Då tillverkningen av aluminatcement, år 1913, togs upp efter fransmannen Bieds patent föreföll de djärvaste drömmar ha gått i uppfyllelse. Ett cement som redan efter 24 timmar var lika starkt som portlandcementet blev efter 4 veckor, som var immunt mot många kemiska angrepp för vilka portlandcementet förr eller senare dukade under, ett cement som uppnådde sin optimala hållfasthet vid ett förhållandevis högt vattencementtal, dvs i lättbearbetbara betongblandningar, ett cement som blev så varmt att vintergjutningar blev möjliga. Det var ett cement vars fördelar föreföll vara tillräckligt betydelsefulla för att man i många fall skulle acceptera det nya bindemedlets höga pris – ungefär tre gånger portlandcementets. Tänk dig att vintertid gjuta pelare till ett högt hus i dag, riva formen i morgon och gjuta nästa plans pelare i övermorgon. Tyvärr blev drömmen en mardröm!
| Vid normal inomhustemperatur kan hållfastheten minska 70–90 procent och sker kontinuerligt över en tid av cirka 20–30 år vid normal rumstemperatur. Vid lägre temperatur tar det längre tid. Orsaken till hållfasthetsförlusten är att de ursprungliga aluminatföreningarna inte är stabila utan omvandlas sakta till andra aluminatföreningar, vilket medför att betongen blir porösare. Ett annat problem med denna cementtyp är att den inte ger samma skydd åt armeringen eftersom den är mindre basisk än vanlig betong. Det innebär att armeringen rostar lättare i fuktig miljö, vilket kan minska bärförmågan ytterligare i pelare eller balkar. Aluminatcement började tillverkas i Sverige 1926 av AB Vallevikens Cementfabrik under namnet Valle Smältcement. Namnet smältcement är en direkt översättning av ”ciment fondu” och syftar på att cementet framställs genom sammansmältning av råämnena, lika delar kalksten och bauxit, samt därefter finmalning. | De byggnader som ligger i riskzonen i Sverige är byggda mellan åren 1926 och 1941. I Stockholm uppfördes cirka 3 700 byggnader under denna tids-period, jämnt fördelade över hela stan. Antalet som är byggda med aluminatcement är dock begränsat. Av hittills genomförda besiktningar har bara ett fåtal fall med aluminatcement upptäckts. I Sverige har det inte skett något ras med anledning av försvagade betongkonstruktioner pga. aluminatcement, men flera allvarliga ras har inträffat utomlands så sent som på 1970-talet. Riskerna för skador ska inte överskattas men inte heller negligeras. Aluminatcement har inte använts i Sverige sedan början av 1940-talet. Från och med 1960 får den inte användas i bärande konstruktioner. Materialet var dyrt (ca 3 gånger vanligt portlandcement) vilket innebär att det oftast användes för pelare och balkar. Mer sällan förekommer aluminatcement i bjälklag och väggar. |
Vi på SWK AB vet att man måste gå varsamt fram när man misstänker aluminatcement i en bärande stomme. Dels för att inte skrämma de boende och dels för att inte minska hållfastheten ytterligare vilket man gör när man borrar ur kärnor för provtryckning. Det är också viktigt att välja rätt förstärkningsmetod med hänsyn till kostnader, vid fel val av metod kan det bli extremt dyrt att förstärka den bärande stommen.
I samband med ombyggnad av en lokal till bostäder fann vi i originalritningarna att det använts Aluminatcement till pelare i stommen. Ett betongprov skickas för analys och aluminatcement bekräftades. Utredningen fortsatte och en större mängd prover skickades för analys och vi kunde bekräfta att aluminatcement hade använts i fler pelare än vad originalritningar angav.
Eftersom Aluminatcement är ett nyckfullt material beslutades att hållfasthetens status måste utredas för samtliga pelare i fastigheten.
Reparationen i korthet
Eftersom flera av pelarna visade sig ha en mycket låg hållfasthet och de boende skulle, om möjligt, bo kvar i huset under entreprenaden, fick vi gå mycket försiktigt tillväga. Vibrationsfri installation av stålkärnepålar nyttjades, väggar högre upp i huset stämpades för att avlasta pelare, till stämpning användes temporära stålpelare tvärs genom huset. En metod för att kontrollera pelarnas hållfasthet utan att riskera svaga pelare samt en kostnadseffektiv metod att förstärka icke godkända pelare arbetades fram.
Totalt finns i huset 99st pelare, av dessa kunde 55st uteslutas pga. att de var av ren betong eller tegel, 28st kunde godkännas pga. en fullgod hållfasthet, 16st pelare förstärktes.
Källarpelarna belastades av ca: 120 ton (brottlast). Arbetet försvårades av att lokaler i källare och gatuplan hyrdes ut till två restauranger och två musikstudios. Utredningen utfördes i samarbete med Tekn. Dr Anders Granström.
Aluminatcementens hydratisering (vattenbindning) sker i stort sett under loppet av 24 timmar. I samband med detta bildas dikalciumaluminathydroxid och även kollodial aluminiumhydroxid i mängder som är större ju kalkfattigare utgångsmaterialet var. Tyvärr har det visat sig att dikalciumaluminathydratet är en instabil förening som har benägenhet att under avskiljandet av aluminiumhydroxid och vatten övergå till trikalciumaluminathydrat och den är inte önskvärd i en bärande betongkonstruktion. Omvandlingstendensen är vid låg och normal temperatur så låg att den praktiskt taget inte gör sig gällande. Vid stigande temperatur – från ca 25º C – tilltar emellertid omvandlingshastigheten så mycket att förändringar gör sig starkt märkbara i form av hållfasthetsförlust. Den höga temperaturens ogynnsamma inflytande på hållfastheten är mest märkbar om redan den tidigaste hydratiseringen sker vid hög temperatur. Även om hydratiseringen var avslutad vid normal temperatur får man dock räkna med en nedgång av betongens hållfasthet, om den senare utsätts för högre temperatur. Det förefaller som denna tillbakagång av hållfastheten endast sker i närvaro av fukt. Torr betong är inte känslig för förhöjd temperatur. Med anledning av temperaturkänsligheten är det uppenbart att aluminatcementbetong bör hållas vid låg temperatur. Olyckligtvis är emellertid aluminatcementet i detta avseende sin egen fiende. Värmeutvecklingen är ytterst snabb och en stor mängd värme frigörs redan i ett tidigt skede.
Det är nödvändigt att genom omsorgsfulla åtgärder skydda aluminatcementbetongen mot uppvärmning. Betongen skall vid gjutning inte ha högre temperatur än 15º C. Den får inte gjutas i skikt tjockare än 30 cm. (detta mått avser förmodligen en tvåsidig värmeavgivning, en pelare har fyra värmeavgivande sidor) Formarna, som skall vara av metall, skall kontinuerligt vattenbegjutas. Formarna skall tas bort så snabbt som möjligt och den frilagda ytan skall vattenbegjutas tills värmeutvecklingen upphört. Även om man lyckas med ovannämnda fordringar bör man inte utsätta hårt belastade konstruktioner av aluminatcementbetong för en miljö som kännetecknas av hög temperatur och samtidig fuktighet.