Insinööritoimisto Sulin Official Distributor 1. Lisäsuojaa Xypex lisäaineellistetulla betonilla terästen ruostumista vastaan

Transkriptio

1 1 Lisäsuojaa Xypex lisäaineellistetulla betonilla terästen ruostumista vastaan Xypex Admix lisäaine sekä Xypex Concentrate pintakäsittelytuote ovat maailmanlaajuisesti tunnettuja ja luotettavia tuoteratkaisuja betonirakenteen vedeneristämiseen uusissa sekä vanhoissa rakenteissa. Tästä huolimatta Xypex teknologian ominaisuutta muodostaa lisäsuojaa betoniterästen korroosiota vastaan ei ole yhtä laajasti tiedostettu. Betonia rapauttavista kemikaaleista kloridit ovat varmasti ne tunnetuimmat ja rakenteita eniten rapauttavia kemikaaleja Suomessa. Betonirakenteet, mitkä joutuvat alttiiksi suoloille, ovat tyypillisesti rannikkoalueella sijaitsevia rakenteita, rakenteita joiden pinnalla suoloja käytetään jään sulatukseen sekä suoloja sisältävään maaperään rakennetut perustukset. Betonin korroosio Veteen liukenevat suolat tunkeutuvat hitaasti tiiviiseen betonirakenteeseen, mutta pääsevät etenemään estoitta rakenteeseen halkeamien kautta. Kloridit voivat hyvin nopeasti rapauttaa betonin teräksiä kiihdyttämällä niiden korroosiota. Rautaoksidi (ruoste) on fyysiseltä olomuodoltaan useita kertoja suurempi kuin teräs, josta se on peräisin, ja koska betonirakenteessa ei ole tilaa vastaanottaa tätä laajentumista, se halkeaa. Syntyneet halkeamat nopeuttavat edelleen kloridipitoisen veden mahdollisuuksia saavuttaa teräkset ja aiheuttavat yhä kiihtyvän rapautumisen kierteen betonirakenteessa. Korrosoivien aineiden tunkeutuminen betonirakenteeseen Betonisuojakerroksen halkeileminen ja lohkeileminen Korrossoituva teräs Reaktiossa ruostuva teräs laajenee Korrorsoivia komponenetteja voi löytyä myös betonimassan joukosta saastuneiden komponenttien vuoksi

2 2 Xypex teknologia Xypex teknologia estää veden tunkeutumista betonirakenteeseen täyttämällä kapilaaritiehyet sekä silloittamalla syntyneitä hiushalkeamia. Tutkimustulokset sekä käytännön kohteet ovat todistaneet, että Xypex käsitelty betoni estää veden tunkeuman ja sen pääsyn terästen luokse myös voimakkaan hydrostaattisen paineen alaisena. Loogisesti ajateltuna, mikäli veden tunkeutuminen betonirakenteeseen ja sen terästen luokse estyy, niin veteen liuenneiden suolojen eteneminen terästen luokse on myös estetty ja rapautumisen kierre on pysäytetty. Betonirakenteen tiivistämiseen ja veden tunkeumaa vastaan on muitakin ratkaisuja, mutta niissä kaikissa on heikkoutena veden tunkeutuminen halkeamien kautta. Vaikka itse betonimassassa käytettävät komponentit ovat kloridin kestäviä, niin halkeamat tarjoavat suoran ja esteettömän reitin kloridipitoisen veden tukeutumiselle betoniin ja rakenteen terästen saavuttamiselle. Xypex on puolestaan ainoa ratkaisu, mikä estää kloridien tunkeutumisen kiinteään betonirakenteeseen ja samalla kykenee silloittamaan ja sulkemaan vuotavat hiushalkeamat. Kansainvälisesti on tehty runsaasti riippumattomien osapuolien toimesta tutkimuksia Xypexin kloridien tunkeutumista estävästä ominaisuudesta. Ohessa olevassa taulukossa on esitetty yhteenvetona muutamia tutkimuksia, joissa todetaan Xypexin pidentävän betonirakenteen elinkaarta kloridipitoisessa ympäristössä. LABORATORIOTUTKIMUSTEN TULOKSIA Pvm Tuote Tutkimuslaitos Tulokset Pintakäsittely Twin City Testing and Engineering Laboratory, Inc, Minnesota, USA Lisäaine Mahaffey Associates, New South Wales, Australia Pintakäsittely Building Materials Testing Center, Tokyo, Japani Lisäine Department of Transportation, New Jersey, USA Lisäaine University of New South Wales, Australia (Jatkuu seuraavalla sivulla) ASTM C672 tutkimuksessa mitattiin Xypex pintakäsittelytuotteiden kykyä estää kloridien tunkeumaa betoniin. Xypex pintakäsittelyillä kappaleilla oli 50 % pienempi kloridipitoisuus 25 mm ja 125 mm syvyydessä kuin vertailukappaleilla. Vertailubetoni valmistettiin 0,4 v/s suhteutuksella ja huokosia tukkivalla lisäaineella. Xypex lisäaineellistettu betonimassassa oli % pienempi kloridien tunkeuma kuin vertailukappaleessa. Yli 270 päivän ajan betonikappaleet altistettiin 12 h suolaruiskutukselle ja 12 kuivumisajalle. 15 mm syvyydessä Xypex käsitellyllä kappaleella oli 67 % pienempi kloridien tunkeuma kuin vertailukappaleella. Tutkimuksessa tutkittiin Xypex Admix C-1000 toimintaa muita yleisesti käytössä olevia korroosiosuoja-aineita vastaan. Tutkimustulosten perusteella tutkijat suosittelivat Xypex lisäaineen käyttöä estämään kloridien tunkeumaa. Muunneltu ASTM C1202 tutkimus, NT Build päivää kestävä sodium kloridi tutkimus ja ACCI kloridien diffuusio tutkimus toteutettiin 0,55 v/s suhteutuksella (32 MPa). Elinkaarimallinnuksen perusteella Xypex lisäaineellistetulla betonilla todettiin olevan 5 kertaa pidempi elinkaari.

3 3 Pvm Tuote Tutkimuslaitos Tulokset Pintakäsittely Honnun Ltd, Reykjavik, Islanti Lisäaine & Pintakäsittely Kenttätutkimukset Sirindhorn International Institute of Technology, Thamasat University, Bangkok, Thaimaa Vuonna 1972 rakennettu silta on altistunut jäänsulatuksessa käytettäville klorideille. Silta käsiteltiin vuonna 1993 Xypex Concentrate tuotteella. Vuonna 2005 siltarakenteesta porattiin näytteitä tutkittavaksi. Tutkimustulosten perusteella Xypex pintakäsittelytuote oli vähentänyt kloridien tunkeumaa 15 %:lla. Vesisementtisuhteeltaan 0,4 v/s ja 0,5 v/s koekappaleet altistettiin kloridipitoiseen nesteeseen 9 kuukauden ajaksi. Tutkimuskappaleista tehtiin kahdet eri sarjat, joissa toisessa oli sementti sideaineena ja toisessa sementin lisäksi lentotuhkaa. Tutkimustulosten perusteella Xypex lisäineellistetussa ja pintakäsitellyssä koekappaleessa kloridien tunkeuma oli vähäisempää kuin vertailukappaleessa. Yllä olevan tutkimuslaitosten tekemän dokumentaation lisäksi Xypex tuotteiden toimintaa kloridien tunkeumaa vastaan on tutkittu pitkäaikaisissa kenttäkokeissa. Siltatutkimus (Wisconsin, USA) Wisconsin Milwaukeen Yliopisto teki kenttätutkimuksia yhdeksässä siltarakenteessa, joissa oli tehty erilaisia kloridien tunkeutumista estäviä ratkaisuja, mukaan lukien pintaeristeitä ja lisäaineita. Vuonna 1995 rakennetussa sillassa puolet siltarakenteesta oli tehty Xypex lisäaineellistetulla betonimassalla ja puolet ilman Xypexiä. Siltarakenne tutkittiin vuonna 2000 ja kloridien tunkeuma syvyyttä mitattiin useilta eri syvyyksiltä mukaan lukien terästen osalta. Tutkimusten mukaan Xypex oli ainut betonin lisäaine, mikä selkeästi vähensi kloridien tunkeutumista betonirakenteeseen. 50 mm syvyydessä Xypex lisäaineellistetussa betonirakenteessa oli keskimäärin 55 % alhaisempi kloridipitoisuus kuin vertailualueella.

4 4 Viimeisimmän kenttätutkimuksen kohteena oli 19 vuotta vanhat merivedelle altistuvat Xypex lisäaineellistetut betonirakenteet: Cronulla Marina (Australia) Vuonna 1994 betonirakenteinen laituri Australiassa Sydneyn Cronulla Marina alueella valettiin Xypex Admix lisäaineellistetulla betonimassalla. Pintalaatan paksuus on 100 mm ja raudoituksen etäisyys pinnasta on 40 mm. Vuonna 2013 laituri tutkittiin insinööritoimisto RCRC:n toimesta. Tutkimus sisälsi visuaalisen tarkastelun ja näytepalojen oton eri syvyyksiltä betonirakenteesta. Tutkimustulosten perusteella rakenteen odotetun eliniän laskettiin olevan 129 vuotta tutkimusajankohdasta eteenpäin.

5 5 Lascelles, Satamalaituri (Australia) Vuonna 1995 Melbournen lähellä sijaitseva Lescallesin satamalaituri valettiin Xypex Admix lisäaineellistetulla betonimassalla. Tammikuussa 2014 kohteen betonirakenteet tutkittiin kloridien tunkeuman osalta. Terästen suojabetonin paksuus oli 51 mm 76 mm ja tutkimustulosten perusteella mallinnettu rakenteen elinkaari on vuotta riippuen suojakerrospaksuudesta. Yllä olevat kenttätutkimukset osoittavat, että Xypex lisäaineellistetun betonirakenteen laskennallinen elinkaari kohteissa otettujen näytteiden perusteella on vuotta. Vaikka nämä laskennalliset arvot ovat jo itsessään erinomaisia, niin ovat ne vielä enemmän huomionarvoisia kun otetaan huomioon pieni suojabetonikerrospaksuus sekä erittäin suolapitoinen eteläinen Tyynenmeren olosuhde. Yhteenveto Sekä laboratoriotutkimukset että pitkän ajan kenttätutkimukset todistavat että Xypex lisäaineellistettu betonimassa antaa varman tavan pidentää betonirakenteen elinkaarta klorideille alttiina olevassa ympäristössä. Jo olemassa olevien rakenteiden suojaaminen voidaan tehdä Xypex pintakäsittelytuotteilla, joista on myös pitkäaikaisia kenttä- että laboratoriotutkimuksia. Lisätietoja ja artikkelissa esitetyt tutkimustulokset ovat saatavilla pyynnöstänne.