Nye sementer med flygeaske Erfaringer Øyvind Bjøntegaard Vegdirektoratet, Tunnel- og betongseksjonen Teknologidagene 2009
Vegvesenbetong, siste 20 år SV-40 / SV30 Vanlig praksis: ANL-sement (og silikastøv) - Gode støpelighetsegenskaper - Høy tidlig- og langtidsfasthet - For massive konstruksjoner: Høy varmeutvikling og stor risstendens i herdefasen 2
3
Ønske om å utvikle betongspesifikasjoner som gir rissfrie konstruksjoner Ønske om enda bedre kloridmotstand, spesielt for SV-30 4
Lavvarmebetong Langsommere herdeutvikling, mindre herdevarme, redusert risstendens Mulige utfordringer Framdrift / vinterstøp Tidligfasthet - oppspenning Kloridmotstand i tidlig alder? 5
Flygeaske i betong fra 2001 Bjørvikaprosjektet ga en boost - Svært massive konstruksjoner - Vanntetthet svært viktig / permanent vanntrykk - Rep./vedl./insp. umulig - Kontroll på opprissing / Lavvarmebetong 2001-2009 Utprøvingsprogram, Vegdir. (FA, slagg, CEM III) Anbud: Krav 23-39% FA (fa/c=30-65%) Anbydernes reseptutviklingsprogram Norcem leverer en prosjektsement (30% FA) Bygging med prosjektsementen / tilsatt FA 2007- Samarbeidsprosjekt TUNBET-Norcem 2008 Norcem lanserer ny sement, ANL-FA (20% FA) Norcem har sine miljøhensyn/sin egen agenda 6
Samarbeidsprosjekt TUNBET-Norcem 2007- Forsøk ved SVV-Sentrallaboratoriet, Norcem, Sintef Byggforsk Trykkfasthet Aksellerert kloridinntregning Elektrisk motstand Pozzolan aktivitet / kalkreserve Effekt av impregnering i tidlig alder på kloridinntregning i saltkammer Varmeutvikling, autogent svinn, strekkfasthet, E-modul, spenningsoppbygging, risstendens (tatt inn i COIN) Felteksponering Ringtest aks. kloridinntregning 7
Samarbeidsprosjekt TUNBET-Norcem 2007-3 klinkertyper Effekt av flygeaske - Innblanding av FA, ikke sammaling! 7 betonger (SV-40), k fa =1 5% silikastøv 8
Trykkfasthet over 2 år 120 100 Trykkfasthet (MPa). 80 60 40 ANL ANL-19FA ANL-33FA ANL Modell ANL ANL-19FA 20 Modell ANL-19FA ANL-33FA Modell ANL-33FA 0 1 10 100 1000 Betongalder (dager) 9
Trykkfasthet over 2 år: Relativ til 28d Relativ trykkfasthet (MPa). 160 % 140 % 120 % 100 % 80 % 60 % 40 % 20 % 0 % ANL ANL-19FA ANL-33FA 28 døgn ANL-33FA ANL-19FA ANL 1 10 100 1000 Betongalder (dager) 10
Trykkfasthet SR-serien, over 2 år 120 100 Trykkfasthet (MPa). 80 60 40 20 SR SR-19FA SR-33FA 0 1 10 100 1000 Betongalder (dager) 11
Trykkfasthet SR: Relativ til 28d Trykkfasthet (MPa). 160 % 140 % 120 % 100 % 80 % 60 % 40 % SR-33FA SR-19FA SR 20 % 0 % 28 døgn 1 10 100 1000 Betongalder (dager) 12
Elektrisk motstand over 2 år 12000 Motstand (Ohm) 10000 8000 6000 4000 2000 0 1 10 100 1000 Betongalder (timer) ANL-33FA ANL-19FA ANL(ref) 13
Kloridinntregning - Std. Bulkdiffusjon (35d i 16,5% NaCl) 15 3 døgn 90 døgn 365 døgn 730 døgn Diff.koeff., D, [10-12 m2/s] 12 9 6 3 0 ANL (ref) ANL 19FA ANL 33FA 14
Kloridinntregning Bulkdiffusjon (3d-1år i 3,5% NaCl) 15 Diff.koeff., D, [10-12 m2/s] 12 9 6 3! 0 ANL (ref) ANL 19FA ANL 33FA 15
Varmeutvikling i herdefasen 400 350 Hydration heat ( kj / kg ) 300 250 200 150 100 50 0 SR 20 SR 38 ANL 20 ANL 38 SR19FA 20 SR19FA 38 ANL19FA 20 ANL19FA 38 ANL33FA 20 ANL33FA 38 SR33FA 38 SR33FA 20 0 50 100 150 200 250 300 350 Time (maturity) Det er den tidlige varmeutviklingen som bestemmer maks.temperaturen i konstruksjonen! 16
Risstendens gjennomgående riss (COIN) Pågående forsøk i NTNU-lab (ferdig 2010) +ΔT Ekspansjon og trykkspenning L B y H H y y ΔT Kontraksjon og strekkspenning Symmetry lin e B s B w H s L H y H y 1 Old slab Feedback system ΔL 0 Spenningsriggen Screw L = 700 mm Steel frame Concrete Load cell 17
Erfaringer med flygeaskebetong Fra lab. og fra praksis Fersk betong: stort sett veldig gode erfaringer Luft i fersk betong: Krever mer L-stoff / endringer gjennom transport og pumping / nøye oppfølging Frostmotstand: Grunn til å være litt på vakt ved stor frostpåkjenning.. Vesentlig forbedrede langtids bestandighetsparametrer Våre forsøk: Foreløpige og begrensede data indikerer at kloridmotstanden i tidlig alder er bra men for tidlig med sjampanje, vi MÅ ha mer data/felterfaring 18
Erfaringer Risstendens Redusert risstendens ved økende FA-dosering Den store gevinsten kommer først ved FA-doseringer godt over 20% Erfaringer Senketunnelen (erfaringsrapport utarbeides) 30% FA i sementen (k=0,7 og m=0,45) 1 m vegger på 1.2 m fundament Uten tiltak: Rissindeksen VAR ca 1,0 Kjølerør benyttet INGEN riss der kjølesystemet fungerte 100% Erfaringer Sørenga, Havnelageret? initiativ kommer til temadag med alle fra Bjørvikaprosjektene 19
Flygeaskebetong virkningsfaktor k k < 1,0 : Mindre gunstig enn sement k = 1,0 : Samme virkning som sement k > 1,0 : Mer gunstig enn sement k virker å være rundt 1,0 eller > 1,0 for alle betongegenskapene..unntatt tidlig -fasthet (+tidlig kloridmotstand?) CEN-standarden sier k = 0,4 (noe som undergraver potensialet til FA) 20
Rissfri kulvertbetong.. Sikring av lav risstendens i herdefasen for våre massive konstruksjoner 20% FA gjør situasjonen bedre MEN en god del mer enn 20% FA vil normalt være nødvendig for å gi rissfrihet (uten omfattende herdetiltak) Ønske: Egen betongspesifikasjon for spesialtilfeller Rissfri kulvertbetong!? Vi vurderer kun faglige kriterier men at FA som sementerstatning er miljøvennlig tar vi imot med åpne armer..andre erstatningsmaterialer kan naturligvis også være aktuelle i framtiden 21
Info.: ANL-FA (20% FA) - ny Norcem-sement fra sommeren 2008 Motiv: All-round sement Tilgjengelig fra silo på Slemmestad og i Stavanger Erstatter etter planen ANL i Trondheim høsten 2009 / våren 2010 Skal erstatte ANL ved alle silostasjoner etter hvert 22
Takk for oppmerksomheten 23