Av: Ove Ugelstad, SRG, Robert Dahl, Reidar Kompen og Synnøve A. Myren, Statens vegvesen
Fiber som blir brukt i sprøytebetong kan deles opp i to hovedgrupper, stålfiber og plastfiber, med bakgrunn i materialtypen. Stålfiber er rette eller deformerte stykker av kaldtrukket ståltråd, rette eller deformerte avkapp av stålplater, fibere av oppmalte stålemner eller trukket ut (ekstrahert) av smeltet stål, som det er mulig å blande homogent inn i betong og mørtel for så å bli sprøytet. Makro polypropylenfiber, dvs. syntetisk fiber med virkning på bruddseighet tilsvarende stålfiber er ganske nytt og enda i en introduksjonsfase i Norge. Fordelen med den framfor stål er først og fremst at den ikke korroderer, heller ikke etter at sprøytebetongen har risset opp.
Lite pålitelige data
I de fleste vurderingene av fibervirkning i sprøytebetong kommer spørsmålet om faktisk fiberinnhold opp. Spredning i fiberinnhold er en kjent problemstilling, men det finnes lite av pålitelige data for spredningen og konsekvensene av dette. Ved vurdering av plastfiber som alternativ til stålfiber må det tas hensyn til spredning i fiberinnhold, og om ulike fibermaterialer har ulik spredning. Det ble derfor gjennomført undersøkelser av spredning i fiberinnhold, både for stålfiberbetong og makropolypropylenfiberbetong våren 2005.
I forbindelse med driving av Sørdaltunnelen i LOFAST-sambandet ble det utført undersøkelser på sprøytebetong med ulike mengder stål- og plastfiber. Prøver tatt både rett fra bil og fra vegg etter sprøyting, og senere også støpte terninger, ble undersøkt med hensyn på fiberinnhold. Resultatene fra undersøkelsene viste, som forventet, en spredning i fiberinnhold for de undersøkte prøvene sammenlignet med opprinnelig tilsatt fibermengde. I enkelte av prøvene tatt fra den ferske betongen ble det registrert variasjoner i fiberinnhold på ± 30 %. I henhold til Norsk betongforenings Publikasjon nr. 7 ”Sprøytebetong til bergsikring”, kan enkeltprøver tillates å ha inntil 15 % lavere fiberinnhold enn det spesifiserte. Tabell 1 viser spredning i fiberinnhold i betong med en stålfiberdosering på 20 kg/m3.
Tabell 1: Målte fibermengder ved dosering 20 kg/m3, stålfiber
Prøver tatt fra bil, dosering 20 kg/m3, stålfiber
12345Gjennomsnitt% av 20 kg/m3
Lass 120,822,018,722,822,521,4106,8
Lass 221,720,320,018,425,821,2106,2
Lass 313,822,922,520,020,620,099,8
Lass 420,020,720,716,421,619,999,4
Lass 514,219,119,724,524,920,5102,4
Gjennomsnitt18,121,020,320,423,120,6
% av 20 kg/m390,5105,0101,6102,1115,4102,9
Prøver tatt fra vegg, dosering 20 kg/m3, stålfiber
123Gjennomsnitt% av 20 kg/m3
Lass 115,221,2---18,291,0
Lass 217,819,316,117,788,7
Lass 318,019,919,719,296,0
Lass 416,417,918,417,687,8
Lass 514,623,222,019,999,7
Som vist i tabellen er spredningen i fiberinnhold stor, og fiberinnholdet i prøver tatt fra vegg er lavere enn fiberinnholdet i prøver tatt fra bil. I tillegg vises det at prøver tatt fra begynnelsen av et lass har lavere fiberinnhold enn prøver tatt helt til slutt i lasset. Samme tendensen vises for dosering med 30 kg/m3 stålfiber. For plastfiber er det motsatt, prøver tatt fra bil har lavere fiberinnhold enn prøver tatt fra vegg, samt at fiberfordelingen gjennom lasset er annerledes, med mest fiber i begynnelsen og slutten av lasset, og minst midt i lasset.
Betydelige avvik
Fiberinnholdet i de støpte terningene viste fiberinnhold som avvek betydelig fra den doseringen betongen var tilsatt. Betongens trykkfasthet og densitet viste seg å være uavhengig av både fibertype og fibermengde.
Skal det kunne dokumenteres mindre spredning i fiberinnhold for fiberarmert sprøytebetong er det to forhold som det må arbeides med:
–Selve prøvetakingen, størrelse av prøvene og hvordan prøvene tas
–Innblandingsprosessen for fiber i sprøytebetongen
Det er uklart hvilken av disse to forholdene, eventuelt begge, som er årsak til de til dels store variasjonene i fiberinnhold som er målt.
Positive erfaringer
Når det gjelder erfaringer med sprøytebetongens ferske betongegenskaper var disse i hovedtrekk positive. Konsistens og betongtemperatur var meget stabile, luftinnholdet var også ganske stabilt, men signifikant forskjellig for stål- og plastfiberbetong. Plastfiberbetongen var klart mer ”seig” enn stålfiberbetongen, spesielt gjaldt dette ved høy plastfiberdosering. Ved høy plastfiberdosering fikk en også en del mindre fiberballer. Både fiberballene og betongens seighet ble løst opp ved etterdosering av SP-stoff.
Resultater fra alle fibermålingene vil bli utgitt som egen rapport.
