Krav på uttorkning leder till stort koldioxidavtryck

Betong älskar fukt och fukt är nödvändig för att betongen skall bli starkare och tätare över tid. I ett golvsystem inomhus finns dock andra material som inte alltid trivs lika bra i fuktig miljö, vilket i förlängningen anses kunna leda till hälsoproblem.

Detta är anledningen till att vi ställer krav på hur fuktig betongen maximalt får vara. Dessa krav har varit och är fortsatt bra, men på grund av förbättrad mätteknik behövs ett omtag! I nuvarande form leder kraven, mätmetoden och viktigast av allt riskminimeringsmodellen till att alldeles för mycket cement används i våra golv.

• Våra undersökningar visar att det går att bygga fuktsäkert med betong som har betydligt lägre koldioxidavtryck än vad som används i dagens torkbetonger om fokus kan flyttas från ekvivalent mätdjup till ytan som står i kontakt med det känsliga ytskiktet.

En kort historik

Den svenska modellen för att hantera fuktfrågan i betonggolv har sitt ursprung drygt 40 år tillbaka när kravnivåerna på relativ fuktighet (RF) sattes och karbidmätare som mätte fuktkvot ersattes av givare som mäter RF.

Under dessa 40 år har mätteknik och mätmetod förbättrats avsevärt, trots det har riskminimeringsmodellen och kraven med några få undantag lämnats oförändrade.

Sammantaget har detta satt oss i en situation där kraven på RF är dimensionerande för en hög andel av de betonggolv som gjuts. Åhs & Nilsson (TVBM-7203) summerar 2010 bakgrunden på följande sätt:

• De kritiska fukttillstånd som används idag har på sätt och viss ”levt kvar” från 1970-talet, men sänktes under 1990-talet, då en extra säkerhetsmarginal drogs ifrån. Gamla värden på kritiska fukttillstånd fanns i HusAMA fram till 1983, uttryckta som ”CM-%” (CM=karbidmätare). Lars-Olof Nilsson gjorde en ”översättning” av dessa CM-% till Relativ Fuktighet RF till Råd och Anvisningar till HusAMA RA78. Denna ”översättning” hade mycket liten vetenskaplig grund och var mer baserad på vad som var rimligt och acceptabelt för materialleverantörerna respektive byggnadsentreprenörerna. Översättningen utmynnade i ”jämna siffror” som 95, 90 och 85 % RF. På den tiden kunde man inte mäta RF särskilt noggrant så det fanns ingen anledning att nyansera värdena mer än så.

Sedan 2010 har mätteknik och mätmetod dessutom förbättrats ytterligare vilket generellt lett till att vi mäter ännu högre idag än vi gjorde 2010. 

RF igår och idag är inte samma sak

En vanlig givare i början av 90-talet var Vaisalas HMP36. Den används inte längre och eftersom både montageteknik och givarteknik utvecklats är det inte helt enkelt att göra en rättvisande jämförelse mellan nu (HumiGuard) och då (HMP36). I Figur 1 visas därför inte ett fast värde utan en mätserie på 30 dygn från montage. Enligt standarden NT-Build 439 (1995) skall en avläsning göras efter 24h. I just detta försök där en bindemedelskombination med både slagg och flygaska använts skulle i så fall skillnaden i avläst värde vara hissnade 30 resp. 35 % RF.

Eftersom även montagetekniken förbättrats sedan 90-talet kan differensen i praktiken vara ännu större än vad vi ser här.

Figur 1: RF-borrhålsmätning med två olika givare under en månad. Betong med vbt=0,36 resp. 0,50) efter 3 år i förseglade hinkar. Bindemedelskombination (BK II/B-M ”gamla” Bascement + 18 % slagg). Angiven diff. baseras på mätförfarande angivet i NT-Build 439 (1995).

Den svenska riskminimeringsmodellen behöver nyanseras

För att det material som står i kontakt med betongen inte skall påverkas negativt finns gränsvärden (RF_krit) att förhålla sig till. Så långt är det relativt enkelt att se logiken om vi bara hade bestämt RF i ovanytan på betongen. Det gör vi inte utan vi mäter i stället på något som kallas ekvivalent djup. I ytan har vi oftast samma RF som i den omgivande miljön medan inre RF påverkas mer av betongens kemiska egenskaper åtminstone i ett lite kortare tidsperspektiv.

Modellen vi använder bygger på två antaganden:

1. Betongens inre fukt kommer omfördelas så att uppmätt RF på ekvivalent mätdjup också kan nås i kontaktytan mellan betongen och materialet som skall skyddas.
2. Betongens inre RF kan endast förändras genom omfördelning av fukt.

Dessa två antaganden ger oss en stor säkerhetsmarginal som historiskt varit väl motiverad med tanke på hur svårt det faktiskt är och har varit att mäta RF i betong. Idag är dock situationen helt annorlunda tack vare den betydligt bättre mättekniken.

Låt oss titta på ett exempel:
Brf. Viva ger en bra illustration av vilka säkerhetsmarginaler vi nu jobbar med. Parkett och fuktspärr medför att RF_krit sätts till 90 % RF vilket med påslag innebär att RF skall vara nere på 87 % på ekvivalent mätdjup innan ytskiktet får läggas på plats. Figur 2 visar skillnaden mellan scenariot vi dimensionerar för till vänster och det faktiska utfallet till höger. På ekv. mätdjup ligger vi till exempel ca 10 % under kravet och i avjämningen ca 15 %. Tryggt så klart men väldigt onödigt!

Figur 2: t:v: Heldragen svart linje visar en antagen fuktprofil (dubbelsidig uttorkning, 220 mm bjälklag) innan golvläggning där mätning av RF på ekv. mätdjup visar 87%. Streckad linje visar det scenario vi dimensionerar för. t:h:  Fuktprofilmätning från brf Viva, 2 år efter golvläggning.

RF-borrhål och RF-provrör ger inte samma information

Det är idag borrhål som gäller om vi skall bestämma RF i betong. När vi började mäta RF i betong var det vanligtvis på krossat material i provrör. Metoden är dock lite krångligare i fält varför även tekniken för borrhål utvecklades. Under flera år gick båda metoderna parallellt trots att dom inte nödvändigtvis visade samma resultat.

Från och med 2015 är det dock endast borrhål för att avgöra RF i betong medan det är provrör för RF i avjämning.

Skillnaden i metoderna ligger inte bara i hanteringen utan också i hur materialet förändras genom krossning.

I Figur 3 presenteras två olika situationer, en betong som förseglats från gjutning och en som stått i kontakt med omgivande luft. Att dessa två visar olika RF är i sig inte förvånande utan det är skillnaden mellan provrörs-RF och borrhåls-RF som är intressant. Medan borrhåls-RF berättar för oss vilket RF betongen faktiskt håller ger provrörs-RF oss information om vilken inneboende kapacitet betongen har att sänka RF, dvs. betongens självtorkande förmåga.

Under lång tid har begreppet självtorkande betong funnits i byggbranschen, framförallt kopplat till tidig golvläggning. Vad som har definierats som självtorkande betong har varierat under åren men en tydlig trend är att vct har sänkts gradvis för att RF_krit ska anses uppfyllt, sannolikt drivet av en förändrad mätteknik. I dagsläget tillämpas konceptet sällan, och mätningar utförs även i denna betong likväl som i betong med högre vct. Det som blir tydligt i våra försök är att konceptet med självtorkande betong alltjämt är relevant och behöver lyftas på nytt, dock med en något förändrad definition.

Provrörs-RF kan, när ett stabilt RF nås i provröret, faktiskt betraktas som ett ”funktionsprov” där betongens självtorkande förmåga bestäms. Betongen i Figur 3 skulle kunna användas i ett golvsystem utan att riskera att betongfukt höjer RF till 85 % i ytskiktet trots att Borrhåls-RF visar 92 % i den förseglade hinken.

Figur 3: Streckad linje markerar sista avlästa borrhåls-RF innan betongen krossas. Provrör A och B visar två provrör med krossad betong från samma område i hinken. t:v: Drygt ett år gammal bascementbetong med vct=0,50. Hinken har varit förseglad sedan gjutning. t:h: Drygt ett år gammal bascementbetong med vct=0,50. Hinken har varit öppen hela tiden. Borrhålsmätning är genomförd på 80 mm djup och krossat material är taget från 60–100 mm djup.

Hög-vct-betong och låg-vct-betong måste riskbedömas på olika sätt

I många avseenden är hög-vct-betong och låg-vct-betong helt olika material att arbeta med. Detta gäller i synnerhet transportförmågan av fukt i betongen men också förmågan att till exempel självläka.

Medan en betong med högt vattencementtal/vattenbindemedelstal har ett överskott på vatten i blandningen har en betong med lågt vct/vbt ett överskott på bindemedel. Detta har en helt avgörande betydelse för hur fukt kan transporteras och konsumeras i betongen.

I Figur 3 visades ett exempel på hög-vct-betong (vct=0,50) där betongen på egen hand kommer sänka RF till 80–85 % om vi bara ger det lite tid. Tillför vi vatten till en sådan betong kommer RF stiga och lejonparten av överskottsfukten måste diffundera ut innan samma RF kan nås igen.

I en låg-vct-betong blir det däremot annorlunda oavsett om vi mäter RF i borrhål eller provrör, se Figur 4 & 5. Försöken med tillfört vatten visar vilken ”överkapacitet” vi har i betongen ur ett fuktriskperspektiv.

Egentligen behöver vi inte ens mäta RF i en låg-vct-betong!

Figur 4: Försök med tillförd fukt i låg-vct-betong som visar att det återstår oreagerad cement. Direkt efter montaget av givaren sker en kraftig uppfuktning av luftvolymen och därefter sjunker RF i takt med att fukten konsumeras. Efter knappt två veckor är RF i det uppfuktade hålet på samma nivå som övriga i hinken. Hinken har stått med lock sedan gjutning och är 18 månader gammal. Betongen är gjuten med gamla Bascement CEM II/A-V. (illustration Husbyggaren 2:2022)

Figur 5: Streckad linje markerar sista avlästa borrhåls-RF innan betongen krossas. Längst till vänster ses första avläsningarna i provrör. Efter en knapp månad öppnas tre av fyra provrör och en varierande mängd vatten tillförs. Tillförd fuktmängd motsvarar 0,3–1,5 % av provvikten. (Drygt ett halvår gammal bascementbetong med vct=0,36. Hinken har varit förseglad sedan gjutning.)

Fuktfrågan är inte ett skäl att välja bort betong med lågt koldioxidavtryck

Våra resultat visar att det går att bygga fuktsäkert med betong som har betydligt lägre koldioxidavtryck än vad som används i dagens torkbetonger (låg-vct-betonger) om fokus kan flyttas från ekvivalent mätdjup till ytan som står i kontakt med det känsliga ytskiktet. Den svenska omfördelningsmodellen, där borrhåls-RF på ekvivalent mätdjup likställs med det RF som kan fås direkt under ytskiktet, bygger in en väldigt stor säkerhetsmarginal. Priset för den marginalen betalas dessvärre allt som oftast i koldioxid.

Lösningen framåt borde vara att funktionsprova/förprova betongens förmåga att sänka RF precis som det redan görs för så många andra egenskaper som kravställs (tryckhållfasthet, frostbeständighet, brandmotstånd med flera). Utöver detta skulle mätningar i fält enligt dagens modell genomföras för att säkerställa att betongen i fält beter sig på samma sätt som den gör i labb. 

Vill du veta mer?

Här nedan har vi samlat lite övrig information om uttorkningsfrågan för dig som vill veta mer där även försöken bakom exemplen ovan är beskrivna. Självklart är du också välkommen att kontakta oss.

/Anders Selander, projektledare FoU

Brf Viva ger oss nygammal kunskap om fukt i betong

BRF Viva har öppnat dörrar för ett betongbyggande med lägre koldioxidavtryck vilket är väl känt för de flesta inom byggbranschen. Vad som är mindre känt är att ett omfattande arbete genomförts även kring den alltid så aktuella fuktfrågan i betong. I artikeln berättar vi om hur mätteknik och mätmetoder utvecklats men framför allt tittar vi närmare på hur RF förändras i riktiga betonggolv över tid.

En fuktig röra som behöver redas ut

Några av de vanligaste frågorna vi får kring uttorkning i betong handlar självklart om våra produkters likheter och skillnader när det kommer till förmågan att sänka RF. I provningar på Lunds tekniska högskola (LTH) har våra husbyggnadscement jämförts i öppna och stängda hinkar, med och utan fuktbelastning samt i hög och låg temperatur. Allt detta finns redovisat i artikeln. 

En resa i borrhålens förlovade värld

Borrhålsmätning är utan tvekan att föredra när RF skall bestämmas i ett cementbaserat material men tekniken är nyckfull och det är inte enkelt att skilja på mätfel och riktiga materialförändringar. Bara tillverkningen av mäthålet kan ge markant större differenser än valet av bindemedel. I artikeln försöker vi förklara skillnaden på mätfel och riktiga förändringar i materialet.

RF i betong – hur svårt kan det vara?

Borrhåls-RF ger oss rätt RF men värdet är egentligen ganska ointressant när fuktrisken i golvsystemet skall bedömas. För det första ger värdet endast en ögonblicksbild av betongens RF en bit ned i golvet. Är betongen torrare eller blötare i ytan än uppmätt värde? För det andra säger värdet inget om vart betongen är på väg. Det är här provrörs-RF kommer till sin rätt. I artikeln berättar vi hur metoderna kan användas tillsammans för ett fuktsäkert betongbyggande.

Funktionsprova betongens självtorkning och minska koldioxidavtrycket

När RF-provrör och RF-borrhål visar samma sak har vi nått den aktuella betongens självtorkningsnivå eller lägre. Nyttjas denna kunskap på ett klokt sätt möjliggörs ett sjumilakliv mot ett betongbyggande med lägre koldioxidavtryck. I artikeln visar vi hur en förprovning kan genomföras för att säkerställa att fukt från den aktuella betongen inte kommer orsaka några problem.

Flygaskans inverkan på fuktegenskaper i betong

Introduktionen av Bascement 2012 sammanföll med en rad förändringar av hur vi mäter RF i betong vilket tyvärr gav bilden av att flygaskan var orsaken till de höga mätvärdena i byggprojekten. I detta PM har vi sammanställt våra erfarenheter från provningar i fält och i labb samt även lyft fram några exempel från litteraturen där viktiga egenskaper undersökts som funktion av andelen flygaska i bindemedlet.

Om betong och uttorkning

Nedanför finns en kort dragning från Cementadagen 2018 som ger en introduktion till uttorkningsproblematiken och vad som gjort att vi i Sverige diskuterar denna fråga så intensivt.