En fuktig röra som behöver redas ut

5 maj 2022   Forskare söker oftare efter skillnader än likheter och kan påvisade skillnader dessutom kopplas till problem blir det extra intressant. Fuktfrågan i betong är inget undantag men ibland behöver vi faktiskt fokusera mer på likheter än på skillnader för att komma framåt skriver Anders Selander och Mikael Westerholm, båda verksamma på Cementas avdelning för forskning och utveckling. Läs hela artikeln här som pdf.

Under de senaste åren har förändrade materialegenskaper diskuterats flitigt samtidigt som jämförande studier oftast lyst med sin frånvaro. Från Cementas sida är det och har alltid varit viktigt att följa upp och se om något förändrasvid introduktionen av nya produkter, till exempel Bascement. En liten spoiler kommer redan här. Skillnaderna är inte särskilt stora mellan cementen som undersökts och i den mån skillnader finns avtar dom dessutom med tiden efter gjutning. Om du som läsare är på jakt efter revolutionerade resultat så ödsla inte mer tid på denna artikel. Vill du däremot få ökad förståelse för vad som inte påverkar relativ fuktighet (RF) i betong så fortsätt gärna läsa.

Sedan 2018 har Cementa gjort omfattande uppföljningar vid Lunds tekniska högskola, LTH. Målet har varit att förstå vad som har orsakat de förändringar som noterats på byggarbetsplatserna gällande uppmätt RF och längre torktider. Störst fokus har hela tiden legat på materialet även om det i takt med att frågetecken rätats ut delvis förskjutits mot mättekniken. I denna artikel ligger dock fokus på just bindemedlet samt inverkan av temperatur och fuktbelastning i tidig ålder.

  På den svenska marknaden erbjuder Cementa huvudsakligen tre cement för husbyggnation. Dessa är Bascement från Slite, Byggcement från Skövde samt Velox som tillverkas vid båda fabrikerna. Byggcement och Bascement har båda beteckningen CEM II/A-LL idag medan Velox har beteckningen CEM I. I dessa försök är det däremot gamla Bascement CEM II/A-V med flygaska som använts. Velox är ett traditionellt ordinärt portlandcement som är snarlikt gamla Std P så som det såg ut på 90-talet och i dessa försök är det Velox-cement från Slite som använts. Byggcement från Skövde har sett ungefär likadant ut sedan det introducerades vid sekelskiftet och gamla Bascement introducerades under första halvan av 10-talet. Sammantaget utgör dessa tre cement en form av tidsdokument och ger en bra bild av hur bindemedlet utvecklats under den period vi ägnat oss åt att mäta RF i betong. Betongen som undersökts har gjutits och konditionerats vid Cementa Research i Slite.Metod
Fuktmätningarna har genomförts av LTH med loggade Vaisalagivare. Vid varje mättillfälle har nya borrhål tagits och varje mätvärde som presenteras är ett medelvärde från tre 5L-hinkar. I figur 1 visas exempel på en provkropp med öppet lock samt ett exempel på insvängningsförloppet för givare monterade i prov vid fyra olika härdningsåldrar (efter 43, 142, 226 och 359 dygn). I exemplet monterades RF-givarna ca. tre dygn efter borrning. Mätresultaten från samtliga tre prov med härdningsålder 43 dygn visade stabilt sjunkande RF under hela mätperioden, det vill säga 9 dygn räknat från tidpunkten då givarna monterades. Detta är troligtvis en korrekt RF-sänkning då mätningen skedde vid ung ålder. För de högre härdningsåldrarna fås stabila värden under intervallet 6–10 dygn efter borrning.

Bindemedlets betydelse
Hur beter sig då dessa tre ovan nämnda cement i en jämförande studie? I figur 2 visas en uppföljning under ett år där betong med två olika vattencementtal (vct) jämförs i ett försök med förseglade hinkar som stått i 20 grader. Det som fångas upp är med andra ord endast den RF-sänkning som fås genom cementets kemi. I figuren framgår det tydligt att det framförallt är vct som avgör i vilken takt RF-sänkningen sker. Skövde Byggcement är något snabbare än de båda Slitecementen i tidig ålder och skillnaden kvarstår över tid för vct=0,50 medan den försvinner för vct=0,36i detta försök. Ett litet frågetecken bör dock sättas för Skövde Byggcement (sista mätpunkten, vct=0,50)då den avviker 1–2 % nedåt jämfört med i övrigt noterat mönster i denna studie. Givet den mätosäkerhet som finns framförallt i fält men även i labb. och den variation som fås mellan olika gjutningar får nog cementen anses likvärdiga när det kommer till den kemiska delen av RF-sänkningen.  

Temperaturens betydelse
Temperaturhistoriken är en intressant fråga när det kommer till RF i betong. Alla som har använt något av de på marknaden tillgängliga prognosverktygen vet att det finns en inbyggd temperatureffekt som slår lite olika beroende på vilket program som används. Gemensamt är dock att låg temperatur under gjutningen generellt ger lägre RF i prognosen. Det är också väl känt att temperaturen under framförallt tidig ålder påverkar både strukturutveckling och hållfasthet så hur ligger det då till när denna parameter undersöks med dagens mätteknik av RF?

För att undersöka temperaturberoendet skapades tre olika scenarier. I samtliga fall användes förseglade 5L-hinkar med lock:
1) Vintergjutningen som innebar 28 dygn i ett 5-gradigt vattenbad, därefter 20 grader i klimatrum.
2) Labbgjutning som innebar konstant 20 grader i klimatrum, dvs. samma som i figur 2.
3) Sommargjutning med snabb värmeutveckling och hög maxtemperatur som innebar ett 40 gradigt vattenbad från timme 6 till timme 72, därefter 20 grader i klimatrum.

I figur 3 visas ett exempel på hur detta kunde se ut och vilka temperaturer som registrerades i hinkarna. Temperaturtoppen på mellan 50 och 60 grader i vårt sommargjutningsexempel får nog anses fullt möjlig vid gjutning av en lite tjockare platta om än med en lite för snabb värmeutveckling. Efter 28 dygn fraktades proverna till LTH för fuktmätning där det vid första mätning registrerades en ganska kraftig effekt för framförallt Skövde Byggcement vilket kan ses i figur 4a. Samma effekt noterades för båda Slitecementen men där var skillnaden mellan 5 graders och 40 graders-scenariot betydligt mindre, se figur 4b-c (se länk till pdf nedan). Så långt verkade kopplingen mellan temperaturhistoriken och RF gälla. Men det intressantaste är vad som händer därefter. Temperatureffekten avtar relativt fort och för vct=0,36 är den borta helt efter ett år. Det är lång tid att vänta för en mattläggning i många fall men ur ett fuktsäkerhetsperspektiv är det faktiskt viktigast att veta vad som händer efter ytskiktet appliceras. Följer din betong ett 40 graders-scenario eller ett 5 graders?

För vct=0,50 syns samma mönster men precis som i figur 2 så är det samma sista mätpunkt för Skövde byggcement som bryter mönstret och gör att det inte riktigt går att avgöra om temperatureffekten kommer försvinna helt eller inte. Kanske hänger effekten kvar lite längre när det inte finns lika mycket oreagerad cement kvar. 

Artikeln presenteras på webben i nedkortad version. Läs hela artikeln som pdf här:

Anders Selander Tekn Dr
Specialist betong
Cementa

Mikael Westerholm
Cementa