Er der virkelig behov for en ny UHPC guideline?

En række retningslinjer omkring UHPC er allerede tilgængelige og endnu flere er på vej. Det kræver mange ressourcer at udvikle disse retningslinjer, og det er derfor svært at lade være med at tænke på, hvorfor det overhovedet er nødvendigt at bruge så mange ressourcer på nye retningslinjer. Hvorfor vedtager Tyskland eller Spanien ikke blot de retningslinjer, de har udarbejdet i Frankrig, Schweiz eller Japan? Jeg ved selvfølgelig godt, at der er en årsag til dette og som den UHPC-nørd, jeg er, er det ret interessant at følge med i disse retningslinjer og se, hvordan de adskiller sig fra hinanden. I dette blogindlæg vil jeg kommentere på nogle af de nye retningslinjer – og på forskellene herimellem. Indlægget er muligvis en smule langt (efter min mening er længden selvfølgelig passende), så jeg har tilføjet et par billeder, så du kan trække vejret undervejs – nu er du advaret 😉

Siden slutningen af 90’erne, hvor man så den første anvendelse af UHPC, har der været et behov for retningslinjer, som kan hjælpe bygningsmyndigheder med at håndtere brugen af nye materialer og for at sikre, at de strukturelle elementer bliver produceret på en sikker og effektiv måde. Et væld af tekniske rapporter, hvidbøger og rapporter om den nyeste viden indenfor området er blevet udgivet gennem årene, og det kan sommetider være svært at afgøre, hvorvidt vi egentlig har at gøre med tekniske rapporter eller retningslinjer. En af de første retningslinjer blev udgivet af VSL i Australien i 2000 og var specifikt rettet mod et design af Ductals forspændte bjælker. Siden da er en række andre retningslinjer blevet udgivet omkring håndteringen af UHPC, hvor den mest omfattende må være AFREM retningslinjerne fra Frankrig. Disse retningslinjer er udviklet af en stor gruppe af virksomheder og tekniske institutioner fra Frankrig og den første version var tilgængelig i 2002 og blev senere opdateret i 2013. I dag er retningslinjerne blevet erstattet af to nationale bilag: EN 1992-1-1 og EN 206, som begge omhandler UHPC. Det ene bilag omhandler materialet (NF P18-470), mens det andet omhandler design (NF P18-710). Det er intentionen at udgive et tredje nationalt bilag i 2019 - NF P18-451, som vil omhandle udførelsen.

Omfattende tekniske rapporter, som f.eks. denne fra FHWA i USA, og retningslinjer er allerede tilgængelige i en række lande – inklusiv Japan (2004) og Schweiz (2016) – mens de stadig er under udarbejdelse i andre lande. Jeg vil inddrage et udvalg af disse i de følgende afsnit.

Canada har været aktive indenfor UHPC siden 90’erne og har en række anvendelser i UHPC. Ligesom franskmændene arbejder canadierne på et system med to retningslinjer for UHPC - én retningslinje omhandler design og fungerer som et bilag til standarden for brodesign, mens den anden retningslinje omhandler materialet. Retningslinjerne for materialet bliver inkluderet som et bilag i 2019 udgaven af “The Concrete Standard” fra “The Canadian Standards Association”. Det er hensigten, at dette bilag bliver integreret i selve standarden, og du har stadig mulighed for at få indflydelse på bilaget, hvis du mener, at der er behov for forbedringer. Der er åbent for kommentarer indtil den 18. april (find bilaget her). 

Tyskland har længe været i gang med at udvikle deres retningslinjer, og de forventes at blive udgivet i 2018 – igen med den ene del om design og den anden del om materialer og metoder. Det forventes at retningslinjerne kommer til at tage udgangspunkt i resultaterne fra et stort forskningsprojekt omkring UHPC, som blev gennemført i perioden 2008-2014. Drivkræfterne bag de tyske retningslinjer er universiteterne, så derfor vil retningslinjerne være baseret på omfattende forskning og dokumentation og blot få praktiske anvendelser af UHPC (til sammenligning var drivkræfterne bag de franske retningslinjer virksomheder indenfor byggebranchen). Mange anvendelser af materialet er blevet gennemført og noget af dokumentationen betragtes som værende fortroligt, hvilket også ligger til grund for en anden stor forskel mellem de tyske og de franske retningslinjer. Mens den franske standard er baseret på en række proprietære blandinger, der alle kræver et ”identitetskort”, indeholder de tyske retningslinjer et afsnit omkring selve udviklingen af blandinger. Afsnittet skal gøre det muligt for betonproducenter at anvende omkostningseffektive UHPC-blandinger, der er baseret på tilgængeligt råmateriale i forskellige regioner, som er tilpasset forskellig brug. Det bliver enormt interessant at følge udviklingen, og hvordan det vil blive håndteret i praksis i et land, der normal bliver opfattet som en smule konservativt, og som har været afhængige af specialtests (Zulassungs) ved nye og anderledes materialer.

 

 

Frihavns Tårnet i København med altaner, søjler, C-rammer og L-rammer i CRC i2®. 

Spanien bør også nævnes, da de har taget en meget beundringsværdig tilgang til udviklingen af nye retningslinjer – eller de har i det mindste været bedre til at kommunikere dette end andre har. Ét af fokusområderne i deres UHPC-retningslinjer er at gøre dem simple og hurtige at anvende samt gøre det nemt at karakterisere UHPC. Med dette in mente har de i sinde at kopiere så meget som muligt fra andre retningslinjer, mens de tilpasser retningslinjerne der, hvor det er nødvendigt. Men blot det at beslutte hvilke retningslinjer de skal kopiere, bliver en stor opgave, som medfører en risiko for, at det ”hurtige og simple” udgangspunkt kommer til at betyde en hel del kompromiser. Det bliver dog interessant at følge dem i forsøget. Jeg ved ikke, om de vil kommentere på deres fremskridt i linket nedenfor, men uanset hvad er det en blog, der på uformel vis forsøger at afdække en masse aspekter omkring UHPC.  

UHPC for people

Det er også værd at kommentere på de Nordiske lande. Norge var blandt de første til at lede forskningen omkring UHPC, som de baserede på deres enorme betonstrukturer til offshore – de seneste 20 år har der dog været meget stille. Danmark har været aktive i anvendelsen af UPC siden Hans Henrik Bache udviklede DSP i 1978 og CRC i 1987 (og det er måske også værd at nævne at Hi-Con på nuværende tidspunkt har produceret mere end 80,000 tons strukturelle elementer i UHPC). Alligevel forventes det ikke, at der kommer nogle retningslinjer fra de nordiske lande. Den primære producent af UHPC i Skandinavien er Hi-Con, og vi har besluttet os for at arbejde i overensstemmelse med de systemer, der findes i Eurocoden, hvilket betyder, at vi har udformet en ETA (European Technical Assessment) for altaner fremstillet i UHPC. Dette gør det muligt at få en CE-mærkning på vores altaner og næste skridt vil være at få en tilsvarende vurdering af andre af vores produkter. ETA’en kan opfattes som en meget specifik retningslinje for fremstillingen af et specifikt produkt i UHPC, som er gyldigt i hele EU og ikke blot i ét enkelt land. Billederne i dette indlæg er af forskellige altaner, der alle er dækket af ETA’en.

 

 
Eksempel på et nyere projekt, hvor altanerne er dækket af den nye ETA. Fælledudsigten og Islands Brygge.  

 

Med den store mængde af nationale retningslinjer står det klart, at der er et behov for internationale retningslinjer for at simplificere processerne. Dog vil dette kræve, at forskere og praktikere med meget forskellige kulturelle baggrunde skal nå til enighed omkring forskellige elementer, hvilket vil gøre dette til en meget langsommelig proces. I 2013 etablerede ACI en UHPC-komité, som fik til opgave at etablere retningslinjer og arbejdsgruppen fib gjorde det samme.
I 2004 blev arbejdsgruppen fib 8.6 dannet for at udforme retningslinjer for UHPFRC med Joost Walraven som formand. Jeg sluttede mig til gruppens 4. møde i Leipzig i 2005, og selvom møderne var enormt interessante og der blev præsenteret en masse væsentligt arbejde, var det tydeligt, at det var svært at nå til enighed. En del af det materiale, der blev præsenteret til møderne, blev senere hen anvendt i enten det franske nationale bilag omkring UHPC eller i udkastet til de tyske retningslinjer, og selvom arbejdsgruppen fib stadig er aktiv (den har nu ændret navn til arbejdsgruppe 4.2), forventer jeg ikke, at de vil have nogle retningslinjer klar indenfor den nærmeste fremtid. Et andet alternativ vil være at lave standarder indenfor Eurocode’en, men dette er heller ikke sandsynligt indenfor de næste 10 år. Anvendelsen af UHPC vil være begrænset sammenlignet med almindelig beton, som allerede er dækket af Eurocoden.
Frankrig har allerede udviklet nationale standarder, mens Tyskland stadig producerer tekniske retningslinjer for UHPC og disse dækker over byggematerialer og konstruktioner der ”allerede er testen, men ikke brugt særlig ofte”. Mens jeg måske virker en smule pessimistisk i forhold til internationale retningslinjer, vil jeg være meget tilfreds med at se nogle være tilgængelige indenfor de næste par år, da det vil gøre det meget nemmere at arbejde på tværs af nationale grænser – Men jeg har ingen forventninger.

 

Nogle gange kan jeg ikke lade være med at spekulere på, om vi ville have været meget bedre stillet den dag i dag, hvis vi skulle afprøve vores første anvendelse af UHPC, hvor der er så meget mere tilgængelig information om anvendelsen af UHPC, end der var i 1995, da vi fremstillede det første dræningsdæksel til Storebæltsbroen. På det tidspunkt skulle vi stille omfattende dokumentation til rådighed og der var kun meget lidt information tilgængeligt omkring UHPC – bortset fra de dokumenter, vi selv havde lavet, og som var baseret på vores egen erfaring med CRC. På den anden side betragter jeg os også som heldige, fordi vi har været I stand til at afprøve så mange forskellige ting uden a have retningslinjer for alt – retningslinjer som selvfølgelig er skabt til at beskytte offentligheden og bidrage med det nødvendige niveau af sikkerhed, men nogle gange kan de også være en hindring.

Jeg nævnte et eksempel omkring dette i mit indlæg omkring UHPC workshop in Montpellier. Med en middel trykstyrke målt på UHPC-terninger på 165 MPa i vores produktion, ville vi ikke være i stand til at overholde de franske eller de tyske standarder for strukturel UHPC - men vi ville ikke have nogle problemer med at overholde de canadiske, schweiziske eller spanske retningslinjer. Vi kunne nemt opnå den påkrævede karakteristiske styrke på 165 MPa ved hjælp af varmehærdning, men det ville ikke forbedre vores produkt i forhold til vores specifikke anvendelse – og det ville gøre vores produkter dyrere og mindre konkurrencedygtige overfor stål og traditionel beton.  

Et andet eksempel er i forhold til fibrenes effekt. Mens vi kræver smidighed og revnekontrol i vores fiberforstærkede matrice, anvender vi altid CRC i kombination med traditionel armering. Dette betyder, at vi er mindre afhængige af fibrenes fordeling end det, der er beskrevet i den franske standard, hvor betonen typisk fremstilles uden traditionelle armeringsstænger.

 

 
145 organisk formed altaner på Ørestadshuset I København og C-formede altaner på Ceres Corner i Aarhus 

 

Men for at vende tilbage til mit spørgsmål i begyndelsen af dette blogindlæg (endelig!!! tænker du sikkert): Har vi virkelig behov for endnu en retningslinje for UHPC? Jeg tror, at når de tyske, canadiske og spanske retningslinjer er klar (og alle andre der er på vej), har vi fået afdækket de væsentligste punkter, så alle nye retningslinjer derefter kan blive udformet som en kombination af de allerede tilgængelige retningslinjer. I takt med at vi tilegner os mere erfaring med anvendelsen af retningslinjerne, vil det højst sandsynligt være nødvendigt at tilpasse nogle af retningslinjer hen ad vejen - forhåbentligt snakker vi blot om mindre tilpasninger. Kunne man opnå konsensus mellem de forskellige retningslinjer, og derefter nå til enighed om en international retningslinje, ville det være at foretrække. Men som jeg allerede nævnte tidligere i dette blogindlæg, er jeg ikke særlig optimistisk omkring dette (Men jeg håber at blive glædeligt overrasket).  

Sidst men ikke mindst, så beklager jeg for det lange blogindlæg (endnu et!), men dette emne er jeg meget passioneret omkring (på et niveau der er passende for en ældre ingeniør). Én af vores ingeniører (og ja, Birgitte, jeg refererer til dig) kastede et blik på udkastet – inden jeg tilføjede endnu en side – og fortalte mig, at der kun er få, der kommer til at læse hele dette indlæg.  Så hvis du kom igennem det hele, så smid lige en kommentar på vores Wordpress Blog  og giv din mening til kende – Bør vi gøre mere for at kombinere de forskellige retningslinjer, skal vi blot hylde forskellighederne og betyder det overhovedet noget?