vandtætning af betonblandinger

Sådan fungerer betonblandinger

der findes rigtig mange vandtætningsblandinger på markedet over hele verden, som kan føjes til betonen ved blanding med det formål at opnå øget modstandsdygtighed over for vandvandring. På tværs af produktsortimentet er der mange fælles træk og forskelle. Fremme af disse systemer gennem siderne i denne journal og andre steder, ofte kommer med attraktive krav til ydeevne, brugervenlighed og back-up ‘garantier’.

selvom de forskellige produkter kan kræve forskellig sammensætning og eller virkemåde – poreforingsafvisning, krystaldannende poreblokering, organisk poretilslutning under tryk-præsentationen af krav, teknisk sikkerhedskopiering, garantier har meget til fælles på tværs af størstedelen af de tilbudte produkter.

dette diskussionspapir søger at samle de vigtigste spørgsmål og påstande og præsenterer en vis evaluering af materialerne og inviterer til en streng debat om fordele og forventninger.

dette er ikke beregnet til at være en specifik godkendelse eller tilbagevisning af individuelle anprisninger på specifikke individuelle produkter. Selvom der henvises til nogle britiske tekniske dokumenter, er materialerne, kravene og problemerne relevante over hele verden.

to overordnede synspunkter, der er afledt nedenfor, er, at brugen af sådanne blandinger alene meget usandsynligt vil forbedre den strukturelle betons evne til at modstå passage af flydende vand, og enhver påstået forbedring af modstanden mod vanddamp, er mere usikker. Der skelnes her og senere i dette papir mellem vandindtrængning gennem ‘strukturbeton og det gennem en struktur konstrueret i beton.

BS 8102: 2009 afsnit 9-opnåelse af ‘strukturelt integreret beskyttelse’

dette diskussionspapir er relevant nu for Storbritannien og andre lande, der bruger britiske standarder for vandtætning af underjordiske strukturer. British Standard BS 8102 (1) er blevet revideret og genudgivet. Afsnit 9 i standarden vedrører valg af materialer for at opnå ‘strukturelt integreret beskyttelse’ – det er her betonen selv er påkrævet for at give den krævede grad af modstand for at minimere indtrængen af vand.

Klausul 9.2.1.3 beton indeholdende vandtætningsblandinger, hedder det i en kommentar:

“der er en række produkter, der generelt anerkendes som vandtætningsblandinger, der søger forskellige måder at øge betonens iboende modstand mod vand og vanddamp. Da den mekanisme, der anvendes af hvert produkt til at nå disse mål, er ret forskelligartet, er det ikke muligt i denne Britiske Standard at give specifik vejledning om deres anvendelse”

så det er op til den enkelte at bedømme.

det anbefales også, at vandtætningsblandinger er specificeret i BS EN 934 (2). Denne standard specificerer test i henhold til en 480-1 og EN 480-5. Kravet om ‘kapillærabsorption’ – den relevante egenskab for dem, der kræves i standarden med hensyn til vandtætning-er imidlertid reduktionen i vandabsorption med en referencemørtel. Dette er ikke særlig nyttigt til vurdering af den sandsynlige vandindtrængningsydelse af beton.

BBA-certificering for blandinger

en kilde til uafhængig vurdering af produkter uden for de nationale standarder er certificering af landbrugsbedrifter eller andre tekniske godkendelsesorganer. Det Britiske Board of AGR Jordment har undersøgt nogle af disse vandtætningsblandinger og har udstedt ydelsescertifikater.

disse certifikater registrerer generelt, at beton, der indeholder den specielle blanding, producerer beton med lavere vandpermeabilitet sammenlignet med en referencebeton. Certifikaterne er mere ambivalente med hensyn til virkningerne af vedtagelsen af disse modificerede beton på den samlede vandudelukkelse af en struktur under jorden.

vandlækage gennem revner og Servicepenetrationer

det er almindelig erfaring, hentet fra virkelige projekter, at vandlækage gennem en betonkonstruktion overvejende ikke er gennem kroppen af godt komprimeret beton, men snarere hvor betonen ikke er – ved revner, ved samlinger ved servicepenetrationer osv. Hvor betonen selv er af dårlig kvalitet-udviser dårlig komprimering eller har indeslutninger – kan der være vandlækage, men de blandinger, der søger at ‘forbedre’ betonmatricen, kan ikke forventes at give fordel under sådanne omstændigheder.

skønt betonen, der indeholder blandingen, kan vise sig at have højere modstandsdygtighed over for vandindtrængning, betyder dette ikke, at selve strukturen vil være mere modstandsdygtig. Argumentet om, at beton af strukturel kvalitet har en meget høj grad af iboende ‘vandtæthed’ understøttes af mange såkaldte ‘permeabilitetstest’, der er udført (3). Det er ekstremt vanskeligt at etablere en ægte ‘strømningstilstand’ i en laboratorietest for beton, der repræsenterer den lave permeabilitetsmasse, der er typisk for strukturbeton.

mere succes med at demonstrere modstand mod vandpassage er opnået ved hjælp af trykindtrængningsmetoder. En sådan testmetode er beskrevet i BS EN 12390-8:2000. I denne test udsættes betonprøver for et påtrykt tryk på 500 kPa (ca.50 m vandhoved) i en periode på 72 timer. Resultaterne opnået for strukturelle beton spænder fra 10-40 mm penetration.

vandpermeabilitet

der er også en vis tvivl om, hvorvidt den tilsyneladende forbedring af vandpermeabilitetsegenskab for de beton, der testes af certificeringsorganerne, faktisk stammer fra den ‘aktive’ ingrediens og ikke skyldes andre ændringer mellem kontrolbetonen og testbetonen. Tabellen nedenfor opsummerer dataene fra nogle udstedte vurderingscertifikater. Det viser og kontrasterer sammensætning og ydeevne detalje erklæret.

en første kommentar, der skal fremsættes, er, at ifølge vejledning om permeabilitet (3) ville alle permeabilitetsresultaterne ovenfor – test og kontrol – klassificeres af beton med lav permeabilitet (betonpermeabilitet < 10 -12) . Der er en yderligere grad af usikkerhed om, hvorvidt disse test er afgørende, hvis permeabiliteten resulterer vist i tabellen for de teoretisk lignende kontrolprøver.

hvis vi har beton af god kvalitet, det er godt nok med hensyn til permeabilitet er der virkelig fordel ved at lave en beton, der siger, fem gange bedre?

for nogle af de ovennævnte produkter, f.eks. Forbindelsen mellem vægt/c-forhold og permeabilitet er veletableret.

fra ovenstående argumenter synes der ringe fordel ved at vedtage en speciel formulering vandtætningsblanding for at opnå bedre modstand mod flydende vandindtrængning.

disse argumenter kommer typisk op i et entreprenør foreslået alternativ til et membranbaseret vandtætningsdesign. Men hvis betonen i sig selv kan være vandtæt nok – med omhyggelig opmærksomhed på samlinger og gennemføringer – hvorfor overhovedet vælge en membran? Tillid, vane, damp kontrol, holdbarhed? De faktorer og retningslinjer, der er involveret i disse bredere spørgsmål, er på nuværende tidspunkt lidt mindre veldefinerede, og konklusioner er ret vanskeligere at drage.

overvejelser om Vanddampgennemtrængelighed

vi vil måske instinktivt konkludere, at mens beton kan udelukke flydende vand, kan det tillade passage af vanddamp. Det er rigtigt, at det er lettere at foretage målinger af Vanddampgennemtrængelighed end med flydende vand. Den største usikkerhed med hensyn til vanddamp er at beslutte, hvilket niveau af dampindtrængning der kan tillades. Terminologien, der bruges i nogle designguider, hjælper ikke – ‘tør’ eller ‘helt tør’ – med at definere den krævede transmissionsydelse af betonen. Derudover påvirkes konstruktionen til styring af vanddampindtrængning i højere grad af arten af brugen af det indre rum og de mekaniske tjenester – affugtning, ventilation osv. Dette er blevet anerkendt af revisionen til BS 8102 har fjernet den tidligere klasse 4 miljø.

agrorpoleringscertifikaterne for nogle af vandtætningsblandingerne har forsøgt at stille et ydelseskrav på betonen, der ville imødekomme dampmodstandsbehovet i den superceded BS8102. På de angivne værdier og med mulighed for typiske betonkonstruktionssektioner kan det imidlertid påvises, at kontrolbetonen uden blandingen kan opfylde kravene til damptransmission.

derfor er konklusionen på nuværende tidspunkt, at individuelle projektbehov og opfattede risici skal overvejes ved afgørelsen af, om der er fordel ved at anvende en af disse blandinger i en konkret løsning eller at designe på basis af et tankmembransystem.

brug af eksterne Tankmembraner til betonkonstruktioner under jorden

en betydelig anvendelse af eksterne tankmembraner til betonkonstruktioner under jorden over hele verden er at yde beskyttelse mod forringelse af aggressive jord-eller grundvandsforhold. Som med modstand mod vandindtrængning fremsætter promotorerne af disse blandinger betydelige påstande om forbedret holdbarhedsydelse.

desværre har de fleste projekter deres holdbarhedsdesign ikke baseret på ydeevne, men på receptpligtige regler for forskellige eksponeringsforhold. Anvendelsen af en robust tankmembran kan give meget positive udsagn om at ændre de eksponeringsforhold, betonen vil opleve.

vedtagelsen af en vandgennemtrængelig reducerende blanding vil ændre, sædvanligvis forbedre, modstanden mod forringelse, men i et omfang, der ikke let kan defineres mod kode eller andre referencer, der anvendes til design. Hvis vi bruger blanding med hvor meget kan vi reducere minimum cementindhold eller med hvor meget øge det maksimale vægt/c-forhold på et givet sted. På nuværende tidspunkt er der meget begrænset vejledning. Dette bør ikke tages for at betyde, at der ikke er nogen situationer, hvor eventuelle holdbarhedsfordele er nyttige. Der vil være sådanne situationer, hvor det for eksempel ikke er muligt at anvende en tankmembran på en struktur.

garantier for betonblandinger

tilbuddet om garanti for blandinger blev nævnt tidligere i denne note. Disse kan udadtil være attraktive for at skabe tillid til vandtætningsmuligheden. I PR-forhold vil garantien tilbyde at overvåge detaljerne i vandtætningsdesign, have noget bidrag til stedets praksis og betydeligt garantere, at hvis der er en lækage, kommer de tilbage og ‘løser’ det.

på de projekter, som vi har stødt på en garanti på plads, ser arrangementet ud til at fungere i høj grad. Typiske garantidokumenter har dog potentielt betydelige problemer. At vende tilbage til’ rette ‘ lækagerne dækker kun handlingen med fugning eller patching eller hvad der kræves. Leverandøren forventes normalt at have fri (i begge sanser) adgang til defekten. Dette kan være vanskeligt og have betydelige omkostninger, hvis lækagen først viser sig, efter at rummet er udstyret med anlæg og andet udstyr. Lækager bliver muligvis ikke synlige før et stykke tid efter konstruktionen er afsluttet. En anden almindelig begrænsning er, at omkostningerne ved rettelsen kun dækkes op til omkostningerne ved den oprindeligt leverede blanding.

disse garantier kan meget vel være et positivt bidrag til bestemte projekter, men det anbefales, at garantibetingelserne gennemgås kraftigt.

der er forhåbentlig en bredere og mere detaljeret debat om de spørgsmål, der rejses i dette papir. Der er sikker på at være en spredning af synspunkter, erfaringer og forventninger.

Diskuter!

Tak Bob Cather for hans indsendelse af denne artikel.