Flyveaske og k-faktor

Transkript

1 Flyveaske og k-faktor Teknologidagene 2012, Betong i Statens vegvesen Øyvind Bjøntegaard Vegdirektoratet, Tunnel og betongseksjonen oyvbjo@vegvesen.no Flyveaske Fanges opp fra røykgassen i kullfyrte kraftverk. Pulver med partikkelstørrelser ca. som sement Består hovedsakelig av SiO 2 og Al 2 O 3, men også mange andre oksyder i mindre mengder Standarder: Flyveaske: NS-EN Sement: NS-EN Betong: NS-EN

2 Flyveaske Produksjon Ref: Peter Brennan, Steag Flyveaske Produksjon og eksport Ref: Peter Brennan, Steag 2

3 Bruk av flyveaske i betong, NS-EN K-faktor konseptet er basert på sammenlikning av egenskaper -fasthet - bestandighetsparametrer K-faktor konseptet tillater separat type II tilsetninger (flyveaske/slagg), ved at «vann/sement-forholdet» erstattes med «masseforhold» (også kalt: vann/effektiv bindemiddelmengde-forhold) Tilsatt flyveaske (FA) i betong NS-EN FA-tilsetning i betong: Silikatilsetning k FA = 0,4 (for cem.klasse 42,5) k s = 2,0 (for m 0,45),,, For en sertifisert Type II sement er k=1,0 for HELE sementen, dvs. k=1,0 også for FA CEM II/A-V (6-20% FA) ANL-FA sementen er i denne klassen CEM II/B-V (21-35% FA) CEM II/A-S (6-20% slagg) CEM II/B-S (21-35% slagg) Cemex Miljøsement er i denne klassen) 3

4 FA tilsatt i betong k FA = 0,4 kan brukes uten testing/dokumentasjon Er antatt å være en sikker, lav nok verdi Og referansetidspunktet (mot CEM I) er nok i ikke veldig moden betong Gjelder fasthet 20% FA-tilsetning 30 ulike typer FA Ref: Schiessl and Härdtl 1993 FA tilsatt i betong, og v/b k FA = 0,4 betyr dermed (vi ser for enkelhets skyld bort fra silikastøvet her nå): masseforhold,, og, f.eks m<0,4 betyr da: NB! Her er %FA regnet som 100% v/b<0,35 ved 20% FA v/b<0,34 ved 25% FA v/b<0,30 ved 40% FA (NB! over maks.grense i hht. NS-EN 206-1) 4

5 Proporsjonering med FA Eks.:En SV40-betong med m=0,40 og 160 ltr vann vil med kun CEM I måtte ha 400 kg sement (p.vol=29%) med innblandet 25% FA (maks. i hht. NS-EN 206-1) og k FA = 0,4 ; betyr v/b=0,34 og totalt 471 kg CEM I + FA (p.vol=32,6%) - 13% økning av p.vol. og 18% økning i pulvermengde - Ingen reduksjon i varmeutvikling - MEN: Sikrer ekvivalent fasthet ved 28 døgn, og bestandighet Lavvarmebetong Det er relativt klart at hvis man ønsker å redusere betongens varmeutvikling, så kan ikke k FA = 0,4 benyttes med mindre man presser vanninnholdet ned til urealistiske nivåer Fasthet er kanskje den egenskapen med lavest k FA. For bestandighet synes k FA å være mye høyere. Ved k FA >0,4 og større FA-doseringer må vi antagelig finne oss i å vente noe lenger enn 28d på krevd fasthet. Dette for å få en lavvarme (uopprisset) betong, samt bestandig betong (på lang sikt!...) Lavere fasthet i anleggsfasen må kommuniseres til entreprenør/rådgivende ing.: Produksjonsplanlegging og laster i anleggsfasen! 5

6 Redusert varmeutvikling Red. av varmeutv. var utgangspunktet for Vegdir sin opprinnelige interesse for, og spesifikasjon av, Lavvarmebetong (Bjørvika spes. 2005) På den tiden bare «hissige» sementer på det norske markedet. Std-FA (og Cemex Miljø., fra 2005) var der, men finmalt for å «tilsvare» CEM I Vegdir. forundersøkelser FA, slagg, masseforhold, SV40: fersk betongegenskaper, fasthet, bestandighet,..og ung betong/varme Man endte opp med å beskrive m 0.45, 23-39% FA (fra Danmark!) og k FA = 0.7 for ALL FA (samt 4-8% silikastøv) Bestandighet / fastholdingsriss m 0.45, k FA = 0.7 og opptil 39% FA kan kanskje fortone seg som liberalt, rent «tallmessig» Men Vegdir. sine undersøkelser viste svært positive resultater for FA sammenliknet med trad. SV40 (og andres erfaringer generelt) Undersøkelsen var i stor grad for m=0,45 og k FA = 1,0 (kan assosieres med «metoden med ekv. bet.egenskaper i NS-EN 206-1») Frostforsøk med den «brutale» Boråsmetoden imidlertid stor utfordring for FA-betong (som for annen betong) m 0.45 og k FA = 0.7 (+definert FA-intervall, og FA-kilde), kombinert med fasthetsklasse, sikret bestandighet og samtidig at resepten evt. måtte «strammes» opp mht. masseforhold i forhold til øvre tillatte grense. 6

7 Bestandighet Vurdere av tiltak ved svært tidlig klorideksponering! Nyere forsøk, Vegdir., Bulkdiffusjon m=0,40 og k FA =1,0 5% silika Fra 3 d 0% FA 19% FA 33% FA Ref: Samarbeidsprosjekt Anl-FA SVV og k-faktorer Beskrivelser for «lavvarmebetong» Bjørvikaspes.: m 0, %FA k FA = 0,7 for all FA (kontrollalder for fasthet 90 dager!) Hardangerbrua: m<0, % FA k FA = 0,7 for all FA Møllenberg løsmassetunnel m<0, % FA k FA = 0,7 for all FA Tresfjordbrua m<0, % FA k FA = 1,0 for første 20% FA k FA = 0,7 for «resten» av FA Dr. Eufemias gate m<0, % FA k FA = 1,0 for all FA 7

8 m=0,45 og k FA = 0,7 «betongen selv skjønner bare w/b når den proporsjoneres» 5% silikastøv er også med her De ulike spesifikasjonene Tunga rett i munnen nå! Bjørvika m<0,45 m<0,40 Dr. Eufemias g. Tresfjordbrua 8

9 SVV: Flyveaske og k-faktor Tross de ulike formuleringene for lavvarmebetong, og de tillatte intervall for FA-dosering, har man havnet på w/b-forhold mellom 0,38 og 0,42 Dvs. ikke lang unna det samme som hvis vi hadde beskrevet m<0,40 og k FA =1.0 Der Lavvarmebetong ønskes må vi ha en nedre FA-grense Pr. dato: Lavvarmebetongbeskrivelser, kun for helt spesielle prosjekter!! (ellers konkurransevridende) (ANL-FA sementen (20% FA) i seg selv er betraktelig bedre enn CEM I mht. fastholdingsriss) Sluttkommentarer «k-faktoren» er avhengig av egenskap og betongalder k FA =0,4 er veldig bra for å sikre f c28, men ubrukbart for å redusere varmeutvikling k FA =0,7 og m<0,45 (sammen definert FA-intervall) var et kompromiss mellom fasthet og lavvarme, samtidig som bestandighet ble vurdert ivaretatt Proporsjoneringsmessig er k FA =1,0 og m<0,40 strengere eller likeverdig med punktet over for FA opp til 40% Kravet til fasthet vil alltid «true» tillatt øvre maksgrense for m, og vil dermed kunne medføre at resepten må proporsjoneres med lavere m enn øvre grense Takk for oppmerksomheten 9