Artikelförfattare: Oskar Linderoth, Swerock, Lars-Olof Nilsson och Peter Johansson, LTH
Vi har undersökt fuktegenskaperna hos fyra slaggblandade betonger och en referens med rent Portlandcement (PC). Resultaten visar att ersättning av cement med slagg förändrar betongens mikrostruktur och minskar transportförmågan samtidigt som självuttorkningen ökar, även när betongen blandas med betydligt högre vatten-bindemedelstal (vbt) än vad som är vanligt idag. Projektets insikter kan användas för att kraftigt minska betongens klimatavtryck utan att förlänga uttorkningstiden. Denna artikel rapporterar resultat från ett större projekt som genomförts vid Lunds Tekniska Högskola, för ytterligare resultat och detaljer se [1].
Vatten är en nyckelkomponent i cementbaserade material, och majoriteten av det vatten som tillsätts vid blandning binds kemiskt i fasta faser, så kallade hydrat, via reaktioner med bindemedlet. Med tiden leder hydratiseringen till en viss volymminskning och bildandet av ett finporöst nätverk av bindemedelspasta som håller samman ballastkornen och gör betongen hållfast. Det vatten som finns kvar efter att merparten av bindemedlet hydratiserat binds fysikaliskt i betongens porer, men vatten kan också tillkomma eller försvinna i kontakt med omgivningen, till exempel genom avdunstning eller absorption av regnvatten.
Partiell uttorkning av vattnet i porerna är ofta nödvändigt för att skydda fuktkänsliga material som står i direkt eller nära kontakt med betongens yta, till exempel golvbeläggningar. Men vatten är också nära kopplat till flera nedbrytningsmekanismer i betong. Karbonatisering, krympsprickbildning och kloridinträngning är alla processer som i varierande grad styrs av fuktnivån i betongen [2], [3]. Kunskap om betongs fuktegenskaper är därför avgörande för att skapa hållbara och beständiga byggnader och konstruktioner i betong.
För att avgöra om en betong är tillräckligt torr, till exempel inför golvläggning, används i Sverige måttet relativ fuktighet (RF %). Detta mått beskriver hur fuktig betongens porstruktur är relativt vattenmättat tillstånd, det senare motsvarar således 100% RF.
Betongen bidrar själv till en stor del av uttorkningen genom hydratationen. När vatten binds kemiskt töms delar av porstrukturen på vatten, varpå RF sjunker. Detta fenomen kallas för kemisk uttorkning eller självuttorkning och kan, givet tillräckligt lång tid, ta betongen till 75–80% RF [4]. Vidare uttorkning kräver att betongen torkar till omgivande luft genom så kallad diffusionsuttorkning. Drivkraften för denna process beror dels på omgivande klimat, dels på betongens fukttransportförmåga. Den senare bestäms av porstrukturens sammansättning och är därtill fukt- och temperaturberoende. I praktiken sker själv- och diffussionsuttorkning parallellt och påverkar varandra.
Betongens fuktegenskaper (bindning och transport) är ålders- och klimatberoende (temperatur, RF) men påverkas också av vbt och bindemedlets sammansättning. Lägre vbt kan skynda på den tidiga självuttorkningen men gör samtidigt att den stannar av tidigare. Genom att ersätta cement med till exempel slagg får man över tid en mer finporös struktur vilket påverkar såväl självuttorkningen som fukttransportförmågan.
Användningen av alternativa bindemedel och högre vbt är de mest effektiva lösningarna för att sänka betongens klimatavtryck, vilket i hög grad styrs av mängden Portlandcement (PC) i blandningen.
