1504-serien af standarder for reparation og beskyttelse af betonkonstruktioner

Transkript

1 serien af standarder for reparation og beskyttelse af betonkonstruktioner Et nyt sæt af DS/EN-standarder der træder i kraft i de kommende år 1 Comité Européen de Normalisation (CEN) På sigt vil alle danske normer og standarder blive erstattet af CENstandarder Danmark har ikke standarder for renovering af betonkonstruktioner 2

2 serien EN Formål og definitioner EN Overfladebeskyttelse EN Konstruktiv og æstetisk reparation EN Konstruktiv forstærkning ved pålimning af armering EN Betoninjektion EN Mørtelinjicering og ankre samt udfyldning af hulrum EN Beskyttelse mod armeringskorrosion EN Kvalitetskontrol og overensstemmelse EN Almindelige principper for anvendelse af produkter og systemer EN Byggepladsanvendelse af produkter og systemer samt kvalitetskontrol af udført arbejde 3 Igangsætningstidspunkt Ikke harmoniserede standarder: Harmoniserede standarder: Ophør af overgangsperiode Udgivelsesdato EN Formål og definitioner EN Overfladebeskyttelse ( ) EN Kvalitetskontrol og overensstemmelse EN Konstruktiv og æstetisk reparation ( ) EN Almindelige principper for anvendelse af produkter og systemer EN Konstruktiv forstærkning ved pålimning af armering ( ) EN Byggepladsanvendelse af produkter og systemer samt kvalitetskontrol af udført arbejde EN Betoninjektion EN Mørtelinjicering og ankre samt udfyldning af hulrum On formal vote ( ) EN Beskyttelse mod armeringskorrosion On formal vote

3 3 CEN-forudsætning En betonkonstruktion kan kun renoveres hvis årsager til skader er kendt og fjernes ved reparation Eftersyn Projekt Reparation 5 11 hovedprincipper for beskyttelse og reparation Principper mod betondefekter: P1: Værn mod indtrængning i beton P2: Styring af betons fugtindhold P3: Genskabelse af beton P4: Forstærkning af bygningsdele P5: Forbedring af betons fysiske modstand P6: Forbedring af beton kemiske modstand Principper mod korrosionsskader: P7: Genskabning af armeringens passivitet P8: Forøgelse af betons resistivitet P9: Styring af armeringens katodeområder P10: Katodisk beskyttelse af armering P11: Styring af armeringens anodeområder 6

4 4 Princip 1: Beskyttelse mod indtrængning dvs. mod aggressive stoffer, der skader beton f.eks. vand, væsker, luftarter og kemikalier Aggressive stoffer kan trænge ind i beton: Gennem beton med højt v/cforhold Gennem ikke komprimeret beton Gennem defekter i beton Gennem revner i beton Betonen kan beskyttes ved: M 1.1 Imprægnering M 1.2 Forsegling M 1.3 Maling M 1.4 Tætning af revner M 1.5 Ændring af revne til fuge M 1.6 Beskyttelse med beklædning M 1.7 Membranbelægning 7 Princip 2: Styring af betons fugtindhold dvs. justere og opretholde betons fugtighed uden for specificerede grænser Betons fugtighed indgår i alle former for nedbrydning som en styrende parameter Alkalireaktion kræver ca % RF Carbonatisering kræver ca % RF Kan betons fugtindhold justeres, så nedbrydnings-hastighed nedsættes, kan levetiden forlænges. M 2.1 Hydrofob imprægnering M 2.2 Forsegling eller maling M 2.3 Beskyttelse med beklædning (f.eks. Plader) M 2.4 Elektro-kemisk fugt-udtrækning Frostskader kræver vandmætning Korrosion kræver ca % RF 8

5 5 Princip 3: Genstøbning eller udskiftning dvs. genskabe konstruktionsdelen, så den oprindelige geometriske form og statiske funktion opnås, enten ved genstøbning eller erstatning Genstøbning af beton eller udskiftning af elementer kan forekomme efter f.eks. Frostangreb, hvor beton smuldre Syreangreb, hvor beton mister sammenhæng Følgende metoder: M 3.1 Udskifte oprindelig beton med mørtel, udlagt med hånden M 3.2 Udskifte oprindelig beton med beton, udstøbt M 3.3 Udskiftning oprindelig beton med mørtel eller beton, påført ved sprøjtning M 3.4 Udskiftning af hele bygningsdele Påkørsel eller andre stød med lokalskade Erosion og anden form for slidtage 9 Princip 4: Forstærkning af bygningsdele dvs. genskabe konstruktionsdelens forudsatte bæreevne og stivhed Konstruktiv forstærkning af konstruktionsdele i tilfælde af f.eks. Projekteringsfejl, dvs. for lidt eller galt placeret armering, eller for små dimensioner Udførelsesfejl, dvs. for svag beton eller galt placeret armering Øgede krav til konstruktionen Følgende metoder: M 4.1 Erstatning eller supplering af indstøbt armering (ved indstøbning eller montage af ekstern armering) M 4.2 Lime ankre, bolte og armering i udborede huller i beton M 4.3 Pålime armering af fladstål, kulfiberbånd eller andre fiber komposit materiale (f.eks. Aramid) M 4.5 Injektion af svage områder som revner, hulrum og defekter M 4.6 Fyldning af revner og hulrum M 4.7 Efterspænding med eksterne kabler 10

6 6 Princip 5: Forbedring af fysisk modstandsevne dvs. genskabe eller forøge konstruktionsdeles modstandsevne mod fysisk eller mekanisk angreb Fysisk og mekanisk angreb er nedbrydning som følge af f.eks.: Slidtage, f.eks. fra trafik Stød, f.eks. påkørsel Koncentreret last, f.eks. ved fuger Afsprængning ved hindret deformation Metoder: M 5.1 Overfladereparation med påføring af mørtel, beton eller membran, eventuelt med stålsand eller med karborundum, for at forbedre konstruktions-delens evne til at modstå slid og stød M 5.2 Imprægnering af konstruktionsdelen for at forbedre evnen til at modstå slid og stød, for derved bl.a. at undgå støvgener 11 Princip 6: Forbedring af kemisk modstandsevne dvs. genskabe eller forøge konstruktionsdeles modstandsevne mod kemisk angreb Kemisk angreb er f.eks. Nedbrydning som følge af: Syreangreb, f.eks. Svagt angreb (f.eks. CO2 og SO2) Stærkt angreb (f.eks. Kromsyre) Metoder: M 6.1 Overfladereparation med påføring af kemisk stabil mørtel eller membran for at forbedre konstruktions-delens evne til at modstå kemisk angreb M 6.2 Imprægnering af konstruktionsdelen for at forbedre evnen til at modstå kemisk angreb Sulfater (ved ikke-sulfat-bestandig beton) Nitrater (f.eks. Gødnings-stoffer) Mineralopløsende vand (dvs. blødt vand) 12

7 7 Princip 7: Genskabelse af armerings passivitet dvs. skabe sådanne kemiske betingelser, at armeringen opnår elektrisk potential, som forhindrer armeringen i at korrodere Armering i beton mister passivitet f.eks. Som følge af: Carbonatisering Udludning Syreangreb Chloridindtrængning Metoder: M 7.1 Dæklagsforøgelse M 7.2 Erstatning af forurenet beton (carbonatiseret, chloridholdigt mv.) med beskyttende beton M 7.3 Elektro-kemisk realkalisering af carbonatiseret beton M 7.4 Realkalisering af carbonatiseret beton ved påføring af mørtel med stærkt alkalisk mørtel (høj ph-værdi), således at OHdiffunderer til den carbonatiserede beton M 7.5 Elektro-kemisk chloridudtrækning, som vil mindske chloridindholdet i betonen til under den kritiske værdi 13 Princip 8: Forøgelse af betons resistivitet Metode: dvs. forøge betonens resistivitet så meget (~ elektrisk modstand), at armeringens korrosionshastighed nedsættes tilstrækkeligt til at armeringens korrosion kan negligeres (korrosionen standses altså ikke) M 8.1 Nedsætte betonens fugtindhold så meget, f.eks. Ved overfladebehandling, maling eller beskyttelse med beklædning, så betonens resistivitet forøges tilstrækkeligt Korrosion af armering i beton er en elektrokemisk proces, hvor der går en strøm (elektroner) gennem betonen. Er betons resistivitet stor, vil strøm og dermed korrosion være lille 14

8 8 Princip 9: Katodisk styring (begrænsning af ilt) dvs. skabe sådanne betingelser, at armeringens potentielle katodeområder ikke kan drive en anodereaktion Katodereaktionen Metoder: M 9.1 Begrænse ilts adgang med ilttæt membran eller ved vandmætning O 2 + 2H 2 + 4e - -> 4OH - Kan standses ved at hindre ilt adgang til alle potentielle katodeområder 15 Princip 10: Katodisk beskyttelse dvs. at påføre armering et negativt elektrisk felt, så ingen af armeringens potentielle anodearealer bliver i stand til at afgive elektroner (korrodere) Følgende metoder: M 10.1a Passiv katodisk beskyttelse. Forbinde armering med en offeranode af f.eks. magnesium, aluminium eller zink, placeret i en elektrolyt med kontakt til armeringen M 10.1b Aktiv katodisk beskyttelse. Påføre armering et negativt elektrisk felt ved ydre strøm-kilde og påføre betonens overflade en anode af f.eks. titannet eller elektrisk ledende maling, beskyttet af et velkomprimeret betonlag 16

9 9 Princip 11: Anodisk styring dvs. skabe sådanne betingelser for armeringens potentielle anodeområder således, at anodereaktion (korrosion) ikke kan forekomme Metoder: M 11.1 M 11.2 M 11.3 Give armering en belægning, som indeholder aktive pigmenter, der virker som inhibitorer eller som offermaling (f.eks. Zink-rig maling) Påføre armeringen en elektrisk isolerende belægning (f.eks. Opløsnings-middelfri epoxy), som kan hindre en anodereaktion Tilføre armeringens dækkende betonlag inhibitorer ved indstøbning, diffusion eller imprægnering 17 Eksempel: Udskiftning af skadet beton Reparationen skal udføres efter princip P3 18

10 10 Baggrund for anvendelse af princip P3 er: Smuldring fra frostpåvirkning Smuldring fra ophobning af indtrængende, aggressive stoffer Afsprængning fra rustskader Afsprængning fra stød eller slid Her anvendes , P3: Udskiftning af skadet beton 1504-serien anviser fire forskellige metoder: M 3.1: Håndudsætning af (reparations) mørtel M 3.2: Genstøbning med (reparations) beton M 3.3: Påføring af sprøjtemørtel eller sprøjtebeton M 3.4: Udskiftning af bygningsdele 20

11 11 Beskrivelsen i udbudsmaterialet kunne da være: Reparationsmaterialer skal opfylde kravene til materialer til alle formål iht. EN tabel 3.1(eller 3.2) med styrkeklassen R4. eller Reparationsmaterialer skal opfylde kravene til materialer til alle og særlige formål iht tabel 3.1 (eller 3.2) med styrkeklassen. 21 Krav til reparationsmaterialer Eksempelvis sprøjtestøbning Reparationsprincip P3 P3 P3 P4 P5 P6 P7 P7 Reparationsmetode M 3.1 M 3.2 M 3.3 M4.4 M5.1 M6.1 M7.1 M7.2 Trykstyrke Chloridindhold10 Vedhæftning (aftræksstyrke) Fastholdt svind / ekspansion Karbonatiseringsmodstand Elasticitetskoefficient Termisk forligelighed, Part 1 Termisk forligelighed, Part 2 Termisk forligelighed, Part 4 Skridmodstand ~ Temperaturudvidelseskoefficient Kapillarsugning og vandtæthed 22

12 12 Krav til materialer - bærende reparationer Egenskab Trykstyrke (prismestyrke) Chloridindhold Kapillar sugeevne Carbonatiseringsmodstand Elasticitetskoefficient Termisk forligelig, frost/tø Termisk forligelig, tordenbyge Prøvnings- Metode EN EN EN EN EN EN EN Udfaldskrav Styrkeklasse R4 Styrkeklasse R3 Over 45 MPa Over 30 MPa Under 0,05 % Under 0,5 kgm -2 h -0,5 dk mindre end KB Over 20 GPa Over 15 GPa Termisk forligelig, tør cykling EN fa over 2,0 MPa fa over 1,5 MPa Vedhæftning (aftræksstyrke) EN 1542 Fastholdt svind / ekspansion EN Skridmodstand Temperaturudvidelseskoeff. EN EN 1770 Nationale krav Ikke altid krav 23 Krav til materialer - ikke-bærende reparationer Egenskab Trykstyrke (prismestyrke) Chloridindhold Kapillar sugeevne Carbonatiseringsmodstand Elasticitetskoefficient Termisk forligelig, frost/tø Termisk forligelig, tordenbyge Termisk forligelig, tør cykling Vedhæftning (aftræksstyrke) Fastholdt svind / ekspansion Skridmodstand Temperaturudvidelseskoefficient Prøvningsmetode EN EN EN EN EN EN EN EN EN 1542 EN EN EN 1770 Styrkeklasse R2 Over 15 MPa dk mindre end KB fa over 1,0 MPa efter 50 cykler fa over 1,0 MPa Udfaldskrav Under 0,05 % Under 0,5 kgm -2 h -0,5 Ingen krav fa over 1,0 MPa Nationale krav Styrkeklasse R1 Over 10 MPa Ingen krav Ingen revner og delaminering Ingen krav Ikke krav, når termisk forligelighed er eftervist 24

13 13 Orienteringstabel fra EN Forberedelse af grundbetonen Svag, skadet og om nødvendigt sund beton skal fjernes (trækstyrke > 1,5 Mpa) Vinkel mellem huggeflade og grundbetonens overflade bør være mellem 90º og 135º Mikrorevnet og lamineret beton fjernes Hvis korrosion er mere end 30 % af omkredsen af armeringen øges dybden af behugningen 20 mm ved karbonatisering 30 mm ved chloridinficering dog mindst max. Stenstørrelse + 5 mm Hvis ikke-korroderende armering befinder sig i chloridinficeret eller karbonatiseret beton Bevares hvis der anvendes - elektrokemiske metoder eller - tørt miljø RF < 70 % 26

14 14 Forberedelse af armering Rust, mørtel, beton og andre løse stoffer skal fjernes Ved chlorider og lignende skal tillige renses ved spuling med vand Hvis armeringen skal overfladebeskyttes (M11.1) renses til Sa 2 belægges med elektrisk isolerende belægning (M11.2) renses til Sa 2½ Supplerende armering skal opfylde krav i EN eller DS M3.1: Håndudsætning af reparationsmørtel Grundbeton skal være gennemvædet (vandmættet overfladetør) Mørtlen påføres ved bearbejdning uden at indeslutte luft Ved flere lag kan anvendes hæfteforbedrende produkter Efterbehandles med curing compound eller udspændt plastfolie eller lignende, i øvrigt efter leverandørens anvisninger 28

15 15 M3.2: Genudstøbning af beton Grundbeton skal være gennemvædet (vandmættet overfladetør) Forskalling skal opfylde kravene i AAB eller lignende standarder Betonen skal vibreres således der ikke indesluttes luft Efterbehandles som normalt beton 29 M3.3: Sprøjtemørtel og -beton Grundbeton skal være gennemvædet (vandmættet overfladetør), skal vurderes forud for arbejdet Sprøjtebetonen påføres under en vinkel på 90º i forhold til grundbetonen Ved armering sprøjtes skiftevis skråt ind fra begge sider Afstand mellem grundbeton og sprøjtedysse skal være mellem 0,5 og 1 meter Ved flere lagtykkelser større end 70 mm bør indlægges et ekstra armeringsnet for at reducere risiko for revnedannelse Betonen/mørtlen holdes våd i mindst 10 døgn efter opsprøjtningen 30

16 16 Fordele - Ulemper ved EN 1504-serien Stringent arbejdsmetode Ensartede beskrivelse Nemmere at vælge reparationsprodukter - standardmetoder - talsatte krav Omfattende antal standarder Mange standarder er ukendte i Danmark 31