Hybridarmerade betongkonstruktioner i kloridhaltig miljö: beständighet, säkerhet och livscykelkostnader

Forskningsprojekt, 2018 – 2020

Armerad betong i broar och tunnlar utsätts för klorider från tösalter, som orsakar korrosion av armeringen. Detta är ett mycket utbrett problem, som allvarligt påverkar beständigheten, särskilt i utsatta delar som t ex kantbalkar. Nuvarande normer har därför strikta krav i form av små tillåtna sprickvidder. Detta leder ofta till tätt armerade konstruktioner som orsakar svårigheter i produktionen, men trots detta är det svårt att uppfylla sprickbreddskraven och ofta krävs en kostsam injektering. Ett intressant alternativ är att vid både reparation och nybyggnation använda hybridarmerade lösningar, i vilka fibrer och traditionell armering kombineras för att uppnå sprickkontroll. Utöver förbättrad beständighet, erbjuder sådana lösningar förbättrad arbetsmiljö och ökad produktivitet genom en mer industrialiserad byggprocess.

Idag är Trafikverket restriktivt gentemot hybridarmerade konstruktioner i kloridhaltiga miljöer, på grund av farhågor om att stålfibrer skulle påverka korrosion av armeringsstänger på ett negativt sätt, genom minskad resistivitet och risk för galvanisk korrosion. I ett doktorandprojekt som genomförts i samarbete mellan Chalmers tekniska högskola och Thomas Concrete Group har dessa risker undersökts experimentellt. Resultaten visar att farhågorna är kraftigt överdrivna, istället kan hybridarmering förlänga livslängden, dels genom att armeringskorrosion fördröjs och minskas, och dels genom att effekten på bärförmågan av korrosionsskador begränsas. Dessa resultat och slutsatser stämmer väl med internationell forskning. Syftet med detta föreslagna projekt är att ytterligare undanröja tvivel och underbygga slutsatserna, och ta de positiva resultaten vidare till praktisk användning.

Vi kommer att utvärdera provkroppar som redan varit utsatta för kloridhaltig långtidsexponering. Preliminära undersökningar indikerar att risken för galvanisk korrosion är försumbar - i detta projekt kommer vi genom detaljerade undersökningar kunna klargöra detta med större säkerhet. Vi har mer än tjugo hybridarmerade balkar med fibrer av varierande mängd och sort, som utsatts för belastning till olika nivåer, och långtidsexponerats. Noggrann undersökning av korrosionsmönster och dragkapacitet av armeringsstängerna kommer att ge oss information som bas för normer. Genom att huvudsökanden redan är medlem i en arbetsgrupp för europeiska normer säkerställer vi att resultaten kommer till praktiskt nytta. Slutligen kommer vi att analysera livscykelkostnader för några väl valda fallstudier, för att visa på potentiella fördelar. Konsekvenserna av ett framgångsrikt projekt är flerfaldiga: en förbättrad arbetsmiljö, eftersom komplicerade armeringsutformningar kan undvikas, minskad användning av resurser och arbetskraft och en lägre livscykelkostnad för konstruktioner.