Val av exponeringsklasser – miljöer och exponeringsförhållanden där särskild utredning erfordras I SS-EN 206, SS 137003 och SSEN 1992-1-1 definieras 18 exponeringsklasser för att karakterisera den typ av angreppsmekanism och miljö som en armerad betongkonstruktion utsätts för. Vald exponeringsklass ligger sedan till grund för val av betongkvalitet och minsta täckande betongskikt. Exponeringsklasserna är grupperade efter de viktigaste angreppsmekanismerna: ● XC, Korrosion föranledd av karbonatisering ● XS, Korrosion orsakad av klorider från havsvatten ● XD, Korrosion orsakad av andra klorider än havsvatten ● XF, Angrepp av frysning och upptining ● XA, Kemiskt angrepp. Dessa exponeringsklasser täcker dock inte in alla miljöer där betongkonstruktioner kan exponeras. I denna artikel ges exempel på några miljöer där exponeringsklasserna inte går att tillämpa. Speciellt fokus kommer att vara på miljöer med kemiska angrepp som inte går att beskriva med XA-klasserna. De olika exponeringsklasserna täcker in många av de vanligaste exponeringsmiljöerna och konstruktionstyper/-detaljer, se till exempel Svenska Betongföreningens Betongrapport nr 11. Men exponeringsklasserna är inte heltäckande och det kan finnas situationer där exponeringsklasserna inte är tillämpliga eller att det finns andra angreppsmekanismer. Exempelvis så berörs inte mekanisk nötning eller erosion, något som man bland annat har tagit hänsyn till i Tyskland (se DIN 1045-2, som är Tyskland motsvarighet till SS 137003, där XM-klasser används för att beskriva mekanisk påverkan). Även vissa exponeringsförhållanden vad gäller Artikelförfattare är Anders Lindvall, Ingemar Löfgren och Oskar Esping vid Thomas Concrete Group, Göteborg. Bygg & teknik 7/15
klorider (som beskrivs av XS/XD-klasserna) beaktas inte fullt ut. Ett exempel på detta är saltkristallisation som kan uppstå i konstruktioner utsatta för enkelsidigt vattentryck, till exempel nedsänkta tunnlar eller simbassänger, där fuktvandring kan medföra att salter transporteras mot betongens torra yta och fälls ut. Denna typ av angrepp går inte att beskriva med XS/XD-klasserna, eftersom det i dessa klasser antas att armeringen som är närmast den exponerade ytan angrips. Detta är något man har tagit hänsyn till i Storbritannien där det i BS 8500 (Storbritanniens motsvarighet till SS 137003) anges till exempel att för sänktunnlar i marinmiljö ska en särskild utredning göras med avseende på risk för initiering av korrosion. Den typ av angrepp som kanske är svårast att beskriva är olika former av kemiska angrepp (som XA). Även om det i EN 206 står tydligt att detta endast gäller för betong i ”naturlig jord och grundvatten med temperatur mellan 5 och 25 °C och vid så låg strömningshastighet hos vatten att förhållandena kan betraktas som stillastående”, så används XA-klasserna många gånger felaktigt även för andra miljöer där kemiskt angrepp kan förekomma, till exempel industrier kemiska anläggningar, pappersbruk, virkestorkar, reningsverk, rötningsanläggningar eller jordbruk. En felaktig användning av exponeringsklasser kan i sin tur medföra att val av betongkvalitet inte blir optimalt eller till och med felaktigt, vilket i sin tur medför att konstruktionens livslängd inte blir som avsett. I Norge har man till exempel tagit hänsyn till denna brist i NS 206 (se annex NA i NS 206, som är Norges motsvarighet till SS 137003) där det i annex NA4.1 definieras två särskilda exponeringsklasser för konstruktioner i kontakt med djurgödsel ”XA4” och för konstruktioner som utsätts för andra typer av starka kemiska angrepp som inte täcks in av de vanliga XA-klasserna ”XSA”. XSA-klassen karakteriseras som en ”särskilt aggressiv miljö som kräver speciella skyddsåtgärder”, till exempel betongkonstruktioner i kontakt med vätskor med låga pH (till exempel ensilage). I NS 206 nämns också att i XSA kan det krävas specialkomponerad betong, skyddsmembran eller liknande. Från resonemanget ovan framgår att det finns ett antal exponeringsmiljöer
som inte kan hänföras till de 18 exponeringsklasser som definieras i SS-EN 206. De exponeringsmiljöer som är svårast att beskriva är sådana där kemiska angrepp förekommer, till exempel vätskor med låga pH eller höga koncentrationer av skadliga ämnen kombinerat med mekanisk påverkan och/eller strömmande vätskor. I denna artikel kommer därför kemiskt angrepp som inte direkt kan hänföras till XA att beskrivas och diskuteras.
Angreppsmekanismer i miljöer med kemiska angrepp I följande kapitel ges exempel på vilka typer av angreppsmekanismer som kan förekomma i miljöer med risk för kemiska angrepp, huvudsakligen baserad på Rombén, L (1994), och Dyer (2014). Det ges också exempel på miljöer där de olika nedbrytningsmekanismerna kan förekomma. Sura angrepp. En av de vanligaste angreppsmekanismerna i miljöer med kemiska angrepp är sura angrepp, där en sur vätska huvudsakligen angriper cementpastan mellan ballastkornen (vid användning av ballast som inte påverkas vid sura angrepp, till exempel granit eller gnejs). Angreppet resulterar i att cementpastan till stor del löses upp, främst kalciumhydroxiden (Ca(OH)2) som finns i cementpastan. Kvar kan finnas ett mjukt skikt bestående av bland annat kiselsyra och kalciumföreningar, som ger ett visst skydd mot underliggande betong. Hur stabilt detta skikt är beror på de föreningar som bildas. Rombén (1994) och Dyer (2014) Sura angrepp sker normalt som ytangrepp, där inträngningshastigheten bestäms av hur snabbt de sura beståndsdelarna transporteras genom det skyddande skiktet. Med tiden blir det skyddande skiktet tjockare, vilket i sin tur medför att inträngningshastigheten minskar. Det skyddande skiktet kan dock brytas ned med tiden, till exempel genom erosion, urlakning eller påverkan från den sura miljön, vilket i sin tur medför att inträngningshastigheten ökar. Typen av ballast påverkar också hur snabbt sura angrepp, där inträngningshastigheten är högre i betongen med ballast som inte påverkas av angreppen. Temperaturen inverkan också på hur snabbt sura angrepp sker, där angreppen sker snabbare ju högre temperaturen är. 45