Betong Nr 3 2007_Härdningsteknologi i praktiken

Transcription

Betong Nr 3 2007_Härdningsteknologi i praktiken
VINJETT
TEKNIK
AV JENS OLE FREDERIKSEN
CHEFKONSULENT, DANSK TEKNOLOGISK
INSTITUT, BETONGCENTRET
AV THOMAS SVENSSON
KONSULENT, DANSK TEKNOLOGISK INSTITUT,
BETONGCENTRET
BILD 1. Tunnelschaktet i Holma, Malmö Citytunnel.
Härdningsteknologi i praktiken
MÄTNING AV BETONGS KRYMP- OCH KRYPEGENSKAPER I MOBILT LABORATORIUM
bygget av Citytunneln i
Malmö har det varit nödvändigt för entreprenören för delprojekt E201, Malmö
Citytunnel Group (MCG), att genomföra
en detaljerad planläggning och styrning
av härdningsförloppet för flera av de konstruktionsdelar som ingår i projektet.
Som ett viktigt led i planläggningen av
gjutprocessen utförs simuleringar av temperatur- och spänningsutvecklingen i betongen under härdningen. MCG använder
Dansk Teknologisk Instituts program »4CTemp&Stress« till dessa simuleringar.
I programmet beräknas bland annat
förhållandet mellan dragspänning och
draghållfasthet. Detta förhållande kalllas sprickrisk. Kravet för sprickrisken är
0,7 för konstruktionsdelar som skall vara
I SAMBAND MED
48
BETONG 3/07
vattentäta och 1,0 för övriga konstruktionsdelar.
Förutsättningen för att kunna genomföra en noggrann simulering av temperatur- och spänningsutvecklingen är att en
lång rad av betongens egenskaper under
härdningen är kända som funktion av
betongens mognadsgrad, bl.a. E-modulutveckling, hållfasthetsutveckling, termisk
expansionskoefficient samt krymp- och
krypegenskaper.
MOBILT LABORATORIUM
MÄTNING AV BETONGENS krymp- och
krypegenskaper är en mycket komplicerad procedur, som normalt utförs i kontrollerade laboratorieförhållande, t.ex.
på Dansk Teknologisk Institut som har
utvecklat den använda metoden. I projektet är det föreskrivet att det skall utföras
krymp- och krypmätningar en gång per år
och aktuell betongtyp.
I citytunnelprojektet används betong
med mycket kort bindetid, vilket gör det
omöjligt att transportera betongen till ett
laboratorium. Det är därför nödvändigt
att mäta krymp- och krypegenskaperna
på arbetsplatsen. För att klara detta har
Dansk Teknologisk Institut utvecklat ett
mobilt laboratorium för mätning hos
MCG.
Den största utmaningen under uppbyggnaden av laboratoriet var att säkerställa en konstant temperatur på 20°C i
det rum där mätningarna utförs, oberoende av om yttertemperaturen är plus 30°C
eller minus 20°C, och oberoende av hur
mycket värme som utvecklas av den hydraulik- och klimatutrustning som finns
inne i laboratoriet. En noggrann tempera-
turstyrning är av största vikt eftersom de
deformationer som mäts är i storleksordningen tusendels millimeter, en dålig styrning och kontroll av temperaturen kan då
påverka mätningen av deformationerna.
MÄTUTRUSTNING
i en
isolerad container, uppdelad i två rum. I
det ena rummet är själva mätutrustningen
placerad, och i det andra rummet finns
den hydraulik- och klimatutrustning som
krävs för att styra försöken. Med hjälp av
klimatanläggningen, som består av en kylanläggning och varmluftsaggregat kopplade med en datalogger, kan en mycket
exakt temperaturstyrning uppnås.
Vid bestämning av krymp- och krypegenskaper mäts det krympning på tre
provkroppar, samtidigt som det mäts
krypning på tre andra provkroppar. Under mätning av krypegenskaper påförs
last på två provkroppar efter ca 12 mognadstimmar. Efter ca ett dygn avlastas ett
av dessa prov, och därefter belastas den
tredje provkroppen. Samtidigt mäts återkrypningen på den obelastade provkroppen. Den tredje provkroppen är belastad
under hela försöket som varar i ca 5 veckor. Last påförs och tas bort regelbundet
under försökets gång. Bild 4 visar deformationerna i de tre provkropparna under
de första fem provdygnen.
UTRUSTNINGEN ÄR INSTALLERAD
ANVÄNDNING AV
MÄTRESULTAT
KRYMP- OCH KRYPMÄTNINGAR har nu genomförts på nio betongprover, såväl sommar som vinter. Under våren 2007 genomförs den tionde mätningen för projektet.
BILD: PERRY NORDENG
Byggandet av Citytunneln
i Malmö innebär många
intressanta utmaningar
bland annat för betongtekniken. I många fall används
grova konstruktioner där
temperaturutvecklingen och
dess konsekvenser för spänningar och rörelser under
härdningsförloppet har
avgörande betydelse. Det
krävs här avancerade analysmetoder och i artikeln
redovisas mätningar som
har skett i ett särskilt organiserat mobilt laboratorium
för ett av delprojekten.
BETONG 3/07
49
TEKNIK
BILD 3. Försöksuppställningen i laboratoriet.
BILD 2. Mobilt laboratorium, byggt i en 20 fots container som lätt kan placeras på arbetsplatsen.
OMFORMARSTATION, MJÖLBY.
BYGGHERRE: BANVERKET ÖSTRA BANREGIONEN.
Med hjälp av resultaten från mätningarna, utarbetas modeller för betongens
krymp- och krypegenskaper. Resultaten
användes sedan som input till simuleringsprogrammet.
När nödvändiga data är framtagna,
genomför MCG simuleringar av gjutprocessen, så att det inte uppstår så stora
temperaturskillnader att sprickriskkriteriet överskrids. Under simuleringen kontrolleras behovet av temperaturstyrning
under gjutningen och man kan simulera
effekter av kylrör, betongtemperatur samt
isolering m.m. När en simulering har givit acceptabla resultat och gjutprocessen
är planerad utifrån denna simulering,
skall MCG mäta temperaturutvecklingen
i konstruktionen och dokumentera att de
reella temperaturskillnaderna under gjutningen stämmer överens med den genomförda simuleringen.
När konstruktionens temperatur har
fallit till omgivningens nivå, genomförs en
inspektion och en registrering av eventuella sprickor och gjutfel.
De platsgjutna konstruktionerna i cutand-cover-tunneln samt i den underjordiska stationen vid Triangeln är mycket kraftiga, detta betyder att betongen blir mycket
varm under härdningen med följande risk
för temperatursprickor om temperaturut-
Totalentreprenad med KC Betong
KC Betong svarar för såväl projektering och produktion
som leverans och montering av kompletta stommar.
Nästan 100 års branscherfarenhet ger oss möjlighet att
hitta de absolut bästa lösningarna, både vad gäller ekonomi och utförande.
Vi arbetar med byggnader som exempelvis bostäder,
skolor, förvaltningsbyggnader, industrier, ställverk.
Vi tillverkar också egna produkter för miljövård och
markprodukter till tele- och IT-branschen.
Betong På Väg AB först i Europa
med certifiering enligt SS.EN 206-1
för platsblandad fabriksbetong.
BILD 4. Mätresultat från krypmätning på tre provkroppar under de första fem provdygnen.
vecklingen inte kan styras. Som en viktig
del i planeringen och den efterföljande
styrningen av härdningen använder MCG
därför i stor utsträckning vattenkylning
av betongen med hjälp av ingjutna stålrör.
Kylning har bland annat använts i den 1,5
meter tjocka bottenplattan i Triangeln och
i cut-and-cover-tunnelns 0,75 – 0,90 meter
tjocka väggar och tak.
Med hjälp av de genomförda simuleringarna av härdningsprocessen har
kylsystemet i de kraftiga konstruktionsdelarna blivit dimensionerat så att maxtemperatur, temperaturskillnad, dragspänningar och sprickrisk hålls under
de kritiska nivåerna. Simuleringarna har
också visat vilka konstruktionsdelar som
kan gjutas utan användning av kylrör.
Som ett resultat av de genomförda simuleringarna och härdningsåtgärder har
MCG inte haft några problem med temperatursprickor i betongkonstruktionerna.
.
KC BETONG, BOX 139, 641 22 KATRINEHOLM.
TEL 0150-34 99 00 E-POST: [email protected]
WEBB: WWW.KC-BETONG.SE
En komplett mobilfabrik av betong innebär
mindre transportbehov, kortare produktionscykel, färsk betong och att det alltid finns
möjlighet för snabba justeringar för optimalt
resultat. Betong På Väg är först i Europa att bli
certifierade enligt SS.EN-206-1.
Betong På Väg – Den bästa grunden för tillväxt!
50
BETONG 3/07
www.betongpavag.se