fakta om mur og betong

Kjemisk bestandighet

En riktig proporsjonert betong framstilt av bestandige tilslagsmaterialer, og gitt en god etterbehandling (herding), vil fungere tilfredsstillende under de fleste påkjenninger av kjemisk og mekanisk natur. Det vil imidlertid finnes miljøer hvor selv den mest motstandsdyktige betong vil brytes ned etter relativt kort tid.

Sure miljøer (syreangrep, lav pH) er et slikt område. Anvendelse av betong i slike miljøer vil kreve beskyttelse. I andre områder som sulfatholdige, nitratholdige miljøer vil valg av bindemiddel (sement) ha meget stor betydning. NS-EN 206-1 gir anvisninger om tiltak for å beskytte betongen mot kjemiske angrep.

Mekanismer

Ved kjemiske angrep kan man skille mellom to hovedtyper av nedbryting:

· Oppløsning av betongens bindestoffer (betonglimet)

· Volumøkning i pastaen med påfølgende sprengning av betongen.

Betongens sårbarhet med hensyn til kjemisk nedbryting kan tilbakeføres til dens

· Permeabilitet

· Alkalinitet

· Reaktivitet

Viktige faktorer som påvirker dette er v/c-tall, herdebetingelser, sementtype og andre bindemidler som silika, flyveaske og slagg. Nedbrytningshastigheten vil påvirkes av flere faktorer knyttet til kjemikalienes aggressivitet og til miljøet:

· Type kjemisk stoff

· Konsentrasjon (pH, utskiftingshastighet).

· Kjemikalienes tilstand (fuktig, tørr).

Tørre, ikke hygroskopiske kjemikalier vil for eksempel ikke angripe tørr betong.

· Temperatur (kjemisk aktivitet, permeabilitet).

Den kjemiske aktiviteten tilnærmet dobles for hver 10oC.

· Uttørkingsforhold.

Utluting

Hydratasjonsproduktet kalsiumhydroksyd, Ca(OH)2, som dannes når sement reagerer med vann vil brytes ned av bløtt vann dersom forholdene ligger til rette for det. Nedbrytingen blir forsterket dersom det bløte vannet også inneholder kullsyre.

Oppløsningen og fjerning av kalsiumhydroksyd fra betongen betegnes som utluting. Årsaken til utluting kan tilbakeføres til meget dårlige betongkvaliteter (høyt v/c-tall).

I tilknytning til tunneler, forstøtningsmurer o.l., hvor grunnvannet har tilgang til den ene siden av konstruksjonen kan utluting skje ved at vann som trenger gjennom betongen langs riss, i skjøter, eller i soner av porøs betong utløser kalk og transporterer denne til betongens overflate.

Ved reaksjon med kullsyre dannes et hvitfarget belegg (kalsiumkarbonat) som gir et skjemmende inntrykk. Den konstruktive betydningen er imidlertid liten dersom betongen for øvrig er av vanlig god kvalitet.

Anbefalinger

Utluting av betong vil først kunne bli et konstruktivt problem i de tilfeller vann har mulighet for å ”strømme” gjennom betongen. Ved et vann/sement forhold <0,55, vil kalkutløsningen bare skje fra overflater i direkte kontakt med det aggressive vannet. Nedbrytingen vil i disse tilfellene gå svært langsomt, og er ufarlig.

Pozzolaner tilsatt i sementen (Norcem Standardsement FA) eller i betongen (silikattilsetninger o.l.) vil minske faren for utluting.

Problemene knyttet til utluting er først og fremst av stetisk karakter (misfarging) særlig i forbindelse med sprekker og skjøter. Problemet fjernes ved bruk av gode og tette fugeløsninger. Dessuten må støpesår og sprekkdannelser unngås.

For enkelte typer konstruksjoner vil eventuelle utlutingsproblemer fjernes ved god drenering.

Skjemmende kalkutslag fjernes ved en vasking med uttynnet syre. Overflaten må deretter spyles grundig med rent vann.

Syreangrep

Betong framstilt av Portlandsement har generelt en dårlig motstandsevne mot syrer (lav pH). En god betongkvalitet vil imidlertid motstå svake syrer. Forskjellige syrers aggressivitet overfor betong varierer imidlertid kraftig.

Nedbrytingen skjer ved at betongens bindestoffer (sementlimet) omdannes til nye, ikke bindene kjemiske forbindelser. Angrepet starter fra overflaten ved at mørtelen oppløses og vaskes bort slik at tilslaget frilegges.

Syreangrepet betong vil derfor minne om en sandblåst betongoverflate. Løseligheten av de nye forbindelsene som dannes når syren reagerer er viktig med hensyn til den videre nedbrytningshastigheten. Dersom det dannede saltet har stor løselighet vil nedbrytningshastigheten økes vesentlig i miljøer med strømmende vann hvor reaksjonsproduktene raskt vil fjernes og dermed eksponere nye overflater for angrep.

For betongfundamenter, rørledninger mm. i aggressiv grunn hvor vanntransporten er meget liten, vil den aggressive væsken kunne nøytraliseres etter kort tid. For betong som utsettes for middels til sterke syreangrep må betongen ha et så lavt v/c-tall at kapillærporene blokkeres (v/c<0,45).

God herding før betongen eksponeres for syreangrep gir også meget positive resultater.

Alle portlandsementer vil over tid brytes ned dersom miljøet er surt nok.

Ved syreangrep vil typen sement ikke komme inn på samme måte som for eksempel ved sprengningskorrosjon som omtales senere. Pozzolaner som silika, flyveaske og ”slagg” kan ha en viss positiv effekt.

Dette skyldes antagelig den potensielle tetthetsøkning disse materialene gir ved gode herdeforhold.

Overflatebeskyttelse

Dersom angrepsgraden karakteriseres som meget sterk må det alltid anvendes en overflatebeskyttelse for å hindre kontakt mellom betongen og den aggressive væsken. Uansett hvilken løsning som velges kreves det meget stor utførselsnøyaktighet.

Sprekker eller skader i belegget kan føre til at betongen brytes ned upåaktet bak belegget og forårsaker store skader.

Krav til belegg:

· Kunne anvendes under de rådende forhold på en sikker måte.

· Gi god heft til underlaget på kort og lang sikt.

· Motstå nedbrytingen I det aktuelle miljøet (kjemisk, mekanisk, temperatu).

· Påføres pore- og sprekkfritt.

· Kunne repareres på en fornuftig måte.

· Ta opp mindre deformasjoner (volumendringer) og bygge over mindre riss.

Overflatebeleggene stiller store krav til betongoverflaten ved påføring. Overflaten bør derfor sandblåses, høytrykkspyles eller syrevaskes. Valg av beskyttelsessystem må baseres på en kombinasjon av tidligere erfaringer og feltprøving under de aktuelle forhold.

Sulfat/nitrat-sprenging

Betong som utsettes for høye belastninger fra sulfater eller nitrater vil kunne sprenges i stykker. Sulfatangrep kan forårsakes av naturlige aggressive grunnforhold (alunskifer Oslo-området), eller fra kjemisk industri som ved gjødningsframstilling (sulfater, nitrater).

Nedbryting fra sulfater eller nitrater er vesentlig forskjellig fra syreangrep hvor hele limfasen tæres opp. Det er sementens innhold av aluminater (C3A) som er den ustabile komponenten ved sulfat/nitrat angrep.

Sulfater og nitrater vil reagere med aluminatene i sementen. Ved denne reaksjonen dannes det reaksjonsprodukter som binder vann og får en stor volumøkning.

I begynnelsen vil reaksjonsproduktene kun fylle opp poresystemet, og dermed gi en viss fasthetstilvekst. Etter hvert vil imidlertid reaksjonsproduktene gi et kraftig trykk som vil føre til en indre oppsprekking, og en fullstendig disintegrering av betongen over tid.

Hovedparametrene ved sprengningskorrosjoner:

· Løselige sulfater/nitrater

· Sementtype (mengde C3A). Betongens tetthet (v/c-tall, silikastøv)

· Nødvendig fukttilgang

Biologisk nedbrytning

Betong kan angripes ved at bakterier skaper grunnlag for dannelse av svovelsyreangrep eller sulfatangrep. Slike angrep er mest kjent fra avløpsrør. Fra sulfater eller protein i kloakkvannet vil det kunne dannes hydrogensulfider.

Gjennom oksydasjon vil det videre kunne dannes svovelsyre, som er sterkt aggressivt overfor betong. Betong vil kunne motstå et slikt angrep kun for en begrenset tidsperiode.

Dersom det foreligger fare for denne type angrep må man redusere mulighetene for at svovelsyre vil dannes i kloakksystemet. Dette kan gjøres ved å sikre en god lufting og en god gjennomstrømmingshastighet.

Figur 11

Fig.11: Biologisk angrep i avløpsrør.

kjemisk tabell 5

kjemisk tabell 6

kjemisk tabell 7

kjemisk tabell 8

Skriv ut siden