Konsekvenser for murværkskonstruktioner. miljø- og arbejdsmiljørigtige isoleringsmaterialer

Transkript

1 J.nr / Konsekvenser for murværkskonstruktioner ved anvendelse af miljø- og arbejdsmiljørigtige isoleringsmaterialer Udført for Energistyrelsen Amaliegade København K Udarbejdet af: Keld Egholm Helge Hansen Carsten Pedersen Lene Vissing Pedersen Hanne Rungø Sag nr.: Marts 2000 Murværk Teglbækvej Hasselager Telefon Telefax

2 Indholdsfortegnelse Resumé... 4 Abstract Indledning Formål Murværkskonstruktioner Traditionelle danske murværkskonstruktioner Andre europæiske murværkskonstruktioner Skumtegl Valg af problemstillinger Opførelse af ydermure Afdækning under opførelse Vandoptagelse i formure Buffereffekt i murværk Skader fra opløselige salte i murværk Skader fra bestanddele i isoleringsmaterialerne Påvirkning af murbindere og armeringsstål Påvirkning af levetider Påvirkning af genanvendelsesmuligheder for murværksmaterialer Påvirkning af statiske egenskaber Valg af miljø- og arbejdsmiljørigtige isoleringsmaterialer Papiruld/cellulosefibre Opførelse af ydermure Afdækning under opførelse Vandoptagelse i formure Buffereffekt i murværk Skader fra opløselige salte i murværk Skader fra bestanddele i isoleringsmaterialerne Påvirkning af murbindere og armeringsstål Påvirkning af levetider Påvirkning af genanvendelsesmulighederne for murværksmaterialer Påvirkning af statiske egenskaber Fåreuld Opførelse af ydermure Afdækning under opførelse Vandoptagelse i formure Buffereffekt i murværk Skader fra opløselige salte i murværk Skader fra bestanddele i isoleringsmaterialerne Påvirkning af murbindere Påvirkning af levetider Påvirkning af genanvendelsesmulighederne for murværksmaterialer Påvirkning af statiske egenskaber Cemskum

3 5.3.1 Opførelse af ydermure Afdækning under opførelse Vandoptagelse i formure Buffereffekt i murværk Skader fra opløselige salte i murværk Skader fra bestanddele i isoleringsmaterialerne Påvirkning af murbindere Påvirkning af levetider Påvirkning af genanvendelsesmulighederne for murværksmaterialer Påvirkning af statiske egenskaber Perlite Opførelse af ydermure Afdækning under opførelse Vandoptagelse i formure Buffereffekt i murværk Skader fra opløselige salte i murværk Skader fra bestanddele i isoleringsmaterialerne Påvirkning af murbindere og armeringsstål Påvirkning af levetider Påvirkning af genanvendelsesmulighederne for murværksmaterialer Påvirkning af statiske egenskaber Hamp Opførelse af ydermure Afdækning under opførelse Vandoptagelse i formure Buffereffekt i murværk Skader fra opløselige salte i murværk Skader fra bestanddele i isoleringsmaterialerne Påvirkning af murbindere og armeringsstål Påvirkning af levetider Påvirkning af genanvendelsesmulighederne for murværksmaterialer Påvirkning af statiske egenskaber Hør Opførelse af ydermure Afdækning under opførelse Vandoptagelse i formure Buffereffekt i murværk Skader fra opløselige salte i murværk Skader fra bestanddele i isoleringsmaterialerne Påvirkning af murbindere og armeringsstål Påvirkning af levetider Påvirkning af genanvendelsesmulighederne for murværksmaterialer Påvirkning af statiske egenskaber Konklusion Referencer/litteratur Bilag

4 Resumé Konsekvenser for murværkskonstruktioner er gennemgået for en række miljø- og arbejdsmiljørigtige isoleringsmaterialer: Papiruld Fåreuld Cemskum Perlite Hamp Hør Konsekvenserne er bedømt for en række problemstillinger: 1. Opførelse af ydermure. Isoleringsmaterialerne kan være i form af både løsfyld og ruller eller batts. Ved meget letflydende løsfyldsmateriale som Perlite er det nødvendigt med tæt lukning af alle åbninger i murværkskonstruktionen, samt etablering af muligheder for efterfyldning. 2. Afdækning under opførelse. Væsentligt er her, om der i forhold til de almindeliget kendte forhold er større risiko for følgeskader ved optagelse af større vandmængder, således at der må stilles større krav til afdækning. For de fiberformede materialer anbefales her en række udførelsesmæssige forhold. 3. Vandoptagelse i formure. Vand optaget i formuren vil kunne transporteres videre til isoleringsmaterialet. For fiberformede organiske materialer anbefales ofte etablering af ventileret hulrum. For hør og hamp kræves ifølge et projekt ikke etablering af ventileret hulrum. For Perlite er en sådan spærring ikke nødvendig. 4. Buffereffekt i murværk. Murværkets evne til at afgive og optage fugt skønnes kun at være påvirket, når der anvendes Cemskum isoleringsmateriale. 5. Skader fra opløselige salte i murværk. For fiberformede materialer anbefales at undgå anvendelse i ældre saltbelastet murværk, og såfremt dette ikke er muligt, at etablere en spærring mellem det saltbelastede murværk og isoleringsmaterialet. 6. Påvirkning af murbindere og armeringsstål. Undersøgelser viser, at tendens til udblomstring eller gipsmisfarvning kan øges ved et hørmateriale. Årsagen er formentlig materialets indhold af ammoniumsulfat. For papiruld indeholdende borforbindelser blev disse tendenser ikke øget. 4

5 Hvis opløselige salte med vand transporteres ind i murværkskonstruktionen før mørtlen er færdighærdnet, kan hærdningsforløbet evt. påvirkes. 7. Påvirkning af murbinder og armeringsstål. Undersøgelser viser, at murbindere af tinbronze kan angribes, hvis ammoniumforbindelser, specielt ammoniumsulfat, er tilsat isoleringsmaterialet. Det almindeligste murbindermateriale rustfast stål bliver ikke angrebet af nogen af de undersøgte tilsætningsstoffer. Derimod bliver galvaniseret jern og armeringsstål i de fleste tilfælde angrebet. 8. Påvirkning af levetider. Isoleringsmaterialer bør have levetider, der er ligeså lange som levetiderne for de øvrige materialer i murværkskonstruktionen, med mindre de relativt let kan udskiftes. Organiske fiberformede materialer som papiruld er ofte tilsat biocider. Hør og muligvis også hamp synes ikke at kræve biocider, under forudsætning af, at der er tale om rene fibermaterialer. Det er muligt, at ammoniumforbindelser anvendt som flammehæmmere her kan øge risikoen for biologisk vækst. Det rejser så igen spørgsmålet, om flammehæmmere overhovedet er nødvendige i organiske isoleringsmaterialer anvendt i murværkskonstruktioner. 9. Påvirkning af genanvendelsesmuligheder for murværksmaterialer. De fiberformede isoleringsmaterialer synes generelt at kunne adskilles fra selve murværksmaterialerne ved selektiv nedrivning. I så fald kan materialerne genanvendes hver for sig på et relativt højt niveau. Det største problem kan være diffusion af borforbindelser, f.eks. fra papiruld, ind i murværksmaterialet. Såfremt borforbindelser anses for farlige, bliver denne farlighed overført til murværksmaterialerne med heraf følgende nedsættelse af mulighederne for genanvendelse eller for øgede krav til deponering. I denne forbindelse påpeges også nødvendigheden af på byggepladsen at adskille de forskellige typer isoleringsmaterialer fra hinanden og fra andet byggeaffald, så genanvendelsesmulighederne øges og unødvendig deponering undgås. 10. Påvirkning af statiske egenskaber. For et enkelt materiale (Cemskum) vurderes betydningen af materialets stivhed og vedhæftning til for- og bagmur at have betydning for murværkets statiskeegenskaber. For de øvrige materialer vurderes materialerne ikke at have nogen betydning for de statiske egenskaber. 5

6 Abstract Consequences for masonry constructions have been investigated for the following alternative insulation materials: Cellulosic fibre (paper wool) Sheeps wool Cemskum Perlite Hemp Flax In the following 10 items regarding normal Danish masonry constructions (cavity walls) and masonry materials. 1. Erection of outer walls. The insulation materials are available both as loose fill materials and as rolls or batts. For very trickle fill materials as Perlite blocking of all opening in the masonry construction and possibilities for refilling are necessary. 2. Cover in process of construction If the risk for damages due to absorption of considerable amounts of water is higher than normally, higher demands for covering should be made. For organic fibre based materials execution on the construction site is recommended in the present project. 3. Water absorption in outer leaf. Water absorbed in the outer leaf can be transported in to the insulation material. For organic fibre based materials a ventilated cavity is often recommended. For hemp and flax another project a ventilated cavity is recommended. For Perlite no ventilated cavity is recommended. 4. Absorption and desorption of water in the masonry construction. The property of absorption and desorption of water from the masonry construction is considered to be significant only when Cemskum materials are used. 5. Damages from soluble salts in the masonry. Organic fibre based materials should not be used in masonry with heavy salt contominations, unless it is possible to establish a barring between the salt contaminated masonry and the insulation. 6. Damages from constituents in the insulation materials. The constituents are primarily added as biocides or flame retarders. Investigations show that efflorescence and gypsum based discolorations may be enhanced by the use of a flax material. This is probably due to its content of ammonium sulfate. Cellulosic fibre containing boron compounds have not the same effect. Soluble 6

7 salts transferred in to the masonry construction may effect the hardening process of the mortar. 7. Influence on binders and reinforcement steel. Investigations show that binders of tin bronze may be attacked if ammonium compounds, especially ammonium sulfate, are added to the insulation material. The common binder material - stainless steel - is not attacked by any of the investigated additives. Contrary to that galvanized iron and reinforcement steel is attacked in most cases. 8. Influence on lifetimes. Insulation materials should have a lifetime comparable to the lifetimes of the other materials of the masonry constructions, unless they can be replaced easily. Organic fibre based materials often contain biocides. Flax and maybe hemp will probably not need biocides if they are available as pure fibre materials. Ammonium compounds used as flame retarders in flax and hemp may enchance the risk for biological growth. This in turn raises the question: Is flame retarders necessary at all in organic fibre based insulation materials used in masonry constructions. 9. Influence on possibilities for reuse of masonry materials. Fibre based insulation materials may generally be separated from the masonry materials by selective demolition. If so the materials may be reused separately on ahighlevel. A problem may arise if boron compounds, e.g. used in cellulosic fibre, by diffusion are transferred to the masonry material. If boron compounds are considered to be dangerous substances the masonry materials will be considered to be dangerous, too, and so the possibilities for reuse will be smaller or the demands to deposition bigger. Separation of different surplus insulation materials at the building site is essential if alternative insulation materials should be regarded as environmentally friendly materials. If it is done properly the possibilities for reuse are enchanced and unnecessary deposition avoided. 10. Influence on mechanical behaviour of the masonry construction. The Cemskum materials are assumed to influence the mechanical behaviour of the masonry construction due to the stiffness and the frictional interaction to the inner and outer leaf. The other isolation materials are not assumed to influence the mechanical behaviour of the masonry construction. 7

8 1. Indledning Denne rapport beskriver resultaterne i projektet "Konsekvenser for murværkskonstruktioner ved anvendelse af miljø- og arbejdsmiljørigtige isoleringsmaterialer". Projektet indgår som del af Energistyrelsens udviklingsprogram for miljø- og arbejdsmiljørigtig isolering. Ved anvendelse af miljø- og arbejdsmiljørigtige isoleringsmaterialer har Teknologisk Institut, Murværk undersøgt nogle konsekvenser for murværkets egenskaber med hensyn til eksempelvis fugtbevægelser, forvitring, misfarvning, brand, biologisk vækst, levetid samt genanvendelse. Instituttet har indhentet viden vedrørende isolerede murværkskonstruktioner, traditionelle konstruktioner samt konstruktioner, hvor miljø- og arbejdsmiljørigtige isoleringsmaterialer anvendes, og resultater fra programmets øvrige projekter er blevet inddraget. I indeværende projekt fokuseres der alene på konstruktioner i ydermure. Det er efter Instituttets vurdering i ydermurskonstruktioner, at eventuelle belastninger som følge af skiftende temperaturforhold og fugtindhold m.v. vil kunne registreres. I projektet behandles ydermurskonstruktioner af tunge materialer, som eksempelvis hule mure med teglmursten i for- og bagmur, kombinationsvægge, hvor formuren er af teglmursten og bagmuren er af beton, letklinkerbeton eller er af porebeton. Endvidere behandles ydermure, hvor formuren er en skalmur og bagmuren ligeledes kan være af beton, letklinkerbeton eller er af porebeton. I renoveringssager kan hulmure med stenbindere eventuelt også være omfattet. 8

9 2. Formål Projektets formål er at vurdere, hvilke konsekvenser anvendelse af miljø- og arbejdsmiljørigtige isoleringsmaterialer vil have for murværkskonstruktioner. Vurderingen foretages på baggrund af indhentet viden og udførte undersøgelser. Resultater fra programmets øvrige projekter inddrages i den samlede vurdering. Formålet er herefter at angive: Konkrete problemstillinger, der kan opstå ved kombination af murværk samt miljø- og arbejdsmiljørigtige isoleringsmaterialer. Konsekvenser for murværk samt miljø- og arbejdsmiljørigtige isoleringsmaterialer, byggetekniske og miljømæssige, set i hele murværkets livscyclusforløb. Løsningsforslag for de konkrete problemstillinger. Sikre løsninger, så miljø- og arbejdsmiljørigtige isoleringsmaterialer kan anvendes uden negative konsekvenser for murværkskonstruktionen, og at disse løsninger er gjort tilgængelige i de relevante brancher. Aktiviteter, eksempelvis forsøg eller demonstrationsbyggeri, der kan iværksættes for yderligere at belyse tilvejebragte resultater. Relevansen af at vurdere konsekvenserne netop for murværksmaterialer underbygges af tal for murværks markedsandele i ydervægsmaterialer. I 1997 var andelene som vist i tabel 2.1 (beregnet ud fra ref. 25). Tabel 2.1 Bygningstype Etageareal % andel total 1000 m 2 mursten 1000 m 2 mursten Helårsbeboelse 1.621, ,7 94,2 Produktion 2.370,1 492,8 20,8 Administration 729,5 150,4 20,6 Kultur & institutioner 277,3 176,5 63,6 Andet 886,4 209,3 23,6 I ældre murværk der evt. skal efterisoleres, kan murværkets andele ikke forventes at være mindre. 9

10 3. Murværkskonstruktioner 3.1 Traditionelle danske murværkskonstruktioner Skematisk kan ydermurskonstruktionen, der behandles, vises som følger i figur 3.1: Tegl i bagmur Tegl i formur Isolering Trådbinder Fugtspærre Gulv Fugtspærre Sokkelpuds/udkast Sokkel Figur 3.1 Konstruktioner hvor der forekommer lette materialer i bagmuren behandles ikke. Her vil der altid forekomme et ventileret hulrum mellem formuren og konstruktionen, hvori isoleringsmaterialet indgår. Risikoen for at murværkskonstruktionen påvirkes af eksempelvis fugtbevægelser gennem miljø- og arbejdsmiljørigtige isoleringsmaterialer, vil efter Instituttets vurdering ikke forekomme. 10

11 Ydervægskonstruktioner, der ikke behandles, kan skematisk vises som følger i figur 3.2: Træskeletibagmur Tegl i formur Hulrum, ventileret via åbne studsfuger Trådbinder Fugtspærre Åbne studsfuger Gulv Fugtspærre Sokkelpuds/udkast Sokkel Figur 3.2 Erfaringen viser, at der i murværkskonstruktioner i praksis vil forekomme forskellige fejl eller uregelmæssigheder, der kan have betydning for samspillet mellem murværksmaterialer og isoleringsmaterialer. Eksempelvis kan nævnes: Mørtelklatter på formurens bagside. Utilstrækkeligt udfyldte studsfuger. Bagfald på murbindere. 11

12 3.2 Andre europæiske murværkskonstruktioner De ovenfor beskrevne murværkskonstruktioner er typiske for Nordvesteuropa. I Syd- Central- og Østeuropa er blokmurværk det almindeligste, der er tale om, enkeltmure bestående af perforerede teglblokke. Isoleringsevnen opnås i det væsentlige på 2 måder: Ved at gøre teglmaterialet så let og porøst som muligt. Porøsiteten kan opnås ved tilsætning af organiske materialer, f.eks. savsmuld eller polystyrenkugler, der brænder bort i tunnelovnen, eller ved tilsætning af et opblæret uorganisk materiale, f.eks. Perlite. Ved at udforme hulplaceringen i teglblokken, så varmen skal vandre så lang vej som muligt (se figur 3.3). Denne type blokmurværk er normalt pudset, og yderligere isoleringsevne kan f.eks. opnås ved at have et isoleringsmateriale bag et udvendigt pudslag. Figur Skumtegl Et interessant projekt er forsøg på yderligere at kombinere tegl og isolering i det samme materiale. Forsøgene er startet på initiativ af teglorganisationerne i Tyskland, Østrig og Schweiz (DACH-samarbejdet). De er udført af Institut für Ziegelforschung, Essen (ref. 31, 32, 33, 34 og 35). Princippet i materialet er, at ler tilsættes overfladeaktive stoffer, hvorefter det piskes til en form for skum. Formgivning kan enten være som støbning med efterfølgende udskæring til ønskede dimensioner, eller som strengpresning som i traditionel teglproduktion. Tørring og brænding kan ske i eksisterende tørringsanlæg og tunnelovne. Metoden kan anvendes selvstændigt eller som supplement til kendte porøsitetsdannende stoffer som polystyren eller Perlite. 12

13 Øgede krav til isoleringsevne og de traditionelle teglblokkes vanskeligheder ved at leve op hertil er den afgørende motivation for udvikling af materialet. Men dertil skal føjes, at tegls styrker på miljøområdet, især levetider og genanvendelsesmuligheder, udvides til også at gælde isoleringsmaterialet. Dette vil således i miljømæssig sammenhæng ikke være mere kritisk end de egentlige murværksmaterialer, og vil derfor ikke belaste disse miljømæssigt. Varmeisoleringsevnen for skumtegl ligger i området 0,06 0,1 W/mK. Densiteten for skumtegl ligger i området 0,2 0,4 kg/dm3. Sammenhængen mellem isoleringsevne og densitet er vist på figur 3.4. Af figur 3.4 fremgår, at der kan være tale om forskellige varmeledningsevner ved samme densitet. En vigtig faktor har her vist sig at være porestrukturen. En fin porestruktur vil således give en dårligere varmeledningsevne (højere isoleringsværdi). En yderligere fordel ved anvendelse af teglbaserede materialer i skumform må antages at være tegls meget lave ligevægtsfugtighed, i forhold til f.eks. beton, kalksandsten og porebeton. Figur

14 4. Valg af problemstillinger Ved anvendelse af miljø- og arbejdsmiljørigtige isoleringsmaterialer er det vigtigt, at have kendskab til, hvilke konsekvenser dette vil have for murværkskonstruktioner. Teknologisk Institut, Murværk kan forudse nogle konsekvenser for murværkets egenskaber med hensyn til eksempelvis fugtbevægelser, forvitring, misfarvning, brand, biologisk vækst, levetid samt genanvendelse. På basis af Teknologisk Institut, Murværks konkrete erfaringer med murværkskonstruktioner er en række problemstillinger opstillet i 10 hovedpunkter. Punkterne går på både udførelsesmæssige, konstruktionsmæssige, holdbarhedsmæssige og miljømæssige forhold. For hvert alternativt isoleringsmateriale undersøges for hvert punkt konsekvenserne for murværkskonstruktioner og -materialer ved anvendelse af det aktuelle isoleringsmateriale. I undersøgelsen indgår: Opsamling og vurdering af eksisterende viden fra andre projekter i programmet samt fra leverandører. Vurdering og bedømmelse af sandsynlige hændelsesforsøg ud fra Teknologisk Institut, Murværks erfaringer med murværkskonstruktioner og materialer. Laboratorieundersøgelser på områder med manglende viden. Udpegning af områder hvor de eksisterende viden stadig må anses for utilstrækkelig. Disse mulige konsekvenser søges afdækket ved behandling af følgende 10 problemstillinger: 1. Opførelse af ydermure. 2. Afdækning under opførelse. 3. Vandoptagelse i formure. 4. Buffereffekt i murværk. 5. Skader fra opløselige salte i murværk. 6. Skader fra bestanddele i isoleringsmaterialerne. 7. Påvirkning af murbindere. 8. Påvirkning af levetider. 9. Påvirkning af genanvendelsesmuligheder for murværksmaterialer. 10. Påvirkning af statiske egenskaber. 4.1 Opførelse af ydermure Der fokuseres på hvilken indflydelse opførelsesmetoden kan have, herunder om der er specielle forholdsregler, der skal tages under opførelsen. Opførelse af en traditionel konstruktion med almen kendt isoleringsmateriale sammenlignes med konstruktioner, hvori miljø- og arbejdsmiljørigtige isoleringsmaterialer indgår. Der kan her indgå arbejdsmiljømæssige forhold. 14

15 4.2 Afdækning under opførelse At vand under opførelsen i større mængder optages i murværkskonstruktionen, herunder isoleringen pga. utilstrækkelig afdækning eller måske nedledning fra undertag, er desværre ikke ukendt. Her vil der blive fokuseret på, om det er nødvendigt, at skærpe kravene til udførelsen, så vand ikke bliver ledt ned i hule mure med miljø- og arbejdsmiljørigtig isolering, eksempelvis når murerarbejdet overdrages til tømrerentreprisen og tagarbejdet pågår. 4.3 Vandoptagelse i formure Det undersøges om vandoptagelsen i formure og eventuelt vand, der løber på bagsiden af formuren, kan være påvirket af tilstedeværelsen af miljø- og arbejdsmiljørigtige isoleringsmaterialer. 4.4 Buffereffekt i murværk Murværkets buffereffekt undersøges. Murværkets evne til at optage fugt og igen at afgive denne fugt, når forholdene tillader det, undersøges for hule mure, isoleret med almen kendte isoleringsmaterialer og sammenlignes med hule mure, der isoleres med miljø- og arbejdsmiljørigtige isoleringsmaterialer. 4.5 Skader fra opløselige salte i murværk Murværk indeholder større eller mindre mængder opløselige salte. Disse salte kan være årsag til misfarvninger (ref. 2) og forvitringer (ref. 3) på selve murværksmaterialerne. Saltene har forskellig oprindelse, primært: Naturligt indhold i materialerne Tøsaltning Afsyring Havvand/havgus Anvendelse eller oplagring af salt i bygningen Der er tale om flere forskellige saltkomponenter, de væsentligste er: Natrium, Na + Kalium, K + Calcium, Ca 2+ - Nitrat, NO 3 Chlorid, Cl - Sulfat, SO 4 2- Carbonat, CO 3 2- Undersøgelser har vist, at saltene kan være meget mobile og flytte sig langt i murværksmaterialerne, især bestemt af fugtighedsforhold (ref. 28). 15

16 Der vil i princippet være mulighed for at salte vandrer fra murværksmaterialerne ind i isoleringsmaterialerne, især hvis der er direkte kontakt og ingen spærring i form af folie el.lign. Her kan de, hvis de er hygroskopiske, medføre højere ligevægtsfugtighed med deraf følgende konsekvenser for isoleringsevne, sætning, holdbarhed etc. Evt. vil de kunne reagere med bestanddele i isoleringsmaterialerne. 4.6 Skader fra bestanddele i isoleringsmaterialerne Undersøgelser og deklarationer viser, at de alternative isoleringsmaterialer indeholder en lang række forskellige kemiske bestanddele. Der er primært tale om faste stoffer, uopløselige i vand. Det gælder først og fremmest hovedmaterialet: fibre, uld, kugler, skum etc. I denne sammenhæng ses især på indholdene af mere eller mindre vandopløselige bestanddele. Disse opgives at være tilsat som flammehæmmere og biocider. Som nævnt under pkt. 4.5 kan sådanne vandopløselige bestanddele vandre langt i murværk afhængigt af fugtforhold. Der vil derfor være mulighed for, at de vandrer ind i de porøse murværksmaterialer (formur/bagmur). Her kan der især forudses 2 mulige påvirkninger: Reaktion med uhærdnet kalk og påvirkning af kalkcementmørtlers hærdningsforløb. De væsentlige reaktioner i kalkcementmørtlers hærdningsforløb er hydratisering af cementdelen og carbonatisering, dels af kalkdelen dels af den fri kalk der dannes ved cementens hydratisering (ref. 29). Normalt kan man regne med, at disse processer er løbet til ende 1-2 år efter opmuring. Kalkcementmørtlers styrker afhænger i forvejen af en række forskellige forhold, bl.a. blandingsforhold, kornstørrelsesfordeling, blandetid, vandindhold, blandingsmetode, hærdningsforhold og frostpåvirkning. Der er her foretaget en teoretisk vurdering af, hvilke virkninger opløselige bestanddele i de alternative isoleringsmaterialer kan have på kalkcementmørtlers hærdning. Der er ikke foretaget laboratorieundersøgelser. Misfarvning af murværkets synsflader. Da murværkets kvalitetsparameter i høj udstrækning er dets, udseende er dette forhold væsentligt. Fra traditionelle isoleringsmaterialer kendes eksempler på, at bestanddele herfra har medført misfarvning af murværkets synsflader (Teknologisk Institut, Murværks erfaring, ref. 30). Der findes forskellige metoder til bedømmelse af risikoen for misfarvning af murværk fra opløselige bestanddele. I dette tilfælde er der udført undersøgelser med en modificeret eksisterende test (se bilag 1), som i forvejen anvendes af Teknologisk Institut, Murværk. 4.7 Påvirkning af murbindere og armeringsstål Ifølge Murværksnormen DS udgave (ref. 4) må murbindere af følgende 2 legeringer anvendes: Rustfast stål efter SS Tinbronze CuSn6 efter ISO 427 Derudover er murbindere af galvaniseret jern tilladt i passivt miljø (indermure). 16

17 Reglerne i DS 414 er baseret på praktiske erfaringer. Erfaringerne fra orkanen 3/ viser, at murbindere af galvaniseret jern aldrig må anvendes i ydermure. Tinbronze anvendes øverst i høje murværkskonstruktioner, markedsandelen er ca. 1%. Galvaniseret jern har en markedsandel på under 1%. Rustfast stål er således helt dominerende. I efterspændt murværk (ref. 22) anvendes armeringsstål Stål anvendt i byggeri vil være korrosionsbeskyttet med Densofedttape og mekanisk beskyttet med PEHrør. Spørgsmålet er, om indhold af opløselige forbindelser (flammehæmmere, biocider) i alternative isoleringsmaterialer kombineret med fugtindhold kan give korrosionsproblemer i murbindere og armeringsstål. I så fald kan fatale konsekvenser for murværkskonstruktioners stabilitet forudses. Teoretisk er det muligt at påpege risici ved bestemte kombinationer af opløselige salte og metallegeringer. Salte kan desuden medføre højere ligevægtsfugtighed i isoleringsmaterialer og i hulmure. Derudover er der udført orienterende bestemmelser af korrosionsforhold ved forceret test efter ASTM C 739 (ref. 5). Her er der som metaller anvendt reelle dele af murbindere og armeringsstål: Tinbronze, CuSn6 Syrefast stål, 18/10, stål Rustfri stål, 18/8, stål Galvaniseret jern, zinklag min. 240g/m 2 Armeringsstål 1080, High Strength Macalloy Shutter Ties, uden korrosions- og mekanisk beskyttelse Undersøgelsen er beskrevet i bilag 2. Der er desuden foretaget test med murbindere og armeringsstål i vandige opløsninger af forskellige flammehæmmere og biocider. Aktuelle stoffer er fremgået af forskellige kilder: Generelle lister fra det faglige udvalg. Deklarationer fra leverandører. Oplysninger fra andre projekter i programmet. Væsentlige stoffer, der bør testes, bedømtes derefter til at være: Borsyre, H 3 BO 3 Borax, Na 2 B 2 O 7 10H 2 O Ammoniumsulfat, (NH 4 ) 2 SO 4 Diammoniumphosphat, (NH 4 ) 2 HPO 4 Monoammoniumphosphat, NH 4 H 2 PO 4 17

18 Andre stoffer bedømtes på forhånd til at være uden betydning, pga. deres uopløselighed: Aluminiumhydroxid Polyester Siliconeharpiks Undersøgelsen er beskrevet i bilag Påvirkning af levetider Konstruktionsmaterialers, herunder murværksmaterialers levetid, er et kompliceret begreb. Materialernes levetid er ikke blot bestemt af deres holdbarhed i sig selv, men også af konstruktionsmæssige, byplanmæssige, sociale og modemæssige forhold. Levetider er af stor miljømæssig betydning idet enhver miljøpåvirkning, f.eks. ved produktion af et materiale, skal ses i relation til materialets totale levetid. Der er i Danmark opstillet lister over forventede levetider for forskellige byggematerialer, i listerne ses dog ikke levetider for isoleringsmaterialer. For murværkskonstruktioner inkl. mineraluldsisolering kan levetiden være opgivet til år (ref. 36). Isoleringsmaterialer bør som en del af murværkskonstruktioner have en levetid, der svarer til de øvrige indgående materialers, medmindre de relativt let kan udskiftes. Ellers vil konstruktionens levetid blive nedsat. Fra leverandører af alternative isoleringsmaterialer foreligger ikke opgivelser om materialernes levetid. I dette projekt fokuseres derfor på en generel bedømmelse af det aktuelle materiales holdbarhed eller levetid, suppleret med en vurdering af hvilke forhold der kan forlænge eller forkorte denne tid, alt set i relation til murværkskonstruktioner. 4.9 Påvirkning af genanvendelsesmuligheder for murværksmaterialer I bedømmelsen af et konstruktionsmateriales miljøforhold spiller genanvendelsesmulighederne en stor rolle. Der kan dels være tale om genanvendelse af spild og kasserede materialer ved opførelse, vedligehold og renovering, dels om genanvendelse efter nedrivning (ref. 6). Det sidste er i denne sammenhæng det væsentligste. For murværksmaterialer eksisterer en lang række genanvendelsesmuligheder (ref. 6, 8, 9 og 10). En væsentlig miljømæssig styrke ved murværk er således, at der til enhver tid eksisterer genanvendelsesmuligheder på et højt niveau. Det er derfor vigtigt, at der i murværkskonstruktionen ikke indføres komponenter der forringer disse genanvendelsesmuligheder. 18

19 Her kan der være tale om flere forhold, f.eks.: Et fast stof, f.eks. et fiberholdigt, kan i praksis ikke adskilles fra de øvrige materialer: tegl, mørtel etc. Dette stofs farlighed overføres da til hele det nedrevne materiale. Opløselige bestanddele er i tidens løb diffunderet fra isoleringsmaterialerne ind i de øvrige materialer i murværkskonstruktionen. Anses eller bliver disse opløselige bestanddele senere anset for farlige, overføres denne farlighed til hele det nedrevne materiale. I denne sammenhæng bedømmes kun i begrænset udstrækning mulighederne for genanvendelse af selve isoleringsmaterialet. Dog skal det her påpeges, at der givetvis vil være muligheder for genanvendelse af flere forskellige alternative isoleringsmaterialer i teglproduktion. Erfaringer og forsøg har vist, at f.eks. mineraluld, papirreject og Perlite kan have positive virkninger i lerblandinger (ref. 7 og 11). De positive virkninger er først og fremmest baseret på fibres forstærkning under tørringsprocessen, organiske materialers bidrag til porøsitet og til energi ved brænding samt Perlits bidrag til porøsitet Påvirkning af statiske egenskaber De fleste alternative isoleringsmaterialer er relativt eftergivende, og kan derfor antages ikke at påvirke murværkets statiske egenskaber. Det gælder de fiberformede organiske materialer som papiruld og hamp, og det gælder Perlite. Der kan dog være materialer, der pga. deres stivhed må antages at kunne påvirke murværkskonstruktionens statiske egenskaber. Ifølge det oplyste, har Cemskum en trykstyrke på ca. 5 MPa, dog afhængig af densiteten. Materialet skønnes at kunne danne vedhæftning til det omgivende murværksmateriale, hvorved forskydningsspændinger må formodes at kunne overføres. Med ovenstående forudsætninger bidrager materialet til konstruktionens bæreevne. 19

20 5. Valg af miljø- og arbejdsmiljørigtige isoleringsmaterialer Gennemgang af rapporter fra programmets øvrige projekter, kontakt med øvrige projektdeltagere, leverandører m.fl. har vist et spektrum af alternative isoleringsmaterialer med vidt forskellig oprindelse og struktur. Teknologisk Institut, Murværk har valgt følgende miljø- og arbejdsmiljørigtige isoleringsmaterialer ud: Papiruld/cellulosefibre Fåreuld Cemskum Perlite Hamp Hør Ved udvælgelsen er to forhold først og fremmest taget i betragtning: Markedsføres og anvendes materialerne allerede, her eller i udlandet, så der bl.a. foreligger praktiske erfaringer. Er der udviklingsprojekter i gang, således at en kommende anvendelse af materialerne er sandsynlig. I det efterfølgende gennemgås problemstillingerne beskrevet i afsnit 4, separat for de nævnte miljø- og arbejdsmiljørigtige isoleringsmaterialer. 5.1 Papiruld/cellulosefibre Til rådighed for forsøg har der været papiruld fra Miljøisolering, dels modtaget fra leverandøren, dels udtaget under besigtigelse af byggeri i Glostrup (se bilag 5). Historisk set har der globalt været anvendt isolering af cellulosefibre i mange år. I USA er produktet blevet anvendt siden 1904, og det første patent på fremstilling af isolering ud af genbrugspapir blev udtaget i England i Industriel fremstilling i større målestok begyndte først i USA efter anden verdenskrig. Isoleringen er enten baseret på cellulose fra genbrugspapir eller fra ny cellulose. I Danmark har der praktisk taget ikke været anvendt isolering af cellulose før fra energikriserne i 1970 erne. I Danmark markedsføres isolering af cellulosefibre af Miljøisolering i Hillerød (salgsnavn: Papiruld), af Isodanfibre i Holeby (Isodanfiber) og af Ekofiber i Støby (Ekofiber). De danske produkter er alle baseret på cellulose fra genbrugspapir, f.eks. fra aviser, pap og EDB-lister. Celluloseisoleringsmaterialerne har en god isoleringsevne. Statens Byggeforskningsinstitut (ref. 16) refererer til Sandberg, P.I., der har bestemt varmeledningsevnen af cellulose løsfyldsisolering med densiteten 27 kg/m 3 til 0,037 W/mK. Varmeledningsevnen blev kun øget med 0,001 W/mK fra tør til fugtig, når fugtindholdet lå inden for det hygroskopiske område (mindre end 98% RF). 20