Problem
Skorsteinen på Käppala avløpsrenseanlegg på Lidingö viste skader som gjorde det berettiget å diskutere forsterkningstiltak. Skorsteinen er sprukket, og målinger med inklinometre og akselerometre viser at skorsteinen ikke har den teoretiske stivheten som er dimensjonert. I tillegg er det en teoretisk risiko for velting. Det ble derfor besluttet å utvide/forsterke fundamentet og å forsterke skorsteinen. Tradisjonelle metoder som støping og stålplateforsterkning av skorsteinen ble diskutert, men har sine begrensninger. Oppgaven var å undersøke muligheten for å bruke karbonfiberkompositt som forsterkningsmetode, spesielt med tanke på utmattingskapasitet, og å beskrive teknologien, referanseprosjekter og en mulig arbeidsflyt for en skorsteinsforsterkning.
Resultater
Forskning og beregninger har vist at karbonfiberkompositt er en effektiv metode for å forsterke betongkonstruksjoner, spesielt for å forlenge levetiden under utmattingsbelastning. Forskning og laboratorietester fra Sverige og internasjonalt viser at karbonfiberlaminater og NSM-stenger øker konstruksjonens kapasitet betydelig uten at komposittmaterialet i seg selv viser utmattingsfeil. Referanseprosjekter som Kristineheds avfallsanlegg i Halmstad, der skorsteinen ble forsterket med karbonfiberduk, viser god holdbarhet selv etter 25 år. Armering med karbonfiber anbefales derfor som en langsiktig og bærekraftig løsning.
Løsning
- Rapporten presenterer forsterkningsteknikker med:
- NSM-stenger – innfelte stenger i sagede spor, beskyttet i betongdekket.
- Karbonfiberduk – for buede overflater, for eksempel rundt skorsteinen
Videre presenteres forsterkningen av Käppala-skorsteinen:
- Montering av stillas og værbeskyttelse.
- Komplementær tilstandsvurdering av betong og armering.
- Reparasjon av skader og korrodert panser (liten skala).
- Saging av spor for NSM-stenger
- Sliping/sandblåsing av overflater for karbonfibertekstiler
- Montering/liming av karbonfiberstenger
- Priming av overflater for liming av karbonfiberduk
- Påføring av karbonfiberduk horisontalt i flere lag.
- Maling for beskyttelse mot UV- og temperatureffekter.
Utstyr
Armeringssystem fra Sto Scandinavia AB (karbonfiberlaminat, NSM-stenger og karbonfiberduk med tilhørende lim). Betongslurry som beskyttelse utenfor karbonfiber og skorstein.
Standarder
- EN 1990 – Eurokode: Grunnleggende regler
- SS-EN 1992-1-1 – Betongkonstruksjoner
- EN 1504 – Reparasjon og beskyttelse av betongkonstruksjoner
- ISO 16311-1/2 – Tilstandsvurdering av betong
- FIB Bulletin 14 (2009) – Utvendig armering med FRP
- ACI 440 – Veiledning for prosjektering og bygging av FRP-systemer med utvendig liming
Komposittarmering av betong, B. Soapstone et al, Handbook of Reinforcement, 2016, ISBN 978-91-7333-763-2
