Bruk av frysepunktnedsettende tilsetningsstoffer ved fuging av hulldekker

Abstract

Hensikten med denne oppgaven er å se nærmere på problemene med fuging av hulldekker vinterstid i Norge. Denne rapporten har fokus på produksjonen av fugebetong med frysepunktnedsettende tilsetningsstoffer, og nødvendig dokumentasjon av fasthet ved støping av fuger på byggeplass. Rapporten er delt inn i følgende hovedkapitler: • Litteratursøk i grunnleggende betongteknologi. • Prøving i lab av resepter med frysepunktnedsettende tilsetningsstoffer. • Temperaturlogging av betongfuger på byggeplass. • En anbefalt veiledning til dokumentasjon av fugestøping om vinteren. På grunn av relativt lite volum og store kontaktflater mot kalde betongelementer, kan fugebetongen kjøles ned til minusgrader på under en time etter støp. Når vannet i betongen fryser vil hydratiseringsprosessen stoppe og fugene vil ikke utvikle videre fasthet. Dette er uheldig når fugene skal overføre krefter mellom betongelementene og andre konstruksjonsdeler. I denne oppgaven ble dette løst ved å benytte natriumnitrat (NaNO3) i fugebetongen. Men natriumnitrat har en negativ effekt på trykkfastheten sammenlignet med betong uten natriumnitrat. Dette ble kompensert for ved å benytte SP-stoff og et lavt masseforhold i betongen. Terninger fra ulike prøveresepter med natriumnitrat ble lagret i et fryseskap fra -5 °C til -10 °C. Terningene ble så trykkprøvet over en periode på 28 døgn. Resultatene viste en god fasthetsutvikling for enkelte resepter, med 28-døgns terningtrykkfasthet opp til 39 MPa ved lagring i -5 °C, og 33 MPa i -10 °C. På byggeplass ble termoelementer plassert i fuger mellom hulldekker, og temperaturen ble logget over flere døgn i kaldt vær. Fra dette ble det observert at fugebetongen ble raskt avkjølt, og kunne nå minusgrader på under en time uten oppvarming. Under stabil lufttemperatur ville skjærfugens temperatur ligge 1-2 °C over lufttemperaturen. Utstøpte kanaler hadde en litt høyre temperatur de første dagene på grunn av et større støpevolum. Konklusjonen ble å benytte fasthetskurver fra trykkprøvene sammen med temperaturlogger fra byggeplassen for å dokumentere fugebetongens trykkfasthet.

The purpose of this task is to take a closer look at the problems surrounding grouting of hollow core slab joints during the winter in Norway. This paper primarily focuses on the production of grout containing antifreeze admixtures, and the required documentation of strength when grouting concrete elements at the building site. This paper is divided into the following main chapters: • A literature study of the basics of concrete technology. • Stress testing of different grout recipes at the lab. • Logging of grout temperatures at the building site. • A proposed guide to documentation of winter-grouting. Due to the relative small volume of grouts and the large contact surface with the adjacent hollow core slabs, the subzero temperature may occour within an hour after casting. When the water in the grout freezes, the hydration process will stop and so will any further strength development. This is very unfortunate when the grouted joints have to transfer loads between each concrete element as well as to other structural elements. In this paper, this was solved by using antifreeze admixtures in the grout. However, antifreeze admixtures has a negative effect on the compressive strength of the grout compared to grout without any antifreeze. This effect was compensated for by using a low w/c-ratio grout and superplasticizer. Test cubes from different recipes for grout with antifreeze admixture were stored in a freezer from -5 °C to -10 °C. The cubes were then compression tested during and after 28 days of curing. The results yielded an acceptable development of strength for some of the recipes, with a compressive strength (cube) as high as 39 MPa at -5 °C storage temperature, and 33 MPa at -10 °C. At the building site, temperature sensors were placed in the grout of the hollow core slabs, and the temperatures were then logged over several days in cold weather. From this, it was observed that the grout could reach subzero temperature within an hour without having been heated. At stable air-temperatures, the grouted shear joint would stay 1- 2 °C above the air temperature. The grouted end joints would have a little higher temperature the first few days because of a larger casting volume. By using strength curves from the compression tests and temperature recordings, the strength development in the grouted joints was estimated.