Transcript Entreprenørerfaringer med lavkarbonbetong med flyveaske

Entreprenørerfaringer med
lavkarbonbetong med flyveaske
Bernt Kristiansen
AF Gruppen
Hvorfor tilsetting av flyveaske?
• Redusere risiko for riss
• Lavere herdevarme
• Økt bestandighet
• Økt elektrisk motstand
OG
• et ”grønt” betong-CO2 regnskap
Fasthetsutvikling
• Regler i henhold til NS-EN 206-1:
• Flygeaske/sement: ≤ 0,33 av massen
• Bruk over dette er filler
• CEM I 32,5
• CEM I 42,5 og høyere
k= 0,2
K= 0,4
• Sørenga - kontrakten:
• ”Byggbetong”
k= 0,7
k= 0,7
• Bjørvika 2011:
k=1 (SVV)
3 hovedsammensetninger:
1. Bjørvik utbyggingen for SVV. AF brukte ca. 55.000
m3 og i tillegg har NCC benyttet den i stort omfang i
Bjørvika-prosjektet, fra 2006.
• 65 % FA av klinker med v/c-tall 0,45 og k-faktor 0,7
2. Kai Sjursøya i 2006, ca. 12.000 m3. Resepten er
godt dokumentert og har meget gode
bestandighetsegenskaper.
• 60 % FA av klinker med v/c-tall 0,4 og k-faktor 0,4
3. ‘’Bygg-betong’’ Lavkarbonbetong som AF har
benyttet siden 2008. Den er godt dokumentert og
har meget gode bestandighetsegenskaper.
• 50 % FA av klinker med v/c-tall 0,4 og k-faktor 0,7
3 hovedsammensetninger:
ANLEGG
65 % FA
60 % FA
201
270
STD FA
MF40-LVB
312/250
SILIKA
16,08
10,8
0
FLYVEASKE
130,65
162
64 / 125
Sum bindemiddel
348
443
376
%-FA av klinker
65
60
50
144
140
144
Matrixvolum
303,9
330,6
307,1
v/(c+s*2+F)
0,40
0,31
0,38
V/(c+s*2+F*,7)
0,44
0,35
0,40
V/(c+s*2+F*,4)
0,50
0,39
0,43
V/(c+s*2+F*,4*,33av sement)
0,55
0,43
0,43
0-8mm
960
850
940
8-16mm
188
200
312
16-24mm
744
665
590
Vann
Erfaring med flyveaskebetong fra 2005
Sørenga
Kontraktsum:
942 mill nkr.
Betongvolum ca. 110.000 m3
LVB
ca. 55.000 m3
Opprissing på grunn av fastholding
• Stor temperaturdifferanse mellom gammel og fersk betong
• autogent svinn (selvuttørkingssvinn)
• uttørkingssvinn
Betongsammensetning
• Kontraktens krav til sammensetning av lavvarmebetongen:
• densitet 2,42 ± 0,05 kg/dm3 (vannlagret tilstand)
• fasthetsklasse C 40
• miljøklasse MA, masseforhold m= v/b <= 0,45 hvor b=(c+Σk x p)
• k= 0,7 for flyveaske
• k= 2 for silika
• luftinnhold: 5,0 ± 1,5 %
• sement CEM I 52,5, NS-EN 197-1
• flyveaske (samme som Norcem benytter i sin FA-sement), 30-65 %
av sementvekt
• silikastøv etter NS 3045, 4-8 % av Portlandsementvekten
• tilslag: totale tilslag skal ha < 15 % reaktive bergarter. Tilslag > 8 mm
skal ha < 10 % reaktive bergarter
• maks kornstørrelse: 38 mm > Dmaks> 27 mm. Kan benytte tilslag
med mindre Dmaks, ned til 16 mm i spesielle tilfeller.
Simulering vegg
Fastholding:
• Bunnplate
• Takplate
• Slissevegg
Vegg
Utstøping vegg
Utstøping vegg
Oppstartsprosedyrer for å tilfredsstille krav til rissindeks
< 0,75
• Temperaturkontroll, grunnlag for temperatur i fersk
betong: ConTest Pro og Norconsult
• Temperatur i takplate
• Temperatur i bunnplate
• Temperatur i luft
Veggene støpes i seksjoner på 18-24 m, 8 m høyde og 1 m tykkelse.
Temperatur i vegg
Målt temperaturutvikling stemmer med simulert.
Rissindeks er innenfor krav. Pkt. 2 er midt i veggen ved h=3,0 m.
45
punkt 2 målt
Luft
40
Luft sim
Temperatur, oC
punkt 2 sim
35
30
25
20
15
10
0
24
48
72
96
Tid, timer
120
144
168
Temperatur- og fasthetsutvikling
Temperatur, oC og trykkfasthet, MPa
70
60
50
40
30
20
FA-betong
Fasthet FA
10
Anlegg
Fasthet anlegg
0
0
12
24
36
Tid, tim er
48
60
72
Riss i veggene
• Det er riss i veggene selv om
temperaturutviklingen er som simulerte verdier.
• Krav til temperatur i fersk betong er endret for
begrense riss.
Temp. i herdet
betong
8
9
10
11
12
13
14
16
"Gamle" krav til
fersk betong temp.
17
17,5
18
18,5
19
19,5
20
21
"Nye" krav til
fersk betong temp.
14
14,5
15
15,5
16
16,5
17
18
Nedkjøling av fersk betong
• Kaldt vann
• Lagringsbetingelser, tilslag
• Tilsetting av is
• Kårstø
• Smøla
Betong med is
LVB, med 60 kg is
Bil 1
Bil 2
Bil 3
Bil 4
Temperatur før is, oC
26,1
23,3
25
24,6
Temperatur etter is, oC
17,8
16,6
16,1
17,1
Temperatur i luft, oC
v/c-tall
14,2
0,38
0,4
0,35
0,44
Luft etter pumping, %
Utbredelse, cm
4,9
54-55
2,9 (1
62-60
4,9
>62
6,8 (2
58-60
8,3
6,7
8,9
7,5
o
Effekt av is, redusert C
10 kg is senker temperatur på fersk 1,2
-
1,5 oC.
Produksjon av is
Riss i veggene
Ikke riss i veggene i herdefasen
1-2 riss etter ”noen” måneder
Veggstøp
Riss i veggene
60 cm vegger:
INGEN RISS
Overflater
Meget fine overflater!
Kai Sjursøya, containerkai
Byggetrinn 1
utført 2006:
- 303 m,
- ca. 12.000 m3 FA-Betong
Byggetrinn 2: 350 m
Reseptutvikling
Resepter under utprøving og dokumentasjon:
20 % FA
40 % FA
60 % FA
318
290
270
SILIKA
12,72
11,6
10,8
FLYVEASKE
63,6
116
162
SP-stoff
5
5,5
6
L-stoff
1
1
1
0-8mm
890
870
850
8-16mm
200
200
200
16-24mm
690
680
665
Luft i fersk betong
>4%
>4%
>4%
V/(c+s*2+F*,4)
0,39
0,39
NORCEM ANLEGG
(1 :
v/c-tall 0,43 etter NS-EN 206-1, pkt. 5.5.5.2.2
0,39
(1
Prøving
Egenskaper i fersk fase:
• Gode støpelighetsegenskaper ??
• Ikke fornøyd med støpelighet
• Stor pastamengde
Laboratorieundersøkelser
Bestandighetsparametre:
• Kloriddiffusjon
• Elektrisk motstand
• Frostbestandighet
Kjerner fra prøvestøp
Utborede kjerner
:
Kloriddiffusjon
Kloriddiffusjon:
borkjerner byggeplass etter 2 år
Kloriddiffusjon:
Resept 900049, 60 % flyveaske, utført av Høgskolen i Ålesund
Luftporeanalyser
Normale krav til er spesifikk overflate ved frysing er:

i rent vann:
> 23 mm–1 (mm2/mm3)

ved salt-påkjenning:
> 30 mm–1
tilsvarer ca. 20 % luftporer i sementpastaen.
Normale krav til avstandsfaktor ved frysing er

i rent vann:
< = 0,23 – 0,25 mm

ved salt-påkjenning:
< 0,16 mm
tilsvarer ca. 15 % luftporer i sementpastaen.
Frosttesting
SS 137244: ”GOD” frostbestandighet
S20FA
S40FA
S60FA
28 døgn
0,07
0,05
0,05
56 døgn
0,12
0,12
0,14
112 døgn
0,19
0,16
0,22
1,7
2,4
2,8
Akkumulert,
avskallet material. Kg/m2
m56/m28
Elektrisk motstand
1200
SV40
Elektrisk motstand, ohm-meter
SV30
1000
FA-40%
FA-60%
F-SL.40%
800
F.SL-60%
600
400
200
0
0
182
364
546
Tid, døgn
728
910
1092
Elektrisk motstand
Svinn
Måling av svinn:
0,1
Svinn, o/oo
0
-0,1
0
180
360
540
900
1080
20 %
-0,2
40 %
60 %
-0,3
-0,4
-0,5
Tid, døgn
Vannlagret 28 døgn
720
Tekniske data:
:
7 døgn
28 døgn
90 døgn
20 mnd
90 døgn
28 døgn
180 døgn
Resept: 900049
47,6
56,6
82
92
34,7
6,4
1,7
NS-EN 480-11
0,14
mm2/mm3
37
Frostbestandighet, SS137244
Midl. Avskalling 56 d
m56/m28
kg/m2
God
0,14
2,8
Spesifikk elektrisk motstand, Ωm
Svinn, o/oo
20 mnd
390 døgn
1200
-0,45
Trykkfasthet, MPa
(terning)
E-modul, Ec, GPa
Kloriddiffkoeff, x 10-12 m2/s.
NT Build 492
Luftporestruktur
Avstandsfaktor
Spesifikk overflate
Hva med betongens tidlige fase?
• Kloriddiffusivitet og elektrisk motstand er lav i første
periode av kaiens levetid.
• Betongen kan beskyttes i tidlig fase ved hydrofobering.
Hydrofobering
• Kloridene trenger raskest inn i fersk betong da den er
mest sugende.
• Det er viktig å påføre hydrofoberingen så tidlig som
mulig.
• Hydrofobering brytes ned av UV-stråler.
• Viktig med inntrengningsdybde!
Hydrofoberingsmiddel
som forskalingsolje
• Silankrem påført forskalingen.
Inntrengningsdybde 5-8 mm.
”Byggbetong i 2007/2008”
Betongkvalitet: B35/45MF40
Betongsammensetning:
• Sement:
Norcem Std FA/
Aalborg Rapid
• Flyveaske:
50 % av portlandklinker
Egenskaper, testet hos SINTEF
Bestandighetsklasse
Trykkfasthet, MPa
Karbonatisering
28 døgn
56 døgn
90 døgn
1 år
3 år
Eksp. klasse: XC1 .. XC4
28 døgn
56 døgn
90 døgn
1 år
2 år
3 år
28 døgn
Svinn, ‰
56 døgn
90 døgn
1 år
3 år
14 døgn
RF i svinnprismer, %
28 døgn
56 døgn
90 døgn
1 år
3 år
14 døgn
Relativ fuktighet, %
30 døgn
Selvuttørking
56 døgn
90 døgn
1 år
3 år
2
-12
Kloriddiff.koeff, m /s ·10 90 døgn
365 døgn
Frostbestandighet
Avskalling, kg/m 2(m n ) 56 døgn
Elektrisk motstand, Ωm
Forhold: m 56/m 28
MF40
72,6
80
91,2
105,3
106,2
Tilfredsstillende
MF45
56,3
63,6
72,3
87,4
89,2
124
222
357
998
1347
1523
0,26
0,34
0,38
0,46
0,52
91,6
86,6
82,6
81,3
< 75
< 75
91,5
90,4
89,9
90,1
85,8
72-75
1,84
1,38
God
0,18
1,8
106
166
261
721
905
1102
0,29
0,39
0,44
0,55
0,61
95,1
89,5
84,5
81,3
< 75
< 75
93,9
92,3
91,3
90,8
86,2
72.75
1,84
1,24
God
0,299
1,7
46
LVB: Bunnplater og vegger praktisk talt uten riss
LVB: Bunnplater og vegger praktisk talt uten riss
LVB: Bunnplater og vegger praktisk talt uten riss
LVB: Bunnplater og vegger praktisk talt uten riss
14.02.11
Bunnplate 14.02.11
• 30 cm tykkelse
• Trykkfasthet utborede kjerner etter 72 timer 30 Mpa
• Avbindingstid ca. 15 timer
52
08:10
08:43
10:55
Avbindingstiden bestemmes av
• Pastasammensetning
• Sementtype
• TSS
• Betongtemperatur
• Vær og vind
• Vanninnhold
10:55
Planlegging:
- helst ikke slangeutlegg
- maks 30 m 3’’
Planlegging:
- helst ikke slangeutlegg
- maks 30 m 3’’
-
-
42 m pumpe
Ingen slange
Pumpetrykk 120 -140 bar
Tømmetid 3-4 min
42 m pumpe
30 m 3’’ slange
Pumpetrykk 190 -200 bar
Tømmetid 6-7 min
Gulvstøp med LVB
Sykehuset i Østfold
Sykehuset i Østfold
LVB: Bunnplater og vegger praktisk talt uten riss
Praktisk betongteknologi:
- Standard resepter
- LVB
- Ingen økning av bindemiddelmengde
- Kald betong
- Herdetiltak
- Tildekking og fyring
- Krever god produksjonsplanlegging
- Ikke slangeutlegg
- Herdetiltak
Utfordringer
• Produksjonstekniske utfordringer LVB
• Lite vann krever god kontroll
• Praktisk betongteknologi, planlegging av støpearbeidene
• betongbestilling
• støping
• herdetiltak
• Byggherreutfordringer
• Mangelfull betongkompetanse (generelt)
• Må godkjenne bruk av LVB utenfor NS-EN 206-1.
• Betongsammensetning og dokumentasjon
• Resepter må dokumenteres når de ikke tilfredsstiller NS-EN 206-1
Er AF er en miljøbedrift i betongsammenheng?
AF kjøpte 59.000 m3 betong Oslo i 2011,
herav 33.000 m3 B35MF40-LVB
Besparelse sement pr m3 er 150 kg
150 x 33000 m3 = 4 950 tonn sement.