Sulfat- och svavelsyraangrepp på prefabricerade betongrör i VA-miljö
Sulfate and sulfuric acid attacks on prefabricated sewer pipes made of concrete
Författare
Summary, in Swedish
Kemiska angrepp av sulfater och svavelsyra är ett allt vanligare problem på svenska avloppsrör i betong. Inte minst tillverkarna av betongrör har märkt av ökningen, trots att deras rör uppfyller de krav som ställs är den faktiska beständigheten sämre än förväntat. Angrepp av denna typ är inget nytt i Sverige men har tidigare varit isolerat till få, särskilt extrema miljöer, till exempel rör från industrier, avfallsdeponier och i avloppstankar till finlandsfärjorna i Stockholms hamn.
Samtidigt som problemen ökar gör tuffare miljökrav att tillverkarna måste börja se sig om efter alternativ till den betong som används idag. Framförallt tillverkningen av cement är en koldioxidkrävande process vars betydelse man i framtiden hoppas kunna minska genom att byta ut cementet mot andra, mer miljövänliga, bindemedel. Mineraliska bindemedel såsom slagg, flygaska och silika har redan gjort entré på betongmarkanden. Men frågan är hur de nya bindemedlen påverkar betongens egenskaper och vad händer med beständigheten, mot till exempel kemiska angrepp, när 70 % av bindemedlet utgörs av slagg istället för portlandcement?
Projektets syftar till att genom en litteraturstudie beskriva och hjälpa tillverkarna förstå de mekanismer som ligger bakom angreppen. Arbetet innefattar även en laborativ del där ett antal betonger med varierande mängd slagg istället för portlandcement testades för sulfat- och svavelsyrabeständighet. Testerna gick till så att små, kubformade provkroppar om 5 cm placerades i baljor innehållande antingen svavelsyra (pH 1) eller en sulfatlösning (5 % MgSO4, 5 % NaSO4). Proverna förvarades i baljorna i cykler om sju dygn, fem i baljorna varefter de torkades två dygn i rumstemperatur innan de vägdes och åter placerades i baljorna. Resultaten gavs i form av viktförlust (%). Förhoppningen var att testerna skulle agera pekpinne till huruvida slagg är en lämplig ersättare till portlandcementet med avseende på de undersökta angreppen.
Examensarbetet utfördes vid Lunds Tekniska Högskola på avdelningen för Byggnadsmaterial, på uppdrag av Prefab-tillverkaren StEriks under våren 2015.
Beständighetstesterna visade att svavelsyra snabbt angriper betongen när pH ligger kring 1. Alla provkroppar, oavsett slagghalt, såg ut att angripas på samma sätt. Cementgelen i ytan bryts ner och faller så småningom av. En tydlig tendens är att det med ökad slagghalt följer en fördröjning av angreppet. De provkroppar som gjutits med rent portlandcement var de som uppvisade den snabbaste massförlusten. Angreppshastigheten minskade sedan med ökad slagghalt.
De prover som förvarades i sulfatlösningen uppvisade ingen eller mycket liten viktförändring. Det kan till exempel bero på att lösningen inte var tillräckligt aggressiv eller att initieringstiden för angreppen är längre än provtiden.
Man bör dock vara försiktig innan man drar några slutsatser av testresultaten. Testerna pågick under drygt en månad och utfördes i avdelningens laboratorium. Vad som händer med provkropparna i ett längre perspektiv är oklart och bör undersökas. Endast provkroppar med slagginblandning testades, andra mineraliska bindemedel, gärna i kombination med slagg vore intressanta att studera i framtida undersökningar.
Samtidigt som problemen ökar gör tuffare miljökrav att tillverkarna måste börja se sig om efter alternativ till den betong som används idag. Framförallt tillverkningen av cement är en koldioxidkrävande process vars betydelse man i framtiden hoppas kunna minska genom att byta ut cementet mot andra, mer miljövänliga, bindemedel. Mineraliska bindemedel såsom slagg, flygaska och silika har redan gjort entré på betongmarkanden. Men frågan är hur de nya bindemedlen påverkar betongens egenskaper och vad händer med beständigheten, mot till exempel kemiska angrepp, när 70 % av bindemedlet utgörs av slagg istället för portlandcement?
Projektets syftar till att genom en litteraturstudie beskriva och hjälpa tillverkarna förstå de mekanismer som ligger bakom angreppen. Arbetet innefattar även en laborativ del där ett antal betonger med varierande mängd slagg istället för portlandcement testades för sulfat- och svavelsyrabeständighet. Testerna gick till så att små, kubformade provkroppar om 5 cm placerades i baljor innehållande antingen svavelsyra (pH 1) eller en sulfatlösning (5 % MgSO4, 5 % NaSO4). Proverna förvarades i baljorna i cykler om sju dygn, fem i baljorna varefter de torkades två dygn i rumstemperatur innan de vägdes och åter placerades i baljorna. Resultaten gavs i form av viktförlust (%). Förhoppningen var att testerna skulle agera pekpinne till huruvida slagg är en lämplig ersättare till portlandcementet med avseende på de undersökta angreppen.
Examensarbetet utfördes vid Lunds Tekniska Högskola på avdelningen för Byggnadsmaterial, på uppdrag av Prefab-tillverkaren StEriks under våren 2015.
Beständighetstesterna visade att svavelsyra snabbt angriper betongen när pH ligger kring 1. Alla provkroppar, oavsett slagghalt, såg ut att angripas på samma sätt. Cementgelen i ytan bryts ner och faller så småningom av. En tydlig tendens är att det med ökad slagghalt följer en fördröjning av angreppet. De provkroppar som gjutits med rent portlandcement var de som uppvisade den snabbaste massförlusten. Angreppshastigheten minskade sedan med ökad slagghalt.
De prover som förvarades i sulfatlösningen uppvisade ingen eller mycket liten viktförändring. Det kan till exempel bero på att lösningen inte var tillräckligt aggressiv eller att initieringstiden för angreppen är längre än provtiden.
Man bör dock vara försiktig innan man drar några slutsatser av testresultaten. Testerna pågick under drygt en månad och utfördes i avdelningens laboratorium. Vad som händer med provkropparna i ett längre perspektiv är oklart och bör undersökas. Endast provkroppar med slagginblandning testades, andra mineraliska bindemedel, gärna i kombination med slagg vore intressanta att studera i framtida undersökningar.
Summary, in Swedish
Kemiska angrepp av sulfater och svavelsyra är ett allt vanligare problem på svenska avloppsrör i betong. Inte minst tillverkarna av betongrör har märkt av ökningen, trots att deras rör uppfyller de krav som ställs är den faktiska beständigheten sämre än förväntat. Angrepp av denna typ är inget nytt i Sverige men har tidigare varit isolerat till få, särskilt extrema miljöer, till exempel rör från industrier, avfallsdeponier och i avloppstankar till finlandsfärjorna i Stockholms hamn.
Samtidigt som problemen ökar gör tuffare miljökrav att tillverkarna måste börja se sig om efter alternativ till den betong som används idag. Framförallt tillverkningen av cement är en koldioxidkrävande process vars betydelse man i framtiden hoppas kunna minska genom att byta ut cementet mot andra, mer miljövänliga, bindemedel. Mineraliska bindemedel såsom slagg, flygaska och silika har redan gjort entré på betongmarkanden. Men frågan är hur de nya bindemedlen påverkar betongens egenskaper och vad händer med beständigheten, mot till exempel kemiska angrepp, när 70 % av bindemedlet utgörs av slagg istället för portlandcement?
Projektets syftar till att genom en litteraturstudie beskriva och hjälpa tillverkarna förstå de mekanismer som ligger bakom angreppen. Arbetet innefattar även en laborativ del där ett antal betonger med varierande mängd slagg istället för portlandcement testades för sulfat- och svavelsyrabeständighet. Testerna gick till så att små, kubformade provkroppar om 5 cm placerades i baljor innehållande antingen svavelsyra (pH 1) eller en sulfatlösning (5 % MgSO4, 5 % NaSO4). Proverna förvarades i baljorna i cykler om sju dygn, fem i baljorna varefter de torkades två dygn i rumstemperatur innan de vägdes och åter placerades i baljorna. Resultaten gavs i form av viktförlust (%). Förhoppningen var att testerna skulle agera pekpinne till huruvida slagg är en lämplig ersättare till portlandcementet med avseende på de undersökta angreppen.
Examensarbetet utfördes vid Lunds Tekniska Högskola på avdelningen för Byggnadsmaterial, på uppdrag av Prefab-tillverkaren StEriks under våren 2015.
Beständighetstesterna visade att svavelsyra snabbt angriper betongen när pH ligger kring 1. Alla provkroppar, oavsett slagghalt, såg ut att angripas på samma sätt. Cementgelen i ytan bryts ner och faller så småningom av. En tydlig tendens är att det med ökad slagghalt följer en fördröjning av angreppet. De provkroppar som gjutits med rent portlandcement var de som uppvisade den snabbaste massförlusten. Angreppshastigheten minskade sedan med ökad slagghalt.
De prover som förvarades i sulfatlösningen uppvisade ingen eller mycket liten viktförändring. Det kan till exempel bero på att lösningen inte var tillräckligt aggressiv eller att initieringstiden för angreppen är längre än provtiden.
Man bör dock vara försiktig innan man drar några slutsatser av testresultaten. Testerna pågick under drygt en månad och utfördes i avdelningens laboratorium. Vad som händer med provkropparna i ett längre perspektiv är oklart och bör undersökas. Endast provkroppar med slagginblandning testades, andra mineraliska bindemedel, gärna i kombination med slagg vore intressanta att studera i framtida undersökningar.
Samtidigt som problemen ökar gör tuffare miljökrav att tillverkarna måste börja se sig om efter alternativ till den betong som används idag. Framförallt tillverkningen av cement är en koldioxidkrävande process vars betydelse man i framtiden hoppas kunna minska genom att byta ut cementet mot andra, mer miljövänliga, bindemedel. Mineraliska bindemedel såsom slagg, flygaska och silika har redan gjort entré på betongmarkanden. Men frågan är hur de nya bindemedlen påverkar betongens egenskaper och vad händer med beständigheten, mot till exempel kemiska angrepp, när 70 % av bindemedlet utgörs av slagg istället för portlandcement?
Projektets syftar till att genom en litteraturstudie beskriva och hjälpa tillverkarna förstå de mekanismer som ligger bakom angreppen. Arbetet innefattar även en laborativ del där ett antal betonger med varierande mängd slagg istället för portlandcement testades för sulfat- och svavelsyrabeständighet. Testerna gick till så att små, kubformade provkroppar om 5 cm placerades i baljor innehållande antingen svavelsyra (pH 1) eller en sulfatlösning (5 % MgSO4, 5 % NaSO4). Proverna förvarades i baljorna i cykler om sju dygn, fem i baljorna varefter de torkades två dygn i rumstemperatur innan de vägdes och åter placerades i baljorna. Resultaten gavs i form av viktförlust (%). Förhoppningen var att testerna skulle agera pekpinne till huruvida slagg är en lämplig ersättare till portlandcementet med avseende på de undersökta angreppen.
Examensarbetet utfördes vid Lunds Tekniska Högskola på avdelningen för Byggnadsmaterial, på uppdrag av Prefab-tillverkaren StEriks under våren 2015.
Beständighetstesterna visade att svavelsyra snabbt angriper betongen när pH ligger kring 1. Alla provkroppar, oavsett slagghalt, såg ut att angripas på samma sätt. Cementgelen i ytan bryts ner och faller så småningom av. En tydlig tendens är att det med ökad slagghalt följer en fördröjning av angreppet. De provkroppar som gjutits med rent portlandcement var de som uppvisade den snabbaste massförlusten. Angreppshastigheten minskade sedan med ökad slagghalt.
De prover som förvarades i sulfatlösningen uppvisade ingen eller mycket liten viktförändring. Det kan till exempel bero på att lösningen inte var tillräckligt aggressiv eller att initieringstiden för angreppen är längre än provtiden.
Man bör dock vara försiktig innan man drar några slutsatser av testresultaten. Testerna pågick under drygt en månad och utfördes i avdelningens laboratorium. Vad som händer med provkropparna i ett längre perspektiv är oklart och bör undersökas. Endast provkroppar med slagginblandning testades, andra mineraliska bindemedel, gärna i kombination med slagg vore intressanta att studera i framtida undersökningar.
Avdelning/ar
Publiceringsår
2015
Språk
Svenska
Fulltext
Dokumenttyp
Examensarbete för masterexamen (Två år)
Ämne
- Technology and Engineering
Nyckelord
- Sulfat
- svavelsyra
- korrosion
- kemiska angrepp
- betongrör
- avloppsrör
Report number
5100
Handledare
- Katja Fridh
- Ulrik Strömberg (Msc)
ISBN/ISSN/Övrigt
- ISRN: LUTVDG/TVRH--15/5100--SE(1-68)