Projekt 12652 – Avslutat Plastiska krympsprickor - produktionsrelaterade mekanismer
Fördjupningsmaterial
Slutrapport
Sammanfattning
Forskning vid LTU.Tidig sprickbildning (upp till 24 timmar efter gjutning) kan bli problematiskt i betongelement. Den kan skada de estetiska egenskaperna hos betongelementet och minska hållbarheten och servicevänlighet genom att underlätta inträngning av skadliga material. Dessutom kan dessa sprickor expandera successivt under betongens livslängd på grund av långsiktig krympning och/eller lastning.
Tidig sprickbildning orsakas av två drivkrafter:
1) plastisk krympsprickbildning som är ett fysikaliskt fenomen och uppstår på grund av en snabb och stor förlust av fukt, främst i form av avdunstning,
2) kemiska reaktioner mellan cement och vatten som orsakar autogen krympning. I detta doktorandprojekt undersöks endast den förstnämnda.
Snabb avdunstning från ytan av färsk betong förorsakar undertryck i porsystemet. Detta tryck, känt som kapillära undertrycket, drar de fasta partiklarna tillsammans och minskar avståndet mellan dem, vilket gör att hela betongelementet krymper. Om denna krympning hindras på något sätt, påbörjar sprickbildning. Detta fenomen som inträffar kort efter gjutning av betongen, medan den fortfarande är i plastiskt skede (upp till ca 8 timmar efter gjutning), är i huvudsak observerat i betongkonstruktioner med hög yta till volymförhållande såsom plattor, industrigolv, beläggningar och brobanor.
Många parametrar kan påverka sannolikheten för plastisk krympsprickbildning. Bland annat har effekten av vatten/cement-tal (vct), finmaterial, tillsatsmedel, geometri av elementet, omgivningsförhållanden (det vill säga temperatur, relativ fuktighet, vindhastighet och solinstrålning), etcetera undersökts i tidigare studier.
Under detta doktorandprojekt vid LTU har ansträngningar gjorts för att nå en bättre och mer omfattande förståelse om sprickbildning styrande mekanism. Avdunstning, utveckling kapillära undertryck och hydratiseringshastigheten har särskilt undersökts för att definiera deras inbördes förhållande att påverka sprickbildningen.
Det har observerats i studien att avdunstningen inte är den enda drivkraften bakom plastisk krympsprickbildning. Istället styrs fenomenet genom en korrelation mellan avdunstning, hastigheten för kapillära undertryck utveckling och hydratiseringshastigheten. Enligt resultaten ökar risken för plastisk krympsprickbildning betydligt.om snabb avdunstning sker.
Slutredovisningen utgörs av licentiatavhandlingen "Plastic Shrinkage Cracking in Concrete", Faez Sayahi, LTU.
Tidig sprickbildning orsakas av två drivkrafter:
1) plastisk krympsprickbildning som är ett fysikaliskt fenomen och uppstår på grund av en snabb och stor förlust av fukt, främst i form av avdunstning,
2) kemiska reaktioner mellan cement och vatten som orsakar autogen krympning. I detta doktorandprojekt undersöks endast den förstnämnda.
Snabb avdunstning från ytan av färsk betong förorsakar undertryck i porsystemet. Detta tryck, känt som kapillära undertrycket, drar de fasta partiklarna tillsammans och minskar avståndet mellan dem, vilket gör att hela betongelementet krymper. Om denna krympning hindras på något sätt, påbörjar sprickbildning. Detta fenomen som inträffar kort efter gjutning av betongen, medan den fortfarande är i plastiskt skede (upp till ca 8 timmar efter gjutning), är i huvudsak observerat i betongkonstruktioner med hög yta till volymförhållande såsom plattor, industrigolv, beläggningar och brobanor.
Många parametrar kan påverka sannolikheten för plastisk krympsprickbildning. Bland annat har effekten av vatten/cement-tal (vct), finmaterial, tillsatsmedel, geometri av elementet, omgivningsförhållanden (det vill säga temperatur, relativ fuktighet, vindhastighet och solinstrålning), etcetera undersökts i tidigare studier.
Under detta doktorandprojekt vid LTU har ansträngningar gjorts för att nå en bättre och mer omfattande förståelse om sprickbildning styrande mekanism. Avdunstning, utveckling kapillära undertryck och hydratiseringshastigheten har särskilt undersökts för att definiera deras inbördes förhållande att påverka sprickbildningen.
Det har observerats i studien att avdunstningen inte är den enda drivkraften bakom plastisk krympsprickbildning. Istället styrs fenomenet genom en korrelation mellan avdunstning, hastigheten för kapillära undertryck utveckling och hydratiseringshastigheten. Enligt resultaten ökar risken för plastisk krympsprickbildning betydligt.om snabb avdunstning sker.
Slutredovisningen utgörs av licentiatavhandlingen "Plastic Shrinkage Cracking in Concrete", Faez Sayahi, LTU.
Projektansvarig
- Skanska Sverige AB
Projektledare
- Jan-Erik Jonasson jan-erik.jonasson@ltu.se