Norsk hverdag innen betongrehabilitering Rebetdagen Stockholm 2011-10-18 Siv. Ing. Fredrik Røtter Siv. Ing. Iain Miller Siv. Ing. Eva Rodum Siv. Ing. Bjørn Hansen Siv. Ing. Halvor Winsnes
Tekna - Teknisk-naturvitenskapelig forening er den største fagforeningen i Akademikerene. Foreningen har over 57 000 medlemmer med masterutdanning innenfor teknologi og naturvitenskap, i forskjellige yrkessituasjoner og med ulike interesser. Tekna organiserer en rekke fagmiljøer i Norge. Blant annet Norsk Tekna organiserer en rekke fagmiljøer i Norge. Blant annet Norsk Betongforening (NB) og Norsk Forening for Betongrehabilitering (NFB)
NFB er en medlemsbasert organisasjon som jobber for å fremme betongrehabilitering som et eget fagområde med kompetente aktører NFB representerer bransjen ovenfor myndigheter, offentlige og private organer. Foreningen samarbeider nært med Norsk Betongforening.
Hva gjør NFB? Foreningen har som formål å øke kompetansen i bransjen og videreutvikle fagområdet betongrehabilitering. NFB jobber for å fremme sine medlemmer interesse gjennom å: Øke forståelsen for viktigheten av reparasjon og vedlikehold av betong. Fremme kvalitet ved betongrehabiliteringsarbeider Ivareta helse, miljø og sikkerhet Dette gjennomføres ved at foreningen Støtter prosjekter og faglige aktiviteter, både økonomisk og med ekspertise Arrangerer kurs, konferanser og fagmøter Utarbeider bøker og kursmateriell for kompetanseheving
Hvem er medlemmer? Foreningen har medlemmer fra alle deler av betongrehabiliteringsbransjen, herunder: Spesialentreprenører innen betongrehabilitering Rådgivende ingeniører Material- og produktleverandører Byggherrer NFB h dl f h l l d t M dl k t å t f båd NFB har medlemmer fra hele landet. Medlemskapet er åpent for både enkeltpersoner og bedrifter med tilknytning til betong og betongrehabiliteringsbransjen.
Historikk - betong Armert betong i Norge fra 1915 Tradisjonelt brukt i tunge konstruksjoner (1915 ->) Bruer Dammer Industri- og kontorbygg Fra 1950 Boligbygg Oljeplattformer Nyere tid også arkitektonisk Monumentale byggverk Dekorative konstruksjoner Belastningsprøving av armert betong, 1904 Troll A 472 m høy, 678 000 tonn, bygd 1995 Foto/ill: Pedersen, P.H.: Fra Farris til Troll. En beretning i anledning Norsk Betongforenings 40 års jubileum,1995 6
Ref: Pedersen, P.H.: Fra Farris til Troll. En beretning i anledning Norsk Betongforenings 40 års jubileum,1995
Historikk - betong Fokus på bestandighet t først på 1980-tallet t Utviklingen på 1970-tallet medførte en overfokusering på fasthet og styrke -> slankere konstruksjoner med mye armering og liten overdekning Norsk standard 1939-1998 (konstruksjoner eksponert for sjøvann) Materialsammensetning betong Overdekning 1939 1962 1973 Ca 1985 -> Min overdekning, mm 40 50 25 50 Maks v/b-forhold 0,50-0,60 Ingen krav 0,45 8
Historikk - betong Typisk betongsammensetning for norske brukonstruksjoner eksponert for sjøvann (eksempel) Periode 1935-1962 1962-1986 1986 v/b-forhold 0,50 0,70 0,40 3 Sementinnhold, kg/m 3 450 250 350 Sementtype CEM I CEM I Silika, % av sementvekt Overdekning 25-30 mm på 1970-tallet CEM I eller CEM II/A-V - - 3-5 Liberale krav til betongsammensetning og overdekning i en periode med stor byggeaktivitet i har medført et stort reparasjons- og vedlikeholdsbehov Ref: Lindgård, d J, Skjølsvold, ld O og Kjellsen, K, ERMCO Congress, 2001 9
EUs byggevaredirektiv Plan og bygningsloven m/forskrifter Myndigheter Myndigheter NS-EN 1991 + NA Laster på konstruksjoner NS-EN 1990 + NA Grunnlag for prosjektering av konstruksjoner NS-EN 1992 +NA Prosjektering av betongkonstruksjoner Prosjektering Prosjektering NS 3420 Beskrivelsestekster for bygg, anlegg og installasjoner NS-EN 1504-9 + NA Almenn regler for bruk av produkter og systemer for beskyttelse og reparasjon av betongkonstruksjoner NS-En 12696 Katodisk beskyttelse av stål så i beo betong NS-EN 13670 + NA Utførelse av betongkonstruksjoner Prøvestandarder for kontroll av utførelsen NS-EN 12696 Katodisk beskyttelse av stål i betong NS-EN 1504-10 Utførelse og kvalitetskontroll av rehabiliteringsarbeidene CEN-TS 14038-1 Realkalisering NS-EN 14487-2 Utførelse sprøytebetong Utførelse ISO 6934 eller ETA Spennarmering NS-EN 206 + NA Betong NS 3576 Armering NS-EN 12696 Katodisk beskyttelse CEN-TS 14038-1 Realkalisering NS-EN 14487-1 Sprøytebetong NS 3576 Armering Produkt og prøvestandard Produkt og prøvestandarder Produkt og prøvestandarder NS-EN 1504-2 + NA NS-EN 1504-3 + NA NS-EN 1504-4 + NA NS-EN 1504-5 + NS-EN 1504-6 + NA NS-EN 1504-7 + NA Systemer for overflatebehandling Reperasjonsmørtler Lim for konstruktive NA Forankring av Korrosjonsbeskyttelse formål Injeksjon i betong armeringsjern av armering Materialprodusent Material pr rodusent - NS-EN 1504-8 + NA Kvalitetskontroll og vurdering av samsvar Produkt- og prøvestandarder Ref: Utkast til «veiledning til kap LY i NS 3420 tekniske bestemmelser», 2011
NS-EN 1504-serien Produkter og systemer for beskyttelse og reparasjon av betongkonstruksjoner. Definisjoner, krav, kvalitetskontroll og evaluering av samsvar Del 1-10 Gjeldende i Norge fra 1. januar 2009
Øvrige relevante EN-standarder for betongrehabilitering NS-EN 12696: Katodisk beskyttelse CEN/TS 14038 del 1: Elektrokjemisk realkalisering
NA til NS-EN 1504-serien EN 1504 åpner for nasjonale tillegg (NA) på noen få områder De viktigste områdene for norsk NA er: Krav til kompetanse knyttet til utførelsesklasse (del 9) Produksjonsleder Formann Bas Kontrolleder og kontrollør for intern systematisk kontroll Krav til kvalitetskontroll knyttet til utførelsesklasse (del 10) Kvalitetsplan Kvalitetsstyring Kontroll av utførelse NA til NS-EN 1504 er under utarbeidelse
Betongopplæringsrådet g (BOR) BOR skal arbeide for et levende, dynamisk og kompetent betongmiljø med riktig kompetansenivå på alle plan. BOR skal være et faglig samlende organ for betongteknisk grunn- og etterutdanning og arbeide for normering av opplærings- og kompetansedokumentasjon. k BOR utsteder kompetansebevis innen ulike sektorer av betongbransjen i henhold til gitte krav. De ulike kompetansesektorer er: A: Betongproduksjon og transport U: Utførelse av betongarbeider R: Betongrehabilitering S: Sprøytebetong for bergsikring T: Tilslag Standard Norge har bekreftet at BORs forslag til krav og opplegg for Standard Norge har bekreftet at BORs forslag til krav og opplegg for tildeling av kompetansebevis, er i tråd med intensjonene i de angitte standarder.
Kompetansebevis klasser og krav Kompetansebevis utstedes av BOR basert på følgende grunnlag: Forkunnskaper (grunnutdanning, f eks fagbrev eller ingeniør) Tilleggskurs i betongteknologi og betongrehabilitering Relevant praksis Følgende tilleggskurs er relevante for utførende aktører innen betongrehabilitering (krav om bestått eksamen): R1: Betongrehabilitering - utførelse (4 dager) R2: Betongrehabilitering - planlegging, gjennomføring og kontroll (3 dager) U1: Praktisk betongteknologi (3 dager) Følgende kompetansebevis utstedes av BOR ved oppfylte krav: RU (formann/bas) RPKN (produksjons-/kontrolleder, utførelsesklasse 1 og 2) RPKU (produksjons-/kontrolleder, utførelsesklasse 3)
Krav til kompetansebevis avhengig av utførelsesklasse Aktør Funksjon Utførelsesklasse 1 2 3 Produksjonsleder Formann Bas Kontrolleder Har det øverste faglige tilsynet med alle arbeider fram til ferdig resultat (overlevering) RPKN RPKU Har ledelsen for hele eller deler av arbeidet. Underlagt produksjonsleder RU Har detaljstyringen av en arbeidsutførelse, enten selv eller som RU leder av et arbeidslag Har det overordnede tilsynet med den interne systematiske kontrollen av RPKN RPKU utførelsen
Krav til kompetansebevis avhengig av utførelsesklasse Aktør Utførelsesklasse 1 2 3 Produksjonsleder/ kontrolleder Formann/bas RPKN - Min. relevant fagbrev e.t. - Tilleggskurs i betongteknologi (U1) og betongrehabilitering (R1+R2) - Erfaring innen betongrehabilitering RPKU - Min. ingeniør med særskilte kvalifikasjoner - Tilleggskurs i betongteknologi (U1) og betongrehabilitering (R1+R2) - Lang og allsidig erfaring innen betongrehabilitering i Utførelsesklasse 3 RU - Minimum relevant fagbrev eller tilsvarende - Tilleggskurs betongteknologi (U1) og betongrehabilitering (R1) - Erfaring fra lignende type arbeid
Ola Nordmann RU, RPKN, RPKU 0000 Forside og bakside av et kompetansebevis
Retningslinjer for tilstandsanalyse NS-EN 1504 Påpeker nødvendigheten Beskriver ikke utførelsen Norske standarder og normer NS 3424: Tilstandsanalyse for byggverk RIF-normen: Tilstandsanalyse av betongkonstruksjoner NA del 9 (informativt): «Tilstandsanalyse skal utføres iht NS 3424 samt RIF-rapport Tilstandsanalyse av betongkonstruksjoner»
NS 3420: Beskrivelsestekster NS 3420: Beskrivelsestekster for bygg, anlegg og installasjoner Kapittel LY: Betongrehabilitering i Poster Koder Beskrivelsestekster Mengderegler Tekniske krav -> henviser til NS-EN der slike finnes Kompetansekrav -> henviser til nasjonalt tillegg til NS-EN 1504
Bransjeveiledning for bruk av NS-EN Det nye regelverket er komplisert Rådgivende ingeniørers forening (RIF) og NFB så behov for en veiledning i bruken av standardverket Komité for implementering av NS-EN 1504-serien nedsatt 2009 Jan Lindland, Stærk & Co AS (leder og redaktør) Magne Maage, Skanska Trond Helgedagsrud, Rescon Mapei Jan-Magnus Østvik, Statens vegvesen esen Eva Rodum, Statens vegvesen Finansieres av NFB, NB og RIF + enkeltfirma i bransjen Forventes ferdig 2011 Etterfølges av kursopplegg for bransjen
Oppbygging av veiledningen Tidlig valg: Iht metoder i NS 3420 eller prinsipper/ metoder i NS-EN 1504-9? 42 metoder
Oppbygging av veiledningen Hver reparasjonsmetode iht NS 3420 har fått et eget fagkapittel: 1. Forbehandling 2. Mekanisk reparasjon 3. Elektrokjemisk realkalisering 4. Elektrokjemisk kloriduttrekk 5. Katodisk beskyttelse 6. Overflatebehandling 7. Reparasjon av riss og sprekker 8. Overvåkingsutstyr
Oppbygging og bruk av veiledningen Inneholder en samling tekniske krav (utover normative krav i NS-EN) aktuelle ved utførelse av de ulike reparasjonsmetoder. Kravene gjelder: Materialer Utførelse Prøving og kontroll Inneholder en god del informativt/veiledende stoff Ment å være et hjelpemiddel/verktøy som kan brukes sammen med NS 3420 og NS-EN standardene til å beskrive arbeidene så komplett som mulig Bruk av veiledningen skal sikre at innholdet er i samsvar med gjeldende standarder
Ref: Utkast til «veiledning til kap LY i NS 3420 tekniske bestemmelser»,
Ref: Utkast til «veiledning til kap LY i NS 3420 tekniske bestemmelser»,
Rådgivningsstandarder g NS 8401 og 8402
Rådgivningsstandarder NS 8401 og 8402 NS 8401 regulerer forhold mellom byggherre og arkitekt, rådgiver eller annen fagkyndig om prosjektkteringsoppdrag innenfor bygg og anlegg. Avregnes på fast pris eller etter medgått tid. NS 8401 har strenge varslingsrutiner vedr. endringer. NS 8402 kl ll i i b i NS 8402 er enklere og mer generell i sin oppbygging. Avregnes etter medgått tid.
Kontraktsbestemmelser mellom byggherre og entreprenør NS 8405 Norsk bygge- og anleggskontrakt (hovedentreprise) NS 8406 Forenklet norsk bygge- og anleggskontrakt (hovedentreprise) NS 8407 Alminnelige kontraktsbestemmelser for totalentreprise (totalentreprise) Har tatt over for NS 3431
Norsk hverdag innen betongrehabilitering Kystkonstruksjoner med ytre kloridpåkjenning Bruer Kaier Andre konstruksjoner med ytre kloridpåvirkning Bruer (innland) Parkeringshus Konstruksjoner med innstøpte klorider Konstruksjoner med lav overdekning utsatt for karbonatisering Sosial boligbygging 1960-1985 Betongstandard 1962-1986 Frostskader, fysiske angrep, kjemiske angrep, byggefeil
Norsk hverdag innen betongrehabilitering
Metoder for reparasjon og vedlikehold Forbehandling vanlige metoder Tørr sandblåsing Høytrykksrubbing Våt sandblåsing Blastring Fresing Sliping Bruer og kaier Bruer og kaier Lite brukt Dekker Dekker Boligblokker
Metoder for reparasjon og vedlikehold Mekanisk reparasjoner vanlige metoder Fjerning av betong Mekanisk meisling Vannmeisling Alle konstruksjoner Bruer og kaier, noe på bolig Generelle regler for beskrivelse, metoder og avregning er gitt i NS3420 LY. Det skilles på: Fullstendig mekanisk k reparasjon (all armering i infisert/ karbonatisert betong frilegges) Begrenset mekanisk reparasjon (korrodert armering frilegges inn til ikke-korrodert område, NB! Anvendes ikke ved kloridinitiert korrosjon) Forenklet mekanisk reparasjon (for elektrokjemiske metoder)
Metoder for reparasjon og vedlikehold Mekanisk reparasjoner vanlige metoder Mørtling Håndmørtling Alle konstruksjoner, små sår Tørrsprøyting øy Bruer og kaier, større sår Generelle regler for beskrivelse, metoder og avregning er Generelle regler for beskrivelse, metoder og avregning er gitt i NS3420 LY.
Tørrsprøytemaskin og utførelse av tørrsprøyting.
Metoder for reparasjon og vedlikehold Elektrokjemiske metoder Katodisk beskyttelse Realkalisering Kloriduttrekk Kloridinfiserte konstruksjoner Karbonatiserte konstruksjoner Kloridinfiserte konstruksjoner Generelle regler for beskrivelse, metoder og avregning er gitt i NS3420 LY. De elektrokjemiske metodene har vist gode resultater gjennom 20 år og har blitt en del av norsk hverdag. Korrekt installasjon og riktig bruk er imidlertid en forutsetning.
Katodisk beskyttelse Prinsippet er at korrosjon av armeringen opphører fordi potensialet i stål forskyves til under grenseverdien for når korrosjon kan foregå En anode legges permanent utenpå eller inne i konstruksjonen, k isolert fra armeringen. Brukes vanligvis med permanent påtrykket spenning Benyttet på landbaserte konstruksjoner k i Norge siden slutten av 1980-tallet Installert t på ca. 350.000000 m2 i Norge Beskrevet i NS EN 12696
Anodetyper Katodisk beskyttelse Ledende maling eller belegg Innstøpte stavanoder av titan eller grafitt Innstøpt titannett Innstøpte titanbånd (i sprøytemørtel) Innslissede titanbånd Karbonfiberanode (utfaset) Vannanoder Katodisk beskyttelse er en permanent installasjon og anleggets effekt i driftsperioden overvåkes kontinuerlig med referanseelektroder og elektronikk
Ref: Nerland, Eri, Vennersland, Grefstad: 18 years of Cathodic Protection of Reinforced Concrete Structures in Norway facts and figures from 162 installations (2007)
Titannett for katodisk beskyttelse før og etter innsprøyting (bru)
Ledende belegg før og etter slitedekke (p-hus)
Katodisk beskyttelse Statens vegvesen har installert katodisk beskyttelse på flere ti- talls kystbruer siden slutten på 1980-tallet I starten utført som pilot-prosjekter for å vinne erfaringer og øke kompetansen Typiske problemer erfart i de tidlige anleggene: Heftsvikt mellom ulike materialer (f eks sprøytemørtel) Driftsproblemer (kabelbrudd, nedbrytning av anodemasse, svikt i strømforsyning, lynnedslag, hærverk, ) Mangelfull oppfølging g (manuelle anlegg er krevende å følge opp, lang reisetid ut til brua, nøkkelpersoner som slutter i organisasjonen, ) Dokumentasjon (for dårlig dokumentasjon av hvordan anlegget er installert) 42
Katodisk beskyttelse Det har skjedd en enorm teknologisk utvikling i løpet av 20 år Forbedret kvalitet på anodematerialer, referanseceller, kabler, styringsenheter, koblingsskap, Statens vegvesen anser i dag katodisk beskyttelse som en aktuell metode for mange av kystbruene. Følgende vektlegges i nye anlegg: Kompetanse i alle ledd (byggherre, konsulent og entreprenør) God kontroll under utførelse Robuste løsninger betale for kvalitet God «as-built» dokumentasjon Web-basert drift og resultatoppfølging Drift og vedlikehold i regi av entreprenør i 5-10 år (inkl i kontrakt) Muligheter for driftskontroll utført av uavhengig part 43
Realkalisering Prinsippet er å strippe stålet katodisk og heve betongens ph-verdi slik at stålet passiveres når strømmen slåes av. Utføres ved at utenpåliggende elektrodenett påføres en vandig elektrolytt som inneholder kaliumkarbonat Strømmen sendes til armeringen og produserer alkalier ved elektrolyse av vannet i elektrolytten Elektroosmose besørger transport av kaliumkarbonat i overdekningen og frem til armeringsstålet. Benyttet på landbaserte konstruksjoner i Norge siden slutten av 1980-tallet Installert på ca. 150.000 m2 i Norge
Midlertidig anodenett og sprøyting av fiber og elektrolytt.
Testing av ph rundt stål og i overdekningen i realkalisert betong.
Kloriduttrekk Prinsippet er å strippe stålet katodisk og heve betongens phverdi slik at stålet passiveres når strømmen slåes av. Utføres ved at utenpåliggende elektrodenett påføres en elektrolytt l tt av cellulosefiber l fuktet t med vann. Strømmen som sendes til armeringen produserer alkalier ved elektrolyse av vannet i elektrolytten. Kloridioner fraskyves stålet og tiltrekkes anoden slik at betongen tømmes for inntil 80% av opprinnelig kloridmengde. Benyttet på landbaserte konstruksjoner i Norge siden slutten av 1980-tallet Installert på ca. 130 000 m2 i Norge
Andre metoder Offeranoder i vann Offeranoder atmosfærisk miljø (innstøpt i betong)
Overflatebehandling NS-EN 1504-2 setter krav til produktenes egenskaper avhengig av formål (prinsipp) og produktkategori (belegg, impregnering eller hydrofoberende impregnering NB har utarbeidet en publikasjon (NB24) om overflatebehandling av betong
Overflatebehandling Maling tilpasset konstruksjonens behov Puss (sement, kalk, silikat) Slemmemasser Hydrofoberende d impregneringi Offermørtel Vannglass Herdeplaster Epoxy Polyurethan Akryl Epoxysement
Veien videre Status 2011 Høyskole- og universitetsmiljøene it t ilj er på vikende front og fag fjernes fra læreplanen Yrkesskolene har ikke tilbud om utdannelse knyttet til rehabilitering Opplæring av fagpersonell skjer i bedriftene og gjennom kursvirksomhet gjennom NFB Dette medfører Problemer med rekruttering til bransjen Utfordringer med stor andel utenlandsk arbeidskraft i bransjen Kompetansen er på vei til å forsvinne? KAN VI LÆRE NOE AV HVERANDRE?