Redistribution of moisture and ions in cement based materials

Sammanfattning: Popular Abstract in Swedish Nygjuten betong innehåller överskottsfukt som avges till omgivningen under uttorkningen. Om uttorkningen får fortsätta i en konstant luftfuktighet antar betongen så småningom samma fuktighet. Eftersom betong är ett tätt material tar det lång tid, ofta flera år, innan så har skett. Tills detta har inträffat sker en fukttransport från de inre delarna ut till ytan. En del av överskottsfukten i betongplattor kan omfördelas till golvytan och därmed öka fuktigheten under en tät golvbeläggning. Eventuellt överskrids då den kritiska fuktnivån. I många sammanhang används en tunnare pågjutning för att jämna av ytan för att kunna lägga en golvbeläggning direkt på underlaget. Det här produktionssättet innebär att ny fukt tillkommer genom pågjutningen och omfördelningen av fukt kompliceras. Om den kritiska fuktnivån överskrids kan det leda till materiella skador på golv och lim. Det nya produktionssättet innebär ett behov av att kunna uppskatta den maximala fuktigheten under ett tätt golvmaterial även för pågjutna betongkonstruktioner. Överskottsfukten innehåller joner från cementet, framför allt kalcium men också mindre mängder kalium och natrium, vilka alla höjer pH i fukten och gör den basisk. Den starkt basiska och fuktiga miljön har en negativ inverkan på många material. Golvlimmet under en PVC-matta är ett material som är känsligt för en sådan miljö. Genom att torka bort en del av överskottsfukten är det möjligt att limma golvmattan utan att riskera att limmet bryts ner. Med dagens snabba byggtakt är det gynnsamt att torka bort så lite som möjligt av överskottsvattnet, med en viss säkerhetsmarginal, och ändå undvika att en fuktskada uppstår. Målet med den här doktorsavhandlingen var dels att utveckla en modell och metod för att förutsäga den framtida relativa fuktigheten i en pågjuten betongplatta, och dels att utveckla en metod för att bestämma den kritiska fuktigheten för jontransport i betong. Omfördelningen av kvarvarande fukt kan också föra med sig alkalijoner och öka koncentrationen i kontaktytan mellan lim och betong. Denna alkaliökning kan tillsammans med den omfördelade fukten initiera och upprätthålla nedbrytning av lim, vilket är en vanligt förekommande fuktrelaterad skada. Flera pågjutna betongplattor med PVC-matta tillverkades för att skapa och följa fuktfördelningen och efterföljande omfördelning. Fuktfördelningen före golvläggning och efter en viss tid av omfördelning presenteras för de tillverkade betongplattorna. Dessutom bestämdes sorptionsisotermer inklusive scanningkurvor med en sorptionsvåg för materialen som användes, betong med vct 0.65 och vct 0.4 och ett cementbruk med vct 0.55, samt Floor 4310 Fibre Flow, en självavjämnande golvmassa. Upprepade absorptions- och desorptionsscanningkurvor som startat från desorptionsisotermen bestämdes också. De utförda mätningarna gjorde det möjligt att utveckla en kvalitativ och kvantitativ modell för fuktomfördelningen och att kvantifiera hur fuktigt det blir under en tät golvbeläggning. Båda modellerna tar hänsyn till inverkan av hysteres. Den kvantitativa modellen lämpar sig väl för bedömningar av den framtida fuktigheten, i \% RF, under golv i en pågjuten betongplatta och kan också användas på homogena plattor. Resultat från tidigare forskning antydde att en tidig uttorkning av betong plattan kan mildra höjningen av relativ fuktighet som sker vid omfördelning under en tät golvbeläggning. En studie genomfördes för att kontrollera dessa resultat. Resultaten från den nya studien av inverkan av tidig uttorkning kunde inte påvisa någon betydande skillnad mellan en tidig eller sen uttorkning. Uttorkning av betong genererar en fukttransport mot den torkande ytan. Den fukttransporten kan leda till en anrikning av joner vid ytan. Omfördelning av joner vid olika fukttillstånd undersöktes därför med en nyutvecklad metod. Metoden är indelad i en förkonditionering av provkroppar och dels en metod för att mäta omfördelningen av kaliumjoner. Metoden innebär att fukttillståndet i provkroppen blir väldefinierat, vilket är viktigt för att bestämma den kritiska fuktigheten för transport av joner. Dessutom mäts omfördelningen av joner som redan finns i betong. Tidigare forskning på det här området har utförts med hjälp av tillsatta kloridjoner. Transporten av kloridjoner hindras i viss mån att omfördelas genom att de binds till de inre porytorna vilket innebär en risk när den kritiska fuktnivån ska bestämmas.