DK159964B - Fremgangsmaade til rehabilitering af karbonatiserede betonlag - Google Patents

Description

DK 159964B

- 1 -

Den foreliggende opfindelse angår en fremgangsmåde til rehabilitering af karbonatiserede betonlag, især i tilknytning til armerede beton- og murkonstruktioner, såsom bygninger, piller, kajer og støttemure.

5 I sådanne og forskellige andre betonkonstruktioner bruges armeringsstål til at øge styrken. Betonen beskytter stålet mod korrosion på grund af det højalkaliske miljø, som forekommer i betonen. Optagelse af sure gasser, hovedsagelig 10 carbondioxid og i mindre grad svovldioxid og -trioxid fra atmosfæren fører til en forsyrning af betonen, således at alkaliniteten gradvis reduceres. Når betonens pH-værdi kommer ned på ca. 9,5, er indstøbt stål ikke længere beskyttet, og korrosion begynder. Dersom der samtidig fore-15 kommer chlorider, begynder korrosionen ved højere pH-værdier end 9,5.

Denne betonændring, som kaldes karbonatisering, kan føre til, at korrosion på armeringsstålet forårsager fraspræng-20 ning af betonens yderlag. Dette indebærer en betydelig ulykkesrisiko, særlig i forbindelse med bygningskonstruktioner. Desuden vil det svække betonkonstruktionen.

Sådanne skader på betonkonstruktioner er i færd med at 25 blive et alvorligt økonomisk og teknisk problem. Traditionel reparation er baseret på sandblæsning og/eller bort-hugning af det karbonatiserede betonlag, rengøring og eventuelt antikorrosionsbehandling af stålet, efterfulgt af udstøbning eller pålægning af ny beton eller mørtel.

30

Der findes midler, som ved påsmøring på betonflader bidrager til at sænke hastigheden af karbonatiseringen ved, at betonens diffusionsmodstand mod gasser øges. Sådanne stoffer kan imidlertid ikke rehabilitere beton, som er 35 blevet karbonatiseret.

DK 159964B

- 2 - I DK 219/83 samt i en artikel i Ingeniørnytt, nr. 47, beskrives endvidere anvendelsen af diffusionsåbne belægninger til bevaring af karbonatiseret beton. Ved anvendelse af sådanne diffusionsåbne belægninger tillades 5 en udtørring af betonen, og når betonen er tilstrækkeligt tør, standser korrosionsprocessen. Denne fremgangsmåde har dog den store ulempe, at korrosionen starter igen, når betonen eventuelt atter bliver fugtig, idet pH-værdien i den karbonatiserede zone fremdeles er for lav. Desuden 10 kan den selvsagt kun anvendes på beton, som kan udtørre, altså f.eks. ikke ved undersøiske tuneller eller tuneller nedgravet under grundvandspejlet.

Disse ulemper elimineres ved anvendelse af fremgangsmåden 15 ifølge opfindelsen, hvor der gøres brug af en diffusionstæt belægning i forbindelse med en fuldstændig vandmætning af betonen, faktisk et lige modsat princip. Herved realkali-niseres betonen, så pH-værdien i den karbonatiserede zone hæves til værdier, hvor stålet igen er beskyttet mod kor-20 rosion.

I ovenfor omtalte artikel i Ingeniørnytt beskrives desuden en fremgangsmåde, hvor betonen påsmøres et middel, som giver den en vis forøget alkalinitet lokalt, rundt om arme-25 ringsjernet. I modsætning hertil udnyttes ved fremgangsmå den ifølge opfindelsen så at sige betonens egne alkalireserver til fremkaldelse af en total og hele zonen gennemgående realkalinisering. Det er hverken nødvendigt at vide, hvor de karbonatiserede zoner er, endsige at opsøge 30 dem ved mejsling o.l., de må blot være til stede i den zone, som underkastes behandling ved fremgangsmåden ifølge opfindelsen.

Formålet med opfindelsen er at anvise en fremgangsmåde til 35 rehabilitering af karbonatiserede betonlag. Det er et særligt formål at finde en sådan fremgangsmåde, som kan gennemføres uden omfattende bygningstekniske arbejder og

DK 159964B

- 3 - uden væsentlig forstyrrelse af de aktiviteter, som pågår i og ved den aktuelle betonkonstruktion.

Ifølge opfindelsen kan rehabilitering af karbonatiserede 5 betonlag opnås ved den i krav 1 anviste fremgangsmåde.

Ved at gennemføre denne fremgangsmåde for en forholdsvis kort periode, i gunstigste fald to-seks uger, kan der opnås en tilfredsstillende rehabilitering.

10

Fremgangsmåden giver følgende virkninger: 1) Det tættende lag afskærer atmosfærens tilgang til betonens overflade og stopper dermed videre optagelse af sure gasser (CC^)· 2) Det tættende lag standser desuden vandtransport gennem 15 betonen. Ved tilførsel af vand udefra vil derfor det karbonatiserede lag og betonen, som ligger nær dette, efter kort tid blive mættet med vand,uden at der sker vandtransport gennem betonen. 3) Når betonen mættes med vand, får alkaliske stoffer fra betonens ukarbonatiserede indre zone 20 mulighed for at diffundere gennem det øvrige betontværsnit. Når denne diffusion når ligevægt, er pH-værdien i den tidligere karbonatiserede zone hævet til et niveau, hvor armeringsstål igen er beskyttet mod korrosion. Ved denne diffusion vil således den karbonatiserede beton 25 blive realkaliniseret ved overføring af basiske stoffer fra betonens indre.

Efter gennemført realkalinisering, som kan fastslås ved prøvetagning, kan vandtilførslen stoppes. Det tættende lag 30 på betonens lufteksponerede overflade bør derimod bibeholdes for at hindre rekarbonatisering på grund af carbondioxid o.l.

Opfindelsen skal i det følgende forklares nærmere ved hjælp 35 af tegningen, hvor fig. 1 skematisk viser et snit gennem en beton-

DK 159964 B

.-4.- konstruktion med et karbonatiseret yderlag, og fig. 2-4 tilsvarende snit gennem forskellige betonkonstruktioner, hvor fremgangsmåden ifølge 5 opfindelsen er vist gennemført på forskellige måder.

I fig. 1 er vist en vandret, pladeformet betonkonstruktion 11, som står under vandtryk på oversiden, og som er 10 eksponeret mod luft på undersiden. På grund af indtrængningen af carbondioxid fra luften er der på undersiden dannet en sur, karbonatiseret zone 12 ind forbi armeringsstål 13. På grund af vandtrykket vil der ske en transport af vand gennem den "friske" del 14 af betonen 11 og gennem 15 den karbonatiserede del 12.

I fig. 2 er der på denne betonkonstruktions 11 lufteksponerede side pålagt en gas- og vandtæt hinde 15. På grund af vandtrykket vil der hurtigt ske en mætning af betonen 20 med vand, uden at der sker en afdampning eller afgivelse af vand på anden måde mod luften.

Figuren viser den situation, som er indtrådt, efter at basiske stoffer har kunnet diffundere fra den "friske" 25 betondel 14 over i den karbonatiserede del 12 og dermed realkaliniseret denne. Dette betyder igen, at armeringsstålet 13 ikke længere er udsat for korrosion, idet det omgives af basisk miljø. Denne situation kan forekomme i tunneller og fjeldrum, kældre og ved broer, damme og vand-30 tårne.

I fig. 3 er illustreret en udførelsesform af opfindelsen, som er aktuel ved en fritstående betonkonstruktion 11', såsom ved facader, dæk, skorstene, siloer o.s.v. Også her 35 bliver den karbonatiserede betonside påført en tæt hinde 15'. Betonen gennemfugtes med vand fra et rør 16 på oversiden. Det er en forudsætning, at betonen tilføres - 5 -

DK 159964 B

vand, således at betonfugtigheden ligger over ca. 90% relativ fugtighed, fortrinsvis over 95%. Den karbonatiserede betondel er betegnet 12', armeringsjernet 13' og den "friske" betondel 14*.

5 I fig. 4 er vist et alternativ til udførelsesformen i fig. 3, hvor begge sider af en lodret, pladeformet betonkonstruktion er udsat for luft og er blevet karbonatiseret.

Her er der pålagt en tættende hinde 15'' på begge sider.

10 For tilførsel af vand er der boret huller 17 i betonen, som er tilkoblet et rørsystem 18 for vandinfiltrering eller injektion. I dette tilfælde kan der opnås en fuldstændig vandmætning i betonen.

15 Som tættende lag eller hinde kan principielt påføres ethvert stof, som binder til betonfladen i flydende tilstand, og som størkner eller hærder til en gas- og vandtæt hinde med tilstrækkelig adhæsion til betonen.

20 Særlig aktuel er hærdeplast med lavt indhold af opløsningsmiddel såsom epoxy og polyurethan. Det er i nogle tilfælde også muligt at bruge bituminøse blandinger og diffusionstætte malinger.

25 Alternativer:

Tilførslen af vand til betonkonstruktionen kan ske på andre måder end beskrevet ovenfor. F.eks. kan en endekant af en betonkonstruktion, som er belagt på begge sider med tættende hinder, tilføres vand, idet man eventuelt borer 30 huller ind i betonen.

Som alternativ til tættende hinder kan anvendes plader, som fastgøres til betonen, således at vandafgivelse hindres.

Dette kan være aktuelt i forbindelse med arkitektonisk 35 rehabilitering af facader. Der kan da anvendes tætte facadeplader, som monteres tæt kant mod kant, hvorved mellemrummet mellem beton og plade eventuelt kan fyldes med

DK 159964B

- 6 - en klæbende, udfyldende og/eller tættende masse, f.eks. en mørtel.

Vandet, som tilføres, kan indeholde hensigtsmæssige 5 tilsætningsstoffer. Eksempler på sådanne er stoffer, som gør vandet alkalisk, f.eks. opløsninger af alkalier eller kalk, og stoffer, som øger vandets indtrængningsevne.

10

Claims (7)

1. Fremgangsmåde til rehabilitering af karbonatiserede betonlag, især i tilknytning til armerede beton- og/eller 5 murkonstruktioner, såsom bygninger, piller, kajer og støttemure, kendetegnet ved, at betonlagets lufteksponerede overflade dækkes med et gas- og vandtæt lag, og at det karbonatiserede betonlag og den nærliggende beton tilføres vand i en realkaliniseringsperiode. 10

2. Fremgangsmåde ifølge krav 1, kendetegnet ved, at vandtilførslen sker ved overrisling eller injektion.

3. Fremgangsmåde ifølge krav 1-2, kendetegnet 15 ved, at vandindholdet holdes på min. 90%, fortrinsvis over 95% relativ fugtighed.

4. Fremgangsmåde ifølge krav 1-3, kendetegnet ved, at vandet er tilsat et alkalisk stof. 20

5. Fremgangsmåde ifølge krav 1-4, kendetegnet ved, at det gas- og vandtætte lag (15,15',15 1 ' ) består af en hærdeplast.

6. Fremgangsmåde ifølge krav 1-5, kendetegnet ved, at der via et rørsystem (18) tilføres vand til dele af betonkonstruktionen, som ikke er karbonatiseret.

7. Fremgangsmåde ifølge krav 1-6, kendetegnet 30 ved, at det gas- og vandtætte lag omfatter en facadeplade, som er tættende i forhold til et vægparti, som skal rehabiliteres. 35