Material Properties of Bulk Hydrophobic Concrete in a Nordic Environment
Tid: Fr 2023-04-21 kl 13.00
Plats: B26, Brinellvägen 23, Stockholm
Videolänk: https://kth-se.zoom.us/j/67403522553
Språk: Engelska
Ämnesområde: Byggvetenskap, Betongbyggnad
Licentiand: Patrick Rogers , Betongbyggnad
Granskare: Professor Tang Luping, Chalmers University of Technology
Huvudhandledare: Professor Johan Silfwerbrand, Betongbyggnad
QC 230330
Abstract
Betong i sin oförändrade form tillåter masstransport av vätskor i och ur dess mikrostruktur. Dessa vätskor kan innehålla skadliga lösta ämnen som förändrar cementpastans kemi och/eller korrosionsegenskaperna hos armeringsjärnen, framför allt vätekarbonater (HCO3-), syre (O2) och kloridjoner (Cl-). Vatten och dess lösningar som innehåller salter, mestadels natriumklorider (NaCl), kan till och med orsaka fysisk skada på grund av fasförändringar (frysning och upptining).
Extern applicering av hydrofoba medel på cementpastans yta är en välkänd metod för att ändra masstransport genom denna gränsyta.
Bulkapplicering av hydrofoba medel i färdigblandad betong är också en möjlig väg, och resulterar i förändringar i hela cementpastan.
Denna licentiatavhandling presenterar relevanta aspekter rörande användningen av bulk-hydrofoba medel i betong inom intervall av vattencementtal = 0,40-0,50 (vct). Huvudfokus låg på triacylglyceroler (TAG) och alkyl-alkoxisilaner (”silaner”) med inblandning 1-3 % baserat på cementvikt.
Förändringar av tryckhållfasthet har observerats och dokumenterats under en treårsperiod. Den relativa reduktionen i mekanisk hållfasthet är omvänt proportionell mot vct. Ju högre tillsatsmängd i cementpastan desto lägre tryckhållfasthet. Kemiska skillnader inom de hydrofoba grupperna (TAG eller "silaner") resulterade i olika resultat. Detta var mest märkbart i vattenabsorption, tryckhållfasthet och kloriddiffusion.
Frysprovning visade märkbara skillnader, användningen av "silaner" var skadlig i dessa tester även i avjoniserat vatten. Den exakta mekanismen är okänd, men tunnslipsanalys visar på brist på luftporbildare (även om den tillsätts i stora mängder i den färska betongblandningen) och omfattande sprickbildning i hela cementpastan. Avskalningen i betong med TAG var mindre men behöver ytterligare förbättras.
De huvudsakliga egenskaperna avsedda med dessa medel var förmågan att förändra masstransport av vatten eller lösningar till cementpastan. Kapillärsugning och diffusion undersöktes. Att öka vct minskar effektiviteten hos de hydrofoba medlen för att motstå vattenupptagning. Detta sågs vid kapillärsugning och enkelriktad kloriddiffusionsprovning.
Raffinerade TAG:er var effektivare att minska kloriddiffusion än den oraffinerade, medan "silanerna" i visa fall faktiskt ökade mängden kloridjoner som överfördes inne i cementpastan. Något positiva effekt kan ses vid den lägre inkluderingstillsatsen (1 %). Att öka vct minskar motståndet mot kloridjondiffusion.
En fältteststation intill fordonstrafik etablerades också 2018 och 2019 men provkropparna har inte testats vid denna tidpunkt. Förhoppningen är att dessa och andra framtida studier ska leda till ett komplett doktorandprojekt.