Side 44
Bedømmelse af betonafløbsledningers restlevetid 30
Side 45
Kortlægning af fysiske og kemiske nedbrudningsmekanismer Kapitel 4 KORTLÆGNING AF FYSISKE OG KEMISKE NEDBRYDNINGSMEKANISMER Den fysiske og kemiske belastning af betonafløbsrør, der gennemstrømmes af spildevand, er unik. Det er derfor ikke muligt på simpel vis at overføre eksisterende erfaringer om betonens holdbarhed i anlægs- og bygningskonstruktioner til spildevandsbelastede betonrør i afløbssystemer. Nærværende kapitel indeholder en gennemgang af betonens hydratiseringsforløb, betonstrukturen samt de forskellige fysiske og kemiske nedbrydningsmekanismer. Nedbrydningsmekanismerne sammenholdes i kapitel 5 med spildevandets sammensætning, hvorefter der udvælges nøgleparametre, som vurderes betydende for betonafløbsrørenes tilstand og restlevetid. 4.1 BETONSAMMENSÆTNING OG MODSTANDSDYGTIGHED Betonen består af en blanding af cement, vand, tilslag og evt. nogle tilsætningsstoffer. Cementgelen dannes ved cementpartiklernes reaktion med vand og udgør bindemidlet mellem sand- og stenpartiklerne. 4.1.1 HYDRATISERING Reaktionen mellem cement og vand starter med, at ioner frigøres fra cementkornenes overflade, og danner en overmættet opløsning, hvorfra reaktionsprodukterne udfældes som krystaller. Hydratiseringsprodukterne dannes især på og i umiddelbar nærhed af cementkornene, hvorfor de efterhånden vil afbryde den direkte kontakt mellem vand og uhydratiseret cement. Reaktionen tvinges derfor til at skifte karakter, idet den kun kan videreføres ved, at vandmolekylerne diffunderer gennem skorpen af hydratiseringsprodukter, og reagerer med cementen inden for den først dannede ydre skal. Ifølge Herholdt m. fl.[1] medfører dette, dels at reaktionerne forløber stadig langsommere, eventuelt at de helt går i stå, inden cementen er opbrugt, dels at hydratiseringsprodukterne får en anden form end de først dannede. Det langsomme hydratiseringsforløb bevirker, at betonen bliver ved med at danne hydratiseringsprodukter og dermed forøge betonens styrke og tæthed i mange år efter støbningen. Cementens hovedbestandele er klinkermineralerne: Tricalciumsilikat C3Si, dicalciumsilikat C2S, tricalciumaluminat C3A og tetracalciumaluminatferit C4AF. Ved cementens reaktion med vand omdannes klinkermineralerne til nye komplekse forbindelser, blandt hvilke de vigtigste er en serie calciumsilikathydrater. Ifølge Herholdt m. fl. [1] bidrager de Al-holdige klinkermineralers reaktionsprodukter ikke væsentligt til cementpastaens slutstyrke, men har betydning for afbindingen, idet deres reaktion med vand forløber meget hurtigt. i Forkortelser i overensstemmelse med sædvanlig cementkemisk praksis: C=CaO; S=SiO2; F=Fe2O3; S =SO3; H=H2O 31
