Projekt

Inverkan av urlakning hos vattenkraftbetong

Betongkonstruktioner utsätts för olika typer av nedbrytningsmekanismer som kan skada ytskiktet eller orsaka inre skador och sprickbildning. Forskning inom området nedbrytning av betongkonstruktioner är därför viktigt för vattenkraftsindustrin för att kunna prediktera återstående livslängd och få bättre underlag för eventuella förstärknings eller reparationsåtgärder.

I detta doktorandprojekt är målsättningen att utveckla en metodik för analys av nedbrytning hos betong och synergieffekter från frost och urlakning. För att kunna genomföra detta krävs väl underbyggda experimentella resultat som redovisar materialegenskaper som är nödvändig input och där försök är utformade för att studera isolerade fenomen under kontrollerade former så att dessa kan inkluderas i ett numeriskt ramverk.

Inre och yttre vattenvägar utgör en vital del av ett vattenkraftverk. Behov av inspektioner och besiktningar av inre vattenvägar, dels av rutinmässiga skäl men även orsakade av eventuella förluster på grund av betong- och bergutfall, leder till stopp i produktionen. För att nå hög produktivitet krävs därför en tillförlitlig bedömning av statusen på vattenvägarna vilket även leder till ett mer tillförlitligt sätt att prediktera underhållsbehov. Tillförlitliga prediktioner av vattenvägarnas status och nedbrytning är även viktigt för anläggningens flexibilitet då regleringen kan bidra till förändrade belastningar och nedbrytningsförhållanden. Vid eventuell förnyelse krävs ökad kunskap om inre och yttre vattenvägar avseende reparationsmetoder, återstående livslängdsprediktioner, samt inverkan av förändrad belastning.

För betongkonstruktioner i inre eller yttre vattenvägar är nedbrytningsmekanismer så som erosion, urlakning och frostsprängning vanliga. En viktig orsak till varför man upplever synergieffekter mellan frost och urlakning är att urlakningen påverkar betongens porstruktur vilket leder till ökad fukttransport och ökad risk för frostskador. Den frostskadade betongen blir därefter än mer påverkad av urlakning då urlakningsprocessen accelererar i frostskadad betong. Experiment utförs tillsammans med Lunds Tekniska Högskola i syfte att utreda viktiga materialbeteenden och materialsamband relaterade till urlakning av betong, som utgör väsentligt underlag för att utveckla verktyg för att analysera och utvärdera nedbrytning av betong i vattenvägar.

Målsättningen med detta projekt är att studera hur urlakning påverkar betongmaterialets materialbeteende och materialsamband, med fokus på:

  • Kvantifiera hur porstorleksfördelning förändras till följd av urlakningsgrad.
  • Inverkan av vattenmättad respektive delvis vattenmättad betong.
  • Inverkan av tillämpning av luftporbildare (som används för skapa frotsbeständig betong i vattenkraftsbetong).
  • Teoretiskt kvantifiera urlakningens effekt på den kritiska vattenmättnadsgraden i betongen.

Detta är ett projekt som finansieras av industrin och KTH och är kompletterande till SVCs projekt Prediktion av nedbrytning av betong vid vattenvägar.

Om projektet

Tid

januari 2020 - december 2020