Rette valg af beton til anlægskonstruktioner. Erik Pram Nielsen Teknisk Konsulent, M.Sc., Ph.D.



Relaterede dokumenter
Alkalikiselreaktioner i beton. Erik Pram Nielsen

Sammenhæng mellem cementegenskaber. Jacob Thrysøe Teknisk Konsulent, M.Sc.

SDR. OMME KVALITETSANALYSE AF GRUS- PRØVER. Vurdering af grusmaterialer som betontilslag. Til Region Syddanmark. Dokumenttype Laboratorierapport

VEJLE KVALITETSANALYSE AF GRUS- PRØVER. Vurdering af grusmaterialer som betontilslag. Til Region Syddanmark. Dokumenttype Laboratorierapport

Baggrunden for fremtidens betonkrav

KOLDING KVALITETSANALYSE AF GRUS- PRØVER. Region Syddanmark. Laboratorierapport. Februar, Vurdering af grusmaterialer som betontilslag.

Tilstandsvurdering og analyse af AKR skadede betonkonstruktioner

Ny metode til simulering af kloridindtrængning i beton. Erik Pram Nielsen Teknisk Konsulent, M.Sc., Ph.D.

Få fingrene i en ansvarlig cement... for en klimavenlig produktion for et godt arbejdsmiljø

Beton og bæredygtighed. Gitte Normann Munch-Petersen Teknologisk Institut, Beton

Sulfatbestandighed -eller sulfatnedbrydning

Blandetiden må for anden mørtel end kalkmørtel ikke vare længere end 15 minutter.

Proportionering af beton. København 24. februar 2016 v/ Gitte Normann Munch-Petersen

Sulfatbestandighed - eller sulfatnedbrydning

GRÅ STYRKE GUIDE Vælg den rigtige cement til betonstøbning

Betonsygdomme. København 4. november 2015 v/ Gitte Normann Munch-Petersen

EKSPONERINGSKLASSER OG NYE BETONKRAV DS/EN 206 DK NA

Forbedret ressourceudnyttelse af danske råstoffer Fase 1: Kortlægning (litteraturstudie og videnindsamling)

Standarder for betonreparationer, status og fremtiden

Af Christian Munch-Petersen, Emcon A/S

Bilag 6.B Petrografisk analyse af 2 borekerner fra brodæk

Bygherrens syn på holdbarhed. Christian Munch-Petersen IDA

Agenda. Ny Storstrømsbro. Indledning og Baggrund Beskrivelse af broen. Levetid og krav til beton. Geometri Konstruktion Fundering Byggemetoder

13 Betonsygdomme. Kolding 3. februar v/ Christian Munch-Petersen

Kørestrømsanlæg. AAB Beton. Banestyrelsen. Dokument: AAB Beton Udg 02 Udgave: Udg. 02 Udgavedato: Ref.: 071

2. Betonsand Sand som skal anvendes til beton i Danmark skal opfylde følgende normer og standarder:

Beton og bæredygtighed. Gitte Normann Munch-Petersen / Claus V Nielsen Teknologisk Institut, Beton / Rambøll

TI-B 52 (85) Prøvningsmetode Petrografisk undersøgelse af sand

HVAD ER CEMENT Dirch H. Bager aalborg portland group. DBF 4. oktober Research and Development Centre 1. Cement

Beton Materialer Regler for anvendelse af EN i Danmark

GRØN BETON GRØN BETON

Anvendelse af værktøj til simulering af kloridindtrængning

Praktisk hærdeteknologi

Betonteknologi. Torben Andersen Center for betonuddannelse. Beton er formbart i frisk tilstand.

Center for Grøn Beton

Den store spændvidde i brugen af beton og om Danmarks internationale rolle i udviklingen BYG-DTU 150 års jubilæum

Chloridbinding: En betons effektive våben i kampen mod armeringskorrosion? Søren L. Poulsen, Teknologisk Institut, Beton

NATURLIG STRALING I BYGNINGER.

Landbrugets Byggeblade

Med ny EN 206 forsvinder DS Anette Berrig Chefkonsulent. Sammenfatning Dansk Betondag 2012

Center for Grøn Beton

Tegningsbilag - Broer. Entreprise Vej og broer, Fordelerring. Rettestrup Rønnede >>> Næstved Omfartsvej Nord. maj 2013.

VEJDIREKTORATETS AKR-BROER VERSION 2.0

Udvikling af modstandsdygtige betonrør til aggressive miljøer

Beton er en kunstig sten, bestående af tilslag limet sammen med cementpasta.

Selvkompakterende Beton (SCC)

Styrke og holdbarhed af beton gennem 24 år i strømmende ferskvand

Alkalikiselreaktioner i armerede betonkonstruktioner

FUGTISOLERING AF BETONBROER MED

Bedre genanvendelse af beton Bygge og anlægsaffald kan vi få bedre kvalitet i genanvendelsen Dakofa d. 12. maj 2015

Styrkeforholdet for rene kalkmørtler hvad kan tyndslibet sige?

Farlige Alkalikiselreaktioner (AKR) og frostskader belyst ved praktiske eksempler

Dansk Imprægneringsstatistik 2014

SEKUNDÆRE RÅSTOFFER SOM DELMATERIALER I BETON

Fremtidens flyveaske - fra samfyring af kul og biomasse/affald

Forbedret ressourceudnyttelse af danske råstoffer Fase 2 (Vurdering, analyser og sammenstillinger)

Artikel om "Kalkstabilisering til vejanlæg"

Tilladelse efter 19 stk. 1 i Miljøbeskyttelsesloven til brug af cementprodukter for etablering af interimsperron ved Ny Ellebjerg

Implementering af Eurocode 2 i Danmark

Restprodukter i betonproduktion - muligheder og udfordringer

Renovering af Egemose Centrets Jernbane. Projektbeskrivelse

Betons elasticitetsmodul. Lasse Frølich Betonteknolog, M.Sc.

YDEEVNEDEKLARATION. Nr CPR 9808/05 Gyldighedsdato

CBL sikrer, at oplysninger om den enkelte kunde og resultater m.v. behandles fortroligt.

YDEEVNEDEKLARATION Gyldighedsdato

Roth SnowFlex Rørsystem

Tegningsbilag - Bro Veje og broer, Vestlig strækning

Rapport. Tilvækstproblematik Slutrapport. Hardy Christensen. Sammendrag. Baggrund

Materialer og historisk byggeteknik Arkitektskolen i Aarhus

Status og tendenser på jernbaneområdet i et EUperspektiv. Jakob Karlshøj, kontorchef for Banekontoret, Transportministeriet

Om flyveaske Betonhåndbogen 2016

Beton fremstilles af en blanding af delmaterialerne: cement, tilslag, vand, tilsætninger og tilsætningsstoffer.

Genbrugsasfalt. Bjarne Bo Jensen Produktchef NCC Roads A/S

Grusasfaltbeton. Anvendelsesfordele: Anvendelsesområder: Anvendelsesbegrænsninger:

Materialer og historisk byggeteknik Arkitektskolen i Aarhus

Henviser Tekst Ja Nej Bemærkninger til punkt

Udover disse tre komponenter indeholder beton typisk tilsætningsstoffer og tilsætninger som flyveaske, mikrosilica og kalkfiller.

Fosfor og fytase. Ved chefkonsulent Per Tybirk

Af Jesper Sand Damtoft, Aalborg Portland

1. Indledning Formål Sammenfatning Eksponeringsklasser Levetid Normative krav 17

SIKKERHEDSDATABLAD. DEPAC 125 Industrial Degreaser 1. NAVNET PÅ PRODUKTET OG VIRKSOMHEDEN

Vejledning Knust asfalt og beton

3D printmaterialer. 3D printmaterialer: Hvad skal det kunne: Hvad har andre gjort Hvad har vi gjort Jens Henriksen 1

Døgnprøvetager. Bedre overvågning af drikkevand og kildeopsporing af mikrobiologiske forureninger

Absorption i tilslag til beton. Lasse Frølich Betonteknolog, M.Sc.

Væsentlige resultater fra den foregående resultatkontraktperiode. Dorthe Mathiesen, Centerchef Kick-off referencegruppemøde E1 d. 28. okt.

Ved fritrækning på hjemadressen forudsættes det, at der er foretaget tilstrækkelig snerydning.

BETONS E-MODUL EN OVERVURDERET STØRRELSE? CLAUS V. NIELSEN, RAMBØLL INDHOLD. Generelt, Eurocode 2, empirisk model. Norske undersøgelser fra 2013

Erfaringer med godkendelse af rullende jernbanemateriel

Værktøjer til beregning af chloridindtrængning i beton

Betonstandarder Hæfte for kurset Standarder for betonfremstilling

Styrkeudvikling og kloridindtrængning i moderne betontyper gælder modenhedsfunktionen?

Nedknust beton til bærende konstruktioner

Introduktion Urevnede tværsnit Revnede tværsnit. Dårligt armerede. Passende armerede. Erik Stoklund Larsen COWI. # Marts 2010

Forbedring af afvandingsforhold på golfbaner

med cementbundne bærelag

Samlet snak igen. Ser og mærker en østersskal og et stykke 100% kalcit. De bliver spurgt til om de ved hvad 100% er.

Tømiddelgruppen. Af: Peter Johnsen & Michel M. Eram

Beton afgiver ingenting til indeklimaet - tværtimod

LEVETIDSMODELLERING FOR CHLORIDBELASTEDE

Transkript:

Rette valg af beton til anlægskonstruktioner Erik Pram Nielsen Teknisk Konsulent, M.Sc., Ph.D.

Historien bag nutidens anlægscementer 2 Dania Import. klinker Alssundcement Storebæltvariant Storebæltvariant LSC med reduc. CO 2 Periode 1961 1977 1978 1979 1979 1989 1989 2003 2003 2011 2011 Na 2 Oækv 0,35 0,45 0,25 0,35 0,35 0,35 C 3 S C 2 S C 3 A C 4 AF Blainefinhed Styrker 1 døgn 2 døgn 7 døgn 28 døgn 62 22 1 65 11 0 60 27 2 5 m 2 /kg 320 340 300 350 350 0 MPa 50 49 34 50 53 29 4 7 58 60 47 4 8 34 57 47 29 5 12 12 19 32 59 Cementen var dog ikke et krav for anlægskonstruktioner Varmeudv.: Q e kj/kg timer 320 15 0,95 330 17 0,80 3 16 0,80 3 15,5 0,85 1950 erne: Udredningsarbejde fra Statens Byggeforskningsinstitut om alkalikisel reaktioner (bl.a. Poul Nerenst og G.M. Idorn) Grænse på max alkali 0,60 er ikke tilstrækkelig den skal være lavere

Historien bag nutidens anlægscementer 3 Dania Import. klinker Alssundcement Storebæltvariant Øresundvariant LSC med reduc. CO 2 Periode 1961 1977 1978 1979 1979 1989 1989 2003 2003 2011 2011 Na 2 Oækv 0,35 0,45 0,25 0,35 0,35 0,35 C 3 S C 2 S C 3 A C 4 AF Blainefinhed Styrker 1 døgn 2 døgn 7 døgn 28 døgn 62 22 1 65 11 0 60 27 2 5 m 2 /kg 320 340 300 350 350 0 MPa 50 49 34 50 53 29 4 7 58 60 47 4 8 34 57 47 29 5 12 12 19 32 59 Ekstra lavt alkaliindhold og sulfatbestandighed var krav for samtlige VD projekter Varmeudv.: Q e kj/kg timer 320 15 0,95 330 17 0,80 3 16 0,80 3 15,5 0,85 1985: Basis Beton Beskrivelsen Sidst i 1970 erne: Øget fokus fra Vejdirektoratet vedr. krav til cementens sammensætning udvikling af ny cement til Alssundbroen i samarbejde med Vejdirektoratet. Fokus på lav varmeudvikling, sulfatbestandighed og ekstra lavt alkaliindhold

Historien bag nutidens anlægscementer 4 Basis Beton Beskrivelsen (1986) krav til bl.a.: Almindelige kontrolbestemmelser Betonens delmaterialer Betonens sammensætning Betonarbejdets udførelse Betonens beskyttelse i hærdeperioden

Historien bag nutidens anlægscementer 5 Dania Import. klinker Alssundcement Storebæltvariant Øresundvariant LSC med reduc. CO 2 Periode 1961 1977 1978 1979 1979 1989 1989 2003 2003 2011 2011 Na 2 Oækv 0,35 0,45 0,25 0,35 0,35 0,35 C 3 S C 2 S C 3 A C 4 AF 62 22 1 65 11 0 60 27 2 5 53 29 4 7 47 4 8 47 29 5 12 Blainefinhed m 2 /kg 320 340 300 350 350 0 Styrker 1 døgn 2 døgn 7 døgn 28 døgn MPa 50 49 34 50 58 60 34 57 12 19 32 59 Varmeudv.: Q e kj/kg timer 320 15 0,95 330 17 0,80 3 16 0,80 3 15,5 0,85 1980 erne: Øget fokus på C 3 A indholdet, og tro om øget holdbarhed i kloridholdigt miljø C 3 A hæves til nuværende niveau 45.

Historien bag nutidens anlægscementer 6 Dania Import. klinker Alssundcement Storebæltvariant Øresundvariant LSC med reduc. CO 2 Periode 1961 1977 1978 1979 1979 1989 1989 2003 2003 2011 2011 Na 2 Oækv 0,35 0,45 0,25 0,35 0,35 0,35 C 3 S C 2 S C 3 A C 4 AF 62 22 1 65 11 0 60 27 2 5 53 29 4 7 47 4 8 47 29 5 12 Blainefinhed m 2 /kg 320 340 300 350 350 0 Styrker 1 døgn 2 døgn 7 døgn 28 døgn MPa 50 49 34 50 58 60 34 57 12 19 32 59 Varmeudv.: Q e kj/kg timer 320 15 0,95 330 17 0,80 3 16 0,80 3 15,5 0,85 Forud for Øresundsbroen: Krav i AAB om ekstra lavt alkaliindhold ændres til krav om lavt alkaliindhold, således at den Svenske anlægscement kunne anvendes

Fokus på lang holdbarhed 7 Alle erfaringer vedr. infrastrukturbeton i Danmark siden 1980 bygger på LAVALKALI i dens nuværende sammensætning Mindst 120 års levetid

Alkalikiselreaktioner 8 VD bro fra 1976

Alkalikiselreaktioner 9 Tilslag SiO 2 reaktivt Alkali Bindersammensætning alkaliindhold og puzzolaner Alkalikiselreaktioner Høj ph Vand Er altid til stede i infrastrukturkonstruktioner

Alkalikiselreaktioner Tilslag Generelt godt styr på alkalikiselreaktivitet de seneste 30 år. Men f.eks. har visse granittypers indhold af mikrokrystallinsk kvarts vist sig at være reaktiv på den lange bane. Danmarks geologi en noget rodet affære pga. istiderne. Mange danske grus forekomster indeholder en del reaktivt materiale, og tilslag i materialeklasse A og E kan kun fremstilles ved sigtning og andre sorteringsmetoder. Har vi samlet set stadigvæk styr på den potentiale alkalikiselreaktivitet i Danske infrastrukturbetoner, der fremover skal have designet levetid på >120 år? Normer og standarder indeholder en betydelig samfundsøkonomisk aspekt i forhold til den store betonmasse i branchen

Alkalikiselreaktioner 11 Fra redegørelse ifm. Basisbetonbeskrivelsen Blot ved udskiftning til cement med LA, dvs. Na 2 O eq 0,60 02 Sandsynligheden for ekspansion >0,1 øges fra ca. 23 til 57 Nuværende niveau (seneste 35 års erfaringsgrundlag), ved brug af LAVALKALI (EA, dvs.na 2 O eq 0,40) Siden 2003 (alkalikrav i AAB ændret fra EA til LA) er der allerede en sandsynlig forringelse

Alkalikiselreaktioner 12 Kontrol for kiselreaktivt tilslag Kravene er veldefinerede Fint tilsag Groft tilslag Kemisk svind Basisbetonbeskrivelsen Generalnote AAB 2014 og DS/EN 12620 Miljøklasse A E A E 0,3 ml/kg 0,2 ml/kg Indhold af reaktive korn 2,0 2,0 vol 1,0 vol Mørtelprismeekspansion 0,1 (8 uger) 0,1 (8 uger) 0,1 (20 uger) Acc. mørtelprismeekspansion 0,1 0,1 Kritisk absorption 1,1 Fandtes ikke dengang (14 dage) 1,1 (14 dage) 1,1 Reaktionsfähiger flint 3 3 Acc. mørtelprismeekspansion 0,1 (14 dage) 0,1 (14 dage) Lette korn under 2400 kg/m 3 1,0 1,0 Ingen Lette korn under 2500 kg/m 3 Ingen Ingen 1,0 Indhold af korn over 4 mm må maks. overskride 5. Denne frasigtes i forbindelse med test??? Skærpede krav ved indførelse af ny miljøklasse (E) siden BBB, men op til 5 af sandfraktionen slipper for analyse? Derudover: Éns krav for 50 og 120 års levetid?

Alkalikiselreaktioner 13 Kontrol for kiselreaktivt tilslag Men hvad med prøvningshyppigheden? Princip 1 (inden levering) Princip 2 (rullende) Basisbetonbeskrivelsen (Generalnote AAB 2014) DS/EN 12620 Fint Groft Fint Groft Prøvningsomfang 1/ 1.000 t 1/ 2.000 t 1/ 2.000 t 1/ 4.000 t Maks. bunkestørrelse Skærpet Normal Lempet m 3 = rullende middelværdi af 3 bestemmelser.000 t 20.000 t 1 / 500 t 1 / 1.000 t 1/ uge 1/ uge 60 m 3 <90 75 m 3 <90 1/ 1.500 t 1/ 3.000 t 1/ mdr. 1/ mdr. 30 m 3 <60 50 m 3 <75 1/ 3.000 t 1/ 6.000 t 1/ 3 mdr. 1/ 3 mdr. 0 m 3 <30 0 m 3 <50 m 3 90 princip 1 m 3 90 princip 1 Fra prøvning per vægtenhed til tidsenhed! Teoretisk set, kan der gå flere måneder før afvigende produktkvalitet overgår til Princip 1 test Et større værk på Sjælland modtager ca. 35.000 tons/md kl. E sand fra én leverandør En typisk bro vil bruge: 350700 t sand 50000 t sten

Sulfatbestandighed 14 Er dette relevant for vores anlægskonstruktioner? JA Tøsalte ~0,7SO 3 Havvand (2800) Havvand (1450) Lidt vanskeligere at regne ud, da der sker en ophobning af disse men der spredes svarende til 00025000 mg SO 3 per m 2 vej hver vinter!

Kloridindtrængning og armeringskorrosion 15 Tærskelværdier for kloridinitieret armeringskorrosion? Et stort spørgsmåltegn?? Ingen enighed på Europæisk plan ikke engang i DK Anvendte værdier bygger på praktisk erfaring men hov praktisk erfaring i DK stammer fra LAVALKALIbetoner!! en er det et problem, at anvende LAVALKALI (bl.a. med C 3 A indhold under 5)?

Kloridindtrængning og armeringskorrosion 16 Tærskelværdi for Lavalkali betoner i VD publ. Kloridbetinget korrosion okt. 1991 Konklusion: Nedre grænse = 0,05 Øvre grænse = 0, 0,05 anvendes f.eks. også i DURACRETE (én af de udbredte modeller i Europa) En ret så væsentlig bemærkning til dette er: LAVALKALI cementen i disse broer havde et C 3 A indhold på 1!! (nuværende niveau ca. 4,5) Grænse på 0,05 kan antages at være rimelig konservativ for nuværende betoner

Kloridindtrængning og armeringskorrosion 17 Kloridindtrængning i beton miljøklasse E i havvandsmiljø med 80LAVALKALI, 16 Flyveaske og 4 Mikrosilica (v/ctal = 0,38) Målte migrationskoefficienter: 28 døgn = 12,5x 12 m 2 /s 56 døgn = 5,4x 12 m 2 /s 1 døgn = 2,5x 12 m 2 /s 120 års eksponering Anvendelse af AP kloridindtrængningsmodel (bladet Beton 2/15) OK!

Andre væsentlige egenskaber der påvirker holdbarhed Svind Varmeudvikling og termorevner Efterbehandling af den støbte beton Frost bestandighed Rest reaktivitet (indholdet af C 2 S i cementen)

Aalborg Portland cementer der opfylder krav AAB Betonbroer 2012 19 LAVALKALI AALBORG WHITE C 3 S, 47 77 C 2 S, 29 15 C 3 A, 5 ( 5) 5 ( 5) C 4 AF, 12 1 1 døgn, MPa 12 23 2 døgn, MPa 19 42 7 døgn, MPa 32 59 28 døgn, MPa 59 71 Ækv. Na 2 O, 0,3 ( 0,4) 0,2 ( 0,3) Kloridindhold, 0,02 ( 0,03) 0,01 ( 0,04) Klinker indhold, >99,5 >99,5 Ved valg af disse cementer, efterleves kravene fuldt ud, samt sikres videreførelse af de seneste 35 års erfaringer vedr. anlægsbetoner

Konklusioner 20 Holdbarhed af betonkonstruktioner til infrastruktur er en meget kompleks sag (>120 år) Alle broer bygget efter 1980 ingen større problemer 1979: krav om anvendelse af Ekstra Lavalkali sulfatbestandig cement 1986: Indførelse af BasisBetonBeskrivelsen 5001.000 m 3 beton i typisk bro. Ved besparelse af 400 kr/tons cement ca. 0.000 kr. per bro En typisk bro koster 515 mio. kr Hvis 1 ud af 0 fejler så er besparelsen væk På nogle enkelte områder, kunne det se ud som om vi i forvejen har slækket på de krav der blev formuleret i Basisbetonbeskrivelsen Er det et bevidst valg, eller uheldig udvikling?