Bilag 6.B Petrografisk analyse af 2 borekerner fra brodæk

Transkript

1 Bilag 6.B Petrografisk analyse af 2 borekerner fra brodæk Dette bilag indeholder en petrografisk analyse på mikroniveau af tyndslib fra overfladen af 2 borekerner mrk. hhv. C og D, udtaget fra overside af brodæk, Nørresundbygrenen. Kernerne er udtaget i juni Kerne C er oplyst at være fra broens vingedel, og kerne D fra broens krop (midterdel). Der gives en kort sammenfatning af resultaterne og en vurdering af betonen i de 2 borekerner. Der er ikke foretaget vurdering af kernerne på makroniveau i forbindelse med tyndslibsanalysen. Laboratoriesagsnr.: Bilag 6.B - side 1/8

2 1. Introduktion Prøvningsomfanget for den petrografiske analyse samt mærkning af prøver fremgår af nedenstående oversigt: Lab.-nr. Ref. nr. / Konstruktionsdel Undersøgelser C Kerne C / brodæk, vinge Tyndslibsanalyse D Kerne D / brodæk, krop Do Efterfølgende i afsnit 2 er resultaterne sammenfattet for de 2 borekerner. 2. Resultater 2.1 Sammenfatning Betonen i de to undersøgte borekerner fra overside af brodæk, dels kerne C fra vinge og dels kerne D fra krop, vurderes at være af samme type mht. sammensætning og beskrives derfor under ét. Resultaterne af undersøgelserne viser: I begge kerner er overfladen ru og frilagt. Kun i kerne D ses lidt tegn på karbonatisering i den yderste mm. Sandet indeholder reaktive korn af porøs flint og kalkopal, indholdet skønnes at være over grænsen for skadeligt indhold (~ 2 vol. %). Der ses såvel porøse korn med kun interne reaktioner som korn med skadelige revne- og geldannelser ud i pastaen. Endvidere ses enkelte porer med gel, nær de reaktive korn. Stenene består af knust granit. Pastaporøsiteten er generelt lav med v/c-forhold svarende til 0,35-0,40, hhv. ca. 0,40, men dog noget inhomogen med mere porøse zoner typisk langs tilslag. Der ses overfladeparallelle revner i begge kerner, i flere tilfælde ses gel i revnerne. I kerne C er revnerne begrænset til de øverste 3-4 mm, mens der i kerne D ses revner i dybderne ca. 10, 20 og 40 mm. Der ses ingen grove revner. Betonen er i begge kerner luftindblandet. I kerne C skønnes porestrukturen at være tilfredsstillende mht. frostbestandighed, mens luftindholdet i kerne D er lavt og ikke skønnes at opfylde krav vedr. frostbestandighed. Betonens indre bærer ikke præg af at være fugtbelastet af betydning; i enkelte porer, nær overfladen og mest i kerne C, ses lidt ettringit. Bilag 6.B - side 2/8

3 2.2 Vurdering og anbefaling Vurderingen vedrører alene mikroanalysen. Betonen er fremstillet af knust granit i stenfraktionen samt et sand, der indeholder nogle korn af porøs, reaktiv flint og kalkopal. Der ses fine revnedannelser parallelt med overfladen. Årsagen til disse revnedannelser skønnes at være alkalikiselreaktioner. Der er ikke observeret grove revnedannelser. Indholdet skønnes at ligge over grænsen på 2 vol. % for indhold af reaktive korn i sandet. I de undersøgte kerner er der ikke tegn på fugtbelastning af betydning. Det vurderes, at risikoen for yderligere udvikling af skadevoldende alkalikiselreaktioner er til stede, såfremt betonen tilføres vand/tøsalte. Betonen har et lavt v/c-forhold, hvilket reducerer indtrængningshastigheden af fugt og salte i en ellers urevnet beton, såfremt betonen skulle blive udsat for en større grad af fugtbelastning (sammenlignet med mere porøse betoner). Betonen er luftindblandet. Porestrukturen skønnes tilfredsstillende i kerne C, men utilstrækkelig i kerne D til at opfylde de sædvanlige krav, der stilles til frostbestandig beton. Sammenfattende kan betonen i de undersøgte kerner betegnes som potentiel alkalikiselreaktiv, og det må forventes at der ved yderligere tilførsel af fugt og tøsalte vil ske yderligere udvikling af alkalikiselreaktioner og dermed revnedannelser. Revnedannelser vil yderligere kunne accelereres af frostpåvirkning, hvor vand får adgang til revner dannet pga. AKR, eller hvor beton med en utilstrækkelig porestruktur bliver vandmættet. Bilag 6.B - side 3/8

4 MIKROANALYSE KERNE C, BRODÆK, VINGE Placering af tyndslib Tilslag, sten Tilslag, sand Cementtype Pastahomogenitet v/c-forhold Mikrorevner (< 0,01 mm) Fine revner (0,01-0,1 mm) Grove revner (> 0,1 mm) Alkalikiselreaktioner (0-3) Gel i porer (0-3) Gel i revner (0-3) Ettringit i porer(0-3) Ettringit i revner (0-3) Ca(OH) 2 i porer (0-3) Ca(OH) 2 i revner (0-3) Ca(OH) 2 i pasta (0-3) Luftindhold (0-3) Karbonatisering Bemærkninger Vinkelret på øvre overflade og 45 mm ned i betonen. Slibet skønnes dog ikke at indeholde den oprindelige betonoverflade, da overfladen dels er frilagt og dels stedvis skærer sten. Knust granit, der ses en del revner i granitten. Kvarts, feldspat, div. tætte bjergarter, lidt kalk, fossiler og flint. I alt ses 6 reaktive, porøse flintkorn/kalkopal, anslået at være nær (antagelig lidt over) grænsen for skadeligt indhold på 2 vol. %. Der ses revne- og geldannelse fra 1 af kornene. Sandet er antagelig et bakkesand. Alm. Portlandcement type, med en del grove cementkorn. Middel hydratiseringsgrad. Lokalt langs tilslagspartikler ses forhøjet pastaporøsitet. I gennemsnit ca. 0,40. Variationer mellem 0,35 og op til 0,50-0,60 i smalle zoner langs tilslag. En del. Der ses flere fine, korte overfladeparallelle revner i de yderste 3-4 mm mod overfladen. Ingen. 1 (lav grad, med potentiale for yderligere udvikling til anslået 2) nær overflade, dybere (ses i enkelte porer) 0-1 (ses i enkelte vedhæftningszoner langs tilslag) 2 1-2, luftindblandet, porestrukturen formodes at overholde de sædvanlige krav til frostbestandig beton. Ingen. Der ses lidt gel-rester på overfladen, som derfor må antages at være en oprindelig revneflade Bilag 6.B - side 4/8

5 MIKROANALYSE KERNE D, BRODÆK, KROP Placering af tyndslib Tilslag sten Tilslag sand Cementtype Pastahomogenitet v/c-forhold Mikrorevner (< 0,01 mm) Fine revner (0,01-0,1 mm) Grove revner (> 0,1 mm) Alkalikiselreaktioner (0-3) Gel i porer (0-3) Gel i revner (0-3) Ettringit i porer(0-3) Ettringit i revner (0-3) Ca(OH) 2 i porer (0-3) Ca(OH) 2 i revner (0-3) Ca(OH) 2 i pasta (0-3) Luftindhold (0-3) Vinkelret på øvre overflade og 45 mm ned i betonen. Slibet skønnes dog ikke at indeholde den oprindelige betonoverflade, da overfladen er frilagt. Knust granit, der ses en del revner i granitten og enkelte steder porøse dele. Kvarts, feldspat, div. tætte bjergarter, lidt kalk, fossiler og flint. I alt ses 8 reaktive, porøse flintkorn/kalkopal, anslået at være over grænsen for skadeligt indhold på 2 vol. %. Fra 3 af de reaktive korn ses revne- og geldannelser ud i pastaen. Alm. Portlandcement type, med en del grove cementkorn. Middel hydratiseringsgrad. Mod overfladen og lokalt langs tilslagspartikler ses forhøjet pastaporøsitet. Yderste 10 mm mod overfladen ca. 0,50, derunder 0,35-0,40. Langs sten op til 0,50-0,60. Nogle. Der ses overfladeparallelle revner i dybderne 0-6 mm, samt mm, hhv mm, med forløb gennem sten. Ingen. 1 (med potentiale for yderligere udvikling til anslået 2-3) nær overflade, dybere (ses i enkelte porer nær overfladen) 0 2 (dog delvis isotrop/udludet i de yderste 6-8 mm) 1, luftindblandet, men lavt luftindhold. Porestrukturen skønnes ikke at kunne overholde de sædvanlige krav til frostbestandig beton. Karbonatisering Bemærkninger Delvis karbonatiseret i den yderste mm. I overfladen ses rester af et reaktivt korn. Betonen i kerne C og D vurderes ud fra observationerne på mikroniveau at være af samme type. Bilag 6.B - side 5/8

6 MIKROFOTOS Foto 1: Kerne C, overflade brodæk, med frilagt sand (svarer ikke til oprindelig betonoverflade). Der ses revnedannelser (R) parallelle med overfladen samt geludfældninger (G) i revner og porer. 1,1 mm x 1,6 mm. Alm. lys. Foto 2: Kerne C, overflade. Der ses udfældninger af gel på den frilagte overflade dette indikerer, at der her lokalt er tale om en ældre revneflade forårsaget af AKR, meget tæt på overfladen, og at den overliggende beton mangler. 0,43 mm x 0,64 mm. Alm. lys. Bilag 6.B - side 6/8

7 Foto 3: Kerne C, nær overfladen. Der ses overfladeparallelle fine revner (R) nær den frilagte overflade. Der ses en del små, runde luftporer, betonen er luftindblandet. 1,1 mm x 1,6 mm. Fluorescens. Foto 4: Kerne C, ca. 30 mm under overfladen. Reaktiv, porøs flint samt gel (G) i omkringliggende porer. Der ses ingen revnedannelser i pastaen. 1,1 mm x 1,6 mm. Alm. lys. Bilag 6.B - side 7/8

8 Foto 5: Kerne D, ca. 20 mm under overfladen, med fine overfladeparallelle revnedannelser (R), hvor revnerne er helt eller delvist udfyldt af gel (G). Kun få luftporer (P) generelt i pasta. 1,1 mm x 1,6 mm. Alm. lys. Foto 6: Kerne D, reaktiv partikel (kalkopalholdig) ses tv. i foto. I pastaen langs partiklen ses isotrop zone som et resultat af reaktioner mellem porevæske og reaktiv partikel (dvs. uden de små hvide krystaller af calciumhydroxid som normalt ses i cementpastaen). Der er ingen revnedannelser i forbindelse hermed. 1,1 mm x 1,6 mm. Polariseret lys. Bilag 6.B - side 8/8