Tilstandsutvikling Bruer Eksempler på hva som gjøres Eva Rodum Tunnel- og betongseksjonen, TMT Teknologidagene, 2012-10-10
Aktiviteter: TB1: Tilstandsutvikling nyere bruer TB2: Alkalireaksjoner i betong TB3: Overflatebehandling betong TB4: Overflatebehandling stål TB5: Riss og korrosjon
Betingelser Kort om alkalireaksjoner Reaktivt tilslag Alkalier Vann Symptomer Opprissing Krakeleringsriss på frie flater Riss parallelt med belastningsretningen Utfelling av gel i riss Mest opprissing på fuktutsatte flater Sammenklemming av fuger Forskyvning av lagre Deformasjoner
Konsekvenser Estetisk Visuelt skjemmende Bestandighetsmessig - følgeskader Armeringskorrosjon, spesielt i marint miljø Frost Konstruktivt Ekspansjoner -> tvangskrefter, fugeklemming, forskyvning av lagre, deformasjoner, Reduksjon i heft mellom armering og betong Strekk i armeringen uten ytre last (-> flytning) Endring i materialegenskaper -> primært strekkfasthet og E-modul
TB 2: Alkalireaksjoner i betong Bakgrunn: Et økende antall bruer (spesielt 1950/-60-tallsbruer) har utviklet betydelige skader pga alkalireaksjoner Regionene etterspør verktøy/retningslinjer for inspeksjon, vurdering og tiltak HB 136: Inspeksjonshåndbok for bruer mangelfull på AR (eks: kun nevnt ved skadetype 14: Riss/sprekk, ikke ved 12: Bevegelse, 13: Deformasjon, 15: Brudd) Data i BRUTUS mangelfulle (300 bruer angitt med AR, flesteparten av disse ikke dokumentert) Hovedfokus: System for registrering og oppfølging av konstruksjoner Konstruktive konsekvenser og forsterkning Preventive tiltak
TB2: Alkalireaksjoner i betong Aktiviteter 2012: 1. Rekapitulering av tidligere feltundersøkelser av bruer (1990-2000) 2. Utarbeidelse av statusrapport på restekspansjon 3. Utarbeidelse av statusrapport på overflatebehandling og andre preventive tiltak 4. Akselerert prøving sammenheng felt-lab? 5. Konstruktive konsekvenser 6. Feltundersøkelser to bruer i Nord-Trøndelag Aktivitetsleder: Eva Rodum
1. Rekapitulering tidligere feltundersøkelser Flere av SVVs bruer har vært objekter i feltundersøkelser utført i tidligere FoU-prosjekter hos SINTEF 1990-1993: Alkalireaksjoner i betong. Tilslagsmaterialer, dokumentasjon og utbredelse i Sør-Norge 1993-1996: Alkalireaksjoner i Nord-Norge 2000-2002: Alkalireaksjoner i betong - felterfaringer Totalt ca 600 bruer har vært undersøkt i en eller annen form, ofte anonymisert i rapporter Foto, rissregistrering, strukturanalyser Ca 100 bruer har vært undersøkt ved strukturanalyser (plan- og tynnslipanalyser av utboret betong) Rapporten skal gi en oversikt de 100 bruene, med oppsummering av alle tidligere resultater Danne grunnlag for evt nye undersøkelser og sammenligning før - nå
2. STAR Restekspansjon Utføres av Mannvit, Island Laboratoriemetoder for bestemmelse av restekspansjon på utborede betongkjerner Eksponeringsbetingelser Størrelse på prøvestykker Målemetodikk og utstyr Resultater i forhold til virkelig oppførsel i felt Feilkilder Hovedvekt på erfaringer med metoder som Ikke tilfører alkalier Temperaturen holdes på et moderat nivå (f.eks. 38 C) Betydningen av betongens fuktinnhold under eksponering (neddykking, 100 % RF, «as-drilled», ) skal belyses spesielt
3. STAR Overflatebehandling ++ Utføres av Mannvit, Island Effekt av overflatebehandling og andre preventive tiltak på konstruksjoner med alkalireaktiv betong, med hensyn på: Betongens fuktinnhold Ekspansjons-/rissutvikling Aktuelle tiltak: Overflatebehandling med belegg eller hydrofoberende impregnering Skjerming av betongoverflaten ved innkledning (Elektrokjemisk uttørking, tilførsel av litium, ) Kritiske parametere skal belyses, herunder f eks: Betongkvalitet (masseforhold, ) Type konstruksjonselement og dimensjoner Betongens ekspansjons-/risstilstand ved påføring Betongens fuktinnhold ved påføring Inntrengingsdybde av hydrofoberende impregneringer Luftsirkulasjon bak innkledning
4. Aks. prøving sammenheng felt-lab Samarbeidsprosjekt med SINTEF og TU Delft Nautesund bru dokumentert langt fremskredne AR i felt Originaltilslag lokalisert Betongresept rekonstruert Akselerert prøving med rekonstruert betong Samsvar med fasit i felt? Foto: EMPA
5. Konstruktive konsekvenser Rapporter under utarbeidelse: Elgeseter bru (feltforsøk med karbonfiberomvikling) Nautesund bru (belastningsprøving av elementer fra tårnbein) Flere aktuelle bruer med behov for konstruktiv vurdering og evt forsterkningstiltak
6. Feltundersøkelser 2 bruer i N-T Folda bru Bygd 1969 Lengde 337 m (225 m) Opprissing AR ikke dokumentert Nærøysund bru Bygd 1981 Lengde 701 m (325 m) Opprissing, fugeklemming AR tidlig fase dokumentert i 2000 (ikke rissdannende)
Feltundersøkelser 2 bruer i N-T Utført 2-5. oktober 2012 Ragnhild Holen Relling, Region midt Bård Pedersen, Tunnel og betong Eva Rodum, Tunnel og betong Brumaling AS og BMO Entreprenør
Feltundersøkelser 2012 Hva ble gjort? Systematisk måling av rissvidder Montering av bolter for ekspansjonsmåling Utboring av kjerner for laboratorieundersøkelser
Rissviddemålinger i felt Rissviddemålinger langs definerte linjer Vertikalt på hovedrissretning «Rissindeks» = sum rissvidder /målelengde rissvidder l Hensikt: Status opprissing pr dato Utgangspunkt for oppfølging framover Begrensninger: l Ikke eksakte, men personavhengige målinger Mulige feilkilder, f eks fuktinnhold og temperatur Noe er bedre enn ingenting! 15
Bolter for ekspansjonsmåling Etablering av bolter i linjer for oppfølging av ekspansjon over tid Avstand 200 mm DEMEC ekstensometer digital avlesning med 0,001 mm nøyaktighet Hensikt: Oppfølging framover Mulige feilkilder, f eks fuktinnhold og temperatur 200 mm http://www.mayes.co.uk
Utborede kjerner - planlagte labundersøkelser Planslipanalyser inkl risstall Tynnslipanalyser Fuktinnhold - profiler Utseparering og petrografisk analyse av tilslag Estimering av alkaliinnhold CI = [% stein med riss fra tilslag ut i pasta]x0,6+[antall riss (ant/cm 2 ) i pasta] x 0,4 Lindgård J. et.al.: «Experienc from evaluation of degree of damage in fluorescent impregnated plan polished sections of half-cores based on the «creack index method»», 12th ICAAR, 2004