Innan själva provningen så murades nio halvstens provtavlor upp. Detta skedde på enklast möjliga sätt genom att först blanda bruken med vanligt kranvatten enligt tillverkarens instruktioner. Med vart och ett av de tre bruken murades sedan murar upp med varje tegelsort. Murarna uppfördes som halvstens skal-murar med halvstens löpförband och resultatet kan ses i figur 5. Vid applicering av bruket säkerställdes ordentligt fyllda fogar och att överflödigt bruk ströks av.
Figur 5: Murade provtavlor med tre olika fasadtegel
Försök utfördes först med WA-provplattan då syftet är att mäta brukets påverkan på fuktegenskaperna i murverket och WA-plattan lämpar sig bäst för
dessa mätningar. Försöken förbereddes enligt tillverkarens instruktioner och vat-tenmängden innan påfyllnad uppmättes med både mätglas och våg för att vara på den säkra sidan. De uppmurade provtavlorna hade fått härda i precis 28 dygn i ouppvärmt utrymme under tak.
Det var ganska kallt ute vid provtillfället varför modelleran var relativt styv. Genom att arbeta upp den med händerna och använda fläktar kunde strängar rullas ut och fästas vid plattan. De första försöken att fästa plattan vid muren misslyckades dock. Plattan fick fäste men när vatten tillfördes visade det sig att plattan inte slöt tätt mot murverket något som kan ses tydligt i figur 6. Tydligast blev det vid fogarna där vattnet vällde ut vilket gjorde att det inte ens gick att fylla upp provplattan under försöket. Ytterligare prov gjordes efter försök att värma upp muren med värmefläktar med liknande resultat. Försök
Figur 6: Misslyckat försök med WA-provplatta på murverk där vatten läckt ut nertill
gjordes sedan genom att stryka lim längs anläggningsytan på murverket med avsikten att agera brygga mellan modelleran och WA-provplattan. Det ledde till viss förbättring men det gick tyvärr inte att få plattan tät över fogarna. Försöken övergick nu till Karstentrören med förhoppningen att det skulle gå bättre att få tätt tack vara den mindre arean. Ett första försök utfördes på enbart tegelyta för att se om det skulle gå bra att få fäste. Här lyckades provet relativt bra och ett resultat erhölls trots att Karstenrören släppte helt från väggen i slutet av mätningen. Ytterligare försök gjordes nu med karstenrören över fog samt över fog och tegel. Tyvärr visade sig resultatet bli liknande det vid användning av WA-provplattan. Efter en stund rann vatten fritt ut mellan rör och murverk då anslutningen med modellera inte höll tätt.
Det framgår också tydligt från figur 7 att vid dessa prov sker sugningen ut från absorptionsytan vid fog i en så stor grad som bara kan ske vid läckor.
Figur 7: Misslyckat försök med karstenrör där vatten läckt längst fogar
4 Resultat
Resultaten från litteraturstudien presenteras här tillsammans med resultatet från det praktiska experimentet. Litteraturstudiens resultat får ses som en sam-manställning av de viktigaste egenskaperna hos hydrauliskt kalkbruk jämte and-ra förekommande bindemedel. Nedan redogörs för de huvudsakliga resultaten vad avser de bruk som presenterats i litteraturstudien.
• Cementbruk
Kräver tillgång till vatten krävs för att härda.
Hög risk för krympsprickor vilket minskas med eftervattning. Kan ej åter-blandas efter att härdningsprocessen påbörjats.
Dålig arbetbarhet och vattenkvarhållning. Billigt jämfört med kalkbruk.
• Murcementbruk
Ett cementbruk med mald kalksten vilket tillsammans med luftporbildare medför ökad arbetbarhet.
Har bättre vattenkvarhållning än rent cementbruk. Priset ligger i nivå med cementbruk.
• Kalkcement
Blandning mellan luftkalk och cement med egenskaper som beror stort på blandningsförhållandet.
Ökad mängd kalk ger ett smidigare bruk med bättre vattenkvarhållning. Störe andel kalk ger även ökad elasticitet och mindre risk för sprickbild-ning.
Mer cement ger högre hållfasthet vars tillväxt också sker snabbare. Bruket är billigt och ligger i samma prisspann som andra cementbaserade bruk.
• Luftkalk
hydrau-liska egenskaper.
Låg hållfasthet vars tillväxt är långsam. God elasticitet samt mycket god smidighet och arbetbarhet.
Prismässigt är vanliga luftkalkbruk ungefär det dubbla mot normala bruk med cement.
• Hydrauliskt kalkbruk
Kräver tillgång till vatten för att härda.
Har egenskaper som ligger mellan kalkcementbruk och hydratkalk. Starkare och beständigare än luftkalkbruk.
Uppnår hållfasthet i klass med typiska kalkcementbruk (B- och C-bruk). Ju mindre hydrauliskt kalkbruket är destå smidigare är bruket men sam-tidigt minskar beständigheten.
Priset är i paritet med luftkalkbruk eller strax däröver.
Jämförelsedata för typiska bindemedel finns i tabell 3 där hållfasthetsegenskaper och öppentid för hydrauliskt kalk i klasserna 5, 3.5 och 2 (Saint-Astier), Släckt Murkalk E (Weber) samt Murcement Skövde M12.5 (Cementa) framgår. Egen-skaperna hos bruket beror stort på blandningförhållanden mellan de ingående bindemedlen samt andelen ballast. Öppettiden för luftkalk gäller vid kontakt med luft. Genom att begjuta bruket med vatten stoppas härdningsprocessen så att bruket kan användas vid ett senare tillfälle.
Tabell 3: Egenskaper hos bindemedlen hydraulisk kalk (Saint-Astier), Släckt Murkalk E (Weber) samt Murcement M12,5 (Cementa)
NHL5 NHL3.5 NHL2 Murkalk M12,5
Tryckhållfasthet [N/mm2] 5-15 3.5-10 2-7 0.4-2.5 15-23
Böjhållfasthet [N/mm2] 2,3 2 1 saknas saknas
Bindetid [timmar] 3-4 5-6 8-10 3-8 2.4
Skillnaderna som uppstår beroende på hur blandningsförhållandet bindemedel-ballast ser ur framgår för några egenskaper i tabell 4 där hydrauliskt kalk från Saint-Astier blandats till bruk med sand i olika förhållanden.
Tabell 4: Skillnader i egenskaper hos NHL-bruk beroende på blandningsförhål-lande
Bindemedel NHL5 NHL3.5 NHL2
Ballastmix 1:2 1:2.5 1:3 1:2 1:2.5 1:3 1 1:2.5 1:3
Bindetid [h] 3 3 3 5 6 6 8 9 9
E-modul 28 dygn [MPa] 10800 11000 10000 9010 9000 8970 9025 9000 9800
Tryckhållfasthet 7 dygn [MPa] 1.96 1 0.88 0.75 0.73 0.53 0.62 0.53 0.47
Tryckhållfasthet 28 dygn [MPa] 2.2 2 1.5 1.88 1.47 1.34 1.48 1.36 1.25
Tryckhållfasthet 24 mån [MPa] 10.81 8.81 7.8 8.63 6.00 93.87 4.25 3 2.75
Krympning [mm/m] 0.17 0.13 0.15 0.59 0.44 0.25 0.75 0.60 0.51
4.1 Resultat från praktiskt experiment
De problem som uppstod vid provningen innebar att få resultat kunde erhållas under mätningen. Ett av få resultet ficks vid försök med karstenrör på det gula teglet vilket gav att 88 ml vatten absorberats av stenen. Efter att den första minutens sugning på 5 ml räknats bort gavs en uppsugning, över 12 minuter, där wKa(12) = 83ml = 0, 0083kg. Med karstenrörets absorptionsarea AKa på 3,14 cm2 fås då en genomsnittlig minutsugning (ekvation 2) med t = 122 till 22 kg/m2 att jämföra med den av tillverkaren uppgivna minutsugningen på 1,7 kg/m2med en tolerans om ±0.5 kg.
Det är rimligt att tro att denna typ av absorptionsförsök kommer att ge en viss skillnad mot tillverkarnas uppgivna minutsugning. Detta beror dels på att det är en annan typ av test som görs som förväntas ge lite grövre data. Dessutom kan sugningen skilja sig åt stort, mer än inom tolerensintervallet, för enskilda stenar även inom samma bränning. Det erhållna resultatet är dock en tiopotens större än förväntat och på tok för stort vilket tyder på att testet inte utförts korrekt. I det fall det gick säga någonting om fogens sugning så visade dessa prov på att absorptionen i fogen skulle vara betydligt större än absorptionen av enbart tegel vilket inte ska vara fallet.
5 Diskussion
De ökade krav som ställs på byggnadsmaterial avseende miljöpåverkan och tek-nisk livslängd tillsammans med efterfrågan på diffusionsöppet byggande gör att intresset för kunskap om kalkbruk och hydrauliskt kalkbruk ökar. Förhållandevis lite forskning har skett på hydrauliskt kalkbruk vilket gör att aktuell forskning är en bristvara. De litteraturstudier som genomförts har skett från både historiska och kontemporära källor.
Hydrauliskt kalkbruk kan i de flesta fall ersätta murcement utan negativ på-verkan på murverket. I de flesta fall utgör den lägre hållfastheten inget problem utan uppfyller istället regeln om att bruket ska vara svagare än tegelstenen för att förhindra att sprickor uppstår genom stenen i murverket. Fördelarna avse-ende arbetbarhet gör sig tydliga då det är lätt att röra om i bruket om det satt sig något för att återfå smidigheten. Till ett cementbruk behöver istället vatten tillsättas om det börjar bli stelt, vilket inte rekommenderas för att de hårdna-da egenskaperna ska uppfyllas. Ytterliga fördel är minskad risk för sprickor till följd av krympning då bruket är mer elastiskt. Elasticiteten medför även att färre vertikala rörelsefogar behövs. Rörelsefogar tillför ytterligare ett material, vilket åldras annorlunda och inte ses som ett naturligt i ett murverk, vilket sällan är önskvärt inte minst estetiskt.
Respons från tillverkare gör tydligt att det inte vore något problem att fram-ställa hydrauliskt kalkbruk om efterfrågan ökade. Tillgången till råvara är god och i huvudsak densamma som för cement. Bruk med cement som bindemedel används idag av tradition, man vet hur bruket beter sig, och av ekonomiska skäl. En stor anledning till att cement tog över som bindemedel var att det hade hyd-rauliska egenskaper vilket luftkalkbruket saknade samt att uppförandet kunde ske snabbare. Byggtiderna är idag väldigt pressade men hydrauliskt kalkbruk, som har de egenskaper luftkalkbruk saknar, kan nyttjas med effektivitet om god planering sker. Redan idag sker allt noggrannare planering för att effektivisera byggandet så det är inte svårt att tänka sig att även murningen anpassas efter noggrann tidplanering framöver.
Examensarbetet kom tillstånd just för att möjligheten till återbruk av tegel förenklas och görs möjlig med hydrauliskt kalk som bindemedel i bruk. Ytter-ligare miljövinstern kan göras genom att öka bruket av luft- och hydraulisk kalk så att utsläppen av koldioxid kan minskas. En förutsättning är dock att transporterna kan ske från liknande avstånd för att miljövinsterna ska gälla. Kan transport av bruket ske från liknande avstånd innebär det att hydraulisk kalk ger en mindre miljöpåverkan än cement tack vara att lägre energi krävs vid tillverkning och att koldioxid binds vid härdning. Kraven vid byggnation avseende miljö- och klimatpåverkan kommer bara att bli större framöver varför miljövinster som kan upplevas som små idag kan vara avgörande för val av bruk framöver.
Tyvärr visade det sig inte möjligt att säga någonting om fuktegenskaperna för hydrauliskt kalkbruk jämfört med murcement och kalkcementbruk genom provförsök. Problem med utrustningen resulterade i att resultatet inte kan an-vändas för att dra några slutsatser. Metoden är dock intressant och vidare försök kan göras. Genom att ha gott om tid och möjlighet att göra försöket under opti-mala förhållanden, eventuellt inomhus, skulle en slutsats förhoppningsvis kunna dras. Det skulle även vara möjligt att i förväg stryka ytan som provutrustning-en ska fästas vid med silikon eller fästa annat lämpligt tätmaterial (exempelvis
butylremsa) för att uppnå en tät anslutning mellan utrustning och murverk. Man kan ställa sig frågan hur fuktegenskaperna, i det fall de är till det hyd-rauliska brukets fördel, påverkar valet av murbruk? Idag sker merparten av te-gelmurandet i form av skalmurar vilket ur fukthänseende är säkra konstruktioner som i kontrast mot massiva murverk torkar ut relativt snabbt. Har konstruktio-nen utförts korrekt och frostsäkert fasadtegel används är risken för fuktrelatera-de skador på murverket mycket litet. Dessutom är fuktrelatera-det är just vid stora skalmurar som hydrauliskt kalkbruk kan komma till korta avseende hållfastheten. De diffu-sionsöppna egenskaperna kommer främst till vinning vid massiva murverk samt vid putsning. Vid putsning inomhus kan bruk med dessa egenskaper bidra till en mer angenäm inomhusmiljö än cementbaserade bruk gör.
Hydrauliskt kalkbruk har en plats på marknaden och den ökning av använ-dandet som skett de senaste åren kommer sannolikt att fortsätta. Det är dock svårt att se att cementbaserat murbruk inte kommer att dominera marknaden ett bra tag framöver. Inte minst på grund av att omställning tar tid och att skillnaderna inte är så pass stora att aktörer i byggbranchen troligtvis inte är villiga att ta den ökade kostnaden idag. Prisskillnaden beror främst på skill-nad i efterfrågan. Det krävs incitament som överbygger kostskill-naden för att ökat användande ska ske och i sin tur leda till prisförändringar.
5.1 Vidare studier
Det finns flera tänkbara och intressanta vidare studier med anknytning till äm-net. Dels skulle uttorkningsförsök kunna utföras där uppmurade provtavlor eller provbitar efter hårdnande blöts fulltständigt och sedan förvaras i under samma betingelser. Över tid mäts sedan fukthalten i murverket. Uttorkningen av ett murverk sker under mycket lång tid så det krävs att arbetet kan ske över flera veckor.
En annan utvidgning från dessa studier vore att jämföra flera olika hyd-rauliska kalkbruk. Det skulle kunna röra sig om fuktegenskaper eller hållfast-hetsegenskaper hos bruk från flera tillverkare och/eller olika typer av kalkbruk, luftkalk, NHL, FL och HL med olika samansättning.
Det vore även intressant att titta på hur omfogning påverkar absorptionen vid slagregn. En anledning till omfogning är just att få en tätare fasadyta då vittrade och spruckna fogar släpper in mer vatten. Hur stora är vinsterna och går det att hitta ett tillstånd hos fogarna, avseende murverkets aborption, vid vilket det är säkert att besluta att omfogning behövs eller ej?
En djupare bedömning av hydrauliskt kalkbruks miljöpåverkan genom grund-lig livscykelanalys saknas idag. Jämförelse med idag vangrund-ligt förekommande bruk skulle sedan kunna göras.
Vid restaurering tillsätter murare ibland nedrivet bruk till det nya bruket. Möjligheten att återbruka kalkbruk i större skala genom att exempelvis mala rivningsavfallet och tillsätta det före eller efter bränning skulle kunna undersö-kas. Går det att kontrollera egenskaperna hos det nya bruket vid metoden?
Analys av uteslutande av vertikala dilationsfogar vid användning av hyd-rauliskt kalkbruk eller luftkalkbruk. Goda resultat skulle kunna leda till ökat användande även i skalmurar då rörelsefogar vanligen ses som mindre tilltalan-de ur estetisk synpunk.
Referenser
[1] S. Johansson. “Hydrauliskt kalkbruk - Produktion och användning i Sve-rige vid byggande från medeltid till nutid”. Diss. Chalmers Tekniska Hög-skola & Göteborgs Universitet, 2007.
[2] Boverket. Miljöindikatorer 2019. Hämtad 2020-04-01. url: https://www. boverket . se / contentassets / b9aca218a3584da88ac43db6f5dbab1b / miljoindikatorer-2019.pdf.
[3] Miljøstyrelsen. LCA af genbrug af mursten. Danska. Hämtad 2014-03-27. url: https://www2.mst.dk/Udgiv/publikationer/2013/11/978-87-93026-60-5.pdf.
[4] M. Åström. Rätt murat och putsat. AB Svensk Byggtjänst, 2005.
[5] A. Costigan och S. Pavía. “Mechanical properties of clay brick mason-ry bound with hydraulic lime and hydrated calcium lime”. International Masonry Conference. 2010.
[6] Undvik misstag i murat och putsat byggande. Svenska Byggbranchens Ut-vecklingsfond (SBUF). 2006. url: https : / / vpp . sbuf . se / Public / Documents/ProjectDocuments/6053e4c4-e4fd-44be-908b-834f8118e78b/ FinalReport/SBUF%2012983%20Slutrapport%20Murat%20och%20putsat% 20byggande.pdf.
[7] Ahlgren L. “Fuktfixering i porösa byggnadsmaterial”. Diss. Tid. Institu-tionen för byggnadsteknik, Lunds Tekniska Högskola, 1972.
[8] E. Sandström Malinowski och T. Johansson. “Murning och putsning”. Hantverket i gamla hus. Byggförlaget, 1998.
[9] P. G. Burström. Byggnadsmaterial - Utbyggnad, tillverning och egenska-per. Stude, 2007.
[10] T. Carlsson. “Luftporstrukturens inverkan på egenskaperna hos puts- och murbruk” (1995).
[11] Svensk Standard SS-EN 1996-1-1 2005+A1:2012 Eurokod 6: Dimensione-ring av murverkskonstruktioner - Del 1-1: Allmänna regler för armerade och oarmerade murverksStandard. Svenska Institutet för Standarder. [12] Svensk Standard SS-EN 998-2:2006 Bruk för murverk - Krav - Del 2:
Murbruk. Svenska Institutet för Standarder.
[13] M Molnár och T Gustavsson. Utformning av murverkskonstruktioner en-ligt Eurokod 6. AB Svensk Byggtjänst, 2016.
[14] K. Berggren. Kalkens Hemligheter - teknik och historia. Balkong Förlag, 2017.
[15] S. Johansson. “Byggnadsvård - Bruk” (1992). url: https://www.slojdochbyggnadsvard. se/siteassets/sob/bruk---utgivet-1992.pdf.
[16] S. Pavía och R. Hanley. “Flexural bond strength of natural hydraulic lime mortar and clay brick” (2009).
[17] E. Suenson. “Dansk hydraulisk kalk og hydratkalk”. Ingeniørvidenskabelige skrifter. 4. Akademiet for de tekniske videnskaber og Dansk Ingeniørsfore-ning, 1945.
[18] El-Turki et al. “Effect of Dewatering on the Strength of Lime and Cement Mortars”. Journal of the American Ceramic Society (2010).
[19] H. Dührkop et al. Bruk - murning - putsning. Statens råd för byggnads-forskning, 1996.
[20] Målarkalk AB. Hydrauliskt Kalkbruk. u.å. url: http://file.malarkalk. ehandel.net/xcm/Hydrauliskt%20kalkbruk.pdf.
[21] S. Johansson. “Hydrauliska Kalkbruk Kunskaps och forskningsläge -Tillgången på kalksten med hydrauliska komponenter, naturligt cement och hydrauliska tillsatsmaterial för byggande i Sverige från medeltid till nutid”. Diss. Chalmers Tekniska Högskola och Göteborgs Universitet, 2004. [22] Svensk Standard - SS-EN 459-1:2015 Byggkalk - Del 1: Sammansättning
och fordringar. Svenska Institutet för Standarder.
[23] B-Å Petersson. Byggnaders klimatskärm - fuktsäkerhet, enegieffektivitet, beständighet. Studentlitteratur AB, 2012.
[24] K. Sandin. Praktiskt byggnadsfysik. Studentlitteratur AB, 2010.
[25] H.J.P. Brocken. “Moisture transport in brick masonry : the gray area between bricks” (1998).
[26] Die WA-Prüfplatte nach Franke zur Beurteilung der Wasseraufnahme von Fassaden. Tutech, Produktmanual. u.å.
[27] S Schork et al. “Comparative Laboratory Evaluation of Conservation Mor-tars”. The Journal of Preservation Techonology (2012).
[28] S. K Shahreza et al. “Making decision on repointning of clay brick facades on the bases of moisture content and water absorption tests results - a review of assessment methods” (u.å.).