ASR problematik i Sverige Innehåll

2012-12-18

ASR problematik i Sverige

Jan Trägårdh CBI Betonginstitutet AB Rebetdagen 2012

Innehåll

1) 2) 3) 4)

Vanliga exempel på ASR i Sverige Förutsättningar för ASR Reaktiva bergarter i Sverige Undersökning och bedömning av ASR

1

2012-12-18

ASR: vanliga exempel i Sverige

ASR: vanliga exempel i Sverige

2

2012-12-18

ASR på brokonstruktioner Vanligt förekommande •Kantbalkar •Pelare •Stödmurar/fundament Förekommande •Brobaneplatta. Mer sällsynt pga skyddsbetong och tätskikt.

ASR: exempel dammkonstruktioner (1954) - fall med sämre materialkombinationer

3

2012-12-18

ASR: exempel simhallar reaktivt kisel i kakelplattor och alkaliskt sättbruk

4

2012-12-18

ASR: exempel golv snabbt reaktiv ballast ger pop-out - fukttransport bakom tätskikt

Förutsättningar för ASR Högt pH > 12,5

När alkalihalten (kg/m3 i betongen är tillräckligt hög !!

Från Lagerblad, Trägårdh (1992)

5

2012-12-18

Förutsättningar - Löslighet av reaktivt kisel i betong

Förutsättningar… • • •

Tillräcklig alkalihalt i betong (Na,K): Alkalihalt i cement: > 0,5% i Na2O-ekvivalent. Alkalihalt per m3 betong: > 3,0 kg/m3. Tösalter medför NaCl tillskott, tex kantbalk. Tillräcklig mängd reaktiv ballast. Tillräcklig fuktnivå: RF i betong > ca 78 %.

6

2012-12-18

Förutsättningar för ASR i Sverige – anläggningskonstruktioner

• Svenskt anläggningscementet har < 0,6% Na2Oekv. • Anläggningscement började användas 1980 för brokonstruktioner. • För att nå en alkalihalt > 3,0 kg/m3 i betongen fordras en cementhalt på 500 kg/m3.

Förutsättningar för ASR i Sverige – anläggningskonstruktioner • Innan 1980 fanns ett flertal cement för anläggningskonstruktioner med olika alkalihalter. Ofta moderata alkalihalter < 0,85 % Na2O. • Vattenfall har traditionellt använt lågalkaliskt cement och cementhalter om max. 350 kg/m3.

7

2012-12-18

Rätt materialval med avseende på exponering viktigt!

Exempel: Veritas hus, Oslo • Byggår 1975 • 500 kg/m3 betong. Alkalihalt i cement ca 1,2 % Na2O-ekv. Medför 6 kg alkali /m3 betong ( gräns ≤ 3 kg/m3 betong). • Fuktexponerade delar kraftigt uppspruckna efter ca 20 år med långsam- medelreaktiva bergarter. • Dåvarande svenskt husbyggnadscement 5,5 kg • Nuvarande svenskt husbyggnadscement hade medfört 4,25-5,0 kg alkali/ kg/m3 betong.

8

2012-12-18

Klassificering av ASR-reaktiva bergarter i Sverige från provning

Expansion mm/m, NT Build

3

2,5

Mylonit/Finkorn vulkanit

2

Snabbt reaktiv 1,5

1

Medel  reaktiv Långsamt  reaktiv

Porfyr  (röd) Gnejs 

0,5

Ofarlig 0 0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100

110

120

130

Potentiellt reaktiv bergart (%)

3 typfall av expansionsförlopp – ASR provning långsam snabb medel

Expansionsförlopp

expansion (mm/m)

5

•Snabbreaktiva bergarter En viss fraktion och halt är mest reaktiv (sandfraktion 2-4 mm, 5-10%)

Rest potential

•Medelreaktiva bergarter En fraktion mest reaktiv (1-2 mm fraktion).

4 3 2 1 0 0

20

40

60 Tid (dygn)

80

100

•Långsamt reaktiva bergarter Mest reaktion vid 100%.

9

2012-12-18

Viktiga områden med reaktiva bergarter. A = Snabbt reaktiv. (flinta, metasediment)

B

C

B= Medelreaktiv. (metasediment)

C

C C

C= Långsamt reaktiv. (metavulkaniter, myloniter)

C

A

Långsamt reaktiv ballast är vanligast i Sverige •Initieringstiden är ca 10 år. •Sprickbildning (0,1-0,3 mm) uppträder efter ca 20 år. •Kalibrering mellan försök och verkligheten : 150 dygn i lab.försök motsvarade ca 20 år i verkligheten.

10

2012-12-18

Kvalitetssäkring för användning av ballast avseende ASR • RILEM I: Petrografisk analys. Mängden potentiellt reaktiv ballast (< 15% enligt EN 12062. • RILEM II: Accelererad provning, 4 veckor. Expansion med bruksprismor. • RILEM III: Accelererad provning, 1 år. Expansion med betongprismor.

Flera orsaker kan finnas till ASR-liknande uppsprickning – Analys viktigt! Vanlig förväxling: • Självuttorkning • Uttorkning på ytan Förekommande förväxling: • Inre frostexpansion

11

2012-12-18

Phantom ASR Vad betyder ASR? Är det ett beständighetsproblem eller estetik? Analys och tillståndbedömning viktigt!

ASR undersökning

12

2012-12-18

Planslip för övergripande sprickmönster

Tunnslip för bestämning reaktiv potential mängd och typ av reaktiv ballast Uppsprickning i kornen och alkali-silikagel i sprickor och luftporer

13

2012-12-18

Tillståndsbedömning av betong (ASR) • Petrografisk analys: Mängd och typ av potentiellt reaktiv ballast (långsam-, medel- eller snabbreaktiv). Ger expansionspotential. • Kemisk analys och bedömning av recept: Mängden alkalier i betongen. Val av cementtyp och cementhalt. • Ålder och om möjligt spricksummering. • Bedömning av exponeringsmiljö: Finns tösalter och vilken fuktbelastning? • Värdering av betongens hållfasthetsegenskaper från expansion och sprickor.

14