RAPPORT. Rogaland Teater - Betong og tegl ROGALAND TEATER SVG BYGG-BRANN OPPDRAGSNUMMER NILS FÆRING. repo001.

Transkript

1 ROGALAND TEATER Rogaland Teater - Betong og tegl OPPDRAGSNUMMER SVG BYGG-BRANN NILS FÆRING

2 Sammendrag Sweco Norge AS er engasjert av Rogaland Teater ved Øystein Næss for å kartlegge skadeomfang på betong- og teglfasader på utvalgte bygninger ved Rogaland Teater i Stavanger kommune. Det er gjennomført flere befaringer med prøvetaking samt overvåkning ved hjelp av gipsplomber for å kartlegge skadeomfanget. Kartlegging har avdekket følgende: - Armeringskorrosjon i scenetårnet er et resultat av bindetråd og armeringsstumper som er feilplassert og ikke har fått nødvendig beskyttelse mot klimapåkjenninger. - Betongen utenpå armering i enden av de gjennomgående veggene på tilbygg foaje er i stor grad karbonatisert. - Det er registrert omfattende riss- og sprekkdannelser i hovedbygg og tilbygg til intimscene. Dette skyldes hovedsakelig setninger at de to byggene har fått setninger ulike bygningstekniske forutsetninger. Dette har ført til spenninger i pussen og i overgangen mellom byggene. - Det er registrert overflateriss i pussen på og nybygget. Riss skyldes svinn under uttørking og spenninger på grunn av lokale påkjenninger. Det er anbefalt følgende tiltak for å utbedre skadene: - Skader i betong utbedres ved mekanisk reparasjon og males. - Skader i teglkonstruksjoner utbedres ved at det skjære ut spor rundt rissene som pusses igjen med samme fremgangsmåte som eksisterende puss. - Maling av reparerte overflater må gjøres med malingssystemer som er tilpasset underlaget. Reparerte overflater må slemmes før de males for å skjule reparasjoner. Rammekostnad for gjennomføring av anbefalte tiltak er beregnet til å være kr ,- inkl. mva. Sweco Forusparken 2 Box 97 NO 4064 Stavanger, Norge Telefonnummer Sweco Norge AS Org.nr: Hovedkontor: Oslo Nils Færing Mobil nils.faering@sweco.no

3 Innholdsfortegnelse 1 Innledning Bakgrunn Om byggene 1 2 Metode Registrering og overvåkning av riss Karbonatisering Overdekningsmåling Kloridmålinger 5 3 Resultater Visuell inspeksjon Riss og sprekker i teglfasader Karbonatisering og overdekning Klorider 12 4 Anbefalte tiltak Betongkonstruksjoner Tilbygg foaje Scenetårn Teglkonstruksjoner Kalkyle 15 Vedlegg 1. Resultater av kloridanalyser

4 1 Innledning 1.1 Bakgrunn Sweco Norge AS er engasjert av Rogaland Teater ved Øystein Næss for å kartlegge skadeomfang på betong- og teglfasader på utvalgte bygninger ved Rogaland Teater i Stavanger kommune. Denne rapporten er utarbeidet etter at det ble registrert et behov for grundigere undersøkelser under en flerfaglig tilstandsanalyse av Rogaland Teaters bygningsmasse i november Hensikten med denne rapporten er å få en oversikt over skadeomfanget i de aktuelle byggene, og å identifisere nødvendige tiltak for å utbedre skadene. Rapporten tar for seg skader i betong i Tilbygg foaje og scenetårn, og skader i tegl i hovedbygg, Tilbygg intimscene og til dels i Nybygget, se bilde 1. Tilbygg intimscene Hovedbygg Scenetårn Nybygg Tilbygg foaje Bilde 1: Kart over Rogaland Teater med aktuelle bygninger. 1.2 Om byggene Hovedbygget ved Rogaland Teater er bygget i 1883 i pusset teglstein. Bygningen har blitt bygget om og på i flere omganger. Mest relevant for denne rapporten er tilbygg foaje, scenetårn og Tilbygg intimscene. 1(15)

5 Tilbygg intimscene er et mindre tilbygg på s nordre fasade, se bilde 2. Bygget er satt opp i tegl i Bilde 2: Hovedbygget med tilbygg intimscene Scenetårnet er oppført i betongelementer i 1980 og er bygget på, se bilde 3. Tilbygg foaje er oppført i plasstøpt betong på s sørside. Bygget har bærende vegger som er gjennomgående og stikker ut på fasaden, se bilde 4. Det er registrert armeringskorrosjon på enden av de gjennomgående veggene. Bilde 3: Hovedbygg (høyre) med scenetårn (midten) Bilde 4: Tilbygg foaje på 2(15)

6 Nybygget med administrasjon og verksteder er fra ca og er oppført i betong med pusset teglforblending på fasader, se bilde 5. Det er registrert omfattende rissdannelser i fasadepussen, hovedsakelig mellom vinduer, se bilde 6. Bilde 5: Nybygg med administrasjon og verksteder Bilde 6: Riss mellom vinduer 3(15)

7 2 Metode Befaringer ble gjennomført delvis sammen med driftspersonell fra Rogaland Teater. Driftspersonalet har vært behjelpelige og imøtekommende, og har vist seg å besitte mye relevant kunnskap om bygningsmassen. Undersøkelsene har bestått av en grundig visuell inspeksjon av fasader på de aktuelle byggene. Det er i tillegg foretatt karbonatiseringsprøver med tilhørende overdekningsmålinger av betongelementer. Her er det også boret ut betongstøv for analyse av kloridinnhold i laboratorium. Prøveresultatene er presentert i vedlegg 1. Det ble benyttet lift for tilgang til betong- og teglkonstruksjoner i høyden. Kontroll av rissovervåkning er utført fra stige og dokumentert med kamera. 2.1 Registrering og overvåkning av riss Riss og sprekker i teglfasader på er kartlagt. Strategisk utvalgte riss ble utstyrt med gipsplomber for å overvåke eventuelle bevegelser. Oppsprekking i gipsplombene indikerer bevegelse i rissene og dermed behov for ytterliggere undersøkelser for å fastslå bevegelsens årsak. Gipsplombene ble installert 24. og 29 februar. Plombenes relevans som indikator øker med tiden da bygningene vil bli utsatt for varierende påkjenninger fra klima, omgivelser og interne laster. Endelig avlesning av gipsplomber ble gjort 3. mai. Plombene hadde da vært installert i ca. 10 uker med varierende fukt- og temperaturforhold, samt med tunnelsprengning i umiddelbar nærhet. Gipsplombene ble delvis dekket med teip for å redusere bortvasking av gips fra nedbør. 2.2 Karbonatisering Utendørs betongkonstruksjoner som er ubeskyttet eller ubehandlet kan miste sin naturlige korrosjonshindrende effekt overfor innstøpt armeringsjern. Dette kan komme av en kjemisk prosess kalt karbonatisering, som man i dagligtale omtaler som forsuring av betong. Dette skyldes at CO2 fra luften trenger inn i betongen ved diffusjon og reagerer med kalsiumhydroksid i betongens porevann 1. Dermed produseres kalsiumkarbonat som senker ph-verdien i betongen fra en grenseverdi på omkring 12,6 til under 8-9, og det beskyttende sjiktet som omkranser armeringen brytes ned. Karbonatiseringshastigheten er raskest dersom konstruksjonen befinner seg i et klima med god tilgang på oksygen og en relativ fuktighet, RF, på omkring %. Karbonatiseringsdybde i betongrekkverk ble påvist med fenolftalein. Fenolftalein er en ph-indikator som endrer farge når den kommer i kontakt med frisk betong. 4(15) 1 Byggforsk datablad Armeringskorrosjon

8 2.3 Overdekningsmåling Overdekningsmåling er en ikke-destruktiv metode for å bestemme avstanden og posisjonen til innstøpt armeringsjern ved elektromagnetisk puls. For å unngå armeringskorrosjon er det avgjørende at karbonatiseringsfronten ikke når inn til armeringen. Det er derfor interessant med hensyn til vurdering av restlevetid og fremtidig korrosjonsfare å vite hvor langt inn i betongen karbonatiseringsfronten har kommet i forhold til armeringens plassering. Vi har av ovennevnte grunner målt karbonatiseringsdybder og armeringens overdekning/plassering i betongkonstruksjonene. Overdekning ble målt med et covermeter av typen Elcometer 331 med en standard probe. Via en søkersonde registrerer instrumentet endringer i magnetfeltet i forbindelse med innstøpt armering i betongen og beregner dermed avstanden inn til armeringen. 2.4 Kloridmålinger Klorider i betongen vil også kunne bryte ned det beskyttende sjiktet som omkranser armeringen. Det er i prinsippet på to forskjellige måter klorider kan forekomme i betongen. Det er enten blandet inn i fersk betong ved produksjon (saltvann/tilslag fra sjøbunn/tilsetningsstoffer), eller trengt inn i herdet betong ved kapillærsug og diffusjon 2. Inntrengning i betong ved diffusjon forekommer i kloridholdige miljø, for eksempel kystnære eller veisalteksponerte konstruksjoner. Diffusjonen foregår gjennom betongens væskefylte porer. Hastigheten på inntrengningen av kloridioner avhenger av en rekke miljømessige faktorer og egenskaper ved aktuell betong. For å kunne si noe om hvor stor sannsynlighet det er for at innstøpt armering korroderer, er det nødvendig å foreta kloridanalyse av betongen. Det tas da ut et visst antall støvprøver for å kunne synliggjøre betongens kloridprofil. Denne vil kunne si oss hvor alvorlig den nåværende situasjonen er. Dette vil også kunne gi svar på om kloridene er innblandet eller inntrengt, antyde konsentrasjonen av kloridionene i betongen, og om det er et kritisk kloridinnhold omkring armeringen. Norsk standard, NS-EN 206, gir orienterende grenseverdier for sammenheng mellom kloridinnhold og korrosjonsfare. Samtidig angis en øvre grense for anbefalt innhold av klorider på 0,4 prosent av sementvekt. Støvprøver er hentet inn ved hjelp av borhammer og støvsamler. Støvprøvene ble hentet i betongelementer i scenetårnet og i fasade til tilbygg foaje på hovedbygg. Analysene av støvprøvene er gjort ved hjelp av et Rapid Chloride Test kit. 2 Byggforsk datablad Armeringskorrosjon i betongkonstruksjoner. Utbedring av skader 5(15)

9 3 Resultater I dette kapittelet presenteres resultatene fra prøver og undersøkelser, samt sannsynlig årsak til eventuelle skader. 3.1 Visuell inspeksjon Under prøvetaking ble det registrert skader og forhold ved de aktuelle konstruksjoner. Skadeomfang på scenetårnet er tilsynelatende begrenset til et fåtall punktskader med armeringskorrosjon. Skadene er stort sett synlige fra bakkenivå. Skadeomfanget på tilbygg foaje er begrenset til noen mindre riss i fasade og på gesims, samt noe krakelering rundt muranker på gavlvegg, se bilde 7. Bilde 7: Krakelering rundt muranker Synlig skadeomfang på tilbygg foaje er noe oppsprekking av betong langs armeringsjern på enden av gjennomgående vegger. 3.2 Riss og sprekker i teglfasader Det er registrert riss og sprekker i teglfasader på og tilbygg for intimscene. Det er også registrert riss på teglfasader til nybygg. Riss vil alltid føre til økt inntrengning av vann i teglfasaden, noe som kan føre til følgeskader i form av frostskader, utvasking av bindemiddel eller saltskader 3. Det er derfor viktig å reparere riss og sprekker på pussede teglfasader før disse overflatebehandles. På er det registrert riss i gesimser over østfasade, se bilde 8. Det er også registrert riss i tilknytning til muranker i gavlvegg mot Teaterveien. Disse skyldes spenninger på grunn av muranker i kombinasjon med en for sterk puss. 6(15) 3 Byggforsk datablad Tilsyn og vedlikehold av mur-, puss- og betongoverflater

10 Bilde 8: Riss i gesims og over vindusåpning Det viktigste området med rissdannelser er i overgangen mellom og tilbygg til intimscene. I selve overgangen er det registrert store sprekker på den ene siden (mot vest), se bilde 9. Bilde 9: sprekk mellom hovedbygg og tilbygg intimscene Bilde 10: Eksempel på riss i nærheten av overgang mellom tilbygg intimscene og hovedbygg Det er også registrert flere riss i tilbygg til intimsene og i, se bilde 10. Rissenes plassering og retning indikerer at de to bygningsdelene har beveget seg uavhengig av hverandre. Det finnes flere ytre faktorer som kan ha bidratt til rissdannelsene: - Det har i løpet av de siste årene blitt utført endringer i dreneringsforholdene for bygget. Dette påvirker fuktmekanismer i grunnen og kan videre ha hatt en innvirkning på fundamenteringen. - Tilbygg intimscene er fundamentert med solide betongfundamenter etter nyere standard, men for øvrig er satt opp etter eldre byggeskikk. Fundamenteringsmetoder for er ikke kjent, men dette står delvis på fjell. 7(15)

11 Forskjellen i fundamenteringsmetoder på to bygg som henger sammen kan føre til spenninger mellom byggene når disse ikke har samme konstruktive forutsetninger. - Det pågår for tiden omfattende sprengningsarbeider i umiddelbar nærhet til teatret for Ryfast-prosjektet. Rystelser fra sprengningsarbeider kan ha påvirket bygget direkte, eller fundamenter og grunnforhold. Rissovervåkningen som er gjennomført forteller at det ikke har vært bevegelse i de overvåkede rissene i løpet av perioden de ble overvåket. Overvåkningen har foregått over en periode på ca. 10 uker. I løpet av perioden er det utført 4 befaringer for å registrere eventuelle forandringer. Resultater vises i tabell 1. 8(15)

12 Tabell 1: Rissovervåkning av Rogaland Teater Riss Kommentar R1 Ingen bevegelse R2 og R3 Ingen bevegelse R4 Ingen bevegelse R5 Ingen bevegelse R6 Ingen bevegelse R7 og R8 Ingen bevegelse 9(15)

13 Det har i løpet av overvåkningsperioden vært variasjoner i både fukt og temperatur som har utsatt bygningene for påkjenninger. I tillegg har det foregått tunnelsprengning i nærheten av bygningsmassen. Det er likevel ikke registrert bevegelse i de overvåkede rissene. Dette er en indikasjon på at bygningsmassen har stabilisert seg noe. I nybygg er rissene hovedsakelig konsentrert rundt vinduene og i hjørner. Disse rissene skyldes trolig spenningskonsentrasjoner i pussen på grunn av for hurtig eller kraftig uttørking (svinn), eller på grunn av for mye bindemiddel i pussen (pussen er for sterk) Karbonatisering og overdekning Tabell 2 viser målt overdekning og karbonatisering på utvalgte konstruksjonsdeler. Tabell 2: karbonatisering og overdekning Prøvepunkt Bilde Konstruksjonsdel Overdekning Karbonatisering 1 Forkant av gjennomgående vegg, Tilbygg foaje på Forkant av gjennomgående vegg, Tilbygg foaje på Forkant av gjennomgående vegg, Tilbygg foaje på Forkant av gjennomgående vegg, Tilbygg foaje på (15) 4 Byggforsk datablad Fasadepuss. Skader og utbedringsalternativer

14 5 Forkant av gjennomgående vegg, Tilbygg foaje på Forkant av gjennomgående vegg, Tilbygg foaje på Forkant av gjennomgående vegg, Tilbygg foaje på Forkant av gjennomgående vegg, Tilbygg foaje på Fasade, tilbygg foaje på Fasade, Tilbygg foaje på Betongelement, scenetårnet Betongelement scenetårnet (15)

15 Tabellen viser at de gjennomgående veggene i tilbygg foaje har relativt liten overdekning i forkant, og at karbonatiseringen i noen tilfeller har nådd inn til armeringen. I de tilfellene der den ikke ennå har nådd inn er det sannsynlig at dette vil skje i løpet av kort tid da det på det meste er 5-6 mm overdekning som ikke er karbonatisert. Selv om det er tatt et begrenset antall stikkprøver er det grunn til å anta at situasjonen er tilnærmet lik i forkant av alle gjennomgående vegger. På fasader til påbygg foaje er det registrert tilsvarende karbonatiseringsdybder, men med noe mer overdekning. Betongelementene i scenetårnet er armert med armeringsnett eller lignende med overdekning på ca. 30 mm, men med stedvis overdekning ned mot 26 mm. Karbonatisering er registrert i små dybder. Skadet armering i betongelementer på scenetårnet antas å være enkelttilfeller av bindetråd eller armeringsstumper som har ligget igjen i forskalingen ved støpning av elementer, eller enkeltjern som har blitt plassert feil i støpeprosessen. 3.4 Klorider Tabell 3 viser resultater fra kloridprøver i tilbygg foaje og scenetårn. Resultatene er også presentert i vedlegg 1. Det ble hentet støv fra to prøvesteder i tilbygg til foaje på, og ett prøvested i scenetårnet. Tabellen viser de maksimale verdiene som ble funnet i hvert prøvepunkt. Ingen av funnene overstiger maksimalt anbefalt innhold av klorider på 0,4 % av sementvekt. Det er brukt antatte verdier for betongvekt og sementmengde i beregningene. Disse er basert på erfaring og tilsvarende konstruksjoner fra samme tid. Det er antatt en betongvekt på 2000 kg/m 2 og en sementandel på 250 kg/m 2. Tabell 3: Kloridinnhold i betongprøver Prøve Lokalisering punkt %Cl av betongvekten (maks) %Cl av sementvekten (maks) K1 Fasade tilbygg foaje til hovedbygg 0,0120 0,096 K2 Fasade tilbygg foaje til hovedbygg 0,0125 0,100 K3 Fasade scenetårn 0,0054 0,043 Det finnes ikke grunnlag for å anta at det er områder med kloridinnhold over maksimalt anbefalt innhold. Det er heller ikke påvist at skader i betongen er forårsaket av høyt kloridinnhold. 12(15)

16 4 Anbefalte tiltak I dette kapittelet følger Swecos anbefaling til tiltak for å rette opp i de skader, feil og mangler som er registrert. Anbefalinger omfatter ikke skjulte feil og mangler, og er kun basert på de faktiske forhold som er avdekket og presentert i denne rapport. 4.1 Betongkonstruksjoner Tilbygg foaje Skadeomfang på tilbygg foaje er begrenset til forkant av gjennomgående vegger. Øvrige fasader har foreløpig tilstrekkelig overdekning og ytterliggere nedbrytning kan begrenses ved bruk av en karbonatiseringsbremsende maling. For gjennomgående vegger anbefales fullstendig mekanisk reparasjon, nærmere beskrevet her: Scenetårn - Meisle bort de ytterste 40 mm i forkant av utstikkende del av veggen. Dette gjøres i hele veggens høyde. - Skadet armering meisles fram og rengjøres. Korrodert armering frilegges i en dybde av 20 mm bak armeringen og 50 mm inn på ikke-korrodert armering. - All eksponert armering påføres sementbasert, alkalibestandig korrosjonsbeskyttelse. - Sår etter meisling rengjøres og påføres en sementbasert heftbro. Heftbro skal ikke herde før veggen støpes igjen. - Veggen støpes igjen med en reparasjonsmørtel. Forskaling skal lages av materialer som gir tilnærmet lik overflate som eksisterende konstruksjoner. - Reparert og eksisterende vegg overflatebehandles med en karbonatiseringsbremsende, diffusjonsåpen maling. Veggen må slemmes og primes før maling. Kartlegging av armering tilsier at overdekning er konsekvent og tilstrekkelig. Armeringskorrosjon kan på grunnlag av undersøkelse antas å være enkelttilfeller og byggefeil. Dette kan likevel forårsake avskalling av betong og fremstå som skjemmende, og bør utbedres. Skader utbedres ved begrenset mekanisk reparasjon. Fremgangsmåten er som beskrevet over, men meislingsomfanget er begrenset. Armering frilegges til friskt armeringsjern blottlegges. Etter at skader er reparert må reparerte vegger slemmes og bygget males med en karbonatiseringsbremsende, diffusjonsåpen maling for å begrense fremtidige skader. 13(15)

17 4.2 Teglkonstruksjoner De pussede teglkonstruksjonene har fått rissdannelser på grunn av spenninger, setninger og rystelser i grunne, samt varierende fundamenteringsmetoder på forskjellige bygningsdeler. Krakelering og overflateriss repareres ved å slemme disse med en grunning med korngradering tilpasset rissenes størrelse. Det bør benyttes et mineralsk malingssystem. Det er viktig at slemmingen trenger inn i rissene og fyller disse. Etter slemming males veggen med et egnet malingsprodukt i samme malingssystem som grunningen. Riss som er gjennomgående i pussen utbedres ved å hogge/skjære/krase et spor på mm i pussen parallelt med og symmetrisk om risset. Bruddkanten avsluttes vinkelrett med underlaget. Deretter grunnes såret før det fylles med en puss eller et pussystem som er tilpasset eksisterende puss. Det er viktig at mørtelen som benyttes i reparasjonen er av samme styrke eller svakere enn den eksisterende pussen. Sprekken i overgang mellom hovedbygg og tilbygg intimscene må fuges igjen. Ettersom denne er plassert i et område som har vært utsatt for store bevegelser bør det tas høyde for ytterliggere noe bevegelse i fremtiden. Samme behandling bør gis til andre sprekker som er videre enn 4 mm. Det kan benyttes en elastisk fugemasse for å ta opp bevegelser. Ved overmaling av reparerte overflater er det viktig at malingen tilpasses underlaget. Kalkpuss og sementbaserte pusser har forskjellige egenskaper og trenger maling som er tilpasset disse. Reparerte overflater slemmes før de males. Gipsplomber fra rissovervåkning fjernes før maling. 14(15)

18 4.3 Kalkyle Tabell 4 presenterer et grovestimat av kostnadene for å gjennomføre anbefalte tiltak. Kostnadene er basert på erfaringspriser. Rammekostnad for gjennomføring av anbefalte tiltak er beregnet til kr ,- inkl. mva. Tabell 4: Kalkyle Post Beskrivelse Delkostnad Kostnad 1 Rigg og drift Stillas Øvrig rigg (15 %) Bygg Betongrehabilitering på tilbygg foaje Betongrehabilitering på scenetårn Mekanisk reparasjon av riss på hovedbygg og tilbygg til intimscene Reparasjon av riss på nybygg Entreprisekostnad (Sum 1-2) Generelle kostnader (prosjektering, byggeledelse med mer) 12% Byggekostnad Reserve (20 %) Merverdiavgift Prosjektkostnad (avrundet) (15)

19 Prosjekt: Rogaland Teater - Betong og Tegl Betongvekt: Sementmengde (1): 2000 kg/m3 250 kg/m3 Forholdstall for omregning mellom %Cl av bet.vekten og %Cl av sementvekten. Forholdstall (1): 8,00 Prøve Dybde [mm] [mv] %Cl av bet.vekten %Cl av sementvekten Anmerkning ,0054 0, ,0046 0, ,000 Under nivået for RCT P1 P ,000 Under nivået for RCT ,0120 0, ,0054 0, ,000 Under nivået for RCT ,0078 0, ,0125 0,100