Certificeret levetidsdimensionering af store betonkonstruktioner

Senest opdateret d. 13/4-2012
FORCE Technology
Resultatkontrakt 2013-2015 under temaerne Service og offentlig innovation og Materialeteknologi
Jens Roedsted
Direktør for Marked og Innovation

Vi vil udvikle og implementere et nyt systematisk koncept for levetidsoptimering af store betonkonstruktioner. Vi vil bl.a. etablere en systemcertificeringsordning baseret på relevante internationale standarder. Frem for at anvende ressourcekrævende og dyre materialer i store betonkonstruktioner for at opnå levetider på op til 150 år, er der i stedet brug for at anvende mere gængse materialer i betonen. Det skal så kobles med løbende overvågning af konstruktionens nedbrydning, så man løbende kan vurdere, hvordan holdbarheden udvikler sig i praksis.

CERTIFICERET LEVETIDSDIMENSIONERING FOR STORE BETONKONSTRUKTIONER

Institut: FORCE Technology

Kontaktperson: Jens Roedsted

Ny viden og serviceydelser
Der skal udvikles og implementeres et nyt systematisk koncept for levetidsoptimering af store betonkonstruktioner. Konceptet baseres på en systematisk brug information om konstruktionens design, erfaringer fra drift og ikke mindst løbende overvågning af kritiske parametre som korrosion i armering og nedbrydning af betonen. For at sikre kvaliteten af dette koncept skal der etableres en systemcertificeringsordning baseret på relevante internationale standarder (f.eks. ISO 9001 og DS/EN 45011).
I dette projekt skal kravspecifikationerne for konceptet til levetidsoptimering udarbejdes, ligesom grundlaget for certificeringsordningen beskrives i form af procedurer, instruktioner og metodebeskrivelser.
Det er tanken at samle hele branchen bag certificeringsordningen som skal udmønte sig i bedre formueforvaltning, længst mulig levetid og størst mulig restværdi for vores betonkonstruktioner i den danske infrastruktur.

Centrale aktiviteter
Aktiviteten indeholder følgende centrale aktiviteter:

  • Udvikling af en ”Fødselsattest” for nye konstruktioner. En ”fødselsattest”skal dokumentere det oprindelige design og de afvigelser som uundgåeligt opstår under byggefasen.. ”Fødselsattest-begrebet” bliver udviklet på basis af videnimport fra AASHTO Bridge Committee, USA.
  • Etablering af erfaringsdatabaser for eksisterende konstruktioner. Der skal udvikles en struktureret tilgang til indsamling og dokumentation af erfaring med eksisterende konstruktioner (hvor det er umulig at fremskaffe en ”fødselsattest”). Erfaringsgrundlaget skal systematiseres i en database til brug for vurdering af nedbrydningsgraden og den forventede restlevetid.
  • System til levetidsovervågning og restlevetidsdimensionering. På basis af informationer fra hhv. ”fødselsattest” og/eller erfaringsdatabase besluttes det hvornår og hvordan levetidsovervågning skal etableres og gennemføres. Levetidsovervågningen vil indeholde monitering af parametre som er vitale for betonkonstruktionens holdbarhed og dermed restlevetid. Moniteringen gennemføres som permanent og periodisk overvågning
  • Certificeringsordning for levetidsoptimering.  Certificeringen af det aktuelle koncept for levetidsoptimering skal sikre en ensartet tilgang til vurdering af betonkonstruktioners restlevetid baseret på den nyeste viden om monitorering af betonkonstruktioner, med henblik på at anvende ressourcer til reparation og genopretning på mest økonomiske måde.

Rationale for indsatsen
Store betonkonstruktioner specificeres i dag med levetider på op til 150 år. Dette er muligt ved at anvende beton med indhold af meget ressourcekrævende og dyre materialer som rustfri armering og knust granit. Men ud fra vurdering af økonomi og bæredygtighed er denne løsning langt fra hensigtsmæssig, og der er ikke p.t. et erfaringsgrundlag der kan godtgøre, at de dyre og avancerede materialer rent faktisk resulterer i væsentlig længere levetid.
Der er i stedet brug for at anvende mere gængse materialer i betonen som fundament for fremtidige bæredygtige og ressourcebesparende konstruktioner og koble det med løbende overvågning af konstruktionens nedbrydning som konsekvens af klimatiske, miljømæssige og mekaniske påvirkninger, så man løbende kan vurdere hvordan holdbarheden udvikler sig i praksis.
I de seneste 10-15 år er vedligeholdet af infrastrukturen i Danmark blevet forsømt, og i dag betaler vi prisen i form af havarier og øget nedslidning med store genopretningsomkostninger til følge. De alvorlige skader på Storstrømsbroen (75 års levetid p.t.) for nylig er et skræmmende eksempel.
Det er nødvendigt at prioritere midler til genopretning af den danske infrastruktur idet den samlede omkostning til samtidig genopretning simpelthen er for stor. Et effektivt og bredt anvendt system til levetidsovervågning og dermed vurdering af restlevetid vil give branchen et effektivt værktøj til prioritering og sætte ind, hvor man får mest for pengene og de samfundsmæssige konsekvenser i form af eksempelvis trafikforstyrrelser reduceres mest muligt.
Målgruppen for aktiviteten består af

  • Slutbrugere/Bygherrer: Levetiden af betonkonstruktioner er deres ansvar som operatører.
  • Entreprenører: Konceptet er primært adresseret små og mellemstore entreprenører, som ikke har de faglige eller økonomiske ressourcer eller faglige indsigt til at udvikle dette levetidskoncept.
  • Rådgivere: Denne gruppe er med til at promovere og binde konceptet sammen; også som bygherrerådgivere.

Blandt de forventede effekter kan nævnes:

  • Øget beskæftigelse hos entreprenører og rådgivere.
  • Øget værdi af aktiver ved forventet levetidsforlængelse.
  • Forbedret vurdering af fremtidige investeringsbehov pga. løbende justering af betonkonstruktioners restlevetid.
  • Formueforvaltningen optimeres og bidrager direkte til økonomiske besparelser og muliggør effektiv planlægning af nødvendige udbedringsbehov.
  • Minimering af trafikforstyrrelser

Mulige samarbejdspartnere
For at realisere projektet skal hele branchen samles om ideen. I projektet skal der således samarbejdes med rådgivere (bl.a. Rambøll, Cowi og Niras), universiteter i Danmark (bl.a. DTU Byg, Syddansk Universitet, Aalborg Universitet) og udlandet (bl.a. ETH - Swiss Federal Institute of Technology, TNO - Netherlands Organisation for Applying Scientific Research, NTNU – Norges Teknisk-Videnskabelige Universitet, RWTH- Rheinisch Westfaelische Technische Hochschule Aachen), entreprenører (MT Højgaard, Pihl & Søn, Christiansen & Essenbæk) og slutbrugere (Vejdirektoratet, Banedanmark, Københavns Kommune).

24 kommentarer

Herunder er indlæg og kommentarer fra interessenter på aktiviteter og aktivitetsforslag.

cmpemcon
Tirsdag d. 24/4-12 kl. 19:20

Nedenstående kommentar er afgivet af Christian Munch-Petersen, bygherrerådgiver og partner i EMCON A/S. CMP har været aktiv på anlægsområdet siden 1976 og beskæftiger sig primært med fastlæggelse af betonkrav til de store anlægskonstuktioner i Danmark som konsulent for bygherrerne.

Det angivne forslag evalueres ikke at være gennemførligt. Den nødvendige viden til at gennemføre levetidsvurdering af den beskrevne type findes ikke og vil ikke kunne skabes ved de foreslåede aktiviteter.

En certificering af noget så usikkert er i bedste tilfælde ligegyldig - i værste fald stikkes bygherrerne blår i øjnene.

Det foreslås i stedet, at der bygges videre på det Ekspertcenter, som er opbygget hos DTU og DTI med de store bygherrer og rådgiveres støtte.

Forslaget om, at man kan erstatte et højkvalitetsprodukt med et sekundært, hvis der blot overvåges, er udtalt tidligere, men det bliver ikke rigtigt heraf. Det svarer i en analogi til, at man erstatter et dige ved Vadehavet med en vandstandsmåler.

Vandstandsmåleren vil advare om vandets stigning, men ikke forhindre oversvømmelsen - og så er det for sent at bygge diget.

De store anlægsbygherrer ønsker at bygge "diger" - sikre konstruktioner med sikkerhed for lang levetid.

Oskar Klinghoffer
Tirsdag d. 1/5-12 kl. 12:52

Kære Christian Munch Petersen,

Tak for din kommentar, som jeg dog tillader mig at være uenig i. Der findes to forskellige skoler eller opfattelser af, hvordan krav om betonkonstruktioners holdbarhed på mellem 50 og 200 år kan opnås. Den ene vej er gennem højere kvalitet i byggematerialerne, og den anden vej er gennem kontrol og monitorering.

De højkvalitetsprodukter, som du henviser til i dine kommentarer, har det aktuelle forslag ikke til hensigt at erstatte med et sekundært - snarere tværtimod. Vi anfører blot, at brugen af eksempelvis rustfri armering og knust granit vil være prohibitivt dyrt for samfundet - potentielt uden at sikre den ønskede levetid. Det er derfor, at forslaget fokuserer på implementering af ”fødselsattester” for nye konstruktioner, som skal dokumentere, at det færdige byggeri efterlever det oprindelige design.

Desværre er virkeligheden ofte anderledes. Som eksempel kan nævnes Storebæltsforbindelsen. Den anvendte højkvalitetsbeton viste sig i virkeligheden at være svær at arbejde med, og i konsekvens heraf opstod en del revner og efterfølgende korrosion på armeringen. Efter 10 års drift er der fundet 255 revner i tunnelen, hvilket svarer til ca. 12 % af samtlige skader, samt også en del korrosionsskader.

Derfor gør selskabet stadig brug af 224 stk. korrosionssensorer, som blev installeret på 10 lokaliteter i hvert tunnelrør under opførelsen af byggeriet, og der er netop tegnet en ny kontrakt mellem Sund & Bælt og en stor dansk rådgiver på fortsat kontrol og overvågning ved hjælp af disse sensorer. Din kommentar, der sammenligner brugen af korrosionssensorer med vandstandsmålere, finder vi for simplificeret - specielt i lyset af at store bygherrer efter næsten 20 års drift fortsat bruger dem i deres vedligeholdsstrategi.

Det skal bemærkes, at forslaget ikke sigter mod opbygning af teoretisk viden og frembringelse af nye levetidsmodeller, men baseres på systematisk opsamling af den eksisterende viden og data ved hjælp af den tilgængelige viden og empiriske erfaringer.

Derfor må vi beklage, hvis beskrivelsen af projektet på BedreInnovation har givet Christian Munch Petersen en anden opfattelse.

Der findes flere andre eksempler i Danmark på, at man har valgt overvågningsvejen, og at man derigennem estimerer betydelige levetidsforlængelser på op imod +30 år. Internationalt finder vi støtte til den foreslåede angrebsvinkel fra internationale vidensmiljøer som TNO i Holland og RWTH i Tyskland, der indgår som naturlige samarbejdspartnere i det nuværende forslag.

Med venlig hilsen
Oskar Klinghoffer

alectia.jmf
Søndag d. 13/5-12 kl. 10:02

Nedenstående kommentar er skrevet af Jens Mejer Frederiksen, der arbejder som ekspert for ALECTIA A/S og som siden 1986 har været beskæftiget med forskning og udvikling om betons nedbrydning og reparation samt betonbeskrivelser, levetidsdesign, modeller for chloridindtrængning mm.

 Han har været med til at formulere krav, specifikationer og vejledninger til et stort antal projekter, hvor en lang levetid og lave vedligeholdsomkostninger har været helt centrale krav. Erfaringsområdet omfatter rensningsanlæg, Storebæltsforbindelsen (de overordnede krav), svømmehaller, altanelementproduktioner, parkeringsanlæg, bølgebrydere samt kulturelle bygværker med ekstreme påvirkninger og/eller ekstreme levetidskrav.



Det projekt som FORCE Technology beskriver, tager udgangspunkt i, at man kan få en samfundsmæssig gevinst, dvs. forlænget levetid med billigere betonkonstruktioner ved at blive bedre til at overvåge bygværker og reagere ud fra de gjorte observationer. Min vurdering er at overvågning skal være ledsaget af en reel mulighed for at iværksætte et tilstrækkeligt virksomt indgreb rettidigt – og derfor er eksemplet med vandstandsmålere i kommentaren ovenfor forfejlet... Det er almindeligt kendt, at betons nedbrydning ikke er en pludselig udefrakommende hændelse, men relativt langsomme kemiske reaktioner.



Det, der vil give gevinst for samfundet, er det, som jeg opfatter, at FORCEs projektbeskrivelse forsøger at beskrive: Muligheden for at relaksere på krav, så man kan bygge billigere, men opnå samme levetid ved at udføre god overvågning – og her bør tilføjes: ... "og iværksætte virksomme økonomiske indgreb rettidigt". Jeg savner at se en beskrivelse af dette.



Når vi ser på grundlaget for vores nugældende normer og standarder for at fremstille armerede betonkonstruktioner, så gælder det om dette grundlag, at det er baseret på erfaringer, der stammer tilbage fra en tid, hvor mange opfattede beton som et materiale, der i forhold til stål, træ og murværk var uforgængeligt i aggressive miljøer. De lærestreger branchen har fået med manglende holdbarhed af beton stammer fra en tid, hvor konkret viden om betons holdbarhed var meget lidt udbredt. 

I 1980'erne og 1990'erne har vi med en massiv brancheindsats skabt en god ”infrastruktur for betonfremstilling”, der tager hånd om hovedparten af de fejl man begik, da man byggede uden brug af viden i 1960'erne og 1970'erne. Det betyder, at der i Danmark nu er opbygget en betonbranche, hvor der er styr på det meste.

 Der begås stadig en del fodfejl i betonbranchen hver dag. Men det bliver i det store og hele ved små fejl, idet normer, certificeringer, akkrediteringer og standardiseringer har lagt rammerne for en god og sikker betonproduktion i Danmark.


Hvor kan der sættes ind nu, hvis vi ønsker at skabe værdi for det danske samfund? 

Min vurdering er, at vores reaktion på de skuffende erfaringer med betons uforgængelighed kan have ført til, at der blev formuleret krav på krav, således at der i dag nok kan peges på steder, hvor der er et optimeringspotentiale.

 Det skyldes, at der på tidspunktet for kravenes "fødsel", foruden det helt store overblik også manglede en tilstrækkelig præcis forståelse af betons holdbarhedsegenskaber og nedbrydningshastighed. Forståelsen blev udviklet samtidig med, at man formulerede en del af de krav, der nu står i vores normer og standarder. På visse områder kan vi med vore dages betydeligt bedre viden på området, bruge denne viden til at differentiere holdbarhedskravene til beton til gavn for samfundsøkonomien.


På det punkt rammer FORCEs projektforslag plet. På de helt store infrastrukturprojekter, der i skala svarer til flere års betonproduktion i Danmark, har optimering af materialekvaliteten og -forbruget selvfølgelig en mærkbar effekt.

Nyere resultater tyder på, at vi (afhængig af konstruktionstypen) kan være tilbøjelige til at "overdimensionere" betonens levetid i store områder af et bygværk, mens vi stadig har problemer med at føle os sikre på, at den tilstrækkelige holdbarhed kan opnås i andre specifikke områder af samme bygværk.

 Hvis FORCEs projekt skal blive til gavn for samfundsøkonomien, så skal det tydeligere af projektet fremgå, at der arbejdes med en tankegang, der har følgende mål:

1. Mulighederne for optimering af vores krav til beton skal identificeres.
2. Metoder skal være fremadskuende, så man kan handle proaktivt, men kun med det tilstrækkelige tiltag – for det er billigst!

3. Foreslåede reaktive tiltag skal beviseligt være samfundsøkonomisk rentable, helheden taget i behørig betragtning.



Eksponeringsklasser, hvor vores nyeste betonkrav evt. er for meget på den sikre side, bør identificeres. For de eksponeringsklasser, hvor vores nyeste betonkrav stadig er utilstrækkelige, skal økonomisk optimale løsninger identificeres. Det kan være, at en løsning med overvågning efterfulgt af specifikke aktioner er det mest økonomiske, men det skal vises hvilken mulighed/hvilke muligheder, der er optimal(e) og under hvilke rammebetingelser de(n) er det.



Med andre ord så opfatter jeg ikke, at det foreslåede projekt med sin nuværende formulering kan skabe værdi for samfundet, da fokus er på overvågning, der i sin natur er tilbageskuende. Man bliver nødt til også at anvende metoder, der i sin natur er fremadskuende, simpelthen fordi rettidige proaktive handlinger som regel er bedre og billigere end reaktive handlinger.

Oskar Klinghoffer
Tirsdag d. 15/5-12 kl. 15:42

Kære Jens Frederiksen,

Tak for din kommentar om nødvendigheden for fremadskuende fokusering med henblik på at sikre et fuldt udbytte af den foreslåede levetidsdimensionering af store betonkonstruktioner. Det er vi fuldkommen enige i.

Det har hele tiden været hensigten med dette projekt at have et helhedsorienteret fokus på levetidsproblematikken som skulle skabes på basis af den viden og de erfaringer du henviser til i dine kommentarer.

Formålet med projektet er at få den forventede samfundsmæssige gevinst igennem dels at bevare de ældre konstruktioner i drift længst muligt og dels ved at bygge de nye med respekt for, at deres designede levetid kan realiseres i praksis.

Overvågningen forventes at være et af de centrale elementer, for at kunne opfylde ovennævnte målsætning. Dog skal denne overvågning ledsages med kritisk indsamling af informationer fra erfaringsdatabaser. Disse databaser ønskes oprettet for eksisterende konstruktioner, og skal for nye konstruktioner danne grundlag til kravspecifikationer, der er nødvendige, men samtidig også realistiske for opnåelse af den optimale driftslevetid.

Vi har noteret os, at den proaktive fremgangsmåde, som du efterlyser, ikke er beskrevet tydeligt i det korte projektforslag, som er anbragt på hjemmesiden for bedreinnovation. Vi vil i den udvidede projektbeskrivelse sætte større fokus og fremhæve dette vigtige element.

Samtidig ser vi frem til en konstruktiv dialog med dig og dine kollegaer omkring konkretisering af aktiviteter i vores projekt og dernæst et samarbejde med henblik på at få et slutprodukt, som er i overensstemmelse med de opstillede formål.

Med venlig hilsen
Oskar Klinghoffer

Lars Lundberg
Onsdag d. 16/5-12 kl. 13:40

Denne kommentar er skrevet af Lars Lundberg der arbejder i E. pihl & Søn A.S. og har haft ansvaret for betonproduktionen i forbindelse med bl.a. sænketunnel under Guldborgsund, Østbro over Storebælt og Sænketunnel under Øresund. Erfaringen omfatter fremstillingen af mere end 1 million m3 højkvalitetsbeton.

Force projekt omfatter kort beskrevet følgende:

1. "Fødselsattest" for nye konstruktioner
2. Erfaringsdatabaser for eks. konstruktioner
3. Levetidsovervågning og restlevetidsdimensionering
4. Certificeringsordning for levetidsoptimering

Generelt finder jeg projektet relevant og jeg tror at der vitterlig er mulighed for økonomisk optimering og dermed vigtige samfundsmæssige gevinster, hvis tingene bliver grebet rigtigt an.

Der er ingen tvivl om at visse tiltag for at forlænge betonkonstruktioners levetid er meget dyre og omkostningerne er ikke altid synlige for bygherrer og rådgivere. Og i visse tilfælde - som på Storebælt - har nogle velmente tiltag måske endda haft en negativ indvirkning på levetiden. Det må altid være rigtigt at anvende ressourcerne på en optimal måde, og der er desværre stadig meget at lære på dette område. Som et eksempel kan vi efter min mening uden tvivl i Danmark billigere opnå længere levetid af marine konstruktioner ved at benytte (lavvarme)slaggecement end ved at bruge de sædvanlige 3 pulver blandinger.

Et eksempel er også brug af kølesystemer i massive betonkonstruktioner for at undgå for høje temperaturer og revnedannelse. Det er meget vigtigt hvor det er relevant - men ofte foreskrives disse ret dyre tiltag også hvor det ikke har nogen særlig mening.

Levetidsdimensionering er i dag stadig behæftet med stor usikkerhed. Dette fører nogle gange til meget konservative og dyre løsninger. Og omkostningerne er ikke altid synlige for bygherren.

En systematisk opsamling af erfaringer fra eksisterende (anlægs)konstruktioner bør have høj prioritet. Indenfor andre områder er det helt naturligt at samle og analysere sådanne erfaringer på en systematisk måde til brug både ved dimensionering af nye konstruktioner samt vurdering af eksisterende. Der findes uden tvivl megen erfaring men den kunne med fordel samles og systematiseres i en samlet database.

Overvågning (monitering) af tilstanden er noget helt naturligt og nødvendigt især ved store dyre anlægsprojekter. Både på Storebælt og Øresund har man for relativt billige penge indbygget installationer for overvågning af kloridindtrængning samt - og det er vigtigt - forberedt konstruktionerne for tiltag der kan forlænge levetiden når man en dag måler sig til at et problem nærmer sig.

Systematisk overvågning er selvfølgelig meget vigtig. Og man kan baseret på sådan overvågning på en bedre måde vurdere en betonkonstruktions restlevetid og dermed vente med en udskiftning til det er nødvendigt. Der er megen økonomi i dette.

Min eneste bekymring i forbindelse med Force projekt går på om "attester" og "certificeringsordning" m.m. ender i for megen bureaukrati. Det har vi allerede alt for meget af.

Med venlig hilsen
Lars Lundberg

Oskar Klinghoffer
Onsdag d. 16/5-12 kl. 15:45

Kære Lars Lundberg,

Tak for din kommentar og anerkendelse af relevansen for det foreslåede projekt.

Vi er opmærksomme på at levetidsdimensionering er stadigvæk behæftet med stor usikkerhed og har derfor lagt stor vægt på at tilrette de forskellige aktiviteter i projekter således at denne situation forbedres.

Blandt andet derfor, er en systematisk dataopsamling af erfaringer fra eksisterende konstruktioner blevet en vigtig del af vores projekt, og vi vil bruge disse data, som du også påpeger i din kommentar, ved dimensionering af nye konstruktioner samt til vurdering af eksisterende.

Data fra denne database, suppleret med systematisk overvågning, forventes at skabe et godt grundlag for vurdering af restlevetiden af vores konstruktioner og dermed forbedre beslutningsgrundlaget for den nødvendige udskiftning. Skovdiget bro ved Bagsværd er et eksempel på, at overvågningen kombineret med erfaring har betydet i udskydning af broudskiftning i ekstra 20 år med en besparelse på ca. 120 millioner kroner.

Vi har noteret os din bekymring vedrørende ”attester” og ”certificeringsordning” og er selv meget opmærksomme på at bureaukrati ikke må tage overhånd i forhold til de fag relaterede opgaver i projektet.

Med venlig hilsen
Oskar Klinghoffer

Peter Moller
Torsdag d. 24/5-12 kl. 15:22

Certificeret levetidsdimensionering - Supplement til den øvrige betonforskning
Af Peter H. Møller (Rambøll A/S)
Denne kommentar er skrevet af Peter H. Møller, der siden 1986 har arbejdet med tilstandsvurdering og renovering af betonkonstruktioner, og har haft fokus på korrosionsundersøgelser, katodisk beskyttelse og korrosionsovervågning. Erfaringen omfatter detailevaluering af eksisterende sensorer bl.a. på Storebælt, projektering af nye overvågningssystemer og udvikling af nye sensorer i samarbejde med DTU.

Forskningen i f.eks. Ekspertcentret er afgørende for at skabe holdbare betonkonstruktioner, men sådan forskning har foregået i mange år, og den perfekte beton, der både er ”grøn”, billig og holdbar, er næppe lige om hjørnet. Specielt mht. armeringskorrosion vil det sandsynligvis i lang tid fortsat være kostbart at opnå ekstrem holdbarhed (>200 år). Så for at skabe hensigtsmæssige konstruktioner, skal deres holdbarhed dimensioneres, så den er tilstrækkelig, men ikke ekstremt meget bedre end nødvendigt.
Projektet fokuserer på at implementere denne dimensionering på konstruktionerne, og supplere dermed de laboratoriearbejder, som den øvrige forskning har hovedvægt på. For de fremtidige konstruktioner ser jeg følgende hovedbidrag fra overvågningsdelen af projektet:
1 Minimering af konsekvenser ved større fejl. For at forbedre betonen i fremtidige konstruktioner må betontyper uden fuld langtidserfaring anvendes, hvilket medfører risiko for overraskelser. Blandt nyere eksempler på overraskelser kan nævnes Farøbroen (forhøjet kloridindtrængning) og Storebæltsbroen (revner med korrosion). Projektets overvågning gør det lettere at opdage og imødegå forringet holdbarhed, så konsekvenserne af ”overraskelserne” kan reduceres. Tilsvarende vil man for at mindske konsekvensen af overraskelser ved dæmninger forsyne dem med vandstandsmålere, så folk kan evakueres, hvis det uventede skulle ske.
2 Mere fleksibel levetid. Levetidsdimensionering kræver, at levetiden defineres på forhånd, men en sådan definition er usikker. Nogle broer benytter vi stadig efter flere hundrede år, og levetiden skal derfor helst kunne forlænges ud over dimensioneringen. Et eksempel på en sådan fleksibilitet er Storebæltstunnelen, som er forberedt for katodisk beskyttelse, så levetiden mht. armeringskorrosion simpelt kan forlænges. Projektets overvågning er en del af denne fleksibilitet, og tilpasses de informationer, som den indbyggede levetidsforlængelse har behov for. Og hvis det sikres, at overvågningen måler nøgleparametre ved tilstandsudviklingen, som f.eks. korrosionsinitiering, korrosionsudvikling og kritisk kloridindhold kan overvågningen også gøre ikke-planlagt forlængelse mere målrettet. Eksempler, hvor overvågning af nøgleparametre kunne have skabt bedre målretning er:
• Farøbroen, var det hensigtsmæssigt allerede efter 25 år at etablere katodisk beskyttelse?
• Storebælt, er korrosionen i revnerne så langsom, at imødegåelse kan udskydes meget længe?
3 Evaluering af levetidsmodeller. Kontinuert overvågning kan hurtigt levere detaljerede og ensartede informationer om udviklingen af holdbarhedsmæssige parametre, så der opnås en hurtigere og bedre evaluering af levetidsmodellerne, og resultaterne derved hurtigere kan indarbejdes i kommende konstruktioner. Derved kan den overkonservatisme som Jens Frederiksen fornemmer måske begrænses.
Indstøbte sensorer har særlige muligheder ved overvågning. De hidtidige erfaringer har dog ikke været overbevisende, og sensorer er kun relevante, hvis de kan bidrage med oplysninger, som ikke kan skaffes ved alm. undersøgelser af eksisterende konstruktioner. Indledende målinger tyder på, at overvågning vha. sensorer kan forbedres væsentligt ved at erstatte de aktuelle erfaringsbaserede tolkninger af indirekte forhold (AC-modstand, potential, fiktiv korttids makrocellestrøm m.m.) med måling af parametre mere direkte forbundet med medbrydningen som f.eks. polarisationsmodstand, realistisk makrocellestrøm og måling af tværsnitsreduktion. Sensorudformningen tilpasses de ændrede målinger.
Sammenfattende mener jeg, at projektets fokus på konstruktionerne er en nødvendig verificering af den laboratoriebaserede betonudvikling. Projektet er den egentlige test af udviklingen, men også en styring af udviklingen, og muliggør desuden mere målrettet vedligehold og forlænget holdbarhed for de involverede konstruktioner. Jeg vil dog stærkt anbefale, at projektet også omfatter forbedring af indstøbte sensorer.

Frits Grønvold
Fredag d. 25/5-12 kl. 08:50

Denne kommentar er skrevet af Frits Grønvold, der har arbejdet med katodisk beskyttelse af primært stål i beton siden uddannelsen på DTU, der sluttede for 35 år siden.
Det ville være en stor samfundsmæssig gevinst hvis Christian Munck Petersen kunne få ret i at betonkonstruktioner kan laves så godt så der ikke er behov for ”vandstandsmålere”. Men, er det ikke utopi? Kvalitet koster jo penge. Man kan f.eks. få et svejtsisk kvalitets ur for 1 mill kr pr kg, der er udført af specialuddannede håndværkere under de bedst tænkelige arbejdsforhold. Men det skal alligevel vedligeholdes og man får ikke nogen garanti for at det ikke går i stykker. Hvorfor skulle man så tro på at en betonkonstruktion til nogle få kroner pr kg (så billigt som muligt) og udført under tidspres og ofte dårlige forhold skulle få en kvalitet så der ikke er brug for vandstandsmålere? Nej, vi er nok nødt til at bruge en eller anden form for overvågning af vores betonkonstruktioner. Men især via den laboratoriebaserede udvikling er den generelle kvalitet af beton blevet bedre så det er nok ikke det man skal bruge ressourcerne på men mere metoder til at overvåge for lokale skavanker, som vanskeligt kan testes i laboratoriet. Og det er her at FORCE måske kan give et bidrag og jeg vil stærkt anbefale at FORCE koncentrerer sig om dette.

Oskar Klinghoffer
Torsdag d. 14/6-12 kl. 13:55

Kære Peter Møller,

Tak for dine udførlige og værdifulde kommmentarer vedrørende levetidsdimensionering som et nødvendigt supplement til laboratoriebaseret betonudvikling.

De forventede hovedbidrag fra anvendelsen af overvågningen i nye konstruktioner, som du beskriver i dine kommentarer, nemlig minimering af konsekvenser ved større fejl, mere fleksibel levetid (levetidsforlængelse i forhold til den der er defineret på forhånd)samt mulighed for at evaluere levetidsmodeller med basis i de faktiske forhold, stemmer ganske overens med vores egne ideer under etableringen af dette projektforslag.

Vi har noteret os din anbefaling at projektet bør omfatte forbedring af de eksisterende indstøbte sensorer. Når den endelige projektbeskrivelse skal formuleres, vil vi meget gerne gøre dette i dialog med Rambøll, og dermed benytte os af jeres erfaringer og viden fra dette område.

Med venlig hilsen
Oskar Klinghoffer

ova
Mandag d. 4/6-12 kl. 14:35

Ole Viggo Andersen, NIRAS.

NIRAS planlægger, projekterer og fører tilsyn med betonkonstruktioner, der indgår i bygværker, hvor levetid er en vigtig parameter. I forbindelse med f.eks. Offshore Vindmøller har vi bl.a. deltaget i udarbejdelse af designbasis, der danner grundlag for at konstruktionerne kan udføres således, at de kan opnå den relevante levetid. På den baggrund vil projektet med etablering af certificeret levetids dimensionering være aktuelt og værdifuldt, og en nyskabelse, der vil kunne medvirke til at øge vores kompetence også i internationalt sammenhæng.

Oskar Klinghoffer
Mandag d. 4/6-12 kl. 15:28

Kære Frits Grønvold,

Tak for din kommentar og for din støtte til behøvet for overvågningen som supplerende foranstaltning for laboratoriebaseret materialeudvikling.

Vi deler din opfattelse af, at overvågningen er af en stor vigtighed i lokale områder på konstruktionen, hvor der kan være risiko for udførelsesfejl (f.eks. støbeskel) eller udsat for hård miljøpåvirkning (splaskezonen).

Vores projekt har disse problematikker som et specielt fokusområde og dette vil komme til udtryk under udarbejdelsen af den endelige projektbeskrivelse.

Med venlig hilsen
Oskar Klinghoffer

Oskar Klinghoffer
Mandag d. 4/6-12 kl. 16:05

Kære Ole Viggo Andersen,

Tak for din kommentar med støtte til vores projektforslag.

Det er meget vigtigt for os at erfare, at etablering af certificeret levetidsdimensionering kunne skabe et bidrag til at øge jeres kompetencer.

Vi vil derfor meget gerne i dialog med Niras ved opstarten af denne aktivitet og diskutere hvilke elementer af vores forslag har jeres specielle interesse.

Med venlig hilsen
Oskar Klinghoffer

bentgrelk
Fredag d. 8/6-12 kl. 14:47

Nedenstående kommentar er afgivet af Bent Grelk, Chefkonsulent hos Rambøll som bl.a. arbejder med eftersyn og tilstandsvurderinger af betonkonstruktioner, og som har mere end 30 års erfaring med alle former for nedbrydning af betonkonstruktioner.

Det er svært at forestille sig, at en certificeringsordning baseret på et koncept til levetidsoptimering, ville kunne bruges til at give en bedre sikkerhed mht at vurdere et bygværks levetid. I dag er de fleste levetidsvurderinger ofte primært baseret på en vurdering ud fra, hvornår kloridinitieret armeringskorrosion vil blive initieret. Har man overvejet, hvordan man vil estimere levetiden for et bygværk mht. andre nedbrydningsmekanismer, såsom alkalikiselreaktioner, frost og sulfat/havvandangreb?

Man kunne frygte at et sådan certificeringssystem primært ville komme til at bestå i en kontrol af, hvor god man er til at anvende Fick's lov med diverse "modifikationer".

Det fremsendte forslag er dog interessant og relevant på andre punkter. Et robust og langtidsholdbart overvågningssystem kunne være meget nyttigt, dersom man bruger det målrettet på kritiske eller særligt eksponerede dele af en konstruktion. Med kritiske dele tænkes bl.a. på områder, hvor konsekvenserne for fejl eller reduceret levetid er meget store eller som er svært fremkommelige og/eller er vanskelige/dyre at udbedre.

Det er kendt viden, at kun en meget lille procentdel af konstruktionerne på de store anlægskonstruktioner, såsom Storebælt- og Øresundsforbindelsen er udsat for særlige kritiske belastninger - f.eks. de dele af konstruktionerne, som ligger i eller lige over den såkaldte splashzone. Her ville det kunne være relevant at implementere robuste og langtidsholdbare overvågningssystemer, for selvom man har designet konstruktionen til at have en levetid på 100 eller 120 år, så viser erfaringerne, at der mod "forventning" alligevel ofte opstår udførelses- eller designmæssige fejl også i sådanne kritiske områder, f.eks. utætte støbeskel, utilstrækkeligt frostsikrende luftporesystem, plastiske revner (f.eks sådanne som er almindelige i forbindelse med glidestøbninger).

Jeg mener derfor, at man skulle droppe ideen med en certificeringsordning, og i stedet kaste sig over at udvikle bedre langtidsholdbare overvågningssystemer, som ville kunne monteres i konstruktionernes få kritiske områder.

Birit Buhr Jensen
Fredag d. 8/6-12 kl. 16:52

Kommentarerne nedenfor er skrevet af Ruth Sørensen og Birit Buhr Jensen, begge fra COWI med +20 års erfaring indenfor levetidsdesign, overvågning, tilstandsvurderinger og reparationer af marine konstruktioner nationalt og internationalt.

COWI's anbefaling, når vi designer store anlægskonstruktioner i et aggressivt miljø med en lang designmæssig levetid, er at et levetidsdesign inkluderer eller suppleres med et overvågningssystem. Et levetidsdesign vil altid have den begrænsning at denne baserer sig på datidens viden og uden kendskab til hvordan en konstruktion er udført. Overvågningssystemet giver to muligheder for bygværksejeren 1) mulighed for at implementer en forebyggende vedligeholdelsesstrategi, hvilket særligt for marine konstruktioner har vist sig at være en økonomisk rental strategi 2) mulighed for at opdatere levetidsmodeller I lyset af hvad der er udført og dermed til gavn for kommende projekter. Opdateringen giver også mulighed for at estimere restlevetider for ikke moniterede dele af konstruktionerne.
Farøbroerne har for få år siden fået etableret katodisk beskyttelse. Beslutningen herom har baseret sig på resultater fra efterinstallerede korrosionssensorer kombineret med en række ikke destuktive og destruktive målinger. Katodisk beskyttelses installationen er udført som et forebyggende anlæg og med besparelse af samfundsmidler til følge.
Vi kan se en nytteværdi i at lave en erfaringsopsamling på moniterede konstruktioner i kombination med en vurdering af levetidsdesignet for disse konstruktioner. Dette kan være med til at afspejle usikkerheder på de anvendte levetidsmodeller og give ideer til fremtidige tiltag.
COWI er eksternt certificeret af DNV i hht ISO 9001, hvor et eksternt organ overvåger at COWI leverer den kvalitet vi siger vi leverer. Certificering videre indenfor byggebranchen kan være en god vej frem til at få afstemt hvilket kvalitetsniveau bygværksejere forventer og på hvilket grundlag, dokumentation, kompetancer, osv. der skal være tilstede. Internationalt oplever vi i større og større omfang at certificering vinder frem, det kan være relevant ikke mindst hvor byggeriets parter ikke har forhåndskendskab til hinanden.

Peter Nygaard
Mandag d. 11/6-12 kl. 10:27

EMPA tester, rådgiver om og forsker i beton og cementbaserede materialer. Som akkrediteret prøvningslaboratorium tester vi ofte de friske og hærdende egenskaber af beton til større anlægsprojekter, og ofte ser vi, at den ønskede og specificerede gode kvalitet ikke kommer hele vejen fra ingeniørens skrivebord og ud i de færdige konstruktioner. Baseret på det, kan certificeret levetidsmodellering kombineret med overvågning være anvendeligt. Overvågning i sig selv skaber dog ingen værdi. Overvågning af en konstruktions tilstand skal suppleres med planer for, hvilke tiltag der skal gøres ved detektering af begyndende nedbrydning.
Om hvorvidt de “meget ressourcekrævende og dyre materialer”, der refereres til i projektbeskrivelsen, ikke er hensigtsmæssige ud fra en økonomisk og bæredygtigt vurdering eller ej, kan man ikke sige før det er undersøgt. Dette burde være en del af projektets indhold.

Per Goltermann
Mandag d. 11/6-12 kl. 10:34

Dette indlæg er skrevet af Per Goltermann, docent og underviser i betonkonstruktioner på DTU og tidligere rådgivende ingeniør. Per har også mange års erfaring med levetidsdesign, inspektion, overvågning og forskning indernfor beton, konstruktioner og nedbrydning.

Det er naturligvist vigtigt med erfaringsopsamling - men det er også nødvendigt med en erkendelse af at intet holder evigt - slet ikke uden inspektion og større eller mindre reparationer.

Det er derfor en særdeles god ide at overveje hele konstrutktionens, lige fra anlæg over drift til nedrivning. En fødselsattest kan gøre det væsentligt nemmere at planlægge nedrivning og sikre et effektivt genbrug, mens overvågning og monitering vil gøre det muligt at gribe ind i rette tid med det rigtige indgreb - og i øvrigt også derefter at kontrollere om indgrebet virkede. Overvågning og monitering er dermed det vigtigste værktøj til en effektiv drift og vedligehold og skal helt klart styrkes.

Det er vigtigt at erkende at Danmark og den industrialiserede verden bruger en voksende mængde penge på at drive og vedligeholde den eksisterende infrastruktur - og her kan moniteringen give store besparelser. Moniteringen gør det forresten også muligt at opbygge ny viden om nedbrydningen, om de nye betontyper og om effektiviteten af reparationerne.

Det gode moniteringssystem er således designet så det kan leve i særdeles mange år og kan også udbygges når behovene opstår elelr ændres.

Dermed ikke sagt at det oprindelige design og kvaliteten af arbejdet ikke er af betydning, det er nok det der har den største betydning for konstruktionens levetid - forudsat at man fra start tænker drift og vedligehold og inspektion ind i designet. En del af det gode design er så også at man kender til fortidens fejl og undgår dem eller i det mindste identificerer de sårbare punkter, hvor vi alle godt ved at der er en ekstra risiko.

Bendt Aarup
Mandag d. 11/6-12 kl. 16:09

Bendt Aarup sidder som udviklingschef hos Hi-Con, der producerer elementer i højstyrkebeton. Bendt har arbejdet med højstyrkebeton siden 1988.

Ideen med at etablere en systematiseret overvågning af store betonkonstruktioner med henblik på at følge udviklingen i levetid er god - og er jo på mere usystematisk basis allerede i gang for mange større konstruktioner.I sammenhæng med en fødselsattest - der kan medvirke til at give en mere sikker viden om konstruktionen - vil erfaringsopsamlingen bidrage til at give mere viden på et område, hvor der som nævnt i andre kommentarer er sket store fremskridt inden for de sidste 30 år. I det omfang hvor den øgede overvågning kan medvirke til at slække på materialekravene til konstruktionen - og gå lidt tættere på kravene mht levetid - giver det mulighed for at spare på ressourcer i høj kvalitet til anlægsfasen og i stedet anvende flere ressourcer - arbejdskraft - i driften/overvågningen. Det forudsætter at der i designfasen lægges en strategi for hvordan der skal følges op på registreringerne, så de dele af konstruktionen hvor der er mulighed for at lave en senere opgradering får mere "slæk".

Oskar Klinghoffer
Tirsdag d. 12/6-12 kl. 09:05

Kære Bent Grelk,

Tak for dine konstruktive kommentarer til vores projektforslag.

Projektet fokus er rettet mod at fremskaffe den viden der er nødvendig til at evaluere levetiden, ved kombination af informationer fra databaser opbygget for eksisterende konstruktioner suppleret med overvågningen installeret i områder, hvor risiko for nedbrydning er størst.

Dermed vil vi skaffe informationer om udviklingen af holdbarhedsmæssige parametre, så der opnås en hurtigere og bedre evaluering af eksisterende levetidsmodeller og disse resultaterne vil kunne indarbejdes, når nye konstruktioner skal bygges og gamle holdes i drift længst muligt.

Overvågningen vil udover korrosionen også omfatte andre nedbrydningsmekanismer, som alkali kisel reaktioner og frost - tø påvirkning.

Vi er enige i din anbefaling, at overvågningen skal fokusere på kritiske og særlig eksponerede dele af konstruktioner og dermed bidrage til verificeringen af den laboratoriebaserede betonudvikling.

Certificeringsordningen er anbefalet for at forankre og fastholde de nye kompetencer samt for at afstemme kravene til byggeriets parter og sikre den ønskede kvalitet.

Med venlig hilsen
Oskar Klinghoffer

Oskar Klinghoffer
Tirsdag d. 12/6-12 kl. 10:44

Kære Ruth Sørensen og Birit Buhr,

Tak for jeres værdifulde kommentarer til vores projektforslag.

En af vigtige opgaver i projektet er udviklingen af en ”fødselsattest” for nye konstruktioner, som vil bidrage med informationer om hvordan en konstruktion er udført, og derigennem forbedre den begrænsning af levetidsdesign, som I nævner i jeres kommentar.

Som I anbefaler, vil vi anvende overvågningen som en del af forebyggende vedligeholdsstrategi og jeres eksempel fra Farøbroerne er et udmærket bevis på at denne fremgangsmåde bidrager med besparelse af vores samfundsmæssige ressourcer.

Vi har med glæde noteret os jeres bemærkning om, at certificering vinder en international anerkendelse og derfor vil være en god vej frem for betonbranchen med hensyn til at sikre det kvalitetsniveau, som bygværksejere forventer af deres konstruktioner.

Med venlig hilsen
Oskar Klinghoffer

Oskar Klinghoffer
Tirsdag d. 12/6-12 kl. 11:23

Kære Peter Nygaard,

Tak for din kommentar til den foreslåede aktivitet.

Vi er opmærksomme på problematikken vedrørende afvigelsen mellem ingeniørens design og kvaliteten af det udførte bygningsværk, og har derfor introduceret udvikling af ”fødselsattesten” i vores projekt.

Vi er enige i, at overvågningen er en af midler til at planlægge den mest optimale vedligeholdsstrategi, der tilstræber den længst mulige levetid med mindst mulige forbrug af samfundsmæssige ressourcer. Eksempel fra Farøbroerne nævnt i kommentarer fra Ruth Sørensen og Birit Buhr (COWI A/S), er et udmærket bevis for berettigelsen af denne fremgangsmåde.

Dit forslag om undersøgelse af bæredygtigheden for anvendelsen af ressourcekrævende og dyre materialer, som vi omtaler i vores projektbeskrivelse, vil vi tage i betragtning under den endelige udformning af den foreslåede aktivitet.

Med venlig hilsen
Oskar Klinghoffer

Oskar Klinghoffer
Tirsdag d. 12/6-12 kl. 12:53

Kære Per Goltermann,

Tak for din kommentar til vores projektforslag.

Vores projekt har fokus på at følge et bygværk i hele dens levetid, startende fra design/udførelse og dernæst i driftsperioden indtil det nødvendige udskiftningstidspunkt. Derfor er vi glade, at læse din anbefaling om at følge netop denne fremgangsmåde.

Vi er bekendt med, at der både i Danmark og i verden omkring os bruges en voksende mængde af ressourcer på at drive og vedligeholde den eksisterende infrastruktur. Denne uheldig udvikling kan ikke fortsætte med de ressourcebesparelser vores samfund skal indrette sig på i de kommende år.

Med vores projekt regner vi med at bringe et lille men vigtigt bidrag til, at dette lykkes ved at levetiden for vores konstruktioner optimeres ved hjælp af den foreslåede certificeringsordning.

Med venlig hilsen
Oskar Klinghoffer

Oskar Klinghoffer
Tirsdag d. 12/6-12 kl. 14:03

Kære Bendt Aarup,

Tak for din kommentar og støtte til vores forslag om at etablere et system til levetidsoptimering af store betonkonstruktioner ved hjælp af overvågning og erfaringsopsamling.

Vi anerkender den strategi som du omtaler i din kommentar, at kunne slække på materialekravene fulgt af øget overvågning. med dertil hørende omfordeling af ressourcer fra anlægsfasen til driftsfasen.

Den viden og erfaring som du besidder på disse områder vil vi meget gerne benytte os af, når en detaljeret beskrivelse for denne aktivitet skal formuleres.

Med venlig hilsen
Oskar Klinghoffer

Kim Agersø Nielsen
Torsdag d. 14/6-12 kl. 10:07

For en bygherre med ansvar for drift og vedligehold af f.eks. broanlæg er levetidsvurderinger af beton naturligvis vigtige. Ikke mindst en ensartet tilgang til vurderingen af restlevetiden. Vurderingerne kan afsløre uventede egenskaber eller forringet kvalitet og skal være med til at fastlægge den rette vedligeholdsstrategi.
I ovenstående kommentarer er der mange gode synspunkter og forslag til jeres projekt. Jeg vil blot bidrage med lidt ang. moniteringssystemer.
Ved brug af permanente moniteringssystemer er deres placering og levetid vigtig. Målesystemerne skal være forberedt til placering i det aktuelle miljø og ikke kun anvendelig på laboratoriet. Flere års eksponering i et maritimt miljø er ofte ødelæggende. Endvidere skal dataformatet kunne læses i fremtiden og begrænses således omkostningerne til analysering af data minimeres. Det er meget let at producere store mængder data, som efterfølgende ikke giver stor værdi. Derfor kunne krav eller anbefalinger til moniteringssystemer måske være en del af projektet.

Oskar Klinghoffer
Torsdag d. 14/6-12 kl. 14:12

Kære Kim Agersø Nielsen,

Tak for din kommentar som understreger vigtigheden af levetidsvurderinger for bygherren.

Som allerede udtrykt i min besvarelse af andre kommentarer, lægger vi stor vægt på, at overvågningen skal være et supplement til laboratoriebaseret forskning. Overvågningen skal installeres i dele af konstruktionen, hvor risiko for udførelsesfejl (f.eks. støbeskel) er størst, og hvor miljøpåvirkningen (f.eks. splaskezonen) er hårdest.

Vi er helt enige i din vurdering, at installation af overvågningssystemer skal følges op med en detaljeret plan for dataopsamling og vejledninger til resultattolkning. Disse elementer vil derfor være en del af kraverne til overvågningssystemer som man ønsker at udvikle i dette projekt.

Med venlig hilsen
Oskar Klinghoffer