Morgunblaðið - 11.06.1986, Blaðsíða 22

22
MORGUNBLAÐIÐ, MIÐVIKUDAGUR11. JÚNÍ1986
Er steinsteypan
veðrunarþolin?
eftir Birgi G.
Frímannsson
Steinsteypuskemmdir á Stór-
Reykjavíkursvæðinu þekkja allir.
Flestir álíta að takist að koma í veg
fyrir alkalískemmdir sé málið leyst.
Svo er því miður ekki. Erlendis
hafa sérfræðingar nú þungar
áhyggjur af frostþíðuskemmdum
og ryðgun jámbindinga, þar sem
þessar tegundir skemmda eru nú
orðnar mikið vandamál. Þessar
skemmdir eru oft flókin fyrirbæri
og oft ekki beinlínis frostskemmdir
og mun ég frekar nota hugtakið
veðrunarþol en frostþol.
„Steinsteypa er alís-
lenskt byggingarefni
og var fyrir stríð talin
ódrepandi og viðhalds-
frí. Því miður er nú
komin upp veruleg
vantrú á endingu stein-
stejrpu, mistök hafa
verið of mörg og áber-
andi.“
meiri vatnsþörf, en minna sement
þarf nú til þess að uppfylla styrk-
leikakröfur og v/s-talan hækkar.
Með tilkomu kísilryks í sementið,
5% árið 1980 og 7% 1983, sé ég
ekkert því til fyrirstöðu að mæta
styrkleikakröfum með 200 kg af
sementi og v/s-tölu 0,88. Vel má
vera að einhveijar steypustöðvar
stöðvi við 220—245 kg sements, en
v/s-talan er þá vætnanlega
0,72—0,80, sem er greinilega yfír
öllum hættumörkum. Eldri lausnir
voru að auka kröfur um styrkleika
steypunnar. Ef hin raunverulega
Birgir G. Frímannsson
Ef prófað væri í hreinu vatni gæti
frostþolið verið svipað í þessum
tilraunum með v/s-tölum
0,60—0,65. Vegna þess a íslenska
Fífuhvammsefni þraut, og sótti efni
til Suðumesja með æmum tilkostn-
aði. Ós hf. notar holtaefni. Árið
1980 bannar borgarverkfræðingur
notkun Hvalfjarðarefnis, en dregur
það bann síðar til baka að einhveiju
leyti.
Árið 1981 var reynt að koma
alkalí-skemmdum á viðlagatrygg-
ingu íslands, en tókst ekki. Nú
mega steypukaupendur gera sér
ljóst að þeir einir bera ábyrgð á
sínum steypukaupum. Steypustöðv-
ar og reyndar einnig Sementsverk-
smiðja ríkisins virðast einungis bera
1 árs ábyrgð samkvæmt kaupalög-
unum. Byggingaryfírvöld í Reykja-
vík em raunalega sein að taka við
sér. Árið 1966 uppgötvaðist að
HvaHjarðarefnið var alkalí-virkt,
holtaefnin ekki. Skemmdum vegna
alkalí-virkni var þó neitað hérlendis
þar til 1976 að borkjarnar úr húsi
vom sendir til Danmerkur vegna
málaferla. Árið 1977 athugaði RB
útbreiðslu steypuskemmda í
Reykjavík og árið 1978 er fenginn
danskur sérfræðingur til aðstoðar.
Fyrst 1979 em gerðar ráðstafanir
gegn alkalí-skemmdum og þvottur
sjávarefna fyrirskipaður. Þvottur
er þó ekki kominn í gott horf fyrr
en 1984.
Sementsmagn og
veðrunarþol
Hér verður aðeins rædd
útveggja-steypa. Ef aðeins er tekið
tillit til styrkleikakrafna er hægt
að komast af með 200 kg af sem-
enti pr. kbm steypu, en sú steypa
endist ekki. í Hong Kong er nú
verið að rífa 17.000 íbúðir byggðar
1966—77 af hinu opinbera. Sement
var þá dýrt og erfítt með útvegun,
byggingareftirlitið brást og steypan
reyndist ónýt vegna of lítils sem-
ents. Dýrkeyptur spamaðurþar.
Tímabil Loft Sigmál Maxmöl Vatn Sement v/s-tala Athugasemdir
1920—'40 1,5% 8 60 150 300 0,50 S-120
1940—’47 1,5% 10 60 155 250-300 0,52-0,62 1947 Steypust. hf.
1947—’58 3,5% 10 60 150 250-300 0,5-0,6 1956 B.M.Vallá
1958—’64 3,5% 10 40 160 250 0,64 1958 1962 Semvsm. r. Björgun hf.
1964—’66 3,5% 10 32-40 160 250 0,64 1964 Verkhf.
1967—’71 3,5% 9 25 170 280 0,62 S-200
1967—’71 5,0% 9 25 160 280 0,57 S-200
1972—’74 5,0% 8 25 160 275 0,58 Rauðimelur
1974—'79 5,0% 8 25 168 270 0,62 Líparít
1980—’83 5,5% 10 25-32 175 220-245 0,72-0,80 5% Kísilryk
1983—'85 6,0% 10 25-32 175 220-245 0,72-0,80 7% Kísilryk
Þær þjóðir sem standa einna
fremst í steyputækni í dag em
Bandaríkjamenn og Þjóðveijar. Til
veðmnarþolinnar steyputækni hafa
þeir nú mjög aukið kröfur sínar,
sem em sem minnst vatn og hæfí-
legt minnsta magn af sementi.
Tölulega er þetta þannig sett fram
að vatn á móti sementi, v/s-talan,
megi ekki fara fram úr ákveðnum
gildum við hveijar aðstæður. Með-
fylgjandi tafla sýnir eldri og nýrri
kröfur um mestu gildi v/s-tölunnar,
minnsta magn sements og minnsta
magn lofts. Þjóðveijar gera auk
þess kröfur um að útveggja-steypa
sé vatnsþétt, sem hér myndi vænt-
anlega auka kröfuna í v/s-tölu 0,55.
Minnsta vatnsvagn sem hægt er
að komast af með í steypu er v/s
0,40. Sú steypa er frostþolin án
loftblendis. Álls staðar em menn
nú sammála um að steypa með
v/s-tölu hærri en 0,70 sé óhæf í
útveggi.
Nýjustu kröfur Eldri kröfur
v/s-tala Loft Minnsta sement v/s-tala Loft
USA 0,50 4,5-6% 300 kg pr. km 0,60 4,5-5%
Þýzkaland 0,55-0,60 3,5-4% 300 kg pr, km 0,70 3,5%
í verkfræðideild hangir nýlegt •
amerískt kort, sem sýnir að mestu
vindar og slagregn á norðurhveli
jarðar eru hér á suðvesturhominu
að suðurodda Grænlands. Auk þess
er hér mikii rigning á vetuma, hátt
rakastig og tíð frostþíðu skipti.
Megnið af byggð er við sjávarsíðuna
og víða saltúði frá sjó. Aðstæður hér
em með því versta sem þekkist og
kröfur okkar ættu þvl að vera allra
þjóða strangastar. Annað væri
heimska, sem ég veit ekki hver vill
bera ábyrgð á. Nýjustu kröfur em
fullt eins mikið byggðar á langtíma-
reynslu sem vísindum. Lítum á
reynsiu okkar sjálfra.
Meðfylgjandi tafla sýnir sennilegt
vatnsmagn, sementsmagn og
v/s-tölur fyrir steypur í Reykjavík
frá 1920. Árin 1964—’71 em frá
Verk hf. í Fífuhvammslandi og
1972—'74 frá Rauðamel á Suður-
nesjum. Hér er allt miðað við beztu
aðstæður, sem vafalaust vom ekki
alltaf til staðar.
Fyrir stríð var steypa oftast
handhrærð flutt í fötum og hand-
þjöppuð. Krafíst var 300 kg sem-
ents pr kbm og v/s-tala var um
0,50. Slík steypa hefur veðmnarþol,
það sjáum við daglega. Með tilkomu
hrærivélanna í stríðinu og síðar
steypustöðvanna er krafa til sem-
ents lækkuð í 250 kg og v/s-talan
fer upp í 0,60—0,64. Samtímis_er
verið að minnka stærstu malar-
stærð úr 60 mm í 40, 32 og 25
mm vegna þrengri veggja, meiri
jámbindinga og ekki sízt vegna
tilkomu steypudælanna 1965, sem
allt þýðir vaxandi vatnsþörf. Jafn-
hliða þessari þróun em menn sér
meðvitandi að v/s-talan fer vaxandi
í 0,64, þrátt fyrir notkun loftblendis
og vatnsspara. Því er mætt með
vaxandi styrkleikakröfuin úr
S—120, S—160, í S—200, sem er
óbein krafa um meira sement og
lægri v/s-tölu. Árið 1974 emm við
komnir niður fyrir 0,58 og á niður-
leið. Þá kemur sterkara sement,
krafa til útveggja-steypu á að vera
minnst 300—320 kg sements þá
hefði krafa um S—250 dugað fyrir
10 ámm en þyrfti nú að vera nær
S—350. (Rit R.B. nr. 54.) Fyrr eða
síðar verðum við að viðurkenna
staðreyndir, að steypa verður að
hafa lágmarks sementsmagn og
semja okkur að háttum erlendra
þjóða og setja þessar kröfur fram
umbúðalaust og í réttu samhengi.
Til mála gæti komið að skyida
steypustöðvar í hæsta fram-
kvæmdaflokki tii þess að sundurliða
afhendingamótur og geta sérstak-
lega v/s-tölu. Minnsta steypustöðin
gerir það og hinar em útbúnar fyrir
það með litlum aukakostnaði.
Ef athugaðar em danskar og ís-
lenskar tilraunir með veðrunarþol
steypu virðist lágmarkskrafan vera
v/s-tala 0,55. Þessar kröfur era
mótaðar af Þjóðveijum og notaðar
á Norðurlöndum. Telja sumir þær
óþarflega strangar, t.d. er pmfun-
um dýft í 3% saltupplausn (sjó).
sementið hefur mjög hátt alkalí-
innihald og sjávarefni em útbreidd
hérlendis virðist prófun í saltupp-
lausn (sjó) eiga fullan rétt á sér.
Hin almenna niðurstaða $ dag um
veðmnarþol steinsteypu er því að
vs-talan sé ekki hærri en 0,55 og
lágmarkssement sé 300—320 kg
af sementi pr. kbm. Minni kröfur
megum við ekki gera nema tilraunir
sanni að það sé óhætt og einhver
taki á sig þá ábyrgð.
Veðrunarþol og
sjávarefni
Einhver lélegasta steypa sem
þekkist var á Arabíuskaganum
þegar menn notuðu enn sand meng-
aðan salti og sjó í staðinn fyrir
dýrmætt vatn. Megnið af þessari
steypu er nú ónýtt. Hér í Reykjavík
var sjávarefnið þá auglýst sem
bezta fáanlega steypuefnið. „Steyp-
um einungis úr völdum sjávarefn-
um“ þótti trúgjömum gimilegt. Svo
komu alkalí-skemmdimar. Athugun
Rannsóknastofnunar byggingariðn-
aðarins á áranum 1962—'73 sýndi
að ca. 40% af húsum á Reykjvíkur-
svæðinu vom með alkalí-skemmdir,
en markaðshlutdeiid Sjávarefna og
BM Vallá var þá um 38%. Mér
vitanlega hafa ekki fundist alkalí-
skemmdir í húsum úr holtasandi
frá þessum tíma, enda þau efni þá
alkalíóvirk hér í Reykjavík.
Steypuframleiðsla er ekki eintóm
vísindi heldur einnig list sem aðal-
lega byggir á reynslu og góðri dóm-
greind. Við vitum að útveggja-
steypa með hátt saltinnihald helst
rakari, þarf meiri loftblendi-vöm
og til þess að vera veðmnarþolin
þyrfti hún að hafa mun lægri
v/s-tölu en steypa úr holtasandi.
Um 1972 höfðu menn fengið á til-
fínninguna að sjávarefni hér bæri
að varast. Steypustöðin hf. hafði
bent á það 1967. Vegamálastjóm,
hafnarmálastjóm og borgarverk-
fræðingur ákváðu þá í sínum út-
boðslýsingum að samþykkja ekki
sjávarefni í steypu, þótt Reykjvíkur-
borg drægi það síðar til baka. Verk
hf. taldi ekki óhætt að bjóða sínum
viðskiptavinum sjávarefni, þegar
Ábyrgð steypu og
sementsf ramleiðenda
Danir hafa frá 1. janúar 1986
sett ný lög er varða steinsteypu.
Nú bera allir aðilar 5 ára ábyrgð,
sem áður var 1—20 ár. Að 5 ámm
liðnum fer fram úttekt á steypum
mannvirkjum til athugunar á
skaðabótaábyrgð, ef einhver er.
Reynslan af steypunni fer þá í
framtíðinni ekkert á milli mála. Ef
slík ábyrgð væri komin hér og
byggingarfulltrúi skráði seljendur
steypunnar jafnhliða meistumm, tel
ég sennilegt að steypustöðvamar
ykju ótilkvaddar sementsmagnið í
300 kg, lækkuðu v/s-töluna i 0,55
og notkun holtaefna ykist stórkost-
lega. Hugsanlega kæmi þá á mark-
aðinn eitthvað veikara, ódýrara og
hentugra sement, sem hentaði þeim
betur sem ekki em með alkalí-virk
efni. Vaxandi micró-sprangur em
því miður það gjald sem við m.a.
greiðum fyrir hið nýja, sterka
sement, en slíkar spmngumyndanir
auðvelda vatninu aðgang að steyp-
unni og stórminnka veðmnarþolið.
Steinsteypa er alíslenskt bygg-
ingarefni og var fyrir stríð talin
ódrepandi og viðhaldsfrí. Því miður
er nú komin upp vemleg vantrú á
endingu steinsteypu, mistök hafa
verið of mörg og áberandi. Nú telja
menn sig verða að fara varlega í
að steypa svalir, þakbrúnir, úti-
standandi vegghluta o.s.frv. auk
þess sem útveggir em í vaxandi
mæli klæddir dýmm klæðningum.
Sennilega gætum við steypt hvað
sem er, jafnvel þakrennur, ef aðeins
steypan væri nógu góð, v/s-talan
0,45 og meðhöndlun vönduð. Spam-
aður fyrir þjóðarbúið væri ótrúlega
há upphæð. Eitt af því sem dregur
niður lífskjör hér em margs kyns
dýr mistök. Krafla er bara eitt
dæmi. Mistök í steinsteypu væntan-
lega síst minni þegar upp er staðið
og alltof margir steypukaupendur
verða óbættir að eyða stómm upp-
hæðum í viðgerðir af knöppum
kaupmætti. Þótt kaupa megi nánast
jafngott bensín af 3 olíufélögum,
gildir það ekki um hinar 3 steypu-
stöðvar á Reykjavíkursvæðinu. Þær
selja allar mismunandi sand og möl
af mismunandi svæðum. Gæðin em
ömgglega ekki jöfn og sements-
magnið vafalaust eitthvað mismun-
andi, þótt um sama styrkleikaflokk
sé að ræða. Mikið og gott fram-
leiðslueftirlit er vissulega stór kost-
ur og traustvekjandi en beinist því
miður frekar að styrkleikakröfum
en veðranarþolskröfum. Veðmnar-
þol útveggja er aðalatriðið. Smá-
vægilegur spamaður í kaupum eða
lánakjörum getur síðar reynst dýr-
keyptur.
Höfundur er verkfræðingur, fyrr-
verandi forsijóri Verks hf. og
fyrsti formaður Steinsteypufélags
íslands.