Effekten av täckskikt på sprickinitierad korrosion Dagens betongkonstruktioner har höga krav på livslängd och kvalitet. En starkt bidragande faktor till ökad livslängd för betongkonstruktioner är täckskiktets tjocklek. Det är sedan lång tid känt att stora täckskikt skyddar armeringen från karbonatisering, kloridinträngning och diffusion av syre. Användandet av större täckskikt resulterar dock i svårigheter att klara dagens krav på maximalt tillåtna sprickvidder. Det förklaras med att storleken på sprickvidden enligt våra normer starkt är relaterad till tjockleken på täckskiktet och att stora sprickvidder anses öka risken för armeringskorrosion. Slutresultat vid en projektering blir därför ofta att en stor mängd extra armering måste användas för att klara kraven på tillåten sprickvidd eller att det täckskikt som vore lämpligt för en lång livslängd på konstruktionen inte kan användas. Genom korrosionsförsök kan man undersöka om stora sprickvidder som orsakas av stora täckskikt verkligen är så skadliga som normerna antyder. De normer och krav som våra konstruktörer och projektörer använder grundar sig på att storleken hos en uppkommen spricka vid betongens yta ska begränsas för att bla minska risken för korrosion. Den forskning som gjorts inom området visar dock att skillnaden är tämligen stor mellan sprickvidden på betongens yta och alldeles intill järnen, Yannopoulus [1] och
Figur 2: Belastning av balk i MTSmaskin. Bygg & teknik 7/08
Figur 1: Tvärsektion av testade balkar med täckskikt, c, på 20 mm, 40 mm och 60 mm. Beeby [2] Watstein & Mathey [3], Broms [4], Illston & Stevens [5]. Samtliga undersökningar visar att sprickvidden vid järnen är mindre än halva sprickvidden på betongens yta. Forskning visar också entydigt att sprickvidden intill järnen är opåverkad eller mycket lite påverkad av sprickvidden vid betongs yta, Husain & Ferguson [6], Tammo & Thelandersson [7, 8], Tammo, Lundgren & Thelandersson [9]. Mycket tyder därför på att sprickvidden vid betongens yta inte har den koppling till korrosionsrisken som antas i nuläget. För att få en uppfattning om hur sprick vidden och betongtäckskiktet verkligen påverkar armeringskorrosionen har försök gjorts på avdelningen för konstruktionsteknik , Lunds tekniska högskola i samarbete med Anders Lindvall, verksam vid avdelningen för byggnadsteknologi, Chalmers. Examensarbetare Daniel Johansson och Tobias Johansson har utfört en stor del av det praktiska arbetet.
Försöksbeskrivning
I försöken ingick 26 balkar där täckskikt, armeringstjocklek och stålspänning i armeringen varierades. Balkarna hade en längd på 1 000 mm, bredden 150 mm och en effektiv höjd på 76 mm. Täckskikten i försöken var 20, 40 och 60 mm. I hälften
av balkarna placerades två järn med armeringsdiametern 8 mm och i den andra hälften ett järn med armeringsdiametern 12 mm. Placeringen på armeringsjärnen och balkarnas tvärsnitt kan ses i figur 1. Betongkvaliten var C20/ 25 med vattencementtal 0,77 och armeringskvaliteten var B500B med en karakteristisk sträckgräns på 500
MPa. Balkarna momentbelastades för sprickmätning efter 28 dygns härdning. Vid momentbelastningen användes en MTSmaskin där balkarna belastades enligt figur 2 och 3 för att erhålla önskad stålspänning och moment. De stålspänningar som undersöktes i försöken var 380 MPa, 250 MPa och 0 MPa. För att uppnå stålspänningen 380 MPa krävdes ett böjmoment på 2,61 kNm för balken med två armeringsjärn med diameter 8 mm och 2,92 kNm för balken med ett armeringsjärn med diameter 12 mm. För stålspänningen 250 MPa krävdes ett böjmoment på 1,72 kNm för balken med två armeringsjärn diameter 8 mm respektive 1,92 kNm för balken med ett armeringsjärn med diameter 12 mm. Mätningen av sprickvidderna utfördes med hjälp av ett sprickmikroskop vid betongens yta. Fyra balkar belastades aldrig och förblev ospruckna. Dagen efter sprickmätningen flyttades balkarna till ett kontrollerat klimat, med temperaturen 20 grader Celsius och en relativ fuktighet på 60 procent. Balkarna placerades parvis i riggar, där varje rigg Artikelförfattare är Kristian Tammo, Lunds tekniska högskola, Lund.
Figur 3: Schematiskt skiss över arrangemang i MTS-maskin. 35