Þessi færsla er meira en 7 ára gömul.

Alkalívirkni verður vandamál á Íslandi

Þó svo að steinsteypa sé sterkt byggingarefni koma upp gallar í henni líkt og með önnur efni. Flestir vita það að timbur fúnar, málmar ryðga, máling flagnar og steypa springur. Oft getur verið talsvert erfitt að átta sig á því hvers vegna þessir hlutir eiga sér stað eða hver eru helstu örsök þeirra hverju sinni og er efnisfræði í byggingariðnaði vandmeðfarin og flókin grein. Helstu gallar sem geta komið upp í steinsteypu eru frostskemmdir, rýrnunarsprungur, tæring í bendistáli, skemmdir vegna súlfats (brennisteinssambanda) og síðast en ekki síst skemmdir vegna alkalí-kísilefnahvarfa, oftast nefndar alkalískemmdir.

Alkalískemmdir eða alkalíþensla eins og það heitir verður til þegar nægilega mikið magn af vatni kemst að kísilhlaupi. Kísilhlaupið myndast þegar alkalíar úr sementinu og hvarfgjörn kísilsýra úr fylliefninu hvarfast. Þegar kísilhlaupið kemst í snertingu við vatn getur eitt af tvennu átt sér stað og það er að hlaupið getur þanist mikið út eða að takmörkuð þensla verður. Þetta fer eftir efnasamsetningu kísilhlaupsins. Þessi efnabreyting getur haft umtalsverð áhrif á eðliseiginleika steinsteypunnar og veikir hún m.a. styrkleika fylliefnakornanna. Hinsvegar ef kísilhlaupið hefur takmarkaða þenslu hefur styrkleikaminnkun fylliefnakornanna í steinsteypunni einu áhrifin sem sjá má í efnabreytingunni. Kemur þó einstaka sinnum fyrir að efnabreytingin hafi aukinn viðlóðunarkraft milli steins og sementsefju í för með sér. Hin tegund kísilhlaups, sú sem er með ótakmarkaða þenslu gerir það hinsvegar að verkum að þensla á sér stað í fylliefnakornunum sjálfum, inni í steinsteypunni og getur þá þrýstingur fylliefnakornana á umlyggjandi sementsefju orðið meiri en togþol steypunnar sem veldur því að örfínar sprungur myndast.

Alkalívirk steinsteypa springur og eykur hættuna á öðrum skaðlegum áhrifum svo sem frostþensla, tæring á steypustyrktarjárni. Steypan verður því töluvert opnari fyrir öllum þessum kvillum sem fram komu hér áður og getur þetta leitt af sér keðjuverkun sem erfitt getur verið að eiga við. Alkalívirkni var stórt vandamál í byggingariðnaði á Íslandi á árunum 1960 til 1980. Fram til ársins 1940 voru alkalíefnabreytingar ekki þekktar og höfðu gallar í seinsteypu verið raktar til annarra áhrifavalda, þá helst frostþenslu.

Í Kaliforníu gat frostþensla ekki verið orsakavaldur skemmda í steinsteypu. Þar hófust rannsóknir á steinsteyptum brúarvirkjum. Það var Thomas E. Stanton sem taldi að þær orsökuðust af völdum efnabreytinga í fylliefnum steinsteypunnar og hófust rannsóknir á alkalívirkni steinsteypu í kjölfarið. Það sem þótti heldur undarlegt í þessum málum var að erlendis voru það eingöngu þau mannvirki sem voru í snertingu við vatn sem finna mátti alkalískemmdir en á Íslandi var það öfugt. Hér á landi voru nánast bara í íbúðarhúsum sem mátti finna skemmdirnar og var það ekki fyrr en síðar meir sem alkalískemmdir fundust í íbúðarhúsnæðum erlendis og þá í miklu minna mæli en á Íslandi. Annað sem þykir merkilegt í alkalímálum á Íslandi er að hér var hafin varnabarátta gegn alkalískemmdum 10 árum áður en skemmdirnar fundust sem er töluvert frábrugðið því sem gerðist í öðrum löndum. Erlendis var það algengast að skemmdirnar voru uppgötvaðar og leið svo oft langur tími áður en menn viðurkenndu eða jafnvel áttuðu sig á vandamálinu.

Fyrstu mælingar sem Rannsóknarstofnun byggingariðnaðarins gerði á alkalíþenslu og vitneskja um hátt alkalímagn í íslenska sementinu ýtti Haraldi Ásgeirssyni, sem þá var forstjórni Rannsóknarstofnunnar byggingariðnaðarins, út í nánari athuganir á þeirri alvarlegu hættu sem alkalívirkni getur haft í för með sér í steinsteyputum mannvirkjum hér á landi. Varpaði hann áliti sínu m.a. í útvarpserindi árið 1966 og vakti það mikla athygli hjá almenning. Megin ástæða þess að Íslendingar hafa verið byrjaðir að hefja varnaraðgerðir 10 árum áður en skemmdir komu í ljós voru rannsóknir Haralds Ásgeirssonar sem sýndu fram á það að ákveðin steypuefni innihéldu virk efni sem gætu valdið alkalíþenslu. Sementið frá Sementsverksmiðju ríkisins var með hátt alkalíinnihald og var fólk hvatt til þess að gæta varúðar þegar notast var við sement frá verksmiðjunni í vatnamannvirki. Þetta átti sér stað á árunum 1965-1970 en á þeim tíma var verið að íhuga ýmsar framkvæmdir á vatnamannvirkjum. Þetta gerði það að verkum að innflutningur hófst á erlendu lágalkalígjalli sem blandað var við íslenska sementsgjallið en þessa afurð átti að nota í Búrfellsvirkjun.

Iðnaðarráðherra skipaði sérstaka nefn í janúar 1967 til þess að fjalla um mögulegt vandamál sem varðaði hættu við alkalískemmdir á íslenskum húsum. Árið 1967 hóf þessi nefnd störf og var Haraldur Ásgeirsson formaður nefndarinnar. Nefnd þessi er enn starfandi í dag og heitir Steinsteypunefnd. Steinsteypunefnd gegnir mikilvægu hlutverki í formi rannsókna og upplýsinga sem gagnast bæði fræðimönnum og almenningi. Steinsteypunefnd er þó ekki bara með hugann við alkalívirkni heldur hefur hún gefið út ótal skýrslur og greinar sem flest eru aðgengileg hverjum sem er á veraldarvefnum. Þar getur hver sem áhuga hefur á steinsteypu eða efnistækni hennar sótt sér upplýsingar um ýmis fræði sem tengjast þessum málaflokki.

Líkt og áður hefur komið fram var talið að líkur á alkalískemmdum á steinsteypu væru litlar sem engar í íbúðarhúsum og voru því miður litlar sem engar varúðarráðstafanir gerðar við steinsteypu sem átti að nota í þessum tilgangi. Í rannsókninni sem Rannsóknarstofnun byggingariðnaðarins gerði voru niðurstöðurnar þær að ekki væri þörf á því að flytja inn lágalkalísement til bygginga vatnsmannvirkja ef notast væri við possólanefna sementið, sem framleitt var hjá Sementsverksmiðju ríkisins. Þá var helst talað um líparítið sem fengið var úr Hvalfirði en það hefur possólan eiginleika. Menn töldu að ef framleitt væri possólantsement þá væri hætta á alkalískemmdum lítil sem engin eða allavega nægilega lítil til þess að ekki þyrfti að gera frekari ráðstafanir. Á þessum tíma sýndu bæði íslenskar og erlendar rannsóknir fram á það að ekki væri nauðsynlegt að notast við sérsement líkt og þetta í steinsteypu sem notuð yrði við byggingu á íbúðarhúsnæði þar sem þau mannvirki væru ekki talin vera í neinni sérstakri hættu. Engu að síður benti Rannsóknarstofa byggingariðnaðarins áfram á að fólk skyldi vera á verði og þá helst á suður- og suðvesturhluta landsins þar sem þar væru frábrugðin veðurskilyrði og ekki jafn góð og á öðrum landshlutum.

Virka steypuefnið, líparítið úr Hvalfirðinum var fyrst notað árið 1960. Efnið var kallað björgunarefni en ástæða þess var að fyrirtækið sem vann við að dæla efninu upp hét Björgun og var þá nafn efnisins dregið af því. Efnið var laust við óhreinindi og var það helsta ástæðan og kosturinn við notkun þess en einnig var það fremur ódýrt. Líkt og áður hefur komið fram var ekki talin nein sérstaklega mikil áhætta á því að nota þetta efni þó svo að Rannsóknarstofnun byggingariðnaðarins hvatti til varkárni við að nota þetta efni og voru ekki sett lög né reglur sem takmörkuðu notkun þess þar sem um var að ræða í flestum tilfellum íbúðarhús. Seinna var sett bann á notkun efnisins en tók þá fyrirtækið Björgun, sem sá um að dæla efnunum, upp á að dæla á öðrum stað út af Kjalarnesi en það efni hafði töluvert minni alkalívirkni en fyrra efnið sem áður var notað.

Rannsókn var gerð á útbreiðslu steypuskemmda með áherslu á að skoða hversu algengar alkalískemmdir voru í húsum í Reykjavík á árunum 1977-1978. Í rannsókninni var niðurstaðan sú að alkalívirkni í steinsteyptum húsum væri alvarlegt vandamál í Reykjavík og að ekki væri minna en 10% húsa sem byggð voru á árunum 1968-1972, voru með miklar alkalískemmdir. Í dag eru alkalískemmdir ekki lengur vandamál á Íslandi. Eftir þrotlausar rannsóknir og prófanir hafa vísindamenn okkar fundið leiðir til þess að sniðganga alkalískemmdir að mestu leiti.

 

Athugasemdir

Allar athugasemdir eru ábyrgð á þeirra sem þær skrifa. Heimildin áskilur sér rétt til að fjarlægja ærumeiðandi og óviðeigandi athugasemdir.

Mest lesið á blogginu

Nýtt efni

Loka auglýsingu