Sprøytebetong til bergsikring

Transkript

1 Publikasjon nr. 7 Sprøytebetong til bergsikring August 2011 (Vedlegg 1, september 2015)

2 Norsk Betongforenings publikasjoner er utarbeidet av fagpersoner utnevnt av Norsk Betongforenings styre. Det er gjort det ytterste for å sikre at innholdet er i samsvar med kjent viten på det tidspunktet redaksjonen ble avsluttet. Feil eller mangler kan likevel forekomme. Norsk Betongforening, forfattere eller fagkomiteen har intet ansvar for feil eller mangler i publikasjonen og mulige konsekvenser av disse. Det forutsettes av publikasjonen benyttes av kompetente, fagkyndige ingeniører med forståelse for begrensningene og forutsetningene som legges til grunn.

3 FORORD Denne utgaven av Norsk Betongforenings Publikasjon nr. 7 Sprøytebetong til bergsikring avløser utgaven av Siden forrige revisjon er det utgitt felleseuropeiske FORORD standarder som omhandler sprøytebetong. Disse standardene dekker både tørr- og Denne utgaven av Norsk Betongforenings Publikasjon nr. 7 Sprøytebetong til bergsikring avløser utgaven av Siden forrige revisjon er det utgitt felleseuropeiske våtmetoden benyttet til alle formål: Sikring og forsterkning av berg- og løsmasser, selvstendige konstruksjoner, samt reparasjon og oppgradering av eksisterende standarder som omhandler sprøytebetong. Disse standardene dekker både tørr- og konstruksjoner. Standardene inneholder følgelig kompromisser og regler som ikke våtmetoden benyttet til alle formål: Sikring og forsterkning av berg- og løsmasser, gjelder bergsikring. De som kun er interessert i bergsikring (som med stor rett kan selvstendige karakteriseres konstruksjoner, som et eget fagområde), samt reparasjon vil måtte og vurdere oppgradering og filtrere av ut eksisterende det som er konstruksjoner. relevant. Til tross Standardene for standardene inneholder er det derfor følgelig ansett kompromisser som ønskelig og regler med en som revidert ikke gjelder Publikasjon bergsikring. nr. 7 av De samme som karakter kun er interessert som de tidligere i bergsikring utgavene. (som med stor rett kan karakteriseres som et eget fagområde), vil måtte vurdere og filtrere ut det som er relevant. Til tross for standardene er det derfor ansett som ønskelig med en revidert Publikasjonen er et støttedokument for standardene, se kap , og bør leses Publikasjon nr. 7 av samme karakter som de tidligere utgavene. sammen med disse. Publikasjonen omhandler kun det som er aktuelt for bergsikring i disse standardene, og utdyper, presiserer og forklarer standardenes bestemmelser. I Publikasjonen er et støttedokument for standardene, se kap , og bør leses forhold til standardenes formuleringer er det i denne publikasjonen: sammen med disse. Publikasjonen omhandler kun det som er aktuelt for bergsikring i begrensninger av valgmuligheter der dette er ønskelig ut fra utførelsesmetode disse standardene, og utdyper, presiserer og forklarer standardenes bestemmelser. I og/eller bruksområde, forhold til standardenes formuleringer er det i denne publikasjonen: presiseringer og forklaringer for tilpasning til norske tradisjoner og praksis. I begrensninger av valgmuligheter der dette er ønskelig ut fra utførelsesmetode enkelte tilfeller kan presiseringer være i form av tillegg/supplement, og/eller bruksområde, andre regler enn i NS-EN. I hovedsak gjelder dette prøvingsmetoder samt presiseringer og forklaringer for tilpasning til norske tradisjoner og praksis. I totrinns prinsippet for kontrollhyppighet. enkelte tilfeller kan presiseringer være i form av tillegg/supplement, andre regler enn i NS-EN. I hovedsak gjelder dette prøvingsmetoder samt Publikasjonen er et tilbud til de som fortsatt ønsker en samlet framstilling av kravene totrinns prinsippet for kontrollhyppighet. som gjelder til våtsprøytebetong benyttet til bergsikring, - med forklarende tekst og illustrasjoner. Publikasjonen er inndelt i kap. 1 Produktspesifikasjon, kap. 2 Publikasjonen er et tilbud til de som fortsatt ønsker en samlet framstilling av kravene Prøvingsmetoder og evaluering, og kap. 3 Veiledning. Kap. 1 og 2 kan også henvises som gjelder til våtsprøytebetong benyttet til bergsikring, - med forklarende tekst og til som beskrivelse i kontraktssammenheng. illustrasjoner. Publikasjonen er inndelt i kap. 1 Produktspesifikasjon, kap. 2 Prøvingsmetoder og evaluering, og kap. 3 Veiledning. Kap. 1 og 2 kan også henvises Revisjonskomiteen har bestått av: til Eystein som beskrivelse Grimstad, NGI i kontraktssammenheng. Tom Fredvik, NorBetong AS Torbjørn Yri, Sweco AS Thomas Beck, Rescon Mapei AS Revisjonskomiteen Ola Woldmo, Woldmo har Consulting bestått av: AS Synnøve A. Myren, Vegdirektoratet Eystein Grimstad, NGI Tom Fredvik, NorBetong AS Christine Hauck, Veidekke Entreprenør AS Karen Klemetsrud, Vegdirektoratet Torbjørn Yri, Sweco AS Thomas Beck, Rescon Mapei AS Jan-Erik Hetlebakke Entreprenørservice AS Øyvind Bjøntegaard,Vegdirektoratet Ola Woldmo, Woldmo Consulting AS Synnøve A. Myren, Vegdirektoratet Petter Brandtzæg, AF-Gruppen AS Reidar Kompen, Vegdirektoratet Christine Hauck, Veidekke Entreprenør AS Karen Klemetsrud, Vegdirektoratet Tom Farstad, AF-Gruppen AS Jan-Erik Hetlebakke Entreprenørservice AS Øyvind Bjøntegaard,Vegdirektoratet Petter Brandtzæg, AF-Gruppen AS Reidar Kompen, Vegdirektoratet Tom Farstad, AF-Gruppen AS Oslo, juni 2011 Oslo, juni 2011 September 2015: I september 2015 ble Publikasjonen supplert med et VEDLEGG 1, som er et informasjonsskriv fra Sprøytebetongkomiteen. Skrivet gir noen presiseringer og anbefalinger, spesielt gjelder dette temaene ansvar og dokumentasjon av energiabsorpsjonskapasitet i prøveplater. Skrivet angir ingen endringer i forhold til anbefalingene i Publikasjonen. Oslo, september 2015

4 INNHOLD BAKGRUNNEN FOR REVISJONEN PRODUKTSPESIFIKASJON, VÅTSPRØYTEBETONG TIL BERGSIKRING GENERELT Henvisninger Spesifikasjon av sprøytebetong MATERIALEGENSKAPER Bestandighetsklasser, masseforhold Kloridklasse Alkalireaktivitet Luftinnhold Fasthetsklasser Energiabsorpsjon, effekt av fiberarmering Oppstart av arbeidene Gjennomføring av arbeidene Tidligfasthet Heftfasthet Øvrige materialegenskaper Bøyestrekkfasthet Densitet E-modul DELMATERIALER Sement Silikastøv og andre tilsetningsmaterialer Tilslag Vann Tilsetningsstoffer Fiber PRODUKSJON AV BASISBETONG Blanding Fiberinnhold og fiberfordeling Transport av basisbetong Temperatur for basisbetong og akselerator Konsistens UTFØRELSE AV SPRØYTEBETONG Bestilling av sprøyteutførelse, forberedende arbeider Rensk Geologisk kartlegging Drenering av underlaget Rengjøring av underlaget Tildekking Underlagets temperatur Sprøyteutførelse Oppstart av sprøyting Innstilling og justering av strålen Føring av sprøytemunnstykket Tykkelse, ujevnhetsfaktor og nødvendig volum Herdetiltak Temperatur under herding Tiltak mot uttørking Sprøyterapport... 23

5 1.5.5 Etterfølgende arbeider KVALITETSKONTROLL OG DOKUMENTASJON Utførelsesklasse Utførelsesklasse Utførelsesklasse Utførelsesklasse Kontrollomfang Produksjonskontroll Betongprodusentens kontroll Entreprenørens kontroll og produktdokumentasjon TILTAK I TILFELLE AVVIK GRUNNLAG FOR OPPGJØR, MÅLEREGEL Volum Prelletap PRØVINGSMETODER OG EVALUERING BETONGEGENSKAPER Masseforhold Kloridinnhold Alkalireaktivitet Trykkfasthet Trykkfasthet av basisbetong Kjerneprøver av herdnet sprøytebetong KONTROLL OG DOKUMENTASJON AV UTFØRELSE Heftfasthet Tykkelse Prelletap FIBERINNHOLD OG FIBERFORDELING Prøvetaking Målemetode Evaluering ENERGIABSORPSJON, FRAMSTILLING AV PLATEPRØVER OG PRØVING I LABORATORIET Måleprinsipp Prøveformer Framstilling av plateprøver Etterbehandling og lagring Prøvingsutstyr og prøvingsoppsett Gjennomføring av plateprøvingen Beregning av energiabsorpsjon Rapportens innhold Eksempel på beregning av energiabsorpsjon Alternativ plategeometri: Kvadratiske plateprøver Referanser til kapittel VEILEDNING DIMENSJONERING AV BERGSIKRING Innledning Sikringsfilosofi Bestemmelse av bergmassens kvalitet for valg av sikring Virkemåte og bruddmekanismer Virkemåte... 51

6 Stålfiber- og plastfiberarmert sprøytebetong Bruddmekanismer Beregningsmetoder Generelt Estimering og måling av ujevnhet i tunneloverflaten Heftfasthet mellom sprøytebetong og underlaget Beregningsgrunnlag Beregningsmodeller Sikring under spesielle forhold Sprøyting i svakhetssoner Sprøyting under høye bergtrykk Sprøyting omkring vannlekkasjer Referanser til kapittel UTSTYR Generelt Betongpumpe Betongslange Munnstykke Trykkluft Akseleratordosering Utstyr til tørrsprøyting BETONG Generelt Materialegenskaper Bestandighetsklasser, materialsammensetning Fasthet Fasthet ved normert herdetid Tidligfasthet Heftfasthet Bøyestrekkfasthet Tykkelse Bestandighet Delmaterialer Sement Silikastøv Tilslag Tilsetningsstoffer Superplastiserende tilsetningsstoff (SP-stoff) Luftinnførende tilsetningsstoff (L-stoff) Sprøytebetongretarder Internherdner Pumpeforbedrende tilsetningsstoff Akselerator Fiber Betongproduksjon Blandeanlegg Blanding Transport Praktisk kvalitetssikring Kvalitetsdokumentasjon Sjekkliste UTFØRELSE Forberedelser Rengjøring av underlag Drenering av underlaget Tildekking Sjekk av utstyr Sprøyting... 91

7 Sprøyting mot armering Armering Herdetiltak ARBEIDSMILJØ OG SIKKERHET (HMS) FEILSØKING VED PROBLEMER Innledning Problemløsing Sjekkliste Produksjon av basisbetong for sprøyting Kjemi og reaksjon mellom sement og akselerator Sprøyteutstyr Omgivelsenes innvirkning Kommunikasjon Vedlegg 1 (sept. 2015) Informasjonsskriv vedrørende praktisering og tolkning av retningslinjer angitt i NB7 103

8 BAKGRUNNEN FOR REVISJONEN De største endringene ved denne revisjonen er: 1. Beskrivelse av metode for prøving av energiabsorpsjon og tilhørende resultatanalyse. 2. Krav til fiberfordeling i betonglass før sprøyting. 3. Endrede regler for kontroll og kvalitetsdokumentasjon. Summen av disse endringene vil bli at fibermengden i sprøytebetong vil måtte øke i forhold til det som har vært benyttet de foregående år. Revisjonsarbeidet startet med formål å ajourføre publikasjonen til samsvar med de felleseuropeiske standardene for sprøytebetong og fiber, NS-EN del 1-2, NS-EN del 1-7 og NS-EN del 1-2. Samtidig ønsket man å forbedre publikasjonen på de punktene hvor erfaringene tilsa det. De viktigste forbedringspunktene gjaldt fiber: 1. Metoden for måling av energiabsorpsjon var for lite detaljert beskrevet. Mange viktige parametere var det aktuelle laboratoriet nødt til å ta stilling til selv. Dette kunne være kilde til stor spredning i prøvingsresultater 2. Tidligere var det tilstrekkelig å ha en enkelt prøve som viste energiabsorpsjon 700 Joule. Denne prøven kunne benyttes som dokumentasjon for energiabsorpsjonsklasse E700 uten at det var nødvendig å utføre nye prøvinger 3. Med få unntak ble det kun spesifisert energiabsorpsjonsklasse E700. I praksis medførte dette at prøving av energiabsorpsjon, som kunne ha påvist om man lå på riktig fiberdoseringsnivå, svært sjelden ble utført 4. Som resultat av pkt. 2 og 3 ovenfor ble fiberdoseringene redusert til et nivå hvor man var svært sårbar overfor variasjon i fiberfordeling. Partier av sprøytebetongen kunne inneholde så små mengder fiber at det var usikkert om det var noen fibereffekt 5. Praktiske observasjoner og enkelte stikkprøver kunne tyde på at fiberfordelingen gjennom lasset til tider var svært ujevn For første gang hadde revisjonskomiteen standarder å forholde seg til. Komiteen hadde forhåpninger til at standardene skulle ha regler som besørget orden i forholdene nevnt ovenfor. Dessverre viste det seg at: 1. Metoden for prøving av energiabsorpsjon var, også her, ufullstendig og uklar. Valgfriheten mht. opplagringsbetingelsene kunne medføre stor usikkerhet ved prøvingsresultatet. 2. Den beskrevne metoden for framstilling av prøvestykker for måling av energiabsorpsjon var, om ikke ugjennomførbar, så i alle fall meget vanskelig å utføre i praksis. Revisjonskomiteen måtte gjøre et større utredningsarbeide for å velge prøvingsparametere ved prøvingsmetoden. Målsetningen var bedre repeterbarhet (mindre spredning i resultater), og at den var praktisk gjennomførbar i felt og laboratorium. 6

9 Det viste seg at en betydelig del av den registrerte energiabsorpsjonen skyldtes friksjon mellom prøvestykke og opplegg, ikke det fiberarmerte materialets egenskaper. Friksjonen kan mer eller mindre elimineres, men dette kompliserer laboratorieprøvingen i høy grad. Det er derfor valgt å beholde prøvingsmetoden med relativt høy friksjon, men slik at repeterbarheten for metoden er god, og korrigere prøvingsresultatet for friksjonsandelen. Det understrekes at formålet med utredning av prøvingsmetoden ikke var å komme fram til en vitenskapelig perfekt metode, men en metode som hadde best mulig repeterbarhet. Det er lett å pålegge sprøytebetong så mye prøving og kvalitetskontroll at prisen også økes. Kontroll må en imidlertid ha, og komiteen har vært bevisst på såvel priskonsekvenser som ivaretakelse av den viktigste hensikten med kontroll: Å få beskjed om behov for korrigering av produksjonen mens det er tid til å gjøre noe. Kontroll av fiberfordeling i fersk betong i stedet for i herdnet betong er et eksempel på ivaretakelse av kostnads- og tidsaspektet. Kontroll av fibermengde i herdnet betong er svært arbeidskrevende med de prøvestørrelsene som ville vært nødvendige for å oppnå representative resultater, og er derfor ikke beskrevet. Reglene for totrinns prøvingsfrekvens bør premiere å starte opp og fortsette med trygg kvalitetsmargin framfor å legge seg for nær grensene. Sprøytebetong til bergsikring er et spesielt fagområde. Det er et betongfag, mens mange av brukerne av produktet har større tilknytning til anleggsteknikk og ingeniørgeologi. Erfaringen med NB 7 er at brukerne ønsker enkle, klare og oversiktlige regler. Med hensikten å presisere betydningen av å klarlegge ansvarsforhold er krav også foreslått tillagt navngitte aktører, slik organiseringen normalt er i enhetspriskontrakter. Dette må anses som veiledning i tilfelle ikke annet avtales. Oppgaveog ansvarsfordeling er alltid opptil partene selv å avtale. 7

10 1 PRODUKTSPESIFIKASJON, VÅTSPRØYTEBETONG TIL BERGSIKRING 1.1 GENERELT Denne publikasjonen omhandler sprøytebetong utført etter våtmetoden for sikring og forsterkning av berg, primært med robotrigger slik det er normalt i Norge. Ved bygging av tunneler og bergrom kan sprøytebetong benyttes til et spekter av ulike sikringsmetoder med høyst ulike dimensjoner og geometri, alene eller i kombinasjon med andre sikringsmidler. Det er sprøytebetongens fleksibilitet og mulighet for tilpasning til ulike bergmassekvaliteter som gjør den så velegnet til så vel arbeidssikring som permanent sikring Henvisninger Sprøytebetong generelt, etter så vel tørrmetoden som våtmetoden, og til alle formål som sikring og forsterkning av berg- og løsmasser selvstendige konstruksjoner reparasjon og oppgradering av eksisterende konstruksjoner, er dekket av NS-EN del -1 og del -2 med underliggende standarder. Følgende standarder gjelder for materiale og utførelse av sprøytebetong: NS-EN Utførelse av betongkonstruksjoner NS-EN Betong Del 1: Spesifikasjon, egenskaper, fremstilling og samsvar NS-EN Sprøytebetong Del 1: Definisjoner, spesifikasjoner og samsvar NS-EN Sprøytebetong Del 2: Utførelse NS-EN Prøving av sprøytebetong Del 1: Prøvetaking av fersk og herdnet betong NS-EN Prøving av sprøytebetong Del 2: Trykkfasthet ved ung sprøytebetong NS-EN Prøving av sprøytebetong Del 3: Bøyestrekkfasthet (rissfasthet, bruddfasthet og restfasthet) av fiberarmerte prøvebjelker NS-EN Prøving av sprøytebetong Del 4: Heftfasthet av kjerner ved direkte strekk NS-EN Prøving av sprøytebetong Del 5: Bestemmelse av energiabsorpsjonsevnen til fiberarmerte plateprøver NS-EN Prøving av sprøytebetong Del 6: Tykkelsesmåling av sprøytebetong NS-EN Prøving av sprøytebetong Del 7: Fiberinnhold i fiberarmert betong 8

11 NS-EN Fibere for betong Del 1: Stålfibere. Definisjoner, krav og samsvar NS-EN Fibere for betong Del 2: Polymerfibere. Definisjoner, krav og samsvar I denne publikasjonen refereres det forøvrig til: Norsk Betongforenings Publikasjon nr. 21: Bestandig betong med alkalireaktivt tilslag Norsk Betongforenings Publikasjon nr. 26: Materialgjenvinning av betong og murverk for betongproduksjon Denne produktspesifikasjonen angir presiseringer og tillegg til ovennevnte standarder, samt enkelte avvik. Når produksjonsunderlaget spesifiserer sprøytebetong ved henvisning til denne publikasjonen, gjelder: de angitte norske standardene med de endringer som er angitt i publikasjonen, samt de tillegg og endringer til standarder og denne publikasjonen som eventuelt måtte være angitt i produksjonsunderlaget Spesifikasjon av sprøytebetong etter denne publikasjonen angis som beskrevet i kap Spesifikasjon av sprøytebetong Fersk betong, med den sammensetningen den har ved levering til sprøyteutstyret, kalles basisbetong eller betong basisblanding. Sprøytebetong til bergsikring spesifiseres som egenskapsdefinert betong iht. NS- EN og NS-EN Dvs. det spesifiseres krav til betongens egenskaper, og det er leverandørens ansvar å utarbeide betongsammensetning slik at spesifiserte krav til basisbetongen overholdes. Spesifikasjonen bygges opp suksessivt med krav gitt av byggherren (v/prosjekterende), hovedentreprenøren og sprøyteentreprenøren. Spesifikasjonen skal minst omfatte: Fasthetsklasse; B30, B35 eller B45 Bestandighetsklasse; M40, M45 eller M60 Seighetsegenskaper; energiabsorpsjonsklasse E500, E700 eller E1000, eller uten fiber med effekt på seighet Utførelsesklasse Tykkelse, evt. annen geometri- eller mengdeangivelse Forøvrig kan det spesifiseres krav til: Fibertype; stålfiber, polymerfiber, brannsikringsfiber etc. Største nominelle kornstørrelse mindre enn 8 mm (aktuelt for selvstendige konstruksjoner og forøvrig hvor det kreves en glattere overflate.) Sementtype, evt. andre krav til bindemidlet Tidligfasthetsklasse J1, J2 eller J3 jfr. kap Andre parametere 9

12 Dersom ikke noe annet angis spesielt, gjelder følgende som del av spesifikasjonen: All sprøytebetong skal tilfredsstille spesifikasjonen slik at den kan inngå i den permanente sikringen Kloridklasse jfr. kap Alkalireaktivitet jfr. kap Største nominelle kornstørrelse 8 mm iht. kap Øvrige krav til utførelse og den herdnede betongen angitt i denne publikasjonen Bestiller av basisbetong skal spesifisere krav til: Betongens masseforhold ved levering, margin for vann i akselerator og evt. tilsetningsstoff tilsatt på sprøytestedet Den ferske betongens temperatur ved levering Betongens konsistens ved levering Optimale valg av delmaterialer og sammensetning for basisbetong bør behandles av bestiller og leverandør i fellesskap. Veiledning om hvilke spesifikasjoner som vanligvis benyttes er gitt i kap

13 1.2 MATERIALEGENSKAPER Hvor ikke annet er angitt, gjelder alle spesifikasjoner for sprøytebetongmaterialet den ferdig utsprøytede og herdnede betongen. Basisbetong forutsettes framstilt i samsvar med NS-EN av produsent sertifisert i henhold til denne standarden Bestandighetsklasser, masseforhold Bestandighetsklasse for betong bestemmes normalt på basis av eksponeringsklassene angitt i NS-EN og NS-EN For sprøytebetong benyttes vanligvis bestandighetsklasse M45 og M40, av hensyn til bestandighet og selve produksjonsprosessen. Tabell 1 Aktuelle bestandighetsklasser Bestandighetsklasse Øvre grenseverdi for masseforhold m M40 0,40 M45 0,45 M60 0,60 Masseforholdet m beregnes som m v / c k p hvor v = effektivt vanninnhold i basisblandingen, pluss vann i akselerator og evt. tilsetningsstoffer tilsatt på sprøytestedet c k p = sement pluss summen av pozzolane eller latent hydrauliske materialer multiplisert med sin virkningsfaktor i forhold til sement i følge NS-EN For silikastøv benyttes virkningsfaktor k = 2,0 for silikamengder opp til 11 % av sementvekt ved spesifisert masseforhold 0,45, k = 1,0 ved masseforhold > 0,45 Effektivt vanninnhold i basisblandingen regnes i følge NS-EN som total vannmengde inklusiv spedevann, fukt i tilslag, vannandel i tilsetningsstoffer i væskeform, væskedel av silikaslurry m.m., med unntak av absorbert vann i tilslag. Effektivt vanninnhold i basisbetongen må ikke være høyere enn at det er margin for vannandelen i den tilsetningsstoffmengden som evt. forutsettes tilsatt i tillegg før sprøyting, og vannandelen i den akseleratormengde som forutsettes tilsatt ved sprøyteutførelsen. Basisblandingen må følgelig ha lavere masseforhold enn den spesifiserte grenseverdien for masseforhold, og marginen for vannholdige tilsetninger benyttet på sprøytestedet må avtales mellom sprøyteentreprenør og betongprodusent Kloridklasse Sprøytebetong som: inneholder stålfiber, eller skal brukes til innsprøyting av armeringsstål eller andre ståldetaljer, eller benyttes hvor den kan bli utsatt for gjentatt frysing/tining i fuktig tilstand (som f.eks. påhuggsoner), skal tilfredsstille kloridklasse Cl 0,10 i NS-EN

14 Sprøytebetong som er uarmert eller som er armert med fiber av ikke-korrosivt materiale, og som ikke utsettes for gjentatt frysing/tining i fuktig tilstand, skal tilfredsstille kloridklasse Cl 0, Alkalireaktivitet Sprøytebetongens sammensetning skal være ikke-reaktiv etter reglene i Norsk Betongforenings Publikasjon nr. 21. Dvs. at minst en av følgende betingelser må være oppfylt: 1. Tilslaget må være dokumentert å være ikke-alkalireaktivt i henhold til NB Bindemidlets alkaliinnhold, inklusiv bidrag fra akselerator, må være under de grenseverdier som er angitt i NB 21 Vedlegg C Luftinnhold For sprøytebetong stilles det ikke spesifiserte krav til luftinnhold for å sikre frostbestandighet. Bestandighetsklassene MF45 og MF40 er derfor uaktuelle. Frostbestandighet av sprøytebetong er omtalt i kap Ved volumberegning jfr. kap , antas det 4 % luftinnhold i basisbetong Fasthetsklasser Fasthetsklasser defineres som i NS-EN (og NS-EN 206-1), og gjelder ferdig sprøytet betong. Anbefalte fasthetsklasser for sprøytebetong er B30, B35 eller B45. Vurdering av om spesifisert fasthetsklasse for sprøytebetong er oppnådd, skal skje på grunnlag av både karakteristisk 28-døgns fasthet for utstøpte terninger av basisbetong, og kjerneprøver boret ut av sprøytet og herdnet betong. Kjerneprøvene skal ved prøving ha en alder på minimum 28 døgn, maksimum 56 døgn. Prøvingen bør tilstrebes utført ved 28 døgn alder, eller så snart som praktisk mulig etter 28 døgn alder. Kravet til trykkfasthet for utborede kjerneprøver omregnet til sylindere H/D=2,0 er i følge NS-EN 13791, 85 % av krevd karakteristisk fasthet. Samsvarsvurdering av trykkfasthet for sprøytebetong gjøres på grunnlag av kjerneprøver utboret fra bergsikringen, eller fra sprøytede paneler. Tabell 2 Krav til prøvefasthet Fasthetsklasse B30 B35 B45 Min. karakteristisk TERNINGfasthet (MPa), utstøpte prøver av basisbetong Min. trykkfasthet (MPa), SYLINDERE, H/D=2,0, min. 3 prøvestykker pr. prøve. Prøvestykker utboret fra bergsikringen, eller fra sprøytede paneler. 25,5 29,8 38,3 Dersom fasthetskontrollen ønskes basert på tidligere prøvingsalder enn 28 døgn, må det i hvert enkelt tilfelle etableres en erfaringsmessig korrelasjon. På grunn av reglene i kap , vil det være hovedregelen at utstøpte terninger av basisbetongen vil vise høyere fasthet enn det som svarer til spesifisert fasthetsklasse 12

15 for ferdig, herdnet sprøytebetong. Dersom basisbetongen framstilles med bruk av luftinnførende tilsetningsstoff, vil fastheten av basisbetongprøver være redusert, evt. til under kravet til den spesifiserte fasthetsklassen. Det samme gjelder for andre tilsetningsstoffer som medfører økt luftinnhold (eksempelvis internherdner). Dersom fastheten i basisbetongen ikke tilfredsstiller kravet til spesifisert fasthetsklasse, skal omfanget av kontrollen med utborede kjerneprøver fordobles i forhold til det som er angitt i Tabell 7 i kap Se også kap Trykkfasthet for utstøpte terninger skal uansett kontrolleres, jfr. Tabell 6 og Tabell Energiabsorpsjon, effekt av fiberarmering Effekten av fiberarmering måles som energiabsorpsjon for plateprøver, se metode kap Fibertype og fiberdosering skal velges slik at spesifisert energiabsorpsjonsklasse tilfredsstilles. All prøving av energiabsorpsjon skal være utført og rapportert av sertifisert laboratorium Oppstart av arbeidene Ved oppstart av sprøytebetongarbeidene skal fiberdosering velges på grunnlag av enten: A. prøvingsresultater oppnådd som del av produktdokumentasjonen (jfr. Tabell 7 i kap ) ved tidligere utførte arbeider med tilsvarende sprøytebetonganvendelse, og/eller ved eget dokumentasjonsprogram i regi av fiberleverandøren. Prøvingsresultatene som legges til grunn skal være oppnådd med den fasthets- og bestandighetsklasse som er spesifisert for arbeidene, eksempelvis B35 M45 eller B35 M40. Prøvingsresultatene skal ikke være eldre enn 3 år. Sist utførte prøving skal være utført i løpet av de foregående 12 måneder. Gjennomsnittlig oppnådd energiabsorpsjon skal overstige spesifisert energiabsorpsjon med en margin som avhenger av hvor mange relevante prøvinger som inngår i dokumentasjonen, se Tabell 3. Ved dokumentasjonsprogrammer med flere doseringsnivåer for samme fiber tillates interpolering (men ikke ekstrapolering) med hensyn til sammenhengen fiberinnhold/energiabsorpsjon. eller B. forprøving med de materialer som skal benyttes, samt utstyr og personell tilsvarende det som skal benyttes i prosjektet (jfr. NS-EN ). Krav til energiabsorpsjon er gitt i Tabell 4. Tabell 3 Krav til minimum gjennomsnittlig energiabsorpsjon ved tidligere plateprøving Antall Energiabsorpsjonsklasse dokumenterte prøvingsresultater E500 E700 E1000 Margin, %

16 Tabell 4 Krav til minimum energiabsorpsjon ved forprøving og ved løpende kontroll Energiabsorpsjonsklasse Minimum energiabsorpsjon E Joule E Joule E Joule Gjennomføring av arbeidene Videre under gjennomføringen av sprøytebetongarbeidene skal spesifisert energiabsorpsjonsklasse dokumenteres oppfylt i henhold til Tabell 7 i kap , med betongsammensetning, utstyr, personell og utførelse som benyttes i det aktuelle prosjektet. Prøveplater skal produseres der sprøytebetong utføres, under utførelsen av ordinær produksjonssprøyting. Oppfyllelse av spesifisert krav under gjennomføring av arbeidene konstateres dersom den enkelte prøveserie oppfyller kravet, jfr. Tabell 4. (Eksempelvis 700 Joule for E700.) Ved avvik må fiberdoseringen økes slik at spesifiserte krav oppfylles. De korrigerende tiltakene skal verifiseres ved kontroll tilsvarende den innledende prøvingen, jfr. kap Tidligfasthet Krav til sprøytebetongens tidligfasthet, dvs. i tiden fra 10 minutter til 24 timer etter sprøyting, kan angis som tidligfasthetsklasse J1, J2 eller J3 i samsvar med NS-EN punkt 4.3. Bemerk at klassifiseringen er basert på gjennomsnittsverdiene for typisk fasthetsutvikling, slik at det under spesielle forhold, eksempelvis lavere temperatur eller vannlekkasjer, kan være risiko for seinere fasthetsutvikling. En god regel er derfor uansett å sjekke fastheten for nylig sprøytet betong før man starter å arbeide eller oppholde seg under denne. Se også kap Tidligfasthet måles med nålepenetrasjonsmetoden (0-1 MPa) eller spikerpistolmetoden (2-16 MPa) i samsvar med NS-EN , avhengig av hvilket fasthetsnivå som forventes. Påvisning av at spesifisert tidligfasthetsklasse er oppnådd, krever minst 3 sett målinger spredd over en periode på 24 timer etter sprøyting. Tidligfasthetsklasse spesifiseres normalt av utførende hovedentreprenør. Når det spesifiseres tidligfasthetsklasse, forutsettes det at det også angis/avtales krav til prøvingshyppighet, hvilket tidsrom som er mest kritisk mht. fasthet, og at det foreligger rutiner for justering av arbeidsopplegget og ivaretakelse av HMS dersom den spesifiserte tidligfasthet ikke skulle være oppnådd Heftfasthet Sprøytebetong skal utføres slik at den får best mulig heftfasthet til underlaget. Viktige momenter er: rensk av sprengt bergoverflate, at alt som er mer eller mindre løst er rensket bort, jfr. kap

17 rengjøring av underlaget før sprøyting, jfr kap egnet betongsammensetning, jfr kap bruk av fiberarmering, jfr. kap riktig sprøyteteknikk, jfr. kap egnede herdetiltak, jfr. kap Hvor sprøytebetongsikringen er basert helt eller delvis på heft til underlaget, skal heften til underlaget kontrolleres ved banking med spett eller hammer, jfr. kap Kontroll av heftfasthet ved avtrekksprøving iht. NS-EN er ikke forutsatt utført Øvrige materialegenskaper Bøyestrekkfasthet Bøyestrekkfasthet (rissfasthet i NS-EN ) spesifiseres eventuelt i tilknytning til spesifikasjon av Restfasthetsklasse iht. samme standard Densitet I forbindelse med trykkfasthetsprøving skal også densitet dokumenteres iht. NS-EN Avvik i densitet kan være en indikasjon på feil ved materialsammensetning eller komprimering E-modul Ved dimensjonering av selvstendige konstruksjoner, kan det stilles krav til betongens elastisitetsmodul (E-modul). E-modul dokumenteres iht. NS Kjerneprøvene må være så lange at de kan endekappes og planslipes før prøving. 15

18 1.3 DELMATERIALER Delmaterialer skal generelt tilfredsstille NS-EN 206-1, med tillegg som angitt i denne publikasjonen Sement Sement som tillates brukt iht. NS-EN kan også brukes til sprøytebetong. Ulike sementer tillatt brukt iht. NS-EN tillates blandet for å oppnå tilsiktede egenskaper. Se for øvrig kap Ved sprøyting på alunskifer og under andre forhold der sprøytebetong kan bli utsatt for sulfatangrep, anbefales ikke sulfatresistent sement (SR-sement, jrf. kap ) men andre tiltak med tilsvarende effekt. (Bruk av membran eller andre tiltak for å hindre andre skader enn på betongmaterialet, omhandles ikke i denne publikasjonen.) Silikastøv og andre tilsetningsmaterialer Silikastøv og andre pozzolane eller latent hydrauliske tilsetninger kan brukes etter reglene i NS-EN Silikastøv iht. NS-EN skal brukes i all sprøytebetong, minimumsdosering 4 vekt-% av sementmengden. I følge NS-EN kan inntil 11 vekt-% av sementmengden medregnes i masseforholdet. Ved bruk av flygeaske, slagg eller andre pozzolane eller latent hydrauliske materialer, samt ved bruk av fillere, pigmenter etc., skal tilsetningenes innvirkning på basisbetongen, sprøyteprosessen og utvikling av tidligfasthet dokumenteres på forhånd Tilslag Om ikke annet er spesifisert, skal tilslaget tilfredsstille NS-EN og være velgradert sand med største nominelle kornstørrelse (D) 8 mm, maks 10 vekt-% større enn 8 mm. Tilslagets korngradering bør være innenfor grensene angitt i kap Mht. bruk av resirkulert tilslag, vises det til Norsk Betongforenings Publikasjon nr. 26. Mht. alkalireaktivitet, vises det til kap Vann Blandevann skal tilfredsstille NS-EN Sjøvann eller brakkvann tillates ikke benyttet som blandevann eller til herdetiltak. Resirkulert vaskevann fra betongproduksjonen kan benyttes som blandevann, forutsatt at det ikke medfører raskere konsistenstap eller påvirker sprøytbarheten negativt. 16

19 1.3.5 Tilsetningsstoffer Tilsetningsstoffer og bruken av disse skal være i samsvar med NS-EN 206-1, NS-EN og/eller NS-EN Ved innsprøyting av armering (armeringsnett og/eller -stenger), skal det velges akseleratortype og -dosering som i størst mulig grad reduserer skyggeeffekten og sikrer full innsprøyting. Gunstigste valg kan avhenge av flere faktorer, se veiledningen kap Fiber Fiber skal generelt være iht.: NS-EN Fibere for betong Del 1: Stålfibere. Definisjoner, krav og samsvar, eller NS-EN Fibere for betong Del 2: Polymerfibere. Definisjoner, krav og samsvar Når det er spesifisert bruk av fiberarmering for å oppnå en spesifisert Energiabsorpsjonsklasse, skal sprøytebetongen inneholde: Stålfiber i samsvar med NS-EN klasse I, og/eller Polymerfiber i samsvar med NS-EN klasse II Makrofiber Når det ikke er spesifisert om det skal brukes stålfiber eller polymerfiber, kan dette velges fritt. Fiberne skal være deklarert som produkt av fiberprodusenten i samsvar med den relevante standarden. Fiber til konstruktive formål som bergforsterkning skal være sertifisert i henhold til aktuell standard. Resultatene fra den initielle typeprøvingen og samsvarskontrollen for fiberen (ref. NS-EN og -2) skal framlegges på forespørsel. Hvis en fiberleverandør eventuelt skifter fiberprodusent, skal han gjennomføre og framlegge ny dokumentasjon av at fibertype/-dosering tilfredsstiller de spesifiserte kravene. Dersom fiberne har et overflatebelegg, skal det være dokumentert hvilken virkning dette har på betongens egenskaper, og at overflatebelegget er kompatibelt med betongens sementlim og tilsetningsstoffer. 17

20 1.4 PRODUKSJON AV BASISBETONG Reseptutvikling og produksjon av basisbetong skal være i samsvar med NS-EN og tilleggskrav i denne publikasjonen. Resepten for basisbetongen skal ta hensyn til vanninnholdet i tilsetningen av akselerator og evt. tilsetningsstoffer på sprøytestedet, jfr. kap Resepten for basisbetongen skal kontrolleres mht. volum, jfr. kap Blanding I tillegg til de krav som gjelder for annen betong, må det legges spesiell vekt på at den ferdige basisbetongen: ikke er forurenset av grovt tilslag som kan gi propp i sprøyteutstyret får homogen fiberinnblanding Oppmålingsnøyaktigheten for sement, silikastøv, vann, tilslag og tilsetningsstoffer skal være i samsvar med kravene i NS-EN (± 3 % for sement, vann, tilslag og tilsetninger større enn 5 % av sementmassen, ± 5 % for tilsetningsstoff med dosering < 5 % av sementmassen). Toleransene for fiberdosering er i følge NS-EN , ± 5 %. Blandetiden skal være så lang at massen er homogen og tilsetningsstoffene har oppnådd full effekt. Blandetiden med fiber skal være tilstrekkelig til at fiberene er jevnt fordelt iht. punkt Vedrørende temperatur for basisbetongen før sprøyting, se kap Fiberinnhold og fiberfordeling Fiberinnhold og jevn fordeling av fiberen er en hovedegenskap for fiberarmert betong, og et av de viktigste kravene som stilles til basisbetongen. Fiber skal tilsettes på en slik måte at fiberne blir homogent fordelt og fiberballing unngås. Fiberinnhold og fiberfordeling skal dokumenteres ved prøving av den som tilsetter fiberen, se kap , Tabell 6 i kap og kap Ved oppstart av arbeidene, skal den som skal tilsette fiberen legge fram sin prosedyre for tilsetting og innblanding i basisbetongen, samt dokumentasjon av at prosedyren resulterer i tilfredsstillende fiberfordeling (jfr. kap ). Dersom dokumentasjon av fiberfordeling mangler, eller det er mer enn 12 måneder siden fiberfordeling i basisbetong ble kontrollert, skal det som del av den innledende prøvingen (levering av de første 50 m 3 ) utføres kontroll av fiberfordeling av minst 3 lass. Om tilfredsstillende dokumentasjon er 6-12 måneder gammel, skal det ved oppstart av leveranse utføres minst én ny kontroll av fiberfordeling. Dersom det foreligger tilfredsstillende resultater for fiberfordeling fra kontroll utført av samme aktør/betongblanderi, med samme prosedyre og samme type/dosering av fiber de siste 6 månedene for tilnærmet samme basisbetong, anses denne akseptabel for å starte leveransen. 18

21 Foruten ved oppstart av arbeidene skal tilfredsstillende fiberfordeling kontrolleres rutinemessig iht. Tabell 6 i kap De kontrollene av fiberfordeling som utføres i forbindelse med framstilling av prøveplater for måling av energiabsorpsjon, jfr. kap , inngår i rutinekontrollene beskrevet i Tabell 6. Dersom kontroll viser avvik, må enten prosedyrene for fibertilsetting og fiberinnblanding forbedres eller fiberdoseringen økes. De korrigerende tiltakene skal verifiseres ved kontroll av fiberfordeling i minst 3 lass Transport av basisbetong Basisbetongen skal transporteres på en slik måte at egenskapene ikke forringes. For at betongen skal kunne remikses og evt. tilsetningsstoff innblandes skal automiksere ha full skovlehøyde og ikke være begrodd. Under transport fra blanderi til brukssted er det ikke tillatt å tilsette vann, uten at dette er spesifisert i prosedyrene. Prosedyre for etterdosering av tilsetningsstoff utarbeides i samarbeid mellom sprøyteentreprenør og betongprodusent Temperatur for basisbetong og akselerator Temperaturen for basisbetong, akselerator og trykkluft er viktige for at betongen skal klebe til underlaget, størkningen starte og nedfall minimeres. Med mindre sprøyteentreprenøren aksepterer lavere temperatur, skal 20 C regnes som laveste akseptable temperatur for basisbetongen ved levering. Basisbetongens temperatur skal ikke overstige 35 C, med mindre det dokumenteres at dette er tilrådelig i den aktuelle situasjonen. Temperatur for akseleratoren tilpasses avhengig av akseleratortype, utførelsesforhold og krav til tidligfasthet. Temperatur for akselerator bør ikke være lavere enn 20 C. Maksimumstemperatur for akselerator skal spesifiseres av leverandøren. Temperatur måles i materialet med kalibrert måleutstyr, målenøyaktighet ± 2,0 C Konsistens Konsistens velges avhengig av utstyr og utførelse, og skal tilstrebes så jevn som mulig fra blanding til blanding. Konsistens angis som tilsiktet synkmål med toleranser. I følge NS-EN Tabell 11, gjelder toleransene ± 30 mm for synkmål 100 mm. Disse toleransene regnes også å gjelde for basisbetong tilsatt fiber. Se også kap

22 1.5 UTFØRELSE AV SPRØYTEBETONG Utførelse av sprøytebetong skal være i samsvar med NS-EN og NS-EN , samt tilleggskravene i denne publikasjonen. Sprøytebetongarbeider skal ledes av en sprøytebetongleder, som har det overordnede ansvaret. I det daglige ledes arbeidene av en formann, og utføres av en operatør som har status som bas. Så vel sprøytebetongleder, formann og bas skal ha dokumentert kompetanse som krevd i Nasjonalt tillegg til NS-EN Bestilling av sprøyteutførelse, forberedende arbeider Nødvendige forarbeider, geologisk kartlegging og evt. tilleggsarbeider av hensyn til den totale sikringens funksjon og kvalitet utføres før bergoverflaten dekkes med sprøytebetong. Eksempelvis gjelder dette bolting ved grovblokkig berg, hvor det er viktig at bolteplasseringen blir riktig i forhold til slepper. Sprøyteoperatøren skal gis nødvendig informasjon om forarbeidene og beskrivelse for riktig utførelse av sprøytebetongarbeidet, eksempelvis ved utfylt bestillingsskjema, jfr. skjema kap. 3 side 86. Arealer hvor sprøytebetong skal påføres, beskrives med profilnummer og angivelse av hvor i profilet. For produksjonsplanlegging beregnes volum av fersk sprøytebetong ut fra areal, forutsatt gjennomsnittstykkelse, en ujevnhetsfaktor og faktor for prelletap. Volum angis i bestillingen, jfr. kap (Se for øvrig kap og ) Rensk Sprengt bergoverflate skal renskes for å fjerne løst materiale. Om ikke annet er akseptert av byggherren, skal det alltid utføres manuell rensk til slutt selv om det er utført maskinrensk. Unntak er dersom det er fare for liv og helse. Omfang av rensk må tilpasses bergmassens stabilitet Geologisk kartlegging I produksjonsunderlaget for prosjektet skal det være angitt hvem som har ansvaret for geologisk kartlegging og bergmasseklassifikasjon, samt dokumentasjonen av denne. Kartleggingen gjøres med bergoverflaten på nært hold, fra arbeidsplattform med god belysning, og med de hjelpemidler som faglige vurderinger tilsier. Bergmassens beskaffenhet skal kartlegges og dokumenteres før sprøytebetong påføres. Unntak gjelder dersom bergmassens stabilitet er så dårlig at det ikke er tilrådelig å oppholde seg under utsprengt bergmasse før det sprøytes. Den geologiske kartleggingen og bergmasseklassifiseringen benyttes umiddelbart til beslutning om hvilke sikringsmidler/metoder som skal benyttes, og i hvilken rekkefølge. 20

23 Drenering av underlaget Vannlekkasjer med omfang av betydning for kvaliteten av sprøytebetong eller risikoen for nedfall av kaker, bør dreneres før sprøyting. (F.eks. ved boring av drenshull med egnede utløp, jfr. kap ) Rengjøring av underlaget Bergoverflaten og øvrige flater som skal gi permanent samvirke med sprøytebetongen, rengjøres grundig. Særlig viktig er det å fjerne eventuelt leirbelegg på sprekkeflater. Vanlig rengjøringsmetode er kraftig spyling med vann og trykkluft med sprøyteroboten. Det benyttes samme munnstykke som til sprøytebetongen. Normale kapasiteter er: vannmengde minimum 300 l/min kompressorkapasitet min. 7 bar luftmengde minimum 10 m 3 /min Dersom overflaten er forurenset av fett/olje (eksempelvis fra dieseleksos) eller annet som reduserer heftfastheten, skal forurensningen fjernes på egnet måte. Forurensningen fjernes mekanisk og/eller kjemisk avhengig av forurensningens art og HMS-hensyn. Rengjøring utføres ovenfra og nedover. Prellemasse og nedfall som har samlet seg på hyller og utspring, fjernes omhyggelig før ny sprøyting påbegynnes. Før sprøyting starter, skal fritt vann etter spyling ha rent av slik at underlaget er fuktig men uten fritt vann. Eventuelt kan fritt vann blåses av med trykkluft. Hvor bergmassens stabilitet er svært dårlig eller kan forverres ved oppfukting, bør vann utelates som rengjøringsmiddel etter avtale i forbindelse med den geologiske kartleggingen. Dvs. at kun trykkluft benyttes ved rengjøringen. Dette gjelder for eksempel ved slepper fylt av svelleleire eller ved alunskifer Tildekking Tilstøtende konstruksjoner og installasjoner etc. i nærheten hvor sprøytebetong benyttes skal i nødvendig grad tildekkes slik at de ikke påføres eller forurenses av sprut, prellemasse eller støv Underlagets temperatur Med unntak av permafrost og frysestabiliserte soner, hvor spesielle prosedyrer forutsettes benyttet, gjelder: Der det tilstrebes varig heft til underlaget, skal sprøyting ikke foretas på flater med lavere temperatur enn +2 C, eller på flater som under arbeidet utsettes for vind eller slagregn som forringer kvaliteten. Dersom lufttemperaturen på sprøytestedet er under +5 C, skal temperaturen til flaten det skal sprøytes mot måles og dokumenteres før sprøyting kan tillates startet. 21

24 Måleutstyrets nøyaktighet skal være verifisert. Ved lav temperatur på underlaget kan det ikke forventes god tidligfasthet, og risikoen for bom øker Sprøyteutførelse Oppstart av sprøyting Etter rengjøring skal fritt vann ha rent av flaten det skal sprøytes mot. Til smøring av betongpumpe og slange/rør benyttes om nødvendig sementvelling eller fet mørtel, evt. pumpeforbedrende middel som ikke forringer betongkvaliteten. Oljeprodukter tillates ikke Innstilling og justering av strålen Ved innstilling av strålen ved oppstart og eventuelle justeringer eller driftsforstyrrelser under arbeidets gang, skal strålen vendes bort fra området som skal påføres sprøytebetong. Dosering av akselerator i sprøytemunnstykket skal ikke overskride den mengden som er forutsatt i betongsammensetningen for oppfyllelse av spesifisert masseforhold, jfr. kap Akseleratorforbruket skal måles for hvert sprøyteskift og føres i sprøyterapport, jfr. skjema s Føring av sprøytemunnstykket Sprøyting av vertikale eller skrå flater skal starte nedenfra og fortsette oppover, for å unngå innsprøyting av prellemasse. Sprøytemunnstykkets avstand til overflaten skal tilpasses utstyret, dets kapasitet, forbruk av trykkluft, akselerator etc (jfr. kap ). Munnstykket skal alltid rettes mest mulig vinkelrett mot flaten det sprøytes mot. Ved oppstart av sprøyting på sprengt bergoverflate fylles groper og sprekker først med et avjevningslag. Sprøytemunnstykket rettes mest mulig rett inn mot groper og sprekker, slik at skrens av strålen mot berget og skyggevirkninger reduseres til et minimum. Dette er vesentlig for å oppnå god heft. I praksis innebærer det at sprøyteutstyrets bevegelighet må utnyttes til å rette munnstykket nedenfra, ovenfra, forfra og bakfra. Sprøyteutstyrets maksimale pumpekapasitet kan sjelden utnyttes. Etter avjevningslaget påføres et jevntykt lag over det hele Tykkelse, ujevnhetsfaktor og nødvendig volum For produksjonsplanlegging bestemmes betongvolumet ut fra areal, forutsatt gjennomsnittstykkelse, bergoverflatens ujevnhet tallfestet ved en ujevnhetsfaktor, og en faktor for prelletapet. Jfr. kap og og skjema kap. 3 side 86. Hvilken 22

25 ujevnhetsfaktor som skal benyttes ved beregning av nødvendig volum, evalueres kontinuerlig ut fra tykkelseskontrollen. Mht. faktor for prelletap, se kap Der sprøytebetongen inngår som en del av den permanente sikringen (dette er det normale tilfellet) kan byggherren bestille et volum til fordeling i groper pluss en angitt minimumstykkelse, eller kun en gjennomsnittstykkelse. Dersom byggherren kun spesifiserer en gjennomsnittstykkelse av den permanente sikringen, skal: midlere påsprøytet tykkelse være minst lik bestilt gjennomsnittstykkelse, og målt minimumstykkelse være minst 50 % av bestilt gjennomsnittstykkelse Metoder for kontroll av tykkelse er beskrevet i kap Tykkelse regnes fra bunn av groper i overflaten til kontaktflaten mot underlaget. Dersom bestilt sprøytet volum er for lite til å oppnå den bestilte tykkelsen, skal det sprøytes til den bestilte tykkelsen der det er viktigst (som regel i heng/vederlag). For lite volum skal rapporteres i sprøyteoperatørens rapportskjema (jfr. skjema side 87), tykkelsesfordelingen måles, og nødvendig tilleggsvolum sprøytes seinere Herdetiltak Temperatur under herding Sprøytebetong skal beskyttes mot frost inntil en fasthet på minimum 5 MPa er oppnådd. Store temperatursvingninger i perioden hvor heftfastheten til underlaget utvikles bør unngås Tiltak mot uttørking Nysprøytet betong skal beskyttes mot vesentlig uttørking, minimum de første 4 døgn etter sprøyting. Spesielt når ventilasjonsanlegget blåser tørr vinterluft inn på stuff må det påses at sprøytebetongens overflate ikke tørker ut. Om nødvendig må sprøytebetongens overflate holdes fuktig ved vanning. Ved bruk av herdeforbedrende tilsetningsstoffer ("internherdner") skal dosering bestemmes ut fra leverandørens anbefalinger basert på dokumenterte prøvingsresultater. Doseringen for å oppnå tilsiktede betongegenskaper har normalt vært ca. 5 kg/m 3 av en internherdner med tørrstoffinnhold ca. 40 % Sprøyterapport For hvert sprøyteavsnitt/sprøyteskift skal det fylles ut sprøyterapport som skal arkiveres sammen med bestillingsskjema. Jfr. kap. 3 side 87. Ved evaluering av kvalitetsspørsmål skal alle parter kunne få utlevert sprøyterapporter på forespørsel. 23

26 1.5.5 Etterfølgende arbeider Ved etterfølgende arbeider må det tas hensyn til sprøytebetongens fasthetsutvikling. Bl.a. må boring for bolter og tiltrekking av bolter vente inntil sprøytebetongen har oppnådd tilstrekkelig fasthet og ikke skades. 24

27 1.6 KVALITETSKONTROLL OG DOKUMENTASJON Kontroll av materialer og utførelse skal være i samsvar med NS-EN og denne publikasjonen. NS-EN krever, for Utførelsesklasse 2 og 3, at det for hvert prosjekt: utarbeides en kontrollplan for arbeidene kontrollen utføres systematisk av den organisasjonen som står for utførelsen kontrollen utføres under ledelse av en kontrolleder for prosjektet kontrollen dokumenteres sprøytebetongleder, kontrolleder, formann og bas har dokumentert kompetanse iht. Nasjonalt tillegg til NS-EN (Sprøyteoperatør defineres som bas) Dersom det i produksjonsunderlaget er krevd kvalitetsplan for arbeidene, inngår punktene ovenfor i kvalitetsplanen. Sprøytebetongleder skal være til stede i nødvendig grad og tilgjengelig på kort varsel. Produsent av betong skal være sertifisert for betongproduksjon iht. NS-EN Sertifiseringen er basert på tilsvarende krav som i NS-EN Basisbetongen skal leveres til sprøyteentreprenøren med følgeseddel som angir relevante data. Basisbetong for betongsprøyting skal ikke inngå i betongfamilie (jfr. NS-EN 206-1) sammen med betonger med nominell kornstørrelse D større enn 8 mm. I Tabell 5, 6 og 7 er kontrollansvar angitt for de enkelte aktørene på utførende/ leverandørsiden, slik anleggsprosjekter normalt organiseres. Annen fordeling av kontrollansvar kan avtales. Dette skal ikke misforståes til å rokke ved det generelle prinsippet at hovedentreprenøren alltid har ansvaret for all kontroll og dokumentasjon av kontroll som er krevd i kontrakten. Byggherren skal varsles for å kunne være til stede ved forprøving og prøvesprøyting, ved sprøyting av plateprøver for energiabsorpsjon samt ved gjennomføring av kontroll av fiberinnhold og -fordeling Utførelsesklasse Sprøytebetong skal utføres i en av Utførelsesklassene 1, 2 eller 3. Utførelsesklasse skal være angitt i produksjonsunderlaget. For underjordsarbeider spesifiseres normalt Utførelsesklasse 2. Utførelsesklasse 3 benyttes vanligvis bare der drifts- og sikringsforholdene er spesielt vanskelige. Omfanget av minimum produksjons- og materialkontroll, avhengig av Utførelsesklasse, er angitt i Tabell 5, Tabell 6 og Tabell 7. Før oppstart av arbeidene skal følgende forelegges byggherren: sammensetning av basisbetongen (blanderesept) inkl. sementtype og alle andre produktnavn/kilder produktsertifikat for fiberen (for fiber til konstruktive formål kreves sertifisering) 25

28 tilsiktet fiberdosering inkl. dokumentasjon av grunnlaget for den valgte doseringen (jfr. kap ) prosedyre for fibertilsetning og fiberinnblanding, inkl. dokumentasjon av prosedyrenes tilstrekkelighet, jfr. kap forutsatt akseleratortype og -dosering, med påvisning av at ferdig sprøytebetong vil oppfylle kravet til masseforhold med det vanninnholdet som er i basisbetongen og akseleratoren Dokumentasjonen skal legges fram i en strukturert og oversiktlig form. Byggherren skal holdes orientert om alle vesentlige endringer av basisbetongs sammensetning, deriblant evt. skifte av noe delmateriale. Ved vesentlige endringer skal kontrollfrekvens A benyttes, jfr. Tabell 6 og Tabell 7. Justering av tilsetningsstoffdoseringer for å holde betongegenskapene konstante anses ikke som vesentlige endringer Utførelsesklasse 1 Det kreves kun Basiskontroll, dvs. kontroll av utførelsen utført av sprøyteoperatøren, jfr. NS-EN Kvaliteten anses sikret ved det utførende sprøytebetongfirmaets organisasjon og den valgte sprøyteoperatørens kompetanse og ferdigheter Utførelsesklasse 2 Det kreves både Basiskontroll som i Utførelsesklasse 1 og Intern systematisk kontroll i samsvar med en kontrollplan for prosjektet, under ledelse av kontrolleder for prosjektet hos utførende entreprenør. Den interne systematiske kontrollen skal dokumenteres. I tillegg skal det utføres kontroll i byggherrens regi som, i følge NS-EN 13670, minst skal "bekrefte at den utførendes interne systematiske kontroll blir utført og dokumentert". Ved oppstart av sprøytebetongarbeidet foretas det prøveblanding og prøvesprøyting, der følgende egenskaper observeres og vurderes: Basisbetongens vannbehov, smidighet, pumpbarhet, sprøytbarhet og prelletap Materialkontroll før sprøyting, jfr. Tabell 6 Produktkontroll av utsprøytet betong, jfr. Tabell 7 Betongsammensetningen justeres eventuelt ut fra observerte/målte egenskaper. Etter justering foretas ny observasjon og vurdering, inntil endelig sammensetning er fastlagt Utførelsesklasse 3 I tillegg til Basiskontroll og Intern systematisk kontroll utført av entreprenøren i Utførelsesklasse 2, skal det utføres kontroll i byggherrens regi. I likhet med entreprenørens Interne systematiske kontroll skal kontrollen i byggherrens regi gjennomføres i henhold til en kontrollplan, og den skal dokumenteres. I følge NS-EN 26

29 b skal kontroll i byggherrens regi, foruten å bekreftee at den utførendes systematiske kontroll blir utført og dokumentert, også omfatte kontroll for viktige konstruksjonsdeler" samt generell stikkprøvekontroll. interne, "særlig Før oppstart av arbeider i Utførelsesklasse 3 skal det gjennomføg res en forprøving hvor følgende dokumenteres: Basisbetongens vannbehov, smidighet, pumpbarhe et, sprøytbarhet og prelletap Materialkontroll før sprøyting, jfr. Tabell 6 Produktkontroll av utsprøytet betong, jfr. Tabell 7 Sprøytebetongleder skal være til stede ved forprøvingen og ved oppstart av arbeidene. Hvor kun deler av betongvolumet innen prosjektet skal utføres i Utførelsesklasse 3, kan sprøyting i lavere Utførelsesklasse benyttes som forprøving. Dokumentert erfaring fra tidligere t anlegg kan, dersom den er fullt ut dekkende, godtas i stedet for prøvesprøyting Kontrollomfang I tabellene 6 og 7 er kontrollfrekvenss angitt som f.eks. A: A 1/100 m 3 for 5000 m 3, B: 1/1000m 3. Dette forklares på følgendee måte: De første 500 produserte m 3 deles inn i kontrollavsnitt à 100 m 3, etterfølgend de produsert volum inndeles i kontrollavsnitt a 1000 m 3. Det skal tas en prøve tilfeldig fordelt innen allee kontrollavsnittene, og hver enkelt prøve representerer sitt kontrollavsnitt. Kontrollhyp pigheten skal starte på trinn A, dvs. én prøve ved oppstart og deretter en prøve innen hvert avv de etterfølgende kontrollavsnittenee á 100 m 3, inntil det er oppnådd en sammenhengende kjede på 5 tilfredsstillende prøver. Når det er oppnådd en slik sammenhengende kjede av tilfredsstillende prøver, kan kontrollhyppigheten reduseres til trinn B, dvs. én prøve pr. kontrollavsnitt på 1000 m 3, see Figur 1. Prøvingen fortsetter med denne hyppigheten så lenge prøvene viser tilfredsstillende resultater, og det ikke skjer hendelser eller endringer av materialer/produksjonsforhold som tilsier hyppigere kontroll. Om en prøve viser avvikk eller det oppstår hendelser/endringer, skal kontrollhyppigheten gå tilbake til starten av trinnn A. Figur 1 Illustrasjon av kontrollfrekvens A: 1/100m 3 for 500m 3, B: 1/1000m m 3 27

30 Produksjonskontroll Minimum produksjonskontroll vises i Tabell 5. Tabell 5 Minimum produksjonskontroll, gjelder hvert skift, alle Utførelsesklasser Kontrolltype Ansvar Omfatter Produksjonskontroll, basisbetong Forberedelser Materialkontroll før sprøyting Sprøyteutførelse kontroll Produksjonskontroll i henhold til NS-EN 206-1, spesielt: fukt i tilslag konsistens, wattmeteravlesing fersk betongtemperatur I tillegg: fiberdosering, fiberinnblanding* Rensk av sprengt overflate Geologisk kartlegging foretatt Nødvendig drenering av lekkasjer Evt. bolting eller andre metoder først Nødvendig tildekking av tilstøtende konstr./install. Underlagets temperatur Rengjøring av underlaget Kontroll av tildekking av konstr./install. Mottakskontroll av betong betong følgeseddel visuelt utseende, fibertype, ev. fiberballer konsistens temperatur Akseleratortemperatur Sprøytevinkel, inn i groper, unngå skrens av strålen Akseleratorforbruk Fordeling av bestilt volum (tykkelse) Tidligfasthet, jfr. kap Nødvendig beskyttelse mot frostskader Månedlig, jfr. kap og Betongprodusent Hovedentreprenør Sprøyteentreprenør Bomkontroll (Heft) Tykkelse Hovedentreprenør Månedlig, jfr. kap og * Utføres av den som tilsetter fiber 28

31 Betongprodusentens kontroll Omfang av betongprodusentens kontroll er gitt i Tabell 6. Bemerk at den som tilsetter fiber har ansvaret for kontroll av fiberinnhold/fiberfordeling. I de fleste tilfeller er dette betongprodusenten. Tabell 6 Kontrolltype Omfang av betongprodusentens kontroll* Trykkfasthet, 28 døgn Densitet, herdnet betong (terningvekt) Konsistens av fersk betong Masseforhold, jfr. kap Utførelsesklasse Innledende prøving iht. NS-EN hvis ny betongsammensetning, dvs. 3 prøver av de første 50 m 3, 7 (tilleggskrav) og 28 dg trykkfasthet. NS-EN A: 1/100 m 3 for 300 m 3 B: Iht. NS-EN A: 1/100 m 3 for 300 m 3 B: 1/1000 m 3 A: 1/50 m 3 for 300 m 3 B: Iht. NS-EN A: 1/50 m 3 for 300 m 3 B: 1/500 m 3 A: Se kap A: Se kap Fiberinnhold/fiberfordeling B: 1/500 m 3 B: 1/200 m 3 * Mht. forklaring av kontrollfrekvens, se kap Entreprenørens kontroll og produktdokumentasjon Entreprenørens kontroll og produktdokumentasjon er gitt i Tabell 7. Tabell 7 Entreprenørens kontroll og produktdokumentasjon Utførelsesklasse Kontrolltype Trykkfasthet og densitet for utstøpte terninger, 28 døgn Beregnet masseforhold A: 1/100 m 3 for 200 m 3 B: 1/3000 m 3 A: 1/100 m 3 for 300 m 3 B: 1/1000 m 3 A: 1/50 m 3 for 300 m 3 B: 1/500 m 3 Trykkfasthet og densitet (utborede kjerner) Energiabsorpsjon, samordnes med kontroll av fiberinnhold/fiberfordeling i Tabell 6. A: 1/100 m 3 for 300 m 3 B: 1/1000 m 3 A: 1/1000 m 3 for 1000 m 3 B: 1/5000 m 3 min. 1 gang pr. år A: 1/50 m 3 for 300 m 3 B: 1/500 m 3 A: 1/1000 m 3 for 2000 m 3 B: 1/2500 m 3 min. 1 gang pr. 6 mnd. 29

32 1.7 TILTAK I TILFELLE AVVIK Dersom avvik konstateres for noen av de stilte krav, skal korrigerende tiltak gjennomføres umiddelbart. Avviksbehandlingen skal omfatte: Vurdering av konsekvensene for de(t) sprøyteavsnitt hvor avviket er konstatert, hvorvidt avviket kan berøre flere sprøyteavsnitt enn der det opprinnelig ble konstatert, behov for utbedring/forsterkning Den direkte tekniske årsaken til avviket En vurdering av om avviket har en indirekte årsak i organisasjonsmessige forhold eller svakhet ved rutiner/prosedyrer Avvik skal også vurderes i henhold til reglene i NS-EN pkt Avvik må i de fleste tilfeller vurderes hver for seg. Prisavslag er ingen løsning av et systematisk eller permanent kvalitetsproblem. Ulike alternative utbedringer/ forsterkninger kan vurderes av geolog. Ekstreme løsninger som f.eks. å meisle ned all undermåls betong er kun unntaksvis nødvendige. Sprøytebetong som ikke tilfredsstiller spesifiserte krav skal som hovedregel suppleres til fullgod tilleggssikring. 1.8 GRUNNLAG FOR OPPGJØR, MÅLEREGEL Volum Måleregel for sprøytebetong er angitt i f.eks. NS 3420 og Statens vegvesens Prosesskode. Avregning skjer normalt etter utført sprøytet volum uten fratrekk for prelletap inntil 10 %, målenhet m 3. Kakenedfall regnes ikke som prelletap, men skal erstattes med ny betong. Eksakt måling av utført mengde sprøytebetong er forbundet med en del usikkerhet. Når basisbetongen blandes, piskes et relativt stort volum luftporer inn i massen. Når basisbetongen sprøytes, kollapser og forsvinner det meste av luftporene, og volumet reduseres. Samtidig tilsettes akselerator med et visst volum, og det dannes en del kompakteringsporer (porer pga. ufullstendig kompaktering) i ferdig sprøytet masse. For å ha et felles grunnlag for avregningen av både basisbetongen og den ferdig sprøytede betongen, settes følgende regel: Basisbetongvolum og ferdig sprøytet volum regnes lik 1 m 3 dersom summen av fastvolumene (vekt av faste materialer og væsker dividert med materialenes fast densitet) for alle delmaterialer tilsatt i betongblanderen, dvs. før sprøyting og tilsetting av akselerator, utgjør minst 960 liter. Det regnes ikke med volumøkning pga. akseleratortilsetning eller luftporer i sprøytebetongen Prelletap For måling av prelletap, se kap

33 2 PRØVINGSMETODER OG EVALUERING 2.1 BETONGEGENSKAPER Masseforhold Masseforhold for basisbetong beregnes for enkeltblandinger ved sammenhørende verdier av: målt fuktinnhold i tilslag tilsatte vannmengder i følge blandeanleggets styringssystem oppmålte mengder sement og silikastøv (pluss evt. andre pozzolane eller latent hydrauliske materialer) i følge blandeanleggets styringssystem Dersom blandeanleggets styringssystem lagrer data for de enkelte blandingenes sammensetning, kan det gi oversikt over masseforholdet for betong produsert over en kortere eller lengre periode. Masseforhold for sprøytet betong dokumenteres ved sammenhørende verdier av: dokumentert masseforhold for basisbetong målt og rapportert akseleratorforbruk, pluss evt. tilsetningsstoffer tilsatt på sprøytestedet, gjennomsnitt over sprøyteskiftet Kravet er innfridd dersom grenseverdien for masseforhold ikke overskrides: regnet som gjennomsnitt over en sammenhengende kjede på 10 sprøyteskift med mer enn 5 % regnet som gjennomsnitt for 3 sprøyteskift i kjede med mer enn 10 % for enkelt-sprøyteskift Dersom grenseverdien overskrides, skal det umiddelbart foretas korrigerende tiltak, og masseforholdet kontrolleres på nytt tre ganger på de neste 50 m 3 (tilsvarende innledende prøving iht. NS-EN 206-1). Dersom avvik i masseforholdet mistenkes av andre grunner, f.eks. gjenværende vaskevann i betongtromler, skal forholdet straks undersøkes. Ved gjentatte hendelser kan betongleverandøren bli pålagt å dokumentere vanninnhold og masseforhold spesielt. (Mikrobølgeovn-metoden kan ikke benyttes for stålfiberbetong) Kloridinnhold Kloridinnholdet dokumenteres ved beregning på basis av deklarert kloridinnhold i følge produktsertifikatene for de enkelte delmaterialene Alkalireaktivitet Oppfyllelse av kravene i NB 21 dokumenteres enten ved: 1. Sertifikat iht. NS-EN for tilslag(ene) benyttet, (ikke-reaktivt tilslag), eller 31

34 2. Beregning av alkaliekvivalent basert på deklarert alkaliinnhold i sement, silikastøv og tilsetningsstoffer, sammenholdt med grenseverdiene gitt i NB 21 Vedlegg C (totalt alkaliinnhold under akseptgrensen) Trykkfasthet Trykkfasthet for basisbetongen betraktes som en indikasjon på den herdnede sprøytebetongens fasthet. Trykkfasthet av utborede kjerneprøver fra utsprøytet betong er grunnlaget for den endelige kvalitetsvurderingen Trykkfasthet av basisbetong Betongprodusentens samsvarskontroll og entreprenørens identitetskontroll av mottatt basisbetong skal utføres og vurderes i samsvar med NS-EN Mht. betongprodusentens samsvarskontroll gjelder Tabell 8 for innledende produksjon, ikke for kontinuerlig produksjon iht. NS-EN Hver prøve skal bestå av minst 2 stk. 10 cm terninger prøvet ved 28 døgn alder. Ved betongprodusentens innledende prøving måles også 7 døgns fasthet, 2 stk. terninger pr. prøve. Tabell 8 Kriterier for evaluering av utstøpte terninger av basisbetong (ref. NS-EN 206-1) Betongprodusentens samsvarskontroll Entreprenørens identitetskontroll Hver enkelt prøve f ck - 5 MPa* f ck - 5 MPa* Gruppegjennomsnitt, 3 og 3 prøver** f ck + 5 MPa* f ck + 1,2 MPa* * 5 og 1,2 MPa refererer seg til terningfasthet ** For enkelthets skyld vurderes også entreprenørens identitetsprøver i grupper på 3 og 3 fortløpende prøver. NS-EN gir valgmuligheter 2-4 prøver eller 5-6 prøver Kjerneprøver av herdnet sprøytebetong Utboring av kjerneprøver kan utføres fra konstruksjonen eller fra paneler sprøytet samtidig med konstruksjonen. Paneler for utboring av fasthetsprøver skal ha dimensjon min. 500 x 500 mm i bunnen, 600 x 600 mm i toppen. Kjerneprøver kan også bores ut fra prøveplater for energiabsorpsjon, etter at denne prøvingen er utført. Kjernediameteren skal være minimum 50 mm (fortrinnsvis 60 mm). Høyde/diameterforholdet for hver kjerne etter kapping og endepreparering skal være i området 1,0 til 2,0. Det bør tilstrebes tilnærmet samme h/d-forhold for alle kjernene innen den enkelte serie. For at en prøve skal være gyldig som dokumentasjon av trykkfasthet, skal den bestå av minst 3 stk. kjerner. Prøveresultatet regnes som gjennomsnittsfastheten for de prøvestykkene (3 eller flere) som til sammen utgjør prøven. Dersom en kjerne avviker i fasthet mer enn ± 20 % fra gjennomsnittet for de kjernene som skal utgjøre en prøve, skal denne kjernen forkastes. Det kan derfor være lønnsomt å bore ut 4-5 kjerner pr. prøve. 32

35 2.2 KONTROLL OG DOKUMENTASJON AV UTFØRELSE Heftfasthet Heft mellom sprøytebetong og berg skal kontrolleres for all sprøytebetong som er forutsatt å ha heft. Heften kontrolleres stikkprøvemessig ved banking på sprøytebetongoverflaten med spett eller hammer, minimum ett slag pr. 3 m 2. Hvor bomlyd høres, bankes det med tettere mellomrom for å kartlegge bomområdets utstrekning. Slike områder bør avmerkes. Ved kontrollen bør sprøytebetongen ha en alder på 7-28 døgn. Kontrollen bør gjøres en gang pr. måned på all aktuell sprøytebetong utført siden forrige kontroll. I tillegg bør bom kontrolleres i forbindelse med anvisning av permanent sikring. Kontrollen dokumenteres med skriftlig, signert og datert rapport, med eventuelt forslag til forsterkning der det er bom, eller riss og sprekker er under utvikling Tykkelse Tykkelse kan måles på 4 måter: 1. Måling i boltehull for bergbolter 2. Boring gjennom herdnet sprøytebetong med slagbor eller kjernebor inn til berg. Tykkelsesmåling i borhullene 3. Plassering av avstandspinner (tilkappet sveisetråd el. tilsvarende) i første påslag av sprøytebetong. Kontroll av at avstandspinnene blir dekket av de neste påslagene 4. Med laserscanner før og etter sprøyting. Dette er en metode som foreløpig er lite utbredt Tykkelsesvurdering skal utføres for hvert sprøyteskift fra oppstarten av arbeidene for å kalibrere øyemålet med hensyn på bergets ujevnhetsfaktor. Hvor mye sprøytebetong som medgår for den første avjevning av underlaget ved sprøyting inn i alle groper og sprekker registreres også. Ujevnhetsfaktoren avhenger av hvilken betongtykkelse som er bestilt. Ved fortløpende arbeider revurderes ujevnhetsfaktoren månedlig etter nye kontroller av tykkelse. Betongtykkelse må evalueres i samsvar med måten sprøytebetongvolumet og fordelingen av dette er bestilt på. Dersom det kun er beskrevet en nominell tykkelse, er kravet oppfylt dersom: midlere påsprøytet tykkelse er minst lik bestilt nominell tykkelse, og målt minimumstykkelse er minst 50 % av bestilt nominell tykkelse 33

36 2.2.3 Prelletap Prelletap er den massen som ikke fester seg til underlaget, men preller av. Det regnes ikke fratrekk i volum for prelletap inntil 10 %. I dag er normalt prelletap på 5 % eller under dette. Ujevnhetsfaktor og faktor for prelletap bør sees i sammenheng ved beregning av nødvendig sprøytet volum. Måling av prelletap kan gjøres på følgende måte: Tilstrekkelig areal glatt duk (normalt m 2 ) legges ut på sålen. Et kontrollert volum på min 1 m 3 betong (evt. en kontrollert veid mengde) sprøytes i en sammenhengende operasjon, på den måte som produksjonssprøyting utføres. Prelletap veies opp og beregnes som vektprosent av sprøytet mengde. Evt. kakenedfall tas ikke med ved veiing av prelletap. 34

37 2.3 FIBERINNHOLD OG FIBERFORDELING Dokumentasjon av fiberinnhold og fiberfordeling er forutsatt utført på fersk betong. Fiberinnhold kan enkelte ganger være aktuelt å utføre på herdnet betong, iht. NS-EN For å oppnå representative resultater må i tilfelle volumet av prøven økes betydelig i forhold til det denne standarden angir Prøvetaking Prøveuttak for kontroll skal gjøres ved levering av basisbetongen til sprøyteutstyret. En prøving skal bestå av 3 stk. prøveuttak som analyseres separat for fiberinnhold. Første prøveuttak tas etter at ca. 1,0-1,5 m 3 er tømt, det andre ca. midt i lasset og det tredje når ca. 1,0-1,5 m 3 gjenstår å tømme Målemetode Volum av prøven som analyseres for fiberinnhold bestemmes nøyaktig ved at den fylles i en metallbøtte med kjent volum, f.eks. luftmålerbøtte/thaulowbøtte. Betongoverflaten trekkes av nøyaktig for at prøvevolumet skal tilsvare bøttens volum. Volumet av prøven skal være minimum 8 liter. Prøven vaskes ut med vann, og fiber i prøven samles opp. Fiber fanges med egnet redskap, magnet for stålfiber, hov for plastfiber. Oppsamlet fiber tørkes og veies. Fibermengde i kg/m 3 beregnes for hvert enkelt prøveuttak. Dersom basisbetongen har et luftinnhold som overstiger 4,0 %, kan målt fiberinnhold i prøvene korrigeres for dette. Basisbetongens luftinnhold skal i så fall måles på samme lass hvor fiberinnhold kontrolleres, og rapporteres sammen med korrigert luftinnhold. Korrigert fiberinnhold = Målt fiberinnhold x 100 / (104 - Målt luftinnhold i %) Eksempel, målt fiberinnhold 27,62 kg/m 3, målt luftinnhold 8,4 %: Korrigert fiberinnhold = 27,62 kg/m 3 x 100 / (104-8,4) = 28,89 kg/m Evaluering 1. Tilfredsstillende fiberinnhold konstateres dersom gjennomsnittlig fiberinnhold i betonglasset (gjennomsnitt av 3 prøveuttak fra samme lass) ikke ligger mer enn 15 % under forutsatt tilsatt fibermengde i kg/m 3 2. Tilfredsstillende fiberfordeling konstateres dersom ingen prøveuttak viser fiberinnhold mer enn 20 % under forutsatt tilsatt fibermengde i kg/m 3 3. Ved prøving i forbindelse med framstilling av plateprøver for måling av energiabsorpsjon skal avvik fra forutsatt tilsatt fibermengde ikke være større enn: o ± 15 % for gjennomsnittet av 3 prøveuttak fra samme lass o ± 20 % for enkelt prøveuttak 35

38 2.4 ENERGIABSORPSJON, FRAMSTILLING AV PLATEPRØVER OG PRØVING I LABORATORIET Måleprinsipp Prøving av energiabsorpsjonsevne for fiberbetong utføres ved bøyeprøving av sirkulære betongplater. Plateprøving har relevans til last- og deformasjonssituasjonen til en bergsikring, jfr. situasjonen rundt og mellom fjellbolter. Plateprøvene plasseres direkte på kontinuerlig stålopplegg og påføres en sentrisk last. Last/deformasjonsforløpet registreres kontinuerlig fra oppstart pålastning og til 30 mm nedbøyning under midten av plata. Platas energiabsorpsjon beregnes fra arealet under last-/deformasjonskurven, med korreksjoner for bidraget i energiopptak som skyldes friksjon mellom prøveplata og opplegget samt for avvik i platetykkelsen. Selve prosedyren for beregning av energiabsorpsjon er gitt i kap En prøveserie skal bestå av minimum 3 plater. Prøvingen utføres normalt ved 28 døgns alder Prøveformer Ferdige sirkulære plateprøver skal ha diameter 600 mm og tykkelse 100 mm. Til formbunn benyttes helst en sirkulær plate av stål (tykkelse minimum 4 mm) eller finer (tykkelse minimum 25 mm). Til kantforskaling brukes en stripe av stål, minimum 0,6 mm tykk, som festes/ klemmes rundt formbunnens omkrets slik at prøveforma får indre høyde 100 mm. Formbunnen avstives på undersiden ved at den skrus fast eller sveises til en trekantet eller kvadratisk ramme. Det er viktig at prøveforma er plan og har tilstrekkelig stivhet slik at prøvestykket ikke blir deformert under sprøyting og ved eventuell dreiing av nysprøytet plate ned i horisontal stilling før avretting. Skader/skjevheter fører til redusert kapasitet i plata. Eksempel på en plateform er gitt i Figur 2, og på plateformer som er klare for sprøyting i Figur 3. 36

39 b Figur 2 Eksempel på sirkulær plateformm Figur 3 Plateformer P klare for sprøyting Framstilling av plateprøver For at plateprøvene skal være representative skal de produseres der sprøytebetong normalt utføres, under utførelsen avv ordinær produksjonssprøyting, jfr. kap Det betonglasset som benyttes for sprøyting av prøveplater skal også kontrolleres for fiberinnhold/fiberfordeling (3 prøveuttak fra lasset det sprøytes fra, jfr. kap og 2.3). Før sprøyting kontrolleres prøveformene med hensyn til at bunnenn er ren og fri for skjevheter, at høyden er korrekt og att det ikke er glipper i kontaktsonen mellom kant- opp forskalingen og bunnen. Formene bør være påført formolje. Prøveformene stilles på skrå, stabilt i posisjon fra vertikalen. Prøveplatene sprøytes etter at minst 1,0 m 3 av lasset er tømt. Rapport fra kontrollen av fiberinnhold/fiberfordeling og evt. luftinnhold/densitet skal følgee som vedlegg til laboratorierapporten vedrørende energiabsorpsjon (resultatene fra denne kontrollen vil trolig ikke foreligge før etter at prøveplatene er sprøytet, men vil kunne benyttes til å vurdere hvorvidt prøveplatene skal sendes til laboratoriet eller forkastes). Før sprøyting av prøveplater må sprøytestrålen og akseleratordosering justeres. For å lette avtrekkingen kan akseleratordoseringenn reduseres noe i forhold til det som benyttes ved den ordinære sprøytingen. Sprøytestrålen bør b ikke komme fra bakken og mot forma; dette kan føre til at forurensende grums kan bli sprøytet inn i plata. Nødvendig sprøytebetong sprøytes i forma slik at den akkurat overfyller forma. Prøveplatene sprøytes én om gangen. Den trekkes av med det samme, deretter neste plate. Ved avtrekkingen kan formene legges horisontalt, menn på en skånsom måte for å unngå at prøvestykket skades. Overflaten trekkes av till en jevn tykkelse t på 1000 mm. Tillatte avvik for tykkelse er inntil -10 mm, +155 mm. Tykkelsen kontrolleres i laboratoriet ved prøving (kap punkt 3 og o 10). Bemerk at prøveplatene skal belastes i senterområdet med en lastplate. Hvis avtrekkingen gir vesentligee ujevnheter i senterområdet, vil dette kunne medføre at lastplata blir stående skjevt under prøving. Dettee kan gi redusert kapasitet. 37

40 2.4.4 Etterbehandling og lagring Lagring etter sprøyting: Etter sprøyting og avtrekking skal platene tildekkes med plastfolie. Prøveplatene skal eksponeres for tilsvarende temperaturforhold som øvrig sprøytebetong. For å unngå skader i den ferske betongen bør plateprøvene transporteres minst mulig de første 18 timene. Prøvestykker inklusiv form kan flyttes forsiktig til nærmeste nisje e.l., men bør ikke transporteres i hjullasterskuffe eller på lasteplan. Hard behandling og/eller uttørking kan gi redusert kapasitet ved prøving. Videre lagring i laboratoriet: Etter avforming, merking og transport til sertifisert laboratorium skal plateprøvene lagres videre innpakket i plastfolie ved romtemperatur (20 ± 3 o C). I dagene før prøving skal plateprøvene lagres i vann (20 ± 3 o C) i minimum 3 døgn. Fukttilstand ved prøving: Plateprøven skal være fuktig ved prøving Prøvingsutstyr og prøvingsoppsett Oppsettet ved prøving av sirkulære plateprøver er angitt i Figur 4, Figur 5 og Figur 6. Oppleggsring av stål: Prøveplatas forskalte (glatte) overflate skal vende ned mot opplegget. Ved prøving skal plateprøven ligge sentrisk på en planslipt sirkulær oppleggsring av høyfast stål (kvalitet St 52 iht. DIN eller S355J2G3 iht. EN). Oppleggsringen skal ha indre diameter 500 mm (± 2 mm) og skal være 20 mm bred (± 1 mm), og ringens ytre diameter skal dermed være 540 mm. Innerkanten på ringen skal være avfaset 45 1 x 1 mm, se Figur 6. Høyden på oppleggsringen (og underliggende støttesystem) må avpasses riggen for øvrig slik at prøveplata under belastning og nedbøyning aldri har kontakt med annet enn opplegget og deformasjonsgiveren, og slik at kravet til prøvingsriggens totale stivhet overholdes. Pålastning: Pålastningen skal skje fra prøveplatas sprøytede (ru) overflate. Lasten skal påføres i senter av prøveplata med en lastplate av stål med diameter 100 mm og tykkelse minst 20 mm. Kraftpåføringen skal gjøres deformasjonsstyrt slik at nedbøyningshastigheten i prøveplatas senter er 3 mm/min (± 0,3 mm/min). Prøvingsriggens stivhet: Stivheten til lastsystemet (inklusive ramme, lastcelle, lastplate og oppleggsystem) skal være minst 200 kn/mm. 38

41 b Figur 4 Oppsett ved prøving av sirkulære plateprøver. Ståloppleggsringen er stiplet. (alle mål i mm) Figur 5 Deformasjonsgiver med løs hette med sirkulær stålplate i toppen. Skisse (venstre) og bilde (høyre) Lastplate Ramme Plateprøve Innerkant opplegg avfaset 1 mm i 45 o vinkel Ståloppleggsring Støtte for opplegg Kraftpåførings- system Deformasjonsgiver med hette på toppen Figur 6 Skisse, eksempel på prøvingsoppsett 39

42 Måling av prøveplatas sentriske nedbøyning: Måling av platas nedbøyning bør gjøres direkte med en deformasjonsgiver plassert sentrisk mot prøveplatas underside (strekksiden) 1. Giveren skal være kalibrert og ha minst 0,02 mm oppløsning og total målelengde på minst 50 mm. Deformasjonsgiveren må være fjærbelastet slik at den holdes mot prøvestykket med hjelp av fjærkraften. Deformasjonsgiveren skal utstyres i toppen med en løs hette i stål med en sirkulær stålplate festet på toppen. Hetta m/plate skal kunne rotere under nedbøyning/rotasjon av prøvestykket og hindre giveren i å trenge inn i bruddene, se Figur 5. Diameteren på hetta må være større enn diameteren på giverhodet slik at den kan rotere fritt under pålastingen. Diameteren på den sirkulære stålplaten skal ikke være mindre enn 50 mm. Last- og deformasjonssignal skal være tilkoplet et loggesystem som registrerer signalene samtidig og kontinuerlig under prøvingen Gjennomføring av plateprøvingen 1) Prøveplata tas opp av vannbadet og under prøvingen skal plata være fuktig. Eventuelt overflatevann/dråper kan tørkes bort med en absorberende klut. Hvis det tar tid fra plata tas opp av vannbadet til prøvingen starter, skal plata beskyttes mot uttørking eller eventuelt påføres fukt. 2) Prøveplatas diameter kontrolleres med linjal/tommestokk tre ganger over plata, 60 vinkel mellom hver måling. Gjør første kontrollmåling eventuelt der plata ser ut til å ha størst diameter. Hvis gjennomsnittet av de tre målingene ligger mer enn 5 mm utenfor nominell diameter på 600 mm, skal dette anmerkes ved rapporteringen. 3) Platetykkelsen måles langs randen med skyvelære ved seks målinger, 60 o vinkel mellom hver måling. Gjennomsnittlig platetykkelse beregnes. Hvis det imidlertid blant disse seks målingene er mer enn 10 mm forskjell mellom høyeste og laveste verdi, skal tykkelsen for denne plata i stedet bestemmes i henhold til punkt (10) nedenfor. 4) Eventuelle abnormaliteter eller feil ved prøveplata registreres og anmerkes ved rapportering. 5) Prøveplata plasseres i prøvingsriggen med den glatte/forskalte siden direkte mot ståloppleggsringen og sentreres. Det skal ikke brukes noe mellomleggsmateriale mellom plate og opplegg. 6) Sentrisk på prøveplatas ru overflate, hvor lasten skal påføres, legges en sirkulær lastplate av stål med diameter 100 mm og tykkelse minimum 20 mm. Skulle det fra betongoverflaten stikke opp tilslag eller knaster slik at lastplata blir stående skjevt, bør disse fjernes først. 7) Deformasjonsgiver (med hette og sirkulær plate) stilles inn og sentreres mot platas underside (mot glatt/forskalt side). 1 Som et alternativ kan platas sentriske nedbøyning måles fra lastsiden (trykksiden) hvis kraftpåføringssystemet er utstyrt med en egen deformasjonsmåling. Dette forutsetter imidlertid verifikasjonsforsøk med samtidig måling fra platas underside. Måleavviket skal karakteriseres som et systematisk avvik og skal legges inn som en korreksjon ved evt. standardmåling fra kraftpåføringssystemet. 40

43 8) Prøvingen kan startes. Kraften påføres deformasjonsstyrt med en hastighet på 3 mm/min (± 0,3 mm/min). Kraft- og deformasjonssignalet skal registreres kontinuerlig. Prøvingen avsluttes når den sentriske nedbøyningen i prøveplata er 30 mm. 9) Etter prøvingen tas prøveplata ut av riggen og snus, og antall brudd på undersiden registreres. Et radielt brudd fra midten og ut til platas rand registreres som ett brudd. Det vanlige er fire eller flere brudd. Eventuelt skjærbrudd skal anmerkes (ses ofte best fra oversiden). Et foto av bruddmønsteret er enkel dokumentasjon og anbefales. 10) For plateprøver med ujevn tykkelse (>10 mm tykkelsesvariasjon målt i henhold til punkt (3)) skal tykkelsen måles over bruddflatene etter at prøvingen er gjennomført. Prøveplata må da først deles helt opp i kakestykker som definert av hovedbruddene. Tre målinger gjøres over hver bruddflate med skyvelære. Ved for eksempel fire hovedbrudd i plata betyr dette totalt 4 x 3 = 12 tykkelsesmålinger. Gjennomsnittlig platetykkelse beregnes Beregning av energiabsorpsjon Prøveplatas energiabsorpsjon (E abs ) beregnes i henhold til formelen nedenfor (Likning 2-1). Platas tykkelse påvirker energiopptaket og formelen korrigerer for dette ( ). I tillegg skal det korrigeres for bidraget i energiopptak som skyldes friksjon k t mellom prøveplata og opplegget ( ). k f Likning 2-1 hvor E A abs k t k f A P - m P- i 0 ( i 1 P i) i P i 2 1 Symbolforklaring Energiabsorpsjon fra plateforsøket: E abs Akkumulert areal under kraft/deformasjonskurven fram til grensenedbøyningen m : A P- Nominell platetykkelse: t 0 = 100 mm Målt gjennomsnittlig platetykkelse (mm): t Korreksjonsfaktor for tykkelse: t0 k t t Grensenedbøyning: Deformasjon/nedbøyning (mm): 25mm Kraft (kn): P Korreksjonsfaktor for friksjon mot opplegget: = 0,75 Trinn 1: A P- (akkumulert areal under last-/deformasjonskurven) beregnes inkrementelt mellom null nedbøyning og fram til korrigert grensenedbøyning m 25mm k t Trinn 2: Energiabsorpsjonen (E abs ) beregnes ved å multiplisere A P- med faktoren k t og med faktoren k f 41 k f m k t

44 Hvis det måles kraft i [kn] og deformasjon i [mm] vil E abs i henhold til Likning 2-1 komme ut med enhet [Joule]. E abs skal rapporteres med enheten [Joule]. Maksimumslasten ved plateprøvingen rapporteres som målt maksimumslast 2 multiplisert med faktoren k t (korreksjonsfaktoren for tykkelse i andre potens). Det samme gjelder for rapportering av restlasten målt ved grensenedbøyningen 25mm (her korrigeres det ikke for friksjon). m k t Rapportens innhold Bakgrunnsinformasjon Opplysninger om prosjekt og oppdragsgiver Sprøytebetongens fasthetsklasse, bestandighetsklasse samt nominell fiberdosering og fibertype Sprøytedato, forsendelsesdato, herdebetingelser fram til forsendelse Plateprøvenes/emballasjens tilstand ved ankomst laboratoriet Tidspunkt for prøvens ankomst i laboratoriet, videre herdebetingelser i laboratoriet (før prøving, minimum siste 3 døgn vannlagret) Prøvingsmaskin type/fabrikat og maskinens stivhet Plateprøvenes alder ved prøving (fortrinnsvis 28 døgn hvis ikke annet er avtalt) Resultater fra kontroll av fiberinnhold/fiberfordeling i basisbetongen og evt. også målt luftinnhold (vedlegg), dvs. fra det lasset som prøveplatene ble sprøytet Målinger/prøving Eventuelle abnormaliteter eller feil ved plateprøvene Gjennomsnittlig platetykkelse for hver plate Antall brudd og evt. skjærbrudd (gjerne foto) i hver plate Kraft/deformasjonsforløp for hver prøveplate fram til 30 mm nedbøyning For hver prøveplate, maksimumslast i forsøket samt restlast ved grensenedbøyningen m 25mm k t ; begge korrigert for platetykkelsen For hver prøveplate, en kurve for beregnet akkumulert areal (A P- ) under kraft/deformasjonskurven fram til grensenedbøyningen m 25mm k t Beregnet energiabsorpsjon (E abs ) for hver plate i henhold til Likning 2-1, gjennomsnittet for alle platene, standardavvik og variasjonskoeffisient Vurdering av resultatene Vedlegg Resultater fra kontroll av fiberinnhold/fiberfordeling og evt. også målt luftinnhold i basisbetongen 42

45 2.4.9 Eksempel på beregning av energiabsorpsjon Eksemplet i Figur 7 og Figur 8 nedenfor er hentet fra en plateprøving hvor platen hadde gjennomsnittlig tykkelse på 105 mm. Kraft og deformasjon ble målt fram til 30 mm nedbøyning. Arealet (A P- ) under kraft/deformasjonskurven er beregnet fram til grensenedbøyningen og energiabsorpsjonen (E abs ) er beregnet deretter Kraft (kn) Eksempel, platetykkelse t=105 mm k t = t 0 / t = 100/105 = 0,952 Grensenedbøyning m = 25 mm x 0,952 = 23,8 mm A P- (areal under kraft-deformasjonskurven fram til m ) = 1276 J E abs (energiabsorpsjonskapasiteten) = k t x k f x A P- =0,952 x 0,75 x 1276 J = 911 J Deformasjon (mm) Figur 7 Eksempel: Kraft/deformasjonsmåling fra en prøving med platetykkelse = 105 mm 1400 A P-D, akkumulert areal fram til grensenedbøyningen (Joule) E abs (energiabsorpsjonskapasiteten) = k t x k f x A P- =0,952 x 0,75 x 1276 J = 911 J , Deformasjon (mm) Figur 8 Eksempel: Akkumulert areal (A P- ) under kraft/deformasjonskurven fram til grensenedbøyningen 23,8 mm for prøvingen med platetykkelse 105 mm Maksimumslasten under denne prøvingen ble målt til 79,0 kn og restlasten ved grensenedbøyningen (23,8 mm) ble målt til 35,3 kn Rapportert maksimumslast blir dermed: 79,0kN k 79,0kN 0,952 71,6kN - Rapportert restlast blir dermed: 35,3kN k t 2 t 35,3kN 0, ,0kN 43

46 Alternativ plategeometri: Kvadratiske plateprøver NS-EN beskriver prøving av kvadratiske plateprøver 600 x 600 mm med tykkelse 100 mm, ikke sirkulære plateprøver. NS-EN omhandler framstilling av prøveplater. Om det ønskes å benytte kvadratiske plateprøver, skal prøveframstilling, prøving og rapportering følge samme prosedyre som beskrevet for sirkulære plateprøver, med noen unntak og kommentarer gitt i det følgende: Plateprøvene skal være kvadratisk med lengde 600 mm x 600 mm og tykkelse 100 mm, og prøveforma som betongen sprøytes i skal ha samme indre dimensjoner. Det er viktig at prøveforma har tilstrekkelig stivhet slik at prøvestykket ikke blir deformert under sprøyting og ved eventuell dreiing av nysprøytet plate ned i horisontal stilling før avretting. Skader/skjevheter fører til redusert kapasitet ved prøving. Ved prøving skal plateprøvene legges direkte (uten mellomlegg) på en 20 mm bred kvadratisk ståloppleggsramme med indre dimensjon 500 mm og ytre dimensjon 540 mm. Innerkanten på ramma skal være avfaset 45 1 x 1 mm, se Figur 6. Lastplaten på toppen av prøvestykket under prøving skal være kvadratisk med mål 100 mm x 100 mm og tykkelse minst 20 mm Figur 9 Oppsett ved prøving av kvadratiske plateprøver. Ståloppleggsramma er stiplet. (alle mål i mm) 44

47 Referanser til kapittel 2.4 [1] Thorenfeldt E. (2006) Fiberarmerte betongplater. Energiabsorpsjon for standard prøver. SINTEF notat [2] Myren S.A. og Bjøntegaard Ø. (2008) Energiabsorpsjonskapasitet for fibrearmert sprøytebetong. Ny forsøksrigg, effekt av plategeometri og testlaboratorium (Runde 1). Teknologirapport nr. 2531, Statens vegvesen, Vegdirekroratet, ISSN [3] Bjøntegaard Ø. og Myren S.A. (2008) Energiabsorpsjonskapasitet for fiberarmert sprøytebetong. Effekt av plategeometri og fiberinnhold (Runde 2). Teknologirapport nr. 2532, Statens vegvesen, Vegdirekroratet, ISSN [4] Myren S.A. og Bjøntegaard Ø. (2010) Round and Square panels a comparative study. Proceedings of the Third International Conference on Engineering Developments in Shotcrete, Queenstown, New Zealand, March 2010 (summarizes Series 1, 2 and 3) [5] Bjøntegaard Ø. (2009) Energy absorption capacity for fibre reinforced sprayed concrete. Effect of friction in round and square panel tests with continuous support (Series 4). Technology report no. 2534, Norwegian Public Roads Administration, Road Directorate , ISSN [6] Bjøntegaard Ø. (2010) Round and Square panels effect of friction. Proceedings of the Third International Conference on Engineering Developments in Shotcrete, Queenstown, New Zealand, March 2010 (summarizes series 4) [7] Bjøntegaard Ø. (2010) Energy absorption capacity for fibre reinforced sprayed concrete. Influence of friction in round panel tests with different support and bedding materials (Series 7). Technology report no. 2575, Norwegian Public Roads Administration, Road Directorate , ISSN [8] Bjøntegaard Ø. (2010) Energy absorption capacity for fibre reinforced sprayed concrete. Effect of panel production technique, fibre content and friction in round panel tests with continuous steel support (Series 8 and 9). Technology report no. 2612, Norwegian Public Roads Administration, Road Directorate , ISSN [9] Bjøntegaard Ø. (2011) Fibre Reinforced Sprayed Concrete Panel Tests: Revised Test and Analysing Procedure in NB7 Sprayed Concrete for Rock Support, Sixth International Symposium on Sprayed Concrete, September 2011, Tromsø, Norway [10] Bjøntegaard Ø og Myren S. (2011). Fibre Reinforced Sprayed Concrete Panel Tests: Main Results from a Methodology Study Performed by the Norwegian Sprayed Concrete Committee, Sixth International Symposium on Sprayed Concrete, September 2011, Tromsø, Norway [11] Flere rapporter vil bli gitt ut av Statens vegvesen, Vegdirektoratet i nær fremtid. Disse rapportene vil være basert på ytterligere resultater fra energiabsorpsjontesting 45

48 3 VEILEDNING 3.1 DIMENSJONERING AV BERGSIKRING Innledning Dette kapitlet er ment som en veiledning for dimensjonering av sikring med sprøytebetong i tunneler og bergrom. Sprøytebetong er ett av flere sikringsmidler, og brukes i kombinasjon med andre sikringsmidler som bolter, eller i armerte buer. Sprøytebetong kan også brukes som midlertidig sikring på steder hvor full utstøping, armerte buer eller betongelementer brukes som permanent sikring. Før valg av sikringsmetode og dimensjonering av sprøytebetongen, skal det utføres en ingeniørgeologisk kartlegging (se kap og Figur 10) og bergmasseklassifikasjon for vurdering av stabilitetsforholdene og bestemmelse av sikringsklasse og sikringstyper. På dette grunnlaget kan det foretas beslutninger om bruk av fibermengde og -type, valg av trykkfasthet, energiabsorpsjon og tykkelse av sprøytebetonglaget. Det finnes nå tilgjengelige, gjennomprøvde analysemodeller hvor trykkfasthet, E-modul, aksialkraft, skjærspenning, bøyefasthet, tetthet, Poissons tall, osv. for bergmassen og for betongen inngår som parametre i tillegg effekten av innsatte bolter. Det er særlig viktig å ha godt dokumenterte registreringer av bergmassen i tilfeller der det sprøytes på stuff, og det senere skal vurderes om det er behov for ytterligere sikring. I tilfeller hvor dårlig heft må forventes ut fra mineralsammensetning, forvitring, knusning, vannlekkasjer eller andre forhold som gir store deformasjoner (som i sprakefjell), skal det boltes etter sprøyting med skivene utenpå sprøytebetongen. Ved grovblokkig bergmasse og spredt bolting skal boltene settes inn før sprøyting for å unngå bolting på feil sted og dermed unngå nedfall av store blokker mellom boltene. 46

49 b Figur 10 Tunnelkartlegging med dokumentasjon av bergmassekvalitet, geologi og sikring 47

50 3.1.2 Sikringsfilosofi Ved bruk av sprøytebetong som sikring i bergrom er det viktig å definere målsettingen for sikringen. Det er viktig å utforme arbeidssikringen slik at den kan inngå som en naturlig del av den permanente sikringen. Dette må sees i relasjon til ønsket sikkerhetsnivå, og i hvilket fysisk og kjemisk miljø betongen skal virke i, og om det ventes store eller små deformasjoner i bergmassen. I kjemisk aggressivt miljø vil det være fordel å utføre mest mulig av sikringen som arbeidssikring. I norsk tunneldriving har det vært vanlig å sikre etter empirisk erfaring med varierende grad av dokumentasjon. I den senere tid er det satt krav om dokumentasjon av geologi og bergmassekvalitet ved bruk av klassifikasjonssystem. I tillegg til dette skal totalstabiliteten og tilstanden av arbeidssikringen observeres og kontrolleres før valg av permanent sikring. Deformasjoner og rissdannelser, samt mye bom i sprøytebetongen kan være tegn på at stabiliteten ikke er under kontroll. Supplementering og forsterkning av utført sikring kan være nødvendig. Særlig i svake bergarter, ved høye bergtrykk og skvising, eller i svakhetssoner, hvor tung sikring utføres, er det viktig å utføre slike observasjoner. Det er utviklet numeriske metoder (se kap ), som tar hensyn til både geometri, spenningsforhold, bergartens styrkeparametre og sprekkenes parametre, samt sikringsmidler som for eksempel sprøytebetong og bolter. Inngangsverdiene kan varieres for ulike deler av tunnelen etter lokale variasjoner. Ved påføring av liten tykkelse av sprøytebetong på en ujevn sprengt flate, kombinert med bolter er det vanskelig å utføre en enkel beregning av stabiliteten. For jevne profiler er det enklere å analysere stabiliteten i en underjordsåpning. Ofte tolkes regler og håndbøker slik at det installeres overkonservative løsninger, som for eksempel full utstøpning i partier hvor lettere sikring eller armerte buer hadde vært tilstrekkelig. Det er derfor viktig at man tar hensyn til de observerte forhold når sikring skal velges. Under driving må man identifisere den aktuelle bergmassekvaliteten, og på det grunnlaget installere den aktuelle sikringskategorien, som eventuelt er beskrevet på forhånd. Installert sikring skal overvåkes både på kort og lang tidshorisont, for å se om den fungerer som forventet. Denne overvåkningen eller observasjonen kan omfatte visuell observasjon, måling av deformasjoner, laster på utført sikring, vannlekkasjer etc. Hvis overvåkningen avslører avvik på data fra beslutningsgrunnlaget, uønskede deformasjoner, skader på installert sikring, eller andre avvik, skal det installeres nødvendig tilleggssikring. Denne skal også overvåkes og observeres. For de bergrommene som har ekstra store sikkerhetskrav, kan det være et problem at sikkerhetsfaktoren på utført sikring ikke er kjent. Når sikringen er utført etter de kriterier som er gitt og er verifisert stabil ved egnet observasjonsmetode, kan en systematisk tilleggssikring utføres, slik at ønsket sikkerhetsfaktor kan oppnås. 48

51 3.1.3 Bestemmelse av bergmassens kvalitet for valg av sikring De stabilitetsmessige forholdene må vurderes på grunnlag av ingeniørgeologiske registreringer i det utsprengte bergrommet (Se Figur 10). Stabiliteten i bergmassen kan beregnes basert på målte inngangsparametre vedrørende materialegenskaper i bergmassen og krefter som virker på denne. Det er også utviklet flere empiriske klassifikasjonssystemer for å bestemme bergmassenes stabilitet omkring et bergrom basert på erfaringsdata fra tidligere underjordsanlegg. Det er i dag to klassifikasjonssystemer som har stor utbredelse; RMR-systemet som er utviklet av Bieniawski (1973) [3] og Q-systemet, som ble utviklet av Nick Barton et. al (1974) [2] og som brukes mest i Norge. Q-systemet ble oppdatert i 1993 (Grimstad & Barton) [4] og i (Grimstad et. al.) [5]. Q-systemet er nå internasjonalt det mest brukte klassifikasjonssystemet i harde bergarter, og beskriver følgende parametre: RQD oppsprekkingstall J n Sprekkesett-tall J r Sprekkflatens ruhet J a Tall for sprekkefylling eller forvitring J w Sprekkevannets lekkasjemengde og trykk SRF Bergspenningsfaktor Disse seks parametrene er gitt tallverdier etter sin betydning for stabiliteten og satt inn i følgende empiriske formel: Q = RQD Jn x Jr Ja x Jw SRF RQD = oppsprekkingsgrad Jn J r Ja = bergmassens minimale skjærfasthet Jw SRF = aktiv spenning Sammenhengen mellom Q-verdier og anbefalt sikring, som gis detaljert i tabeller, er forenklet i Figur 11. Sikringsdiagrammet er gradvis utviklet og publisert fra 1993 [4], [5] og [7]. Den til enhver tid normale sikringsmengden i forhold til de ulike Q-verdier har endret seg betydelig siden Q-systemet ble publisert første gangen i Den ekvivalente dimensjonen er gitt ved at den virkelige dimensjonen (spennvidden eller høyden av bergrommet) divideres med ESR. ESR er et tall mellom 0,5 og 3 som sier noe om bergrommets bruksområde og dermed krav til sikkerhet. 49

52 b For permanent sikring i de vanligste bruksområdene er ESR følgende: Midlertidige gruverom etc. 3-5 Vertikale sjakter, hhv. rektangulære og sirkulære. 2,0-2,5 Vanntunneler, permanente gruverom,, tverrslag etc. 1,6 Lagerhaller, lite trafikkerte vegtunnele er, atkomsttunneler etc. 1,3 Kraftstasjonshaller, sterkt trafikkerte veg- og jernbanetunneler, 1,0 tilfluktsrom etc. Kjernekraftverk, jernbanestasjoner, sportshallerr etc. 0,8 Prosjekter med spesielle krav * 0,5 *For noen prosjekter er det satt helt spesielle krav til lang levetid, samtidig g som det ikke er mulig å utføre inspeksjon ellerr vedlikehold uten uvanlig store omkostninger. Sikringsnivået i Statens vegvesens Håndbok 21 av mars 2010, 2 tabell 7.1 [16], tilsvarer ESR ca. 0,5 for vegtunneler i Norge. Figur 11 Sammenheng mellom bergmassekvalitet, Q, og sikring hvor dimensjonering av sprøytede, armerte buer er tatt med i sikringsdiagrammet. (Grimstad, E. et. al [5] som ble justert i 2006 etter nye retningslinjer fra byggherresiden om bruk av mer sprøytebetong i høyere bergklasser [5] og [7]) 50

53 Bruk av klassifikasjonssystemer er vanlig i de aller fleste anlegg og prosjekter. Det er de siste årene blitt en mer kritisk holdning til kvaliteten og levetiden til de utførte arbeidene. Dette skaper behov for kvalitetskontroll gjennom en grundigere analyse og dokumentasjon av bergmassenes kvalitet, samt utført sikring. Videre fører kravene til HMS i byggefasen i for eksempel vanntunneler til at arbeidssikringen ofte blir tyngre enn kravet til permanent sikring i middels til gode bergmasser (høy Q-verdi). For de laveste Q-verdiene er det selv i vanntunneler nødvendig med tung sikring for å hindre blokkeringsras. I Figur 11 er det oppgitt både 20 mm og 25 mm bolter. Under normale forhold har det vært vanlig å bruke 20 mm bolter i Norge. Men i områder med skvising eller spesielt sterkt oppsprukket bergmasse, hvor boltene blir sterkt belastet, kan det være nødvendig å gå opp til 25 mm diameter for å unngå brudd i boltene. I de dårligste bergmassekvalitetene kan det være aktuelt å bruke selvborende ankere. Boltelengder i kombinasjon med buer er normalt som det fremgår av Figur 11. Ved lave Q-verdier og ugunstig sprekkegeometri kan det være aktuelt å øke boltelengdene Virkemåte og bruddmekanismer Virkemåte Det har tradisjonelt vært skilt mellom fem hovedprinsipper for sprøytebetongens virkemåte. a) Fugeeffekt, som oppnås ved at betongen trenger inn i sprekker og jevner uregelmessigheter i bergoverflaten b) Sammenbinding og heft, som fungerer ved at betongen ved sin heft til bergoverflaten og sin bøyestrekkfasthet hindrer blokker i å falle ut c) Forsegling, som hindrer vann i å vaske ut finstoff og småstein d) Hvelvvirkning, som kan oppnås ved tykke lag og/eller jevn overflate i bergrommet. Sprøytede, armerte ribber med jevn bue gir god hvelvvirkning e) Bjelke-/platevirkning i en begrenset del av arealet, f.eks. rundt og mellom bolter, eller andre forankringspunkter Det er viktig å huske at sprøytebetong til bergsikring alltid brukes i kombinasjon med bolter Stålfiber- og plastfiberarmert sprøytebetong I bergklassene Middels god og God (Q = 4-40) og høyere er det normalt ikke noen fare for deformasjon i bergmassen rundt en tunnel. Det er derfor lite behov for krav til seighet. Bruk av fiberarmering antas imidlertid å gi en forbedret heft ved at det reduserer svinnriss i herdeprosessen. Ved forhold hvor deformasjon kan ventes (sprakefjell, skvising, svelleleir, manglende heft etc.), bør det benyttes fiberarmert sprøytebetong hvor krav til seighet er nyansert som angitt i Figur

54 b Det har de senere årene blitt brukt polymerfiber (makrofiber medd opptil ca. 5 cm lengde) i stedet for stålfiber i mange tunneler. For undersjøiske vegtunneler hvor saltvann kan gi korrosjon av stålfiber i riss, er det kravv om brukk av polymerfiber. Plateprøving av polymerfiber og stålfiber har vist at polymerfiber gir like gode seighetsegenskaper i sprøytebetongen som stålfiber. (Grimstad og Hauck, Betongdagene 2003) [6]. Da E-modulen er betydelig lavere (har større tøyning) for polymerfiber enn for stålfiber, kan det være aktuelt å bruke en blanding av stål- og polymerfiber i samme betong. Ved store deformasjoner i sprøytebet tongen vil som oftest fiberene både trekkes ut av betongen og rives av. Ved bruk av betong med høy fasthet, vil andelen fiber som blir revet av øke og energiabsorpsjonen avta Bruddmekanismer En kan tenke seg flere årsaker til deformasjoner og brudd i en sprøytebetong- svelling, deformasjon ved skjærbevegelse på mange sprekkeflater, og deformasjon ved høye forsterket bergmasse. Grovt kan det deles inn i fallende blokk, b utvidelse ved bergtrykk (skvising, avskalling og skjærbrudd). Det er tre hovedprinsh sipper for hvordan bruddene oppstår når en blokk blir presset ut gjennom et lag l av sprøytebetong. Ofte starter en bruddutvikling i sprøytebetong som et heftbrudd,, som ved videre deformasjon utvikler seg til et bøyebrudd. Skjærbrudd ved (gjennomlokking) skjer vanligvis ved tynne lag (2-5 cm). Skjærbrudd skjer ogsåå ved storee deformasjoner i selve bergmassen, som forplanter segg til sprøytebetongenn eller støpen, uavhengig av tykkelse i betongen. Figur 12 Last/ t/deformasjonsdiagram for ulike bruddformer. (Gabriel Fernandez-Delgado et al., 1976) [10] Deformasjonsenergien som sikringen tar opp er vesentlig forskjellig ved de ulike bruddformene, og varierer sterkt med armeringsmengde. Ved skjærbrudd eller 52

55 bøyebrudd i uarmert sprøytebetong er det liten eller ingen motstand igjen etter det primære bruddet (tilnærmet kurve 1 i Figur 12). I nettarmert og fiberarmert sprøytebetong vil et primært heftbrudd følges av et bøyebrudd fordi materialet har en betydelig seighet (avhengig av armeringsmengde). Heftbrudd, og i enda større grad bøyebrudd kan i armert sprøytebetong gi en betydelig motstand selv etter stor deformasjon (se kurve 3 i Figur 12). For fiberarmert sprøytebetong er seigheten avhengig av fibermengden og fibergeometrien. Lengde-/tykkelseforholdet (aspect ratio), materialkvalitet i fiberen og antall fiber/kg innvirker også sterkt på betongens seighet. Forsøk utført av Bernard i Australia (Bernard, E.S. 1999) viser at den beste typen fiber gir mer enn dobbelt så høy energiabsorpsjon i forhold den dårligste fiberen, selv om denne brukes i dobbelt så stor mengde som den beste Beregningsmetoder Generelt Ved sprøyting på ulike kvaliteter av bergmasse vil både tykkelsen av sprøytebetongen, dens kvalitet, armering, og mengden av eventuelle andre sikringstyper som kombineres med sprøytebetongen, variere. I forbindelse med valg av sprøytebetongens tykkelse er det viktig å ta hensyn til prelletap, overmasse og ujevnhet i bergoverflaten. Vanligvis må en i sprengte bergrom multiplisere det teoretiske volumet med en ujevnhetsfaktor som vanligvis er mellom 1,3-1,8 for å oppnå den ønskede tykkelsen på sprøytebetongen. Ved tykkere lag minker ujevnhetsfaktoren. Forsiktig sprengning med jevn kontur gir langt mindre ujevnhetsfaktor enn hard sprengning. Skifrige bergarter gir ofte større småskala ujevnhet enn massive bergarter Estimering og måling av ujevnhet i tunneloverflaten Heidi Hefre Haugland (2010) har i sin mastergrad [11] utført en studie av ujevnhet som varierer med sprøytebetongtykkelsen. Studien er basert på nøyaktige laserskanninger av tunnelprofilet med Lidar med høy oppløsning før og etter sprøyting. Ved høyeste oppløsning skannes punkter/sek. Avstandsnøyaktigheten er da ± 2 mm ved 25 m avstand og 90 % reflektivitet. Laserskanning med Lidar gir meget detaljert visuell fremstilling av bergoverflaten, som kan konkurrere med gode fotografiske bilder. Skanningen viser også at det er meget stor forskjell på 2D og 3D ujevnhet. Med tradisjonelle laserprofil som vises i 2D får vi en sterkt redusert ujevnhet i forhold til en 3D skanning som viser areal, se Tabell 9. 53

56 b Tabell 9 Eksempel på estimert ujevnhet, målt 2D ujevnhet i profil og målt 3D ujevnhet i areal. Tabellen viser også areal før r og etter sprøyting [11] Profil nr. stuff A1465 A1442 A1446 B1510 B1515 Spesifisert tykkelsee cm Forhåndsestimert ujevnhet 1,20 1,40 1,30 1,20 1,20 Ujevnhet målt langs tverrprofilene 2D 1,23 1,39 1,37 1,33 1,28 Ujevnhet i hele arealet 3D 1,35 1,59 1,56 1,49 1,38 Beregnet areal bergoverflate m 2 125, ,2 125,3 Beregnet areal etter sprøyting m 2 107, ,7 109,9 Redusert areal etter sprøyting 15 % - 11 % 14 % 12 % I Tabell 9 visess noen eksempler på estimert ujevnhet, målt ujevnhet langs et todimensjonalt profil og i ett areal (tredimensjonalt) på samme sted. Erfaringene viser at ujevnheten lett blir underestimert, og at den virkelige tredimensjonale ujevnheten er langt større enn den tilsynelatende ujevnheten som kommer fra todimensjonale profiler. De målte arealene beregnet ut fra skanning med LIDAR før og etter sprøyting, viser en betydelig reduksjon av arealet etter sprøyting, som jevner ut ujevnheten. Tykkere lag vil gi mindre ujevnhet og redusertt areal. Basert på de koordinatbestemte punktene i laserbildet, blir avstanden til berg- overflaten målt meget nøyaktig. Vedd ny måling etter sprøyting, blir sprøytebetong- som viser ulike tykkelser, og større eller mindre tykkelser enn det som er planlagt, se tykkelsen målt tilsvarende nøyaktig. Dette kan visualiseres ved bruk av fargekoder Figur 13. Figur 13 Tykkelse av sprøytebetong. Rød farge viser tynnere enn e planlagt,, og blått tykkere enn planlagt, mens grønn farge viser planlagt tykkelse. Fra profil B1515 [11] 54

57 Heftfasthet mellom sprøytebetong og underlaget Tabell 10 Heftfasthet mellom sprøytebetong og ulike bergarter (Hahn, T. 1978)[12] BERGART MINERAL KORNSTØRRELSE HEFT(MPa) Leirskifer Glimmerskifer Gneis // foliasjon Gneis foliasjon Sandstein (porøs) Sandstein Mergel (uren kalkstein) Leirmineral Kloritt Kvarts Feltspat Glimmer Kvarts Plagioklas/Mikroklin Glimmer Hornblende Kvarts Plagioklas/Mikroklin Glimmer Hornblende Kvarts (Feltspat) Kvarts (Feltspat) Kalsitt Leirmineral GROVSLIPT BRUDDFLATE Meget finkornig 0,24 ± 0,18 0,28 ± 0,11 Middelskornig 0,58 ± 0,19 0,85 ± 0,35 Middelskornig 0,19 ± 0,05 0,51 ± 0,11 Middelskornig 1,53 ± 0,28 1,8 Finkornig (1,1) Brudd i bergmasse Finkornig > 1,8 > 1,8 Finkornig 1,49 1,84 (1,1) Brudd i bergmasse Kalkstein (ren) Kalsitt Finkornig 1,58 ± 0,12 1,54 ± 0,30 Marmor Kalsitt Middelskornig 1,38 ± 0,30 1,52 ± 0,28 Granitt/ Dioritt Kvarts Grovporfyroblastisk 0,34 ± 0,12 1,12 ± 0,20 Plagioklas/Mikroklin Biotitt (store feltspatøyne) Granitt/ Dioritt Kvarts Middelskornig 1,04 ± 0,32 1,40 ± 0,26 Plagioklas/Mikroklin Biotitt Granitt/ Dioritt Fin- middelskornig 1,48 ± 0, ± 0.14 Gabbro Diabas Plagioklas Pyroksen Fin- middelskornig 1,56 ± 0,25 1,7 Treplate 1,7 Sprøytebetongflate 1,7 Forskjellige bergarter har store variasjoner i heft mot sprøytebetong (jfr. Tabell 10 og Hahn, T. 1978) [12]. Heften vil også variere med hvorvidt bergoverflaten ligger parallelt med skifrigheten i bergarten eller ikke. Dette medfører at det er umulig å sette generelle krav til heftfasthet uten å referere til bestemte bergartstyper. Vanligvis ligger heftfastheten mellom 0,2 og 1,8 MPa når bergoverflaten er skikkelig rengjort og sprøytingen er utført fagmessig. Heften kan eventuelt testes ved hydraulisk splitting. På denne måten kan en dokumentere heften som beregningsgrunnlag ved dimensjonering. Forsøk viser at ujevnheten spiller langt mindre rolle for heften enn bergartstypen [12]. Hvis det opptrer leirmineraler eller annet sprekkebelegg på bergoverflaten, og dette ikke kan vaskes vekk, bør svak eller manglende heft kompenseres ved bruk av bolter med skivene på utsiden av sprøytebetongen samt eventuelt bånd. 55

58 Beregningsgrunnlag Tradisjonelt har sprøytebetong vært brukt på småfallen bergoverflate og i forvitrede partier. I de siste 25 år er det blitt mer vanlig også å benytte sprøytebetong til sikring av leirsoner og mot avskalling som følge av høye bergtrykk. Sprøyting under slike spesielle forhold er beskrevet i neste avsnitt. Med avtagende kvalitet på bergmassen er det vanlig å legge på tykkere lag av sprøytebetong, og sette inn bolter med mindre innbyrdes avstand (Figur 11). Når det opptrer ustabile bergmasser i hele tunnelprofilet, kan det i tillegg til et jevnt lag av sprøytebetong også legges på en tykkere bue med jevne mellomrom for å skape en hvelvvirkning som vanligvis ikke oppnås med sprøytebetong i sprengte tunneler. Slike buer har vanligvis tykkelse på mellom 25 og 75 cm, avhengig av tunnelens størrelse og bergmassekvalitet, og er normalt forsterket med stangarmering (ikke fiberarmering). Dimensjonering (tykkelse og avstand mellom buer) av slike buer i forhold til bergmassekvalitet er gitt i Figur 11. Bredden på sprøytede buer kan variere fra 0,5 m og oppover. Senteravstanden mellom buene kan variere fra 1 til 4 m, avhengig av bergmassekvaliteten. Ved bruk av fiberarmering bør betonglagets minstetykkelse være betydelig større enn fiberlengden. Generelt bør en unngå å sprøyte på lag med tykkelse mindre enn 5-6 cm, da betongen ellers lett blir lutet ut av vannlekkasjer, skjærbrudd oppstår lettere, og vi får en raskere uttørking som hindrer tilstrekkelig herding av betongen og nedsatt heft. Ved avtagende kvalitet i bergmassen økes tykkelsen på sprøytebetonglaget til cm, avhengig av hvor grensen går med hensyn til når det av økonomiske eller sikkerhetsmessige grunner lønner seg å gå over til sprøyting av armerte buer eller full utstøpning. Stor tykkelse og tilnærmet teoretisk profil kan gi stor tidsgevinst i dårlige bergmasser, uten armerte buer. I tillegg til den generelle sprøytebetongen sprøytes som oftest armerte buer i ekstremt dårlige bergmasser. Det bør brukes alkalifri akselerator for sprøyting på armeringsjern og nett for bedre flyt. Den detaljerte dimensjoneringen med valg av betongtykkelse og boltetetthet i buene på empirisk grunnlag kan gjøres ved hjelp av Q-systemets sikringsdiagram som er vist i Figur 11. Bolteavstand i buen kan være den samme som for tilsvarende bergmassekvalitet i sprøytet område. Bakgrunn for bruk av dette sikringsdiagrammet er beskrevet i Grimstad, E. et. al [5]. Bolteavstanden i mellomrommet mellom buene bør være fleksibel og til en viss grad tilpasses avstanden mellom buene. Bruk av armerte sprøytebetongbuer har tiltatt de siste årene, slik at terskelen til utstøping har flyttet seg jevnt mot lavere bergmassekvaliteter. I motsetning til full utstøpning har sprøytebetongbuer fordelen av samvirket med bergmassen gjennom boltene. Teknisk sett er det mulig å sikre selv de aller dårligste bergklassene med sprøytebetong og armerte buer. Det vil dermed være økonomi og tidsforbruk som bestemmer hvilken løsning som skal brukes. 56

59 b Figur 14 Sikringstrykk korrelert mot bergmassekvalitet, Q, justert for ruhet, jfr. [1] Hvis en vil utføre beregninger, er det flere modeller som er beskrevet i litteraturen. Det største problemet er imidlertid å finne de kreftene som virker fraa bergmassen mot den installerte sikringen. Ved hjelp av trykkceller er det målt spenninger mellom installert sikring og bergmasser av ulik kvalitet. I Figur 144 er det gjengitt et diagram som viser sammenhengen mellom bergmassekvalitet og sikringstryks kk. Målinger utført i 2008 viser at trykket fra bergmassenn mot armerte buer ofte o er langt mindre enn det teoretiske trykkett (Grimstad et. al [8]). Dette kommer av at bergmassen ofte har satt seg før sikringen utføres, ogg at sprøytebetong og bolter installert førr buene tar en stor del av kreftene. Denne sammenhengen kan også uttrykkes ved hjelp av følgende formel: Phengg 2 = J 3 J (Barton et. al 1974 [1]), hvor P heng = permanent sikringstrykk i hengen i MPa J n = sprekkesett-tall J r = ruhetstall for de ugunstigste sprekkene Q = bergmassekvaliteten n 2 1 r 1 - Q 3 9,81 57

60 b Beregningsmodeller Ved bruk av fiberarmert sprøytebetong og bolter får vi en e fleksibel sikring som kan tåle en del deformasjoner før det oppstår brudd. Dermed vil spenningene i selve bergmassen omlagres og gi størree motstand mot videre deformasjon. I denne sammenheng er det viktig å sprøyte på riktig tidspunkt; dvs. etter att bergmassen har gjennomgått en viss deformasjon, men før deformasjonen fører til brudd. Dette er anskueliggjort i Figur 15, som viser responskurven til en gitt bergmasse i hengen, i veggene, og i sålen. Figuren viser også hvordan ulike lagtykkelser av sprøytebetong, stålbuer med punktvis støtte mot bergoverflaten, og duktile bolter virker i kraft-/ deformasjonsdiagrammet. Kurven A - B viser deformasjonsforløpet til en altfor fleksibel sikringg installertt etter 5 mm deformasjon, og som ikke kan taa opp nok krefter. Kurven C - D viser en stivere sikring som er installert for sent (etterr 20 mm deformasjon). Responskurvene for såle og vegg i diagrammet går til likevektt uten sikring etter henholdsvish s ca 9 mmm og 17 mm deformasjon, mens hengen går til brudd uten sikring. Figur 15 Last/ t/deformasjons-karakteristikker ved ulike sikringsprinsipper (Fernandez-Delgado, G. 1976) [10] Av Figur 15 ser vi at ringer (forankrede, jevnee buer) av sprøytebetong (uarmert) er stive sikringsformer med liten evne till deformasjon, samtidig som dee har stor evne til å ta opp krefter fra bergmassen (stort sikringstrykk) ). Derimott har fiberarmert sprøytebetong og endeforankrede bolter stor deformasjonsevne, men relativt liten evne til å ta opp stort sikringstrykk. 58

61 b Figur 15 viser også at stålbuer har stor evne til å ta opp krefter, samtidig som den har moderat deformasjonsevne. Armerte buer av sprøytebetong vil liggee nær kurvene for uarmert sprøytebetongringg (-bue), men kan ta størree krefter, og tåle en liten deformasjon. Bergmassens deformasjon med og uten installert sikring kan k modelleres ved hjelp av avanserte numeriske analyser. (Programmet UDEC har de siste årene blitt bygget opp til å kunne simulere påførte lag av sprøytebetong i tilleggg til bolter. Også programmet Phase 2 har i de siste versjonene fåttt mulighett for å simulere sprøytebetong og bolter, se Figur 16. Samtidig analyse ogg praktiskee forsøk i bergrom og tunneler viser at denne modelleringen kommer meget nær virkeligheten. Figur 16 og Figur 17 viser henholdsvis spenninger og deformasjoner i bergmassen rundt tunneler. Figur 16 Eksempel på numerisk simulering med programmet Phase 2 for to tunneler med pilar mellom. Simuleringen viser økte spenninger i veggerr og pilar (grønn farge) og strekk- spenning langs sprekker medd lav skjærstyrke over hengen (blå farge) Figur 17 Eksempel på numerisk simulering av deformasjoner i en 50 m høyy og 34 m bred fjellhall i god bergmasse medd programmet Phase 2. Maksimal M deformasjon her er simulert til 16 mmm i veggene 59

62 b Ved tunneldrift under vanskelige forhold eller store spennvidder, hvor en beveger seg utenfor tidligere erfaringsgrunnlag, er disse analysene til stor s hjelp for dimensjonering av både geometri og sikring i bergrommet. Det er ogsåå samlet empirisk materiale som viser sammenhengen mellom deformasjon og bergmassens kvalitet, Q. Figur 18). Dette kan brukes til å vurderee om seigheten i betongen bør økes når stor deformasjon ventes. Dett må presiseres at deformasjonene i Figur 18 er skalaavhengig, og basert på usikret bergmasse, og kan derfor d ikke overføres direkte til energiabsorpsjonsklasser. Derimot i sikringsdiagrammet i Figur 11 er også tunnelens dimensjon tatt med i grunnlaget for dimensjonering av energiabsorpsjonen. Figur 18 Målt deformasjon korrelert med bergmassekvaliteten, Q (Etter Nick Barton noenn innlagte verdier) [2] Sikring under spesielle forhold Sprøyting i svakhetssoner Mindre leirsoner kan sikress forsvarligg med fiberarmert sprøytebetong kombinert med bolter og bånd. Sprøytebetongen danner da en bru armert med bånd over leirsonen, forankret med bolter i intakt bergmasse på begge sider av sonen. Det bør da også vurderes å øke betongens seighet ved f.eks. å øke fibermengden i kombinasjon med valg av de bestee fiberene. Særlig i soner som går i spiss vinkel til tunnelaksen og dermedd krever et stort antall armertt buer, er denne metoden fortsatt aktuell. Hvis leirsonen er bredere enn ca. 1 m eller går i spiss vinkel til tunnelen bør spesialist tilkalles. Hvis det er forventet volumøkning av betydning på p grunn avv svelling, kan det være aktuelt å legge et kompressibelt lag, f. eks. en steinullmatte, mellom leirsonen og sprøytebetongen (se skisse i Figur 19). I smale soner under ca. 30 cm kan kompressibelt materiale sløyfes. 60

63 b Leirsoner brederee enn 0,5 m og medd innhold av svelleleire kan ikkee sikres med fjell- bånd forankret i sidefjellet. Da må det sikres med stangarmerte buer av sprøyte- betong, eller hvelv utstøpt mot forskaling. I slike tilfeller må svelletrykket måles. Det er viktig her å huske at svelletrykket målt i laboratorium normalt err ca. 5 ganger så høyt som svelletrykket i bergmassen i tunnelen. Store utfall fra hengen, som må erstattes med betong fører noen ganger til at utstøping mot forskaling er mer økonomisk enn sprøyting av armerte buer. Dersom der er store laster fra bergmassene må en da også støpe eller sprøyte sålen for å unngåå kollaps i støpen eller brudd i den armerte buen. En sluttet ring tåler mange ganger større last enn en støp eller bue som ender mot sålen. Figur 19 Sikring av svelleleirsone Figur 20 Sikring med sprøytede ribberr I mange tilfeller kan det være hensiktsmessig å sprøyte ribber (buer) som er forsterket med armering av kamstål i stedet for å støpe ut. Kamstålets dimensjon kan variere. Mest vanlig har tidligere vært Ø 16 mm, som er e relativt lett å forme etter bergoverflaten. Da det er viktig å holde et jevnt profil err det fra Statens vegvesen. satt krav om å bruke 20 mm kamstål som er formet på p forhåndd [15]. Tykkelsen, 61

64 avstanden mellom ribbene og enkelt eller dobbelt lag av armering, som avhenger av forventet sikringstrykk fra bergmassen (Figur 14), kan hentes fra Figur 11. Det første laget er som regel ca cm tykt eller mer, og bør være fiberarmert. Dette laget virker også som en avjevning av bergoverflatens ujevnheter. Det neste laget kan også være stålfiberarmert, såfremt det ikke sprøytes på armeringsstål, som er lagt utenpå det første laget. Etter at armeringsstålet er lagt på, bør det sprøytes uten fiber. Armerte sprøytebetongbuer bør forankres spesielt godt nær sålen for å hindre at buene presses inn i tunnelløpet på grunn av manglende støtte nederst i veggene eller i sålen. Eventuelt kan buene kombineres med sålestøp eller sprøytes som en lukket ring. Sålen skal krumme nedover med pilhøyde tilsvarende 10 % av tunnelbredden. Ved bruk av alkalifri akselerator og minimumsavstand på 100 mm mellom jernene unngår en normalt at armeringsstålet danner skygger ved påsprøyting Sprøyting under høye bergtrykk Ved avskalling under høye bergtrykk har det vist seg effektivt å bruke fiberarmert sprøytebetong kombinert med bolter for å hindre løse flak i å falle ned. Sprøyting før bolting hindrer nedfall av flak under boring for bolter, der hvor det er sterk avskalling. Under høye bergtrykk, hvor deformasjoner alltid oppstår, er det viktig at betongen tilfredsstiller energiabsorpsjonsklasse E1000 i kap , tabell 3. Ved store deformasjoner skal boltenes underlagsplater sitte på utsiden av sprøytebetongen (settes på etter sprøyting). Ved bolting på utsiden av betongen holder det å bruke runde skiver med ø200 mm når betongen har tilstrekkelig tykkelse (>8 cm), unntatt ved store deformasjoner med oppsprekking av sprøytebetongen. Det er også viktig at tykkelsen på sprøytebetongen er jevn, da tynne partier (mindre enn 5-6 cm) lett kan gi skjærbrudd og avskalling på grunn av dårlig heft. Under disse forholdene er betongens energiabsorpsjon og evne til å ta opp plastisk deformasjon langt viktigere enn trykkfastheten. Ved moderate bergtrykk, som gir liten deformasjon har det tidligere vært vanlig å bolte først (noen gange flere salver) og sprøyte etterpå. I de fleste tilfeller må det da settes inn tilleggsbolter med skivene utenpå sprøytebetongen for å kompensere for heftbrudd og hindre nedfall. Det er derfor best å sprøyte før bolting også ved moderate bergtrykk. Ved sterk avskalling og bergslag må det sprøytes først og boltes etterpå. Under slike forhold, hvor vi erfaringsmessig kan få avskalling til flere meters dyp, vil betongen, som sprøytes på til stuff, gjennomgå kraftige deformasjoner med heftbrudd, skjærbrudd og sterk oppsprekking som resultat. (Avskallingsdypet avhenger av både spennvidden på underjordsrommet og forholdet mellom spenningene og bergartens trykkfasthet, samt antall bolter og boltelengde.) Det må da legges på et nytt lag etter at de største deformasjonene har gitt seg. Ved store deformasjoner med betydelig konvergens, vil det ofte oppstå skjærbrudd i bergmassene, som forplanter seg til sprøytebetongen. Erfaringer fra mange tunneler har vist at det lønner seg å sprøyte helt ned til sålen, selv ved svake eller moderate spenninger. Dersom det ikke sprøytes helt ned til sålen, har det som regel oppstått spenningsavlastninger i form av avskallinger og blokkutfall i veggene over lang tid etter at tunnelen var drevet. Dette har ført til betydelige vedlikeholdsproblemer og behov for ettersikring. 62

65 I bergrom med stor høyde som for eksempel kraftstasjoner hvor det foregår pallsprengning nedover etter at takskiva er utsprengt og midlertidig sikret, vil det i mange tilfeller oppstå skjærbrudd i hengen eller et av vederlagene som følge av konvergens. Først etter at sprengningen i bunn av fjellhallene er avsluttet, vil spenningsomlagringen og deformasjonen avta. Ved høye spenninger har det vist seg at en må opp for å reparere sprøytebetongen etter at all sprengingen er fullført. På grunn av store høyder er dette ofte vanskelig. Det er derfor vanlig å forsøke å utføre den første sikringen i hengen som permanent sikring i høye bergrom. Dersom det på noen måte er mulig å komme til etter avsluttet sprengning i bunn av hallen, bør en unngå at for stiv sikring (for tykke lag av sprøytebetong) legges på i første omgang. Etter avsluttet sprengning, når deformasjonen har avtatt, kan det siste og avsluttende laget av sprøytebetong legges på, etterfulgt av kompletterende bolting. Dette forutsetter tilgang til hengen enten fra traverskraner når krandragerne er på plass, eller fra mobilkran Sprøyting omkring vannlekkasjer Ved store vannlekkasjer kan bergmassene forinjiseres slik at lekkasjene reduseres. Det kan også bores opp drenshull og settes inn slanger for føring av lekkasjevannet forbi sprøytebetonglaget. Dette bør fortrinnsvis gjøres før sprøytebetongen legges på. Sprøyting av dryppsoner uten dren, gir mye nedfall under sprøyting og fører som oftest til vanngjennomgang og utluting av sprøytebetongen gjennom lengre tid. Montering av drenskanaler for å føre lekkasjene ned til grøft, er også en mulig løsning, men det er en tidkrevende og kostbar metode. Det er til en viss grad mulig å redusere eller flytte vannlekkasjer ved å sprøyte dem inn. Det vil da imidlertid bygge seg opp et vanntrykk bak betonglaget, som kan få redusert heft eller skalle av som følge av hydraulisk splitting (jfr. pkt ). Det må vanligvis legges inn meget tykk armert ringstøp for å holde vanntrykket tilbake (jfr. Fjellinjen/Festningstunnelen i Oslo, hvor det er 1 m tykk støp mot 50 m vanntrykk). Ved innsprøyting av vannlekkasjer må det derfor sørges for at vannet dreneres ut, slik at vanntrykket ikke får anledning til å bygge seg opp. Hvis det er fare for frostpåvirkning, bør en unngå å sprøyte i områder med lekkasje uten injisering eller god drenasje. Ved økende lekkasjer etter sprøyting kan det være aktuelt å bore drenshull for å føre vannet kontrollert ned til grøft. Vanntetting av et bergrom ved hjelp av et relativt tynt lag av sprøytebetong (5-20 cm) er nytteløst selv om sprøytebetongmaterialet i seg selv hadde vært aldri så tett mot vanngjennomtrengning. Ved sprøyting av normal lagtykkelse vil uttørking og svinnriss som oftest gi grunnlag for vanngjennomgang. I tillegg dannes det ofte riss etter deformasjoner i bergmassen. Ved vannlekkasjer vil dessuten vannet gå gjennom før herdingen er ferdig. 63

66 3.1.7 Referanser til kapittel 3.1 [1] Barton, N., Lien, R. and Lunde, J. (1974) Analysis of Rock Mass Quality and Support Practice in Tunnelling, and a Guide for estimating Support Requirements. NGI - rapport Oslo, s.1-74 [2] Barton, N. (2002) Some new Q-value correlations to assist in site characterisation and tunnel design. Int. Jour. of Rock Mech. & Min. Sci. 39, (2002) [3] Bieniawski, Z.T. ( ) Engineering Classification of Jointed Rock Masses. The Civil Engineer in South Africa, 1973, Des., s [4] Grimstad, E. and Barton, N. (1993) Updating of the Q-system for NMT. Proceedings of the International symposium on Sprayed Concrete. Modern Use of Wet Mix Sprayed Concrete for Underground Support, Fagernes Norwegian Concrete Association, Oslo [5] Grimstad, E., Kalpana Kankes, Rajinder Bhasin, Anette Wold Magnussen and Amir Kaynia, (2002) Bergmassekvalitet, Q, brukt for dimensjonering av armerte sprøytede buer og energiabsorpsjon. Fjellsprengningsteknikk/Bergmekanikk/ Geoteknikk 2002 [6] Grimstad og Hauck, (2003) Sprøytebetong Nye makro polypropylenfiber viser lovende resultater. Betongdagene, Trondheim, 30. oktober 1. November 2003 [7] Grimstad, E. (2007) The Norwegian method of tunnelling a challenge for support design. ECSMGE, Madrid Sept [8] Grimstad, E., Tunbridge, L., Bhasin R., Aarset, A. Måling av krefter I armerte sprøytebetongbuer. Bergmekanikkdagen, november 2008 [9] Bernard, E.S. (1999) Correlation in the Performance of Fibre Reinforced Shotcrete Beams and Panels. Engineering report no. CE9. School of Civic Engineering and Environment, UWS Nepean, Kingswood NSW, Australia [10] Fernandez-Delgado, G. (1976) Structural Behaviour of Thin Shotcrete Liners obtained from Large Scale Tests. An Engineeiring Foundation Conference. Proceedings. American Society of Civil Engineers, New York [11] Heidi Hefre Haugland (2010) Terrestrial LIDAR in tunnels under construction. A study of potential use for engineering geological and operational applications, and work-flow design for data acquisition and processing. Masteroppgave ved Universitetet i Oslo 2010 [12] Hahn, T. (1978) Sprutbetongens vidhäftning mot ulika bergytor. SveBeFo Bergmekanikdag [13] Hoek, E. and Brown, E.T. (1980) Underground Excavations in RockInstitution of Mining and Metallurgy, London [14] Vandewalle, M. (1990) Dramix, Tunnelling the World N.V. Bekaert S.A. Belgium [15] Statens vegvesen Håndbok 025 Prosesskode 1 (2007), Hovedprosess 3 [16] Statens vegvesen Håndbok 021 Vegtunneler (2011) 64

67 b 3.2 UTSTYR Utstyr for sprøyting av betong har som hovedoppgave å: tilføre materialer til sprøytemunnstykket med ønsket kapasitet sørge for en jevn tilførsel av luft og akselerator, samt å sikre en homogen innblanding av akselerator i sprøytebetong kunne føre sprøytemunnstykket kontrollert og i rett posisjon i forhold til de flater som det skal sprøytes mot Sprøyteutstyrets utforming og kapasitet er en viktig for å oppnå et godt resultat og opprettholde god produksjon ved sprøytebetongarbeider. I dagg benyttes hånd- En sprøyting kun for mindre arbeider hvor det ikke er adkomstmulighett for robotrigg. typisk robotrigg i Norge består av et 4 akslet lastebilchassis som kan kjøres på offentlig vei og som har integrert betongpumpe, robotarm med sprøytemunnstykke, akselerator tank, doseringspumpe ogg fullt integrert prosesstyringssystem, eventuelt også med datalogging av alle parametere, se Figur 21. GjennomsnG nittlig produksjons- kapasitet er m 3 time. Figur 21 Robotrigg (AMV)) med operatørhytte på bommen. Betongtilførselen fra pumpen til sprøytespissen er styrtt av en prosessor eller via akkumulator som gir sværtt liten pulsering under sprøyting. Akseleratordosering er i mange tilfeller integrert i betongpumpenes leveringsfrekvens for r å sikre jevn j og kontrollerbar dosering. Kalibrering ogg periodisk kontroll av a akseleratordosering skal allikevel gjøres jevnlig. Sprøytespissen er gjerne utstyrt medd en oscillator som roterer r spissen og forenkler jevn fordeling på jevnt underlag. Påå ujevnt underlag, ved v gropfylling, og ved inn- sprøyting av armering og sikringsbuerr bør oscillator kopless ut. 65

68 b Sprøyteroboten har en rekkevidde påå m. Sprøyteoperatørenss arbeidsplass er i lukket hytte plassert på robotarmenr n eller stående på bakken med fjernkontroll. Robotarmen har gjerne innebygget t automatikk som sikrer s jevne bevegelser og bevegelser i konstant avstand til, og parallelt med bergoverflatene som skal sikres. Det finnes tilgjengelig utstyr som skanner bergoverflaten ogg bruker denne informasjonen til automatisk føring av sprøytespissen med konstant avstand til bergoverflaten og jevn tykkelse og i tillegg sørger for att sprøytemunnstykket føres vinkelrett på flaten det sprøytes mot. Skanning og profilering før og etter sprøyting gir informasjon om lagtykke og virkelig profil når den er koblet opp mot en totalstasjon Generelt Våtsprøytemetoden baseres på at ferdig blandet betong fra f automikser pumpes til et munnstykke hvor trykkluft og størkningsakselerator tilsettes. Utformingen av et bom- i system bør være slik at munnstykke et kan føres rolig og kontrollert av operatøren ønsket avstand og retning til t alle aktuelle flater han skal sprøyte mot. Vekt av betongplassere betongen på ønsket sted. slange og rekyl fra betongstråle må ikke medføre problemer p med å Sprøyteriggen bør kunne benyttes ved rengjøring av fjellflater før påsprøyting av betong. Det må være tilgang på effektivt vaskeutstyr for renhold av robot Betongpumpe Betongpumper til våtsprøyting kan være av typen monopumpee (Figur 22) eller forskjellige varianter av stempelpumpe (Figur 23). Figur 222 Monopumpe Pumpens betongmottak skal sikres med rist mot uønskede grove partikler. Den skal være tilpasset for å kunne levere betong med aktuell konsistens, kornstørrelse og eventuelt fibertilsetning fram til munnstykket. Kapasiteten skal kunne reguleres av sprøyteoperatøren. Utstyret må avpasses etter ønsket sprøytekapasitet, D max og fibertype/-mengde. Kapasiteten for robotsprøyting med monopumpe ligger normalt påå opp til 12 m 3 /t, mens stempelpumpe kan gi mer enn 20 m 3 /t. 66

69 b Stempelpumpen kan gi noe uheldigg pulsering av betongstrålen pga. forsinkelse i forbindelse med vekslingenn på pumpa. Dette kan reduseres ved: økt diameter på rørgate/betongslange raskere veksling mellom stempelslagenee lengre betongslange (25-30 m) ) bruk av trykkakkumulator eller lignende større diameter på betongstempel som gir større betongvolumm pr. stempelslag Figur 23 Stempelpump Betongslange Rørgate og betongslange med koblinger skal være utformet for formålet, der følgende er tatt hensyn til: innvendig dekkgummi mot cord-skade sprengtrykk, ca 3 ganger pumpens maksimale arbeidstrykk den må være helt tett (for ikke å lekke vann) eventuell tverrsnittsendring bør utføres med overgang som er så lange at man unngår propp i innsnevringen slangediameter 35 mm for håndsprøyting og 65 mmm eller merr for robotsprøyter 67

70 b Figur 24 Eksempel på munnstykke med innerrør, blandekamm mer og sprøytespiss Munnstykke Munnstykke består normaltt av innerrør, luftdyse og sprøytespiss, see Figur 24. Det er mange varianter av utforming av munnstykker. Sprøytespissen er normalt produsert i gummimateriale slik at den løsner fraa munnstykket om det d oppstårr propp i sprøyte- spissen. Munnstykket har som hovedoppgave å tilføre betongen: trykkluft (for å gi betongen hastighet for påkast og komprimerk ring) akselerator Akselerator blandes med trykkluftenn i et eget kammer i munnstykket eller i luftnok til å slangenn før munnstykket. Sprøytespissen på munnstykket må være lang kunne utnytte energien i trykkluftent. Spissen på munnstykket skal holde betong- være strålen rolig styrtt mot ønsket flate (ikke blafre eller vibrere). Munnstykket skal konstruert slik at akseleratoren blir jevnt fordelt i betongstrømmen Trykkluft Oljefri trykkluft må kunne tilføres munnstykket kontinuerlig g. Kompressoren bør ha en minimumskapasitet på m 3 /min og 7 bar trykk. Trykkluftbehovet er avhengig av munnstykket. For lite trykkluft gir lav betonghastighet og dårlig komprimering, eventuelt også for dårlig innblanding av akselerator. Avhengig av trykkluftmengden må følgende tilpasses: Pumpekapasitet Utforming av blandekammer Utforming av sprøytespiss Sprøyteavstand Akseleratordosering Alt utstyr som er i kontakt med akseleratorvæske må tåle dens kjemiske sammen- samme setning (ph-verdi). Det kan ikke uten videre brukes alkalifri akselerator i system som brukes til vannglassakselerator. 68

71 Vannglassakselerator har en ph-verdi på (sterk base) og beskytter utstyr laget av jern/stål mot kjemisk reaksjon (korrosjon). Alkalifri akselerator derimot har en phverdi på 2-4 (sterk syre) og akseleratorens lave ph-verdi kan medføre at det oppstår kjemisk reaksjon (korrosjon) mellom akselerator og utstyret av metall, dersom utstyret ikke omgående rengjøres omhyggelig etter bruk. Akseleratortanken bør ved bruk av alkalifri akselerator være laget av syrefast stål eller plast. Plast anbefales. Akseleratorpumpe bør også være laget av syrefast stål. Slikt utstyr kan også brukes med vannglassakselerator. Der samme utstyr brukes til forskjellige typer akselerator, må utstyret rengjøres grundig før ev. skifte av akseleratortype. Det skjer en kraftig kjemisk reaksjon når vannglass og alkalifri akselerator blandes. Maskindeler og sprøyteutstyr som ikke er omhyggelig rengjort før akselerator skiftes, går øyeblikkelig tett i det vannglass (høy ph-verdi) og alkalifri akselerator (lav ph-verdi) kommer i kontakt med hverandre. Dersom en sprøyterigg skal bruke forskjellige typer akselerator bør det enten være separate tanker og separate systemer frem til munnstykket for hver av akseleratorene, eller det må brukes eksterne systemer. Bruk av eksterne systemer anbefales imidlertid ikke på grunn av dårlig kontroll med akseleratorforbruk, tungvint ved flytting og problemer ved pumping (sugehøyde) Utstyr til tørrsprøyting Det henvises til EFNARC European specification for sprayed concrete Guidelines for specifiers and contractors ( 69

72 3.3 BETONG Generelt Veiledningen gir bakgrunn for de krav som er stilt i produktspesifikasjonen og gode råd mht. vurderinger og fremgangsmåte for å oppfylle de stilte krav med sikkerhet. Veiledningen følger stort sett samme disposisjon som produktspesifikasjonen Materialegenskaper En sprøytebetongsammensetning må tilpasses forholdene på sprøytestedet og de funksjoner sprøytebetongen skal ha, f.eks.: temperaturforhold (sommer/vinter) for lagring av materialer og for sprøytebetong sprøyteunderlag (berg-/brannsikring) sikringsforhold (tidligfasthet, tykke sprøytelag, vannlekkasjer og dårlig fjell) Bestandighetsklasser, materialsammensetning Bestandighetsklasse velges avhengig av eksponering, se Tabell 11. Eksponeringsklassene er gitt i NS-EN og NS-EN Tabell 11 Anbefalt bruksområde for sprøytebetong avhengig av eksponeringsklasse Bestandighets- Anbefalt bruksområde klasse Tilhørende eksponeringsklasse i NS-EN ) M40 Bergsikring i undersjøiske tunneler. X0, XC1, XC2, XC3, XC4, XF1, XA1, XA2 1), XA3 1), XA4 2), XD1, XD2, XD3, XS1, XS2, XS3, M45 M60 Bergsikring hvor lekkasjevann er ferskvann. Sprøytebetong uten armering (fiber, nett, stenger): Konstruksjoner som ikke utsettes for vanntrykk og som sjelden er fuktig. Sprøytebetong med armering (fiber, nett, stenger): Meget tørt miljø. X0, XC1, XC2, XC3, XC4, XF1, XA1, XA2 1), XA4 2), XD1, XS1 X0, XC1, XC2, XC3, XC4, XF1 1) Dersom det i eksponeringsklasse XA2, XA3 eller XA4 er mulighet for kontakt med sulfat i konsentrasjoner høyere enn grenseverdiene for XA2, skal det i produksjonsunderlaget presiseres at det skal gjøres tiltak mot dette. Jfr. kap ) Gjelder eksponering for husdyrgjødsel, og angår ikke sprøytebetong til bergsikring. 3) Eksponeringsklassene XF2, XF3 og XF4 er utelatt, jfr. kap

73 Når det gjelder bestandighetsklasser, poengteres det at vannbidrag fra akselerator skal medberegnes i masseforhold. Akseleratordosering og vannbidrag fra denne kan variere mye og må dokumenteres. Se beregningseksempel kap Bindemiddelmengden i sprøytebetong kan variere mye, men ligger langt over de verdier som er normalt for konstruksjonsbetong (mellom 450 og 500 kg/m 3 ). Om man skal oppnå sprøytbar betong med bindemiddelmengde ned mot grensen for M60 (400 kg/m 3 ), forutsetter det at man har tilgang på tilslag med høyt innhold av finstoff Fasthet Fasthet ved normert herdetid Sluttfastheten til sprøytebetong bestemmes i all vesentlig grad av betongens masseforhold, sementtype og kompaktering. Vær oppmerksom på at type akselerator kan påvirke sluttfastheten. Alkalifri akselerator påvirker sluttfasthet i veldig liten grad. Selve sprøyteutførelsen og sprøyteutstyrets komprimeringskapasitet har en betydelig innvirkning. For sprøytebetongarbeider stilles det krav om at betongen skal tilfredsstille fasthetskravene både på laboratorieframstilte prøvelegemer, tatt ut av basisbetong før sprøyting, og utborede sylindere av sprøytet/herdnet betong som angitt i tabell 12. For begge er det 28-døgns fasthet som legges til grunn. Krav til minimumsfasthet for utborede kjerner er i samsvar med NS-EN Eksempel B35: For støpte prøver: Krav er at karakteristisk fasthet målt på sylinder (med høyde:diameter = 2,0) er minst 35 MPa. I følge NS-EN tilsvarer dette en karakteristisk terningfasthet på minst 45 MPa. For utborede in-situprøver: Krav til sylinderfasthet (35 MPa) med korreksjonsfaktor 0,85. Kravet til en insitu-prøve med høyde/diameterforhold = 2,0 blir dermed: 35 MPa 0,85 = 29,8 MPa Prøveresultatet skal også korrigeres for aktuelt høyde/diameterforhold for de utborede kjernene til den fastheten som tilsvarer et høyde/diameterforhold = 2,0. Omregningsfaktorene er gitt i Tabell

74 Tabell 12 Omregningsfaktor for utborede sylindere fra aktuell H/D til H/D = 2,0 Høyde/diameter Omregningsfaktor 2 1 1,75 0,97 1,50 0,95 1,25 0,93 1,1 0,89 1 0,87 Omregnet fasthet beregnes for hver enkelt kjerneprøve. Prøvefastheten er lik gjennomsnittet av de omregnede fasthetene for de kjerneprøvene som utgjør prøven. Eksempel på en slik beregning er vist i Tabell 13. Tabell 13 Prøve stykke Behandling av prøveresultater. Eks.: Trykkfasthet ved prøving er 32,5, 30,7 og 36,1 MPa Diameter [mm] Høyde [mm] Aktuell H/D Omregnings faktor Målt fasthet* [MPa] Omregnet fasthet, H/D=2,0 [MPa] A ,5 0,95 32,5 0,95 x 32,5 = 30,9 B ,25 0,93 30,7 0,93 x 30,7 = 28,6 C ,25 0,93 36,1 0,93 x 36,1 = 33,6 Prøvefasthet, sylinder H/D = 2,0 [(30,9 + 28,6 + 33,6) / 3] = 31,1** * den trykkfasthet den aktuelle kjernen har vist ved trykkprøving ** Prøvefastheten 31,1 MPa er høyere enn kravet 29,8 MPa, altså ok Karakteristisk fasthet vurderes for utstøpte prøver som beskrevet i NS-EN For utborede prøver gjelder minimumskravet i Tabell 2 i kap for hver enkelt prøve bestående av minimum 3 prøvestykker (3 prøvestykker valgt framfor standardens 2 pga. prøvestykkestørrelsen). Innvirkning av akseleratortype/-mengde mht. fasthetsreduksjon på aktuell betongsammensetning må klarlegges. Dersom det er risiko for kvalitetsreduksjon ved sprøytingen pga. akseleratortype og -dosering, bør dette kompenseres for med tilsvarende høyere fasthet for basisbetongen. I overhøyden bør en også ta hensyn til kvalitetsspredningen for betongen ved levering. Tidligere erfaringer for liknende betong sammensetninger (med samme akseleratortype/-mengde) og sprøyteutstyr mht. trykkfasthet bør tas hensyn til. Sammenheng mellom bestandighetsklasser og fasthet: Bestandighetsklasser styrer masseforholdet, som også er hovedparameteren som bestemmer fastheten. Andre parametere er sementtype og tilslagets mekaniske styrke. Dersom man velger, eller det er spesifisert, bestandighetsklasse med lavt masseforhold, oppnås automatisk høy sluttfasthet og motsatt, se Tabell

75 b Tabell 14 Sammenheng mellom bestandighetsklasse og forventet fasthet Bestandighetsklasse M40 M45 M60 Normal minimum 28-døgns terningfasthet (MPa) Det er ikke uvanlig at man ved mekanisk sterkt tilslag ogg god kompaktering fastheter i området MPa for bestandighetsklasse M45 og M40. oppnår Tidligfasthet Tidligfasthet er en viktig parameter og er knyttet til HMS og sikkerhet for de som arbeider på stuff. I mange tilfeller er høy tidligfasthet påkrevet for å drive i dårlig berg- masse. Målemetodene nevnt i kap (penetrasjonsnål- eller spikerpistolmetoden, f.eks. Hilti-systemet som er kalibrert for metoden) kan brukes for å tallfeste t fasthetsutvikling. Det bør sprøytes et prøvefelt nederst i vegg ved oppstart av sprøyting. Der kan også enkle metoder brukes: Kjenne med hånden at varmeutviklingen i betongenn kommer i gang Stikke med kniv, skrujern eller lignende for å kjennee at fastheten øker NB! Start evt. dokumentasjon av tidligfasthet så tidlig som mulig, men vær oppmerksom på at fastheten kan variere betydelig og o at ferdsel under fersk sprøytebetong derfor kan være forbundet med risiko. Tidligfasthetsklassene J1, J2 og J3 skal tilfredsstille krav iht. Figur 25. Tidligfasthets- klasse J1 er området mellom linjene A og B, J2 mellom B og C, J3 over linje C. Figur 25 Tidligfasthet for ung sprøytebetong (NS-EN ) 73

76 Heftfasthet Sprøytebetongens heft til underlaget er en viktig egenskap for alle typer anvendelser. Heftfastheten er svært avhengig av underlagets beskaffenhet og evt. av sprøyteutførelsen. Bomlyd kan også skyldes sprekker i berget eller at bergarten ikke gir tilfredsstillende heft. Slike forhold er like viktig å avdekke som bom pga. utførelsen eller andre forhold. Ved bomlyd bør det vurderes om dårlig heft kan kompenseres med bolting. Se også Tabell 10 kap Bøyestrekkfasthet Bøyestrekkfastheten er den bøyestrekkspenningen betongen har i det den risser opp (ved risslasten). Bøyestrekkfastheten påvirkes i liten grad av fibertilsetting. Etter at betongen har risset overfører fiberarmeringen krefter over risset, motvirker deformasjon og åpning av riss. Fiberarmeringens evne til å motvirke deformasjon måles ved prøving av energiabsorpsjon Tykkelse Utført tykkelse er en av de viktigste kvalitetsparametere for sprøytebetong. Dette påvirker både bæreevne og bestandighet. Nødvendig volum (jfr. kap ) for å oppnå en bestilt gjennomsnittstykkelse må beregnes ved bruk av en anslått ujevnhetsfaktor og en prelletapsfaktor (se også bestillingsskjema side 86). Denne ujevnhetsfaktoren beror på to forhold: Bergets ujevne og grove kontur, virkelig overflateareal er større enn teoretisk areal Bevisst ujevn fordeling av sprøytebetong ved at groper og sprekker fylles først, før et jevntykt lag legges (kap ) Når det gjelder ujevnhetsfaktorer finnes det erfaringer (jfr. kap ), og disse bør legges til grunn og brukes. I praksis er en derfor henvist til først å anslå en faktor og sprøyte et betongvolum tilsvarende denne faktoren og deretter kontrollmåle, for eksempel etter metoder i kap , og evt. påføre mer sprøytebetong. Virkelig ujevnhetsfaktor beregnes ut fra det betongvolum som viste seg nødvendig for å oppnå den målte gjennomsnittstykkelsen. Prøvesprøyting med kontroll av tykkelse og revurdering av ujevnhetsfaktoren, bør utføres ved produksjonsstart og senere om bergkonturens karakter endres. Ut fra areal, fjelloverflatens beskaffenhet etc. bestemmes nødvendig volum. Ujevnhetsfaktoren kan variere fra 1,0 for TBM-drevne tunneler til mellom 1,3 og 1,8 for sprengte tunneler. Videre vil ujevnhetsfaktoren kunne nyanseres etter sprøytebetongtykkelsen med høyeste faktor ved tynne sjikt. Prelletap er avhengig av en rekke faktorer, som for eksempel tykkelse, valg av akselerator, korngradering i tilslag, betongsammensetning etc. Normalt antas prelletap opp til 10 % for vannglassakselerator og ca. 5 % ved bruk av alkalifri akselerator. 74

77 Bestandighet Noen hovedmomenter mht. til bestandighet: 1. Tykkelse er som nevnt en av de viktigste parametere for å oppnå en bestandig konstruksjon. Et tykt betonglag er tettere overfor vanngjennomtrengning og er mindre utsatt for tørke-/fuktesykler som kan ødelegge heften 2. Tykkelse på sprøytebetong må bestemmes ut i fra ønsket levetid og sikkerhetsnivå 3. Til vegtunneler spesifiserer Statens vegvesen i Håndbok 025 Prosesskode-1, 2007 utgaven, minimum gjennomsnittlig tykkelse på 80 mm, og min. målt tykkelse i enkeltpunkter 40 mm 4. Sprøytebetong har stor overflate på grunn av sin ruhet. Forurensende kjemikalier har derfor en stor potensiell kontaktflate mot sprøytebetongen Bestandighet er for all betong sterkt relatert til følgende parametere: Masseforhold. Jo lavere masseforhold, desto tettere herdnet sementlim, desto senere inntrengning av aggressiver og dermed bedre bestandighet Bruk av silikastøv og andre pozzolaner. Disse delmaterialene vil over tid reagere kjemisk og danne CSH-gel (kalsiumsilikathydrat) som bidrar til å tette poresystemet i betong. Dermed oppnås høyere bestandighet i tillegg til høyere fasthet Kompaktering av sprøytebetong under sprøyteutførelsen er en viktig parameter for bestandighet. Det er særdeles viktig at ikke prell sprøytes inn, og at betongen komprimeres godt Temperaturen i omgivelsene til betongen er også av avgjørende betydning. I norske tunneler er det ofte kjølig store deler av året. Flere av nedbrytningsmekanismene i betong er kjemiske reaksjoner som er temperaturavhengige Det fysiske og kjemiske miljøet i tunnelen (f.eks. vannlekkasjer, vannkjemi, temperatur, ) påvirker selvsagt også bestandighet De viktigste nedbrytningsmekanismer for sprøytebetong til bergsikring er: Syreangrep knyttet til bakteriebelegg i undersjøiske tunneler (jern- og manganoksiderende bakterier) Utluting Magnesiumangrep pga. salt grunnvann i undersjøiske tunneler Sulfatangrep (thaumasittreaksjon, ettringittreaksjon) Karbonatisering/kloridinntrengning/korrosjon Alkalireaksjoner Til tross for at sprøytebetong ikke utføres med et kontrollert luftinnhold, hører det til sjeldenhetene at sprøytebetong med lavt masseforhold har frostskader. Det svake leddet ved sprøytebetong på berg er erfaringsmessig heftsonen. Ved vanntrykk mot sprøytebetong der det forekommer fryse-/tinesykler bør vannet dreneres ut. 75

78 3.3.3 Delmaterialer Valg av delmaterialer er hovedsakelig basert på en teknisk/økonomisk vurdering. Absolutte materialkrav som ikke er gjenstand for teknisk/økonomisk vurdering er angitt i produktspesifikasjonen. Målsetning ved valg av delmaterialer er å oppnå problemfri utførelse med god pumpbarhet, god komprimerbarhet, gode heftegenskaper og lavt prelletap. Ekstra kostnader ved valg av spesialprodukter (tilslag, sement, tilsetningsstoffer) kan fort tjenes inn ved oppnåelse av problemfri utførelse Sement De portlandsementer som er tilgjengelig på det norske markedet, kan alle benyttes i sprøytebetong. Sementinnholdet i våtsprøytet betong ligger vanligvis på kg/m 3. Valg av sementtype vil influere på egenskapene til betongen og spesielt på fasthetsutviklingen. Der det var behov for høy tidligfasthet ble det tidligere, uten forbehold, anbefalt å benytte hurtigherdende sement (rapidsement). Imidlertid viser nyere erfaring at en slik anbefaling ikke alltid er korrekt. Det er kombinasjonen av sement, tilsetningsstoff og doseringsnivå av denne, samt akselerator som må vektlegges, ikke sementtype alene. Sementtype og mengde bør velges bl.a. avhengig av bestandighetskrav, fasthetskrav, krav til den ferske betongens smidighet og heftegenskap. Dette kan føre til behov for større sementmengde enn krav til minste bindemiddelmengde og fasthet tilsier. I mange tilfeller vil tidligfasthetskrav være dimensjonerende. Ved fare for sulfatangrep kan det benyttes sulfatresistent sement (SR), men denne anbefales ikke i sprøytebetong da den har lavere reaktivitet til akselerator. Ved bruk av sulfatresistent sement bør det dokumenteres at tilfredstillende tidligfasthet oppnås. Det finnes en alternativ løsning; øke mengde silikastøv i sprøytebetong til 10 % av sementvekt og samtidig redusere masseforholdet til 0,40 og benytte eksempelvis CEM II sement. Dette vil gi gunstigere tidligfasthet og fasthetsutvikling, sammenlignet med SR-sement Silikastøv Silikastøv har ekstrem finhet med partikkelstørrelse ca. 1/100 av sementpartikler. Dosering er angitt i kap I sprøytebetong er silikastøv et helt spesielt nyttig delmateriale. Dette gjelder både fersk og herdnet sprøytebetong. Silikastøvet bedrer sprøytebetongens pumpbarhet og reduserer slitasjen på pumpe og slanger. Når betongen settes under trykk i pumpa, er det viktig at betongen greier å holde på blandevannet, slik at dette ikke presses ut. Silikastøvet hjelper til å unngå separasjon og dermed reduseres faren for propp i slangen. Silikastøvet gjør betongen mer klebrig. Ved sprøyting er dette en fordel fordi heftfastheten til underlag og fiber bedres, samt at prelletapet reduseres. 76

79 I den herdnede betongen bidrar silikastøvet til høyere fasthet og tetthet. Fasthetsmessig har silikastøv normalt en virkningsfaktor på 2-3 i forhold til Portlandsement, avhengig av sementtypen. Bestandighetsmessig har den økte tettheten positiv innvirkning på betongens frostbestandighet, kloridmotstand, motstand mot sulfatangrep, alkalireaksjoner etc Tilslag Som for annen spesialbetong er tilslaget av vesentlig betydning for egenskapene både i fersk og herdnet tilstand. Det er viktig at korngradering og andre karakteristika har små variasjoner. Av spesiell betydning er tilslagets finstoff, slammengde, mineralogi og partikkelfasong. Dette er egenskaper som ikke undersøkes i en sikteanalyse. Tabell 15 og Figur 26 angir anbefalte grenseverdier for korngradering. Tabell 15 Tilslag grenseverdier (gjennomgang i %) Sikt (mm) Grenseverdier MIN MAX 0,125 2,5 12,0 0,25 11,0 26,0 0,5 22,0 50,0 1 37,0 72,0 2 55,0 90,0 4 73,0 100,0 8 90,0 100,0 11,2 100,0 100, ,0 100,0 gjennomgang (%) 100 % 90 % 80 % 70 % 60 % 50 % 40 % 30 % 20 % Max 10 % Min 0 % 0,125 0,25 0, ,2 16 sikt (mm) Figur 26 Tilslag siktekurve Grove korn vil prelle av ved sprøyting mot hardt underlag (ved oppstart sprøyting), eller slå som prosjektiler inn i allerede påført sprøytebetong, og etterlate kratere. Ved sikting, lagring og håndtering av tilslag bør det gjennomføres tiltak som hindrer forurensning eller innblanding av grove materialer. Overkorn vil kunne kile seg fast og blokkere slanger og munnstykke. Rengjøring etter slike blokkeringer vil være tidkrevende. Tilslaget bør være velgradert. Det vil være ugunstig dersom noen enkeltfraksjoner utgjør mer enn 30 % av det totale tilslaget. Normalt foretrekkes tilslag fra naturlige forekomster. Slike tilslag har en avrundet form som er fordelaktig ved pumping. Dersom siktekurven er jevn, vil vannbehovet være moderat. Det er blitt mer vanlig å benytte en andel knust tilslag for å forbedre kornkurven for en natursand, eller for å oppfylle reglene for å unngå alkalireaktivitet. Knust tilslag har normalt bedre mekaniske egenskaper enn naturlig tilslag. Dette kan en dra nytte av ved høye betongkvaliteter. Tilslagets kornform gjør også at betongen 77

80 blir vanskeligere å pumpe, og fører til større slitasje på sprøyteutstyret. Tilsetting av pumpeforbedrende tilsetningsstoff kan derfor være aktuelt. En skal være klar over at knust tilslag kan øke sprøytebetongens vannbehov, og at sementinnholdet må økes tilsvarende for å tilfredsstille kravet til masseforhold. Høy sementpastamengde vil øke svinnpotensialet og risikoen for opprissing. Alkalireaktivt tilslag og bruk av vannglass akselerator kan fremme alkalireaksjoner i betongen (se NB Publ. nr. 21). Ved bruk av alkalireaktivit tilslag, må man påse at mengde alkalier (bidrag fra sement, silikastøv, tilsetningsstoffer og akselerator) ikke overstiger de til enhver tid gjeldende grenser angitt av NB 21 Vedlegg C. Dagens sementmarked består av flere typer blandingssementer og flere vil trolig komme. Grenseverdien for alkaliinnhold er forskjellig for ulike sementer og bindemiddelkombinasjoner Tilsetningsstoffer Våtsprøytemetoden har gjennomgått en omfattende modernisering ved utvikling av: polymerbaserte superplastiserende tilsetningsstoffer sprøytebetongretarder internherdner flytende alkalifrie akseleratorer Sprøytebetongretarder er en egen type tilsetningsstoff og må ikke forveksles med retarder for vanlig konstruksjonsbetong; R-stoff. I likhet med sprøytebetongretarder gir også R-stoff forlenget åpentid, men vil fortsette å retardere også etter innblanding av akselerator. R-stoff må derfor ikke brukes i sprøytebetong. Pga. finkornet sammensetning har sprøytebetong normalt høyere vannbehov enn konstruksjonsbetong. Superplastiserende tilsetningsstoff, og til en viss grad L-stoff, er derfor avgjørende for den ferske betongens egenskaper som flyt/konsistens og pumpbarhet. P-stoff (og enkelte SP-stoffer) vil ved høye doseringer ha negativ effekt på sprøytebetongens konsistens over tid (høyt synktap, spesielt ved lang transporttid) og retardere tidligfasthet. Normalt bør bruk av P-stoff (lignosulfonat) i sprøytebetong unngås Superplastiserende tilsetningsstoff (SP-stoff) Dagens SP-stoff er nesten utelukkende basert på poly-carboxylate-ether (PCE) også kalt akryl ko-polymer. Disse SP-stoffene gir også god dispergering av sement og silikastøv. Det finnes mange varianter av SP-stoff basert på PCE. Det er også forskjell på tørrstoffinnhold i forskjellige SP-stoffer. Noen gir god dispergering i tidlig fase, mens andre adsorberes saktere på sementoverflaten. Dette påvirker igjen hvor lang blandetid de forskjellige SP-stoff trenger. Dersom man benytter et SP-stoff som absorberes tregt på sementoverflaten og doserer dette for å gi en akseptabel konsistens på blanderiet, kan det oppstå fullstendig separasjon under transport. Det 78

81 er viktig å ha kontroll på alle disse parameterne, og det gjelder både blandeoperatør og betongbilsjåfør. Etterdosering av SP-stoff kan gjøres med annet produkt enn det som man benytter på blanderiet Luftinnførende tilsetningsstoff (L-stoff) Luftinnførende tilsetningsstoff omdanner grove luftporer til finfordelte mikroporer. L- stoff gir bedre smidighet, god pumpbarhet ved redusert synkmål, dermed bedre stabilitet og mykere pulsering ved pumping. Disse effektene medfører at SPdoseringen normalt kan reduseres noe. Under sprøyting blir betongen blandet med trykkluft (forstøvet) i sprøytemunnstykket, og en stor andel av luftporene, først og fremst de grove, kollapser. Finfordelte mikroporer i sprøytebetong gir ikke vesentlig reduksjon i fasthet for sluttproduktet. Økt luftinnhold reduserer generelt trykkfastheten. Luftinnholdet kan øke eller avta under transport. Dette kan gi variasjon i fasthet i støpte prøver. Se produktspesifikasjonen kap og Sprøytebetongretarder Sprøytebetongretarder tilsettes under betongblanding og utsetter sementreaksjon med vann (hydratasjon) med en varighet avhengig av dosering. Sementreaksjonen aktiveres igjen ved tilsetting av akselerator. Sprøytebetongen blir dermed ikke lenger for gammel, og rengjøring av utstyr ved pauser i betongleveringen er ikke nødvendig (forutsatt tilpasset dosering). Bruk av sprøytebetongretarder er meget aktuelt i forbindelse med bruk av hurtigherdende sementer. Ved forhold som gjør at tiden fra blanding til sprøyting overskrider 1 time eller ved høy ferskbetongtemperatur og ved usikkerhet om sprøytetidspunkt, bør man vurdere bruk av sprøytebetongretarder. Et eksempel kan være ved lange transporttider. Ved uventet driftsavbrudd, kan åpentid forlenges ved ytterligere tilsetning av sprøytebetongretarder, forutsatt at det allerede er tilsatt slik retarder på blanderiet, men det er vanskelig å forutse effektene fullt ut Internherdner Det er viktig å sørge for å gi sprøytebetongen best mulige herdebetingelser. Ettervanning er arbeidskrevende og er i praksis vanskelig å få utført tidlig nok. Bruk av sprøytbar herdemembran på overflaten er et alternativ, men frarådes da det er HMS-messig betenkelig og den må fjernes før evt. ny sprøytebetong kan påføres. Internherdner tilsettes allerede i blandeprosessen. Dette reduserer behovet for senere påføring av herdemembran eller ettervanning. Internherdner gir lavere permeabilitet og bidrar samtidig til bedret heft for senere påsprøytet betong. 79

82 Pumpeforbedrende tilsetningsstoff Pumpeforbedrende tilsetningsstoff gjør betongen smidig og klebrig, og gir betongen også en bedre evne til å holde på vannet slik at det ikke presses ut ved pumping. Pumpeforbedrende tilsetningsstoff er i realiteten det samme som stabiliserende tilsetningsstoff til konstruksjonsbetong. Stoffet tilsettes i blandeprosessen og kan benyttes f.eks. når betongen skal pumpes langt eller ved høye pumpetrykk. Alternativer til pumpeforbedrende tilsetningsstoff er økt finstoffinnhold; sement, silikastøv, filler Akselerator Akselerator benyttes i sprøytebetong for å oppnå: Hurtig avbinding og herdeutvikling Større lagtykkelser Heft mot underlag Effekten av sprøytebetongakselerator er temperaturavhengig. Høyere akseleratortemperatur gir lavere viskositet og dermed bedre innblanding som igjen gir bedre effekt. Dette gjelder både med vannglass og alkalifri. Produsenter av akseleratorer oppgir hvor stor tørrstoffandel det er i akseleratoren, gitt som %. Dette er basert på vekt-%, og det som ikke er tørrstoff er vann. Dette vanninnholdet skal tas med i beregning av masseforhold i ferdig sprøytet betong. Regneeksempel: Under sprøyting av et lass på 8 m 3 betong måles forbruket av akselerator til 260 liter. 260 liter / 8 m 3 = 32,5 liter/m 3. Akseleratorens densitet og tørrstoff på vektbasis er oppgitt av produsent: 1,40 kg/l og 48,0 %. Forbruk av akselerator i kg: 32,5 l/m 3 * 1,40 kg/l = 45,5 kg/m 3. Sementinnhold i betongen er oppgitt til å være 480 kg/m 3. Akseleratordosering er da: 45,5 kg/m 3 / 480 kg/m 3 = 0,09479 * 100 % 9,5 %. Vannbidrag fra akselerator: Vanninnhold i akselerator er = 52 %. 45,5 kg * 0,52 = 23,7 liter vann/m 3. 80

83 Vannglassakselerator Vannglass er flytende Na/K-silikat og benyttes i liten grad i dag. Vannglass gir en hurtig avbinding og påvirker ikke tidligfasthetsutviklingen i nevneverdig grad ved lave doseringer (2-3 %). Normale doseringer av vannglass til bergsikring er i størrelsesorden liter/m 3, endog opp mot 40 liter/m 3. Slike doseringer har vesentlig innvirkning på sluttfastheten og porøsitet. Alkalifri akselerator Alkalifrie akseleratorer i væskeform til våtsprøyting dominerer i dag. Sluttfasthet reduseres ikke ved bruk av alkalifri akselerator, slik tilfellet er ved bruk av vannglass. Alkalifri akselerator gjør sprøytebetong plastisk i sprøytefasen og gir følgelig god innstøping av armering og annet innstøpningsgods. Effekt av alkalifri akselerator må sees i sammenheng med dosering og med valgt type SP-stoff, som kan ha innvirkning på betongens tidligfasthetsutvikling. Akselerator doseres i prosent av sementvekt, og ikke bindemiddelvekt. Silikastøv skal ikke tas med når man beregner prosent akseleratordosering. Lav dosering (~ 4-6 %): Denne doseringen gir lav tidligfasthet og kan gi dårligere heft og økt risiko for nedfall. Eksempel på bruk er når det ikke er spesifikke krav til tidligfasthet eller ved brannsikring av PE-skum. Middels dosering (~ 6-10 %): Denne doseringen gir høyere tidligfasthet. Under gode forhold kan denne doseringen føre til at det oppnås fasthet på ½-1 MPa innen 1 time. Høy dosering (over 10 %): Denne doseringen gir rask avbinding og høy tidligfasthet. Økende dosering i dette intervallet gir ikke nødvendigvis lineær tilvekst i tidligfasthet. Høye doseringer kan også føre til for tidlig avbinding. Dette kan igjen gi blokkering i munnstykke, økt prelletap og dårlig komprimering, med tilhørende reduksjon av forventet sluttfasthet. Riktig dosering av alkalifri akselerator gir direkte utslag på varmeutvikling etter sprøyting. For å finne rett akseleratordosering iht. berg- og temperaturforhold samt vannlekkasjer er temperaturutvikling en god indikator. Det kan være hensiktsmessig å sprøyte et prøvefelt i vegg og måle temperaturen i dette feltet. Dersom temperaturen i sprøytebetongen ikke stiger i løpet av 2-5 minutter er dosering av akselerator for lav. Erfaringer fra sprøyting på berg, og spesielt vått berg, har vist at oppnåelse av høy tidligfasthet er avgjørende for å redusere nedfall. En forutsetning for oppnåelse av høy tidligfasthet er betongtemperatur over 25 C, gunstig akseleratortemperatur (ca. 20 C), og gunstig homogen blandingsprosess av akselerator og betong i sprøytemunnstykket. 81

84 Fasthetsutviklingen blir bedre med økende temperatur i fersk betong, men høy temperatur er også forbundet med økt kostnad samt redusert åpentid Fiber Bruk av fiber gir sprøytebetong bruddseighet. Bøyestrekkfastheten og trykkfastheten endres ubetydelig for prøver i laboratorieskala, forutsatt at masseforholdet ikke endres. Ulike fibertyper har forskjellig potensiale for å gi bruddseighet. For en og samme fibertype øker seigheten med økende fiberdosering inntil et optimalt område, hvoretter bruddseigheten reduseres pga. komprimeringsproblemer. Maksimalt mulig fiberdosering øker med avtagende fiberlengde. Stålfiber: Stålfiber er rette eller formede stykker av ståltråd, rette eller formede avkapp av stålplater, fibere av oppmalte stålemner eller trukket ut (ekstrahert) av smeltet stål. Stålfiber er mulig å blande homogent inn i betong og mørtel for så å bli sprøytet. Fiberen kan ha mange forskjellige geometriske utforminger. Utformingen av stålfiber skal øke forankringskapasiteten i betongen. Noen fibere leveres limt og forekommer da i flak. Limet løses raskt opp når fiberen kommer i kontakt med vann. Polymer makrofiber: Polymer makrofiber er plastfibere som vanligvis er laget av polypropylen. Beskrivelsen makro henspeiler fiberens lengde og tykkelse som ligner stålfiber. Makrofiber er en strukturell fiber som fungerer som armering i betong. Makrofibere kommer også med mange forskjellige utforminger for å øke forankringskapasitet i betong. Makrofibere leveres i løs eller buntet form. Til sprøytebetong i undersjøiske vegtunneler skal det benyttes fiber av ikke-korrosivt materiale. Med hensyn til galvanisert stålfiber skal man være oppmerksom på risikoen for gassutvikling som følge av reaksjon mellom sink og sementvann ved bruk av dekromatisert sement (dekromatisering er påbudt i EU/EØS.) Det finnes galvaniserte, limte fibere, der limet inneholder stoffer som forhindrer gassutvikling. Polymer mikrofiber benyttes i sprøytebetong for å øke betongens motstand mot avskalling ved brann. Den har ingen effekt på energiabsorpsjon. Generelt gjelder at ethvert fiberprodukt må være dokumentert mht. tilstrekkelig virkning for de egenskapene som skal oppfylles Betongproduksjon Blandeanlegg For produksjon av sprøytebetong med høy fasthet/lavt masseforhold vil en fullverdig blandemaskin være fordelaktig. 82

85 Blanding Før blanding av sprøytebetong starter bør så vel blandemaskin som betongbil vaskes, for å unngå at stein eller lignende større enn D max blandes inn i sprøytebetong. Fylling av siloer samt renhold av blandeanlegg og transportutstyr bør også legges opp med henblikk på å unngå grove partikler. Grove partikler medfører gjerne propp i sprøyteutstyret. Innledningsvis bør delmaterialene sand, sement/silikastøv og vann blandes. Deretter tilsettes tilsetningsstoffer. Det er en god regel å la sement og vann komme i kontakt før tilsetningsstoffer introduseres. Det må påregnes noe lengre blandetid for sprøytebetong enn for normal støpebetong. Blandekapasiteten bør være tilstrekkelig for å kunne sprøyte kontinuerlig. Det er flere anerkjente metoder for innblanding av fiber: a) Tilsetting av fiber til tilslaget, fordeling av fiber ved tørrblanding før vann og tilsetningsstoff tilsettes b) Tilsetting av fiber til ferdigblandet, bløt betong i betongblander c) Tilsetning av fiber til ferdigblandet bløt betong i bil I alle tilfeller bør fiberene drysses forsiktig oppi for å unngå balling. Fibere må aldri tilsettes som første delmateriale. Det finnes spesialutstyr for nøyaktig og lettvint tilsetting/fordeling av fiber. Utstyret må være tilpasset fibertype. Fiberleverandørene kan gi nærmere råd om innblanding av de respektive fibere. Dersom fiber tilsettes direkte i trommelbil/automikser må innblandingsprosedyre fra leverandør/produsent av fiber fremlegges og følges. Blandetiden skal være så lang at massen blir homogen og fiberene blir jevnt fordelt. Groing og skovleslitasje for automikseren kan ha betydelig innvirkning på blandeeffektiviteten. Vær klar over at all fiber vil redusere synkmålet for fersk betong. Konsistensen til basisbetong, spesielt variasjon i konsistens for basisbetong, kan kontrolleres med synkmål utført med vanlig slumpkjegle. Synkmålet forteller imidlertid ikke alt om basisbetongens egenskaper. Fra andre land som benytter andre målemetoder for konsistens enn synkmål, hevdes det at utbredelsemål gir et mer sammensatt bilde av betongens konsistens, deriblant kohesivitet og separasjonstendens Transport Sprøytebetong skal transporteres i automikser. Benyttes de samme bilene for hele leveransen, reduseres faren for å forurense med grovt tilslag i betongen. Transportkapasiteten må avpasses etter kapasiteten på sprøytearbeidet. Lang transportavstand/-tid til sprøytestedet, sammen med hurtigherdende sement og vannkrevende tilslag, setter ekstra store krav til betongkonsistens og valg av tilsetningsstoffer. Lange transportavstander er et nokså vanlig problem, der ikke 83

86 mobile blandestasjoner er tilgjengelige. Dersom sprøytebetongen proporsjoneres riktig kan den transporteres over store avstander. All sprøytebetong remikses i min. 3 minutter etter transport ved at automikser kjøres på full hastighet, umiddelbart før levering i pumpe. Ved etterdosering av tilsetningsstoff bør det foreligge en prosedyre for dette. Lengre remiksing og innblandingstid kan være nødvendig for store betonglass (større enn 6 m 3 ). Prosedyrene for transport og evt. etterdosering av tilsetningsstoff, bør minst inneholde følgende punkter: remiksing før levering og før vurdering av etterdoseringsbehov for tilsetningsstoff tidspunkt for etterdosering produktnavn og type tilsetningsstoff blandetid etter tilsetting trommelhastighet Praktisk kvalitetssikring Forutsetningene for vellykket gjennomført kvalitetssikring er blant annet at bestilling og kvalitetskrav er entydige. Følgende hovedmomenter bør danne grunnlaget for kvalitetssikringen: 1. Sprøytebetong generelt spesifiseres som beskrevet i kap Hvert enkelt sprøyteavsnitt bestilles eller spesifiseres som angitt med skjema som vist på side Betongkontroll dokumenteres iht. en kontrollplan (jfr. Utførelsesklasser i kap ). Dokumentasjon utarbeides og rapporteres som angitt i kap og Hvert enkelt sprøyteavsnitt dokumenteres med sprøyterapport, som vist på side 87. Periodevis utfylles samlerapport, som vist på side 88 I kap er det gitt en sjekkliste for hele sprøytebetongprosessen. Hovedhensikten med kontroll er: Å avdekke forhold som må korrigeres mht. den videre produksjonen Skaffe dokumentasjon av kvalitet i henhold til spesifikasjonen Kontroll er en nødvendig og integrert del av kvalitetssikringen. For at kontrollen skal fylle sin hensikt, er det av største betydning at kontrollresultatene vurderes og tolkes fortløpende og så raskt som mulig. Avvik fra spesifiserte krav må behandles uten unødig opphold. All erfaring tilsier at avvik vil kunne forekomme, og at rutiner for rask avviksbehandling derfor må være lagt opp på forhånd. Korrigerende tiltak bør omfatte: Den konstruksjonsdelen hvor avviket er registrert Den direkte tekniske årsaken til avviket 84

87 En vurdering av om avviket har en indirekte årsak i de organisasjonsmessige forhold Kvalitetsdokumentasjon Ved forprøving og under driften skal prøving og kontroll dokumenteres iht. spesifikasjonen og disse retningslinjer. Dokumentasjon utarbeides og distribueres etter følgende mønster: Dokumentasjon fra betongprodusent overfor entreprenør Følgende dokumentasjon overleveres før oppstart av leveranse: Alle delmaterialer skal være i samsvar med NS-EN (se kap ) Tilslagets korngradering, finhetsmodul, slaminnhold, samt normale variasjoner Komplett blanderesept Resultater fra innledende prøving der dette er forutsatt Prosedyre for tilsetning/innblanding av fiber Under driftens gang overleveres jevnlig (intervall avtales) dokumentasjon av betongegenskaper til både fersk og herdnet betong: Dokumentasjon fra entreprenør overfor byggherren I tillegg til dokumentasjon fra betongprodusenten og sprøyterapport (se side 87) skal følgende dokumentasjon fremskaffes jevnlig, iht. avtalte intervall: Akseleratorforbruk og vannbidrag fra dette. Beregning av faktisk masseforhold Trykkfasthet og densitet av utborede kjerneprøver, samt terningprøver (fra tunnel og blanderi) Tykkelseskontroll Heftkontroll Energiabsorpsjon Ved spesielle krav i spesifikasjon kan byggherren be om tilleggsdokumentasjon. 85

88 86

89 EVT. NEDFALL AV KAKER: i ** stikkprøvekontroll 87

90 88

91 Sjekkliste Betongsammensetning Betongsammensetning godkjent Margin for trykkfasthet (jfr. kap ) Margin for masseforhold (jfr. kap ) Energiabsorpsjon - fiberdosering (jfr. kap ) Korngradering for tilslag (jfr. kap og ) Alkalireaktivitet (jfr. kap og ) Silikadosering (jfr. kap og ) Akseleratordosering (jfr. kap og ) Volumkontroll (jfr. kap ) Forarbeid/forberedelser Fjellrensk (jfr. kap ) Bergmasse registrering (jfr. kap ) Utfylling av bestillingsskjema (jfr. side 86) Evt. drenering av lekkasjer (jfr. kap ) Ujevnhetsfaktor, bestilt betongvolum (jfr. kap ) Rengjøring av underlag (jfr. kap ) Tildekking av underlag (jfr. kap ) Temperatur på underlag (jfr. kap ) Betongproduksjon Fukt i tilslag Oppmålingsnøyaktighet Balling, fiber eller sement/silikastøv Konsistens (wattmeter) Fersk betongtemperatur Sprøytbarhet Prøving av usprøytet, trykkfasthet og densitet Utførelse Avrenning av fritt vann fra underlag (jfr. kap ) Temperatur på akselerator (jfr. kap og ) Sprøyteavstand og -vinkel (jfr. kap ) Akseleratorforbruk Fiberinnhold etter sprøyting (jfr. kap ) Erstatting av nedfall kaker (jfr. kap ) Herdetiltak (jfr. kap ) 89

92 Etterarbeid Utfylling av sprøyterapport (jfr. kap ) Kontroll av masseforhold (jfr. kap ) Kontroll av tidligfasthet (jfr. kap ) Ev. kontroll av fasthetsutvikling (jfr. kap ) Heft til underlaget (jfr. kap ) Utborede kjerneprøver, trykkfasthet, densitet (jfr. kap og ) Evt. bøyestrekkfasthetsprøving (jfr. kap ) Evt. bestandighetsprøving 90

93 3.4 UTFØRELSE Forberedelser Rengjøring av underlag Generelt vil det være størst behov for bruk av fettløsende midler i situasjoner hvor det har gått lang tid fra sprengning til sikring utføres, samt ved ettersikring Drenering av underlaget Der det lekker inn vann vil det normalt bli mer nedfall under utførelsen av sprøytearbeidene. Vannlekkasjer kan dreneres ved hjelp av anboring eller legging av takrenner, dreneringsrør, knottepapp eller lignende. Rennende vann vil kunne svekke konstruksjonen ved utvasking og eventuell frysing/ tining. Spesielt i frostutsatte partier må derfor lekkasjer lokaliseres, og dreneres ut av konstruksjonen Tildekking Entreprenøren sparer mye arbeid med rengjøring av utstyr ved enten å dekke til og/ eller påføre sprøyteutstyret midler som hindrer betongslam og prell i å feste seg Sjekk av utstyr Blant annet av sikkerhetsmessige årsaker bør slanger, koblinger, ventiler og bolter kontrolleres før sprøyting settes i gang Sprøyting Sprøyting mot armering Det må sprøytes vekselvis på skrå, og med liten avstand, for å unngå skygger bak armeringen. Generelt er sprøytebetong med alkalifri akselerator mer plastisk enn med vannglass når den treffer fjellet ("lever" etter at den treffer underlaget). Denne plastiske egenskap gjør at sprøytebetongen glir forbi og bak armeringsnett og fester/ komprimerer seg på underlaget uten å sette seg fast og bygge seg på armering, buer eller bolteskiver, men lar seg komprimere innunder og bak, med redusert fare for skyggeeffekt (meget vanlig ved vannglassakselerator). 91

94 3.4.3 Armering I Norge er armeringsnett i kombinasjon med sprøytebetong sjeldent benyttet til sikring av berg. Stangarmering brukes imidlertid i forbindelse med sprøyting av buer. Beregnings- og utførelsesmessig er armerte konstruksjoner utført med sprøytebetong i utgangspunktet å betrakte som andre armerte betongkonstruksjoner, dvs. at NS-EN 1992, NS-EN og NS gjelder. I forbindelse med sprøytebetong bør det imidlertid tas en del spesielle forholdsregler: før montering av armering, bør groper i underlaget fylles opp for å unngå dårlig innsprøyting, bør armeringen utformes og monteres i en mest mulig sprøytevennlig, dvs. åpen konstruksjon dersom det skal armeres i flere lag, vil det ofte være formålstjenlig å suksessivt sprøyte og armere lag for lag armeringen bør festes og avstives godt for å hindre at den vibrerer under sprøytingen, og derved skaper dårlig heft og lommer rundt armeringen for i størst mulig grad å unngå at betongen bygger seg opp på armeringen, bør det tilstrebes en plastisk betong ved at alkalifri akselerator benyttes, alternativt at akseleratorforbruket reduseres, trykkluftmengden økes og sprøyteavstanden reduseres Herdetiltak Herdetiltak består i å sørge for tilstrekkelig temperatur og tilstrekkelig fuktighet til at den kjemiske reaksjonen i bindemidlet kan foregå. Tilstrekkelig fuktighet kan sikres ved vanning av ferdigsprøytet betongoverflate, påføring av herdemembran på ferdigsprøytet betongoverflate, eller innblanding av tilsetningsstoff med herdeforbedrende effekt, såkalt internherdner, i fersk betong. Ved dårlige herdevilkår vil betongfasthet, tetthet og heftfasthet til berg bli skadelidende Sprøytebetong er særlig eksponert for uttørking i tidlig fase fordi: den legges i tynne lag overflaten har stor ruhet det er en finsats med høy bindemiddelmengde tunneler og bergrom har kraftig ventilasjon. Vanning er den beste metoden dersom dette er mulig. Arealer som skal påføres mer betong, bør holdes fuktige ved vanning (evt. tåkedusj). Vanning kan starte tidligst etter endt sprøyting og etter at noe fasthet er oppnådd. Herdemembran kan påføres umiddelbart etter avsluttet sprøyting, men anbefales ikke av HMS-grunner. Hvis det senere skal påføres mer sprøytebetong på samme areal, må herdemembran av typer som reduserer heften fjernes fullstendig, med påvist effektiv rengjøringsmetode. 92

95 3.5 ARBEIDSMILJØ OG SIKKERHET (HMS) Operatøren bør på en sikker måte (beskyttet mot nedfall) kunne oppholde seg så nær sprøytemunnstykket at han til enhver tid har oversikt over oppgaven og produksjonen. Sprøytemunnstykket bør kunne opereres manuelt eller ved hjelp av en mekanisk arm. Arbeidsstedet må være godt opplyst slik at operatøren kan se detaljer i fjellforhold for korrekt påføring av sprøytebetong. Ved påføring av forskalingsolje skal det alltid brukes åndedrettsvern. Dersom fjelloverflaten er så tilsmusset at den ikke lar seg rengjøre med vann og trykkluft, må flaten rengjøres ved for eksempel sandvasking, sandblåsing osv. Avfettingsmiddel benyttes ved forurensning av fettbelegg/dieseleksos. Det er en forutsetning for en sikker utførelse at sprøytemannskapet behersker teknikken og sprøyteutstyret og har grundig kunnskap om de materialer og kjemikalier som benyttes. Man bør ikke oppholde seg under nysprøytet betong før denne har oppnådd tilstrekkelig fasthet. Hva som er tilstrekkelig tid må vurderes i hvert enkelt tilfelle. Det er de som skal inn under nysprøytet betong som har ansvaret for å sjekke at sprøytebetongen har tilstrekkelig fasthet. Som en tommelfingerregel gjelder at betongen bør ha en fasthet på min. 0,7 MPa. Ved propp i utstyret må alltid trykket tas av betong- og akseleratorslange før det forsøkes å åpne koblingen. Rengjøring av riggen skal ikke foregå under nysprøytet betong. Operatøren bør ha minimum verneutstyr: hjelm vernebriller støvmaske klær og fottøy som normalt for arbeider med fersk betong Hjelm, vernebriller og støvmaske er ikke nødvendig når operatøren sitter i innelukket hytte med støvfilter og overtrykk. 93

96 3.6 FEILSØKING VED PROBLEMER Innledning Sprøytebetong er en sammensatt og komplisert arbeidsprosess. For at prosessen skal fungere optimalt, må alle parametere være i orden. Det hele starter i planleggingsfasen, der det fastsettes spesifikasjoner og sammensetning for sprøytebetongen. Under drift er det produksjon av basisbetong som er det første leddet. Videre er det transport, pumping, innblanding av akselerator og sprøyteutførelse. Til slutt utgjør herdebetingelsene siste fase. Sprøytebetongprosessen kan godt sees på som en slags samlebåndproduksjon. Som alltid gjelder da at alle delprosesser må være under kontroll og i orden. Dersom noe svikter i et av leddene, kan det få negative konsekvenser for sluttresultatet. Det som gjør denne prosessen så utfordrende er at den ikke foregår inne i noen fabrikk, men i en tunnel der det er mange variasjonsfaktorer. Dette kapittelet gir noen innspill til hvordan man kan gå frem for å søke etter årsaker til problemer og finne ut av feil med sprøytebetongprosessen. Det er imidlertid en umulig oppgave å gi en eksakt oppskrift på løsning av alle tenkelige problemstillinger. Vi må innse at enkelte problemer er mer kompliserte og sammensatte enn andre. Enkelte problemer kan skyldes kombinasjonen av flere faktorer. Det er derfor viktig å arbeide systematisk og ha forståelse for alle delprosesser for å kunne nøste seg frem til en løsning Problemløsing Når et problem oppstår, er det viktig at man er i stand til å beskrive problemet korrekt. En fremsatt påstand om at sprøytebetongen virker ikke er veldig lite beskrivende. Ofte kommer slik informasjon fra en person som har fått den videreformidlet gjennom flere ledd. Den som utfører sprøyting bør være den som beskriver problemet med sprøytebetongen Sjekkliste Beskrivelsen av problemet bør inneholde følgende: Fullstendig betongsammensetning o Sementtype og mengde o Masseforhold o Tilsetningsstoffer og dosering Hvordan oppleves den ferske betongen? o Temperatur o Konsistens o Fiberballer/stein o Er ferskbetongegenskapene jevne, eller varierer noen parametere? 94

97 Hvordan oppleves sprøyteakseleratoren? o Hva slags akselerator benyttes? o Akseleratortemperatur o Faktisk forbruk i kg/m 3 eller liter/m 3 o Er akseleratoren homogen? Hvordan oppleves selve sprøyteprosessen? o Virker akselerator å fordele seg jevnt i sprøytebetongen? o Kommer det mye akselerator i pulsering? o Er akseleratorpumpe og kompressor i orden? o Pumpetrykk? o Er det åpent i blandekammer og munnstykke? o Blir det temperaturøkning i et sprøytet prøvefelt? o Er det problemer med avbinding (størkning) og/eller herding? o Er det klager på at betongen er for myk ved bolting etter noen timer? Hvordan er omgivelsene i tunnelen (temperatur, fukt, trekk )? Eventuelt andre forhold som kan være av betydning Det er viktig at det formidles korrekt informasjon som beskriver problemer med sprøytebetong best mulig. Det er også viktig å delta under sprøyting, være tilstede, observere, foreta målinger og sammenstille data. En såkalt ekspert får en mye enklere oppgave dersom det oppgis mest mulig data og korrekt informasjon om prosessen, også når denne går normalt/godt. I startfasen av et problem påpekes det ofte at det må være noe galt med sement, tilsetningsstoff eller akselerator. Dette er en helt naturlig tanke. Det er jo nettopp sementen og akseleratoren som i all hovedsak skal reagere og sørge for at betongen henger, avbinder og herder. Men i mange tilfeller kan også problemene relateres til andre parametrer. Dette vitner om at en må angripe problemet med åpent sinn, ha fokus på alle faktorer og jobbe systematisk med årsakssammenhenger. Det er to stikkord som bør fremheves når man jobber med feilsøking i en sprøytebetongprosess: 1. Tålmodighet til å prøve/variere en parameter av gangen 2. Ærlighet fra alle involverte parter om hva de faktisk leverer og gjør. Dette gjelder både betongleverandør, tilsetningsstoff- og akseleratorleverandør og sprøyteentreprenør. Dersom sprøyteentreprenøren ikke har målt sitt faktiske akseleratorforbruk, så bør det komme frem Produksjon av basisbetong for sprøyting Basisbetong er i utgangspunktet en vanlig betong som består av Portlandsement, silikastøv, vann, tilslag, tilsetningsstoffer og evt. fiber. Basisbetong er en finsats og har i de aller fleste tilfeller kun en type tilslag, 0-8 mm. Basisbetong er rik på bindemiddel (sement og silikastøv) og har lavt masseforhold (M40 eller M45). Tilslaget og bruk av fiber vil påvirke vannbehovet til betongen. 95

98 Dersom basisbetongen har variasjoner i temperatur, konsistens eller masseforhold vil ikke sprøyteprosessen kunne fungere optimalt. Å ha kontroll på fukt i sand er derfor meget sentralt. Svært ofte har fukt i tilslag og tilsatt vann forskjellig effekt på konsistens. Viktige parametere for betongprodusent er: Gode rutiner for rengjøring av blander ved skifte av betongkvalitet, for å unngå forurensning av stein i basisbetongen. Stein kan kile seg fast i munnstykke og forårsake propp Fiber må doseres inn på egnet måte, og må gis tilstrekkelig blandetid. Fiberballer vil kunne forårsake propp og andre problemer og er tegn på ujevn fordeling av fiber Ved produksjon av lengre serier basisbetong, er det god praksis å ta ut en prøve av den første bilen og sjekke konsistens og temperatur, før neste lass. Etterdosering av tilsetningsstoff på anlegget er mulig, men bør unngås Sprøyteentreprenøren bør gi tilbakemelding til betongprodusenten ved jevne mellomrom, også når alt fungerer godt. Betongprodusent kan også ta kontakt med sprøyteentreprenør dersom det er lenge siden noen tilbakemelding er gitt Det er god rutine å ta ut en liten prøve ved hver leveranse av den type sement som benyttes i sprøytebetongs sammensetning. Ved plutselig problem kan sement fra tiden med problemer sammenlignes med sement fra en god periode. Leverandør av akselerator kan evt. være behjelpelig med å analysere sement og kontrollere reaksjon mellom sement og akselerator Ved problemer med avbinding, tidligfasthet eller fasthetsutvikling i sprøytebetong bør betongprodusenten sjekke følgende: o Fukt i tilslag (sjekk også historiske data for trykkfasthet på terningprøver) o Vektkontroll i blanderi o Temperatur i betongen o Variasjon i konsistens o Innmating av delmaterialer i blandemaskin. Tilsetningsstoffer bør ikke komme i kontakt med tørr sement Kjemi og reaksjon mellom sement og akselerator Portlandsement produseres først og fremst for konstruksjonsbetong, og de kontrollmålinger som utføres ved laboratoriet i sementfabrikken er primært rettet mot dette. I denne kontrollen måles avbindingstid og fasthetsutvikling i et system der sement og vann reagerer. I sprøytebetong endres kjemien i bindemiddelsystemet til å være basert på sement, vann, tilsetningsstoffer og akselerator. Dette er en vesentlig forskjell da det er andre kjemiske reaksjoner som skjer i tidlig fase i sprøytebetong. 96

99 Sementvalg: I Norge står vi i utgangspunktet fritt til å velge sementer som er godkjent for bruk i betong. I teorien skal sementer med høyere finhet (større spesifikk overflate) reagere raskere med sprøyteakselerator enn mer grovmalte sementer, men som før nevnt viser ikke dette seg alltid å være tilfelle. Mineralsammensetningen, finheten og alkaliinnholdet til en sement kan også påvirke sprøytebetongens egenskaper i tidlig fase. En viss mengde C 3 A bør være til stede, da denne reagerer med akseleratoren i løpet av sekunder og minutter. C 3 A-innhold i sement ligger normalt i intervallet 5-10 %. Sulfatresistente sementer (SR-sement) har lavt innhold av C 3 A (maks. 3,5 %), ofte også lavt alkaliinnhold. Dette gjør at SR-sement er mindre egnet for bruk i sprøytebetong. I dagens samfunn er det fokus på miljø og reduserte CO 2 -utslipp fra all industri. Trenden hos de fleste sementprodusenter er derfor å utvikle blandingssementer, der en andel Portlandsement blir erstattet med et annet mineralsk stoff som erstatning. Dette kan være slagg, flygeaske, kalksteinmel, silikastøv, etc. Dette er materialer som ikke reagerer med akselerator. De bidrar dermed ikke til avbinding og fasthetsutvikling i sprøytebetong. Disse materialene har ofte pozzolane egenskaper og bidrar positivt med hensyn på langtidsstyrke og bestandighet. Blandingssementer kan imidlertid oppleves som tregtherdende og kan gi problemer i både sprøytebetong og utendørs konstruksjoner i vinterhalvåret. De blandingssementene som finnes på det norske markedet i dag har % av andre materialer enn klinker. Flere av disse sementene har vist seg å være godt egnet for bruk i sprøytebetong. Ved høyere andel klinkererstatning må man imidlertid være klar over at sementens evne til å reagere med akselerator kan være redusert Akseleratorvalg: De fleste produsenter av akselerator har flere varianter å velge mellom. Felles for dem alle er at de er høykonsentrerte, vannbaserte løsninger av diverse salter og/eller faststoffsuspensjoner. Hovedkomponenten i de fleste er aluminiumsulfat. Aluminiumioner (Al 3+ ) som er løst i vann er stabile ved phverdier opp til ca. 3. Dette er grunnen til at alle alkalifrie akseleratorer er sure (lav ph) Når akseleratoren blandes inn i sementpasta (sement og vann) vil aluminiumsulfat umiddelbart reagere med C 3 A-fasen i sementen, samt gips og vann, og danne store mengder av en nåleformet mineralsk fase som kalles ettringitt. se figur 27 97

100 b Figur 27 Nåleformet ettringitt i sementpasta, 4 timer etter blanding med akselerator. Bildet er tatt i elektronmikroskop. Målestaven er 2 µm Ettringitt er forbundet med noe negativt, da ettringittsprengning kan forehar en volumutvidelse på 333 % nårr den dannes. En herdnet betong tåler ikke at ettringitt dannes fordi det da oppstår en innvendig sprengkraft. Når ettringitt dannes i fersk sprøytebetong, er betongen endaa myk og plastisk og tåler denne volumutvidelsen I tillegg inneholder akseleratorer forskjellige andre kjemiske komponenter som virker positivt på avbinding og herdeutvikling i sprøytebetong. Dette kan være aminer, fluoridsalter, salter av organiske syrer og andre aluminiums- forbindelser. Alle disse forekommer som regel i mye mindree konsentrasjoner enn aluminiumsulfat Akseleratorer blir mer tyktflytende når temperaturen synker. Forstøving og komme som en nedbrytningsmekanism i herdnet betong.. Ettringitt innblanding av akselerator i sprøytebetong kan dermed endres i negativ retning. Dette fenomenet kann variere med sprøyteutstyr. Dersom sprøyte- akselerator ikke blandes jevnt inn i sprøytebeto ongen, men forekommer i konsentrerte områder virker den ikke slik den skal. Denne ujevne fordelingen av akselerator vil kunne øke faren for at store områder av sprøytebetongen blir underdosert. Det er kanskje et paradoks forr mange, men underdosert sprøytebetong kan faktisk bli retardert. I hvilket doseringsområde dette opptrer kan variere, men typisk er ca. 2 % akselerator eller lavere. Da vil store felter av sprøytebetongoverflaten forekomme myk i mange timer 98

101 Lagringsstabilitet: Som sagt er akseleratorer høykonsentrerte løsninger. I motsetning til andre akseleratorer er ikke de alkalifrie basert på bare en type kjemikalie. I løpet av uker og måneder vil det kunne oppstå reaksjoner mellom de aktive kjemiske komponentene og det kan oppstå utfellinger. Det som i praksis skjer er at komponentene som i utgangspunktet er løst i vann, felles ut og danner partikler (salter). Akselerator som har felt ut vil virke dårligere, da væskefasen som er igjen vil inneholde mer vann og mindre av de kjemikaliene som skal virke akselererende. Det er viktig å ha god orden og gode rutiner for rengjøring av akseleratordoseringssystem, samt lagertanker. Ikke la små og tilsynelatende ubetydelige mengder partikler få akkumulere i en lagertank, men spyl lagertanker rene med vann regelmessig (for eksempel før fylling av nye varer). Dette krever litt innsats, men kan gjøre at man unngår større problemer. NB! Alkalisk akselerator (vannglass) og alkalifri akselerator reagerer kraftig med hverandre og feller ut. Disse må derfor aldri blandes. Det kan ofte være små mengder (forurensninger) som skal til av den ene eller andre akseleratoren, før det blir problemer. Alt utstyr som er i kontakt med akselerator bør rengjøres etter bruk. Utfellinger fra reaksjon mellom vannglass og alkalifri akselerator kan forårsake problemer og i verste fall tilstopping av akseleratordoseringssystemet Sprøyteutstyr Innblandingsprosessen i sprøytemunnstykket er avgjørende for et godt resultat. Innblandingen påvirkes først og fremst av: Munnstykkets utforming Betongpumpens hastighet (volum betong pr. tidsenhet) Trykkluftmengde og trykkets størrelse Pumpetrykk Akseleratorpumpens kapasitet Betongens konsistens, deriblant seighet Trykkluftmengden må være tilstrekkelig til å forstøve den betongmengden som strømmer gjennom munnstykket, slik munnstykket er utformet. Dersom basisbetongen er stiv eller seig, kreves større trykkluftmengde eller at betongstrømmen reduseres. Betong med høy dosering av SP-stoff og lav vanndosering (i forhold til betongens vannbehov) får en spesiell seighet som kan påvirke evnen til å forstøves. Akseleratorpumpens kapasitet må også være tilpasset betongstrømmen. Akseleratoren forstøves i munnstykket og blandes homogent i hele betongstrømmen. I motsatt fall vil deler av betongen sprøytes underdosert eller i verste fall uten akselerator. Sprøytebetong som er underdosert med alkalifri akselerator vil, som tidligere nevnt, kunne bli retardert. Pumpetrykket i betongpumpa er også av avgjørende betydning. Dersom basisbetongen er feil proporsjonert, kan dette medføre økt pumpetrykk. Økt pumpetrykk vil 99

102 gjøre det mer utfordrende å blande inn akselerator i betongen. Det er lurt å følge med på pumpetrykk og samtidig ha en klar formening om hva som er normalt nivå for pumpetrykk. Dermed vil man raskere kunne oppdage problemet. Overdosering av akselerator kan også være negativt. Ofte vises dette ved at betongen blir brunfarget eller brunprikket i overflaten. Ved overdosering oppleves ofte at betongen avbinder og henger, men herdeutviklingen har en tendens til å stoppe opp etter noen timer. Hvor grensen for dette fenomenet går, er ikke konstant. Dette er avhengig av type akselerator, innblanding, sementtype, herdetemperatur, akseleratortemperatur, osv. I tillegg til problemer med herdeutvikling, er det også dårlig økonomi å overdosere. I en feilsøkingsprosess må medgått mengde akselerator måles direkte på tank. En må forsikre seg om at munnstykket og alle hull for trykkluft- og akseleratortilførsel er rene og åpne. Det er god rutine å alltid rengjøre munnstykket etter ferdig utført sprøyting og kontrollere at alle hull for akselerator- og trykklufttilførsel er åpne før oppstart. Dette kan også gjøres mellom lass dersom det er ledig tid. En må studere sprøytestrålen ut fra munnstykket og se om det blåses ut mye akselerator i pulseringen. At akseleratoren blir jevnt fordelt kan også sjekkes ved å sprøyte prøvefelter. Ved ujevn innblanding vil som regel dette gjøre utslag på temperaturøkning og fasthetstilvekst lokalt i feltet. En slitt sprøytespiss vil også kreve mer lufttrykk enn en ny. De fleste sprøyterigger har et doseringssystem for akselerator der operatøren skal fastsette ønsket mengde akselerator. Operatøren bør kjenne systemet og vite hvilke parameter som er lagt til grunn. Dersom det ligger en grunnresept med 450 kg sement vil 10 % akselerator bli 45 kg, hvilket tilsvarer ca. 32 liter akselerator. Er grunnresepten 500 kg sement, vil 10 % gi 50 kg eller 36 liter akselerator. Uansett hvilket system som benyttes, så kan det være hensiktsmessig å fysisk måle virkelig forbruk i løpet av et skift eller i løpet av et betonglass. Dette måles på tank og evt. feil i doseringssystemet kan avdekkes. Det er ofte stor forskjell i nøyaktigheten i doseringssystem for akselerator. En konstant feil i doseringssystemet kan man leve med, så lenge man kjenner systemet og følger med på det faktiske forbruket. Ved problemer, kan det være lurt å kontrollere at doseringssystemet fungerer som det skal, og da må man ha erfart og kanskje notert seg hva som er normalt forbruk i gode perioder. Uansett kalibrering av doseringsutstyret vil mengde medgått akselerator variere med pumpekapasitet og betongkonsistens Omgivelsenes innvirkning Sprøytebetong som benyttes i en tunnel blir alltid påvirket av omgivelsene som er i tunnelen. Mange har vendt seg til de mulighetene alkalifri akselerator gir og glemmer at også dette systemet har begrensninger mht. å håndtere utfordringer og påvirkninger fra omgivelsene. Vannlekkasjer: Enkelte akseleratorer muliggjør sprøyting i områder med moderate vannlekkasjer. I praksis er det observert at ulike alkalifrie akseleratorer har forskjellig toleranse overfor vannlekkasjer og gir ulik risiko for kakenedfall. Man skal likevel være klar over at sprøytebetong som blir 100

103 konstant utsatt for rennende vann med lav temperatur vil bli nedkjølt, og følgelig størkne og herde seinere. Et mulig tiltak er å drenere vekk vannet på forhånd Kjølende lufttrekk: Kald ventilasjonsluft som blåses inn på stuff og gjennomtrekk etter gjennomslag vil påvirke herdebetingelsene negativt. Dette slår kraftigere ut på tynne sjikt av sprøytebetong. Trekk og ventilasjon vil også påvirke uttørkingssvinn og rissdannelse i overflaten. Tiltak mot dette vil kunne være bruk av internherdner eller ettervanning Sprøyting på frostsoner: Dette kan forekomme der man fryser inn løsmasser eller i geografiske områder der permafrost forekommer. Herdebetingelsene i slike tunneler er rett og slett elendige. Under slike forhold vil sjikt av sprøytebetong på 10 cm raskt bli nedkjølt og en betydelig økning i herdetid må forventes Utendørs sprøyting om vinteren: Dersom et tunnelprosjekt startes opp i vinterhalvåret vil påhugget og de første salvene som sprøytes foregå i områder der temperaturen i luft og fjelloverflaten er lik utetemperaturen. Da blir målet å få sprøytebetongen til å avbinde og herde så mye at den tåler å fryse. Herdeutviklingen vil mer eller mindre utebli så lenge det er kaldt, og man må beregne mye lenger herdetid og betydelig større risiko for bom Temperatur påvirker kjemiske reaksjoner: Kjemiske reaksjoner påvirkes av temperatur og av forholdene i omgivelsene. For de fleste kjemiske reaksjoner er det en tommelfingerregel at 10 C høyere temperatur dobler reaksjonshastigheten Kommunikasjon I alle prosesser der flere mennesker deltar, er kommunikasjon viktig. Dette tror de fleste er enkelt å få til. Det er kanskje nettopp i vanskelige perioder med problemer at man tjener på å ha etablert gode rutiner for kommunikasjon. Det finnes dessverre mange eksempler fra anleggsbransjen på at kommunikasjonen mellom sprøyteoperatør, anleggsledelse, byggherre, betongprodusent og tilsetningsstoff/akseleratorleverandør har vært for dårlig. Det kan for eksempel ha vært misnøye med kvalitet eller for stor variasjon i kvalitet på basisbetong i lengre perioder uten at betongprodusenten har fått tilbakemelding om dette. Det er derfor hensiktsmessig å etablere en jevnlig kontakt og dialog mellom alle parter. Dette kan være jevnlige møter, telefonkontakt eller e-post. Når alt er i orden og fungerer som det skal, tar ikke kommunikasjonen mye tid. Gode observasjoner og faktakunnskap fra gode perioder er verdifulle for å kunne løse problemer dersom slike skulle oppstå. Da vil det kunne være lettere å se hva som eventuelt har forandret seg. 101

104 Det må i denne sammenheng gjentas fra innledningen at det i en slik problemperiode er særdeles viktig å: 1. Være tålmodig og ta seg tid til å undersøke en parameter av gangen. Målet er jo å identifisere årsaken til problemet 2. Være ærlig med seg selv og andre. Har man for eksempel ikke målt faktisk akseleratorforbruk så si det, og for all del ikke bare skriv et tilfeldig valgt tall i problembeskrivelsen 102

105 VEDLEGG 1: Informasjonsskriv til Norsk Betongforenings Publikasjon nr. 7 Informasjonsskriv vedrørende praktisering og tolkning av retningslinjer angitt i Norsk Betongforenings Publikasjon nr. 7: «Sprøytebetong til bergsikring» Innledning Revidert utgave av Norsk Betongforenings publikasjon nr. 7 (heretter benevnt NB 7:2011) kom ut i august 2011 og vi har erfart at enkelte punkter i publikasjonen oppfattes ulikt i bransjen. Det har for eksempel vært knyttet en del usikkerhet knyttet til ansvar, samt dokumentasjon av energiabsorpsjonskapasitet i prøveplater. I dette informasjonsskrivet kommer en del presiseringer og anbefalinger som forhåpentligvis vil bidra til å gi enhetlig praksis og forståelse. Ansvar De betongegenskapene som inngår i bestillingen av basisbetong for sprøytebetong har betongprodusenten ansvar for, mens utførelsen fram til det ferdige produktet har den utførende av sprøytebetong ansvaret for. Det er naturlig at sprøyteentreprenøren har ønskemål mht. basisbetongens bruksegenskaper utover de grunnleggende krav som er stilt fra byggherre. Samarbeid mellom betongprodusent og sprøyteentreprenør om betongsammensetning for basisbetong bør derfor som hovedregel finne sted. Spesifikasjonen av sprøytebetong fra byggherre vil inneholde energiabsorpsjonsklasse, dvs. krav til minimum energiabsorpsjon. Spesifikasjonen for fiberarmert sprøytebetong vil normalt ikke inneholde krav om bruk av en spesifikk fiber. Det er entreprenørens frihet å velge fiberprodukt og fiberdosering for å oppfylle det gitte kravet til energiabsorpsjon. Betongprodusentens ansvar er (når han har påtatt seg å tilsette fiberen til basisbetongen) å tilsette fiber i spesifisert mengde, og sørge for at disse blir innblandet til tilfredsstillende fordeling. Den som tilsetter fiberen har også ansvar for kontroll og dokumentasjon av fiberinnhold/fiberfordeling. Hvis dette er tilfredsstilt har entreprenøren ansvaret for at prøver av energiabsorpsjon viser tilfredsstillende resultater. Det anbefales at sprøytebetongentreprenøren gis overordnet ansvar for både å dokumentere og sikre at beskrevet energiabsorpsjonsklasse tilfredsstilles, herunder sammen med betongleverandøren sikre at krav til basisbetongen oppfylles, og i samråd med fiberleverandør bestemme type fiber med tilhørende dosering. Fiberleverandøren vil normalt være den som innehar mest erfaring og sitter med mest dokumentasjon med hensyn til fiberdoseringen som er nødvendig for å oppnå kravet til energiabsorpsjonskapasitet, dernest sprøyteentreprenøren. Sprøyteentreprenøren vil selvsagt benytte sin egen erfaring og i størst mulig grad nyttiggjøre seg fiberleverandørens erfaring for å velge riktig fiberdosering. Plateprøving (energiabsorpsjonskapasitet), generelt Runde og kvadratiske plater er sidestilt og begge geometriene kan benyttes, men runde plater dominerer i Norge ettersom dette har vært tradisjon fra tidligere, og de er lettere å håndtere. En prøveserie/et prøveresultat skal bestå av minst 3 prøveplater. Enkelte velger å produsere 4 prøveplater ved hvert prøveuttak for å ha en ekstra i tilfelle man får skade på en plate eller det er andre grunner som tilsier bruk av den fjerde platen. Det skal alltid måles fiberinnhold og fiberfordeling fra samme lass som det sprøytes plater av. Betongprodusenten (som måler fiberinnhold og fiberdosering) og entreprenøren (som produserer plateprøver) må samordne slik at samme betonglass er basis når plateprøver skal sprøytes. Noe redusert akseleratormengde under sprøyting av prøveplater er ofte en forutsetning for god avretting av platene etter sprøyting. Ved rapportering av et prøveresultat skal alle 3 plateprøvene inngå i gjennomsnittet uavhengig av platen sin bruddform (momentbrudd, skjærbrudd) av 3

106 VEDLEGG 1: Informasjonsskriv til Norsk Betongforenings Publikasjon nr. 7 Ved forhåndsdokumentasjon kreves en margin til kravet for aktuell energiabsorpsjonsklasse (Tabell 3 i NB 7:2011), mens det ved dokumentasjon i selve prosjektet ikke kreves margin (Tabell 4 i NB7:2011). Det skal være separat dokumentasjon for M45- og for M40-kvalitet, både når det gjelder forhåndsdokumentasjon og dokumentasjon i prosjekt. Byggherren skal etterspørre og kontrollere forhåndsdokumentasjonen før oppstart. Når det gjelder bestemmelse av produsert volum av den fiberarmerte sprøytebetongen, og dermed prøvningsfrekvens for plateprøving (og fiberinnhold), gjelder i prinsipp ikke produksjon av «andre betongsammensetninger» (f.eks. sprøytebetong uten fiber til armerte buer, etc). Dette kan imidlertid være frivillig all den tid inkludering av andre resepter fører til økt dokumentasjonsomfang for den fiberarmerte sprøytebetongen. Spredning i resultater ved plateprøving En prøveserie/et prøveresultat på energiabsorpsjonskapasitet er gjennomsnittsresultatet fra minst 3 prøveplater som er sprøytet på samme sted og rett etter hverandre av samme betonglass. Før utgivelsen av NB 7:2011 utførte Sprøytebetongkomiteen en rekke serier med plateforsøk, se [1] og [2]; disse viste en gjennomsnittlig spredning (variasjonskoeffisient) på 8,5 % for et gitt laboratorium. For øvrig varierte spredningen normalt fra noen få % og opp til 15 %, og en spredning på over 20 % opptrer også nå og da. En rekke såkalte ringforsøk på plateprøving er også gjennomført, både i Norge og internasjonalt [3]. Erfaringen her er at gjennomsnittlig spredningen for prøveresultater mellom ulike laboratorium ligger på rundt %, noe som må karakteriseres som bra med de tanke på den gjennomsnittlig spredningen på 8,5% mellom tre paneler innad i et og samme laboratorium. Naturlig spredning fører dermed til at hvis man legger seg for nære kravet vil faren for å få undermålere i et prosjekt være stor. Helt analogt med for eksempel trykkfasthet bør man derfor legge seg over krevd nivå for å ta høyde for spredningen. Dokumentasjon av Energiabsorpsjonskapasitet (kapittel i NB 7:2011) Forhåndsdokumentasjon - Alternativ A (med margin til kravet): Forhåndsdokumentasjonen kan baseres på tidligere resultater på betong(er) produsert andre steder og hvor den aktuelle fiberen og betongkvaliteten er benyttet. I dette tilfellet skal resultatene ha margin til kravet ved oppstart i prosjektet, se tabell 3 i NB 7:2011. Man kan også basere sin forhåndsdokumentasjon på to (eller flere) fiberdoseringsnivå. Dette gir muligheten for å interpolere mellom resultatene (ikke ekstrapolering) og slik finne den fibermengden som kan benyttes ved oppstart i prosjektet. Figur 1 viser et eksempel med bruk av 2 fiberdoseringsnivåer, og 2 prøvningsresultater ved hvert doseringsnivå (dvs. 15 % marginen gjelder), og det er interpolert mellom resultatene for å finne nødvendig dosering for E700 (fiberdosering 1) og E1000 (fiberdosering 2). I denne forbindelse kan det også være fornuftig å gjøre seg noen egne refleksjoner i valget av endelig fiberdosering hvis det evt. er stor spredning mellom prøveresultater for en gitt fiberdosering, for eksempel ved en spredning som angitt mellom prøveresultat 1 og 2 for høy fiberdosering i Figur 1. Forprøving i prosjekt Alternativ B (uten margin til kravet) Forprøving står beskrevet i kapittel , og tabell 4 gjelder da (samme krav gjelder også for løpende dokumentasjon i selve prosjektet, se kapittel ). Det har utviklet seg en praksis å bruke interpolasjonsmetoden også i prosjekt både ved forprøving (med aktuelt utstyr og aktuell betong) og ved løpende dokumentasjon, noe som ikke er beskrevet i NB 7:2011. Sprøytebetongkomiteen mener interpolasjonsmetoden brukt i prosjekt kan være fornuftig ettersom det ligger robusthet i det at prøvningsomfanget øker, samt at det gir grunnlag for hurtig tilpasning hvis det evt. er behov for å endre fiberdoseringen. Naturlig spredning ble diskutert ovenfor og for forprøving i prosjekt, hvor det ikke er krevd margin til kravet, vil det likevel være svært fornuftig å velge et fibernivå som er noe høyere enn det som faller direkte ut fra selve interpoleringen av 3

107 VEDLEGG 1: Informasjonsskriv til Norsk Betongforenings Publikasjon nr Energiabsorpsjon (Joule) E1000 med 15% margin, dvs Joule E700 med 15% margin, dvs. 805 Joule Prøveresultat 1 (gj.snitt 3 plater) Prøveresultat 2 (gj.snitt 3 plater) Gjennomsnitt ved hvert doseringsnivå 600 (1) (2) (lav) Fiberdosering (høy) Figur 1 Illustrasjon på forhåndsdokumentasjon (alternativ A) av energiabsorpsjon med bruk av 2 doseringsnivåer og 2 prøvningsresultater ved hvert doseringsnivå, noe som betyr 15 % margin til E-klassen i hht. Tabell 3 i NB 7:2011. Ved bruk av interpolasjonsmetoden i prosjekt vil det da være behov for å sprøyte ett eller flere platesett med lavere fiberdosering enn det som benyttes i den daglige sprøytebetongproduksjonen. Etter sprøytingen av plateprøver vil det være et ønske om å bruke den resterende betongen i bilen. Dette må da avtales med byggherre/geolog. Det er eksempler på at aksept for bruk av slike enkeltlass med for lav fiberdosering til bergsikring er gitt (f.eks. område med god bergkvalitet), evt. så har man funnet annen fornuftig stedlig anvendelse. Avtalte prosedyrer innarbeides med fordel i prosjektets kontrollplan. Dokumentasjon av fiberinnhold og fiberfordeling Tendenser til fiberballing er blitt mindre etter at kravet til dokumentasjon av fiberinnhold/fordeling ble innført. For høy synk (separasjonsfare) er imidlertid erfart å gi risiko for dårlig fiberfordeling. Prøvningshyppighet Prøvningshyppigheten for fiberinnhold/fiberdosering og energiabsorpsjonskapasitet er i NB7:2011 gitt i henholdsvis Tabell 6 og i Tabell 7. Referanser [1] Bjøntegaard Ø. and Myren S.A. (2011) The accuracy of FRS concrete panel tests. Tunneling Journal, Oct/Nov 2011, pp [2] Bjøntegaard Ø. and Myren S.A. (2011) Fibre Reinforced Sprayed Concrete Panel Tests: Main results from a methodology study performed by the Norwegian sprayed concrete committee. Sixth International Symposium on Sprayed Concrete, September 2011, Tromsø, Norway [3] Bjøntegaard Ø., Myren S.A. and Skjølsvold O. (2013) Round Robin Test program on Energy Absorption Capacity of Round Panels according to Norwegian Concrete Association s Publication no 7:2011. COIN Project report , SINTEF Building and Infrastructure, ISSN (online), ISBN (pdf), p.52 September 2015 Sprøytebetongkomiteen, Norsk Betongforening av 3