Effect of interacted deterioration parameters on service life of concrete in cold environment 1 (17) Tiivistelmä. Projektin nimi:

Transkriptio

1 1 (17) Tiivistelmä Projektin nimi: Effect of interacted deterioration parameters on service life of concrete in cold environment Projektin lyhyt nimi: DuraInt

2 2 (17) Sisältö 1 Johdanto Resurssit ja projektiorganisaatio Tulokset Tehtävä 1, Nykytilakartoitus Tehtävä 2, Kenttäkokeet Tehtävä 3, Yhteisvaikutuksen laboratoriokokeet Tehtävä 4, Vaurioitumismallinnus Tehtävä 5. Käyttöiän mallinnus Tehtävä 6. Kansainvälinen yhteistyö Yhteenveto Julkaisuluettelo... 13

3 3 (17) 1 Johdanto Betonirakenteet kylmissä oloissa voivat vaurioitua esimerkiksi kulutuksen, sisäisen pakkasvaurioitumisen, pakkas-suola rapautumisen tai raudoitteiden korroosion (kloridien tai karbonatisoitumisen aiheuttaman) takia. Kaikkia vaurioitumismekanismeja ei täysin tunneta, mutta perus materiaali- (lujuus, w/c, ilma määrä ja laatu, jne.) ja ympäristöparametrit (vedelläkyllästysaste, lämpötila yms.) ja niiden vaikutus tunnetaan. Eri vaurioitumisparametrien yhteistoiminta yleensä lyhentää käyttöikää, mutta on suurelta osin hyvin huonosti tunnettu. Uutuus tässä tutkimuksessa oli eri vaurioitumismallien yhdistäminen yhteen käyttöikälaskennan malliin sekä sen soveltaminen erilaisiin kylmiin olosuhteisiin. Päämääränä oli luoda käyttöikä malli, joka ottaa huomioon yhteistoiminnan, kun eri vauriomekanismit vaikuttavat yhtäaikaisesti. Tutkimuksen tavoitteet olivat: tarkastella yhteistoiminnan fysikaalisia perusteita kerätä laboratorio- ja kenttäkokein tietoa yhteistoiminnan vaikutuksesta käyttöikään kehittää käyttöiän laskentamalli yhteistoiminnan kuvaamiseen. Tämä tutkimus oli osa kansainvälistä yhteistyötä Suomen, USA:n, Kanadan, Portugalin ja Norjan kanssa. Suomessa tutkimus toteutettiin Aalto yliopiston ja VTT:n yhteistyönä. Suomessa hanketta rahoittivat TEKES, Tiehallinto/Liikennevirasto, Ratahallintokeskus, Finnsementti Oy, Parma Oy, Rudus Oy, SBK-säätiö, Helsingin kaupunki, Tampereen kaupunki, Suomen Betoniyhdistys ry sekä TKK/Aalto yliopisto. Tutkimus jakautui kuuteen tehtävään: 1. nykytilaselvitys 2. kenttätutkimus 3. yhteistoiminnan laboratoriotutkimukset 4. vaurioitumismallinnus 5. käyttöikämallinnus 6. kansainvälinen yhteistyö.

4 4 (17) 2 Resurssit ja projektiorganisaatio Projektipäällikkö: VTT TKK/Aalto yliopisto Markku Leivo Esko Sistonen Projektinvastuullinen johtaja: VTT Heikki Kukko TKK/Aalto yliopisto Jari Puttonen Projektin johtoryhmä: Virpi Mikkonen, TEKES Ossi Räsänen, Liikennevirasto Jorma Virtanen, Finnsementti Oy Risto Mannonen, BY Petri Mannonen, RT Seppo Matala, Matala Consulting Vesa Anttila, Rudus Oy Jouni Punkki, Consolis Technology Oy Risto Parkkila, VR-Track Oy Pekka Siitonen, Ely-keskus Jari Puttonen, Aalto Yliopisto Heikki Kukko, VTT Projektin tukemiseksi perustettiin myös sidosryhmistä koostunut työryhmä: Ossi Räsänen, Liikennevirasto Esa Heikkilä, Finnsementti Oy Risto Mannonen, BY Petri Mannonen, RT Seppo Matala, Matala Consulting Vesa Anttila, Rudus Oy Jouni Punkki, Consolis Technology Oy Risto Parkkila, VR-Track Oy Pekka Siitonen, Ely-keskus Marja Englund, Fortum Oyj Jari Puttonen, Aalto Yliopisto Heikki Kukko, VTT Muut projektin tekemiseen merkittävästi osallistuneet henkilöt: Hannele Kuosa, VTT Erkki Vesikari, VTT Erika Holt, VTT Miguel Ferreira, VTT Jukka Piironen, Aalto Yliopisto Olli-Pekka Kari, Aalto Yliopisto Fahim Al-Neshawy, Aalto Yliopisto Alihankkijat ja ostetut palvelut: Laboratoriokokeita teki: VTT Expert Services Oy Kenttäkokeissa lämpö ja kosteusmittauksia teki: Fortum Oyj

5 5 (17) 3 Tulokset Tutkimus toteutettiin kuudessa Tehtävässä (Kuva 1). Tehtävien välillä oli hyvin tiivis yhteistyö ja tietojen vaihto. Jäljempänä esitetään kunkin tehtävän tavoitteet ja päätulokset. Kuva 1. DuraInt tutkimuksen rakenne. 3.1 Tehtävä 1, Nykytilakartoitus Laadittiin nykytilaraportti. Tämän raportin tarkoituksena on tarkastella eri vauriotekijöitä, kun ne vaikuttavat yksin ja yhdessä muiden vaurioittavien rasitusten kanssa ja sitten laatia malleja käyttöiän laskentaan Vuorovaikutus kahden tai useamman tyyppisen vauriorasituksen välillä yleensä nopeuttaa hajoamista. Yhdistetyn vaurioitumisen vaurioitumisaste on kuvattu erillisten vaurioitumisasteiden ja yhteistoimintakertoimen avulla. Fysikaalisten vaurioitumismekanismien katsaus osoittaa, että yhteistoiminta pääsääntöisesti lyhentää rakenteiden odotettavissa olevaa käyttöikää. Esitetään yhteistoimintakertoimen määrittelemiseen lähestymistapa. Laboratoriokokeita tai kenttäseurannasta saatavalla tiedolla on mahdollista määrittää yhteistoimintakertoimet. 3.2 Tehtävä 2, Kenttäkokeet DuraInt projektissa tavoitteena oli uuden tieolosuhteita vastaavan koekentän perustaminen jo olemassa olleiden kahden koekentän lisäksi (Kuva 2). Kenttätutkimuksiin sisältyi sekä kloridien tunkeutumisen, suola-pakkas- ja pakkas-vaurioitumisen että karbonatisoitumisen koesarjoja. Kloridien tunkeutumisnopeudesta tavoitteena oli saada tietoa nimenomaan tieolosuhteissa Suomessa. Tieolosuhteissa kloridit pääsevät suolauskauden aikana tunkeutumaan betoniin, mutta toisaalta voivat erityisesti sateiden vaikutuksesta siitä myös poistua. Tavoitteena oli saada tietoa myös siitä, miten betonipinnan laadun parantaminen muottikangasta tai vettä

6 6 (17) hylkivää impregnointia käyttäen vaikuttaa kloridien tunkeutumiseen tieolosuhteissa sekä siitä, miten etäisyys tiestä vaikuttaa betonipinnalle kulkeutuvien ja siihen tunkeutuvien kloridien määrään. Karbonatisoitumisnopeudesta tavoitteena oli saada tietoa sateelta suojatussa ulkoolosuhteessa, joissa karbonatisoitumisnopeuden tiedetään olevan suurinta. Betonin sideainevaikutusten lisäksi tavoitteena oli saada tietoa vesi-sideainesuhteen sekä myös suojahuokostuksen määrän ja laadun merkityksistä sekä pakkas- ja suolapakkasvaurioitumisessa että myös kloridien tunkeutumisessa ja karbonatisoitumisessa. Sekä kloridien tunkeutumisen että karbonatisoitumisen osalta saatiin jo kolmen vuoden kenttäkokeiden aikana tuloksia vesi-sideainesuhteen, sideaineen koostumuksen ja ilmamäärän vaikutuksista sekä betonipinnan suojaus- ja tiivistysmenetelmien tehokkuudesta. Tuloksia voitiin myös jo verrata laboratoriossa kiihdytetyin koemenetelmin saatuihin tuloksiin. Jatkossa näiden kenttäkokeiden antama tieto varmentuu oleellisesti. Pakkas-suolarapautuman osalta on ollut jo pitkään tiedossa se, että betonin todellinen rapautuminen ei aina vastaa laboratoriossa tehtyjen kiihdytettyjen kokeiden antamaa ennakkotietoa. DuraInt projektissa aloitettujen kenttäkokeiden avulla tullaankin jatkossa saamaan paljon tarkkaa tietoa kenttäolosuhteissa tapahtuvasta vaurioitumisesta. Tuloksia voidaan jatkossa myös verrata laboratoriossa tehtyjen kokeiden antamiin tuloksiin, jotka sisältävät myös tulokset vanhennetuilla koekappaleilla. Oleellista on, että kenttäkokeet ovat nyt käynnissä ja kaikki lähtötiedot ja tulokset ovat siten tallennettuna, että ne säilyvät käyttökelpoisina uusienkin sukupolvien käyttöön. Kenttäkokeiden tulokset ovat näin jatkossa käytettävissä betonin säilyvyyden käyttöikämallinnusta kehitettäessä ja verifioitaessa. Kuva 2. Koekenttien sijainti Suomessa. Kotkassa sijaitseva koekenttä on tienvieruskoekenttä, jossa koekappaleisiin kohdistuu tiesuolauksen vuoksi myös kloridirasitus. DuraInt-projektin koekappaleita sijoitettiin myös Ruotsiin Borås in tienvieruskoekentälle. 3.3 Tehtävä 3, Yhteisvaikutuksen laboratoriokokeet Tehtävän tarkoituksena oli selvittää laboratoriokokein miten vaurioitumismekanismien yhteistoiminta vaikuttaa odotettavissa olevaan käyttöikään. Laboratoriokokeissa tutkittiin seuraavia yhdistettyjä vauriomekanismeja:

7 7 (17) karbonatisoituminen ja pakkasvaurioituminen (sisäinen) karbonatisoituminen ja suola-pakkasrasitus karbonatisoituminen ja kloridien tunkeutuminen pakkasrasitus ja kloridien tunkeutuminen karbonatisoitumisen ja kloridien kemialliset vaikutukset sementtikiveen. Laboratoriokokeiden rakenne esitetään kuvassa 3. Kuva 3. Yhteisvaikutuksen laboratoriokokeiden toteuttaminen. Karbonatiasoitumisen pakkasrapautumista kiihdyttävästä vaikutuksesta saatiin osin ristiriitaisia tuloksia. Osassa koesarjoissa vaikutus oli hyvin selvä kaikilla sideainetyypeillä, mutta osassa sarjoissa vaikutus oli merkityksetön. Pakkasvaurioitumisen (sisäisen) vaikutus karbonatisoitumiseen oli yllättävän vähäinen. Vaikka betoniin pakkasvaurioitumisesta syntyy halkeilua, ei karbonatisoituminen juurikaan kiihtynyt. Ilmeisesti halkeilu on pääsääntöisesti pinnan suuntaista, eikä siten vaikuta karbonatisoitumiseen suuresti. Kloridien tunkeutumisella näytti olevan karbonatisoitumista hidastava vaikutus. Ilmeisesti tämä vaikutus johtui lähinnä tasapainokosteuspitoisuuden kasvusta. Kosteammissa kappaleissa karbonatisoituminen eteni hitaammin. Merkittävä vaikutus havaittiin karbonaisoitumisella kloridien tunkeutumiseen. Karbonatisoituneen betonin kloridivastus oli heikentynyt erittäin paljon. Kemiallisilla TG ja XRD kokeilla todettiin, että kiihdytetyissä karbonatisoitumiskokeissa käytetyt 1% ja 4% CO2-pitoisuudet eivät muuttaneet merkittävästi kemiallisia reaktioita tai mineralogiaa karbonatisoitumisessa verrattuna luonnollisessa olossa tapahtuvaan karbonatisoitumiseen. Pakkasvaurioitumisen yllättävän lievä vaikutus kloridien tunkeutumiseen havaittiin. Ilmeisesti tässä vastaavasti kuin karbonatisoitumisessakin sisäisen halkeilun orientoituminen lievensi vaikutusta. Vaikutus oli kloridien tunkeutumista kiihdyttävä, mutta lievempi kuin oletus oli. Kloridien vaikutus betonin tasapainokosteuksiin oli hyvin suuri. Kosteuspitoisuus nousi esimerkiksi 4,5%:sta 6,5%:iin kloridipitoisuuden kasvaessa 0:sta 0,9%:iin. Tällä kasvulla on suuri merkitys mallinnuksessa mm. muiden aineiden diffuusion osalta.

8 8 (17) 3.4 Tehtävä 4, Vaurioitumismallinnus Tutkimuksen osassa oli tavoitteena selvittää kloridien, karbonatisoitumisen ja jäätymisen yhteisvaikutus betonin vaurioitumiseen perustuen matemaattiseen malliin. Kosteuden ja lämpötilan sekä ulkopuolisen kloridirasituksen vaihtelut tuli huomioida mallinnuksessa. Lisäksi erillistapauksena selvitettiin simulaatiolla kloridien tunkeumaa halkeamien kautta. Mallinnuksessa tutkittiin seitsemää eri betonilaatua; Vesi-sementtisuhde vaihteli välillä ja laatuina käytettiin tavanomaisen yleissementin lisäksi rapid -tyyppistä sementtiä tai seoksia, jotka sisälsivät masuunikuonaa tai lentotuhkaa. Kuvassa 4 on esitetty esimerkinomaisesti halkeamien mallinnuksessa käytetty laskentaverkko sekä tuloksien vertailu simulaation ja koetulosten välillä. Kuva 4. Laskentaverkko sekä vertailu simuloidun ja laboratoriotuloksen välillä Tutkimuksen osassa saadut tulokset korostavat eri vaurioitumismekanismien yhteisvaikutuksen huomiointia laskennoissa. Perinteisin menetelmin suoritettu laskenta, vain yhtä vaurioitumisilmiötä käsitellen voi johtaa merkittävään vaurioitumisen aliarviointiin. Käyttöikälaskennat ja sementtityyppien valinta tulisi, mikäli mahdollista, suorittaa tarkastellen vallitsevaa ilmiömaailmaa ja muiden ilmiöiden vaikutusta kokonaisuudessaan. Halkeamien vaikutus voitaisiin huomioida simuloinneissa. 3.5 Tehtävä 5. Käyttöiän mallinnus Tutkimuksen tavoitteena oli analysoida laboratoriossa ja kentällä tehdyistä pakkaskokeista saatuja tuloksia, tutkia eri turmeltumistekijöiden keskinäisiä vuorovaikutuksia ja kehittää näiden havaintojen pohjalta käyttöikämitoituksen laskentamalleja. Tavoitteena oli ennen kaikkea parantaa pakkasrapautumisen käyttöikämallien luotettavuutta kenttäkokeista saatujen kokemusten perusteella. Toisena tavoitteena oli selvittää sekä sisäisen pakkasrapautumisen että pinnan rapautumisen vaikutus raudoituksen korroosion aktivoitumisaikaan. Pakkasrapautumisen eteneminen arvioidaan kriittisen vedelläkyllästysasteen menetelmään perustuen. Kuvassa 5 on esitetty esimerkki siitä, miten sekä sisäinen pakkasrapautuminen että pinnan rapautuminen kiihdyttävät betonin karbonatisoitumista.

9 9 (17) 1 Degree of degradation (as a proportion of limit state) Carbonation Surface scaling Internal frost damage Year Kuva 3. Karbonatisoitumisen simulointi yhdessä samanaikaisesti tapahtuvan sisäisen pakkasrapautumisen ja betonipinnan rapautumisen kanssa. Kenttäkoetulosten perusteella vesi-sideainesuhteen merkitys betonin pakkassuolarapautumiseen on suurin ja sen merkitys jopa kasvaa iän mukana. Ilmapitoisuudella on kohtalaisen suuri vaikutus pakkasrapautumiseen, mutta sen merkitys näyttäisi hieman vähenevän iän mukana. Sideainetyypillä on myös suuri vaikutus rapautumisnopeuteen, mutta senkin merkitys näyttäisi iän mukana heikkenevän. Kaikista tutkituista sideainetyypeistä masuunisementti oli selvästi heikoin. Pakkasrapautumisen vaikutus karbonatisoitumiseen ja kloridien tunkeutumiseen voi olla suuri ja se tulisi ottaa huomioon pakkasrasitukselle altistuvan betonirakenteen käyttöikää arvioitaessa. Yhteisvaikutus voidaan arvioida simulointiohjelmalla tai käyttöikämitoituksen kaavoilla, joissa turmeltumisen keskinäiset vuorovaikutukset on otettu huomioon 3.6 Tehtävä 6. Kansainvälinen yhteistyö Kansainvälisen yhteistyön syventämiseksi suoritettiin tutkimusta kolmessa eri yliopistossa: University of Toronto, Hokkaido University sekä University of Coimbra. Samanaikaisesti pyrittiin mahdollisuuksien mukaan luomaan uusia kontakteja sekä konferensseissa että muissa tapaamisissa. Alla on listattu vierailut ja kontaktihenkilöt eri yhteyksissä. Kanada, University of Toronto ( ) Prof. Doug Hooton Prof. Daman Panesar Japani, Hokkaido University ( ) Prof. Toyoharu Nawa Dr. Yogarajah Elakneswaran Portugali,University of Coimbra ( ) Dr. Fernando Branco Konferenssit tutkijavierailujen aikana ACI Spring Convention; Chicago, IL FIB & PCI Annual Convention; Washington D.C.

10 10 (17) Tutkijavierailujen ulkopuoliset konferenssit Nordic Concrete Research. NCR Bålsta, Sweden. Nordic Exposure Sites: Input to revisions of EN Workshop. Nordic Miniseminar, Hirtshals Denmark, November The Nordic Concrete Federation. COST C 25. Sustainability of Constructions. Integrated approach to Lifetime Structural Engineering. Proc Int Seminar. Dresden 6-7 Oct Concrete Solutions, Proceedings of the International Conference on Concrete Solutions, Padua, Italy, June th International Conference on Structural Mechanics in Reactor Technology (SMiRT 20), Espoo, Finland, August 9-14, 2009 ConMat'09-4th International Conference on Construction Materials: Performance, Innovations and Structural Implications, Nagoya, Japan, August, 2009 ConcreteLife 09 Workshop: 2nd International RILEM Workshop on Concrete Durability and Service Life Planning, 6-10 September 2009, Haifa, Israel Euroinfra 2009, International ECCE Conference, October 15-16, 2009, Helsinki, Finland COST C 25. Sustainability of Constructions. Integrated approach to Lifetime Structural Engineering. Proc Int Seminar. Timisoara Oct nd International Conference on Sustainable Construction Materials and Technology, June Ancona, Italy, 11 p. CIB W , 27th International Conference Applications of IT in the AEC Industry. Cairo, Egypt November 2010 Nordic Concrete Research NCR 2011, Hämeenlinna, Finland, 30th May 1st June Muut kontaktit ja tapaamiset Dr. Kenneth Snyder ja Dr. Dale Bentz, NIST; Washington D.C. Julia Tcherner, AECL; Mississauga, ON Prof. Larry Sutter, Michigan Tech; Houghton, MI Prof. Nemy Banthia, University of British Columbia; Vancouver, BC Prof. Jacques Marchand ja Dr. Eric Samson, Université Laval; Québec, QC Dr. Takahiro Sagawa, Nittetsu Cement, Hokkaido Dr. Mongkhon Narmluk, King Mongkuts Univ. of Tech. Thonburi, Thailand/Hokkaido University Prof. Takashi Ono, Hokkai-Gakuen Univ., Hokkaido Veraileva tutkija Prof. Dr. Miguel Ferreira, University of Minho, Portugal. Tuli vierailevaksi tutkijaksi helmikuussa 2011 VTT:lle ja hän on osallistunut suuresti tehtävien 4 ja 5 toteuttamiseen.

11 11 (17) Pohjoismainen yhteistyö NTNU Norjan teknillisen yliopiston kanssa tehtiin kylmien alueiden merirakenteiden säilyvyyteen liittyviä kokeita ja näytteenottoa. Suomesta otettiin näytteitä Raahen ja Oulun majakoilta. Aiheesta on käynnissä väitöskirjatutkimus Norjassa. Suomaisia näytteitä käytettiin teoreettisten mallien ja laboratoriokokeiden kalibrointiin. SP Yhteistyö SP:n (SP Sveriges Tekniska Forskningsinstitut) kanssa oli tiivistä. Heidän Borås koekentälleen vietiin Suomesta näytteitä hankkeen aikana. Yhteistyö erityisesti tehtävien 2 ja 3 osalta. Dr.Peter Utgenannt yhteyshenkilönä Chalmers University Prof. Luping Tang yhteyshenkilönä. Yhteistyö erityisesti kloridien tunkeutumisen tutkimuksessa tehtävissä 3 ja 2.

12 12 (17) 4 Yhteenveto Tutkimuksen Effect of interacted deterioration parameters on service life of concrete in cold environment DuraInt tavoitteena oli selvittää eri vauriomekanismien yhteistoimintaa sekä kehittää käyttöikämalli, jossa nämä yhteisvaikutukset saadaan huomioitua. Kirjallisuusselvityksillä selvitettiin kanainvälinen nykytila ja mallinnuksen taso yhteistoiminnan osalta. Kettä ja laboratoriokokein selvitettiin yhteistoiminnan vaikutusta. Näitä kokeita käytettiin vaurioitumisen ja käyttöiän mallinnukseen. DuraInt projektissa aloitettujen kenttäkokeiden avulla tullaan jatkossa saamaan paljon tarkkaa tietoa kenttäolosuhteissa tapahtuvasta vaurioitumisesta. Tuloksia voidaan myös verrata laboratoriossa tehtyjen kokeiden antamiin tuloksiin, jotka sisältävät myös tulokset vanhennetuilla koekappaleilla. Sekä kloridien tunkeutumisen että karbonatisoitumisen osalta saatiin jo kolmen vuoden kenttäkokeiden aikana tuloksia vesi-sideainesuhteen, sideaineen koostumuksen ja ilmamäärän vaikutuksista sekä betonipinnan suojaus- ja tiivistysmenetelmien tehokkuudesta. Tuloksia voitiin myös jo verrata laboratoriossa kiihdytetyin koemenetelmin saatuihin tuloksiin. Jatkossa näiden kenttäkokeiden antama tieto varmentuu oleellisesti. Laboratoriokokeissa erityisesti kloriditunkeutumisen osalta Suomen osaamista nostettiin hyvin paljon. Samoin halkeilun, karbonatisoitumisen ja pakkasvaurioitumisen vaikutuksesta kloridien tunkeutumiseen saatiin hyvin uutta tietoa. Oleellista on, että kenttäkokeet ovat nyt käynnissä ja kaikki lähtötiedot ja tulokset ovat siten tallennettuna, että ne säilyvät käyttökelpoisina uusienkin sukupolvien käyttöön. Kenttäkokeiden tulokset ovat näin jatkossa käytettävissä betonin säilyvyyden käyttöikämallinnusta kehitettäessä ja verifioitaessa. Vaurioitumismallinnuksella saadut tulokset korostavat eri vaurioitumismekanismien yhteisvaikutuksen huomiointia laskennoissa. Perinteisin menetelmin suoritettu laskenta, vain yhtä vaurioitumisilmiötä käsitellen voi johtaa merkittävään vaurioitumisen aliarviointiin. Käyttöikämallinnuksen perusteella vesi-sideainesuhteen merkitys betonin pakkassuolarapautumiseen on suurin ja sen merkitys jopa kasvaa iän mukana. Ilmapitoisuudella on kohtalaisen suuri vaikutus pakkasrapautumiseen, vaikka sen merkitys näyttäisi hieman vähenevän iän mukana. Sideainetyypillä on myös suuri vaikutus rapautumisnopeuteen, mutta senkin merkitys näyttäisi iän mukana heikkenevän. Kaikista tutkituista sideainetyypeistä masuunisementti oli selvästi heikoin. Pakkasrapautumisen vaikutus karbonatisoitumiseen ja kloridien tunkeutumiseen voi olla erittäin suuri ja se tulisi ottaa huomioon pakkasrasitukselle altistuvan betonirakenteen käyttöikää arvioitaessa. Yhteisvaikutus voidaan arvioida simulointiohjelmalla tai käyttöikämitoituksen kaavoilla, joissa turmeltumisen keskinäiset vuorovaikutukset on otettu huomioon

13 13 (17) 5 Julkaisuluettelo Tutkimusraportit: Sistonen, E., Vesikari, E., Effect of Interacted Deterioration Parameters on Service Life of Concrete Structures in Cold Environments State of the Art, VTT Research Report VTT-R , 2008, 42 p. Holt, E., Kuosa, H., Leivo, M., Vesikari, E., DuraInt-Project Workshop - Effect of interacted deterioration parameters on service life of concrete structures in cold environments, March , Espoo, Finland. VTT Working Papers 116, 2009, 32 p. Vesikari, E. Carbonation and Chloride Penetration in Concrete, with Special Objective of Service Life Modelling by the Factor Approach, VTT Research Report VTT-R , 2009, 40 p. Kuosa, Hannele. Concrete durability field testing, Field and laboratory results in DuraInt-project. VTT Research report VTT-R , June 2011 Markku Leivo, Esko Sistonen, Fahim Al-Neshawy, Jukka Piironen, Hannele Kuosa, Erika Holt & Cecilia Nordqvist. Effect of interacted deterioration parameters on service life of concrete structures in cold environments, Laboratory test results (Under preparation) Kari, Olli-Pekka. Duraint Report Task 4 - Deterioration Models with Interaction. (Under preparation) Erkki Vesikari & Miguel Ferreira. Frost Deterioration Process and Interaction with Carbonation and Chloride Penetration Analysis and Modelling of Test Results. VTT Research report VTT-R June p. TKK/Aalto Julkaisutoiminta: Al-Neshawy, F., Pöntinen, P., Erving, A., Salo, P., Heiska, N., Kukko, A., Kaartinen, H., Puttonen, J., Detecting the deterioration of building facades using terrestrial laser scanning technique IABSE Conference on Information and Communication Technology (ICT) for Bridges, Buildings and Construction Practice, June 4-6, Helsinki, Finland. 7 p. Sistonen, E. Pakkanen ja korroosio syövät talojen betonijulkisivuja, (Frost and Corrosion deteriorated Concrete Facades of Buildings) E-lehti Tietysti.fi, 2008 ( ), Helsinki, (in Finnish). Sistonen, E., Cwirzen, A., Puttonen J., Corrosion mechanism of hot-dip galvanised reinforcement bar in cracked concrete, Corrosion Science, Vol. 50, No. 12. pp Impact factor Kari, O-P., Modelling the Durability of Concrete for Nuclear Waste Disposal Facilities, Licentiate Thesis, 2009, TKK Helsinki University of Technology. Espoo. Finland (in English), 110 p.

14 14 (17) Al-Neshawy, F., Peltola, S., Piironen, J., Erving, A., Heiska, N., Salo, P., Nuikka, M., Kukko, A., Puttonen, J., The Potential of Terrestrial Laser Scanning for Detecting the Deterioration of Building Facades, Concrete Solutions, Proceedings of the International Conference on Concrete Solutions, Padua, Italy, June 2009, pp Al-Neshawy, F., Sistonen, E., Piironen, J., Peltola, S., Puttonen, J., Monitoring Relative Humidity and Temperature for Life-Time Assessment of Sandwich-Type Concrete Structures, 20th International Conference on Structural Mechanics in Reactor Technology (SMiRT 20), Espoo, Finland, August 9-14, Kari, O-P, Puttonen, J., Modelling the Aging of Concrete as a Technical barrier in Nuclear Waste Disposal Facilities, 20th International Conference on Structural Mechanics in Reactor Technology (SMiRT 20), Espoo, Finland, August 9-14, Iivonen, P., Turunen, E., Puttonen, J., Serviceability Limit State and Crack Width Analysis of Concrete Structures in Nuclear Power Plants, 20th International Conference on Structural Mechanics in Reactor Technology (SMiRT 20), Espoo, Finland, August 9-14, Kari, O-P., Puttonen, J., Modelling Concrete Degradation for the Life Span of Over 500 Years, ConMat'09-4th International Conference on Construction Materials: Performance, Innovations and Structural Implications, Nagoya, Japan, August, Sistonen, E., Service Life of Hot-dip Galvanised Reinforcement Bars in Carbonated and Chloride-Contaminated Concrete, TKK-R-DISS-5, Doctoral Thesis, Espoo, 2009, 161 p.+ app. 16 p. Al-Neshawy, F., Sistonen, E., Piironen, J., Peltola, S., Puttonen, J., Assessment of the moisture and thermal performance of repaired building facades, Euroinfra 2009, International ECCE Conference, October 15-16, 2009, Helsinki, Finland, Abstract on pages and the article on CD-ROM. Al-Neshawy, F., Piironen, J., Peltola, S., Erving, A., Heiska, N., Nuikka, M., Puttonen, J. (2010) Measuring the bowing of marble panels in building facades using terrestrial laser scanning technology, Journal of Information Technology in Construction (ITcon), Vol. 15, pg , Kari, O-P., Puttonen, J., Modeling the ageing of concrete under nuclear waste disposal conditions, 3rd fib International Congress, May 29 - June 3, Washington, USA, 10 p. Sistonen, E., Puttonen, J., Durability study of hot-dip galvanized reinforcement bars in carbonated and chloride-contaminated concrete, 3rd fib International Congress, May 29 - June 3, Washington, USA, 10 p. Leinonen, A., Chloride Ingress into Concrete and Determining Chloride Profiles by Titration, Master s Thesis, Espoo, 2010, 71 p. + app. 4 p. Sillanpää, M., The Effect of Cracking on Chloride Diffusion in Concrete, Master s Thesis, Espoo, 2010, 80 p. + app. 54 p. Johansson, N., The Interaction of Frost Deterioration of Concrete and Carbonation of Concrete, Candidate s Thesis, Espoo, 2010, 16 p. (in Finnish).

15 15 (17) Rahkonen, T., Moisture Damage in Concrete Structures and Identification of Damage, Candidate s Thesis, Espoo, 2010, 22 p. (in Finnish). Salo, M., Deterioration Mechanisms and Interaction of Reinforced Concrete Structures in Sea Water, Candidate s Thesis, Espoo, 2010, 17 p. (in Finnish). Sistonen, E., Uutta tietoa kuumasinkittyjen betoniterästen käyttöiästä, (The new Research Knowledge concerning Service Life of Hot-dip Galvanised Reinforcements) Rakennustekniikka, Vol. 66, 2/2010, Helsinki, pp (in Finnish). Al-Neshawy, F., Laurila, T., Piironen, J., Vuorinen, V., Mäkitalo, M., Puttonen, J., The Use of ICT for Monitoring the Hygrothermal Behaviour of Building Structures. CIB W , 27th International Conference Applications of IT in the AEC Industry. Cairo, Egypt November Digital proceedings on CD. 12 p. Al-Neshawy Fahim, Piironen Jukka & Sistonen Esko. Effect of NaCi and different CO2 concentrations on the mineral compositions of hardened cement paste. Nordic Concrete Research NCR The Nordic Concrete Federation 1/2011 Publication No. 43. pp Piironen Jukka, Al-Neshawy Fahim & Sistonen Esko. The Effect of Cracking on Chloride Migration in Concrete. Nordic Concrete Research NCR The Nordic Concrete Federation 1/2011 Publication No. 43. pp Fahim Al-Neshawy, Jukka Piironen, Esko Sistonen, Jari Puttonen, Chemical changes of cement pastes due to the effect of the interacted carbonation and chloride penetration 1st International Congress on Durability of Concrete (ICDC) Trondheim, Norway, June 18-21, (In process) VTT Julkaisutoiminta: Kuosa, Hannele, Durafield-projekti - betonin säilyvyyden pitkäaikaiset kenttätutkimukset (Durafield project concrete durability field testing), Betoni, Vol. 4, 2007, pp Kuosa, Hannele, Concrete durability field testing - Durafield-project, Proceedings Nordic Concrete Research. NCR. Bålsta, Sweden, 2008, pp Salparanta, Liisa; Kuosa, Hannele, Kloridien tunkeutumisen pienentäminen betoniin (Decreasing chloride penetration into concrete), Betoni. Vol. 3, 2008, pp Kuosa, H., Vesikari, E., Holt, E., Leivo, M., Field and Laboratory Testing and Service Life Modelling in Finland, Nordic Exposure Sites: Input to revisions of EN Workshop Proceeding from a Nordic Miniseminar, Hirtshals Denmark, November The Nordic Concrete Federation, pp Vesikari, E. & Landolfo, R., Durability and Service Life Prediction Methodologies. COST C 25. Sustainability of Constructions. Integrated approach to Lifetime Structural Engineering. Proc Int Seminar. Dresden 6-7 Oct p.

16 16 (17) Landolfo, R. & Vesikari, E., State-of-the-art report on Service Life Design Methods. COST C 25. Sustainability of Constructions. Integrated approach to Lifetime Structural Engineering. Proc Int Seminar. Dresden 6-7 Oct p. Vesikari, E., Puttonen, J., Hiltunen, V., Mattila, A., Service Life Management System of Concrete Structures in Nuclear Power Plants, 20th International Conference on Structural Mechanics in Reactor Technology (SMiRT 20), VTT Symposium 256, Espoo, Finland, August 9-14, pp Holt, E., Kuosa, H., Leivo, M., Vesikari, E., Deterioration by frost, chloride and carbonation interactions based on combining field station and laboratory results. ConcreteLife 09 Workshop: 2nd International RILEM Workshop on Concrete Durability and Service Life Planning, 6-10 September 2009, Haifa, Israel. pp Vesikari, E. & Giarma, C. & Bleiziffer, J Degradation Models of Concrete Structures. COST C 25. Sustainability of Constructions. Integrated approach to Lifetime Structural Engineering. Proc Int Seminar. Timisoara Oct p. Vesikari, E., Life Cycle Management Tools for Infrastructure using LIFECON Procedures and Calculation Methods, Proceedings of EUROINFRA conference, October 15-16, 2009, Helsinki, Finland, 11 p. Holt, E., Kuosa, H., Leivo, M., Al-Neshawy, F., Piironen, J., Sistonen, E., Accounting for coupled deterioration mechanisms when designing durable concrete containing mineral byproducts, 2nd International Conference on Sustainable Construction Materials and Technology, June Ancona, Italy, 11 p. Vesikari Erkki. Modelling of Carbonation and Chloride Penetration Interacted by Frost Damage in Concrete. Nordic Concrete Research NCR The Nordic Concrete Federation 1/2011 Publication No. 43. pp Kuosa Hannele. Concrete durability field testing in Finland. Nordic Concrete Research NCR The Nordic Concrete Federation 1/2011 Publication No. 43. pp Holt Erika & Leivo Markku. Concrete Durability Based on Coupled Laboratory Deterioration by Frost, Carbonation and Chloride. Nordic Concrete Research NCR The Nordic Concrete Federation 1/2011 Publication No. 43. pp Concrete durability based on coupled deterioration by frost, carbonation and chloride. 1st International Congress on Durability of Concrete (ICDC) Trondheim, Norway, June 18-21, (In process) H. Kuosa, M. Leivo, E. Holt, C. Nordqvist, J. Piironen, R.M. Ferreira. Effect of frost deterioration on chloride penetration and carbonation testing results and field verification. IABMAS th International Conference on Bridge Maintenance, Safety and Management. Vila Erba, Lake Como, Italy, July 8-12, 2012 (In process) Ferreira R.M. Vesikari E.Critical analysis of normative approaches to service life design: FIB MC - SLD, BY 50 AND LNEC E465. IABMAS th International Conference on Bridge Maintenance, Safety and Management. Vila Erba, Lake Como, Italy, July 8-12, 2012 (In process)

17 17 (17) Vesikari E., Ferreira R.M. & Nordqvist C. Modelling synergistic effect of carbonation/chloride penetration and frost for the service life design of concrete. IABMAS th International Conference on Bridge Maintenance, Safety and Management. Vila Erba, Lake Como, Italy, July 8-12, 2012 (In process) Kuosa H., Leivo M., Holt E. & Ferreira R.M. Effect of surface ageing on frost-salt scaling and verification by field testing. IABMAS th International Conference on Bridge Maintenance, Safety and Management. Vila Erba, Lake Como, Italy, July 8-12, 2012 (In process)