Lesbók Morgunblaðsins - 26.10.1991, Blaðsíða 12

Gpsr-
R A N N S O K N I R
j8C>Tj{i|. i: r?>é-3i:
A

I S L A N D I

Umsjón: Sigurður H. Richter
Steinsteypa gæða-
eftirlit og rannsóknir
teinsteypa er efni sem við þekkjum öll — yfir 90%
húsa á landinu eru byggð úr henni og flest okk-
ar eyða mestum hluta ævinnar innan um stein-
steypu. Auk þess er mikill hluti þjóðarauðsins
bundinn í steinsteypu. Því er brýnt að vandað
sé til þessa mikilvæga byggingarefnis. Á
Rannsóknastofnun byggingariðnaðarins á
Keldnaholti er unnið að rannsóknum á mörg-
um þáttum er snerta steinsteypu. Flestar
þessara rannsókna eru unnar í samstarfi við
steypuframleiðendur, Sementsverksmiðjuna
og fulltrúa neytenda.
Með því að skoða
harðnaða steinsteypu í
sr0,2.2,sjá er hægt að
segja til um samsetningu
hennar og ástand.
Eftir EDDU
SVEINSDÓTTUR
Mikilvægir Eiginleikar
Steinsteypu
Árangur rannsókna á steinsteypu er sá
að menn telja sig geta sagt til um hvernig
fyrirmyndarsteypa á að vera. Steypan á að
vera samsett úr vel dreifðum og góðum fylli-
efnum í þéttri, vel hvarfaðri sementsefju.
Steypan á að vera einsleit í alla staði. Yfir-
leitt á hún að innihalda íblandaðar loftbólur
með fyrirfram ákveðna eiginleika og eftir
að steypan er komin í mannvirkið á hún að
vera sprungulaus og án óæskilegra efna-
áhrifa. Þá skal.hún vera vel þjöppuð.
Gæði Steinsteypu
Til að tryggja að steinsteypa uppfylli þessi
skilyrði, hafa á undanförnum árum verið
settar reglur og kröfur um blöndun stein-
steypu til mannvirkjagerðar. Má segja að
menn hafi vaknað til vitundar um gæði efna
sem notuð voru í steinsteypu hér á landi
eftir að uppvíst varð um skemmdir í steypu
af völdum alkalívirkni á sjöunda áratuginum.
Síðan hafa verið settar fram kröfur um
gæði fylliefna (sandur og möl), sementið er
kísilrykblandað (kemur í veg fyrir alkalí-
virkni), loftblöndun verður að ná einhverju
lágmarki (frostþol), magn sements sem notað
er á að ná lágniarki (styrkur), eftir því hvar
> byggingunni steypan skal notuð og skilyrði
eru einnig sett um notkun þjálniefna. Mikil
þekking er fyrir hendi um það hvernig skuli
blanda og leggja niður steypu þannig að
gæði hennar séu tryggð. Hitt er annað mál
hvernig staðið er að framkvæmd þessa. Um
það vitnar íjöldi húsa sem bera steypu-
skemmdir.
í harðnaðri steinsteypu má finna upplýs-
ingar um hráefnin sem notuð voru, vinnu-
brögðin sem voru viðhöfð, svo og þætti sem
hafa haft áhrif á steypuna við hörðnun og
síðar. Með ýmsum rannsóknum er unnt að
lýsa samsetningu steypunnar, segja frá því
hvernig hún var framieidd og rekja atburði
sem hafa átt sér stað á hörðnunartíma og
eftir að hörðnun lauk. Ein þessara aðferða
er gæðaeftirlit og rannsóknir á steypu með
smásjá, sem hér verður greint frá.
Greiningartæknin
Fyrir um þrem árum síðan var byijað á
að koma upp aðstöðu til að skoða steinsteypu
í smásjá á Rannsóknastofnun byggingariðn-
aðarins. Var það gert í samvinnu við Vega-
gerð ríkisins, Borgarverkfræðinginn í
Reykjavík, Sementsverksmiðju ríkisins,
Landsvirkjun, Vita- og hafnarmálaskrifstof-
una, Steypustöðina hf., Björgun hf. og BM
Vallá. Verkefnið var styrkt af rannsókna-
sjóði Rannsóknaráðs ríkisins.
Ekki eru mörg ár síðan farið var að beita
smásjá í verulegum mæli við greiningu og
rannsóknir á steinsteypu.
Smásjárgreiningin byggir á því að boraður
Þunnsneiðar
til greiningar í
smásjá
Sýni til loft-
talningar
Sýni rann-
sakað með ber-
um augum
Hlutirn borkjarna fyrir sýnatöku.
Sprungur eru flokkaðar í örsprungur
(grennri en 0,01 mm), fínar sprungur
(0,01-0,1 mm) og grófar sprungur (breiðari
en 0,1 mm). Únnt er að meta hvers eðlis þær
eru, því hægt er að mæla stærð þeirra og
stefnu og athuga afstöðu þeirra til fylliefna-
korna, loftbóla og sementsefju. Með þjálfun
er unnt að meta orsakir mismunandi
sprungna, þ.e. vegna þurrks, frosts o.s.frv.
Yfirborðsáhrif er unnt að greina í steypu
sem tekin er úr yfirborði. Hér er aðallega
um að ræða sk. kolsýringsáhrif. Athugað er
hvort þau séu til staðar og hve djúpt þau ná
— t.d. það djúpt að járnbending sé í ryðhættu.
Loftbólureru kannaðar, þ.e. hvort þær séu
jafnt dreifðar um sementseíjuna, eða hvort
þær myndi loftbóluklasa sem er óæskilegt.
Blöndun steypunnar er metin í flúrljómun
og er mikilvægt að sjá hvort hlutfall vatns
Smásjármynd af
steinsteypu. Efri
myndin erlýstmeð
venjulegu Ijósi en
sú neðri erflúr-
Ijómuð. Gulu,
kringlóttu flekk-
irnir eru Ioftbólur
oggrænleita, upp-
lýsta svæðiðá
neðri myndinni er
sementsefja. Unnt
erað meta hlutfall
vatns og sements í
efjunni eftirþví
hve sterk flúrljó-
munin er. Því
vatnsríkari sem
efjan er, þvísterk-
ari er flúrljómun-
in. Breiddmynd-
anna samsvarar
2.7mm.
« FyUieíni

íjt ip'. v’
*$****<&£■
VRmXi Loftbóla
Þversnið í gegnum harðnaða steinsteypu. Breidd myndarinnar samsvarar um 4 sm.
1

k.*». '
/«»*y
•:>*%
h

&

er kjarni úr steypunni og hann hlutaður nið-
ur í búta sem gerðar eru úr þunnsneiðar.
Teikningin lýsir þessu, en þar má sjá hvern-
ig kjaminn er hlutaður niður. Sýnið er steypt
í lím sem inniheldur flúrljómandi litarefni,
og slípað niður þar til þunnsneiðin verður
að lokum um 0,002 m á þykkt.
Sjálf greining þunnsneiðarinnar er gerð
með bergfræðismásjá, með og án flúrljómun-
ar. Þannig er hægt -að fá upplýsingar um
marga þætti varðandi gerð steypunnar.
Helstu Þæt tir Sem Eru
Skoðaðir Og Metnir í Smá-
SJÁ
Blöndunarhlutföll eru metin, þannig að
unnt er að sjá hvort farið hafi verið eftir
uppgefinni uppskrift við steypuframleiðslunai
Fylliefnakorn og loftbólur eru taldar og hlut-
fall fylliefnis, sements, vatns og ldfts í steyp-
unni er reiknað.
Sementsgerð er unnt að greina að vissu
marki og þá hvort sementið er blandað kís-
ilryki eða öðrum íblöndunarefnum.
Hlutfall vatns og sements er ákvarðað
með flúrljómun. Þegar sýnið er útbúið, fyll-
ast öll holrými af litaða líminu og flúrljómun
verður því sterkari sem meira holrými er í
steypunni. Oþétt sementsefja, loftbólur og
sprungur koma þá .fram sem ljósir fletir á
þunnsneiðinni.
og sements sé það sama í öllu sýninu, eða
hvort um ójafna blöndun sé að ræða.
Alkalívirk korn eða önnur merki um
alkalívirkni í steypunni er unnt að greina I
smásjánni. Hér getur verið um að ræða
alkalí-kísil hlaup í holum og sprungum, eða
aðrar útfellingar.
Dreifing kísilryks í sementsefjunni sést vel
í smásjá, en jöfn dreifing kísilryksins er for-
senda þess að það nái tilætluðum árangri sem
vörn gegn alkalíefnahvörfum í steypunni.
Niðurstöður Og Túlkun
Eiginleikar steypunnar, sem skoðaðir eru
í smásjánni, eru ýmist magngreindir eða
eðlisgreindir og er steypunni gefin einkunn
eftir þeim upplýsingum. Til dæmis myndi
steypa sem hefur of hátt hlutfall vatns flokk-
ast í lélegan gæðaflokk.
Þegar næg reynsla hefur aflast af notkun
þessarar aðferðar, verður unnt að nota að-
ferðina til að flokka steypuna í gæðaflokka.
Slík flokkunarkerfi eru þegar til erlendis en
ekki er hægt að nota þau á íslenska steypu,
án aðlögunar. Hins vegar er þegar farið að
nota aðferðina til rannsókna og þannig fæst
reynsla og þekking á smásjárskoðun á ís-
lenskri steypu, sem verður hægt að nýta við
smíði gæðaflokkunarkerfis seinna meir.
Höfundur er mannvirkjajarðfræðingur á Rann-
sóknastofnun byggingariðnaðarins.