Teknologidagane oktober (1) Betongen skal sikres gode herdebetingelser og beskyttes i tidlig fase:

Transkript

1 1 Betong i Statens vegvesen Teknologidagane oktober 2012 Herdetiltak påverkar det fasthet og bestandighet? Magne Maage, Skanska Norge AS Krav i Norsk Standard NS-EN Beskyttelse og herdetiltak (1) Betongen skal sikres gode herdebetingelser og beskyttes i tidlig fase: a) for å minimere plastisk svinn b) for å sikre tilstrekkelig fasthet i overflatesjiktet c) for å sikre tilstrekkelige bestandighetsegenskaper for konstruksjonens overflatesjikt d) mot skadelige værforhold e) mot frysing f) mot skadelige vibrasjoner, støt og skader (2) Der betong i en tidlig fase må beskyttes mot skadelig kontakt med aggressive stoffer (for eksempel klorider), skal slike krav være angitt i produksjonsunderlaget. 1

2 Krav i Norsk Standard NS-EN (6) Varigheten av herdetiltakene skal være tilpasset utviklingen av betongens egenskaper i overflatesjiktet. Denne utviklingen beskrives ved herdeklasser definert av herdeperioden eller prosentandelen av den spesifiserte karakteristiske trykkfastheten etter 28 døgn, ifølge tabell 4. Krav i Norsk Standard NS-EN

3 Krav i SVVs Prosesskode Betongstøp a) Omfatter.. Vanlige vinterforanstaltninger for å hindre frostskader og tiltak for å sikre tilfredsstillende herding i samsvar med NS 3465 er således blant de tiltak som er inkludert Herdetiltak Herdning med herdemembran Herdning ved tildekking med plastfolie e.l Fuktig herdning ved vann-overrisling Fuktig herdning med våt fiberduk Beskyttelse mot eksponering ved å utsette riving av forskaling c) Om ikke annet er angitt i den spesielle beskrivelsen skal forskalingen bli stående i minst 7 døgn etter utstøping. Forskalingen tillates løsnet fra betongoverflaten når tilstrekkelig betongfasthet er oppnådd.. Krav i SVVs Prosesskode Herdetiltak for brudekker c) Herdemembran påføres umiddelbart etter avtrekking og ev. utbedring av overflateavvik. Herdemembransprøyte skal ha tilstrekkelig kapasitet og rekkevidde til å påføre sammenhengende membran over hele dekket. Så snart nye 2 meter dekkelengde er avtrukket og påført herdemembran, forsegles overflaten ytterligere med plastfolie, som legges med overlapp. I den kalde årstiden, og ved forhold hvor det er risiko for termisk opprissing (eksempelvis stor betongtykkelse eller stor variasjon i betongtykkelse), benyttes ethafoammatter i stedet for plastfolie. Så snart en dekkelengde tilsvarende presenningens bredde er belagt med plastfolie/ethafoam legges presenning over. Presenningen strammes over dekket og festes godt slik at den ikke kan blåse av. Hele tildekningen skal ligge på plass i minimum 7 døgn. 3

4 Kva er problemet? 7 Fasthet Kan dårlege herdevilkår føre til at den kjemiske prosessen ikkje går langt nok og fastheta dermed blir lågare enn forventa? Kan låg fasthet føre til uforutsett oppsprekking? Bestandighet Kan dårlege herdevilkår føre til at den kjemiske prosessen ikkje går langt nok og bestandigheta dermed blir lågare enn forventa? Kan dårlege herdevilkår føre til at det oppstår riss, i plastisk fase eller seinare, som kan verke negativt på bestandighet? Avgrensing av problemstillinga 8 Forutset at vi snakkar om betongvariantar spesifisert i Prosesskode 2: SV-40 SV-30 Begge desse kvalitetane blir tette etter svært kort tid Kan gløyme karbonatisering for desse betongane. 4

5 Vasstransport i SV-40 og SV-30 9 SV-40 og SV-30 blir tette mot vasstransport etter svært kort tid. Uttørking i starten vil kun påverke dei ytterste få millimeter. Tilførsel av vatn i herdeperioden vil kun påvirke dei ytterste få millimeter. Herdeprosessen i det aller meste av volumet er ikkje påverka av overflatetørking eller tilførsel av vatn på overflata. Fasthet 10 Herdetiltak har marginal effekt på fasthet. Kun yttersjiktet på nokre få millimeter er påverka. Reaksjonsgrad ca 60 % ved masseforhold rundt 0,40. Reaksjonen stoppar opp pga manglande vatn, men herdeforholda påverkar ikkje dette 5

6 Kloridinntrenging 11 Dårleg herding gir rask kloridinntrenging i yttersjiktet. Med aukande eksponeringstid i kloridhaldig vatn, forsvinn etter kvart forskjellen på god og dårleg herding. Eksponering i vatn (både med og utan kloridar) er god herding. I verste fall kan dårleg herding gi kloridprofil som ligg nokre få millimeter lenger inne i betongen enn ved god herding. Er herdetiltak bortkasta? 12 Langt på veg JA dersom ein kun tenker på: Fasthet Kloridinntrenging NEI dersom ein også tenker på: Opprissing av ulike årsaker Riss kan ha stor innverknad på bestandighet når rissviddene blir store nok Det er tillatt med riss i betong Støving av overflater Slitasjemotstand i yttersjiktet 6

7 Det er tillatt med riss i betongen 13 Plastisk svinn og plastiske svinnriss Årsak: Uttørking av overflata før betongen har bunde av, dvs i størkningsfasen (plastisk fase) Kun på frie overflater, ikkje mot forskaling 14 Avdamping 7

8 Plastisk svinn og plastiske svinnriss 15 Rissvidder: Opp til eit par millimeter Dybde: Minst ned til topparmeringa Gjennomgåande på tynne dekke Plastisk svinn og plastiske svinnriss 16 Korleis unngå: Hindre uttørking i tidleg fase. Herdemembran, plast, presenning, ethafoam. Eksempel frå Senketunnelen Ikkje alltid nok med slike omfattande herdetiltak 8

9 Plastisk svinn og plastiske svinnriss 17 Plastiske svinnriss kan oppstå under plasten Når skjer dette? Kvifor skjer det? Plastisk svinn og plastiske svinnriss 18 Tjukke dekke støypt i to eller fleire lag Underliggande lag bind av medan topplaget enno er plastisk Herdingsstart i underliggande lag syg vatn nedover Plastiske svinnriss oppstår på toppen Riss Plastisk Vatn Avbinding - herdingsstart 9

10 Plastisk svinn og plastiske svinnriss 19 Korleis unngå slike plastiske svinnriss? Retardere nederste lag slik at laga bind av om lag samtidig Dekke på toppen på vanleg måte Riss Plastisk Vatn Avbinding - herdingsstart Riss som følgje av herdevarme Kjøling av betong b-e) Krav til maksimal herdetemperatur, temperaturdifferanser over tverrsnittet og mellom støpeavsnitt, eventuell maksimal overflatetemperatur under herdingen samt eventuelle andre krav, framgår av den spesielle beskrivelsen. Om ikke annet er angitt, skal: - maksimal herdetemperatur ikke overskride 65 C - temperaturdifferansene over tverrsnittet ikke overskride 20 C - differansen mellom gjennomsnittstemperaturene i to tilgrensende støpeavsnitt ikke overskride 15 C dersom fastholdingslengden mellom støpeavsnittene overstiger 5 meter. - maksimal overflatetemperatur ikke overskride 40 C dersom flaten vil bli utsatt for klorider. 10

11 Riss som følgje av herdevarme 21 Maksimaltemperatur på 65 C. NS-EN har krav om maksimaltemperatur på 70 C Vanlegvis ikkje problem å tilfredsstille dette kravet Temperaturdifferanse over eit tverrsnitt mindre enn 20 C ( Indre fasthalding ) Indre fasthalding, rissing ved temperaturstigning, lukking av rissa ved nedkjøling Ikkje alltid enkel å tilfredsstille temperaturkravet Kan isolere, men det gir høgare temperatur Konsekvensane er små fordi rissa lukkar seg og gror igjen Kan sjå bort frå riss som følgje av indre fasthalding i dei aller fleste tilfella Riss som følgje av herdevarme Temperaturdifferanse mellom to støypeavsnitt mindre enn 15 C Ytre fasthalding - Vanskeleg å tilfredsstille 22 Eksempelvis vegg støypt oppå tidlegare støypt fundament [ C] Tid Rissa er gjennomgåande og blir ståande opne stort problem 11

12 Riss som følgje av herdevarme 23 Kan vi unngå riss som følgje av ytre fasthalding? Minst mogeleg sement i betongen Lågvarmesement (Eksempelvis Anlegg FA) Nedkjøling av betongen før støyping Kjølerøyr i betongtverrsnittet Oppvarming av underlaget (Varmekablar) Tidleg riving av forskaling? Armering? Riss som følgje av herdevarme 24 Ytre fasthalding Reidar K. inspiserer riss i Senketunnelen Rissviddene ofte i området 0,1 0,2 mm Kan vere vassførande, men kan gro igjen, spesielt utsett for sjøvatn Betong er effektivt kloridfilter 12

13 Riss som følgje av herdevarme 25 Er blitt meir vanleg å rekne på rissindeks ved hjelp av herdeteknologiprogram Temperaturdifferansar over 15 C medfører ofte ingen opprissing Øyvind B. er ein av ekspertane på slike berekningar Planlegg kurs i bruk av slike program i Norsk Betongforening i løpet av våren 2013 KONKLUSJON 26 Forutset SV-40 og SV-30 betong. Herdetiltak: har marginal innverknad på betongens fasthet har på lang sikt liten innverknad på kloridinntrenging har stor innverknad på plastiske svinnriss og dermed på bestandighet kan ha innverknad på riss som følgje av varmeutvikling i herdefasen. Må skille mellom: Indre fasthalding lite problem Ytre fasthalding stort problem 13