Þjóðviljinn - 11.11.1978, Blaðsíða 14

14 SÍÐA — ÞJÓÐVILJINN Laugardagur 11. nóvember 1978
Hákon Olafsson yfirverkfræöingur Rannsóknastofnunar
byggingariönadarins
I framhaldi af grein, sem ég skrifaði í fréttabréf
Verkfræðingafélags Islands nýlega, hafa fjölmiðlar
nokkuð fjallað um ofangreint málefni að undanförnu.
Þar sem nokkur hætta er á, að farið verði að kenna ofan-
greindum efnabreytingum um flestar steypuskemmdir,
þykir rétt að skrifa yfirlitsgrein um þetta málefni, ef
það kynni að auðvelda mönnum að gera sér grein fyrir
eðli málsins. Verður leitast viðaðsetja efnið fram á sem
einfaldastan hátt þannig, að ekki þurfi sérstaka tækni-
kunnáttu til þess að skilja greinina.
Áhrif loftinnihalds ð frosipoi sieinsieypu. Lfstu þrfr strendingarnir
hafa oröiö fyrir 300 frost-þlöu umferöum.en sá neðsti 114, þá var hann
ónýtur.
Almennt um alkalíefna-
breytingu
Steypuefni, sem innihalda ó-
kristallaöa eöa lltiö kristallaöa
kfsilsýru geta oröiö fyrir efnaá-
hrifum frá alkali-samböndum
sementsefjunnar i harönaöri
steinsteypu. Þess konar steypu-
efni eru nefnd alkalivirk og efna-
breytingin alkalfefnabreyting.
Viö efnaskiptin milli steínefnisins
og sementsefjunnar myndast
seigfljótandi alkalikisilhlaup.
Komist slikt hlaup i snertingu viö
vatn getur þaö þanist út og fer
þaö eftir efnasamsetningu þess
hversu mikil þenslan veröur.
Þessu fylgir þensla fylliefna-
korna inni i steypunni. Þrýstingur
þeirra á umlykjandi sementsefju
getur oröiö meiri en togstyrkleiki
hennar og afleiöingin veröur
myndun á sprungum i steypunni.
Sögulegt yfirlit
Þau lönd, sem hafa komiö mest
viö sögu alkiliefnabreytinga eru
Bandarikin og Danmörk. 1
ALKALIEFNABREYTINGAR 1
STEINSTEYPU. Ritiö skrifaöi
dr. Guömundur Guömundsson,
núverandi tæknilegur fram-
kvæmdastjóri Sementsverk-
smiöju rikisins.
Varúðarráðstafanir
Til þess aö alkaliefnabreyt-
ingar eigi sér staö þurfa eftirtalin
þrjú atriöi aö vera fyrir hendi:
Virkt steypuefni, hátt alkaliinni-
hald (Na, K) og vatn. Ef einn
þessara þátta vantar eiga engar
efnabreytingar sér staö. Vegna
þessa hefur veriö taliö, aö einung-
ismannvirkjum, þar sem vatn er
stööugt til staöar þ.e.a.s. stiflum,
brúm og hafnargöröum m.m. sé
hætt.og dæmi um annaö hafa ekki
veriö fyrir hendi. Viö byggingu
slikra mannvirkja hérlendis hafa
þvi veriö geröar viöeigandi ráö-
stafanir. Þessar ráöstafanir hafa
veriö tvenns konar. Annars vegar
hefur veriö notaö óvirkt steypu-
efni.en virkni steypuefna er unnt
aö prófa viö Rannsóknastofnun
byggingariönaöarins og tekur þaö
ALKALIEFN AH V ÖRF
EIGA EKKI ALLA SÖK
Frostverkanir höfuöorsök steypuskemmda í Sundlaug Reykjavikur
og Síökkvistödinni
Bandarikjunum var fyrst upp-
götvaö á árunum 1940—1950, aö
slikar efnabreytingar ættu sér
staö. I Danmörku tókst áriö 1952
aö sýna fram á, aö mannvirki,
sem veörast höföu og skemmst á
óeölilega stuttum tima, höföu
veriö byggö úr virkum fylliefnum
og alkaliriku sementi, og aö alka-
liefnabreyting haföi átt sér staö i
þeim. Aöur haföi orsök skemmd-
anna veriö talin frostþensla eöa
súlfatþensla.
Hér á landi leiddu rannsókna-
störf viö Rannsóknastofnun bygg-
ingariönaöarins á árunum
1963—19651 ljós aö nokkur steypu-
efni, sem I notkun voru, voru
alkalivirk. Þar á meöal voru
sjávarefni, sem notuö hafa veriö
til steypugeröar á Reykjavíkur-
svæöinu. Viökomandi yfirvöldum
var þá gerö grein fyrir niöurstöö-
um rannsóknanna og forstjóri
Rannsóknastofnunar byggingar-
iönaöarins vakti athygli á þvf, aö
notkun þeirra heföi hættu I för
með sér. Vegna þessa skipaöi
iðnaöarráöherra I byrjun árs
1967, nefnd til þess aö fjalla um
þessi vandamál, en I meöferö
nefndarinnar snerust störfin um
alls konar mál varöandi steypu-
skemmdir og gerö steinsteypu.
Nefndin var kölluö Steinsteypu-
nefnd og hefur hún starfaö allt til
þessa. í nefndinni eru fulltrúar
eftirtalinna aöila: Borgarverk-
fræöings, vegamálastjóra, vita-
og hafnarmálastjóra, Lands-
virkjunar, Sementsverksmiöju
rikisins, Rannsóknastofnunar
byggingariönaöarins og steypu-
framleiöenda f Reykjavik.
Fyrsta viöfangsefni nefndar-
innar var rannsóknir á alkali-
efnabreytingum i steinsteypu.
Þessar rannsóknir voru geröar
viö Rannsóknastofnun bygg-
ingariönaðarins og fékk Stein-
steypunefnd skýrslu um þær
haustiö 1969. Þessar rannsóknir
voru siöan gefnar út áriö 19711 riti
frá Rannsóknastof nun
byggingariönaöarins, sem nefnist
a.m.k. 6 mánuöi. Hins vegar
hefur veriö notaö sérstakt sem-
ent, sem hefur þá annaö hvort
veriö innflutt lág-alkalisement
eöa ,,possoian”-sement framleitt
af Sementsverksmiöju rfkisins.
Þar sem um mjög verömæt
mannvirki hefur veriö aö ræöa
hefur hvort tveggja veriö gert.
Rannsóknir
Allt frá þvi aö ljóst var, aö hér
gátu komið fram skemmdir af
völdum alkali-efnahvarfa, hefur
veriö reynt aö finna slfkar
skemmdir. Fylgst hefur veriö
meö ákveönum mannvirkjum,
þar sem skilyröi ættu aö vera
fyrir hendi til sliks. Rétt er aö
geta þess hér, aö ekki er unnt aö
ákvaröa einungis meö skoöun
viökomandi mannvirkis, hvort
um alkali-skemmdir er aö ræöa,
þar eö frostskemmdir geta litiö
eins út. Bora veröur kjarna úr
steypunni og rannsaka hann frek-
ar á rannsóknastofu til þess aö á-
kvaröa hvort alkali-kfsilhlaup sé i
honum. t nokkrum tilvikum, þar
sem grunur lék á, aö um alkali-
skemmdir væri aö ræöa, voru
kjarnar boraöir og sendir til
steypurannsóknarstofnunnar i
Karlstrup, Danmörku. til rann-
sóknar, en frá upphafi hefur
verið samvinna viö þá rann-
sóknastofu varöandi þessi mál.
Niöurstööur rannsókna leiddu i
ljós aö skemmdir væru ekki af
völdum þessara efnabreytinga.
Þannig var staöan i ágúst 1975,
þegar haldin var hér á vegum
Rannsóknastofnunar byggingar-
iönaöarins alþjóöleg ráöstefna
um alkaliefnabreytingar i stein-
steypu og ráöstafanir til úrbóta
(Symposium on alkali-aggregate
reaction, preventive measures).
Töldu menn lfklegustu ástæöuna
fyrir þvf aö engar skemmdir
heföu komiö fram vera þá, aö
veöurfar hér væri þaö kalt, aö
efnabreytingarnar gengju mjög
hægt. Einnig kom fram sú hug-
mynd aö alkaliinnihaldið væri
svo hátt, aö myndun hlaupsins
heföi ekki umrædda þenslu I för
meö sér.
Þegar Guömundur Guömunds-
son varö tæknilegur fram-
kvæmdastjóri Sementsverk-
smiöju rikisins fór hann strax aö
vinna aö þvi aö minnka hættuna á
slikum efnahvörfum meö þvi aö
blanda „possolönum” i sementið.
Voru geröar umfangsmiklar til-
raunir viö Rannsóknastofnun
byggingariönaöarins i samvinnu
viö Sementsverksmiöju rikisins á
áhrifum ýmiss konar possolana á
alkali-þenslu steypu og aöra
eiginleika hennar. Áriö 1971 var
byrjaö aö blanda 5% af finmöluöu
lipariti sem possolan saman viö
sementiö. en siöan 1975 hefur
magniö veriö 9%.
Ný viðhorf
Haustiö 1975 var Rannsókna-
stofnun byggingariönaöarins beö-
in um aö rannsaka steypu-
skemmdir I ákveönu einbýlishúsi
i Ga*-öabæ, þar sem um var aö
ræöa útbreitt sprungumynstur i
pússningu og steypu. Voru boraö-
ir kjarnar úr húsinu og þeir rann-
sakaöir. 1 ljós kom aö þrýstiþol
steypunnar var hátt,en grunur lék
á aö alkali-kisilhlaup væri i
steypunni. Voru kjarnar þá
sendir til Karlstrup til frek-
ari ákvörunar. Þaðan barst
siöan skýrsla haustið 1976, þar
sem staöfest var aö mikil
alkali-kisil-efnahvörf heföu
átt sér staö I steypunni. Var
þetta fyrsta sönnun þess aö
alkalf-efnahvörf heföu valdiö
skemmdum á Islandi og einnig
fyrsta dæmi I heiminum um slik-
ar skemmdir i útveggjum húsa.
Þegar þessi vitneskja var feng-
in ákvað Steinsteypunefnd aö
kosta rannsókn, sem Rannsókna-
stofnun byggingariönaöarins
framkvæmdi á útbreiöslu steypu-
skemmda meö sérstöku tilliti til
alkali-skemmda. Rannsókn þessi
er vel á veg komin og mun á-
fangaskýrsla liggja fyrir i næsta
mánuði. Viö þessa rannsókn
fundust nokkur hús, þar sem
grunur lék á, aö alkali-skemmdir
væru á feröinni. Voru boraöir
kjarnar úr þessum húsum.
Danskur sérfræðingur var feng-
inn til þess aö rannsaka þessa
kjarna meö sérfræöingum Rann-
sóknastofnunar byggingariönaö-
arins og kenna þeim þá tækni,
sem notuö er viö slikar rannsókn-
ir. Þessum rannsóknum er nú ný-
lokiö og kom i ljós, aö I nokkrum
hinna grunuöu húsa voru alkali-
efnabreytingar frum - orsök
skemmdanna.
Eins og að framan segir þarf
stööugur raki aö vera til staöar til
þess aö slik efnahvörf eigi sér
staö. Viö rakamælingar I útveggj-
um húsa aö undanförnu, hefur
komið i ljós, aö i mörgum nýrri
húsum er steypan i útveggjum og
sérstaklega I fritt standandi
veggjum nálægt rakamettun. 1
eldri húsum, sem ekki hafa
skemmst er rakastigiö lægra.
Steinsteypunefnd hefur nú faliö
Rannsóknastofnun byggingariðn-
aöarins framkvæmd rannsóknar
á rakaferli og rakastreymi I
steypu.
Er vandamálið leyst?
Vandamáliö á Stór-Reykja-
vikursvæöinu er þaö, aö aöal-
steypuefniö er aikalivirkt og
venjulegt islenskt Portlandsem-
ent með þvi alkallrikasta sem
þekkist. Spurningin er, hvort unnt
er að nota þessi hráefni saman i
útveggi húsa, án þess aö eiga á
hættu skemmdir af völdum al-
kalin klsil -ef nah varfa.
Eins og aö framan getur hafa
all-lengi veriö geröar rannsóknir
meö „possolan” Iblöndun I sem-
entið. Nú slöast hefur klsilryk frá
Málmblendiverksmiöju veriö
notaö og lofar þaö mjög góöu, þar
eö lítil iblöndun minnkar alkali-
þenslu langt niöur fyrir hættu-
mörk og eykur jafnframt styrk-
leika sementsins. Meöfylgjandi
linurit sýna niöurstööur rann-
sókna. Til viðmiöunar má geta
þess, að skv. ASTM-staöli er
steinefni taliö virkt, ef þenslur
eru meiri en 0,1% eftir sex mán-
aöa geymslu viö stööluö skilyröi.
Danskar kröfur eru þó mun
strangari. Frekari rannsókna er
þó þörf áöur en áhrif kisilryks á
steinsteypu geta talist full-rann-
sökuö.
(Sjá linurit)
Steypuskemmdir
Ollum er ljóst, aö steypu-
skemmdir I húsum á íslandi eru
mjög tiöar. Orsakir þessara
skemmda eru margvislegar og
vlsa ég á Rb-upplýsingablaö um
steypuskemmdir, sem gefiö var
út af Rannsóknastofnun
byggingariönaöarins fyrr á þessu
ári I þvi sambandi.
Nú er sú hætta fyrir hendi, aö
alkaliefnabreytingum veröi kennt
um fleiri skemmdir en réttmætt
er. Má nefna, aö skemmdir I
Slökkvistöö Reykjavfkur hafa I
fjölmiölum veriö tekin sem dæmi
um slikar skemmdir, en rann-
sóknir hafa sýnt, að þar eru
frostverkanir höfuö - orsök
skemmdanna, þar eð steypan er
sterk en ekki frostþolin. Sama
gildir aö likindum einnig um
Sundlaugarnar i Laugardal.
Rannsókn húsa á Akureyri bendir
til þess aö þar séu alkaliskemmd-
ir ekki til. Samt hafa alkali-virk
steypuefni veriö notuö þar, en
mikill munur er á veöurfari á
þessum tveimur stööum.
Höfuö-orsök steypuskemmda er
sú, aö ekki er vandaö nægilega til
framleiöslunnar. Gæöi stein-
steypu eru einhliöa metin út frá
styrkleika hennar. Unnt er aö ná
góöum styrkleika meö lélegum
steypuefnum meö þvi aö nota
mikiö sement, en þetta gerist
mjög á kostnaö annarra eigin-