Samband mellan isbildning och längdändring i betong med olika bindemedel

Sammanfattning: Betong har under lång tid varit ett av de vanligaste byggnadsmaterialen och används idag i stor utsträckning till framförallt bärande konstruktioner. En bärande konstruktion utsätts för olika typer av påfrestningar och en av de mer problematiska för betong är frostangrepp. Problematiken beror på betongens begränsade draghållfasthet och att vid låga temperaturer fryser vattnet i betongen till is. Expansionen när vattnet övergår till is skapar dragspänningar i betongen som då kan medföra skador. Dagens samhälle strävar efter att bli mer och mer miljövänligt och innebär utmaningar för betongindustrin. Vid cementtillverkning släpps stora mängder koldioxid ut och den stora utmaningen för betongindustrin är att minska de utsläppen. Ett av sätten att minska utsläppsproblemet är att byta ut en del av cementet i betong mot tillsatsmaterial med mindre miljöpåverkan (Lothenbach et al. , 2011). I den här rapporten behandlas två av de vanligaste tillsatsmaterialen, slagg och flygaska. Studien omfattar två olika typer av försök där båda utfördes i en unik utrustning som samtidigt kan mäta isbildning och längdändring. I det första försöket fick provkroppen frysa och tina en gång samtidigt som provet var fuktisolerat. Det här försöket omfattar tre olika material med två olika lufthalter. Materialen är betong med CEM I, betong där 35% av cementet är utbytt mot slagg och betong där 35% av cementet är utbytt mot flygaska. Varje material är testat med lufthalter på omkring 2% och 5%. I det andra försöket fick provkroppen frysa och tina flera gånger samtidigt som provet hade tillgång till natriumkloridlösning. Under det andra försöket studerades bara betong med 35% flygaska och 5,7% luft. Målet med det första försöket var att studera eventuella skillnader i hur betong med olika bindemedel bildar is samt hur isbildningen påverkar dilatationen i de olika materialen. Målsättningen för det andra försöket var att ta reda på om det var möjligt att kontinuerligt studera islinsbildning genom längdändringsmätningar när provet har tillgång till vätska. Resultatet i studien visade att betong med CEM I har en relativt linjär isbildning medan isbildningen i betong med slagg och flygaska till stor del sker vid temperaturer omkring -40 °C. Dilatationen följer den termiska rörelsen med små bidrag från isbildningen. Anledningen till att dilatationen i studien inte blir större beror troligtvis på att isen får plats i befintliga porer. Studien visar också att det är möjligt studera islinsbildning genom längdändringsmätningar i betong när provet har fri tillgång till vätska. Dilatationen på grund av islinsbildningen liknar resultatet från ett experiment av Powers & Helmuth (1953) där de visade att längdutvidgningen ökar trots att temperaturen var konstant.