National Transport Library Research Database

MicroFrost – Saltfrostbeständighet hos betong med hög SCM-halt i förhållande till mikroporositet (MicroFrost – Salt-frost resistance of concrete with high SCM-content in relation to micro-porosity)

  • Suchorzewski, Jan
  • RISE Research Institutes of Sweden AB, Svenskt företag eller organisation, 556464-6874
Sponsors, duration, budget: Trafikverket ; 2023-01-01 -- 2025-04-30 Registration number:
  • Trafikverket 2023/13815
Subject(s): Abstract: Det nordiska klimatet är hårt när det gäller frostpåverkan på betong, speciellt i konstruktioner vilka exponeras för klorider som vägar, broar och hamnkonstruktioner. Den vanligaste metoden att säkerställa hållbarheten hos betongkonstruktioner är att öka cementhalten och förbättra porstrukturen med luftindragande tillsatser. Cementhalten är också ofta hög på grund av hållfasthetskrav med betongklasser C40/50 och högre (speciellt för förspända broar) med lågt vatten-cementförhållande (w/c<0,40). Samtidigt kräver klimatmålen att användningen av cement baserad på bränd kalksten (Portland Cement) minskas och att den ersätts med tillsatser som slagg, flygaska eller brända leror. Porstrukturen både vid makro- och mikroskala spelar en viktig roll i saltfrostbeständigheten. Inte bara den totala porositeten är viktigt men också porfördelningen, som förändras med kemiska processer som kolsyra, vilket medför en vikt av att testa kombinerade effekter av kolsyra-salt-frost och kolsyra-klorid-frostbeständighet. Detta är särskilt avgörande för nya hållbara betonger med hög cementersättning där kunskapen om de komplexa processerna är otillräcklig. Detta projekt är en fortsättning på de många framgångsrika projekt som genomförts på fältförsöksplatser vid riksväg 40 nära Borås och marin plats i Träslövsläge. Det förra projektet EcoDur behandlade normala betongklasser och fokuserade på enkel jämförelse av hållbara blandningar i labbet (standardaccelererade metoder) och på fältet. Huvudsyftet med MicroFrost-projektet är att undersöka hur cementersättning i betong används för infrastrukturobjekt med högre prestanda (>C40/50) och lägre vatten- cementförhållanden (w/c<0,40) i kombinerad kolsyra-salt-frost och kolsyra-klorid motstånd i labb och fält. Dessa betonger har potential för ännu högre cementersättning på grund av generellt tightare mikrostruktur. Projektet kommer också att studera förändringarna i porstrukturen i mikro- och makroskala orsakad av kolsyra och frost- skador/mikrosprickningsprocess med hjälp av röntgen mikrodatortomografi och mikroskopi. Effekten av frostskador på betongens mekaniska egenskaper kommer också att testas.Abstract: Nordic climate is harsh concerning the frost impact on concrete, specifically in structures exposed to chlorides like roads, bridges, and harbour piers. The most common practice to ensure durability of concrete structures is to increase the cement content and improve the pore structure with air-entraining admixtures. The cement content is often high also due to the strength requirements with concrete classes C40/50 and higher with low water-cement ratio (w/c<0.40). In the same time climate goals require limiting the use of cement based on calcinated limestone (Portland Cement) and replacing it with supplementary cementitious materials like slag, fly ash or calcined clays. The pore structure both at macro-and micro-scale plays an important role in the salt-frost-resistance. Not only the total porosity is important but also the pore distribution, which changes with chemical processes like carbonation, which brings an importance of testing combined effects of carbonation-salt-frost and carbonation-chloride-frost resistance. This is especially crucial for new sustainable concretes with high cement replacement where the knowledge of those complex processes is insufficient. This project is a continuation of the projects carried out at the field test sites at highway 40 close to Borås and marine site in Träslövsläge. The main purpose of the MicroFrost project is to investigate cement replacement in concretes used for infrastructure objects with higher performance (>C40/50) and lower water-cement ratios (w/c<0.40) in combined carbonation-salt-frost and carbonation-chloride resistance in lab and field. Those concretes have a potential for even higher cement replacement due to generally tighter microstructure. The project will also study the changes in the pore structure at micro- and macro-scale caused by carbonation and the frost-damages/microcracking process by means of X-ray micro-computed tomography and microscopy. The effect of frost damage on the mechanical of concrete properties will also be tested.
Item type: