Betongrehabilitering

Hva er en egnet metode for å ta vare på kulturminner i betong? Hvordan kan kulturminnemyndigheten bidra til å finne løsninger som ivaretar verdiene en konstruksjon representerer?

1Formål

De statlige porteføljene inneholder mange bygninger og anlegg som er større, mer komplekse og har en annen bruk enn privateide. De kan være eldre eller av nyere dato. Mange av de statlige kulturhistoriske eiendommene er bygget i betong.

Forvaltningen av den statlige porteføljen vil føre med seg store og omfattende rehabiliteringsprosjekter. Betongrehabilitering står ofte sentralt. Oppfølgingen av denne typen prosjekter krever andre prosesser enn de fleste private tiltak.

Reparasjon og rehabilitering av betongkonstruksjoner kan gjøres på flere forskjellige måter. Denne veilederen viser hvordan Riksantikvaren mener at kulturminnemyndigheten skal bidra og legge føringer i arbeidet med å komme fram til en egnet metode for å ta vare på ulike kulturminner i betong.

Målet med veilederen er at den skal være et nyttig verktøy for saksbehandlere i den regionale kulturminneforvaltningen. Kulturminnemyndigheten kommer ikke til å ha noen ekspertrolle innen betongrehabilitering. Likevel er det vår rolle å synliggjøre de kulturhistoriske verdiene en konstruksjon representerer. Vi skal sørge for at man velger en løsning som ivaretar kulturminneverdiene best mulig.

Reparasjon og rehabilitering av betong medfører som oftest store endringer i det fredete kulturminnet. Det er derfor viktig at de kulturhistoriske verdiene i anlegget kartlegges og synliggjøres tidlig i prosessen, slik at man kan planlegge og gjennomføre arbeidet med særlig hensyn til disse. Saken skal være tilstrekkelig opplyst før beslutninger treffes. Det er kulturminnemyndighetens ansvar å synliggjøre hva slags materiale og dokumentasjon knyttet til tiltaket som er nødvendig for å kunne behandle saken.

Det er viktig å danne seg en oversikt over fredningens omfang og formål. Fredningens omfang forteller konkret om hvilke deler av bygget som er viktigst og dermed inngår i fredningen. Formålet med fredningen forteller hva som gjør at bygningen har kulturhistorisk verdi. Dette peker igjen på hva det er viktig å legge vekt på når man skal kartlegge omfanget av endringer og avklare handlingsrommet.

2Betong­arkitekturens kulturminner

Armert betong revolusjonerte arkitekturen og åpnet opp for helt nye måter å konstruere og forme bygninger på. Dette førte til en strøm av nye former og uttrykk, som i dag utgjør en vesentlig del av vår modernistiske bygningsarv.

Armert betong gjorde sitt inntog i skandinavisk byggekunst i løpet av det første tiåret på 1900-tallet. Bygninger som var utført i betong var på denne tiden primært fabrikker og kraftverk. Havnelageret i Oslo, som er oppført mellom 1916 og 1920, var Europas største helstøpte betongbygg da det sto ferdig.

Betongarkitekturen representerte i flere tiår et stadig pionerarbeid, og materialet og teknikken gikk hånd i hånd med den nye arkitektoniske stilretningen, funksjonalismen. Særlig perioden 1920-1940 viste stor utvikling i arkitekturen. Vi forbinder gjerne modernismen, og særlig funksjonalismen, med store glassfasader og horisontale vindusbånd, flate tak, elegante balkonger og bygningsvolumer på søyler. Alt dette ble muliggjort av den armerte betongen.

I dag er de fremste eksemplene fra denne perioden en del av vår kulturarv.  Det er kulturminneforvaltningens ansvar å ivareta disse bygningene og anleggene for fremtidige generasjoner. Da konstruksjonene i sin tid ble reist, var det med en overbevisning om at materialet var vedlikeholdsfritt og evigvarende. I dag vet vi at også betongen har begrenset levetid. Før eller senere vil de naturlige kjemiske prosessene nå armeringen og starte nedbrytingen. Når det er et faktum, og reparasjons- og rehabiliteringsarbeider er nødvendig, må kulturminnemyndigheten ta sin del av ansvaret i arbeidet.

Utkragede balkonger, flate tak og bygninger på søyler er typiske kjennetegn for modernismen. De nye formene ble alle muliggjort da armert betong ble et tilgjengelig byggemateriale. Bildet til venstre: Balkonger på Bauhausskolen i Dessau. Bildet til høyre: Pavilljong på Van Nelle fabrikken utenfor Rotterdam. Foto: Aase Hogfeldt-Eskevik, Riksantikvaren

3Betongens uttrykk

Betong er svært allsidig og er i dag verdens mest utbredte byggemateriale. Betongkonstruksjoner finnes i nærmest uendelige variasjoner. Når det gjelder uttrykket og strukturen har betongkonstruksjoner en rik palett. Det skyldes både variasjon i sementens kulør, og i tilslagets materiale, størrelse og farge, formen betongen støpes i og hvorvidt overflatene pusses eller sandblåses for å fremheve tilslaget.  Dette er arkitektoniske kvaliteter som det er viktig å være bevisst på, ivareta og videreføre ved reparasjon og rehabilitering.

Betong muliggjør en rik palett av overflater og uttrykk. Bildet til venstre: Slipt betong i Neues Museum, Berlin. Bildet til høyre: Karakteristiske balkongfronter i Bredäng utenfor Stockholm. Foto: Aase Hogfeldt-Eskevik, Riksantikvaren

Naturbetong

Naturbetong ble utviklet av Erling Viksjø og Sverre Jystad på 1950-tallet og er Norges bidrag til betongarkitekturen. Fremstillingsmetoden går ut på å legge grovt tilslag, som rullestein og andre natursteintyper, ytterst mot forskalingsformen. Etter at betongen er tømt i støpeformen og den har herdet, sandblåses overflatene slik at steintilslaget frilegges. Tilslaget velges på grunnlag av estetiske kvaliteter som form og kulør. Dette skaper taktile flater med stor variasjon i uttrykket.

Regjeringskvartalet i Oslo er et godt eksempel på et byggverk i naturbetong. Foto: Aase Hogfeldt-Eskevik, Riksantikvaren

Et mønster kan sandblåses inn i slettstøpt betong, slik som Inger Sitters dekorasjon i Høyblokkas trapperom og Picassos mange statuer, som «Sylvette» i Rotterdam. Foto: Aase Hogfeldt-Eskevik, Riksantikvaren

Forskalingsmønster

Ved bruk av forskalingsplater eller bord med tekstur, slik som panelbord, preges den flytende betongen og får samme mønster. Dette er en utbredt måte å skape spill og variasjon i betongflatene på.

Bruk av forskalingsmønster er et utbredt grep i arkitekturen. Betongoverflaten viser da negativ form fra flaten den ble støpt mot, som for eksempel panelbord. Ved reparasjoner er det viktig at forskalingsmønsteret ivaretas, noe som kan være en krevende oppgave. Bildet til venstre: St. Görans Gymnasium i Stockholm. Bildet til høyre: Oscar Niemeyers boligbygg i Hansaviertel, Berlin.

Meislet betong

Meislet betong er en form for etterbehandling av overflaten som var utbredt på 1950- og 60-tallet. Formålet med meislingen var å få betongen til å fremstå som et edlere steinmateriale lik granitt eller marmor. I dag, når håndverket ofte er dyrere enn materialet, er metoden lite utbredt.

Meislet betong gir et påkostet og delikat uttrykk. Metoden er tidkrevende, og brukes svært sjelden i dag på grunn av kostnadene det medfører. Bygninger og anlegg med denne overflaten er derfor særlig viktige å ivareta. Foto: Aase Hogfeldt-Eskevik, Riksantikvaren.

Kulturminnemyndighetens ansvar for bevaring

Uheldige endringer av betongoverflaten har stor betydning for opplevelsen av bygningen. Derfor bør kulturminnemyndigheten tydelig signalisere hvor viktig det er å bevare det opprinnelige uttrykket. I en tidlig fase av et reparasjons- og rehabiliteringsprosjekt bør de ulike overflatene kartlegges nøye og beskrives grundig. I den videre diskusjonen om valg av reparasjonsmetode skal man gjøre rede for hensynet til betongens opprinnelige uttrykk og for eventuelle konsekvenser en valgt metode vil få for dette uttrykket.
Betongrehabilitering innebærer ofte omfattende inngrep i konstruksjonen som betyr at autentisk materiale går tapt. Det er derfor svært viktig at opplevelsesverdiene som betongkonstruksjonene representer ivaretas på beste mulig måte. Dette gjøres ved at kulturminnemyndigheten er godt kjent med bygningens overflater, og både tidlig og tydelig stiller krav til at utførelsen viderefører og rekonstruerer det opprinnelige uttrykket.

Eksempel – Betongsøyler på Bauhausskolen i Dessau – utfordringer med autentisitet

Bauhausskolen i Dessau, som ble tegnet av Walter Gropius og sto ferdig i 1926, er på Unescos verdensarvliste som et av de fremste eksemplene på europeisk modernisme. Bygget representerer funksjonalismens prinsipper og er et pionerarbeid innen glass og armert betong.
Bauhausanlegget ble restaurert i 2010. Betongsøylene som bærer gangbroen mellom de to hovedbygningene var da i svært dårlig stand. Betongen var kraftig karbonatisert, overdekningen var for tynn og det var omfattende armeringskorrosjon .
Vurderingen var da at all opprinnelig betong måtte fjernes, men at den opprinnelige armeringen kunne gjenbrukes. For å oppnå forsvarlig overdekning ble denne økt med 20 mm. Dimensjonene ble hentet fra pussen som ble påført på 1970-tallet, og fjernet i forbindelse med restaureringen. Samtidig som puss og betong ble fjernet kom det frem at de opprinnelige overflatene var krysshamret med avsluttende bord. Dette ble derfor rekonstruert etter at ny betong hadde blitt støpt.
Resultatet er betongsøyler som har bevart den opprinnelige armeringen. Betongen er nystøpt i sin helhet, med opprinnelig mørtelsammensetning og form, men noe avvikende dimensjoner. Overflatestrukturen kopierer den opprinnelige utførelsen. Restaureringen er dermed et godt eksempel på hvor omfattende betongreparasjoner er. Kulturhistoriske verdier som autentisitet, både med tanke på materiale og metode, må i slike prosjekter balanseres opp mot opplevelsesverdiene.

Bildet til venstre: Bauhausskolen i Dessau fra 1926. Bildet til høyre: Detaljert, krysshamret betongoverflate. Foto: Aase Hogfeldt-Eskevik, Riksantikvaren

Slik lages betong

Betong er en blanding av bindemiddel, vann, tilslag og tilsetningsstoffer. Bindemiddelet er sement, og tilslaget er som oftest sand- og grusmaterialer. Tilsetningsstoffer tilsettes for å fremheve ulike egenskaper, som for eksempel å påskynde eller forsinke herdingen. For at betongen skal få strekkstyrke er betongen som oftest armert med jern.

Betong lages ved at sement og vann blandes til sementlim. Dette fylles i støpeformer og fyller ut hulrommene mellom armering og tilslag. Sementen reagerer kjemisk med vann og herder til en hard masse. Når betongen er tørr fjernes støpeformen, også kalt forskalingen, og bygningselementet eller konstruksjonen «står på egne ben».

Ulike typer sement

Den tidlige sementen, som først ble produsert av romerne ca. 1000 f.Kr., kalles Pozzolansement eller naturlig sement. Denne fremstilles fra én enkelt råvare, som leirholdig kalkstein eller pozzolan, som er en vulkansk aske. I Norge ble naturlige sement-sorter i hovedsak brukt i perioden 1850-1914. Naturlig sement herder raskt, og fasadeornamentikk og dekorasjoner fra denne perioden er derfor ofte laget av naturlig sement.

I dag er derimot Portlandsement den mest brukte sementen i betongproduksjon. Portlandsement ble utviklet av den britiske mureren Joseph Aspdin som søkte et erstatningsprodukt for den naturlige sementen. Aspdin brente knust kalkstein og leire til det delvis smeltet sammen, såkalt sintret, noe som ble starten på utviklingen av kunstig fremstilt hydraulisk sement. Sementen fikk navnet sitt fra den ettertraktede sandsteinen fra Portland, da produktet lignet i farge og egenskaper.

Portlandsementen er en hydraulisk sement, som betyr at sementen herder gjennom en kjemisk reaksjon når den blandes med vann.

Bildet til venstre: Pantheon i Roma fra 120 e.Kr. har verdens største ikke-forsterkede betongkuppel i pozzolan-sement. Foto: Ingeborg Magerøy, Riksantikvaren. Bildet til høyre: Oscarshall slott sto ferdig i 1852, og har utsmykninger og puss av naturlig sement. Foto: Hanna Geiran, Riksantikvaren.  

Tilslag
Tilslaget utgjør hovedbestanddelen i betong, vanligvis 60-70 prosent av betongvolumet. Som regel består tilslaget av sand- og grusmaterialer. Tilslaget kan deles opp etter graderinger eller i fraksjoner, som tilsvarer størrelsen i millimeter på de fineste til de groveste fraksjonene i materialet. Fint tilslag har kornstørrelse lik eller mindre enn 4 mm. Grovt tilslag er materiale med kornstørrelse lik eller større enn 4 mm. For å unngå store hulrom med mye sementpasta bør tilslaget være velgradert og av høy kvalitet.

Tilslag i betong er både en nødvendighet, en besparelse og et estetisk virkemiddel. Bildet til venstre og i midten: Detaljer fra Høyblokka i Regjeringskvartalet. Bildet til høyre: Etter hvert som betongen slites ned av vær og vind, blir tilslaget mer synlig, som her på St. Görans Gymnasium i Stockholm. Foto: Aase Hogfeldt-Eskevik, Riksantikvaren

4Vanlige årsaker til betong­skader

Betong blir ofte ansett som et evigvarende byggemateriale, men slik er det ikke. Betong blir utsatt for ulike nedbrytningsmekanismer avhengig av hvilke påkjenninger den blir utsatt for. Armert betong skades over tid ved at betongen brytes ned, ved at armeringen korroderer eller en kombinasjon.

Armeringskorrosjon

Armeringskorrosjon er årsaken til de fleste større skader på betongkonstruksjoner. De vanligste årsakene til armeringskorrosjon er rust på armeringsjernet som følge av klorider, karbonatisering eller en kombinasjon av disse. En annen årsak er mangelfull eller for liten betongoverdekning.

Ny og frisk betong er alkalisk, med en Ph-verdi over 12,5. Så lenge betongen er alkalisk beskyttes armeringsstålet av en tynn oksidfilm, ofte kalt passivfilm. Det er passivfilmen som gjør at jernet er beskyttet mot korrosjon. Hvis passivfilmen brytes ned, ved for eksempel kabonatisering, blottlegges stålet og utsettes for korrosjon. Dette kan skje både lokalt og på store områder.

Når stål korroderer, dannes rust med volum som er to til sju ganger større enn volumet til stålet. Volumøkningen, kalt rustsprengning, kan føre til skader som riss- og sprekkdannelser og avskalling.  Armeringsjernet får også redusert armeringstverrsnitt, som fører til redusert bæreevne.

Illustrasjon fra Byggforsk 520.061, Armeringskorrosjon.

Armeringskorrosjon er den mest utbredte betongskaden. Bildet til venstre: Store skader i betongen har blottstilt armeringen på en bunker på Marka skyte- og øvingsfelt på Lista i Farsund kommune. Grunn betongoverdekning er en typisk årsak til armeringskorrosjon. Bildet til høyre: Når stål ruster, har det to til syv ganger større volum. Dette fører til rustsprengning, som her på Møvik fort i Vågsbygd, Kristiansand. Foto: Aase Hogfeldt-Eskevik, Riksantikvaren

Karbonatisering

Karbonatisering kan kort beskrives som at karbondioksid i lufta trenger inn og forurenser betongen.

Karbonatisering er en naturlig kjemisk prosess som oppstår når en betongoverflate er i kontakt med karbondioksid i luft. Lufta siver langsomt inn i betongen, og prosessen er avhengig av vann. Karbonatiseringen fører til at betongens pH-verdi reduseres fra normalt nivå på mellom 13 og14, ned til mellom 8 og 9. Betongens beskyttende virkning på armeringen, passivfilmen, svekkes når pH-verdien synker under 9,5.

Karbonatiseringshastigheten er størst til å begynne med i yttersjiktet, og avtar gradvis innover i betongen. Karbonatiseringshastigheten varierer med fuktigheten i betongen, så tørre betongkonstruksjoner karbonatiserer saktere enn betong som er mer utsatt for fuktighet.

Skillet mellom karbonatisert og ukarbonatisert betong kalles karbonatiseringsfronten. Først når karbonatiseringsfronten når armeringen, kan korrosjonen starte.

Illustrasjon på karbonatiseringsfronten, fra Byggforsk 520.061, Armeringskorrosjon.

Kloridholdig betong

Klorider er salt som trenger inn i betongen. Klorider kommer enten fra kloridholdige delmaterialer eller fra det ytre miljøet, som værpåkjenning og veisalting. Når klorider forekommer i tilstrekkelig mengde i betongen, vil de bryte ned passivfilmen på armeringsjernets overflate og initiere armeringskorrosjon.

Høyt kloridinnhold kan gi gropkorrosjon, det vil si kraftig korrosjon på en liten del av armeringsjernet. Dette kan føre til at armeringstverrsnittet blir betydelig redusert, uten at det er synlige skader på betongoverflaten. Redusert armeringstverrsnitt fører til redusert bæreevne, og over tid vil faren for sammenbrudd øke.

For ytterligere informasjon om skader på betongkonstruksjoner henvises det til “Byggforskseriens informasjonsblad: 520.061 Armeringskorrosjon”

Kulturminnemyndighetens ansvar for å sette seg inn i skadeomfang

Det er kulturminnemyndighetens ansvar å sette seg inn i konstruksjonens skadeomfang. Det er viktig å ha en god forståelse av hvor i konstruksjonen skadene er størst, og hva årsaken til skadene er. Dette gir grunnlag til videre føringer, både i arbeidet med tilstandsanalyse og valg av rehabiliteringsmetode.

 

5Tilstands­analyse

Betongskader kan være vanskelige å oppdage. Det er derfor viktig at det gjennomføres jevnlige tilstandskontroller, slik at skader kan utbedres på et så tidlig tidspunkt som mulig. Hvis skadeomfanget er stort, kan dette forhindre at konstruksjonen bryter sammen.

Utbedring av betongskader må ikke igangsettes uten at det i forkant er gjennomført en grundig tilstandsanalyse.

Tilstandsanalysens formål og omfang

Hensikten med en tilstandsanalyse er å:

  • kartlegge skadeårsak
  • vurdere skadeomfang
  • vurdere konsekvensen av skadene
  • redegjøre for aktuelle utbedringstiltak

En tilstandsanalyse bør omfatte en visuell undersøkelse av hele konstruksjonen og en detaljundersøkelse på et begrenset antall steder. Før en setter i gang med tilstandsundersøkelsen er det viktig å få fremskaffet mest mulig relevant informasjon om konstruksjonen, for eksempel armeringstegninger, beskrivelse, anbudsdokumenter, materialresepter og produktblad. Erfaringer viser at denne type informasjon gjør at en får et langt bedre grunnlag for å kunne velge type prøving og undersøkelse, prøveomfang og prøvested.

Følgende undersøkelser bør alltid inngå i en tilstandsanalyse:

  • Måling av karbonatiseringsdybde, dvs. hvor karbonatiseringsfronten står i forhold til armeringen.
  • Måling av armeringens overdekning
  • Måling av rissvidder
  • Kartlegging av bomskader
  • Uttak av marerialprøver for kartlegging av opprinnelig og eksisterende overflatebehandling og pusstype.

Tilstandsanalysen bør resultere i en rapport som beskriver skadene, vurderer tilstanden og konsekvensene, samt angir aktuelle tiltak.

Det er mange rådgivende firma som utfører tilstandsanalyse av betongkonstruksjoner. Det anbefales at dette gjøres av en ekstern rådgiver, og ikke av entreprenøren som eventuelt skal utføre reparasjons- og rehabiliteringsoppdraget senere.

For ytterligere informasjon om tilstandsanalyse av betongkonstruksjoner henvises det til Byggforskseriens informasjonsblad: 720.111 Tilstandsanalyse av betongkonstruksjoner.

Kulturminnemyndighetens rolle og ansvar

Kulturminnemyndigheten må tidlig signalisere sine klare forventinger til at det gjennomføres en skikkelig tilstandsanalyse. Om skadeårsaken og omfanget kartlegges tidlig, vil det være heldig for prosjektet med tanke på både økonomi og tidsbruk.  Da kan man arbeide målrettet med å komme frem til en egnet reparasjons- og rehabiliteringsmetode. Videre vil en grundig tilstandsanalyse kunne bidra til å bevare konstruksjonens kulturminneverdier. Kulturminnemyndigheten bør tidlig gjøre oppmerksom på særlige viktige elementer eller overflater som vil kreve ekstra hensyn i den videre prosessen.

Kartlegging og vurdering av skadeomfang er en viktig del av tilstandsanalysen. Et grundig forarbeid sikrer kvalitet i prosessens senere ledd. Bilde viser skaderegistrering i den skulpturelle betonghimlingen i Mies van der Rohes Neue Nationalgalerie i Berlin. Foto: Aase Hogfeldt-Eskevik, Riksantikvaren

 

Det enorme boligområdet Bredäng utenfor Stockholm. Etterkrigstidens boligmangel førte til at ingeniørene ble presset til rask produksjon med lave kostnader. I dag er det store utfordringer knyttet til betongkonstruksjonene, blant annet balkongfrontene. Når et område er så enhetlig, vil uheldige endringer bli godt synlige. For større anlegg er det derfor hensiktsmessig å ta seg tid til et grundig forarbeid og finne frem til en egnet metode som kan benyttes for hele området. Foto: Aase Hogfeldt-Eskevik, Riksantikvaren

6Utbedrings­metoder

Valget av reparasjonsmetode er avhengig av både skadebildet, hvilken type betongoverflate det dreier seg om og eventuell puss- og overflatebehandling. Skadebildet kan også være forskjellig på ulike flater av samme byggverk. Før man går inn for en reparasjonsmetode, må derfor en rekke forhold vurderes.

Skal man reparere skadet betong, er det i de fleste tilfeller snakk om omfattende inngrep i de opprinnelige materialene. Ofte innebærer en reparasjon for en stor del utskiftning av opprinnelige materiale til helt nytt. Dette er nødvendig for at byggverket skal kunne bevares for fremtidige generasjoner. Samtidig er det viktig at en reparasjon, i tillegg til å forlenge byggverkets levetid, også ivaretar de kulturhistoriske verdiene, som ofte materialiserer seg i konstruksjonenes uttrykk og tekstur.

Gjør det skikkelig! Betongskader kan repareres med ulike metoder. En grundig vurdering for å komme frem til egnet metode og reparasjonsprodukter, vil føre til et bedre resultat. Foto: Aase Hogfeldt-Eskevik, Riksantikvaren

 

Vedlikehold

Generelt er det bedre å vedlikeholde en bygningsmasse jevnlig, enn å la bygningen forfalle frem til omfattende reparasjoner foretas. I antikvarisk sammenheng er jevnlig vedlikehold som oftest mer skånsomt med tanke på bevaring av opprinnelige materialer og overflater.

For betongkonstruksjoner er det begrensede muligheter for vedlikehold. Det beste utgangspunktet for å vedlikeholde betongkonstruksjoner, er å kjenne tilstanden på bygningen. Med god kontroll over bygningens tilstand kan eventuelle reparasjons- og restaureringsprosesser planlegges tidlig. Da vil gjerne valgmulighetene være flere når det gjelder metoder. Hvis betongkonstruksjoner rehabiliteres når skadene er i en tidlig fase, kan mer skånsomme metoder, som for eksempel bevarer den opprinnelige overflaten, benyttes.

Betongproduksjon gir store klimagassutslipp. Derfor er det også viktig å ta vare på eksisterende betongkonstruksjoner i så stor grad som mulig. Det å ha god oversikt over tilstanden vil bidra til dette.

Mekanisk reparasjon

Mekanisk reparasjon er den vanligste metoden for å reparere betongskader som riss, bom og avskalinger. Denne typen skader skyldes som regel rustsprengning på grunn av armeringskorrosjon. Metoden er basert på at man fjerner betongen der det er synlige tegn til skader, fjerner korrosjon på armeringen, påfører korrosjonsbeskyttelse på armeringen og støper på ny betong. Ofte suppleres mekanisk reparasjon av betongskader med andre metoder.

Et godt resultat er avhengig av at det benyttes riktige erstatningsprodukter. Reparasjonsmørtelen må ha tilnærmet samme mekaniske egenskaper som den eksisterende betongen. Det er derfor nødvendig å ta prøver for å finne frem til den opprinnelige materialsammensetningen, som for eksempel sementtypen og tilslagets type og fraksjonsstørrelse. Videre bør reparasjonsarbeidene starte med at det lages et prøvefelt. Alle aktuelle deloperasjoner utføres på prøvefeltet, som bør være på et representativt område av konstruksjonen.

Mekanisk reparasjon innebærer at reparasjonsområdet får en helt ny overflate. Metoden er derfor best egnet til begrensede områder, og det bør stilles krav til utførelse av den nye overflaten.

Gjør det skikkelig! Betongskader kan repareres med ulike metoder. En grundig vurdering for å komme frem til egnet metode og reparasjonsprodukter vil føre til et bedre resultat. Foto: Aase Hogfeldt-Eskevik Riksantikvaren

Mekanisk reparasjon på Norges idrettshøgskole (NIH). Metoden stiller krav til utførelsen av overflaten slik at reparasjonen blir så lite synlig som mulig. Bildet til venstre: Skadet betong er fjernet og armeringen frilagt. Bildet til høyre: Nylagt reparasjonsmørtel basert på mørtelprøver og nøye vurdering av tilslag. Foto: Aase Hogfeldt-Eskevik, Riksantikvaren

 

Elektrokjemisk reparasjon

Realkalisering, kloriduttrekk og katodisk beskyttelse er elektrokjemiske metoder som brukes til å stoppe eller forhindre armeringskorrosjon i betong. Metodene er aktuelle på konstruksjoner der mekanisk reparasjon vil føre til fjerning av store mengder betong, og dermed blir for omfattende.

Realkalisering

Realkalisering er en måte å øke pH-verdien i betongen på. Metoden fører til at passivfilmen på armeringsjernet reetableres og opprettholdes.

Elektrokjemisk realkalisering gjennomføres ved at man etablerer et likestrømsfelt mellom en midlertidig anode og armeringen. Anoden, for eksempel et elektrodenett, monteres på betongoverflaten og begge deler sprøytes med en høyalkalisk fibermasse blandet med vann. Deretter settes likestrøm på nettet og armeringen. Den påtrykte spenningen mellom elektrodenettet og armeringen transporterer alkalier inn i betongen. Tilførselen av alkalier i betongen sørger for en permanent pH-verdi på 10,5-11,5.

Elektrokjemisk realkalisering tar normalt 3 til 10 dager, og betongen har da fornyet levetid. Etter behandlingen fjernes fibermasse, elektrodenett og tekniske installasjoner, og metoden medfører dermed ingen endring på den opprinnelige overflaten. Dette gjør at metoden egner seg godt til fredete betongkonstruksjoner.

Prinsippskisse for realkalisering, fra Byggforsk 720.232, Armeringskorrosjon i betongkonstruksjoner.

Realkalisering ble utført på Ingierstrand Bad da anlegget ble rehabilitert i 2008-2013. I forbindelse med behandlingen ble alle flater pusset for å sikre 15 mm overdekning på armeringen. Foto: Linda Veiby, Riksantikvaren

Kloriduttrekk
Kloriduttrekk er en metode som senker kloridinnholdet og hever pH-verdien i betongen. Metoden går ut på at det etableres et likestrømfelt mellom en midlertidig anode og armeringen. I likhet med elektrokjemisk realkalisering sprøytes den midlertidige anoden og betongoverflaten med høyalkalisk fibermasse blandet med vann. Strømfeltet gjør at klorider føres ut av betongen. Rundt armeringsstålet dannes en høyalkalisk- og kloridfattig sone som reetablerer passivfilmen og korrosjonsbeskytter armeringen. pH-verdien kan komme opp mot 16 rundt armeringsstålet.

Behandlingen tar 4 til 10 uker, og betongen har da fornyet levetid. Anoden, fibermassen og de elektriske installasjonene fjernes etter behandlingen, og metoden medfører dermed ingen endringer på betongoverflaten.

Prinsippskisse for kloriduttrekk, fra Byggforsk 720.232, Armeringskorrosjon i betongkonstruksjoner.

Katodisk beskyttelse
Katodisk beskyttelse er en metode som hindrer korrosjon av armeringsjernet. Systemet innebærer at en ekstern anode monteres på betongkonstruksjonens overflate, og at den kobles til armeringen via en strømkilde. Armeringen blir da negativt ladet, noe som hindrer at armeringen korroderer. Likestrømtilførselen er kontinuerlig og styres i et styringssystem. Katodisk beskyttelse er dermed en permanent elektrisk installasjon som gir kontinuerlig kontroll og krever regelmessig overvåkning.

Katodisk beskyttelse er best egnet på betongkonstruksjoner der armeringskorrosjon skyldes klorider.

Katodisk beskyttelse kan anvendes med ulike anodesystemer som elektrisk ledende maling eller belegg, som stavanoder og anoder i utfreste spor. Katodisk beskyttelse ved bruk av strømførende maling eller belegg vil endre konstruksjonens overflate, og er i mange tilfeller uegnet for fredete bygninger. Metoden med bruk av stavanoder medfører også et permanent inngrep i konstruksjonen, men innfestingen av stavanodene kan legges til lite synlige områder.

 

Prinsippskisse for katodisk beskyttelse ved bruk av stavanoder, fra Byggforsk 720.232, Armeringskorrosjon i betongkonstruksjoner.

For ytterligere informasjon om utbedring av skader på betongkonstruksjoner henvises det til:

  • 720.112 Skader på betongkonstruksjoner, Skadesymptomer, tilstandsgrader og utbedringsmåter.
  • 720.232 Armeringskorrosjon i betongkonstruksjoner, Utbedring av skader.
  • NS-EN 12696:2012 Katodisk beskyttelse av stål i betong.

Kulturminnemyndighetens rolle og metodevalget

Valget av egnet reparasjons- og rehabiliteringsmetode krever god kunnskap hos kulturminnemyndigheten, både om anleggets kulturhistoriske verdier, og om hva de ulike metodene innebærer i form av inngrep og endringer.

Tradisjonelle antikvariske holdninger om minst mulig inngrep i konstruksjonen, og ønsket om reversible tiltak, settes på prøve i arbeidet med reparasjon og rehabilitering av betong. Hovedspørsmålet som alltid bør stilles, og avklares, er allikevel; hvordan skal tiltaket få en så begrenset effekt som mulig på anleggets kulturhistoriske verdier som den opprinnelige utformingen, strukturen og utrykket?

Bruk av eksterne konsulenter er avgjørende i saker som omfatter betongrehabilitering. Det er viktig at disse tidlig i prosjektprosessen informeres om anleggets kulturhistoriske verdier. Kulturminnemyndigheten har ansvaret for å redegjøre for hva som er viktig å ivareta ved anlegget, og hvilke føringer som dermed gjelder. Er overflaten, selve konstruksjonen eller formen særlig viktig å ivareta? Dette må kommuniseres tydelig til alle i prosjektet.

Reparasjon og rehabilitering av fredete betongkonstruksjoner vil i de aller fleste tilfeller være søknadspliktige tiltak. Alle involverte aktører bør informeres om søknadsprosessen, og om hva slags informasjon og materiale kulturminnemyndigheten behøver for å behandle søknaden effektivt.

For ytterligere informasjon henvises det til Riksantikvarens veileder om store rehabiliteringsprosjekter.

Eksempel– Betongrehabilitering på Norges idrettshøgskole

Norges idrettshøgskole (NIH) ble tegnet av Pran og Torgersen og sto ferdig i 1969. Den fredete svømmehallen i anlegget ble rehabilitert i perioden 2015-2018. Etter nesten 50 år var betongkonstruksjonen fremdeles i forholdsvis god stand, men enkelte områder hadde omfattende skader. Særlig lisenepartiet mot nord og sør hadde store korrosjons- og sprekkskader.

De mindre skadene på anlegget ble reparert ved hjelp av mekanisk reparasjon. Reparasjonsmørtel og tilslagstype for arbeidet ble avklart etter analyser og prøvefelt. For skadene på lisene var ikke mekanisk reparasjon tilstrekkelig for at konstruksjonen skulle tåle 50 nye år. Ulike elektrokjemiske metoder ble vurdert, og den rådgivende konsulenten anbefalte katodisk beskyttelse ved strømførende maling.

Anlegget har en begrenset og tidstypisk materialpalett som består av ubehandlet betong, tegl, tre og kobber. I tillegg er fasaden mot nord, der betonglisenene er mest fremtredende, en besøkers første møte med svømmehallen. På grunn av dette var Riksantikvarens holdning at betongoverflatene ikke kunne overmales og endre uttrykk.

Derfor valgte man å etablere katodisk beskyttelse i form av stavanoder. Disse ble montert i lisenene fra innsiden, før innvendig kledning ble etablert. Tiltaket er derfor ikke synlig. Den katodiske beskyttelsen er permanent, og overvåkes og kontrolleres via et styringssystem.

Om bildene over. Bildet til venstre: Etter 50 år hadde betonglisenene omfattende korrosjonsskader da arbeidet ble påbegynt. Bildet i midten: Riksantikvaren ville ikke akseptere en metode som innebar maling av betongoverflatene. Det ville ført til homogene flater uten det naturlige spillet som sement og tilslag utgjør i betongoverflatene. Bildet til høyre: Den endelige løsningen ble katodisk beskyttelse med stavanoder som ble montert på lisenenes innside, før innvendig kledning ble montert. Foto: Aase Hogfeldt-Eskevik, Riksantikvaren

Materialpaletten på NIH er tidstypisk i betong, tegl, tre og kobber. I rehabiliteringsprosjektet var Riksantikvaren opptatt av at opprinnelig materialbruk skulle videreføres. Bildet viser de mekaniske reparasjonene som ble utført på lisener og drager. Foto: Aase Hogfeldt-Eskevik, Riksantikvaren.