen i en betongkonstruktion gjord för att transportera havsvatten. Korrosionspotentialen uppmättes kontinuerligt under ca ett år och det kunde konstateras att stålet i betong var i elektrisk kontakt med vattenpumpar gjorda av rostfritt stål samt med offeranoderna. Kontakten med pumparna orsakade högre korrosionspotentialer och kontakten med anoden orsakade lägre korrosionspotentialer. För att utvärdera om det fanns risk för galvaniskt korrosion orsakad av pumparna gjordes en kompletterande studie för att mäta potentialer där korrosionshastigheten ökat kraftigt. Troligtvis finns inte en ökad risk för galvanisk korrosion eftersom de uppmätta potentialerna i tunneln var lägre än de som orsakade korrosion i den kompletterande studien. Skiss av kylvattentunnel med armering i oavsiktlig kontakt med pumpar av rostfritt stål samt i avsiktlig kontakt med offeranoder av aluminium. Loggrar för mätning av potentialer är installerade vid olika positioner för att se effekten av dessa kopplingar.

Licavhandling Johan Ahlström, populärvetenskaplig sammanfattning (JT 2014-08-28), sida 6 av 6. Användning av resultat Syftet med projektet är att i detalj kartlägga vilka faktorer som samverkar vid kloridinitierad armeringskorrosion och att fastställa för dessa relevanta tröskelvärden. Ökad förståelse och tydligare gränsvärden för kloridinitierad armeringskorrosion möjliggör mer tillförlitliga tillståndsbedömningar. Projektinformation Licentiatavhandlingen Corrosion of steel in concrete at various moisture and chloride levels av Johan Ahlström granskas vid Lunds tekniska högskola (LTH) den 29 augusti 2014. Projektet är samfinansierat av Svenska Byggbranschens Utvecklingsfond (SBUF), Svenska Elföretagens Forskningsoch Utvecklingsaktiebolag (Elforsk) och Swerea KIMAB. Kontakt Johan Ahlström, Swerea KIMAB Johan.ahlström@swerea.se