(a) (b) Figur 5 (a): Samband mellan aktivitetsindex (28 dygn) vid olika Vattenbindemedelstal (vbt) (det vill säga med k lika med 1) och doseringar med CEM II/A-LL (Byggcement Skövde). (b): Beräknad effektiv k-faktor (tryckhållfasthet) för Slagg Bremen i kombination med CEM II/A-LL (Byggcement Skövde) vid olika vctekv och dosering. tryckhållfasthet). Som framgår av resultaten är aktivitetsindexet beroende av både vattencementtal och slaggdosering och den beräknade k-faktorn blir högre vid låga vattencementtal och är lägre vid höga slaggdoseringar. För Slagg Bremen i kombination med CEM II/A-LL (Byggcement Skövde) är den effektiva k-faktorn (med avseende på tryckhållfasthet vid 28 dygn) betydligt högre än den kfaktor som anges i SS 137003 (där är k lika med 0,6 eller max 0,8 om så kan påvisas genom provning med aktuellt cement). Vad gäller hårdnad betongen och beständighet så har slagg en stor potential då den skapar en mycket tät struktur då mängden kalciumhydroxidkristaller minskar och i stället ersätts av kalciumsilikathydrat (C-S-H) som bildas när slaggen hydratiserar. Då kalciumhydroxiden är porös, och ofta finns i riklig omfattning i gränszonen mellan ballastkornen och cementpastan, minskas kapillärporositeten och permeabiliteten avsevärt. Slaggbetongens ökade täthet i kombination med en ökad förmåga att binda klorider gör att denna typ av betong ofta används för konstruktioner i marin miljö; se bland annat Bertolini et al (2004), Thomas et al (2008) och Locher (2006). När betong med höga halter slagg karbonatiserar leder detta till att porstrukturen vid ytan blir grövre vilket ökar vattenabsorptionen, och för en betong som är utsatt för frysning och tining resulterar detta i en minskad frostresistens då en successiv ytavskalning kan ske. Det har visat sig att vid doseringar av cirka 25 till 30 procent slagg av cementvikten är inte frostresistensen försämrad, men vid högre doseringar kan frostavskalningen öka, se till exempel Locher (2006) och Utgenannt (2004). För betongkonstruktioner utsatta för sulfater eller syror så har slaggen visat sig vara fördelaktig och bland annat i Storbritannien så föreskrivs höga slagginblandningar i ”aggressiv” mark, se BRE Speci46
al Digest 1 (2005). Slagg (och även flygaska) minskar risken för skadlig expansionen från alkali ballastreaktioner, men i Sverige saknas riktlinjer för hur mineraliska tillsatsmaterial ska beaktas. I Storbritannien finns riktlinjerna vid beräkning av alkaliteten (se BRE Digest 330, 2004). Om mängden slagg är större eller lika med 100 procent så behöver bidraget från slagg ej medräknas, vid mindre än 25 procent så medräknas hela bidraget, och däremellan medräknas 50 procent av alkalibidraget från slagg. I Tyskland finns liknande riktlinjer, se Locher (2006), och med dessa kan den effektiva (eller potentiella) alkaliteten beräknas. Så trots att alkaliteten (Na2Oekv) för slagg är likvärdigt med byggcement (cirka 0,9 till 1,0 procent) blir den effektiva alkaliteten blir lägre för betong med slagg, se figur 6. Med exempelvis 100 procent slagg och byggcement sjunker den effektiva alkaliteten från cirka 1,0 till 0,5 procent, se figur 6. För anläggningscement är motsvarande effekt mindre (från cirka 0,6 till 0,4 procent). Genom att reducera alkaliteten minskar risken för skadlig expansionen från alkali ballastreaktioner. Potentiellt reaktiv ballast kan vara flinta och opalhaltig ballast (exempelvis Skåne), kryptokristallin och deformerad kvarts (exem-
Figur 6: Beräkning av effektiv ekvivalent alkalitet vid olika doseringar slagg.
pelvis Stockholm), samt porfyrhaltig ballast (exempelvis Dalarna). En ytterligare aspekt att beakta vad gäller slaggen är de estetiska/visuella egenskaperna. Då slaggen är ett mycket ljust material (i princip ett vitt pulver) får betongytorna en ljusare och varmare ton och särskilt vid en hög slagginblandning (mer än cirka 100 procent av cementvikten). I och med att slaggen reagerar med kalciumhydroxiden minskar även kalkutfällningen på ytan. Internationellt är det därför vanligt att arkitekter föreskriver slaggbetong för dess estetiska egenskaper, se Bennet (2007).
Stenkolsflygaska
Tekniken med att tillverka betong med flygaska (eller material som liknar flygaska) har använts i mer än 2000 år. Exempelvis i det antika Rom uppfördes flera byggnader med cement som bestod av kalksten och vulkanisk aska, som påminner om de flygaskor som används i modern betong. Den första moderna användningen av flygaska i betong var under 1930-talet när McMillan & Powers (1934) började undersöka om flygaska kunde användas som et bindemedel, det stora genombrottet kom när US Bureau of Reclamation valde att använda flygaska i Hungry Horse Dam i USA 1948. Dock var det först under 1970-talet som användningen av flygaska i betong ökade nämnvärt, mycket på grund av stigande energipriser som i sin tur resulterade i ökade cementpriser, Malhotra & Ramezanianpour (1994). Internationellt har flygaska använts i betong med goda resultat under en längre tid, exempelvis i Danmark, Norge, Tyskland, Storbritannien, Nederländerna, Polen, Kanada, USA och Australien, se till exempel Malhotra & Ramezanianpour (1994), Nilsson et al (1996), Rønning (2001) och Thomas & Matthews (2004). I Sverige har dock inte flygaska använts som bindemedel i betong i någon större utsträckning förrän under de senaste åren. En orsak till att användningen av betong med flygaska inte har varit så stor i Sverige är att erfarenheterna av betonger med flygaska inte har varit så goda, se till exempel Betonghandboken – Material (1994). Dock har mycket hänt sedan de undersökningar som finns redovisade i Betonghandboken – Material (1994) gjordes, bland annat används andra flygaskor med högre och jämnare kvalitet i dagsläget än de askor som användes under 1980- och 1990-talen. De flygaskor som används vid blandning av betong måste uppfylla de krav som finns i SS-EN 450, vilket betyder att askorna håller både en jämn och hög kvalitet. En viktig egenskap har varit halten restkol i flygaskan (det vill säga kol som inte förbränts). Halten av restkol bestäms genom att mäta flygaskans glödförlust (viktminskningen när upphettad till 950 °C) och höga halter restkol kan leda till Bygg & teknik 7/11