Hållbart samhällsbyggande med beständig betong –
En ny vägledningsrapport tar form
Hållbart samhällsbyggande med beständig betong –
Innehåll dagens presentation
Ny vägledningsrapport
för undvikande av ASR
Ägare, myndigheter,
industri & institut
Alkalisilika-reaktioner
(ASR)
SS 137003 – Användning
av EN 206 i Sverige
Behov av nya riktlinjer:
1. Hållbart
resursutnyttjande
2. Pågående forskning ->
Funktionsprovning
3. Tillståndsbedömning
& reparationsmetoder
Organisation
 Rapportform
 Finansiärer
 Bemanning
Vägledningsrapport
 Publicering i Svenska Betongföreningens rapportserie
 Särskilt avsnitt - tydliga riktlinjer
 Implementering i SS 137003
Finansiärer
 SBUF
 BeFo
 Energiforsk
 Trafikverket / BBT
 Svensk betong
 REBET
 Cementa
Bemanning
Styrgrupp
•Betongföreningen – Richard McCarthy
•SBUF – Hans Hedlund
•BeFo – Per Tengborg (uppdaterades efter mötet)
•Energiforsk – Marcus Hautakoski
•Trafikverket – Urban Åkeson
Referensgrupp
•Ballast- / Cement- & Betongtillverkare
•Konsulter
•Universitet / Forskningsinstitut
•Myndigheter / Ägare /
Intresseorganisationer
Kärngrupp
•BeFo
•CBI
•Cementa
•SGU
•Sweco
•Swerock
•Thomas Concrete Group
•Vattenregleringsföretagen
•ÅF
Kärngruppen
Jan Trägårdh, CBI (ordf & projektledare)
Betonggruppen (tillverkning ny betong):
Ägargruppen (tillståndsbedömning & reparation):
Urs Mueller, CBI (ordf)
Erik Nordström, Sweco (ordf & projektledare WP3)
Elisabeth Helsing, CBI (projektledare WP1)
Jan Trägårdh, CBI
Karin Appelquist, CBI (projektledare WP2)
Manouchehr Hassanzadeh, Sweco
Mikael Westerholm, Cementa
Mårten Janz, ÅF
Ingemar Löfgren, Thomas Concrete Group
Marcus Hautakoski, Vattenregleringsföretagen
Staffan Carlström, Swerock
Mariusz Kalinowski, CBI
Peter Martinsson, Swerock
Thomas Eliasson, SGU
Lena Lundqvist, SGU
Iad Saleh, NCC / BeFo
Mål
 Utarbeta nya svenska riktlinjer som baseras på relevant
teknisk kunskap rörande ASR i Sverige
 Anvisningar om när och hur man kan använda alkalireaktiv
ballast i betong – utan att riskera betongens beständighet
eller konstruktioners livslängd
 Utarbeta metodik för enhetliga tillståndsbedömningar och
reparationsstrategier med avseende på ASR-skador
Bakgrund alkalisilika-reaktioner (ASR)
SiO2
+Ca
SiO2
Na/K
ASR-gel
Reaktiv kisel/silika i ballast
(mikro-/kryptokristallin/amorf kvarts)
Alkalier från cement, vissa
ballasttyper, tösalter, havsvatten mm
(Na,K)2SiO3·H2O
Na,K
H2O
H2O
Vatten - fungerar både som reagent och
transportmedium
Effekten av ASR
Svällande gel -> sprickbildning -> konstruktioners bärighet äventyras
Ballastkorn
med
kraftig
sprickbildning
Luftpor
fylld
med
ASR-gel
Tunnslip i fluorescerande ljus –
med sprickbildning orsakad av
ASR. (Ytan 2,1 x 2,8 mm2).
Sprickbildning med
typiskt ASR-mönster
(map-cracking).
Pelare med sprickbildning
orsakad av ASR.
Hur ser det ut i Sverige idag?
 Första fallen upptäcktes på 70-t
 Dagens fall vanligen ej så allvarliga
 Ser allvarlig ASR i främst äldre
konstruktioner, från 60- och 70-t
 Relativt ovanligt med ASR tack vare
användningen av låg-alkaliska
cement
Ex: Falsterbo-kanalen
 Gamla bron byggdes 1940
och revs 1991, 51 år gammal.
 Bron revs på grund av
omläggning av vägen.
 Inga utpräglade sprickor
p.g.a. ASR.
 Limhamnscement med
Na2O-ekv. ca. 0,45 %.
Ex: Falsterbo-kanalen
 Ny bro byggdes 1991.
 År 2001 upptäcktes sprickor i
kasunkammarens bottenplatta och
vägg.
 Vattenläckage på insidan genom
sprickor i vägg.
 Ballastmaterialet: reaktiv flinta
 Cementet i bottenplattan: Na2O-ekv. ca
1,0 -> omfattande ASR
 Cementet i väggarna: Na2O-ekv <0,6 ->
ingen ASR, men enstaka större sprickor
Ex: Falsterbo-kanalen
Reparationsåtgärder:
30 cm tjock ny pågjutning på
insidan av kasunkammaren
Efter nya läckage – applicering av
vattentätningssystem på insidan i
form av cementslamma (sägs
bilda tätande
kristallisationsprodukter)
Tätningsförmågan hos dessa
medel omdiskuterad – resultatet
oklart
Anvisningar om när
och hur man kan
använda alkalireaktiv
ballast i betong
Utarbeta nya svenska
riktlinjer som baseras
på relevant teknisk
kunskap rörande ASR i
Sverige
Enhetlig metodik för
tillståndsbedömningar
och
reparationsstrategier
Kostnadseffektiv nyproduktion & förvaltning
Fokus
 Täcka glapp i befintliga regelverk
 Utarbetande av modifierade testmetoder som är anpassade till svenska
förhållanden
 Korrelation mellan laboratorietester /fältförsök/ skadade konstruktioner
 Anvisningar för när alkalireaktiv ballast kan användas
 Fastställa accepterat alkaliinnehåll i betong med olika typer av
cement/bindemedel
 Enhetlig tillståndsbedömning och övervakning av skadade konstruktioner
 Åtgärds- och reparationspaket för ASR-påverkade konstruktioner
Riktlinjer, krav och praxis (WP 1)
 Vilka formella krav, regelverk och standarder finns för ASR i
världen?
 Befintliga regler och riktlinjer om ASR
 Nationella
 Internationella
 Nuvarande praxis – hur efterlevs regelverken
 Idag
 Vad fattas?
 Implementering av ny kunskap i SS 137003 efter vägledningsrapporten
Hållbart resursutnyttjande (WP 2)
 LCA och LCC
 Svenska ballasttyper - Hur reaktiva är de? Vilken variation finns?
 Provningsmetoder - Vilka bör användas och hur?
 Kvalitetskontroll - Vilka gränsvärden bör användas? Säkerhetsmarginal?
 Cementtyper och tillsatsmaterial - Hur reagerar de med svensk ballast?
 Kriterier för användning av alkalireaktiv ballast med olika cement- och bindemedelstyper
 Utveckla funktionstest för olika betongrecept (Performance test)
 Utarbeta tydliga riktlinjer och metodik för kvalitetssäkring av materialkombinationer
Tillståndsbedömning och reparation (WP 3)
 Manual för enhetliga tillståndsbedömningar
 Vad bör ingå?
 Vilken arbetsgång är lämplig?
 Bestämning av olika exponeringsklasser
 Utvärdering av fallstudier med kompletterande analyser
 Metod för bestämning av alkaliinnehåll i gammal betong
 Rekommendationer till ägare avseende relevanta reparations- och
underhållsmetoder
Livscykelanalys (LCA) och livscykelkostnadsanalys (LCC)
 Utnyttjande av befintliga grustäkter kontra nya bergtäkter
(Bevarande av naturgrusavlagringar – Grundvatten av god kvalitet)
 Transportavstånd för ballast från täkter med icke-reaktiv ballast
kontra ”halvbra” ballast som används med förebyggande åtgärder
 Effekten av lägre cementhalter till följd av alternativa bindemedel
Svenska ballasttyper
Reaktivitet
 Idag skiljer man mellan snabb- och långsamt alkalireaktiv ballast (SS 137003:2015)
 Förslag på ny indelning:
 Låg
 Måttlig
 Högreaktiv
Resultat RILEM AAR-2
Metarhyolite
Mylonite
Reference granite
Reference granite B
Glaciofluvial gravel F
Glaciofluvial gravel G1
Glaciofluvial gravel G2
Glaciofluvial gravel G3
Glaciofluvial gravel H
Glaciofluvial gravel M
0,45
Expansion (%)
0,35
0,25
Sample F-G
0,15
0,05
-0,05
0
7
14
Time (d)
21
28
Provningsmetoder /
Kvalitetskontroll
 Provningsmetoder
Casting of RILEM AAR-2 prisms
 Petrografisk analys (RILEM AAR-1)
 Expansionsprovningar
 RILEM AAR-2, -3, (-4) för långsamt alkalireaktiv
ballast
 NT BUILD 295 för snabbreaktiv ballast
 Gränsvärden
Climate chamber RILEM AAR-3
 Idag: på eller av
 Vägledningsrapporten: baserat på
användningsområde, typ av ballast etc.
Climate chamber RILEM AAR-4
Cementtyper och tillsatsmaterial
- Påverkan på ASR
 Cementtyp
 Alkaliinnehåll
Fig. 1. Results from RILEM AAR-4 with different
alkali contents, for five different aggregates.
 Tillsatsmaterial / Bindemedelskombinationer
Fig. 2. Results
from
RILEM
AAR-3
with
highly reactive
metarhyolite.
Fig. 3. Results
from
RILEM
AAR-4
with
highly reactive
metarhyolite.
Kriterier för användning av alkalireaktiv ballast
 Ballasttyp / reaktivitet
 Kritisk alkalihalt
 Bindemedel
 Miljöklass/exponeringsmiljö (särskilt fukt/externa alkalier)
 Livslängd
Kritiska konstruktionsdelar
 Vägbroar
 Kantbalkar
 Pelare
 Stödmurar/fundament
 Undersida brobaneplatta (sällsynt)
Stödmur
 Järnvägsbroar
 Trågbroar fyllda med packad ballast
 Tunnelpåslag
 Dammar/kraftverk
Hotagens
regleringsdamm
Framtagning av funktionstest (Performance test)
 Max alkalihalt för specifik ballast
 Bindemedel
 Alkalihalt för
bindemedelskombinationer /
olika halter tillsatsmaterial
 Specifika betongrecept (vct 0,450,5)
Validering
Korrelation mellan funktionstest och fält
 Labbprovningar – fältprovningar
 Skadade konstruktioner – labbprovningar
Tack för uppmärksamheten!