”Nedbrytning av ved med brunröta: Biokemisk och ultrastrukturell lokalisering av oxidoreduktaser och Fentonkemi vid oxidativ depolymensering av cellulosa”
Geoffrey Daniel (projektledare)
Resultatsammanfattning med publikationslista från SLU.
E-post: geoffrey.daniel@trv.slu.se
Röta en tickande bomb.
I naturliga ekosystem bryts vedartade material ned varvid kolet återanvänds av diverse mikroorganismer av vilka svampar är de viktigaste. Dessa processer sker både i nativ ved och i konstgjorda produkter i både jord och vatten. Svamparna som deltar i nedbrytningen är ofta desamma som växer som fruktkroppar på eller i infekterade träd. Det finns huvudsakligen tre nedbrytningstyper: vitröta, brunröta och mjukröta.
I Sverige förekommer brunrötan mest i källare och fönsterbågar, vilket kan medföra stora ekonomiska förluster för husägare. För att motverka nedbrytning av byggnadsvirke har man därför utvecklat träskyddskemikalier baserade på oljor eller tungmetaller med brett spektrum av toxiska, växthämmande effekter. Numera är koppar-krom-arsenik förbjudna att använda ovan mark i många länder. I framtiden är det troligt att alla tungmetallbaserade träskyddsmedel kommer att förbjudas av miljöskäl. Det finns således stor risk för att angrepp av brunröta kommer att öka om inte nya träskyddsmedel utvecklas.
”Utveckling av innovativa icke metallbaserade medel för träskydd”
Nasko Terzlev (projektledare)
Resultatsammanfattning med publikationslista
från SLU.
E-post: nasko.terzlev@trv.slu.se
Syftet med projektet var att utveckla nya metallfria formuleringar och processer för modifiering av ved för att skydda den mot biologisk nedbrytning och förbättra de fysiska egenskaperna hos materialet. Detta utfördes genom modifiering av veden med en vattenavvisande förening (siloxan) och genom immobolisering av vissa oljor i vedens cellvägg.
Den första delen av projektet var kopplat till att utforska egenskaperna hos vissa siloxanföreningar som antogs modifiera ytan i vedens cellvägg. Den andra delen var att använda tall-, lin- och andra växtoljor för hydroxylgrupper i veden för förestring med hjälp av mineraliska och organiska syror som katalysatorer.
I allmänhet har växtoljor inga fungicida egenskaper. Stora mängder av olja impregnerad i veden kan mekaniskt stoppa vatten, men efter lång exponering vid hög relativ luftfuktighet blir vedens cellväggar mättade. Ett annat negativt drag hos alla oljor är deras lakbarhet.
”Metod för riskbedömning av brandspjälkning hos betong”
Lars Boström (projektledare)
Resultatsammanfattning med publikationslista från Brandteknik, Sveriges Tekniska Forskningsinstitut.
E-post: lars.bostrom@sp.se
Även betong har sina svagheter.
Betong är generellt sett ett mycket bra byggnadsmaterial, men problem uppstår när betong av vissa kvaliteter utsätts för brand. Med moderna, täta, högpresterande betonger finns risk för att ytan successivt spjälkar bort, vilket kan äventyra bärförmågan. Syftet med projektet var därför att studera olika egenskaper hos betonger och försöka se hur de påverkar brandspjälkning.
Det finns flera teorier för att förklara spjälkningsfenomenet. Vanligast är att höga inre ångtryck skapas vid uppvärmning. Andra teorier är att termiska spänningar bildas när man har en temperaturgradient och att fasomvandlingar i ballasten skapar spänningar. Troligast är att dessa fenomen verkar tillsammans.
En viktig egenskap är hur temperaturen eller värmen sprider sig i en kropp. En väsentlig del av arbetet var att studera hur ångtrycket byggs upp i betongen vid uppvärmning. Smala rör fyllda med olja gjöts in i betongprovkroppar för att mäta det interna trycket. Proven visade att trycken var relativt låga vid spjälkning, medan de högsta trycken mättes på provkroppar som inte spjälkade. Experimenten visade alltså att det inre ångtrycket vid uppvärmning endast har sekundär roll i de olika betongkvaliteterna. Genom att tillsätta en liten mängd polypropylenfibrer kan brandspjälkningen begränsas och i vissa fall helt elimineras. Försöken visade att det måste finnas någon annan drivande kraft vid spjälkning. Vid mätning av fri termisk expansion noterades en platå hos betong innehållande polypropylenfibrer. Denna platå skedde vid samma temperatur som en accelererad uttorkning.
”Utvärdering av betongkonstruktioners verkningssätt med modern fältmätningsteknik”
Raid Karoumi (projektledare)
Resultatsammanfattning med publikationslista från KTH.
E-post: Raid.Karoumi@byv.kth.se
I avhandlingen studerades möjligheten att numeriskt beskriva uppsprickning i betong vid normal- och skjuvsprängningar. Olika metoder att beakta uppsprickning har utvärderats. Studien visar att det är stor variation på den beräknade sprickbredden bland de metoder som finns i dimensioneringsnormer. Den stora skillnaden mellan normerna beror främst på att flera metoder inte beaktar skjuvfriktion mellan sprickytorna.
I avhandlingen illustreras att ickelinjära materialmodeller med stor framgång kan användas för att noggrant beskriva skjuvsprickor orsakade av normal- och skjuvspänningar. En metod baserad på plasticitets- och skadeteori gav mycket god uppskattning av beteendet. De metoder som är baserade på brottmekanik, med eller utan skadeteori, överskattade styvheten hos materialet efter uppsprickning.
Efter att materilamodellen verifierats har realistiska finita elementmodeller baserade på plasticitetsoch skadeteori utvecklats för att analysera orsaken till uppsprickning i två stora betongkonstruktioner.
”Tillståndsbedömning av betongkonstruktioner med tillförlitlighetsmetod. Osäkerhetsmodulering av bärförmåga”
Lennart Elfgren (projektledare)
Resulttatsammanfattning med publikationslista från Samhällsbyggnad, Luleå Tekniska Universitet.
E-post: Lennart.Elfgren@ltu.se
Syftet med projektet var att minska osäkerheten i de modeller som används för att bestämma bärförmågan vid tillståndsbedömning av betongkonstruktioner. Speciellt studerades de vanligaste belastningsfallen tvärkraft, vridning och böjning. Existerande metoder bygger på klassiska normer för dimensionering av nyuppförda konstruktioner och har inbyggda säkerhetsfaktorer av många slag. Genom att använda nyanserade metoder för tillståndsbedömning kan dock väsentliga samhällsekonomiska besparingar uppnås. Med kontinuerlig övervakning med modern IT-teknik kan livslängd och tillåten bärförmåga troligen ökas för många konstruktioner. Om värdet enbart av existerande svenska broar lågt uppskattas till 50 miljarder kronor och deras livslängd eller bärförmåga kan ökas med 5% fås en samhällsekonomisk besparing av storleksordningen 2,5 miljarder kronor. Motsvarande resonemang kan föras om andra byggnadstyper.
I Sverige förekommer brunrötan mest i källare och fönsterbågar, vilket kan medföra stora ekonomiska förluster för husägare. För att motverka nedbrytning av byggnadsvirke har man därför utvecklat träskyddskemikalier baserade på oljor eller tungmetaller med brett spektrum av toxiska, växthämmande effekter. Numera är koppar-krom-arsenik förbjudna att använda ovan mark i många länder. I framtiden är det troligt att alla tungmetallbaserade träskyddsmedel kommer att förbjudas av miljöskäl. Det finns således stor risk för att angrepp av brunröta kommer att öka om inte nya träskyddsmedel utvecklas.
”Förbättrad modell för deponerade nedbrytningsprodukter i betongbjälklag”
Anders Sjöberg (projektledare)
Resultatsammanfattning med publikationslista från Lunds universitet.
E-post: anders.sjoberg@byggtek.lth.se
Det visar att deponerade föroreningar från fuktskadade golv kan emittera flyktiga organiska kolväten (VOC) till inomhusluften under lång tid. Man tror att många av de ”sjuka husen”som åtgärdats kan ha varit förorenade i betonggolven med höga halter av deponerade nedbrytningsprodukter från golvlim.
Projektet har lett fram till bättre förståelse och korrektare modeller för orsakssammanhangen vid deponering och frigörning av kemiska ämnen i porösa byggnadsmaterial. Det har även gett bättre kunskaper om vilka utredningsmetoder som kan användas för att påvisa förekomsten och omfattningen av problemet.
”Förstärkning och reparation av stålkonstruktioner med pålimmade kolfiberlaminat”
Mohammed Al-Emrani (projektledare)
Resultatsammanfattning med publikationslista från Konstruktionsteknik, Chalmers.
E-post: Mohammed.Al-Emrani@chalmers.se
Kolfiberlaminat har ökat exceptionellt inom byggbranschen de senaste tio åren samtidigt som materialpriset fortsätter att minska. Kompositen har använts vid förstärkning och reparation av befintliga betong- och träkonstruktioner. Laminatets höga styvhet och hållfasthet, låga vikt och utomordentliga beständighet gör metoden lätt att konkurrera med traditionella förstärkningsmetoder.
Syftet med projektet är att öka metodens tillämpning även för stålkonstruktioner. Pålimningen av de smala och tunna laminaten förändrar inte nämnvärt konstruktionens ursprungliga utseende och är därför attraktiv vid förstärkning av äldre konstruktioner av historiskt och kulturellt värde.
Det finns dock huvudsakligen två frågeställningar som behöver utredas noggrannare innan tekniken kan utnyttjas fullt ut i praktiken. Framför allt bör metoden verifieras på förstärkta stålelement i verklig storlek och omfattande provning behövs för att säkerställa hållfasthetsparametrarna. Större forskningsinsatser behövs också för att studera systemets beständighet och livslängd.