ARBEJDER FOR STANDARDISERING AF BRUGEN AF POLYPROPYLENFIBRE I BETON

Tidligere kunne man med megen rette sige, at byggebranchen var konservativ. Det er imidlertid ingenlunde længere tilfældet, og især ønsket om at gøre branchen mere bæredygtig har været drivkraften for en lang række tiltag. Innovationen blomstrer således, både når det gælder forskning i helt nye materialer, optimering af processer gennem digitalisering og ny teknologi, samt når det gælder højere grad af udnyttelse af det potentiale, der ligger i allerede kendte teknologier.

En af disse er polypropylen fiberarmeret beton (Polypropylene Fibre Reinforced Concrete, PPFRC), som i en række sammenhænge enten helt kan afløse eller kan fungere som supplement til stålarmeret beton. Teknologien har været kendt i en årrække og har allerede fundet anvendelse i en række danske byggeprojekter, men sammenlignet med den traditionelle stålarmering har udbredelsen, på trods af mange gode miljø- og bæredygtighedsmæssige egenskaber, været forholdsvis begrænset.

Med i europæisk samarbejde

En af udfordringerne i anvendelsen af fiberarmeret beton (Fibre Reinforced Concrete, FRC) er, at det kan være svært at beregne den nødvendige dosering af polypropylenfibre i en betonblanding. Hos den rådgivende ingeniørvirksomhed PPCD (Polypropylene Concrete Designs) arbejder man på, at dette ændrer sig. Her har man med økonomisk støtte fra Realdania-kampagnen "Innovation til Marked" udviklet byggebranchens første online platform til beregning af fiberarmerede betonkonstruktioner.

”PPFRC er ikke i dag en del af Eurocodes, men i forbindelse med den revision, der netop nu pågår, arbejder vi på, at det på sigt bliver tilfældet. Vi repræsenterer således Dansk Standard i den europæiske standardiseringsorganisation CEN (European Committee for Standardization), ligesom vi samarbejder med MSFA (The Macro Synthetic Fibre Association)”, fortæller civilingeniør Daniel Fester Henningsen fra PPCD.

Nu er der øget interesse for fibre

Når PPFRC for nærværende ikke er indeholdt i Eurocodes, skyldes det efter hans vurdering blandt andet, at datagrundlaget for anvendelsen af fibrene har været for smalt. Især i forhold til  krybning, der over tid kan være med til at forringe en konstruktions bæreevne. Ifølge en rapport fra Statens Byggeforskningsinstitut afhænger levetiden af et fiberarmeret, cementbaseret kompositmateriale ligeledes af ydre forhold, der kan påvirke de statiske egenskaber.

Det kan f.eks. være vejrligspåvirkninger ligesom kemiske-, biologiske-, spændings-, slid-, termiske- og brugermæssige forhold er faktorer, der vil kunne influere på levetiden. Rapporten blev udgivet tilbage i 1993, så tanken om at anvende fibre som armering i beton er langt fra ny. I takt med øget fokus på såvel højere grad af bæredygtighed som materialeoptimering i byggeriet er interessen for denne armeringsform imidlertid blevet vakt til live igen.

Startede tilbage i 2018 i et regneark

”Det er mit indtryk, at leverandørerne af PPFRC presser på i forhold til entreprenørerne, og derfor spredes interessen også blandt rådgiverne. Blandt andet derfor valgte vi at udvikle vores beregningsprogrammer, så de er online og tilgængelige for hele rådgiverbranchen, da vi ser et stort potentiale for fiberarmerede betonkonstruktioner”, forklarer Daniel Fester Henningsen, idet han føjer til, at arbejdet med udviklingen faktisk startede tilbage i 2018.

Helt konkret i forbindelse med et byggeprojekt, hvor ønsket var at undgå traditionel stålarmering. Udfordringen var imidlertid, som tidligere nævnt at udregne den rette dosering af fibre, og det blev klart, at denne problematik kendte man også til hos såvel den skandinaviske distributør af fibre, PP Nordica Danmark, som hos producenten Adfil Construction Fibres. Siden er de første spæde forsøg på beregninger i et regneark afløst af en egenudviklet, online softwareplatform.

Intense test sammen med DTU

Den dækkede i første omgang beregninger af fiberdosering i terrændæk, mens beregninger for stribefundamenter og punktfundamenter siden er kommet til. Det samme kommer på sigt beregninger for forskellige typer af konstruktioner såsom vægge, bjælker, plader, etc. Men det siger sig selv, at beregningsmetoderne skal verificeres, og derfor har man hos PPCD haft et tæt samarbejde med DTU (Danmarks Tekniske Universitet) under projektforløbet, der slutter til efteråret.

Jesper Harrild Sørensen, der er laboratorieleder ved DTU Construct, fortæller, at man som uvildigt testlaboratorie har været involveret i et samarbejde med PPCD med to faser, nemlig en fase, hvor man har testet den aktuelle brudstyrke i polypropylen fiberarmerede betonbjælker, og en fase, hvor man har langtidstestet, hvad der sker med materialet ved fremprovokeret revnedannelse.

Ikke et spørgsmål om enten eller

”Vi er glade for, at vi som laboratorie kan bidrage til udviklingen af nye materialer ved at kunne dokumentere opførsel og styrke under belastning. I Eurocodes er der mulighed for at lave såkaldt ”Design by Testing”, som gør det muligt at bestemme nødvendige materialeegenskaber til brug for specifikt design, hvor materialet ikke direkte er dækket af det eksisterende normgrundlag. Med udviklingen af nye, moderne CO₂-besparende materialer ser vi et øget behov for at gå denne vej med henblik på at få bragt teknologier i spil i byggebranchen”, siger Jesper Harrild Sørensen.

Han forsker til hverdag i betonkonstruktioner og ser såvel fordele som ulemper ved de nye teknologier. I dette tilfælde er det især langtidspåvirkningerne af materialet, som er ukendte og komplicerede at forholde sig til. Jesper Harrild Sørensen ser dog ikke problematikken som en enten-eller, men som en både-og-verden, hvor visse typer af betonkonstruktioner fortsat vil kræve konventionel stålarmering, mens andre, som f.eks. terrændæk, kan nøjes med fiberarmering, ligesom de to teknologier i visse tilfælde fint kan supplere hinanden.