till vad kan dessa användas? · skillnad mellan dessa bindemedel −hydrauliskt material binder...

52
VUC Informationsdag 2018 Tillsatsmaterial Till vad kan dessa användas? Anders Lindvall Thomas Concrete Group, C-lab

Upload: others

Post on 12-Jan-2020

3 views

Category:

Documents


0 download

TRANSCRIPT

Page 1: Till vad kan dessa användas? · Skillnad mellan dessa bindemedel −Hydrauliskt material binder och hårdnar efter tillsats av vatten, och detta både i luft och vatten. −Latent

VUC Informationsdag 2018

Tillsatsmaterial

Till vad kan dessa användas?

Anders Lindvall

Thomas Concrete Group, C-lab

Page 2: Till vad kan dessa användas? · Skillnad mellan dessa bindemedel −Hydrauliskt material binder och hårdnar efter tillsats av vatten, och detta både i luft och vatten. −Latent

VUC Informationsdag 2018

Detta med tillsatsmaterial är inget nytt i Sverige● Betong med tillsatsmaterial har använts i Sverige sedan 1930-talet

− Cement med inblandning av naturliga puzzolaner, flygaska eller GGBS.− GGBS (mald granulerad masugnsslagg från masugnar).

● Exempel på cement

− Pansarcement (1930-tal) med inblandning av 20-25 % kaolinlera.− E-cement (1940-tal) med inblandning av kalksten, sand, masugnsslagg eller tegel.− Vulkancement (1950-1974) med inblandning av ca 50 % GGBS.− Massivcement (slutet 1970-tal-slutet 1980-tal) med inblandning av ca 65 % GGBS.− Skövde Std M (början av 1980-tal) med inblandning av ca 20 % flygaska.

Se vidare i t.ex. Fagerlund (2010) – ” Mineraliska tillsatsmaterial i cement”

Page 3: Till vad kan dessa användas? · Skillnad mellan dessa bindemedel −Hydrauliskt material binder och hårdnar efter tillsats av vatten, och detta både i luft och vatten. −Latent

VUC Informationsdag 2018

Vad är motiven till att använda tillsatsmaterial?● Förändra betongens egenskaper över tiden

− Färskt tillstånd.− Under hårdnande.− Hårdnat tillstånd.

● Minska användning av Portlandklinker

− Minskade miljöpåverkan. Minskade utsläpp av CO2.− Minskade kostnader.

● Lösa avfallsproblem

− Slagg (från tillverkning av tackjärn).− Flygaska (från förbränning i kolkraftverk).

Page 4: Till vad kan dessa användas? · Skillnad mellan dessa bindemedel −Hydrauliskt material binder och hårdnar efter tillsats av vatten, och detta både i luft och vatten. −Latent

VUC Informationsdag 2018

Betongens tidslinje

Betong, under dess livslängd, måste uppfylla krav gällande ett antal egenskaper (bindetid, hållfasthet & hållfasthetsutveckling, temperatur-utveckling, krympning, etc.) och vara beständig m.h.t. den miljö som den ska placeras i (CO2, frost, klorider, sulfater, syror, etc.).

Hänsyn behöver också tas till miljöbelastning & resursanvändning (LCA) vilket kan innebära krav på delmaterial och betongsammansättning.

t0 3h 8h 1d 2d dagar 1 månad månader 1 år 50-100 år

Bla

ndni

ng

Gju

tnin

g

Tills

tyvn

ande

& g

lättn

ing

Service life Riv

ning

&

åter

vinn

ing

28-d

Tidi

g hå

llfas

thet

Page 5: Till vad kan dessa användas? · Skillnad mellan dessa bindemedel −Hydrauliskt material binder och hårdnar efter tillsats av vatten, och detta både i luft och vatten. −Latent

VUC Informationsdag 2018

Färsk betong:Förändra & styra tidiga egenskaper.

Åldrande betong:Livslängd & nedbrytnings-mekanismer

Hårdnad betong:Förbättra egenskaper, t.ex. självläkning, krympning & krypning.

Ung betong:Förändra & styra värmeutveckling, hållfasthet, etc.

Betongens tidslinje - möjligheter

t0 3h 8h 1d 2d dagar 1 månad månader 1 år 50-100 år

Bla

ndni

ng

Gju

tnin

g

Tills

tyvn

ande

& g

lättn

ing

Service life Riv

ning

&

åter

vinn

ing

28-d

Tidi

g hå

llfas

thet

Page 6: Till vad kan dessa användas? · Skillnad mellan dessa bindemedel −Hydrauliskt material binder och hårdnar efter tillsats av vatten, och detta både i luft och vatten. −Latent

VUC Informationsdag 2018

Bindemedel till betong – Cement och tillsatsmaterial● Klassificering av bindemedel till betong

− Hydrauliska material, t.ex. Portlandcement.− Latent hydrauliska material, t.ex. mald granulerad masugnsslagg.− Puzzolana material, t.ex. silikastoft, flygaska och naturliga puzzolaner (t.ex.

vulkanisk aska).

● Skillnad mellan dessa bindemedel

− Hydrauliskt material binder och hårdnar efter tillsats av vatten, och detta både i luft och vatten.

− Latent hydrauliskt material erfordrar en mindre kvantitet alkalisk aktivator(förutom vatten) för att binda och hårdna.

− Puzzolana material binder och hårdnar endast i närvaro av vatten och löslig kalciumhydroxid (bildas t.ex. vid hydratation av Portlandcement).

Page 7: Till vad kan dessa användas? · Skillnad mellan dessa bindemedel −Hydrauliskt material binder och hårdnar efter tillsats av vatten, och detta både i luft och vatten. −Latent

VUC Informationsdag 2018

Reaktioner hos olika typer av bindemedel

Portlandcement[PC]

Vatten[H2O]

Kalciumhydroxid[Ca(OH)2]

Kalciumsilikathydrat[C-S-H]

+ +

Tillsatsmaterial[Additive]

Vatten[H2O]

Kiseldioxid[SiO2]

Kalciumsilikathydrat[C-S-H]

+ +

Hydrauliska material

Latent hydrauliska materialPuzzolana material

Page 8: Till vad kan dessa användas? · Skillnad mellan dessa bindemedel −Hydrauliskt material binder och hårdnar efter tillsats av vatten, och detta både i luft och vatten. −Latent

VUC Informationsdag 2018

Flygaska och GGBS som bindemedel

Page 9: Till vad kan dessa användas? · Skillnad mellan dessa bindemedel −Hydrauliskt material binder och hårdnar efter tillsats av vatten, och detta både i luft och vatten. −Latent

VUC Informationsdag 2018

Page 10: Till vad kan dessa användas? · Skillnad mellan dessa bindemedel −Hydrauliskt material binder och hårdnar efter tillsats av vatten, och detta både i luft och vatten. −Latent

VUC Informationsdag 2018

Vilka tillsatsmaterial finns det?

Flygaska (kalkrik)

Metakaolin

Slagg

Kalcinerad skiffer

Flygaska (kiselrik) Silikastoft

Flygaska (kalkrik) – restprodukt från förbränning av brunkol (lignitiskt kol)Flygaska (kiselrik) – restprodukt från förbränning av stenkol (bituminöst kol)Silikastoft – restprodukt från tillverkning av kiselmetall och ferrolegeringarSlagg (GGBS) – restprodukt från järnframställning som malsMetakaolin – kaolinit (aluminiumsilikat) som upphettats till 650-700° CKalcinerad skiffer – skiffer som upphettats till 650-700° C

Naturlig Puzzolan

Page 11: Till vad kan dessa användas? · Skillnad mellan dessa bindemedel −Hydrauliskt material binder och hårdnar efter tillsats av vatten, och detta både i luft och vatten. −Latent

VUC Informationsdag 2018

Flygaska (kiselrik) – PFA

Figur från UK Quality Ash Association

Page 12: Till vad kan dessa användas? · Skillnad mellan dessa bindemedel −Hydrauliskt material binder och hårdnar efter tillsats av vatten, och detta både i luft och vatten. −Latent

VUC Informationsdag 2018

Mald Granulerad masugnsslagg – GGBS

Het luft

Smält järn

Smält slagg

~1500°C

Järnmalm, koks och kalksten

Kylningen väsentlig!-Snabb kylning i vatten (Granulat – GBFS).-Långsam kylning i luft (Kristallint material – CBFS).-Snabb kylning i luft (Pellets – BFSP).

-1600 kg råmaterial.-330+150 kg koks-900 m3 het luft.

-1000 kg järn-230-300 kg slagg

10000 ton järn/dygn 2300-3000 ton slagg/dygn

Page 13: Till vad kan dessa användas? · Skillnad mellan dessa bindemedel −Hydrauliskt material binder och hårdnar efter tillsats av vatten, och detta både i luft och vatten. −Latent

VUC Informationsdag 2018

”GGBS består av ett glasigt material som är tillverkat genom snabb kylning av en slaggsmälta av lämplig sammansättning. Slaggsmältan fås genom att smälta järnmalm i en masugn. GGBS skall bestå av minst två tredjedelar av glasig slagg och inneha hydrauliska egenskaper vid lämplig aktivering.”

” Flygaska är ett fint pulver, huvudsakligen bestående av sfäriska, glasiga partiklar, som har sitt ursprung från förbränning av pulveriserad kol (med eller utan samförbränning) och vilket har puzzolana egenskaper primärt bestående av SiO2 och Al2O3. Andelen reaktiv SiO2, så som den är definierad och beskriven i EN 197-1, skall vara minst 25 % av massan.Flygaska fås antigen genom elektrostatisk- eller mekanisk-utfällning (precipitation) av dammliknande partiklar från rökgaserna.”

SS-EN 450-1 – Flygaska för betong SS-EN 15167-1 – Mald granulerad masugnsslagg för användning i betong, bruk och injekteringsbruk

Page 14: Till vad kan dessa användas? · Skillnad mellan dessa bindemedel −Hydrauliskt material binder och hårdnar efter tillsats av vatten, och detta både i luft och vatten. −Latent

VUC Informationsdag 2018

Krav i EN 450-1 och EN 15167-1

Flygaska – EN 450-1Faktor Krav

Glödförlust <7,0 [vikt-%] (A)<9,0 [vikt-%] (B)<11,0 [vikt-%] (C)

Finhet 45 m <45 [vikt-%] (N)<13 [vikt-%] (S)

Fri CaO <2,6 [vikt-%]

SO3 <3,5 [vikt-%]

Klorid <0,1 [vikt-%]

Ekvivalent Na2O <5,5 [vikt-%]

Korndensitet (var.) 225 [kg/m3] från dek. Värde]

Aktivitetsindex >75 % (28 d)>85 % (90 d)(>75 % k=0,5 (28 d)enl. SS 13 70 03)

GGBS – EN 15167-1Faktor Krav

(CaO+MgO+SiO2) >2/3 av total massa

(CaO+MgO(/(SiO2) >1,0

MgO 18 [vikt-%]

Sulfid 2,0 [vikt-%]

Sulfat 2,5 [vikt-%]

Klorid 0,1 [vikt-%]

Glödförlust <3,0 [vikt-%]

Finhet >275 [m2/kg]

Aktivitetsindex >45 % (7 d)>70 % (28 d)(>80 % k=0,8 (28 d)enl. SS 13 70 03)

Page 15: Till vad kan dessa användas? · Skillnad mellan dessa bindemedel −Hydrauliskt material binder och hårdnar efter tillsats av vatten, och detta både i luft och vatten. −Latent

VUC Informationsdag 2018

Betong med flygaska eller GGBSAllmänt

● Minskad användning av (Portland)cement.

● Lägre miljöbelastning.

● Annan kulör (ljusare om GGBS används).

Egenskaper i färskt tillstånd

● Bättre arbetbarhet. Jämnare yttextur än portlandcement.

● Långsammare tillstyvnande. Puzzolana reaktioner

● Mindre tendens till vattenseparation.

● Viss osäkerhet rörande inblandning av tillsatsmedel. Viss absorbtion.

Egenskaper hos hårdnande betong

● Normalt långsammare hållfasthetstillväxt.

● Minskad värmeutveckling.

Egenskaper hos hårdnad betong

● Hållfasthet. Jämförbar 28-dygns hållfasthet som konventionell betong.

● Uttorkning. Motsvarande eller bättre jämfört med konventionell betong.

● Beständighet. Effekt beror på nedbrytningsmekanism.

Page 16: Till vad kan dessa användas? · Skillnad mellan dessa bindemedel −Hydrauliskt material binder och hårdnar efter tillsats av vatten, och detta både i luft och vatten. −Latent

VUC Informationsdag 2018

Värmeutveckling

Användning av tillsatsmaterial

● Puzzolana reaktioner minskar värmeutveckling.

● Hydratationsvärme för tillsatsmaterial

− Flygaska. Ca 30 % av Anläggningscement.− GGBS. Ca 60-80 % av Anläggningscement.

● Reduktion av hydratationsvärmen

− Lägre maximal temperatur.− Långsammare temperaturökning.

● Minskat eller inget behov av kylning vid gjutning av massiva konstruktioner.

Page 17: Till vad kan dessa användas? · Skillnad mellan dessa bindemedel −Hydrauliskt material binder och hårdnar efter tillsats av vatten, och detta både i luft och vatten. −Latent

VUC Informationsdag 2018

CEM I35% ggbs

50% gbbs

70% ggbs

0

100

200

300

400

0 10 20 30 40 50 60

Hours

Tota

l hea

t gen

erat

ed (k

J/kg

)

35% fly ash50% fly ash

65% fly ash

CEM I

0

100

200

300

400

0 10 20 30 40 50 60

Hours

Tota

l hea

t gen

erat

ed (k

J/kg

)Exempel på värmeutveckling

Page 18: Till vad kan dessa användas? · Skillnad mellan dessa bindemedel −Hydrauliskt material binder och hårdnar efter tillsats av vatten, och detta både i luft och vatten. −Latent

VUC Informationsdag 2018

HållfasthetAnvändning av tillsatsmaterial

● Puzzolana reaktioner sker långsammare än hydrauliska reaktioner.

● Långsammare hållfasthetstillväxt upp till 28 dygn.

● Samma hållfasthet vid 28 dygn (referensåldern ändras inte!).

● Fortsatt hållfasthetstillväxt efter 28 dygn.

● Förändring av hållfasthetstillväxt beror på

− Mängd och typ av tillsatsmaterial (och hur tillsättning görs).− Finmaldhet hos cement (och tillsatsmaterial).− Kemisk sammansättning hos cement och tillsatsmaterial.

Page 19: Till vad kan dessa användas? · Skillnad mellan dessa bindemedel −Hydrauliskt material binder och hårdnar efter tillsats av vatten, och detta både i luft och vatten. −Latent

VUC Informationsdag 2018

0

10

20

30

40

50

60

70

0 10 20 30 40 50 60

Trc

yk

llfa

sth

et [

MP

a]

Ålder [dygn]

0% CEM I 6% CEM I

11% CEM I 18% CEM I

25% CEM I 33% CEM I

0 % CEM II 11 % CEM II

25 % CEM II

vctekv=0,45Inblandning av flygaska samtanvänd cement

Page 20: Till vad kan dessa användas? · Skillnad mellan dessa bindemedel −Hydrauliskt material binder och hårdnar efter tillsats av vatten, och detta både i luft och vatten. −Latent

VUC Informationsdag 2018

0

10

20

30

40

50

60

70

0 10 20 30 40 50 60

Try

ckh

åll

fast

het

[M

Pa]

Ålder [dygn]

0%25%50%100%50 % (6 %)50 % (k=1.0)

0 % GGBS

25 % GGBS 50 % GGBS 100 % GGBS

50 % GGBS(6 % air)

50 % GGBS(k=1.0)

Page 21: Till vad kan dessa användas? · Skillnad mellan dessa bindemedel −Hydrauliskt material binder och hårdnar efter tillsats av vatten, och detta både i luft och vatten. −Latent

VUC Informationsdag 2018

Page 22: Till vad kan dessa användas? · Skillnad mellan dessa bindemedel −Hydrauliskt material binder och hårdnar efter tillsats av vatten, och detta både i luft och vatten. −Latent

VUC Informationsdag 2018

Uttorkning

Tillsatsmaterial har positiv inverkan på uttorkning

● Betong med flygaska

− Viss positiv effekt på självuttorkning.− Effekt på självuttorkning minskar vid minskande vct.− Cement eller tillsatsmaterial (k-faktor eller EPCC)?

● Betong med GGBS

− Positiv effekt på självuttorkning (tendenser).− Effekt på självuttorkning även minskande vct (tendenser).− Cement eller tillsatsmaterial (k-faktor eller EPCC)?

Page 23: Till vad kan dessa användas? · Skillnad mellan dessa bindemedel −Hydrauliskt material binder och hårdnar efter tillsats av vatten, och detta både i luft och vatten. −Latent

VUC Informationsdag 2018

Självuttorkning

Page 24: Till vad kan dessa användas? · Skillnad mellan dessa bindemedel −Hydrauliskt material binder och hårdnar efter tillsats av vatten, och detta både i luft och vatten. −Latent

VUC Informationsdag 2018

Enkelsidig uttorkning (mätdjup 40 % av tjocklek)

Page 25: Till vad kan dessa användas? · Skillnad mellan dessa bindemedel −Hydrauliskt material binder och hårdnar efter tillsats av vatten, och detta både i luft och vatten. −Latent

VUC Informationsdag 2018

Beständighet

Användning av tillsatsmaterial ger varierande påverkan på beständighet

● Generellt

− Tätare struktur (som ett resultat av tillsatsmaterialets reaktioner).− Minskad mängd reaktivt material (dvs. Ca(OH)2).

● Specifika nedbrytningsmekanismer

− Armeringskorrosion− Karbonatisering. Varierande effekt.− Kloridinträngning. Ökat motstånd mot kloridinträngning.− Aktiv korrosion. Lägre korrosionshastighet.

− (Salt)Frostangrepp. Varierande effekt (effekt från karbonatisering?)− Kemiska angrepp. Ökat motstånd.

Page 26: Till vad kan dessa användas? · Skillnad mellan dessa bindemedel −Hydrauliskt material binder och hårdnar efter tillsats av vatten, och detta både i luft och vatten. −Latent

VUC Informationsdag 2018

3,53,10,3

5,58,3

5,21,9

16,9

6,82,5

26,6

9,86,5

16,4

44,3

13,4

8,3

80,0

0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

0.35 0.40 0.45

0.50 0.55 0.60

Karbonatiseringsmotstånd, 1/RCO3[x10-11 m2/s/kgCO2/m3]

vcteq

Data från Gehlen (2000)

Page 27: Till vad kan dessa användas? · Skillnad mellan dessa bindemedel −Hydrauliskt material binder och hårdnar efter tillsats av vatten, och detta både i luft och vatten. −Latent

VUC Informationsdag 2018

4,4

8,9

5,64,8

1,4

10,0

6,9

1,9

15,8

9,0

2,8

19,7

10,9

5,3

3,0

25,0

14,9

3,4

0

5

10

15

20

25

30

0.35 0.40 0.45

0.50 0.55 0.60

Kloridmigrations-koefficient [x10-12 m2/s] vctekv

Data från Gehlen (2000)

Page 28: Till vad kan dessa användas? · Skillnad mellan dessa bindemedel −Hydrauliskt material binder och hårdnar efter tillsats av vatten, och detta både i luft och vatten. −Latent

VUC Informationsdag 2018

Page 29: Till vad kan dessa användas? · Skillnad mellan dessa bindemedel −Hydrauliskt material binder och hårdnar efter tillsats av vatten, och detta både i luft och vatten. −Latent

VUC Informationsdag 2018

Kloridinträngning i marin miljö

0,0%

1,0%

2,0%

3,0%

4,0%

5,0%

6,0%

0 10 20 30 40 50 60

Klo

rid

hal

t [%

av

bin

de

me

de

l)

Djup [mm]

100% Slite

100% Anl

95%Anl+5%SF

85%Anl+10%Fa+5%SF

85%ANL+15%RHA

CEM III/B

vct (vbt) = 0,35

Kloridprofil betong Träslövsläge (20 års exponering).Boubitsas, Luping & Utgenannt, SBUF projekt 12684 .

Beräknade erforderliga täckskikt. Luping & Löfgren: Chalmers tekniska högskola, Bygg & miljöteknik, Rapport. no. 2016-4.

Page 30: Till vad kan dessa användas? · Skillnad mellan dessa bindemedel −Hydrauliskt material binder och hårdnar efter tillsats av vatten, och detta både i luft och vatten. −Latent

VUC Informationsdag 2018

Data från Gehlen (2000)

Page 31: Till vad kan dessa användas? · Skillnad mellan dessa bindemedel −Hydrauliskt material binder och hårdnar efter tillsats av vatten, och detta både i luft och vatten. −Latent

VUC Informationsdag 2018

Page 32: Till vad kan dessa användas? · Skillnad mellan dessa bindemedel −Hydrauliskt material binder och hårdnar efter tillsats av vatten, och detta både i luft och vatten. −Latent

VUC Informationsdag 2018

Data från Ecocem (2011)

Sulfatangrepp

Page 33: Till vad kan dessa användas? · Skillnad mellan dessa bindemedel −Hydrauliskt material binder och hårdnar efter tillsats av vatten, och detta både i luft och vatten. −Latent

VUC Informationsdag 2018

Användning av flygaska och GGBS i betong idag

● Cement (enligt Tabell 1 i SS-EN 197-1)− Portlandflygaskecement. CEM II/A-V och CEM II/B-V.− Portland-slaggcement. CEM II/A-S och CEM II/B-S.− Portland-kompositcement. CEM II/A-M (S-V) och CEM II/B-M (S-V).− Portland-kompositcement. CEM II/A-M (S-LL, V-LL) och CEM II/B-M (S-LL, V-LL).− Slaggcement CEM III/A, III/B och III/C.

● Tillsatsmaterial (enligt avsnitt 5.2.5 i SS-EN 206)− Effektivitetsfaktor

− Flygaska. k=0,4 (alt. k=0,5 för viss flygaska/cement enligt SS 137003).− GGBS. k=0,6 (alt. k=0,8 för viss GGBS/cement enligt SS 137003).

− Konceptet likvärdig prestanda hos bindemedelskombinationer− Kombinationer av cement och tillsatsmaterial (k=1,0).− Kombinationen har likartad hållfasthet och beständighet som motsvarande cement.

Page 34: Till vad kan dessa användas? · Skillnad mellan dessa bindemedel −Hydrauliskt material binder och hårdnar efter tillsats av vatten, och detta både i luft och vatten. −Latent

VUC Informationsdag 2018

Accepterade cement och bindemedelssammansättningar i olika exponeringsklasser

Tabell 8b i SS-EN 206:2013Kravelement Exponeringsklass

X0 XC 1 XC 2 XC 3 XC 4 XS 1 XS 2 XS 3 XD 1 XD 2 XD 3 XF 1 XF 2 XF 3 XF 4 XA 1 XA 2 XA 3Cement enligt SS-EN 197-1

Alla III/A-S II/B-S II/A-D II/A-V II/B-V II/A-LL II/A-M II/B-MIII/A

III/A-S II/B-S II/A-D II/A-V II/B-V II/A-LL II/A-MII/B-MIII/A

III/A-S II/B-S II/A-D II/A-V II/B-V II/A-LL II/A-MII/B-M

III/A-S II/B-S II/A-D II/A-V II/B-V II/A-LL II/A-MII/B-M

III/A-S II/B-S II/A-D II/A-V II/B-V II/A-LL II/A-M II/B-MIII/A

III/A-S II/B-S II/A-D II/A-V II/B-V II/A-LL II/A-M II/B-MIII/A

III/A-S II/B-S II/A-D II/A-V II/B-V II/A-LL II/A-M II/B-M

III/A-S II/B-S II/A-D II/A-V II/B-V II/A-LL II/A-M II/B-M III/A

III/A-S II/B-S II/A-D II/A-V II/B-V II/A-LL II/A-M II/B-MIII/A

III/A-S II/B-S II/A-D II/A-V II/B-V II/A-LL II/A-M II/B-M

III/A-S II/B-S II/A-D II/A-V II/B-V II/A-LL II/A-M II/B-M

III/A-S II/B-S II/A-D II/A-V II/B-V II/A-LL II/A-M II/B-M

III/A-S II/B-S

II/A-V II/B-VII/A-LL II/A-M II/B-M

III/A-S

II/A-V

II/A-LL II/A-M

III/A-S II/B-S II/A-D II/A-V II/B-V II/A-LL II/A-M II/B-MIII/A III/B

Sulfat-resis-tenta binde-medel se 5.3.2(5)

Hållfasthetsklass hos cement ≥ 32,5 ≥ 32,5 ≥ 32,5 ≥ 42,5 ≥ 42,5 ≥ 42,5 ≥ 42,5 ≥ 42,5 ≥ 42,5 ≥ 42,5 ≥ 42,5 ≥ 42,5 ≥ 42,5 ≥ 42,5 ≥ 42,5 ≥ 42,5 ≥ 42,5 ≥ 42,5

Andel PC-klinker av bindemedel ≥ 30 ≥ 35 ≥ 35 ≥ 65 ≥ 65 ≥ 35 ≥ 35 ≥ 65 ≥ 35 ≥ 35 ≥ 65 ≥ 65 ≥ 65 ≥ 65 ≥ 80 ≥35 ≥35

Andel av bindemedletSilikastoft Flygaska Slagg

≤10≤35≤70

≤10≤35≤65

≤10≤35≤65

≤10≤35≤35

≤10≤35≤35

≤10≤35≤65

≤10≤35≤65

≤10≤35≤35

≤10≤35≤65

≤10≤35≤65

≤10≤35≤35

≤10≤35≤35

≤10≤35≤35

≤5≤35≤35

≤5≤20≤20

≤10≤35≤65

≤10≤35≤35

Page 35: Till vad kan dessa användas? · Skillnad mellan dessa bindemedel −Hydrauliskt material binder och hårdnar efter tillsats av vatten, och detta både i luft och vatten. −Latent

VUC Informationsdag 2018

Cement tillgängliga i Sverige 2018● Cementa

− Anläggningscement. CEM I 42,5 N - SR 3 MH/LA.− Anläggningscement FA. CEM II/A-V 42,5 N – MH/LA/NSR.− Bascement. CEM II/A-V 52,5 N.− Byggcement. CEM II/A-LL 42,5 R.− Snabbhårdnande (SH) cement. CEM I 52,5 R.− Vitcement. CEM I 52,5 R - SR 5. (från Aalborg White)

● CEMEX

− Komposit. CEM II/A-M (S-LL) 52,5 N.− Infracement. CEM I 42,5 N-SR3 MH/LA.− Miljöcement. CEMIII/A 42,5N.− Rapid. CEM I 52,5 R.− Vitcement. CEM I 52,5 R.

Page 36: Till vad kan dessa användas? · Skillnad mellan dessa bindemedel −Hydrauliskt material binder och hårdnar efter tillsats av vatten, och detta både i luft och vatten. −Latent

VUC Informationsdag 2018

Internationella erfarenheter● Allmänt

− Förbättra egenskaper hos betong (beständighet).− Minska mängden cementklinker.

● Nederländerna.

− Lång tradition av betong med slagg (slaggcement) i stränga miljöer.− CEM III/B standardcement i marina miljöer under 60 års tid.

● Tyskland.

− Lång tradition av betong med slagg (>100 år).− CEM III/A standardcement i många regioner.

● Finland

− CEM II/A-M (S-LL) 42,5 N standardcement under flera decennier.● Storbritanninen

− Kompositcement (innehållande bl.a. Slagg) har använts i över 90 år.− Slagg (och flygaska) som tillsatsmaterial vid betongtillverkning.

Page 37: Till vad kan dessa användas? · Skillnad mellan dessa bindemedel −Hydrauliskt material binder och hårdnar efter tillsats av vatten, och detta både i luft och vatten. −Latent

VUC Informationsdag 2018

Sammanfattning – betong med tillsatsmaterial● Användning av tillsatsmaterial

− Förändra egenskaper hos betongen− Färskt tillstånd.− Hårdnande betong.− Hårdnad betong.

− Minska användning av Portlandcement minskade CO2- emissioner.− Lösning på avfallsproblem.− Mångårig erfarenheter internationellt.

● Tillgång till tillsatsmaterial i Sverige

− Finns cement med tillsatsmaterial (både flygaska och GGBS).− GGBS som tillsatsmaterial.

Page 38: Till vad kan dessa användas? · Skillnad mellan dessa bindemedel −Hydrauliskt material binder och hårdnar efter tillsats av vatten, och detta både i luft och vatten. −Latent

VUC Informationsdag 2018

Exempel på projektDär tillsatsmaterial har hjälpt till att förbättra

betongens egenskaper

Page 39: Till vad kan dessa användas? · Skillnad mellan dessa bindemedel −Hydrauliskt material binder och hårdnar efter tillsats av vatten, och detta både i luft och vatten. −Latent

VUC Informationsdag 2018

Betong med låg värmeutvecklingSänktunnel Bjørvikaprojektet Oslo

Specifikation Statens vegvesen (för begränsad värmeutveckling:• FA= 30-65 % av CEM I. • Effektivitetsfaktor k = 0,7 (k = 0,4 enl. EN 206)Betong Tmax max [MPa] fct [MPa] Sprickrisk

SV 40 61 ºC 3,9 3,8 1,04

28% FA 47 ºC 2,7 3,2 0,86

60% FA 42 ºC 2,1 2,9 0,74

40% Slagg 45 ºC 3,7 3,7 1,01

60% Slagg 45 ºC 3,6 3,2 1,13

Page 40: Till vad kan dessa användas? · Skillnad mellan dessa bindemedel −Hydrauliskt material binder och hårdnar efter tillsats av vatten, och detta både i luft och vatten. −Latent

VUC Informationsdag 2018

Betong med låg värmeutvecklingSänktunnel Bjørvikaprojektet Oslo

Page 41: Till vad kan dessa användas? · Skillnad mellan dessa bindemedel −Hydrauliskt material binder och hårdnar efter tillsats av vatten, och detta både i luft och vatten. −Latent

VUC Informationsdag 2018

Betong med låg värmeutvecklingMarieholm: Spec. UV-betong

● Önskemål om låg värmeutveckling, motsvarande Anläggningscement.

● C20/25 vid 28 dygn & C15/20 efter 5 dygn (i konstruktion).

● Möjliggjordes med användning av GGBS & CEM II/A-LL.

● Ca 9.000 m3 betong en besparing av 1220 ton CO2 (50 %).

Page 42: Till vad kan dessa användas? · Skillnad mellan dessa bindemedel −Hydrauliskt material binder och hårdnar efter tillsats av vatten, och detta både i luft och vatten. −Latent

VUC Informationsdag 2018

Betong med styrd hållfasthetsutvecklingNorra länken NL 12: Sekantpålar● Önskemål om styrd hållfasthetsutveckling i en temporär konstruktion.

● Max 10 MPa vid 3 dygn & max 15 MPa vid 7 dygn. C16/20 efter 28/56 dygn.

● Möjliggjordes med användning av flygaska & CEM II/A-LL.

● Totalt ca 10.000 m3 betong en besparing av 1600 ton CO2 (45 %).

● Styrd hållfasthet möjliggjorde snabbare byggnation och kostnadsbesparingar.

0

10

20

30

40

1 10 100

Tryc

khål

lfast

het (

kub)

[MPa

]

Ålder [dagar]

53% FA46% FA

17% FA

40% FA

33% FA

vbt = 0,64

Page 43: Till vad kan dessa användas? · Skillnad mellan dessa bindemedel −Hydrauliskt material binder och hårdnar efter tillsats av vatten, och detta både i luft och vatten. −Latent

VUC Informationsdag 2018

Betong med god beständighetEastern Scheldt storm surge barrier● Byggd 1980-1986 och öppnad 1986.

● Sista stora dammen i Delta Works – skydda mot översvämningar (1953 – 1800 omkom). Först tänkt att vara sluten damm. Men unikt djurliv + fauna påverkat av tidvatten. Därför en damm som tillåter tidvattenrörelser.

● Stängs vid för högt vattenstånd i havet. Görs någon per år under ett par timmar.

● Önskemål om 200 års livslängd. Betong (vct=0,45) med CEM III/B (66-80 % GGBS).

Page 44: Till vad kan dessa användas? · Skillnad mellan dessa bindemedel −Hydrauliskt material binder och hårdnar efter tillsats av vatten, och detta både i luft och vatten. −Latent

VUC Informationsdag 2018

9400 + NAP

NAP

Meetplaats 1 (lichtbeton)Meetplaats 2 (grindbeton)

Meetplaats 3Bovenbalk (splashzone)

Meetplaats 4Pijler (noordzijde)

0,0

0,5

1,0

1,5

2,0

2,5

3,0

0 10 20 30 40 50 60

Ch

lorid

es

[weig

ht-

% o

f cem

en

t]

Depth [mm]

Bridge element

Beam

Pier (Submerged)

Pier (Tidal)

Undersökningar utförda 2003Efter 17 år i bruk

Page 45: Till vad kan dessa användas? · Skillnad mellan dessa bindemedel −Hydrauliskt material binder och hårdnar efter tillsats av vatten, och detta både i luft och vatten. −Latent

VUC Informationsdag 2018

Betong med reducerad klimatpåverkanRiksbyggen Brf Viva

● Krav på begränsning av klimatpåverkan från (bland annat) betongkonstruktioner.

● Begränsning av klinkerandel och bindemedelhalter.

● Möjliggjordes med användning av GGBS & CEM II/A-LL.

● Ca 1.000 m3 (platsgjuten) betong en besparing av ca 100 ton CO2 (>40 %).

Page 46: Till vad kan dessa användas? · Skillnad mellan dessa bindemedel −Hydrauliskt material binder och hårdnar efter tillsats av vatten, och detta både i luft och vatten. −Latent

VUC Informationsdag 2018

Page 47: Till vad kan dessa användas? · Skillnad mellan dessa bindemedel −Hydrauliskt material binder och hårdnar efter tillsats av vatten, och detta både i luft och vatten. −Latent

VUC Informationsdag 2018

Page 48: Till vad kan dessa användas? · Skillnad mellan dessa bindemedel −Hydrauliskt material binder och hårdnar efter tillsats av vatten, och detta både i luft och vatten. −Latent

VUC Informationsdag 2018

Hur kan klimatpåverkan minskas från betong?● Den mest effektiva åtgärden är att begränsa mängden klinker i bindemedlet.

I praktiken innebär detta att använda tillsatsmaterial i betong (t.ex. flygaska eller GGBS) kombinerat med att ha så höga vct som möjligt (med hänsyn till krav på hållfasthet och beständighet).

Hur kan vi göra detta praktiskt?

● Inte föreskriva (onödigt) höga hållfasthetsklasser (dvs. höja vct).

● Inte föreskriva (onödigt) stränga exponeringsklasser (dvs. (höja vct).

● Undvika för hårda krav på uttorkning (dvs. höja vct).

● Utnyttja bilaga N i SS 137003 (dvs. mer tillsatsmaterial än vad som tillåts i Tabell 8).

Page 49: Till vad kan dessa användas? · Skillnad mellan dessa bindemedel −Hydrauliskt material binder och hårdnar efter tillsats av vatten, och detta både i luft och vatten. −Latent

VUC Informationsdag 2018

Klimatpåverkan från betong – exempel på effekt från tillsatsmaterial

Byggcement

Ballast, krossBallast, naturVatten, kranSuperplasticerare, lösning

Klimatpåverkan

C30/37 med ByggcementTotalt GWP=254 kg/m3 betong98 % av klimatpåverkan från cementet!

Byggcement

Ballast, krossBallast, natur

Vatten, kranSuperplasticerare, lösning

Masugnsslagg

Klimatpåverkan

C30/37 med Byggcement och GGBSTotalt GWP=139 kg/m3 betong90 % av klimatpåverkan från cementet!

Page 50: Till vad kan dessa användas? · Skillnad mellan dessa bindemedel −Hydrauliskt material binder och hårdnar efter tillsats av vatten, och detta både i luft och vatten. −Latent

VUC Informationsdag 2018

Slutsatser● Allmänt

− Minska klimatpåverkan och kostnader (lägre andel Portlandklinker).− Internationellt finns lång och god erfarenhet av betong med tillsatsmaterial (och under senare år

även svenska projekt)

Tillsatsmaterial kan användas för att förändra betongens egenskaper över tiden

● Färskt tillstånd

− Bättre arbetbarhet.− Längre öppethållande.

● Under hårdnande

− Minskad värmeutveckling− Långsammare hållfasthetsutveckling

● Hårdnat tillstånd

− Jämförbar hållfasthet vid 28 dygn jämfört med CEM I betong.− Minskad porositet Tätare hårdnad betong ( förbättrad beständighet vid inträngning av

skadliga ämnen).− Minskad mängd reaktiva ämnen (kalciumhydroxid) förbättrad beständighet vid kemisk attack. − Frost beständigheten ett visst frågetecken.

Page 51: Till vad kan dessa användas? · Skillnad mellan dessa bindemedel −Hydrauliskt material binder och hårdnar efter tillsats av vatten, och detta både i luft och vatten. −Latent

VUC Informationsdag 2018

För mer material och information se vårt ”kunskapscenter”:http://c-lab.se/forskning-och-utveckling2/vart-kunskapscenterhttp://thomasbetong.se/vart-kunskapscenter

Page 52: Till vad kan dessa användas? · Skillnad mellan dessa bindemedel −Hydrauliskt material binder och hårdnar efter tillsats av vatten, och detta både i luft och vatten. −Latent

VUC Informationsdag 2018

Frågor?

Förslag?

E-post: [email protected]