Frågeställningar kring beständig betong avseende
ballastmaterial vid säkerhetshöjande åtgärder i
Järpströmmen/Håckren
Ett beställarperspektiv
Stefan Norberg
Fortum
Marcus Hautakoski
Vattenregleringsföretagen
Järpströmmen
Håckren
Projekt Järpströmmen
Säkerhetshöjande åtgärder
Fakta Järpströmmen
Ägare kraftverk: Fortum
Ägare damm: 2/3 Fortum, 1/3 IVF
Idrifttagen 1944
Konsekvensklass enl. RIDAS: 1
Flödesdimensioneringsklass: I
Fallhöjd: 65 meter
Magasinsvolym: 505 Mm3 (Kallsjön)
Utbyggnadseffekt/Årsproduktion: 114 MW/415 GWh
Projekt Järpströmmen
Säkerhetshöjande åtgärder
• 2010-2013
• Reparation av frostskadad betong
•
•
•
•
•
•
Förbättring av stabilitet för att uppfylla RIDAS krav
Igensättning av flottningsutskovet
Bro över utskoven
Luckrenoveringar
Dammätning
mm
Projekt Järpströmmen
Säkerhetshöjande åtgärder
Betongarbeten
Reparation frostskadad betong på i princip hela dammens ytor
Ny brobana
Igengjutning av oanvänt flottningsutskov
Mängder
Rivning av befintlig betong ca
2000 m2
Ny betong 1900 m3 (inkl. ny brobana)
Ballastmaterial / ASR
Certifierad fabriksbetongtillverkare
Betong ska uppfylla kraven i:
SS-EN 206-1
SS 13 70 03 (användning av SS-EN 206-1
i Sverige)
Vad säger normerna om motstånd mot ASR???
SS-EN-206-1
”Delmaterial skall vara lämpliga för avsedd användning i betong och får inte innehålla
skadliga beståndsdelar i sådan mängd att det kan vara menligt för betongens beständighet
eller orsaka korrosion hos armeringen.”
”När allmän lämplighet är påvisad för ett delmaterial innebär det inte att lämplighet
påvisats för varje användningsområde och för varje betongsammansättning.”
”I betong enligt EN-206-1 får enbart sådant delmaterial användas som har påvisats vara
lämpligt för den avsedda användningen.”
”När ballast innehåller former av silika som är känsliga för angrepp av alkali (Na2O och K2O
som härrör från cement eller från andra ursprungskällor) och betongen är exponerad för
fukt, skall åtgärder vidtagas för att förebygga skadlig alkali-silika-reaktion genom att
använda förfaranden med påvisad lämplighet.”
Normen anmärker att ”Förebyggande åtgärder som är anpassade till ballastens geologiska
ursprung bör följas under beaktande av tidigare långtidserfarenhet från den särskilda
kombinationen av cement och ballast.
Vad säger normerna om motstånd mot ASR???
SS 13 70 03 (användning av EN-206 i Sverige)
Ballast till betong som ska användas i fuktiga miljöer får inte innehålla
alkalireaktiva mineral i sådan mängd att betongens bärförmåga, stadga eller
beständighet äventyras.
Om
— miljön är kloridhaltig,
eller
— betongens totala halt vattenlösliga alkali är större än 3,0 kg/m3
(Ett sätt att begränsa det totala alkaliinnehållet är att använda ett lågalkaliskt cement)
kompletteras analys enligt SS-EN 932-3 med en kvantitativ petrografisk analys
som omfattar en bedömning av ballastens alkalisilikareaktivitet.3)
SS 13 70 03 ställer inga krav på deklaration av filler och dess ASR-egenskaper men normen
påpekar att ”Viss försiktighet bör iakttas vid användning av känt reaktiva fillermaterial”
Vad säger normerna om motstånd mot ASR???
3) Som exempel har RILEM tagit fram sådana metoder:
RILEM AAR1 är en kvantitativ petrografisk analys för ballast till
betong. Ballast som innehåller mindre än 15 % alkalireaktiva
eller potentiellt alkalireaktiva partiklar betraktas normalt som
lågreaktiv.
Om man inte på detta sätt kan utesluta alkalireaktivitet kan
man prova enligt RILEM AAR2 eller RILEM AAR3. RILEM AAR2
är en snabb metod medan RILEM AAR3 är en
långtidsprovning, 52 veckor.
Som maxvärde rekommenderas för RILEM AAR2 0,10 % expansion efter 14
dygn om prismor 25×25×258 mm används och 0,25 % efter 28 dygn för
40×40×160 mm prismor. För RILEM AAR3 rekommenderas att maxvärdet sätts
till 0,050 % efter 1 år.
Enligt kontrakt mellan Fortum och
entreprenören för ombyggnadsprojektet skulle
det redovisas Petrografisk analys av
ballastmaterialet för beställarens godkännande.
Betongleverantören/entreprenören genomförde efter
beställarens krav i upphandlingen Petrografisk analys enligt
RILEM AAR1 på fyra stycken aktuella ballasttäkter.
Resultat (Halten av potentiellt ASR-reaktiva komponenter)
Täkt 1: 46%
Täkt 2: 7%
Täkt 3: 17%
Täkt 4: 54%
Betongfabrik
Den lokala ballasten som den för projektet aktuella
betongstationen normalt använder var från täkter som överskred
gränsvärdet 15 %.
Betongleverantören föreslog två åtgärder:
• Tillverkning av betong med lokal ballast och föreskriven LAcement efter godkännande av entreprenör/byggherre.
• Transport av ballast från ”godkänd” täkt till aktuell
betongstation alternativt tillverkning av betongen på annan
betongstation. Detta valdes!
• I efterföljande projektmöte med inblandade parter bestäms vilken ballast
som skall ingå i betongen till Järpströmmen.
• Betongleverantören menar att man följer SFFs kvalitetsmanual och att
betongen tillverkas enligt SS-EN-206-1. De refererar till ett annat
vattenkraftsprojekt i området – nytt utskov Håckren (färdigt 2008). De
hänvisar också till att betongfabriken varit i drift i 30 år och att de inte hört
om några skador.
• Fortum påpekar att det tar lång tid för denna typ av ASR-skador att
utvecklas och att det kan vara mycket svårt att okulärt fastställa om skador
finns. Enda säkra sättet att påvisa långtidserfarenhet är att ta prover.
• Fortum ansåg att det är viktigt att följa normen när det gäller kravet på
påvisad långtidserfarenhet om man skall använda ballast innehållande
ASR-reaktiva beståndsdelar.
• Det påpekades också att man i Norrland funnit skador på dammar där
man inte förväntat sig detta mht valet av cementtyp.
Vad hände sedan?
• Prover (borrkärnor) togs ur nygjutna konstruktioner
analyserades (strukturanalys) och visade på innehåll av ASRreaktiv ballast (dock <15%) samt att en begränsad ASRreaktion skett i betongen.
• Långtidsprovning enligt Rilem AAR 3 utfördes maj 2012-maj
2013 på fyra prover. Inget av proven översteg den enligt
RILEM AAR3 – metoden högsta rekommenderade
expansionen på 0,05% efter 52 veckor.
Projektet i Håckren då?
• 2006-2008 Nytt ytutskov (betongarbeten ca 3500 m3)
• Beställaren var tillfredsställd med att betongfabriken var
certifierad, ingen petrografisk analys etc. krävdes inför
arbetena.
• Betongen ser ”bra ut” överlag bortsett från en del
temperatursprickor.
Håckren
• I Elforsk rapport 13:55 ”Risker för alkalisilikareaktion i
dammar av betong med lågalkaliska cement och ballast från
fjällbergarter – Undersökning av fyra dammar” var Håckren
en av de undersökta anläggningarna.
Undersökningarna bestod bl.a. av:
• Okulär besiktning på plats
• Petrografiska analyser i planslip och tunnslip av betong och
ballast
• Analys av alkalihalt i cementpastor
• Provning av ballastens alkalireaktivitet (mätning av expansion
typ RILEM AAR-3)
Håckren - resultat
• Håckren som består till största delen av
betong från den närmaste betongfabriken och
sannolikt bestående av den ballast man valde
bort i Järpströmmen. Ballasten visade sig
innehålla >25% potentiellt reaktiva bergarter.
• Slutsatsen blev att risken för ASR-relaterade
skador ändå bedöms som mycket liten, även
på lång sikt (100 år).
Slutsatser/frågeställningar
• ”Beställarsidan” har inte engagerat sig i denna fråga. Betongindustrierna
levererar ändå. ”Ingen som klagat”
• Betongleverantörerna ställer sig bakom certifieringsorganen som inte
ställer krav på denna provning.
• Mer eller mindre upp till beställaren att utföra ASR-provning.
• Anläggningsägarna bör driva denna fråga eftersom de har det längsta
tidsperspektivet . Entreprenörernas och leverantörernas ekonomiska
intresse sträcker sig under garantitiden vilket är kanske max 5 år.
• Det är inte självklart vart i landet dessa problem dyker upp.
• Det är inte heller självklart att lågalkalisk cement (anl. Cement) skyddar
mot ASR-reaktion. Alkali kan också tillföras senare under betongens
livslängd.
Slutsatser/frågeställningar
• Ett första steg i varje projekt är att man alltid bör får redovisat
en petrografisk analys av ballastmaterialet.
• Ett andra steg är att man visar upp ”långtidsprover” på olika
betongrecept.
• Kostnader för detta kommer kanske att belasta beställare
framöver men sett till kostnad/m3 betong så är det inte
mycket…
• Andra betongegenskaper är lättare att prova med i princip
momentana svar. ASR-provning kräver framförhållning!
Frågor och synpunkter???
Tack för oss!
