Verdensledende indenfor UHPC?

Når man har arbejdet inden for dette felt i mange år - personligt har jeg arbejdet med Ultra High Performance Concrete (UHPC) siden 1987 – møder du mange påstande om at være verdensledende inden for højstyrkebeton. Det er også en påstand, vi selv er kommet med, men da vi hos Hi-Con kun producerer elementer i Ultra High Performance Fibre Reinforced Concrete (UHPFRC) og aldrig har arbejdet med traditionel beton, mener vi, at der er hold i vores påstand, da vi gennem årene har produceret mere end 70.000 tons strukturelle elementer i CRC.

Mange forkortelser

Du har sikkert allerede lagt mærke til, at vi bruger mange forkortelser, når vi arbejder med denne type beton og jeg vil kort forsøge at forklare nogle af disse: 

CRC – forkortelse for Compact Reinforced Composite – det er denne specielle type af UHPFRC, som vi anvender hos Hi-Con. Den blev udviklet (og patenteret) på Aalborg Portland af Hans Henrik Bache i 1986 og var den første UHPC af sin slags, hvor man kombinerede en trykstyrke på mere end 150 MPa med en høj trækstyrke og duktilitet – som kun kan lade sig gøre på grund af et højt indhold af stålfibre – og tætliggende armeringsstænger for at opnå den samme adfærd som stålet, men med betonens fordele. Samtidige var begreber som UHPC ikke rigtig anvendt, men i stedet blev betegnelsen High Strength Concrete (HSC) anvendt. I begyndelsen var der et stort fokus på udviklingen af trykstyrken, men man fandt hurtigt ud af, at en række andre egenskaber såsom holdbarhed eller duktilitet var mindst lige så væsentlige og begrebet High Performance Concrete (HPC) eller højstyrkebeton, som vi kalder det på dansk, blev opfundet. Idéen med denne udvikling var, at betonen blev designet til en specifik anvendelse, som ikke nødvendigvis krævende en høj trykstyrke. Derfor blev fokus rettet på egenskaber som høj trækkapacitet, lang holdbarhed, ekstrem formbarhed eller tilsvarende. I midten af 90'erne blev en række af andre kommerciel tilgængelige højstyrkebetoner udviklet såsom Ductal (Lafarge), BCV (Vicat) og BSI/Caracem (Eiffage and Sika) og i forsøget på at klassificere disse forskellige typer beton, blev begrebet Ultra High Performance Concrete (UHPC) sat på dagsordenen for at karakterisere betoner med en trykstyrke på mere end 140-150 MPa. Da mange af disse betontyper også indeholdt fibre for at skabe duktilitet blev betegnelsen udvidet til UHPFRC. Derudover bliver forkortelsen HR (Heavy Reinforcement) sommetider tilføjet, når man kombinerer denne type beton med tætliggende armering, og da vi altid anvender traditionel armering i vores materiale, ville den korrekte forkortelse derfor være HRUHPFRC – Men nogen gange skal man også stoppe mens legen er god, så vi anvender ofte UHPC eller UHPFRC.

Sammensætningen af UHPFRC – og CRC

UHPFRC er generelt karakteriseret ved en høj trykstyrke, lav permeabilitet, stor formbarhed og en bøjningsstyrke på mere end 25 MPa. Dette opnås ved at have  et højt indhold af bindere (900-1500 kg per m3), et højt indhold af micro silica og glaspulver samt en matrice, hvor de største sandkorn ofte er mindre end 0.25 mm. Da forholdet mellem vand og pulver typisk ligger på under 0.2, er det nødvendigt at anvende et enormt effektivt plastificeringsmiddel og for at sikre den nødvendige formbarhed af elementerne, anvendes fibre (ofte stålfibre) i mængder på mellem 100 og 300 kg per m3. Traditionelle blandere og blandingsudstyr kan anvendes, men da vandindholdet er meget lavt, er det nødvendigt med lange blandingstider for at opnå en homogen masse. Da mange UHPFRC betoner bliver anvendt som en kombination af fibre og forspændt beton, sker hærdningen ofte ved høje temperaturer, hvilket forbedrer de mekaniske egenskaber og sikrer, at størstedelen af svindet sker før forspændingen. 

CRC – betontypen vi anvender hos Hi-Con - er ikke en typisk UHPFRC. I vores testforsøg med terninger med lokale tilslag, måler den gennemsnitlige trykstyrke omkring 150 MPa, men da Eurocoden er baseret på målinger af trykstyrker på 150x300 mm cylindere, anvender vi en karakteristisk styrke på blot 110 MPa i vores designs. Matricen har et højt indhold af bindere, et højt indhold af microsilica samt et vand og binder forhold på mellem 0.15 til 0.18. Derudover anvender vi sandkorn op til 4 mm, hvilket betyder at indholdet af bindere i CRC kan reduceres i forhold til UHPFRC, hvor der kun anvendes meget fint sand. Dette giver os en anelse lavere styrke, men til gengæld en mere økonomisk blanding med mindre svind.  

CRC blandingen er selvkomprimerende, men med dets høje indhold af fibre (typisk fra 120 til 230 kg/m3) og dets høje viskositet som sikrer god fiberdistribution, er CRC bedst egnet til præfabrikerede elementer, hvor vibrationer kan tilføres og dermed forbedre komprimeringen. 

30 års erfaring?

30 års erfaringen inden for UHPC lyder godt, men hvis man ikke passer på, kan det vise sig at være 5 års erfaring, der er blevet genbrugt de seneste 25 år. Man bliver nødt til hele tiden at tilegne sig ny viden. Vi står stolte frem og fortæller, at vi er up-to-date med den nyeste udvikling inden for UHPC, men paradoksalt nok anvender vi stort set den samme CRC formular, som blev udviklet i 1986. I løbet af årene har vi foretaget nogle enkelte forbedringer af materialet - i forhold til en forbedret bearbejdelighed, omkostningsreduceringer samt reduceret behovet for finish arbejdet - men hvis vi foretager nogle drastiske ændringer i sammensætningen af CRC, vil vi have svært ved at anvende den store mængde af dokumentation, som vi har udviklet gennem årene. Selvom vores blanding ikke ser meget anderledes ud, end den gjorde for 20 år siden, har vi lært vores beton rigtig godt at kende – både i forhold til dets styrker og begrænsninger – og det tillader os at designe og producere meget komplicerede elementer og samtidig levere den nødvendige dokumentation. Til nogle af vores produkter, producerer vi blandinger, der er en smule anderledes end den originale CRC-formel, men i øjeblikket anvender vi grundblandingen til 95% af de elementer, vi producerer. Dette gør det muligt for os at identificere, hvor vi kan tilføre noget i et byggeprojekt – eller om vores product ikke egner sig til et givent projekt. Og vi kan med sikkerhed sige, at der til stadighed er masser af projekter, der er velegnet til CRC!

Sidst med ikke mindst, og for at svare på spørgsmålet i overskriften: Ja, vi opfatter os selv som værende blandt verdens ledende inden for UHPC. Dette kommer af at være en kommerciel virksomhed, der har designet og produceret CRC hver eneste dag i næsten 20 år – ofte i konkurrence med stål og traditionel beton - og hvis vi ikke var gode nok til det, ville vi ikke have eksisteret den dag i dag. 

Dette er min - ganske vist partiske – introduktion til CRC, og hvordan det passer ind i en verden af UHPC. Hvis du er uenig, har spørgsmål eller blot ønsker at kommenterer dette indlæg, så er du velkommen til at gøre dette. Desværre kan du ikke gøre dette direkte på vores hjemmeside, men anvend i stedet linket til vores WordPress blog nedenfor. 

Besøg vores blog her