Alternativa metoder för att förhindra termisk sprickbildning i betong

In the construction industry, concrete is the most common material, because of its good properties such as compressive strength and endurance. Concrete is a composition of several different materials where one of the main components is cement. When the hydration process starts, large amount of heat is generated. This leads to temperature rise within the structure. The heat development that takes place can become critical for massive structures such as dams and power plants, where natural cooling is not sufficient. This in combination with internal and external restraint resulting in tensions causing cracks in the structure. By controlling the temperature development, one can reduce the risk of cracking in massive structures. The controlling is divided into pre-cooling and post-cooling. Reduction of the risk for thermal cracking can be done in different ways. Parts of the cement in the concrete can be replaced by a pozzolan material such as silica fume, blast furnace slag or fly ash. Another method is to increase the size of the aggregates which makes it possible to reduce the cement content with remained strength. Cooling the aggregates or use of ice can also be used as a pre-cooling methods. The most common post-cooling method is the installation of cooling pipes. Pipes are installed between the reinforcement bars, in which one then pump through with cold water. This thesis aims at practicing the methods examined by Lagundžija & Thiam (2017). Focusing on those results that proved to be most effective, i.e. the combination of fly ash, ice and large aggregates. The results retrieved during the tests shows a significant increase in the compressive strength when using a combination of fly ash, ice and large aggregates. This gives us the opportunity to reduce the initial cement content. Reducing the cement content is the most effective factor regarding the heat development. When replacing amounts of the water with ice, it can be seen that the initial casting temperature was reduced. Further studies can be done to find the right amount of reduction of the cement that can be done while maintaining the required compressive strength. Inom byggbranschen är betong det mest förekommande materialet, detta tack vare dess goda egenskaper, som till exempel tryckhållfasthet och uthållighet. Betongen utgörs av flera olika beståndsdelar där den centrala komponenten är cement. När cementets hydratationsprocess startar utvecklas en markant värmeutveckling. Detta leder till temperaturhöjningar inuti den nygjutna konstruktionen. Värmeutvecklingen kan bli kritisk för grövre konstruktioner, som till exempel dammar och kraftverk, där naturlig avkylning inte är tillräcklig. Detta i kombination med att inre och yttre tvång resulterar i dragspänningar som orsakar sprickor i konstruktionen. Genom att styra temperaturutvecklingen kan man minska risken för sprickbildning i massiva konstruktioner. Styrningen delas in i förberedande kylning och efterkylning. Reduktion av risken för termisk sprickbildning kan ske på olika sätt. Delar av cementen i betongen kan ersättas med ett puzzolant material som till exempel silikatstoft, masugnsslagg eller flygaska. En annan metod är att öka ballaststorleken vilket gör det möjligt att minska cementhalten med kvarvarande hållfasthet. Man kan även kyla ballasten alternativt blanda in is i mixen för att sänka den initiala temperaturen. Den mest förekommande efterkylningsmetoden är installation av kylrör. Det monteras in rör mellan armeringsjärnen, vilket man sedan pumpar kallt vatten igenom. Denna uppsats syftar på att praktiskt tillämpa de metoder som undersöktes av Lagundžija & Thiam (2017). Fokus på de resultat som visade sig vara mest effektiva, dvs kombinationen av flygaska, is och grov ballast. Resultaten som uppnåddes under de tester som utfördes visar en markant ökning i tryckhållfastheten vid användning av kombinationen med flygaska, is och grov ballast. Detta ger oss utrymmet att reducera den initiala cementhalten som används. Att minska cementinnehållet är den faktor som ger störst effekt gällande värmeutvecklingen. Fortsatta studier kan göras för att hitta rätt mängd reduktion av cementet som kan göras samtidigt som anvisad tryckhållfasthet bibehålls.