UNDERSØKTE KONSTRUKSJONER I TELEMARK

Transkript

1 1 UNDERSØKTE KONSTRUKSJONER I TELEMARK Telemark Konstr. Observerte nettriss Kjerner Sement/alkalier Reaktive bergarter Konstr. Maks riss i kjerner Riss i Riss i Deform./ type Hvor Areal Maks merket VMG Sement Alkalier Sand Stein Tot. alder Rissvidde Dybde stein ut i pasta Dok. av ekspansj. % mm % kg/m3 kg/m3 % % % rb. (år) (mm) (mm) pasta (%) (x100) reaktivitet bru Tårn, øvre 100? 0,075? S r bru Tårn, nedre? 0,10? S bru Tårn 100? 0,50? S bru L 100? 0,60? S R+ bru Tårn 100? 0,50? S bru L 100? 0,15? S bru L Ingen 0 S IR bru Ledekant Ingen 0 S bru L Ingen 0 S bru Ledekant Ingen 0 S bru Ledekant <5? 0.05 S bru P Ingen 0 S bru Ledekant 100? 0.15 S R++ bru L Ingen 0 S bru Ledekant Ingen 0 S IR bru Ledekant 100? 0,075? S IR bru Ledekant? 0,05? S bru Ledekant Ingen 0 S bru S? 0,2? S IR dam Gangbane S20 (91,9) r/r Litt dam Gangbane S21 (88,9) r/r Litt dam Støtteribbe S22 (92,8)

2 2 S1 Brutårn Byggeår 1963 Feltregistrering Feltregistreringen er ikke utført tilfredsstillende i henhold til brukerveiledning utarbeidet i FoUprosjektet. Kun headingen i skjemaet er fylt ut. Med hensyn til skadebeskrivelse er det kun henvist til vedlagt foto av brua. Foruten oversiktsfoto, er det ett nærbilde fra øvre del av tårnet og ett fra nedre del. Begge fotoene viser tydelige krakeleringsriss som minner sterkt om pågående alkalireaksjoner, spesielt i øvre del av tårnet. Laboratorieresultater De 3 kjernene tatt ut fra øvre del av det ene brutårnet (jfr vedlagte foto) er undersøkt nærmere i laboratoriet. Rissviddene i kjerneoverflatene var 0,075 mm for to av kjernene, og rissene gikk henholdsvis ca 10 og ca 25 mm inn i betongen. For den tredje kjernen ble det ikke påvist riss i overflata. I planslipet (jfr foto) ble rissvidden i overflata målt til 0,075 mm, og risset kunne følges 48 mm inn i betongen. I planslipet ble det videre påvist forhold som indikerer alkalireaksjoner i et lite omfang (dvs. ca 7 % av steinene hadde riss ut i pasta og det var også noen riss i selve pastaen, i tillegg til hvit utfelling i enkelte luftporer). I tynnslip ble det påvist at flere bergarter hadde reagert. Undersøkelsene viste videre følgende betongsammensetning: - 25 % risikobergarter (reaktive bergarter + tvilstilfeller) i sand - 29 % risikobergarter (reaktive bergarter + tvilstilfeller) i stein - alkali-innhold ca 5,9 kg/m 3 betong. For de tre kjernene som ble boret ut fra nedre del av brutårnet (merket henholdsvis S2 I, II og III av SINTEF jfr SINTEF-prøvingsrapport nr 33028/37) var rissviddene i kjerneoverflatene 0,10 mm for to av kjernene, og rissene gikk henholdsvis 0 og ca 10 mm inn i betongen. For den tredje kjernen ble det ikke påvist riss i overflata. Samlet vurdering Fotodokumentasjon fra felt og resultater fra laboratorieundersøkelsene av innsendte betongkjerner indikerer begge at observerte nettriss på brutårnet har sammenheng med påviste alkalireaksjoner på den ca 40 år gamle konstruksjonen. Resultatene viser videre at benyttet betongsammensetning er reaktiv i henhold til dagens regelverk nedfelt i Norsk Betongforenings publikasjon nr 21 (innholdet av risikobergarter med hensyn til alkalireaktivitet ligger like over dagens kritiske grenseverdi på 20 %, mens alkali-innholdet ligger høyt over dagens kritiske grenseverdi på 3,0 kg alkalier per m 3 betong).

3 3 Bilde av uttakssted for prøver (S1) Bilde av fluorescensimpregnert planslip fotografert i UV-lys (kjerne nr S1-2)

4 4 S4 Bru, landkar Byggeår 1958 Feltregistrering Feltregistreringen er ikke utført tilfredsstillende i henhold til brukerveiledning utarbeidet i FoUprosjektet. Kun headingen i skjemaet er fylt ut. Med hensyn til skadebeskrivelse er det kun henvist til vedlagt foto av brua. Foruten to oversiktsfoto (ett over vestre del av brua og ett over østre del), er det 4 nærbilder fra hvert av områdene vestre tårn, vestre landkar, østre tårn og østre landkar. Alle nærbildene viser tydelige krakeleringsriss som minner sterkt om pågående alkalireaksjoner. På nærbildene av hvert prøvetakingssted er rissviddemalen tapet på betongoverflaten. Basert på disse fotoene ser det ut til at rissviddene i overflaten der prøvene er tatt ut varierer fra ca 0,20-0,50 mm, både for vestre tårn, vestre landkar og østre tårn. For østre landkar ser krakeleringsrissene ut til å være litt mindre (ca 0,15 mm?), men det er i tillegg et foto av et grovt skrått/horisontalt riss i nedre del av landkaret (rissvidde ca 2,5 mm). Laboratorieresultater De 3 kjernene tatt ut fra vestre landkar (jfr vedlagte foto) er undersøkt nærmere i laboratoriet. Rissviddene i kjerneoverflatene varierte fra 0,10-0,60 mm, og rissene gikk fra mm inn i betongen (størst dybde av rissene der rissene i overflaten var størst). I planslipet ble maks rissvidde målt til 0,65 mm, og risset kunne følges 110 mm inn i betongen. I planslipet ble det videre påvist forhold som indikerer alkalireaksjoner i et relativt stort omfang (dvs. ca 24 % av steinene hadde riss ut i pasta og det var en betydelig andel riss i selve pastaen, i tillegg til hvit utfelling i enkelte luftporer). I tynnslip ble det påvist at flere bergarter hadde reagert. Undersøkelsene viste videre følgende betongsammensetning: - 43 % risikobergarter (reaktive bergarter + tvilstilfeller) i sand - 28 % risikobergarter (reaktive bergarter + tvilstilfeller) i stein - alkali-innhold ca 4,7 kg/m 3 betong. For 8 av de 9 kjernene som ble boret ut fra henholdsvis vestre tårn, østre tårn og østre landkar (merket av SINTEF henholdsvis S3 I, II og III; S5 I, II og III; S6 I, II og III - jfr SINTEFprøvingsrapport nr 33028/37) ble det påvist riss i kjerneoverflatene, og som gikk inn i betongen. Følgende variasjoner i rissvidder ble påvist: rissvidde 0,20-0,35 mm / dybde av riss mm (vestre tårn); rissvidde 0,15-0,25 mm / dybde av riss mm (østre tårn); rissvidde 0-0,15 mm / dybde av riss 0-45 mm (østre landkar). Samlet vurdering Fotodokumentasjon fra felt og resultater fra laboratorieundersøkelsene av innsendte betongkjerner indikerer begge at observerte nettriss på både brutårn og landkar har sammenheng med påviste alkalireaksjoner på den knapt 45 år gamle konstruksjonen. Resultatene viser videre at benyttet betongsammensetning er reaktiv i henhold til dagens regelverk nedfelt i Norsk Betongforenings publikasjon nr 21 (innholdet av risikobergarter med hensyn til alkalireaktivitet ligger godt over dagens kritiske grenseverdi på 20 %; alkali-innholdet ligger godt over dagens kritiske grenseverdi på 3,0 kg alkalier per m 3 betong).

5 5 Bilde fra uttakssted for prøver (S4) Bilde av fluorescensimpregnert planslip fotografert i UV-lys (kjerne nr S4-2)

6 6 S7 Bru, landkar Byggeår 1969 Feltregistrering Feltregistreringen foretatt på bruas landkar ser ut til å være utført tilfredsstillende i henhold til brukerveiledning utarbeidet i FoU-prosjektet. I følge registreringsskjemaet er det ikke påvist noen riss på landkarene. Dette bekreftes også av vedlagte foto der de 3 kjerneprøvene er merket opp. Laboratorieresultater De 3 kjernene fra et av landkarene er undersøkt nærmere i laboratoriet. Det ble ikke påvist noen riss i noen av kjerneoverflatene. I tynnslip ble det ikke påvist forhold som gir indikasjoner om alkalireaksjoner. Undersøkelsene viste videre følgende betongsammensetning: - 2 % risikobergarter (reaktive bergarter + tvilstilfeller) i sand - 0 % risikobergarter (reaktive bergarter + tvilstilfeller) i stein - alkali-innhold ca 6,3 kg/m 3 betong. Samlet vurdering Observasjoner gjort i felt og resultater fra laboratorieundersøkelsene av innsendte betongkjerner fra et landkar tyder på at det ikke foregår alkalireaksjoner i den knapt 35 år gamle brua. Resultatene viser videre at benyttet betongsammensetning er ikke-reaktiv i henhold til dagens regelverk nedfelt i Norsk Betongforenings publikasjon nr 21 (innholdet av risikobergarter med hensyn til alkalireaktivitet er tilnærmet lik null - dagens kritiske grenseverdi angitt i Norsk Betong-forenings publikasjon nr 21 er på 20 % risikobergarter.

7 Bilde fra uttakssted for prøver (S7) 7

8 8 S13 Bru,, ledekant Byggeår 1957 Feltregistrering Feltregistreringen er stort sett utført i henhold til brukerveiledningen utarbeidet i FoU-prosjektet. Med hensyn til skadebeskrivelse er det imidlertid avvik mellom noen av opplysningene gitt i registreringsskjemaet og vedlagte foto av brua. Både for landkarene og for ledekantene er det angitt ingen riss i skjemaet. Ut fra vedlagte foto ser det imidlertid ut til at det er stor utbredelse av krakeleringsriss i ledekanten som det er undersøkt kjerner fra, men ikke i landkaret. Dette bekreftes også av den visuelle kontrollen av mottatte kjerner. Krakeleringsrissene i ledekanten minner sterkt om pågående alkalireaksjoner. Laboratorieresultater De 3 kjernene tatt ut fra ledekanten (jfr vedlagte foto) er undersøkt nærmere i laboratoriet. Rissviddene i kjerneoverflatene varierte fra 0,075-0,15 mm, og rissene gikk fra mm inn i betongen. I planslipet ble rissvidden i overflata målt til 0,10 mm, og risset kunne følges inn til armeringen (overdekning 15 mm). I planslipet ble det videre påvist forhold som indikerer alkalireaksjoner i et stort omfang (dvs. over halvparten av steinene hadde riss ut i pasta og det var en meget stor andel riss i selve pastaen, i tillegg til hvit utfelling i enkelte luftporer). I tynnslip ble det påvist at flere bergarter hadde reagert. Undersøkelsene viste videre følgende betongsammensetning: - 16 % risikobergarter (reaktive bergarter + tvilstilfeller) i sand - 81 % risikobergarter (reaktive bergarter + tvilstilfeller) i stein - alkali-innhold ca 6,2 kg/m 3 betong. For de tre kjernene som ble boret ut fra landkaret (merket henholdsvis S14 I, II og III av SINTEF jfr SINTEF-prøvingsrapport nr 33028/37) ble det ikke påvist riss i kjerneoverflatene. Samlet vurdering Observasjoner gjort i felt og resultater fra laboratorieundersøkelsene av innsendte betongkjerner indikerer begge at observerte nettriss på ledekanten har sammenheng med påviste alkalireaksjoner på den ca 45 år gamle konstruksjonen. Resultatene viser videre at benyttet betongsammensetning er reaktiv i henhold til dagens regelverk nedfelt i Norsk Betongforenings publikasjon nr 21 (både innholdet av risikobergarter med hensyn til alkalireaktivitet og alkali-innholdet i betongen ligger langt over dagens kritiske grenseverdier på henholdsvis 20 % og 3,0 kg alkalier per m 3 betong).

10 10 S15 Bru, ledekant Byggeår 1967 Feltregistrering Feltregistreringen av ledekanten er stort sett utført i henhold til brukerveiledningen utarbeidet i FoU-prosjektet. Det ble ikke observert riss i den undersøkte ledekanten, noe som både bekreftes av vedlagte foto og av visuell kontroll av mottatte kjerner. Laboratorieresultater De 3 kjernene tatt ut fra ledekanten (jfr vedlagte foto) er undersøkt nærmere i laboratoriet. På de mottatte kjernene kunne det ikke påvises nettriss i kjerneoverflatene. Det kunne heller ikke observeres riss innover i betongen (langs sideflatene av kjernene). I tynnslip ble det imidlertid påvist at enkelte bergartskorn hadde reagert i et lite omfang. Undersøkelsene viste videre følgende betongsammensetning: - 9 % risikobergarter (reaktive bergarter + tvilstilfeller) i sand - 5 % risikobergarter (reaktive bergarter + tvilstilfeller) i stein - alkali-innhold ca 5,1 kg/m 3 betong. Samlet vurdering Observasjoner gjort i felt og resultater fra laboratorieundersøkelsene av innsendte betongkjerner indikerer begge at det ikke kan påvises skadelige alkalireaksjoner på den undersøkte ledekanten på den ca 35 år gamle brua. Det er dog påvist i tynnslip at enkelte bergartskorn har reagert, uten at dette har ført til krakeleringsriss. Resultatene viser videre at benyttet betongsammensetning er ikke-reaktiv i henhold til dagens regelverk nedfelt i Norsk Betongforenings publikasjon nr 21, da innholdet av risikobergarter med hensyn til alkalireaktivitet er mye lavere enn dagens kritiske grenseverdi på 20 %. Alkali-innholdet i betongen ligger imidlertid langt over kritisk grenseverdi på 3,0 kg alkalier per m 3 betong (som gjelder når tilslaget er alkalireaktivt).

11 11

12 Bilde fra uttakssted for prøver ( S15) 12

13 13

14 14 S16 Bru, ledekant Byggeår: 1969 Feltregistrering Feltregistreringen er stort sett utført i henhold til brukerveiledningen utarbeidet i FoU-prosjektet. Med hensyn til skadebeskrivelse er det imidlertid avvik mellom opplysninger gitt i registreringsskjemaet og vedlagte foto av brua. For ledekant er det angitt ingen riss i skjemaet. Ut fra vedlagte foto ser det imidlertid ut til at det er stor utbredelse av krakeleringsriss i ledekanten som det er boret ut kjerner fra. Dette bekreftes også av den visuelle kontrollen av mottatte kjerner. Krakeleringsrissene i ledekanten minner sterkt om pågående alkalireaksjoner. Laboratorieresultater De 3 kjernene tatt ut fra ledekanten (jfr vedlagte foto) er undersøkt nærmere i laboratoriet. Rissviddene i kjerneoverflatene varierte fra 0,05-0,075 mm, og rissene gikk fra 0-10 mm inn i betongen. I planslipet ble det imidlertid ikke påvist riss i overflata. I planslipet ble det videre påvist forhold som kan indikere alkalireaksjoner i et meget lite omfang (dvs. ca 7 % steiner med riss ut i pasta og noen få riss i selve pastaen mest riss i indre del av planslipet), men i tynnslip kunne det imidlertid ikke påvises at noen bergarter hadde reagert. Det ble heller ikke observert hvit utfelling i noen luftporer (ved visuell kontroll av kjernene). Undersøkelsene viste videre følgende betongsammensetning: - 1 % risikobergarter (reaktive bergarter + tvilstilfeller) i sand - 2 % risikobergarter (reaktive bergarter + tvilstilfeller) i stein - alkali-innhold ca 5,8 kg/m 3 betong. Samlet vurdering Fotodokumentasjon fra felt og resultater fra planslipundersøkelser kan indikere en mulig sammenheng mellom observerte nettriss på den undersøkte ledekanten på den knapt 35 år gamle brua og alkalireaksjoner, men i tynnslip kunne det imidlertid ikke påvises at noen bergarter hadde reagert. Det ble heller ikke observert hvit utfelling i noen luftporer (ved visuell kontroll av kjernene). Det lave innholdet av risikobergarter i tilslaget tilsier heller ikke at alkalireaksjoner er årsak til de påviste nettrissene. Resultatene viser videre at benyttet betongsammensetning er ikke-reaktiv i henhold til dagens regelverk nedfelt i Norsk Betongforenings publikasjon nr 21, da innholdet av risikobergarter med hensyn til alkalireaktivitet er mye lavere enn dagens kritiske grenseverdi på 20 %. Alkaliinnholdet i betongen ligger imidlertid langt over kritisk grenseverdi på 3,0 kg alkalier per m 3 betong (som gjelder når tilslaget er alkalireaktivt).

16 16 S20 Dam, støtteribbe med omfattende krakeleringsriss S21 Dam, gangbane med krakeleringsriss Byggeår: 1968 Feltregistrering Feltregistreringen som er foretatt på èn av støtteribbene, gangbanen og muren for kranbanen er utført i henhold til brukerveiledning for feltkartlegging utarbeidet i FoU-prosjektet. I følge registreringsskjemaet er det observert nettriss på < 5 % av gangbanen (hovedsakelig i nordre del). Jevnt over var rissviddene på gangbanen < 0,1 mm. Lokalt ble det imidlertid observert maksimale rissvidder fra 0,4-0,6 mm. På den undersøkte støtteribben ble det observert mer omfattende opprissing. Ca % av arealet hadde krakeleringsriss, og midlere rissvidde lå i området fra 0,25-0,35 mm. Lokalt ble det imidlertid observert maksimale rissvidder inntil 1,0 mm. På muren for kranbanen var det krakeleringsriss på ca 50 % av arealet mot sør/vest. Rissviddene i dette området av kranbanen lå i området fra 0,15-0,20 mm. Det var lite riss i delen av kranbanen mot nord/vest. Det ble observert utpresset fugemasse både i muren under kranbanen og i fuger i gangbanen over selve dammen. Dette kan tyde på ekspansjoner i betongen. Laboratorieresultater Det ble tatt ut 3 kjerner (S21) fra toppen av nordre del av gangbanen i område med krakeleringsriss. Rissviddene i kjerneoverflaten var 0,15 mm for to av kjernene, og rissene gikk her henholdsvis 35 mm og 45 mm inn i betongen. For den tredje kjernen var rissviddene i kjerneoverflaten 0,075 mm, men rissene gikk ikke innover i betongen. I planslipet ble rissvidden i overflata målt til 0,075 mm, og risset kunne følges 65 mm inn i betongen. I planslipet var det videre indikasjoner på alkalireaksjoner i et lite-moderat omfang, dvs. ca 12 % av steinene hadde riss ut i pasta og en del riss i selve pastaen, i tillegg til at det ble observert hvit utfelling i luftporer. I tynnslip ble det påvist alkaligel og at flere typer bergarter hadde reagert. Undersøkelsene viste videre følgende betongsammensetning: - 16 % risikobergarter (reaktive bergarter + tvilstilfeller) i sand - 13 % risikobergarter (reaktive bergarter + tvilstilfeller) i stein - alkali-innhold ca 4,4 kg/m 3 betong Det ble også tatt ut 3 kjerner (S20) fra toppen av støtteribben som hadde relativt omfattende krakeleringsriss. Rissviddene i kjerneoverflaten varierte fra 0,05-0,30 mm, og rissene gikk fra ca 30 mm til ca 195 mm inn i betongen. I planslipet ble rissvidden målt til 0,60 mm og dybde 320 mm (hele kjernens lengde). I planslipet var det videre indikasjoner på alkalireaksjoner i et litemoderat omfang, dvs. ca 10 % av steinene hadde riss ut i pasta og en del riss i selve pastaen, i tillegg til at det ble observert hvit utfelling i luftporer. I tynnslip ble det påvist alkaligel og at flere typer bergarter hadde reagert.

17 17 Undersøkelsene viste videre følgende betongsammensetning: - 16 % risikobergarter (reaktive bergarter + tvilstilfeller) i sand - 22 % risikobergarter (reaktive bergarter + tvilstilfeller) i stein - alkali-innhold ca 3,6 kg/m 3 betong Samlet vurdering Observasjonene gjort i felt og resultater fra laboratorieundersøkelsene av innsendte betongkjerner indikerer begge at observerte nettriss på gangbanen og på støtteribben har sammenheng med påviste alkalireaksjoner på den vel 30 år gamle konstruksjonen. Resultatene viser videre at benyttet betongsammensetning i kjernene fra gangbanen skal betraktes som ikke-reaktiv i henhold til dagens regelverk nedfelt i Norsk Betongforenings publikasjon nr 21 (både sand og stein inneholder litt mindre enn 20 % risikobergarter, dvs mindre enn dagens kritiske grenseverdi 20 % risikobergarter. Alkali-innholdet er høyere enn dagens kritiske grenseverdi på 3,0 kg/m 3 ). Samlet innhold av risikobergarter i kjernene fra støtteribben (19 %) er litt høyere enn i kjernene fra gangbanen (15 %), men tilslaget skal betraktes som alkalireaktivt, da steinen er reaktiv (22 % risikobergarter). Alkali-innholdet er litt høyere enn dagens kritiske grenseverdi på 3,0 kg/m 3.

18 Bilde av fluorescensimpregnert planslip fotografert i UV-lys (S20) 18

19 Bilde av fluorescensimpregnert planslip fotografert i UV-lys (S21) 19

20 20 S23 Bru, søyle Byggeår: 1965 Feltregistrering Feltregistreringen er ikke utført fullstendig i henhold til brukerveiledningen utarbeidet i FoUprosjektet. Det er angitt at det er nettriss på søyler, men det er ikke angitt noe areal. Det er også avvik mellom oppgitte rissvidder i registreringskjemaet (hvor midlere rissvidde er angitt til 1 mm, mens maksimal rissvidde er angitt til 2 mm), og det som sees ut fra mottatte foto, hvor rissviddene ved uttaksstedene for kjernene ser ut til å ligge i området ca 0,2 mm (rissviddemalen er holdt opp mot rissene på fotoene). At rissviddene er mye lavere enn det som er angitt på skjemaet bekreftes også av den visuelle kontrollen av mottatte kjerner. Laboratorieresultater De 3 kjernene tatt ut fra en søyle (jfr vedlagte foto) er undersøkt nærmere i laboratoriet. For to av kjernene varierte rissviddene i kjerneoverflatene fra 0,05-0,075 mm, men rissene gikk ikke innover i betongen. For den siste kjernen var rissviddene i kjerneoverflatene ca 0,10 mm, og rissene gikk ca 10 mm inn i betongen. I planslipet ble rissvidden i overflata målt til 0,05, og risset kunne følges 18 mm inn i betongen. I planslipet ble det videre ikke påvist signifikante forhold som kan indikere skadelige alkalireaksjoner (kun. ca 3 % steiner med riss ut i pasta, noen få riss i selve pastaen, samt litt hvit utfelling i noen luftporer), og i tynnslip kunne det ikke påvises at noen bergarter hadde reagert. Undersøkelsene viste videre følgende betongsammensetning: - 3 % risikobergarter (reaktive bergarter + tvilstilfeller) i sand - 2 % risikobergarter (reaktive bergarter + tvilstilfeller) i stein - alkali-innhold ca 5,5 kg/m 3 betong. Samlet vurdering Fotodokumentasjon fra felt og resultater fra planslipundersøkelser indikerer en mulig sammenheng mellom observerte nettriss på den undersøkte søylen på den vel 35 år gamle brua og alkalireaksjoner, men i tynnslip kunne det imidlertid ikke påvises at noen bergarter hadde reagert. Det lave innholdet av risikobergarter i tilslaget tilsier heller ikke at alkalireaksjoner er årsak til de påviste nettrissene. Resultatene viser videre at benyttet betongsammensetning er ikke-reaktiv i henhold til dagens regelverk nedfelt i Norsk Betongforenings publikasjon nr 21, da innholdet av risikobergarter med hensyn til alkalireaktivitet er mye lavere enn dagens kritiske grenseverdi på 20 %. Alkaliinnholdet i betongen ligger imidlertid langt over kritisk grenseverdi på 3,0 kg alkalier per m 3 betong (som gjelder når tilslaget er alkalireaktivt).