Betong i Statens vegvesen

Transkript

1 Bård Pedersen Vegdirektoratet, Trafikksikkerhet, Teknologi og Miljø (TMT), Tunnel- og betongseksjonen

2 Disposisjon med litt historiske tilbakeblikk Forskning og utvikling, hva gjør vi for å bli enda bedre? Litt om miljøaspekter Litt om regelverk på betong Til slutt: Litt om fagbloggen «På veg»

3 Bruer og tunneler pluss ferjekaier, rasoverbygg, støttemurer og mye mer Bruer og tunneler er de mest kostbare elementene i vegnettet, både ved nybygging og i drift/vedlikehold. Spesielt er drift av tunnelene kostbart SVV (dvs. stat og fylker) har mer enn bruer og mer enn 1000 tunneler å ta vare på Stort forfall/vedlikeholdsetterslep på riks- og fylkesvegnettet 3

4 Drømmen -og målet vi skal oppnå Atlanterhavsveien århundrets byggverk i

5 BRUER, perlene i vegnettet Gimsøystraumen bru. Det estetiske og kraftfulle ved bruene har alltid fascinert mange 5

6 Mange nyere bruer Helgelandsbrua 6

7 Vann- og frostsikringskonstruksjon Vann- og frostsikringskonstruksjon 7

8 Tinesalt Sjøsalt Frost 8

9 Marerittet vi skal unngå. Ullasund bru 275 m Bygd 1970 Korrosjon på bøyler og spennarmering Rehab i 1987 Revet i 1997 Fotos: Statens vegvesen 9

10 Årsak til armeringskorrosjon For liten spesifisert overdekning, enda mindre oppnådd overdekning 10

11

12 Innnskjerping av krav ALARM : Armeringskorrosjon på kystbruer!!!! Alle bruer råtner og faller ned, noe MÅ gjøres! Generelt: Vi har også skader som følge av frostskader og alkalireaksjoner, men ARMERINGSKORROSJON er den skademekanismen som virkelig utgjør en økonomisk og sikkerhetsmessig trussel. 12

13 Betongkvalitet Fokus: Fra fasthet til bestandighet Fram til 1988: C35 med 5 + 1,5 % luft Fra 1989: C45, 3-5 % silika, 5 + 1,5 % luft, masseforhold m<0,40 (Vegvesenbetong) Fra 1997: C55 SV-40 normalt (m<0,40) C55 SV-30 i utsatte kyststrøk (m<0,38) Egne benevnelser for å skille Vegvesenbetong fra MAbetong i flg. Norsk Standard 13

14 Alkalireaksjoner: Oppsprekking, ekspansjon og forskyvninger av lagere, klemming av fuger, påførte tvangskrefter. Åpning for andre skadetyper (korrosjon, frost). Elgeseter bru, bygd Utvidelse av overbygning med nesten cm i 2001 Foto: E. Rodum, Statens vegvesen 14

15 3,0 mm Foto: Viggo Jensen, NBTL,

16 Etatsprogrammet Varige konstruksjoner Ledet av Synnøve A. Myren

17 Resultatmål for Varige konstruksjoner Økt kunnskap om miljøbetingelser og nedbrytningsmekanismer for bruer og tunneler Konkrete forslag til valg av materialer og løsninger Oppdatert internt regelverk

18 Brurelaterte aktiviteter Tilstandsutvikling bruer TB1: Tilstandsutvikling nyere betongbruer TB2: Alkalireaksjoner i betong TB3: Overflatebehandling av betong TB4/FB9: Overflatebehandling av stål TB5: Riss og korrosjon TB6: Asfaltfuger Fremtidens bruer FB 1 Fremtidens brubetonger FB 2 Overflatebehandling av betong FB 4 Brudetaljer FB 5 Optimal lengde for fugefrie bruer FB 6 Fugeutforming FB 9/TB4: Overflatebehandling av stål FB 10 Fiberarmering FB 11 Skadekatalog for trebruer 18

19 Tunnelrelaterte aktiviteter Tilstandsutvikling tunneler Fremtidens tunneler TT2: Tilstandsutvikling bolter TT3: Miljøbelastninger i vegtunneler TT4/FT8: Vann- og frostsikring TT5: Sprøytebetong TT6: Tilstandsutvikling tekniske installasjoner FT1: Konturkvalitet FT2: Helstøpt tunnelhvelv FT3: Tunnelbelysning FT4: Drift- og vedlikeholdsrevisjon (VEGRAMS) FT5: Kritisk stigningsgrad for undersjøiske tunneler FT6: Gode løsninger FT7: Inspeksjonshåndbok for tunneler FT8/TT4: Vann- og frostsikring FT9: Energieffektive tunneler 19

20 Kloridbestandig betong - feltstasjoner 3m prøvestykker (150x300mm) Tidevannsone Solsvik 1, 5 m prøvestykker Tidevannsone (Sandnessjøen) Vegmiljø (Oslo) 1m prøvestykker (300x300mm) Tidevannsone Kristiansand 20

21 Solsvik Etablert

22 Durability aspects of fly ash and slag in concrete Nordic Workshop, Oslo, February 15 16, 2012 SVV arrangerte en Nordisk workshop om flygeaske og slagg i Inviterte foredragsholdere Betong også i Statens fra vegvesen Canada, USA, 22 Nederland og Storbritania i tillegg til de nordiske land.

23 Fakta om slagg og flygeaske Slagg Biprodukt fra produksjon av råjern 1 tonn råjern =>ca kg slagg Potensielt hydraulisk trenger aktivering vha høy ph Blandes tradisjonelt med Portlandsement i mengde % (av totalt bindemiddel) I kommersiell bruk i Tyskland fra 1865 (først blandet med kalk, deretter med PC) Flygeaske Biprodukt fra kullfyrte kraftverk Pozzolant materiale som reagerer med kalsiumhydroksyd fra hydratasjon av sement. Blandes tradisjonelt med PC i mengde % (av totalt bindemiddel) I bruk i USA fra 1940-tallet Høye doseringer (> 40 %) er fortsatt relativt uvanlig 23

24 Nederlandske erfaringer med slaggsementer Det aller meste av nederlandske marine konstruksjoner siden 1920-årene er bygd med slaggsement. Normale slaggmengder er % Særdeles god motstand mot kloridinntrengning Eliminerer problemer med alkalireaksjoner 24

25 Miljøaspekter ved Portlandsement kontra «nye» blandingssementer CO 2 -utslipp Kalsinering: CaCO 3 CaO + CO 2 Olje- og kullfyrt sementovn Samlet utslipp ca. 1 tonn CO 2 per tonn Portlandsement Norcems utslipp tilsvarer ca. 7 % av totale norske utslipp av CO 2 Positivt for miljøregnskapet å bruke avfallsprodukter (flygeaske, slagg, silikastøv etc.) i stedet for sementklinker At flygeaske, slagg og silikastøv fører til lengre levetid gir et enda større bidrag til miljøregnskapet 25

26 Endringer R762 prosess Formål med Prosesskoden Prosesskoden «gjør virkelighet av» Statens vegvesens retningslinjer og krav som finnes i normaler, håndbøker og standarder Skaper felles forståelse av oppgaven: Arbeidsbeskrivelser, angir krav om hva som gjelder og måleregler for oppgjør Sikrer ensartet og god praksis i Statens vegvesens entrepriser gjennom standard beskrivelsestekster

27 Nytt nummereringssystem for håndbøkene 400-serien HB 185 N serien HB 025 HB 026 R761 R

28 Endringer R762 prosess MANGE HENSYN STYRER VALGENE SVV TAR Kriterier for valg av betongspesifikasjoner: Teknisk sett best mulige betongkonstruksjoner Betong må kunne produseres/leveres i hht. spesifikasjonene over hele landet. Likebehandling av leverandører i hht. anskaffelsesreglene Miljøhensyn, «sustainability», bevisst mulige reduksjoner i CO2-utslipp Avvike minst mulig fra Norsk Standard. Enkle, lett forståelige spesifikasjoner

29 Endringer R762 prosess Standard beskrivelse for bruer og kaier 84.4 SV30 og SV40 går over i historien som egennavn og gjeldende betongspesifikasjoner. De nye betongspesifikasjonene vil i fremtiden ha tre kategorier; SV-Standard; MF40 (erstatter både SV-30 og SV-40) SV-Kjemisk; MF40 («erstatter» SR / sulfatresistent sement) SV-Lavvarme; MF45 k-faktorer: 1,0 for alle sementer 0,7 for tilsatt flyveaske 2,0 for silikastøv. Prosentangivelser: % av totalt bindemiddelinnhold (IKKE % av sementvekt, slik SVV spesifiserte tidligere) 29

30 Endringer R762 prosess Betongspesifikasjonene 84.4, kortversjon SV-Standard (MF40) Flyveaske % og Silikastøv 3 5% vil bli den suverent mest anvendte, langs hele kysten og i innlandet DENNE SKAL BESKRIVES MED MINDRE EN AV SPESIALBETONGENE NEDENFOR ER PÅKREVET SV-Kjemisk (MF40) Flyveaske % og Silikastøv 8 11% (+ tilslag uten kalkstein) For XA2 + XA3 (+ ph>4). Typisk alunskifer og sulfidførende bergarter Tilsiktet å gi den beste motstandsevnen som betong kan gi i de få spesialtilfellene der den er utsatt for betydelig kjemisk angrep fra syrer, sulfater, nitrat osv

31 Endringer R762 prosess Betongspesifikasjonene 84.4, kortversjon SV-Lavvarme (MF45) Flygeaske maks. 40 % og Silikastøv 3 5 % Krav til dokumentasjon av herdetemperaturutvikling For tilfeller der det primære er å unngå gjennomgående fastholdingsriss i herdefasen Skal utvikle meget lav hydratasjonsvarme, og vil dermed gi et betydelig bidrag til å unngå gjennomgående opprissing av massive konstruksjoner som er utsatt for betydelig ytre fastholding i herdeperioden.

32 Endringer R762 prosess Spesifiserer sementprodukter - ikke sementklasser Sement skal være i henhold til NS-EN og av styrkeklasse 42,5 eller 52,5 Sementer godkjent som produkt er: Norcem Anleggsement FA, Type CEM II/A-V Cemex Miljøsement, Type CEM II/B-S Aalborg Rapidsement, CEM I Norcem Standardsement FA, Type CEM II/B-M Annen sement kan aksepteres forutsatt demonstrert egnethet og dokumentert likeverdighet med godkjente sementer for den aktuelle betongspesifikasjon. Produktgodkjenning av flyveaske fra de kildene vi vet Norcem og Unicon har Silikastøv fra norske kilder vi kjenner

33 Fagbloggen «På veg» Vi har latt oss inspirere av Statens vegvesens visjon som forteller at vi er på veg for et bedre samfunn. For å komme oss dit trenger vi stadig påfyll av ny kunnskap, nye metoder og ny teknologi som kan hjelpe oss til å få folk trygt fram på en måte som ikke skader mennesker og miljø. Vi som blogger arbeider med forsknings- og utviklingsoppgaver på Trafikksikkerhets-, miljø og teknologiavdelingen i Statens vegvesen Vegdirektoratet. Her vil vi dele faglige synspunkt og sette søkelyset på teknologiske løsninger og utviklingsprosjekt som kan bidra til en sikrere og mer miljøvennlig vegtrafikk

34 Noen titler fra bloggen. God kvalitet og solide veger er lønnsomt Postet den by paaveg Av Leif Jørgen Bakløkk Sykkeltiltak som virker? Postet den by paaveg AV Anne Ogner Bedre luft med riktige regler for piggdekk Postet den by paaveg Av Karl Idar Gjerstad og Brynhild Snilsberg