Hvad har betydning for luftindblanding i beton? Lasse Frølich Betonteknolog, M.Sc.

Transkript

1 Hvad har betydning for luftindblanding i beton? Lasse Frølich Betonteknolog, M.Sc.

2 Hvordan ser indblandet luft ud? 2

3 Pasta m. indbl. luft Nat. Luft Pasta m. indbl. luft Udskift med billede fra Anita Pasta m. indbl. luft Pasta m. indbl. luft Sand Sand Sand Nat. Luft Sand Pasta m. indbl. luft Sand Sand Nat. Luft Pasta m. indbl. luft Pasta m. indbl. luft 10 mm

4 Agenda 1. Hvorfor blande luft i beton? 2. Mekanisme for luftindblanding 3. Hvilke parametre har indflydelse på luftindblanding? 4. Hvordan styrer man luftindblanding? 4

5 Krav til luftindblanding Påvirkning fra frost/tø Eksponeringsklasse XF1 XF2 XF3 XF4 Min. luft i frisk beton 4,5 % 4,5 % 4,5 % 4,5 % Maks. afstandsfaktor - 0,20 mm 0,20 mm 0,20 mm Kilde: DS 2426:2011 5

6 Indflydelse af luft på frostbestandighed Pressurmeter OBS: Gælder kun for velfordelt og fin luftporestruktur Gengivet skematisk ud fra: Cordon, W.A. and Merrill, D., Requirements for Freezing and Thawing Durability for Concrete, Proceedings, ASTM vol. 63, 1963, pp

7 Indflydelse af afstandsfaktor på frostbestandighed Gengivet skematisk ud fra : A.M.Neville, Properties of concrete,

8 Vær opmærksom på at man kan ikke se forskel på: Fin luft Grov luft 8

9 Brug af luftindblanding i Danmark Vi er gode til det i Danmark Måske det land i verden med størst anvendelse af luftindblanding Hvorfor bruger vi luftindblanding? Krav til frostbestandighed Forbedret bearbejdelighed Forbedret indre stabilitet Robusthed mod separation af SCC For at gøre betonen billigere Er der slet ingen ulemper? Reduktion af styrke Det kræver styring og forståelse 9

10 Mekanisme Luftindblandingsmiddel Reducerer vands overfladespænding og stabilisere luftbobler Resulterer i at der indblandes luft i under blandeprocessen Placerer sig i grænseflade mellem luft og vand Sand ~ ~ ~ ~ ~ ~ ~ ~ ~ ~ ~ ~ ~ ~ ~ ~ ~ ~ ~ ~ ~ ~ ~ ~ ~ ~ ~ ~ ~ ~ ~ Luft ~ ~ ~ ~ ~ ~ ~ ~ ~ ~ ~ ~ ~ ~ ~ ~ ~ ~ ~ ~ ~ ~ ~ ~ ~ ~ ~ ~ ~ ~ ~ ~ ~ ~ ~ ~ ~ ~ ~ ~ ~ hydrofil Tensid hydrofob Luft Luft Vand Sand Gengivet skematisk efter: L.Du et al., Mechanisms of air entrainment in concrete, Cement and Concrete Research, Volume 35, Issue 8, August 2005, Pages

11 Almindelig variation på en betonfabrik Jan Feb Mar Apr Maj Jun Jul Aug 11

12 Spørgsmål Ligner variationsbåndet i luft fra forrige slide variationsbånden i jeres betonproduktion? 1. Ja 2. Nej mit er mindre 3. Nej mit er større 4. Ikke relevant for mig 12

13 Almindelig variation på en betonfabrik Target 6,5 % Måleusikkerhed ±0,5% Variation ±2 % Jan Feb Mar Apr Maj Jun Jul Aug Styrkeklasse 40 Target 45 MPa Måleusikkerhed ± 1,5 MPa Variation ± 5 MPa 13

14 Hvad har indflydelse på luftindblanding? Blanding Betonsammensætning Delmaterialer 14

15 Blanding og betonsammensætning Cement Vand Luft Sand Sten Blander type Frit fald, tvang, twinshaft v/c Ikke entydig Blanding Batch størrelse Blander vedligehold Blande hastighed Blande tid Stor batch Mindre luft Slidte blade Mindre luft Højere Mere luft Længere Mere luft Beton sammensætning Bearbejdelighed Temperatur Kornkurve Ikke entydig Høj Mindre luft Ikke entydig 15

16 Delmaterialer Ler og kalk Sand Sten Fillerindhold Knust vs afrundet Større finhed Mindre luft Fysisk Alkaliindhold Delmaterialer Cement Koncentration af Ca 2+, Na +, OH -, SO 4 2- Kemisk samspil med TSS Sulfat type Tilsætningsstoffer Luftindblandingsmiddel Superplast Type Dosering og dosering Type Flyveaske Højere restkul Lavere luft 16

17 Cements indflydelse Eksempler med referencebeton Middel 6,5 % Måleusikkerhed ± 0,5 % Variation ± 0,7 % Middel 6,5 % Måleusikkerhed ± 0,5 % Variation ± 1,0 % Middel 5,0 % Måleusikkerhed ± 0,5 % Variation ± 1,0 % 17

18 Styring af luftindhold praktisk eksempler Indflydelse af: Bearbejdelighed Temperatur Flyveaske Filler i sand Blandeprodedure 18

19 Bearbejdelighed Justering af flyd med SP Justering af flyd med vand 100 mm højere flyd giver 1,4 % mindre luft 100 mm højere flyd giver 3,3 % mindre luft 19

20 Bearbejdelighed Flyd ændret som følge af delmaterialers vandbehov 100 mm højere flyd giver 1,7 % mindre luft 20

21 Indflydelse af cement- og betontemperatur SCC betoner i laboratoriet Betontemperatur Betontemperatur 23 o C 26 o C 30 o C 22 o C 24 o C 26 o C Cement- og betontemperatur har ikke indflydelse på luftindblanding 21

22 Flyveaskes restkulindhold P25 SCC konstant dosering af luftindblandingsmiddel 1% ekstra restkul giver 1,5 % mindre luft 1% ekstra restkul giver 0,24 mm højere afstandsfaktor 22

23 Filler i sand P25 SCC med 7 til 27 % filler i sand 23

24 Blandeprocedure Doseringstidspunkt for luftindblanding og superplast Resultater Blandeprocedure har indflydelse på luftindhold Indflydelsen er forskellig for forskellige betoner 24

25 Konklusion Luftindblanding påvirkes af mange parametre! Bearbejdelighed har stærk indflydelse på luftindblanding 70 mm højere flyd med SP 30 mm højere flyd med vand Temperatur af cement og beton har ikke væsentlig indflydelse på luftindblanding 1 % luft reduktion Restkul i flyveaske har stærk indflydelse på luftindblanding Filler i sand har nogen indflydelse på luftindblanding 0,7 % ekstra restkul i FA Blander Blanding Betontype Delmat. 25

26 Hvad har betydning for luftindblanding i beton? Lasse Frølich Betonteknolog, M.Sc. 2