Projekt 12345 – Avslutat Utveckling av slitsmursteknik för en mer ekonomisk utformning

Syftet med denna studie var att utveckla en frostbeständig undervattensbetong som uppfyller kraven för de exponeringsklasser som gäller för betongkonstruktioner i en vägtunnel. I projektet ingick även att studera stödvätskans påverkan på betongens vidhäftning till armeringen. Stödvätskan som används i detta projekt var bentonitslurry.

Utveckling av betongrecepten utfördes i Skanskas betonglaboratorium i Solna av Betongtekniskt Centrum. Betongen tillverkades i full skala på Skanskas betongfabrik i Göteborg och gjutningar i fält genomfördes för att utvärdera den färska och hårdnade betongens egenskaper samt hur vidhäftningsförmåga påverkas av gjutning i bentonitslurry. Provning vid fältförsöken utfördes både genom provning på fabrik och genom provning i färdig konstruktion. Resultaten från frysprovningen av de utborrade cylindrarna visar på mycket god frostbeständighet för samtliga gjutna väggar.

Studier av utborrade cylindrar i detta projekt visade att det i många fall blir en tunn beläggning av bentonitslurry kring armeringsjärnen som betongen inte helt och hållet förmår att tränga bort under gjutningen. Framförallt gäller detta armeringsjärnen närmast formen där betongen inte kan röra sig obehindrat och då speciellt vid armeringsskarvar där bentonitslurryn lätt fastnar i vecket som bildas mellan två tätt intilliggande armeringsjärn.

Betongens vidhäftningsförmåga provades genom dragprov som utfördes av personal från Luleå Tekniska Högskola. Ett stort antal armeringsjärn monterades för dragprovning. Då ingjutningslängden varierade från 5 diametrar till 20 diametrar så resulterade dragförsöken i tre olika scenarier, det vill säga antingen att armeringsjärnen dras ut ur betongen före eller efter att stålets sträckgräns är uppnådd eller att armeringsjärnen dras av, det vill säga brott i stålet.

För armeringsjärnen med kort ingjutningslängd (5 diametrar) beräknades vidhäftningsförmågan utifrån uppmätta dragkrafter. Betongens vidhäftningsförmåga vid gjutning i bentonitslurry var omkring 11-13 MPa med undantag för ett enstaka värde som låg på cirka 20 MPa. I referensväggen, det vill säga den vägg som göts i torrhet, var betongens vidhäftningsförmåga mellan 17 och 26 MPa. Tryckhållfastheten i de två väggarna skiljer sig något varför vidhäftningsförmågan inte är direkt jämförbar. Utvärderingen gjordes därför genom att jämföra resultaten med förväntade värden för aktuell tryckhållfasthet i betongen enligt bland annat CEB-FIP Model Code 90.

I litteraturen återfinns liknande resultat som i denna studie där betongens vidhäftningsförmåga är signifikant lägre vid gjutning i bentonitslurry jämfört med gjutning i torrhet. Dock ser det ut som att vidhäftningsförmågan framtagen i detta projekt generellt sett ligger lägre än resultat från andra studier för motsvarande betongkvalitet. Oavsett detta så har gjutning i bentonitslurry en tydlig inverkan på betongens vidhäftningsförmåga eftersom den uppmätta skillnaden jämfört med referensväggen är så stor. Slutsatsen utifrån dragprovningen i detta projekt är att betongens vidhäftningsförmåga är omkring 30-40 % lägre vid gjutning i bentonitslurry jämfört med gjutning i torrhet.