II FORORD er engasjert av Mandal kommune Teknisk Forvaltning for å utarbeide tilstandsanalyse for Buhallene på Nedre Malmø i Mandal kommune. Tilstandsanalyse er utført ihht NS 3424 nivå 1. Det er fortatt et begrenset omfang av prøver for å bekrefte skadeårsaker og omfang. Formålet med analysen har vært å avklare tilstanden til bærende konstruksjoner slik som tak, søyler og vegger, og vurdere om det er mulig å bruke konstruksjonen i en ny sammenheng når man skal transformere de tidligere industrilokalene på Nedre Malmø. Funn i analysen skal dokumenteres, og analysen skal vurdere om det er mulig å reparere eventuelle skader i konstruksjonen, samt anslå en kostnad for reparasjonen. BUEHALLENE\07_BESKRIVELSE\511194_TILSTANDSRAPPORT_BUEHALLEN E.DOC
III INNHOLDSFORTEGNELSE 1 GRUNNLAGSMATERIALET... 1 2 FORSKRIFTER OG NORSKE STANDARDER... 3 3 BETONGMATERIALER OG SKADEMEKANISMER... 5 3.1 Karbonatisering... 5 3.2 Korrosjon... 6 3.2.1 Generellt... 6 3.2.2 Klorider... 7 3.2.3 Katode/anode forholdet... 8 4 TILSTANDSUNDERSØKELSEN... 9 4.1 Visuell undersøkelse... 9 4.2 Betongteknologisk prøving... 10 4.2.1 Måleresultater... 10 5 TILTAK... 11 5.1 Forsterkning av konstruksjonen... 11 5.2 Utbedring av betongskader... 11 5.2.1 Realkalisering av betong... 12 6 KOSTNADSOVERSLAG... 14 7 KONKLUSJONER... 15 Side VEDLEGG Nr Beskrivelse 1 Fotodokumentasjon 2 Byggebeskrivelse 3 Kopi av brev fra Dr. Techn. Olav Olsen - 1982 TEGNINGER Nr Beskrivelse Datert Rev. 1 Målsatt snitt av skallkonstuksjon (liten bue) 2 Målsatt snitt av sidebygg mot øst BUEHALLENE\07_BESKRIVELSE\511194_TILSTANDSRAPPORT_BUEHALLEN E.DOC
1 1 GRUNNLAGSMATERIALET Følgende grunnlagsmateriale utgjør, sammen med observasjoner, prøvetaking og målinger bakgrunnsmaterialet for utarbeidelse av rapporten og de konklusjoner som er trukket : 1. Rapport Vurdering av bygninger på Nedre Malmø utarbeidet av PTL Kristiansand AS, mars 2005 2. Kopi av Byggeanmeldelse for Buehallene, datert 19/09-1953 3. Statiske beregninger for tilliggende konstruksjon til Buehallene fra ca 1953, funnet i Mandal kommunes arkiv. 4. Diverse arkitekt- og formtegninger og snitt fra det opprinnelige bygget, prosjektert av Arkitekt Guttorm Bruskeland/Dr.ing. A. Aas-Jakobsen, Oslo, 1954 utlånt fra Mandal kommunes arkiv : Takplan Fundamentplan Lengde- og tverrsnitt av Buehallene Fasade syd og langsnitt fra Arkitekt Fasade vest og tverrsnitt fra Arkitekt 5. Diverse statiske beregninger vedr Kontroll av skalltak utført av Dr. Techn. Olav Olsen AS, Oslo, 1983 utarbeidet i forbindelse med kontroll av skalltakkonstruksjonen i 1982/83. Det er foretatt en gjennomgang av Mandal kommunes arkiv uten at det ble funnet relevant materialet ut over overstående. Bygget er i sin tid prosjektert for Mandal Stål AS av Arkitekt MNAL Guttorm Bruskeland I Oslo, og statiske beregninger er utført av Dr. ing. A. Aas-Jakobsen. Dette firmaet eksisterer fremdeles, men er senere delt eller fisjonert, og prosjektmaterialet fra det opprinnelige prosjektet med prosjektnummer 388 er overtatt av Dr.Techn. Olav Olsen Dicks vei 10 1324 Lysaker Telefon : 67 53 22 75 Telefaks : 67 53 49 89 Det er herfra bekreftet at man har både det opprinnelige beregningsgrunnlaget og armeringstegninger. Av kostnadsmessige hensyn er det ikke hentet ut mer materiale i denne omgang, enn det minimum som har vært antatt nødvendig for å gjøre vurderinger i forhold til denne rapporten. Buehallene er bygget i første halvdel av 1950-tallet, og på dette tidspunkt gjaldt Byggeforskrifter av 15. desember 1949. Som en del av prosjektet har det derfor også vært nødvendig å gå tilbake til disse forskriftene for å finne informasjon. I forhold til vurdering av fortsatt bruk, så er dagens forskrifter og gjeldende Norske Standarder lagt til grunn. Buehallene er sammensatt av 6 bygg beliggende ved siden av hverandre, og hvor taket på hvert av byggene utgjøres av en skallkonstuksjon i betong. BUEHALLENE\07_BESKRIVELSE\511194_TILSTANDSRAPPORT_BUEHALLENE.DOC
2 Sett fra syd, ligger det fra vest mot øst 4 haller med en bredde på 14 meter, så en hall med bredde 22 meter og deretter ytterligere en hall med bredde 14 meter. Lengden på hallen er 27,45 meter Innvendig utgjør dette en gjennomgående stor hall. Samlet areal for hovedhallen er således 2.525 m 2. I de 5 hallene med bredde 14 m er skalltakets radius 10,5 m, og i hallen med bredde 22 m er skalltakets radius 14 m.dette gir en pilhøyde på den krumme delen på hhv 2,56 m og 5,28 m, hentet fra beregningene. I tilegg er det rundt selve Buehallene mot vest, øst og nord bygget et lavere betongbygg helt inntil hallen, slik at samlet gulvflate ihht Byggemelding utgjør 3.172 m 2. Skallkonstruksjonen bære av et bjelke/søylesystem med søyler i hvert hjørne av hver hall, og felles søyler for tilliggende haller. Skallkonstruksjonen har en tykkelse på 8 cm ihht tegning. Målsatt snitt-tegning er vist i vedlegg. Byggegrunnen består iflg Byggemelding av fast sand og beregnet belastning 2 kg/cm 2. Det er ingen drenering. På fasade mot nord og syd består ytterveggen av prefabrikerte betongstendere med trådglassruter mellom stenderene. Ytterveggene er frittbærende i forhold til resten av konstruksjonen. Selve hovedhallen er uisolert, og det er angitt 2 lags asfaltpapp tekking på skalltakene med fall til innvendig nedløp. Byggene har kun en etasje. Skalltaket har et fall fra syd mot nord på 1:50. Buehallene har en fri høyde under drageren mellom skallene på 5,00 m mot syd (ca 4,65 m mot nord) De tilliggende deler til hovedhallen mot vest, nord og øst er bygget med et søyle/bjelke system med en betongbjelker c/c 3,0 m med utkraging på 7,65 m mot øst, og 4,65 m mot øst, målsatt snitt-tegning er vist i vedlegg. Overliggende betongdekke som spenner mellom bjelkene har en tykkelse på 8 cm og har fall inn mot Buehallen. Mot nord er betongdekkets tykkelse 10 cm og spenner mellom yttervegg, tykkelse 15 cm og søyle/drager i fasade mot nord på Buehallen. I Buehallens fasade mot nord er det plassert mindre mellomsøyler for bæring av det lavere bygget utenfor mellom hovedsøylene for Buehallene. Sidebyggene er innvendig isolert med faststøpt 7,5 cm treull/sementplater på innersiden av vegger og tak. Takhøyden, målt til UK betongdekke er ca 3,20 m i sidebyggene. Fundamenter for hovedsøylene i Buehallen er hhv 2,5x2,6 m og 2,8x2,9 m, og både hallen og de tilliggende bygg har betonggulv støpt direkte på grunnen med en tykkelse på 10 cm med armering i sidebyggene og 13 cm uarmert i selve hallen. BUEHALLENE\07_BESKRIVELSE\511194_TILSTANDSRAPPORT_BUEHALLENE.DOC
3 2 FORSKRIFTER OG NORSKE STANDARDER Nedstående avsnitt viser utdrag av Byggeforskrifter av 15. desember 1949 som var gjeldende på det tidspunkt Buehallene ble prosjektert og bygget : 2. Snølast. Snølasten S på horisontal flate regnes i alminnelighet til 150 kg/m 2. I strøk med forholdsvis lite snøfall og i strøk med særlig sterkt snøfall kan denne verdi endres av bygningsrådet med departementets godkjenning. Snølasten S kan for takflaten med hellingsvinkel a over 30 reduseres etter formelen: S = 0 for a 60 Herav fåes følgende verdier av Sa, se tabell under pkt. d nedenfor. Hvor takformen kan bevirke større snøsamlinger må det tas hensyn til dette ved beregningene. Ved sadeltak skal takkonstruksjonen beregnes for ensidig snølast såframt dette er ugunstigere enn totalbelastning. Større kontinuerlige og utkragede konstruksjoner skal beregnes for partiell snølast. Hellingsvinkel 30 35 40 45 50 55 h/a (se figur under denne tabell) 0,58 0,70 0,81 1,0 1,19 1,43 For S = 100 kg/m 2 blir Sa: 100 83 67 50 33 17 For S = 150 kg/m 2 blir Sa: 150 125 100 75 50 25 For S = 200 kg/m 2 blir Sa: 200 166 134 100 66 34 7. Konstruksjoner av betong uten armering. For beregning av konstruksjoner av betong uten armering gjelder Norsk Standard. 428: Regler for utførelse av betong uten armering. 8. Konstruksjoner av armert betong. For beregning av konstruksjoner av armert betong gjelder Norsk Standard 27: Regler for utførelse av arbeider i armert betong. (Muligens en skrivefeil i overstående Standarden heter antagelig NS 427) Både byggeforskrifter, lastforskrifter og norske Standarder er selvfølgelig endret en rekke ganger siden Buehallene ble bygget, og generelt har man økning i lastkravene, samtidig som beregningsreglene har blitt vesentlig endret. Det kom bl.a. nye Byggeforskrifter både i 1965, 1985 og 1987. NS 3479, Prosjektering av bygningskonstruksjoner Dimensjonerende laster utkom første gang på slutten av 1970-tallet og gjennomgikk flere revisjoner. På begynnelsen av 1980-taller var karakteristisk snølast for Mandal kommune ihht NS 3479 lik 2,5 kn/m 2 (dvs 250 kg/m 2 ). Kommunal- og Arbeidsdepartementet tok i 1979 initiativ til at det ble foretatt kontroll av en rekke skalltak konstruksjoner på begynnelsen av 1980-tallet, herunder for Buehallene i Mandal. BUEHALLENE\07_BESKRIVELSE\511194_TILSTANDSRAPPORT_BUEHALLENE.DOC
4 Denne kontrollen konkluderte med at skalltakene hadde for liten kapasitet og at de burde forsterkes. Det ble presisert at snølasten måtte holdes under oppsikt og at måking måtte utføres før de tillatte belastningene overskrides. Kopi av konklusjonene fra Dr. Techn. Olav Olsen er vedlagt. Det er ikke kjent i hvilken grad dette er fulgt opp, men det er ikke synlige tegn til utførte forsterkninger på konstruksjonen, så det er antatt at man kun har hatt rutiner for å holde snømengden under oppsikt. Pr i dag gjelder NS 3491-3 : Prosjektering av konstruksjoner Dimensjonerende laster Del 3 : Snølast For Mandal kommune er kravet til snølast på mark nå økt til 3,5 kn/m 2 (350 kg/m 2 ). BUEHALLENE\07_BESKRIVELSE\511194_TILSTANDSRAPPORT_BUEHALLENE.DOC
5 3 BETONGMATERIALER OG SKADEMEKANISMER Det har siden første halvdel av 1950-tallet skjedd en rivende utvikling når det gjelder betongmaterialer. Da Buehallene ble bygget, ble betongen antagelig blandet på byggeplassen og utstøpt med et minimum av tekniske hjelpemidler som man i dag har. I dag benyttes det under betongproduksjon, som foregår under svært kontrollerte forhold på betongstasjoner, en rekke kjemikalier og tilsetningsstoffer for å påvirke betongens egenskaper, og det er uproblematisk å produsere betong med svært høy kvalitet og fasthet. Generelt har dagens betong en fasthet på ca det dobbelte av hva som var vanlig på 1950 tallet. I Buehallene er det benyttet en betongfasthet tilsvarende C20, dvs betongen har en trykkfasthet på 20 MPa. Vanlig betongkvalitet på på en tilsvarende konstruksjon i dag ville vært ca C45-50, altså med en trykkfasthet på omtrent 50 MPa. Selv om betong i utgangspunktet er et svært bestandig byggemateriale, så utsettes den for en rekke nedbrytningsmekanismer som hver for seg, eller i kombinasjon med hverandre kan føre til at konstruksjonene svekkes eller ødelegges. Felles for prosessene er at de over tid endrer betongens struktur og egenskaper. Følgende prosesser er de vanligst forekommende i forbindelse med betongkonstruksjoner : Karbonatisering Frostangrep Utluting Mekanisk slitasje Angrep av aggresive stoffer Biologisk aktivitet Alkalikiselreaksjoner Korrosjon av armering og annet metall 3.1 Karbonatisering Sementpasta inneholder 20-25 % kalsiumhydroksyd, Ca(OH) 2. dette gjør at ph-verdien for frisk betong ligger i området 12-14. Karbonatisering er en kjemisk prosess som skjer ved at betongen tilføres kulldioksyd, CO 2, enten fra luften eller fra kullsyreholdig vann. Sementpastaens innhold av kalsiumhydroksyd, Ca(OH) 2 vil da omdannes til kalsiumkarbonat, CaCO 3 etter følgende kjemsike ligning : Ca(OH) 2 + CO 2 CaCO 3 + H 2 O Under denne prosessen reduseres ph verdien i sementpastaen til et nivå under 9. For uarmerte konstruksjoner kan karbonatiseringsprosessen i seg selv være en fordel fordi den medfører en økning i både tetthet og styrke for betongen. For armerte betongkonstruksjoner derimot, så kan karbonatiseringsprosessen være svært skadelig. Armeringsjern som ligger i tett betongen er beskyttet på grunn av pastaens høye innhold av kalsiumhydroksyd, Ca(OH) 2, som gjør porevannet basisk (ph=12-14). Den høye BUEHALLENE\07_BESKRIVELSE\511194_TILSTANDSRAPPORT_BUEHALLENE.DOC
6 konsentrasjonen av OH - ioner reduserer oppløsligheten av Fe ++, og det dannes en passivfilm av Fe 2 O 3 på overflaten av armeringsjernet som forhindrer videre jernoppløsning. Under karbonatiseringsprosessen reduseres OH-konsentrasjonen, og passivfilmen på armeringens overflate brytes, vanligvis over et stort område. Karbonatisering skjer overalt hvor atmosfærisk luft kommer i kontakt med betongens kalsiumhydroksyd, dvs i betongoverflaten og i sprekker. Inntrengningsdybden og hastigheten er avhengig av betongens tetthet og fuktinnhold som vist på nedstående figur : 3.2 Korrosjon 3.2.1 Generellt Ubeskyttet jern (armering) nedbrytes etter følgende kjemiske formel, og det området hvor denne prosessen skjer kalles anoden : Fe Fe ++ + 2e - Hvis det er tilgang på vann og oksygen på jernoverflaten, så forbrukes elektronene etter følgende ligning : O 2 + H 2 O + 4e - 4OH - Det område hvor denne prosessen skjer kalles katoden. Resultatet av disse to prosessene er at det dannes Fe ++ og OH - ioner. Disse medvirker i dannelsen av korrosjonsprodukter, eller rust. Rust er imidlertid ikke et bestemt stoff, men vil avhenge av hvor mye oksygen som er tilgjengelig. En oversikt over jernets korrosjonprodukter kan sees på nedstående oversikt : BUEHALLENE\07_BESKRIVELSE\511194_TILSTANDSRAPPORT_BUEHALLENE.DOC
7 Felles for alle korrosjonsproduktene er at de har større volum enn det opprinnelige jernet som vist nedenfor. Under vanlig atmosfæriske korrosjon får man den mest vanlige formen for rust som har betegnelsen Fe(OH) 3 *nh 2 O og har et volum som er 4-8 ganger større enn jernet. Dette er årsaken til at betongoverdekningen som oftest sprenges ut som et tydlig varsel om pågående korrosjon. 3.2.2 Klorider Klorider er salter som kan ha sin opprinnelse i: Akselererende tilsetningsstoffer brukt ved produksjon av betongen. Tilslagsmaterialer som er benyttet. Salt fra ytre påvirkning. (Salting, sjøvann, etc.) Klorider er skadelig for armeringen ved at de trenger inn i betongen og bryter armeringens passivfilm lokalt, og dermed kan gi armeringskorrosjon. Kloridinitiert korrosjon fører ofte til svært alvorlige korrosjonsangrep ved at dette kan gi lokal groptæring. Elektriske krefter fører til at klorider tiltrekkes steder med allerede pågående korrosjon, og en meget høy korrosjonshastighet kan bli resultatet. Kloridinitiert korrosjon gir ikke nødvendigvis samme grad av ekspanderende korrosjonsprodukter, slik tilfellet er for korrosjon som følge av karbonatisering. Dette kan føre til at det ikke blir den samme grad av utspregninger i betongoverflaten som et forvarsel på korrosjonsangrep. BUEHALLENE\07_BESKRIVELSE\511194_TILSTANDSRAPPORT_BUEHALLENE.DOC
8 For betong med standard sement legges vanligvis følgende grenseverdier til grunn: Kloridinnhold i % av Korrosjonsrisiko sementvekt < 0,4 Neglisjerbar 0,4 1,0 Mulig 1,0 2,0 Sannsynlig > 2,0 Sikker Grensekonsentrasjonene er også avhengig av porevannets ph, og høyere ph vil tåle noe mer klorider før korrosjon oppstår. Dette vil også si at dersom karbonatiseringsfronten nærmer seg armeringen (lavere ph) samtidig som det er funnet klorider, bør en være spesielt årvåken for mulig kloridinitiert korrosjon. 3.2.3 Katode/anode forholdet Hvorvidt det oppstår jevn overflatekorrosjon, som er typisk i forbindelse med korrosjon som følge av karbonatisering, eller man får groptæring som er typisk for kloridinitiert korrosjon, avhenger av arealforholdet mellom anoden og katoden, og kan illustreres med nedstående skisse : BUEHALLENE\07_BESKRIVELSE\511194_TILSTANDSRAPPORT_BUEHALLENE.DOC
9 4 TILSTANDSUNDERSØKELSEN 4.1 Visuell undersøkelse Det er foretatt en visuell undersøkelse av alle tilgjenglige deler av konstruksjonene på Buehallene. Det er dog ikke benyttet stillas eller andre hjelpemidler, slik at deler av konstruksjonene derfor kun er inspisert fra bakkenivå. Dette ble valgt fordi det faglig ikke ble ansett nødvendig med noen detaljering utover det man ville oppnå fra bakkenivå, og at ytterligere tiltak for tilgjengelighet ikke ville være økonomisk lønnsomme. All utvendig betong er ubehandlet. Skalltakene har papptekking på oversiden, slik at bare randsonen av skallet er tilgjengelig for inspeksjon utenfra. Her kan man se en svært betydelig grad av støpereir og støpefeil har oppstått under bygging. Skallkonstruksjonen har kun ett lag med armering plassert i senter av konstruksjonen. Stedvis ligger armeringen svært nær undersiden av skallet og er sterkt korrodert, sansynligvis som følge av karbonatisering, slik at betongoverdekning er sprengt bort. Sterk oppfukting av konstruksjonen har også bidratt til en akselrert skadeutvikling. På drager over vinduer ved fasade mot øst kan det også observeres kraftige korrosjonsangrep som fremstår ved at drageren er sterkt oppsprukket. Drageren har også en svært stor nedbøyning, men det er noe usikkert om denne har vært der siden byggingen. Drageren har en strekkstagkonstruksjon på undersiden innvendig i bygget, bestående av 4 stk ca. Ø35 mm stag. Også på betongsøyler i hjørne av bygget mot syd/øst kan det observeres sterke pågående korrosjonsangrep. Taktekkingen er moden for utskifting selv om det ikke kan observeres direkte lekkasjer eller lekkasjepunkter i dag som følge av tekkingens alder. Innvendig kan det på de aller fleste skalltakene observeres varierende grad av korrosjonsangrep som har medført avskallinger, spesielt på det det største skallet, men generelt på alle de midterste skallkonstruksjonene. Skallene er malt på undersiden. På samtlige skall kan det observeres varierende grad av malingsavskalling. Dette har antagelig sin hovedårsak i kondensering på undersiden av taket, og dette har også gitt bidrag til oppfukting som har bidratt til korrosjonsutviklingen i skalltakene. Søyler og dragere har langt mindre skader, og her kan det kun stedvis observeres korrosjonskader, og armeringsoverdekningen er stort sett tilfredstillende. For sidebyggene til Buehallene kan det observeres hva som antagelig er bruddskader i betongdragere, oppstått som følge av overbelastning. Betongdekket (gulv på grunn i Buehallen) er uarmert, og har derfor ikke skader ut over mekanisk slitasje. Dog kan det observeres sterk forurensning av dekket som har sin årsak i tidligere aktivitet i lokalet, og det må påregnes at all betong som rives her må behandles som spesialavfall. Det bør gjøres undersøkelser av både betongdekket og den underliggende grunnen for å verifisere dette. Inntil Buehallene mot syd er det foretatt utbygginger etter at Buehallene ble reist. Disse konstruksjonene har ikke inngått i undersøkelsen og er derfor ikke vurdert. Det kan dog observeres at bla. en av søylene hadde påkjørselsskader og fullstendig manglet betong rundt armeringsjernene på den nedre delen. I ytterste konsekvens kan dette medføre sammenbrudd i konstruksjonen hvis lastene på overliggende tak blir store nok. BUEHALLENE\07_BESKRIVELSE\511194_TILSTANDSRAPPORT_BUEHALLENE.DOC
10 4.2 Betongteknologisk prøving 4.2.1 Måleresultater I forbindelse med tilstandsundersøkelsen ble det ikke tatt ut prøver av betongen for å vurdere tilstanden av betongen. Dette var opprinnelig planlagt, men årsaken til at dette ble utlatt var at det svært enkelt var mulig å trekke nok konklusjoner uten at prøvetaking var nødvendig. Armeringens betongoverdekning måles ikke-destruktivt ved hjelp av et Covermeter. Dette er et instrument som ved generering av et magnetisk felt i en sensor kan benyttes både til å lokalisere armering og til å måle dennes avstand fra betongoverflaten. Målingene angis som minimum og gjennomsnittlig overdekning over et område på vanligvis 1 m 2. Generelt kunne det observeres stedvis manglende armeringsoverdekning for skallkonstruksjonene, mens dragere og søyler i hovedsak har tilfredstillende armeringsoverdekning på mer enn 30 mm. Karbonatiseringsdybden måles enten ved opphugging, boring eller kjerneboring i betongen, hvoretter det umiddelbart sprøytes på en indikatorvæske, fenoftalein, som gir fargeomslag fra rødt/fiolett til fargeløst ved ph lavere enn ca. 9. Deretter måles avstanden fra betongoverflaten og inn til karbonatiseringsfronten. På samme sted bør man også kjenne avstanden inn til det underliggende armeringsjern. Det må påregnes at det meste av skallkonstruksjonen er gjennomkarbonatisert etter såpass lang tid, og at øvrige konstruksjoner også har en karbonatiseringsdybde som stedvis ligger innfor armeringen selv om man ikke kan observere synlig korrosjonsskader. Kloridinnhold måles ved å samle opp utboret støv fra betongen. Det kan benyttes flere metoder for analyse av borstøvet. Vanligvis brukes RCT-metoden (Rapid Chloride Test), som er en svært enkel metode, men med sine helt klare begrensninger når det gjelder nøyaktighet og reproduserbarhet av måleresultatene. Metoden kan også brukes for analyser i felt, og er mest benyttet for å få en første indikasjon på hvorvidt man har klorider eller ikke. I en del tilfeller utføres kloridprøvene som kloridprofiler. Dette vil si at man tar ut prøver for analyse i flere intervaller innover i konstruksjonen, og dette benyttes når man vurderer klorider som har sin årsak i utvendige kloridbelastninger på konstruksjonen. Kloridinnholdet omregnes slik at det angir % klorider av sementvekt. Dette forutsetter at sementinnholdet er kjent. I motsatt fall må dette anslåes ut fra betongkvaliteten. Nærheten til sjøen gjør at man nok må forvente å finne noen grad av luftbårne klorider i konstruksjonen, men dette er ikke antatt å være noen fremtredende skademekanisme. BUEHALLENE\07_BESKRIVELSE\511194_TILSTANDSRAPPORT_BUEHALLENE.DOC
11 5 TILTAK 5.1 Forsterkning av konstruksjonen En evt rehabilitering av Buehallene omfatter både en vurdering og utbedring av nødvendig bærekapasitet for konstruksjonen, og en betongteknologisk rehabilitering av konstruksjonen. Slik konstruksjonen er vurdert, så vil det være praktisk mulig å forsterke de eksisterende konstruksjoner. Metoden bør og må velges først når man har mer kunnskap om fremtidig bruk av hallen fordi løsningene generelt må kombineres med de ombygginger man gjør innvendig. De omliggende lavere konstruksjoner må rives. Disse har bruddskader som det ikke vil være praktisk mulig å utbedre innenfor forsvarlige økonomiske rammer. Videre er Buehallene beliggende slik at området i dag er å betrakte som flomfarlig. Dette medfører at dagens gulvnivå må heves med ca 70 cm, og da vil takhøyden for disse konstruksjonene uansett bli for liten til å kunne utnyttes i en ferdig konstruksjon. Eksisterende gulv på grunnen fjernes, og det må evt påregnes en opprensking i grunnen. Det kan være aktuelt med en forutgående prøvetaking av både betongdekket og grunnforholdene under bygget for å vurdere hvorvidt det er forsvarlig å la betongdekket bli liggende og støpe et nytt isolert gulv på grunn oppå det eksisterende. Dagens trådglassvegger i fasade mot syd og nord må rives og erstattes med nye konstruksjoner tilpasset fremtidig bruk av hallen. Uansett bruk av Buehallene, så vil man antagelig ikke komme utenom en eller annen form for isolering av dagens betongkonstruksjoner. Dette kan for Buehallene godt gjøres innvendig slik at hallens ekstriørmessige særpreg beholdes, og man vil kunne oppnå tilfredstillende løsninger på bl.a. kuldebroproblemer fordi yttervegger i sin helhet må erstattes. Bærende konstruksjoner må forsterkes med nye bjelker/søyler, men en nærmere detaljering av dette ikke mulig uten en mer konkret plan for ombygging/utnyttelse. 5.2 Utbedring av betongskader Det har etter hvert kommet rekke metoder som kan være aktuelle i forbindelse med rehabilitering av betongskader, bl.a. : Mekanisk reparasjon Katodisk beskyttelse Kloriduttrekk Realkalisering Korrosjonsinhibitor Overflatebehandlig Ved valg av utbedringsmetode må man vurdere både skadetype, -årsak, -omfang, konstruksjonstype, -alder, ønsket levetid og økonomi. I hovedsak vil det først og fremst være realkalisering av betong som vil være aktuelt hvis Buehallen skal rehabiliteres, og metoden er derfor beskrevet i det nedstående. BUEHALLENE\07_BESKRIVELSE\511194_TILSTANDSRAPPORT_BUEHALLENE.DOC
12 5.2.1 Realkalisering av betong Realkalisering er en elektrokjemisk metode for reetablering av det basiske miljøet rundt armeringen. Elektrokjemisk realkalisering utføres ved å påføre et elektrisk felt mellomarmeringen og betongoverflaten. Dette gjøres ved at et elektrodenett (vanligvis armeringsnett)monteres på trelekter på betongoverflaten, og deretter omsprøytes nettet med en alkalisk ledende masse (elektrolytt) som vanligvis består av fibermasse og alkalier (natrium- eller kaliumkarbonat) utblandet i vann. Nettet kobles til en strømlikeretter og armeringen, og strømmen settes på. Elektrokjemisk realkalisering skjer da ved elektro-osmose, elektrolyse og ionemigrering. Ved elektrolyse får en produksjon av hydroksid-ioner på armeringens overflate, slik at det dannes en korrosjonsbeskyttende (passiv) film. Ved elektro-osmose får en transport av alkalier inn ibetongen som sørger for en permanent ph på 10,5-10,8. Dette er tilstrekkelig til å bevare passiveringen rundt armeringen. Ionemigreringen sørger for elektro-balanse til hydroksidionenesom produseres ved elektrolysen, slik at disse forblir rundt armeringen og bevarerpassiveringen. Behandlingstiden varer fra 3-10 dager alt avhengig av strømstyrke, tykkelse og kvalitet på betongoverdekning samt karbonatiseringsdybde. Under behandlingsperioden må strøm og spenning kontrolleres. Elektrolytten må dessuten holdes fuktig. Etter at prosessen er ferdig, fjernes fibermassen, elektrodenett og alle ledninger, og betongoverflaten vaskes med vann. Transport av alkalier inn i betongen er vanskelig dersom betongen er svært tett eller overflatebehandlet med en silan- eller siloksanbasert impregnering. Der en ikke får noen transport av alkalier inn i betongen, foregår realkaliseringen kun som elektrolyse på armeringsoverflaten. Dette har begrenset effekt, fordi en da ikke får etablert et permanent alkalisk miljø som kan bevare passiveringen rundt armeringen. Det er også verd å merke seg at prosessen i så fall må pågå over vesentlig lengre tid for å produsere et tilstrekkelig alkalisk miljø. En forutsetning for at metoden skal fungere, er at all armering må være i elektrisk innbyrdes kontakt armeringskontinuitet. Kontroll av armeringskontinuitet må derfor utføres før prosessen kan igangsettes. Ved manglende kontinuitet, må elektrisk kontinuitet etableres ved å koble sammen armeringen. Dette kan gjøres for eksempel ved sveising av kontaktpunkter mellom kryssende armeringsjern. Før prosessen kan igangsettes, må alle åpne sprekker tettes og alle sår (avskallinger og bom)inn til armeringen repareres for å hindre kortslutning under prosessen. Det holder som regel å slemme rissene. Avskallingsog bomskader utbedres etter prinsippet forenklet mekanisk reparasjon. Meislingsomfanget er svært mye mindre enn ved tradisjonell mekanisk reparasjon. Løs puss må fjernes dersom dette medfører at realkaliseringsprosessen ikke vil fungere. Elektrokjemisk realkalisering har begrensninger når sementen er av en annen type enn ren portlandsement. Dersom det er benyttet en annen sementtype i betongen, må det foretas utprøving i forkant for å undersøke om metoden vil fungere. Normalt vil alkalieløsningen som benyttes, løse opp organisk overflatebehandling og dermed fungere som kjemisk malingsfjerning. I de tilfeller betongoverflaten er behandlet med en tett maling som ikke løses opp av alkalieløsningen og som forhindrer realkaliseringsprosessen, må eksisterende overflatebehandling fjernes før realkalisering kan utføres. Elektrokjemisk realkaliseringen krever kontinuerlig strømtilførsel så lenge prosessen skal pågå. Kontinuerlig kontroll av strømstyrke og spenning er derfor nødvendig. Fibermassen må hele tiden holdes fuktig. Metoden er først og fremst egnet på betongkonstruksjoner med lite synlige skader og der karbonatiseringsfronten er i nærheten av eller forbi armeringen. BUEHALLENE\07_BESKRIVELSE\511194_TILSTANDSRAPPORT_BUEHALLENE.DOC
13 Bransjen har erfaring med denne metoden over de siste 15-20 årene. Metoden er benyttet på en rekke prosjekter rundt om i landet, og vil være godt egnet på skallkonstruksjonen slik at man langt på vei kan tilbakeføre konstruksjon til det opprinnelige. BUEHALLENE\07_BESKRIVELSE\511194_TILSTANDSRAPPORT_BUEHALLENE.DOC
14 6 KOSTNADSOVERSLAG Et kostnadsoverslag på det eksisterende grunnlag har en svært stor usikkerhet. Det er foretatt en vurdering av forsterkningsløsning som er svært skjønnsmessig vurdert, samt realkalisering av skallkonstruksjonen. Videre er det i kostnadsoverslaget medtatt riving av sidebygg og eksisterende yttervegger mot syd og nord. Det er ikke medtatt fjerning av gulv på grunn. Dette medfører at man da står tilbake med en konstruksjon bestående av bæresystem for tak, uten yttervegger (og gulv) og uten isolasjon. Ny taktekking er ikke medtatt I denne kalkulasjonen er det heller ikke tatt hensyn til at omliggende bygningsmasse mot syd, og hvilke konsekvenser dette evt kan ha. Totalt er overstående kostnadsvurdert til kr. 8.000.000 eks mva BUEHALLENE\07_BESKRIVELSE\511194_TILSTANDSRAPPORT_BUEHALLENE.DOC
15 7 KONKLUSJONER I rapporten er det foretatt en tilstandsvurdering av Buehallene på Nedre Malmø og foretatt en vurdering av konstruksjonene. Rapporten konkluderer med at det vil være teknisk mulig å bevare og rehabilitere den bærende konstruksjonen, men det hefter en svært stor usikkerhet ved kostnadsoverslaget som er kr 8.000.000 eks mva Dette omfatter rehabilitering av den bærende skallkonstruksjonen, riving av yttervegger og omliggende lave konstruksjoner mot øst, vest og nord, samt forsterkning av konstrusjonen. Det er neppe økonomiske insitamenter til å beholde og rehabilitere bygget, og det synes derfor som om de vurderinger som tidligere er gjort i rapport fra PTL Kristiansand AS når det gjelder å rive bygget fremdeles har gyldighet med de konklusjoner som er gitt. Hvis man ser for seg en bevaring av bygget så bør denne rapporten vidreføres i et skisseprosjekt for å få et sikrere grunnlag for å vurdere bevaringsalternativet. BUEHALLENE\07_BESKRIVELSE\511194_TILSTANDSRAPPORT_BUEHALLENE.DOC
Fotodokumentasjonog andre vedlegg Vedlegg
Vedlegg 1: Fasade mot syd og øst 2 : Avskalling og korrosjon på undersiden av skallkonstruksjon
Vedlegg 3 : Støpefeil i skallkonstruksjon 4 : Korrosjon på drager over vinduer i fasade mot øst
Vedlegg 5 : Skalltak på undersiden 6 : Strekkstag i underkant av drager
Vedlegg 7 : Brudd i utkraget bjelke 8 : Søyle mot nabobygg med påkjørselsskade