Nye sementer med flygeaske Erfaringer

Transkript

1 Nye sementer med flygeaske Erfaringer Øyvind Bjøntegaard Vegdirektoratet, Tunnel- og betongseksjonen Teknologidagene 2009

2 Vegvesenbetong, siste 20 år SV-40 / SV30 Vanlig praksis: ANL-sement (og silikastøv) - Gode støpelighetsegenskaper - Høy tidlig- og langtidsfasthet - For massive konstruksjoner: Høy varmeutvikling og stor risstendens i herdefasen 2

3 3

4 Ønske om å utvikle betongspesifikasjoner som gir rissfrie konstruksjoner Ønske om enda bedre kloridmotstand, spesielt for SV-30 4

5 Lavvarmebetong Langsommere herdeutvikling, mindre herdevarme, redusert risstendens Mulige utfordringer Framdrift / vinterstøp Tidligfasthet - oppspenning Kloridmotstand i tidlig alder? 5

6 Flygeaske i betong fra 2001 Bjørvikaprosjektet ga en boost - Svært massive konstruksjoner - Vanntetthet svært viktig / permanent vanntrykk - Rep./vedl./insp. umulig - Kontroll på opprissing / Lavvarmebetong Utprøvingsprogram, Vegdir. (FA, slagg, CEM III) Anbud: Krav 23-39% FA (fa/c=30-65%) Anbydernes reseptutviklingsprogram Norcem leverer en prosjektsement (30% FA) Bygging med prosjektsementen / tilsatt FA Samarbeidsprosjekt TUNBET-Norcem 2008 Norcem lanserer ny sement, ANL-FA (20% FA) Norcem har sine miljøhensyn/sin egen agenda 6

7 Samarbeidsprosjekt TUNBET-Norcem Forsøk ved SVV-Sentrallaboratoriet, Norcem, Sintef Byggforsk Trykkfasthet Aksellerert kloridinntregning Elektrisk motstand Pozzolan aktivitet / kalkreserve Effekt av impregnering i tidlig alder på kloridinntregning i saltkammer Varmeutvikling, autogent svinn, strekkfasthet, E-modul, spenningsoppbygging, risstendens (tatt inn i COIN) Felteksponering Ringtest aks. kloridinntregning 7

8 Samarbeidsprosjekt TUNBET-Norcem klinkertyper Effekt av flygeaske - Innblanding av FA, ikke sammaling! 7 betonger (SV-40), k fa =1 5% silikastøv 8

9 Trykkfasthet over 2 år Trykkfasthet (MPa) ANL ANL-19FA ANL-33FA ANL Modell ANL ANL-19FA 20 Modell ANL-19FA ANL-33FA Modell ANL-33FA Betongalder (dager) 9

10 Trykkfasthet over 2 år: Relativ til 28d Relativ trykkfasthet (MPa). 160 % 140 % 120 % 100 % 80 % 60 % 40 % 20 % 0 % ANL ANL-19FA ANL-33FA 28 døgn ANL-33FA ANL-19FA ANL Betongalder (dager) 10

11 Trykkfasthet SR-serien, over 2 år Trykkfasthet (MPa) SR SR-19FA SR-33FA Betongalder (dager) 11

12 Trykkfasthet SR: Relativ til 28d Trykkfasthet (MPa). 160 % 140 % 120 % 100 % 80 % 60 % 40 % SR-33FA SR-19FA SR 20 % 0 % 28 døgn Betongalder (dager) 12

13 Elektrisk motstand over 2 år Motstand (Ohm) Betongalder (timer) ANL-33FA ANL-19FA ANL(ref) 13

14 Kloridinntregning - Std. Bulkdiffusjon (35d i 16,5% NaCl) 15 3 døgn 90 døgn 365 døgn 730 døgn Diff.koeff., D, [10-12 m2/s] ANL (ref) ANL 19FA ANL 33FA 14

15 Kloridinntregning Bulkdiffusjon (3d-1år i 3,5% NaCl) 15 Diff.koeff., D, [10-12 m2/s] ! 0 ANL (ref) ANL 19FA ANL 33FA 15

16 Varmeutvikling i herdefasen Hydration heat ( kj / kg ) SR 20 SR 38 ANL 20 ANL 38 SR19FA 20 SR19FA 38 ANL19FA 20 ANL19FA 38 ANL33FA 20 ANL33FA 38 SR33FA 38 SR33FA Time (maturity) Det er den tidlige varmeutviklingen som bestemmer maks.temperaturen i konstruksjonen! 16

17 Risstendens gjennomgående riss (COIN) Pågående forsøk i NTNU-lab (ferdig 2010) +ΔT Ekspansjon og trykkspenning L B y H H y y ΔT Kontraksjon og strekkspenning Symmetry lin e B s B w H s L H y H y 1 Old slab Feedback system ΔL 0 Spenningsriggen Screw L = 700 mm Steel frame Concrete Load cell 17

18 Erfaringer med flygeaskebetong Fra lab. og fra praksis Fersk betong: stort sett veldig gode erfaringer Luft i fersk betong: Krever mer L-stoff / endringer gjennom transport og pumping / nøye oppfølging Frostmotstand: Grunn til å være litt på vakt ved stor frostpåkjenning.. Vesentlig forbedrede langtids bestandighetsparametrer Våre forsøk: Foreløpige og begrensede data indikerer at kloridmotstanden i tidlig alder er bra men for tidlig med sjampanje, vi MÅ ha mer data/felterfaring 18

19 Erfaringer Risstendens Redusert risstendens ved økende FA-dosering Den store gevinsten kommer først ved FA-doseringer godt over 20% Erfaringer Senketunnelen (erfaringsrapport utarbeides) 30% FA i sementen (k=0,7 og m=0,45) 1 m vegger på 1.2 m fundament Uten tiltak: Rissindeksen VAR ca 1,0 Kjølerør benyttet INGEN riss der kjølesystemet fungerte 100% Erfaringer Sørenga, Havnelageret? initiativ kommer til temadag med alle fra Bjørvikaprosjektene 19

20 Flygeaskebetong virkningsfaktor k k < 1,0 : Mindre gunstig enn sement k = 1,0 : Samme virkning som sement k > 1,0 : Mer gunstig enn sement k virker å være rundt 1,0 eller > 1,0 for alle betongegenskapene..unntatt tidlig -fasthet (+tidlig kloridmotstand?) CEN-standarden sier k = 0,4 (noe som undergraver potensialet til FA) 20

21 Rissfri kulvertbetong.. Sikring av lav risstendens i herdefasen for våre massive konstruksjoner 20% FA gjør situasjonen bedre MEN en god del mer enn 20% FA vil normalt være nødvendig for å gi rissfrihet (uten omfattende herdetiltak) Ønske: Egen betongspesifikasjon for spesialtilfeller Rissfri kulvertbetong!? Vi vurderer kun faglige kriterier men at FA som sementerstatning er miljøvennlig tar vi imot med åpne armer..andre erstatningsmaterialer kan naturligvis også være aktuelle i framtiden 21

22 Info.: ANL-FA (20% FA) - ny Norcem-sement fra sommeren 2008 Motiv: All-round sement Tilgjengelig fra silo på Slemmestad og i Stavanger Erstatter etter planen ANL i Trondheim høsten 2009 / våren 2010 Skal erstatte ANL ved alle silostasjoner etter hvert 22

23 Takk for oppmerksomheten 23