Problemställning
Skorstenen vid Käppala avloppsreningsverk på Lidingö uppvisade skador som motiverade en diskussion kring förstärkningsåtgärder. Skorsten är uppsprucken och mätning med inklinometrar samt accelerometrar visar att skorstenen inte har den teoretiska styvheten vid dimensionering. Dessutom finns det en teoretisk risk för stjälpning. Det beslutades därför att utöka/förstärka grundläggningen samt att förstärka skorstenen. Traditionella metoder såsom pågjutning och stålplåtsförstärkning av skorstenen diskuterades men har begränsningar. Uppdraget var att utreda möjligheten att använda kolfiberkomposit som metod för förstärkning, särskilt med avseende på utmattningskapacitet, och att beskriva teknik, referensprojekt och en möjlig arbetsgång för en förstärkning av skorstenen.
Resultat
Undersökning och beräkningar visade att kolfiberkomposit är en effektiv metod för att förstärka betongkonstruktioner, särskilt för att förlänga livslängden vid utmattningsbelastning. Forskning och laboratorieförsök från Sverige och internationellt visar att kolfiberlaminat och NSM-stavar avsevärt ökar en konstruktions kapacitet utan att kompositmaterialet själv uppvisar utmattningsbrott. Referensprojekt såsom Kristineheds Avfallsvärmeverk i Halmstad, där skorstenen förstärktes med kolfiberväv, visar god beständighet även efter 25 år. Förstärkning med kolfiber rekommenderas därmed som en långsiktig och hållbar lösning.
Lösning
- Rapporten redovisar förstärkningstekniker med:
- NSM-stavar – infällda stavar i sågade spår, skyddade i betongens täckskikt.
- Kolfiberväv – för krökta ytor som lindandes runt skorstenen
Vidare presenteras för förstärkning av Käppala-skorstenen:
- Montering av ställning och väderskydd.
- Kompletterande tillståndsbedömning av betong och armering.
- Reparation av skador och korroderad armering (mindre omfattning).
- Uppsågning av spår för NSM stavar
- Slipning/sandblästring av ytor för kolfiberväv
- Montering/liming av kolfiberstavar
- Primning av ytor för limning av kolfiberväv
- Applicering av kolfiberväv horisontellt i flera lager.
- Målning för skydd mot UV och temperaturpåverkan.
Utrustning
Förstärkningssystem från Sto Scandinavia AB (Kolfiberlaminat, NSM-stavar och kolfiberväv med tillhörande lim). Betongslamma som skydd utanpå kolfiber och skorsten.
Standarder
- SS-EN 1990 – Eurokod: Grundläggande regler
- SS-EN 1992-1-1 – Betongkonstruktioner
- SS-EN 1504 – Reparation och skydd av betongkonstruktioner
- ISO 16311-1/2 – Tillståndsbedömning av betong
- FIB Bulletin 14 (2009) – Extern förstärkning med FRP
- ACI 440 – Guide for the Design and Construction of Externally Bonded FRP Systems
Kompositförstärkning av betong, B. Täljsten m.fl, Handbok för förstärkning, 2016, ISBN 978-91-7333-763-2
