Hydratationssprickor i väggkonstruktioner av betong
sprickriskklassificering för WSP Byggprojektering
Hydratationssprickor i betong behandlas vanligtvis vid arbete med grövre konstruktioner. Det är av stor vikt att behandla dessa även i tunnare konstruktioner såsom väggar i hus och industrier, Bernander (1998). Uppkomna sprickor kan bland annat påverka konstruktionens hållbarhet, beständighet, ljudisolering, täthet, utseende och komfort, Bernander (1998). På grund av detta är det viktigt att i ett så tidigt skede som möjligt kunna bedöma om risk för sprickbildning föreligger. Examensarbetet behandlar riskklassificering av hydratationssprickor i vägg-konstruktioner av betong och har utförts på uppdrag av konsultföretaget WSP Byggprojektering Hydratationssprickor beror på flera olika orsaker, men grunden till sprickornas uppkomst är den värmeutveckling som sker då betongens huvudkomponent cement kemiskt reagerar med vatten. Under värmeutvecklingen och den därpå efterföljande avsvalningen sker volymförändring. Om volymförändringen under avsvalningsskedet förhindras kommer tvångskrafter att uppstå i betongen. Då dessa krafter överskrider betongens hållfasthet kommer sprickor att uppstå. Trots att det är ett välkänt faktum att det i betongkonstruktioner, till följd av volymförändringen, uppstår spänningar sker det alltför ofta att nygjutna konstruktioner spricker, Nilsson (2003b). I detta arbete presenteras en sprickriskklassificering, där väggens användnings-område ligger till grund för vilken säkerhet som används vid sprickriskbedömning. Det klassificerade sprickriskkriteriet grundar sig på WSP Byggprojekterings klassificering av olika väggklasser. Väggens klasstilldelning beror på vilken konsekvens en spricka i väggen har. Målet är att skapa en tydlig och lättanvänd sprickriskbedömningsguide. Detta har utförts genom ett stort antal simuleringar i datorprogrammet ConTeSt Pro (1999). I dessa simuleringar har betongens hållfasthetstillväxt och uppkomna töjningar simulerats för olika väggkonstruktioner. Simuleringarna har utförts för två olika cementsorter, bygg- och anläggningscement, under olika omgivningstemperaturer och olika initialtemperaturer på den färska betongen, samt med olika mått på konstruktionen. De uppkomna töjningarna har jämförts med uppnådd brottstöjning i ett kritiskt tvärsnitt på väggen. Jämförelsen leder fram till en spricksäkerhetsfaktor som kan användas vid bedömningen av vilken väggklass som väggen uppfyller. Då anläggningscement är välanvänt inom framförallt brobyggnad, finns uppmätta materialegenskaper för denna cementsort. Detta är däremot inte fallet för byggcement för vilken det i dagsläget saknas exakta mätserier. Därför har materialparametrar för byggcement uppskattats av Professor Jan-Erik Jonasson vid Luleå tekniska universitet. Resultaten från simuleringarna presenteras i tabeller där uppfylld väggklass anges för respektive simuleringsförutsättning. Simuleringarna har tydligt visat att sprick-risken ökar då gjutetappens längd eller väggens tjocklek ökar. Därtill har det visats att då skillnaden mellan omgivningstemperaturen och betongens initialtemperatur ökar, ökar även sprickrisken. Med detta i åtanken kan konstruktören under projekterings- skedet och entreprenören under entreprenadskedet med enkla åtgärder skapa förutsättningar för att undvika att hydratationssprickor uppkommer i konstruktionen.