SVV Nye betongspesifikasjoner; SV-Standard, SV-Lavvarme, SV-Kjemisk Øyvind Bjøntegaard Tunnel- og betongseksjonen Statens vegvesen, Vegdirektoratet
Håndbok R762 Prosesskode-2 Standard beskrivelsestekster for bruer og kaier Prosess 84.4 Betongstøp Revidert utgave av R762 kom i 2015 vesentlige endringer i prosess 84.4 fra tidligere utgaver Ny utgave av R762 kommer i siste halvdel av 2017 minimale endringer i 84.4 i forhold til 2015-utgaven Krav til LA-verdi for sandfraksjonen utgår Detaljert godkjenningsordning for sementer (rettet mot sementprodusentene) Det som gjennomgås her er gyldig både for 2015-utgaven, og for 2017-utgaven når den kommer.. 2
N400: Her beskrives kriteriene for valg av betongspesifikasjon R762: Her er kravene til betongspesifikasjonene N400 : 2015 R762 : 2015 3
Valg av betongspesifikasjon Tabell 7.1 i Håndbok N400:2015 Bruprosjekterting 4
Valg av betongspesifikasjon 2007 Fra 2015 Bruk SV40 SV30 SV-Standard (MF40) «Volumbetongen» Skal være den suverent mest anvendte, i hele landet. SV-Kjemisk (MF40) Spesialbetong For eksponeringsklasse XA2 + XA3 (+ ph>4). Typisk alunskifer og sulfidførende bergarter. Tilslaget skal ikke inneholde kalkstein/kalkfiller SV-Lavvarme (MF45) Spesialbetong For konstruksjonsdeler hvor risikoen for gjennomgående fastholdingsriss på grunn av herdevarme og temperaturforskjeller er betydelig, og hvor slik opprissing er kritisk for funksjonsevnen. Våre «kjære» SV40 og SV30 er altså begge nå fortid! 5
Undervannsbetong Normal undervannsbetong er innført som begrep, og menes her slik NB5 Prosjektering og utførelse av betongkonstruksjoner i vann definerer normalbetong. Begrepet er innført for å få færre misforståelser om sammensetningen i betong brukt under vann. Vi har altså følgende 2 varianter: AUV-betong (B35 M40) Normal undervannsbetong (B35 eller B45) 6
Dagens godkjente sementer Vi godkjenner bare sementprodukter, ikke sementklasser (f.eks. ikke klassen CEM II A-V) Slaggsementen Cemex Miljø består av 30% slagg, ikke flyveaske. Sementprodukter som er godkjent pr. i dag Rapid Aalborg cement CEM I (en ren sement) Cemex Miljøsement CEM II/B-S (30% slagg) Norcem Anleggsement FA CEM II/A-V (15% flygeaske) Norcem Standardsement FA CEM II/B-M (18% flygeaske) 7
Krav til mengde flygeaske og silikastøv (for Cemex Miljø gjelder bare silikastøvmengdene) Betongspesifikasjon Krav til flygeaske og silikastøvinnhold SV-Standard (MF40) Andel flyveaske 14 30%, og silikastøv 3 5% SV-Kjemisk (MF40) Andel flyveaske 14 25%, og silikastøv 8 11% SV-Lavvarme (MF45) Andel flygeaske opptil 40%, og silikastøv 3 5% Krav til herdetemperatur! Alle % er av total bindemiddelmengde F.eks.: Andel FA = TTTTTT. FFFF cc + ss + tttttt. FFFF 100% Tilsvarende måte å regne % som i NS-EN 206 8
Dagens godkjente sementer Brukt i SV-Standard Sementprodukt Rapid Aalborg cement CEM I (en ren sement) Ekstra flygeaske Ekstra flygeaske MÅ tilsettes (min 14%, maks. 30%) Cemex Miljøsement CEM II/B-S (30% slagg) Norcem Anleggsement FA CEM II/A-V (15% FA) Norcem Standardsement FA CEM II/B-M (18% FA) Ekstra flygeaske uaktuelt Ekstra flyvgeaske KAN tilsettes (opptil maks. totalt 30%) Ekstra flyvgeaske KAN tilsettes (opptil maks. totalt 30%) Ved beregning av masseforhold er k-faktor for ekstra flygeaske tilsatt ved betongblanding = 0,7 Mest brukt: Standard FA og Anlegg FA (uten ekstra FA) 9
Betongspesifikasjonene, R762 Punkter som pr. i dag skiller seg fra betongstandarden NS-EN 206 SVV godkjenner bare spesifikke sementprodukter, mens NS-EN 206 godkjenner sementklasser (sementtyper) SVV krever silikastøv i alle sine betonger (ikke NS-EN 206) SVV krever flygeaske eller slagg i alle sine betonger (ikke NS-EN 206) Maks. 30% FA for SV-Standard og maks. 25% for SV-Kjemisk, mens NS-EN 206 tillater opptil 35% FA Unntak for SV-Lavvarme som tillater MF45 og opptil 40% FA 10
Krav til luftinnhold i fersk betong Nytt krav er 4,5 + 1,5 % luft (opptil B45) (Tidligere har kravet vært 5,0 + 1,5 %) Dagens sementer gir ikke lengre de overfastheter vi så for en del år siden. Luftinnholdet er nedjustert for å sikre fasthet, men uten å gå på bekostning av frostbestandighet. (NS-EN 206 sier 4 8 % luft) Fornuftig å tilstrebe et luftinnhold på ca. 3,5-4,5%, både fordi luftinnholdet er enklest å holde jevnt i dette området, og fordi en unngår risiko for stor fasthetsreduksjon som kan opptre når luftinnholdet blir særlig høyere. 11
Tilslag - Krav til mekaniske egenskaper Krav: maks LA 35 Kravet om LA-verdi også for 0/8 mm-fraksjonen fra 2015 blir tatt ut i 2017; dvs. da krav til kun fraksjoner > 8 mm (blir da likt dagens krav i NS-EN 206) Skjerpet krav for høye fasthetsklasser (> B45): Krav maks LA 30 (bare for tilslag > 8 mm, fra 2017) 12
Kontroll av bindemidlet Eksempel 1, SV-Standard Bestanddel kg pr. m 3 betong Fritt vann 165 Norcem Standardsement FA 401 Silikastøv 16,7 Sementen er godkjent (uten ekstra tilsetning av FA) Andel silikastøv av bindemiddelmengden = ss cc + ss = 16,7 = 0,04 dddddd. 4%. KKKKKKKKKKKK eeee 3 6% 401 + 16,7 Masseforhold mm = vv = 165 cc+2,0 ss 401+2,0 16,7 = 0,38 (kkkkkkkk 0,40) det er nødvendig å proporsjonere betongen med lavere masseforhold enn øvre grense 0,40 for å ta høyde for variasjoner ved betongproduksjon Bindemidlet er ok! 13
Kontroll av bindemidlet Eksempel 2, SV-Standard Bestanddel Kg pr. m 3 betong Vann 165 Norcem Anleggsement FA 348,6 Ekstra tilsatt flygeaske 72,3 Silikastøv 17,5 Sementen er godkjent (uten ekstra tilsetning av FA) men her er det likevel valgt å tilsette ekstra FA ved betongblanding (som er tillatt). Andel silikastøv av bindemiddelmengden = ss cc + ss + FFFF = 17,5 = 0,04 dddddd. 4%. KKKKKKKKKKKK eeee 3 6% 348,6 + 17,5 + 72,3 Andel flygeaske (FA): Bidrag fra FA c i sementen og ekstra FA e må summeres! Total FA-mengde = 348,6 x 0,15 ( * ) + 72,3 = 52,3 + 72,3 = 124,6 Andel FA av bindemiddelmengden: = TTTTTT FFFF cc+ss+ffff ee = 124,6 348,6+17,5+72,3 = 0,284 dddddd. 28,4%. KKKKKKKKKKKK eeee 14 30% Masseforhold mm = vv cc+2,0 ss+0,7 FFFF ee = 165 348,6+2,0 17,5+0,7 72,3 = 0,38 (kkkkkkkk 0,40) det er nødvendig å proporsjonere betongen med lavere masseforhold enn øvre grense 0,40 for å ta høyde for variasjoner ved betongproduksjon Bindemidlet er ok! 14 ( * ) Oppgitt FA-innholdet i Anleggsement FA pr. i dag = 15% (0,15)
Håndbok R762 Prosesskode, fra 2015 Ny organisering av prosesser for å skille klarere mellom normale og spesielle herdetiltak
ALLER FØRST: Krav til maksimal herdetemperatur er 70 C! (R762 refererer til det generelle kravet i NS-EN 13670) (tidligere var kravet 65 C) Dagens sementer/bindemidler med flygeaske og slagg er mindre følsom for høye herdetemperaturer; de er mer robuste mot nedsatt sluttfasthet og uønsket forsinket etringittdannelse. - Temperaturerforskjeller er en større utfording! 16
Herdetiltak, R762 fra 2015 84.4 Betongstøp herdetiltak, generell tekst 84.46 (normale) Herdetiltak normale tiltak knyttet til det som anses som minimumskrav for å sikre normalt godt håndverk; for å sikre tetthet/styrke/bestandighet i overdekningssjiktet Skal være del av alle kontrakter Ref. til NS-EN 13670-kravene om «varighet av herdetiltak» 84.5 Spesielle herdetiltak Ekstratiltak for å redusere risikoen for opprissing og andre effekter som skyldes betongens herdevarme Ønsket/ønskede herdetiltak (prosess) må velges og tas inn spesielt i kontrakten 17
Herdetiltak Oversikt prosesser 84.4 Betongstøp (generell tekst om beskyttelse av utstøpt betong) 84.46 Herdetiltak (varigheten er definert av Herdeklassen) -- Standard tiltak for å sikre fasthet/tetthet i overdekningssonen -- 84.461 Herdetiltak for forskalte flater 84.462 Herdetiltak for frie (uforskalte) overflater med varmeisolasjon 84.463 Herdetiltak for frie (uforskalte) overflater uten varmeisolasjon 84.464 Varmeisolering av metallflater det støpes mot 84.5 Spesielle herdetiltak -- Ekstratiltak for å redusere risikoen for opprissing og andre effekter som skyldes betongens herdevarme -- 84.51Supplerende varmeisolasjon i herdeperioden 84.52Kjøling av fersk betong 84.53Kjøling av herdnende betong med innstøpte kjølerør 84.54Oppvarming av tilstøtende konstruksjoner 84.55Beregning og styring av herdetemperatur (her er de gode gamle temperaturkravene) 84.56Beregning og styring av herdetemperatur og rissrisiko 84.57Kartlegging av herdeteknologiske parameter for betong 18
84.46 Herdetiltak «normale» herdetiltak NB! Herdemembran Herdemembran skal påføres alle uforskalte flater umiddelbart etter støping/avtrekking (ikke støpeskjøter), dvs. på fersk betong Herdemembran påføres ikke sjelden på forskalte flater etter forskalingsriv (herdet betong), og betraktes da som et herdetiltak MEN: Herdemembran påført annet enn fersk betong er aldri dokumentert å virke, og denne bruken av herdemembran er heller ikke beskrevet noe sted! 19
84.46 Herdetiltak NS-EN 13670: Varigheten av herdetiltakene skal være tilpasset utviklingen av betongens egenskaper i overflatesjiktet (pkt. 8.5) Avhengig av betongens raskhet.. raskhetstallet r = ff cc 2ddøgggg ff cc 28ddøgggg og angitt Herdeklasse Herdeklasse 3 krever minst 50% av f c28 på betongoverflaten når herdetiltaket kan avsluttes Herdeklasse 4 krever minst 70%... 20
84.46 (normale) Herdetiltak Raskhetstallet «r», NS-EN 13670 f c28d = 76 MPa EKSEMPEL r = ff cc 2dd ff cc 28dd = 33 MMMMMM 76 MMMMMM = 0,43 r = 0,43 er «middels rask» f c2d = 33 MPa i hht. NS-EN 13670 Tabell F.2/F.3 R762: Herdeklasse 3 gjelder! (unntak marint miljø: Herdeklasse 4) 21
84.46 (normale) Herdetiltak Varighet av herdetiltaket, NS-EN 13670 Tekst fra R762, 84.46 b) For varighet av herdetiltak på grunnlag av gjennomsnittlig betongoverflatetemperatur 15 C skal dokumentasjon på overflatetemperatur ved måling forelegges byggherren før herdetiltaket avsluttes. Dette betyr at hvis betongens overflatetemperatur ikke følges opp med måling (SOM ER DET NORMALE) så må overflatetemperaturen antas å være lavere enn 15 C. NS-EN 13670+NA, Tabell F.2 Herdeklasse 3..og da er kun disse 2 alternativene aktuelle 22 Antar de fleste SV-Standard-betonger vil ha en «r» slik at de havner i kategorien «middels» rask.
Spesialbetongen SV-Lavvarme
SV-Lavvarme er blitt populær, men skal ikke beskrives ofte! «Konstruksjonsdeler hvor risikoen for gjennomgående fastholdingsriss på grunn av herdevarme og temperaturforskjeller er betydelig, og hvor slik opprissing er kritisk for funksjonsevnen.» når utfordrer slike riss funksjonsevnen?» vanngjennomgang ved ytre vanntrykk» bestandighet» estetikk «SV-Lavvarme skal ikke spesifiseres uten at nytteverdien er klarlagt og at det er bekreftet at betong med krevet sammensetning, i henhold til Håndbok R762 Prosesskode 2, kan leveres på det aktuelle anleggsstedet.» «Supplerende tiltak, eventuelt som erstatning for SV-Lavvarme, kan være bruk av kjølerør, varmekabler, kald betong, etc.» 24
Krav til SV-Lavvarme SV-Lavvarme skal være av bestandighetsklasse MF45, med øvre grenseverdi for masseforhold 0,45. Fasthetsklasse skal ikke velges høyere enn B45, fortrinnsvis velges fasthetsklasse B35 Kontrollalder for fasthet er 56 døgn (tilleggskontroll ved 28-døgn) For lavvarmebetongens sammensetning gjelder følgende forutsetninger: Sement blant de godkjente sementproduktene Silikastøvinnhold 3 5 % Totalt flygeaskeinnhold, eventuelt slagginnhold i sement + flygeaske, maksimum 40 %. Ekstra slagg tilsatt på blandeverk aksepteres ikke Krav til maks. temperaturstigningen i en herdekasse. Kravet innebærer at det i dag må tilsettes ekstra flygeaske 25
Først, hva er det vi søker med mindre varmeutvikling i betongen? Temp.diff. over tverrsnittet, dvs INDRE FASTHOLDING - kan gi riss i overdekningssonen - isolasjon/forsinket forskalingsriv/ beskyttelse er mottiltak - er ikke hensikten med SV-Lavvarme Temp.diff. mot tilstøtende konstruksjonsdel, YTRE FASTHOLDING - kan gi gjennomgående riss - her har SV-Lavvarme en hensikt - supplerende/alternative tiltak finnes 26
Ytre fastholding - Gjennomsnittlig temperaturforskjell mellom konstruksjonsdeler er drivkraften - Massiv konstruksjon (mot støpeskjøt) hvor herdetemperaturen normalt blir høy - Slike riss er gjennomgående, kommer i avkjølingsfasen - Kalles gjerne «fastholdingsriss» - Ekstra lengdearmering kan ikke hindre slike riss, men kan redusere rissvidder/fordele riss
Temperaturdifferanse over tverrsnittet «Indre fastholding» Overflateriss / krakelering Temperaturforskjell mot bunnplata «Ytre fastholding» Vertikale gjennomgående riss Photo: Steinar Helland, Skanska Norge AS
SV-Lavvarme: Krav til herdekasseforsøk på aktuell betong i prosjektet Herdetemperaturen skal måles i en 1 x 1 x 1 m 3 herdekasse 100 mm isolasjon på alle sider Kryssfiner forskaling min. 15 mm tykk Hvis måling utendørs trekkes presenning over det hele (ok uten presenning hvis innendørs) Temperatur måles i: senter av herdekassa lufta omkring 29
Krav til SV-Lavvarme - fra R762 For lufttemperatur (T snitt ) på 20 C skal temperaturøkningen T i herdekassa være 35 C. Justering av kravet til T for andre T snitt enn 20 o C: Gjennomsnittlig Krav til maksimum omgivelsestemperatur, temperaturøkning Tsnitt 25 C 36 C 20 C 35 C 15 C 34 C 10 C 33 C 5 C 32 C 0 C 31 C -5 C 30 C i herdekassa, T 30
Eksempel, måling i 1 m 3 herdekasse Fersk bet.temp 15 o C Maks.temp 50 o C T = 50 15 = 35 o C T snitt = 2,5 o C 31
Eksempel, resultat vs. krav Resultat: T = 35 o C T snitt = 2,5 o C Krav: maks. 31,5 o C Akkurat denne betongen tilfredsstiller dermed ikke kriteriene for SV-Lavvarme 32
SV-Lavvarme er en spesialbetong! SV-Standard kombinert med redusert fersk betongtemperatur og/eller varmekabler i fundamentet kan i prinsippet gi mindre opprissing enn bruk av SV-Lavvarme alene For en konstruksjon som bygges i eller nær sjø (klorider) skal SV- Lavvarme i utgangspunktet ikke brukes. SV-Lavvarme herder langsomt, og tettheten utvikles ditto (blir bra etter «noen måneder») For en (massiv) konstruksjon hvor det tar lang tid før den eksponeres for klorider kan SV-Lavvarme vurderes, i stedet for SV-Standard Spesifisering av SV-Lavvarme kan gi «hodepine» for mindre og mellomstore betongleverandører. Enten kan de ikke levere, eller det krever tung investering i ekstra silo for å kunne motta flygeaske i løs vekt for ekstra tilsetning under blanding. 33