Sprickbildning i frostskadad betong

Abstract

Betong är ett byggnadsmaterial som är vanligt förekommande i svensk infrastruktur, och som ofta utsätts för fukt till följd av väderexponering. Då vattnet växelvis fryser till is och tinar under de kalla vintermånaderna, utövas tryck i betongens porsystem, vilket riskerar leda till sprickbildningar. Dessa frostcykler orsakar både nya sprickor, och att gamla sprickor kan växa sig större. Detta arbete undersöker hur frostcykler inverkar på betong, med och utan befintliga sprickor, samt med och utan armering. Fokus har legat på hur sprickorna utbreder sig, och hur betongens egenskaper förändras. Resultat och slutsatser från tidigare utförd forskning har insamlats och sammanställts genom en litteraturstudie, parallellt med att ett experiment har utformats och utförts i Chalmers konstruktionslabb. Arbetet inleddes genom att en försöksplan utarbetades, och att ett betongrecept togs fram, varpå prov- och referenskroppar gjöts. Betongkropparna fick sedan härda under 28 dagar, nedsänkta i vatten. Genom kilklyvningsförsök förspräcktes därefter hälften av provkropparna, varpå samtliga provkroppar utsattes för noll respektive 100 eller 112 frostcykler. Under frostcyklerna var det viktigt att upprätthålla mängden vatten i provkropparna för att maximera den potentiella skadan i betongen. För att undersöka betongens hållfasthet utsattes referenskropparna därefter för tryckprover, samtidigt som egenfrekvensen hos prov- och referenskropparna bestämdes med ultraljudstester. Kilklyvningsförsök och avslutande ultraljudstest genomfördes slutligen, dels för att bestämma nedbrytningen hos provkropparna, dels för att kartlägga och utvärdera sprickornas utbredning. Resultaten sammanställdes och utvärderades sedan utifrån de på förhand bestämda förutsättningarna: förspräckning, antal frostcykler och förekomst av armering. Resultaten av ultraljudstestesterna visade att betongen var praktiskt taget opåverkad av frostcyklarna. Kilklyvningsförsöken gav i sin tur ett sprickmönster som inte skiljde särskilt mycket mellan provkropparna, vilket indikerar att betongen inte drabbades av frostskador. Orsaken till att frostcyklerna inte skadade betongen beror sannolikt på att mättnadsgraden inte var tillräckligt hög, vilket kan förklaras genom svårigheter med att bibehålla vattenhalten i proverna under frostcyklerna. Det kan även indikera att ett större antal frostcykler krävs för att skada betongen, och bör undersökas närmare i framtida forskning.