Utförande

Provkropparna vattenmättades på samma sätt och samtidigt som provkropparna för mätning av betongens vattenmättnadsgrad. Se avsnitt för mätning av vattenmättnadsgrad för utförande av vattenmättningen. Provkropparna B – vct 1,0 genomgick kapillärmättning innan metod 1. Efter varje metod, metod 1 – torkning vid 20 grader,

metod 2 – torkning vid 50 grader och metod 3 - torkning vid 105 grader mättes

cylindrarnas (provkropparna A – bruk och B – vct 1,0) hydrauliska konduktivitet i celltryckspermeamtrarna. Detta gjordes totalt 3 gånger, för att sedan kunna jämföra torkningstemperaturens inverkan på genomsläppligheten.

Cylindrarna mättes med ett skjutmått, höjd och diameter innan metod 1 – torkning vid 20 grader genomfördes. Precis som för de provkropparna som enbart genomgick vattenmättning så vägdes provkropparna före och efter vattenmättning men också före och efter montering och körning i celltryckspermeametern. Anledningen till att vikten före och efter mätning av hydraulisk konduktivitet gjordes, var för att se ifall provkropparna hade vattenmättats ytterligare. Efteråt placerades cylindrarna direkt i värmeskåpet och följde samma process som för de provkroppar som användes för att mäta vattenmättnadsgraden. Notera att vid metod 2 – torkning vid 50 grader, var det enbart provkropparna A – bruk som fick stå 2 dagar i atmosfärstryck, provkropparna B – vct1,0 stod under undertryck i 2 dagar, vilket ej enligt metod och ett misstag. Tid för att göra om fanns inte. Till stöd för utförandet används Vattenfalls provningsmetod VU- SC:52, som noggrant beskriver genomförandet och montering av utrustningen.

20

5 Resultat

5.1 Vattenmättnadsgrad

Resultatet för medelvikten av provkropparna B-E redovisas i tabell 3 för kapillärmättnad, metod 1-3 och vikt efter +105˚C. Vikt före metod 2 och 3 redovisas i torkningskurvorna i bilaga 2. Vikt efter varje metod hittas i bilaga 3 och resultat för kapillärmättning hittas i bilaga 4.

Tabell 3. Medelvärden för provkropparnas vikt.

Prokropp/märkning Medelvikt kapillärmättnad [g] Medelvikt metod 1 [g] Medelvikt metod 2 [g] Medelvikt metod 3 [g]

Medelvikt efter +105˚C [g] C - vct 0,54 356,01 357,34 362,67 362,73 341,67 D - vct 0,6 363,04 364,04 364,99 365,04 344,21 E - vct 1,0 347,39 348,86 351,47 351,23 325,63 B - vct 1,0 cylinder 357,31 360,25 362,61 364,23 333,79 F - bruket - 280,83 281,14 282,58 240,43

Metod 2 – torkning vid 50 grader visar sig fungera nästan lika bra som metod 1 och visar ett fel på 0,3-2,0 %, se tabell 4. Resultatet för metod 1 – torkning vid 20 grader gav fel på 2,5-25,6 %, vilket ger resultat med stort fel, se tabell 4. Resultat för vattenmättnadsgraden för enskilda provkropp finns i bilaga 5.

Tabell 4 Medelvärde för vattenmättnadsgraden efter varje metod.

Medelvärde för VMG

C - vct 0,54 D - vct 0,6 E - vct 1,0 B -vct 1,0 (cylinder) F - bruket Metod 1 0,744 0,952 0,890 0,975 0,958

Metod 2 0,997 0,998 0,989 0,980 0,966

21

5.2 Hydraulisk konduktivitet

Figur 8. Förändringen av hydrauliska konduktiviteten för cementbruket.

Resultatet för mätningen av hydraulisk konduktivitet blev att för bruket ger metod 2 högst genomsläpplighet, hydraulisk konduktivitet, se figur 8. Metod 3 gav en lägre hydraulisk konduktivitet än metod 2 och allra lägst blev resultatet enligt metod 1, om resultatet för provkropp A3 - bruk bortses och ser till medelvärdet av de tre provkropparna istället. Resultatet säger alltså att torka betongen i +50˚C innan vattenmättning och hydraulisk konduktivitet ger bäst resultat för bruket.

Resultatet för mätningen av hydraulisk konduktivitet för betongen med vct 1,0 får ett annorlunda resultat och ett mindre tydligt resultat. Resultatet visar att metod 1 ger högst hydraulisk konduktivitet och att för metod 2 och metod 3 kan inte ens hydrauliska konduktivitet mätas då flödet var för lågt alternativt gick bakåt. Vilket innebär att provkropparna har blivit mindre genomsläppliga. Resultatet tyder på att något har hänt i proverna och att de fortfarande vattenmättas vid metod 2 och metod 3.

Tabell 5. ∆Vikt för före och efter hydraulisk konduktivitet.

Märkning/provkropp ∆Vikt efter metod 1 [g] ∆Vikt efter metod 2 [g] ∆Vikt efter metod 3 [g]

A2 0,99 -0,08 -0,17 A3 2,09 -0,01 0,72 A4 0,9 0,06 0,23 B1 2,82 2,83 0,03 B2 2,83 2,72 -0,1 B3 2,98 2,96 0,01 1,00E-08 1,00E-07 1,00E-06 1,00E-05

Metod 1 Metod 2 Metod 3

Hy dra ul is k ko nd uk tiv ite t m/ s

Cementbruket

22

För metod 1 stödjer tabell 5 att provkropparna inte varit helt vattenmättade vid provningstillfället eftersom provkropparna har sugit åt sig vatten under provningen av hydraulisk konduktivitet.

Vid metod 2 gav resultatet för bruket att en indikation på om proverna är vattenmättade, då vikten före och efter hydraulisk konduktivitet 2 är nästan helt oförändrad och förändringen ligger inom en rimlig felmarginal, se tabell 5. Resultatet visar också att genomsläppligheten har ökat, precis som enligt förväntningarna, se figur 8. Betongen med vattencementtalet 1,0 gav istället en indikation på att proverna egentligen inte var vattenmättade eftersom de erhöll en högre vikt efter hydraulisk konduktivitet, provet har alltså sugit in mer vatten under provningen i celltryckspermeametern. Hydrauliska konduktiviteten blev betydligt högre och ej pålitligt då felmarginalerna i mätningen är alldeles för stora på grund utav för lågt flöde. Ett flöde som understeg 5 mm/h (se bilaga 6).

Metod 3 gav resultat som visade på lägre hydraulisk konduktivitet, genomsläpplighet, för

både för bruket och betongen (B - vct 1,0). För bruket gick det att beräkna hydraulisk konduktivitet, medan hos betongen med vct 1,0 gick flödet bakåt i två av proverna och extremt långsamt i den tredje provkroppen under flera timmar innan försöket tvingades att avbrytas.

23

6. Diskussion

6.1 Vattenmättnadsgrad

För att vattenmättnadsgraden skulle kunna beräknas krävdes att betongen tömdes på all fysikaliskt bundet vatten, så kallat ”fritt vatten”. När betongens porer var tömda på vatten kunde luftporerna tömmas genom att provkropparna utsattes för vakuum. Att luftporerna töms på luft är en förutsättning för att ett material ska kunna vattenmättas. Annars förblir luftporerna fyllda av luft. Provningsmetoderna som har testats bevisade att det inte går att vattenmätta (fullständigt) om betongen inte har tömts på fysikaliskt bundet vatten och dessutom inte utsattes för vakuum innan vattenmättning. Helt torra proverkroppar kunde inte heller fås, då en sådan process skulle ta väldigt låg tid och den stående fråga är just, när vet vi att betongen är helt torr egentligen?

Vid användning av metod 1 – torkning vid 20 grader finns en stor risk att beslut fattas utifrån felaktigt underlag och att inre frostsprängning faktiskt skulle kunna ske, trots att underlaget säger något annat, vilket i sin tur skulle kunna leda till allvarliga konsekvenser i samband med den förändrade hållfastheten som en inre frostsprängning orsakar. Genom att jämföra vattenmättnadsgraden mellan de olika metoderna (se bilaga 5) samt genom att kolla på vikterna före och efter exsickatorkörningarna (se bilaga 3) visar resultatet att när provkropparna torkats i +20°C nås en lägre ”vattenmättnadsvikt”. Dessutom är provernas vikt före exsickatorn (metod 1) är högre än innan sista exsickatorkörningen (metod 3), vilket tyder på att det finns mer vatten kvar i materialet i form utav fysikaliskt bundet vatten. Det fysikaliskt bundna vattnet kan förhindra att provkropparna faktiskt blir helt vattenmättade, då luftporerna i provkropparna kan förbli luftfyllda vid vattenmättningen.

Metod 2 - torkning vid 50 grader gav ett mycket bättre resultat än metod 1, men är inte

riktigt lika bra som metod 3. Dock skulle metod 2 kunna vara ett bättre alternativ att använda om provkropparna ska användas vidare för provning där förberedelse med vattenmättning krävs och en förändring av strukturen skulle påverka resultaten negativt. Eftersom att mikrosprickor uppstår vid +105˚C vilket påverkar materialets struktur och provet får en förändrad hållfasthet och genomsläpplighet. Vid +50˚C finns det risk för eventuella mikrosprickor men den är mindre än när proverna torkas i +105˚C.

Vattenmättnadsgraden, vid metod 1 för vct 1,0 och vct 1,0 cylinder gav två helt olika vattenmättnadsgrader (se tabell 3), ett medel på 0,89 respektive 0,97. Kontroll av alla beräkningar har gjorts för att utesluta beräkningsfel. Att fel vikt efter vattenmättningen har antecknats för alla tre provkroppar är inte särskilts troligt. Eventuellt skulle det kunna vara som så att de vattenmättats olika mycket av någon anledning eller att ytornas utformning har påverkat Scap. Resultatet för metod 1 och vct 1,0 är inte helt pålitligt och

24

6.2 Hydraulisk konduktivitet

Resultaten för de tre olika metoderna blev inte enligt de förväntade resultaten. Resultaten vi fick blev att högst hydraulisk konduktivitet gavs vid metod 2, där provkropparna hade fått torka i +50°C under 10-13 dagar. Förväntade resultatet var att provkropparna skulle fått högst hydraulisk konduktivitet vid metod 3, när provkropparna torkats i +105°C, eftersom då har teoretiskt sätt allt det fysikaliskt bundna vattnet förångats, innan vattenmättningen. Resultatet av metod 1 – torkning vid 20 grader och metod 2 - torkning

vid 50 grader för bruket blev enligt det förväntade, att provkropparna fick ökad

genomsläppligt vid metod 2 än vid metod 1. Metod 3 gav ett resultat som inte var enligt det förväntade, att den hydrauliska konduktiviteten var lägre än efter metod 2 istället för högst hydraulisk konduktivitet. Mätning två och tre tvingades att avbrytas för B - vct 1,0, på grund av för låga flöden och flöden som gick bakåt vid mätningen.

Bestämningen av hydraulisk konduktivitet gav nästan fler frågor än svar och resultatet motvisade delvis det som har försökt att bevisas. Kanske tog provkropparna skada redan efter första metoden, trots att proverna endast var kapillärtmättade och har förvarats i rumstemperatur före och under kapillär uppsugning. Att något eventuellt har hänt när de utsattes för vakuum och vattenmättades. Att proverna kan ha tagit skada kan ha lett till vct 1,0 blev omätbara redan efter metod 1. Ett annat scenario kan vara att på något sätt har luft stängt inne luft i provkropparna efter metod 2, vilket gör att vattnets väg genom provet begränsas och därmed även flödet genom cylindrarna. Med tiden så löser sig luften med vattnet som strömmar genom provet vilket kan förklara den viktuppgången för vct 1,0 som skedde före och efter hydraulisk konduktivitet. Det tyder i sin tur på att proverna inte varit helt vattenmättade när dessa monterades i celltryckspermeametern. Att bevisa det scenariot för vct 1,0 efter metod 3 är lite svårare eftersom provkropparna inte har genomgått någon större viktförändring före och efter montering i celltryckspermeametrarna, vilket också kan bero på att proverna inte stod särskilt många timmar i celltryckspermeametern. Att processen inte hann hända på så kort tid. Å andra sidan så stödjer andra parametrar också på att provet faktiskt inte var helt vattenmättade, eftersom flödet med hög hastighet bakåt för två av proverna och mycket långsamt framåt för det tredje provet. Att provkropparnas vikt inte ökat kan kanske förklaras av att luften hade börjat komprimeras och att när provningen avbröts pressades vattnet ut ur provkroppen igen. En annan anledning kan vara att provkropparna hade behövt stå i celltryckspermeametrarna längre innan mätning, kanske en vecka eller mer för att bli tillräckligt stabila för att ett mätbart flöde ska kunna fås. Dock ska inte vct 1,0 vara så tät att detta skulle krävas eftersom det inte behövdes göras vid första mätningen. Förväntat resultat vore att hydrauliska konduktiviteten ökade eftersom proverna var mer vattenmättade samt att mikrosprickor som ger ett ökat flöde borde ha bildats vid metod 2 och metod 3. Vilket är något som inte syns på resultaten för varken betongen eller bruket vid metod 3, där mikrosprickor med all säkerhet bör ha uppkommit.

Som felkälla kan brukets vikt också diskuteras, då bruket var så pass spröda så att de vittrade vid hanteringen och torkningen. Därmed fås en felaktig viktminskning men samtidigt handlar det om så små mängder (~0,01g max) och förebyggande åtgärder

25

genom extra försiktig hantering och att provkropparna avlägsnades på allt löst material innan genomförandet.