Ny model udregner mere præcis levetid på beton

Teknologisk Institut er lykkes med at udvikle en bedre ligning, til vurdering af broer og andre store konstruktioners levetid - til gavn for hele branchen.

Teknologisk Institut afslutter snart det treårige projekt "Felteksponering og monitorering til forlængelse af anlægskonstruktioners tilstand".

Og selv om navnet er lettere kedeligt er resultaterne det langt fra. Ny viden bliver nemlig nu tilgængelig for rådgivere og udførende i byggeriet. Teknologisk Institut har nemlig stået for udviklingen af en ny og forenklet beregningsmodel til at forudsige betonkonstruktioners levetid, hvilken fjerner en stor grad af usikkerheden omkring levetiden.

For betonkonstruktioner er typisk baseret på beregninger af, hvor hurtigt klorid fra det omgivende miljø, eksempelvis havvand eller salte til glatførebekæmpelse, trænger ind i beton og fører til korrosion af det indstøbte armeringsjern.

Levetidsmodellerne bliver anvendt i forbindelse med levetidsdesign for store broer og tunneler, hvor det er vigtigt at have et pålideligt bud på konstruktionens forventede holdbarhed på den lange bane. Men de beregningsmodeller vi anvender i dag, er behæftet med stor usikkerhed, forklarer Søren L. Poulsen fra Teknologisk Institut.

- Som regel anvendes en såkaldt "ageing factor" til at tage højde for den ændring i betonens tæthed, som man typisk ser i betonens tidlige alder. Men netop parameteren "ageing factor" kan være en stor fejlkilde i beregningerne, siger Søren L. Poulsen, og fortsætter.

- Blot en ganske beskeden ændring i denne parameters værdi kan føre til en stor ændring af den beregnede levetid. Vores analyser i projektet, hvor vi har set på data fra felteksponerede betoner, har fået os til at sætte spørgsmålstegn ved, om det overhovedet er fornuftigt at anvende en "ageing factor" i forbindelse med levetidsberegninger, forklarer han.

Kvadratroden af levetiden

Forskerne har derfor valgt en ny model, hvor der ikke længere indgår en "ageing factor". I modellen beregner vi dybden af kloridindtrængningen baseret på to enkle led: En konstant, der tager højde for en øget kloridindtrængning i tidlig alder, plus et led, der består af en konstant indtrængningsparameter ganget med kvadratroden af tiden, heraf modellens navn, nemlig kvadratrodsmodellen, forklarer Søren L. Poulsen.

Hos Teknologisk Institut arbejder man fortsat på at udvide datagrundlaget for modellen, men ifølge Søren L. Poulsen har analyse af data, som er indsamlet fra både marine betonkonstruktioner og en række såkaldte felteksponeringspladser for beton, foreløbig vist, at den nye tilgang til modellering af kloridindtrængning er anvendelig for alle gængse typer af beton og eksponeringsmiljøer.

Det skal dog samtidig bemærkes, at med den nuværende erfaring for modellen, er det nødvendigt at have kendskab til data fra felteksponering af den aktuelle beton i cirka fem år, for at kunne foretage en pålidelig levetidsestimering.

Dataopsamling fra sensorer

Ud over arbejdet med levetidsberegninger, har Teknologisk Institut arbejdet med løsninger til trådløs overvågning af anlægskonstruktioners tilstand i projektet.

- Vi har udviklet batteridrevne løsninger baseret på såkaldt Sigfox-teknologi til opsamling og transmission af data fra sensorer i felten. Eksempelvis sensorer til overvågning af korrosionstilstanden i armeret beton, revnebevægelser i konstruktioner og temperaturudvikling i forbindelse med betonstøbninger, forklarer Søren L. Poulsen og tilføjer, at der også er arbejdet med udvikling af systemer til analyse og online visualisering af de opsamlede data.

Blandt andet et system, hvor man som bruger automatisk får besked, hvis data fra sensorerne indikerer, at der er begyndende korrosion af armeringsjernet i en konstruktion.

Fælles afslutningskonference

Interesserer man sig for resultaterne fra projektet, er det muligt at deltage i en konference, som Teknologisk Institut afholder i samarbejde med Force Technology og Alexandra Instituttet, der gennem de sidste tre år har arbejdet på projektet "Smart monitering af infrastruktur og miljø (digiMON)", hvor der er blevet arbejdet med nye teknologier til monitorering af infrastrukturer.

- Ved konferencen præsenterer vi væsentlige resultater fra de to udviklingsprojekter, men programmet omfatter også key-note indlæg fra Femern A/S og Vejdirektoratet, Rambøll og Sund & Bælt med forskellige showcases med praksisnære eksempler på konferencens tema. Vi håber at se rigtig mange aktører i bygge- og anlægssektoren, der arbejder med design, udførelse eller drift af større konstruktioner, samt virksomheder der arbejder med trådløs teknologi, elektroniksystemer og sensorsystemer, slutter Søren L. Poulsen.

Det er gratis at deltage i konferencen og tilmelding foregår her. Konferencen finder sted 20. november.