Vattenkraften och kärnkraften har en central roll i det nordiska elproduktionssystemet. De är en förutsättning för ett långsiktigt hållbart energisystem. Både kärnkraftverken och vattenkraftverken innehåller omfattande betongkonstruktioner där det idag finns ett växande behov av reparationer och åtgärder. Kraftindustrins möjligheter att möta variationer i både förbrukning och annan produktion kommer att få ökad betydelse och det är viktigt att anläggningarna kan klara framtidens krav.
Vattenkraften svarar för nästan hälften av den svenska och nordiska elproduktionen och är en väsentlig reglerresurs för kraftsystemet i både långt och kort tidsperspektiv. Och kärnkraften svarar för 40 procent av Sveriges elproduktion. Att förvalta dessa anläggningar väl och säkerställa livslängden med säker och tillförlitlig drift är av största vikt för såväl kraftindustrin som för samhället som helhet.
Sveriges vattenkraftverk och kärnkraftverk innehåller omfattande betongkonstruktioner. Dessvärre var kunskapen om hur man skapar beständiga betongkonstruktioner inte lika stor när många av dessa byggnader och anläggningar projekterades och byggdes och det fanns inte heller inarbetade normer, regelverk eller praxis.
– Många vattenkraftverk och kärnkraftverk byggdes under 1960- och 1970-talen medan regelverket för beständig betong utvecklades först under 1970- och 1980-talen, säger Johan Silfwerbrand, prefekt Institutionen för byggvetenskap, KTH.
Behov av standard
Det finns därför idag ett växande behov av reparationer och åtgärder för befintliga betongkonstruktioner. Men nya metoder och verktyg måste tas fram för att säkerställa status och i vissa fall för att kunna genomföra kvalitetssäkrade reparationer.
– För drygt fem år sedan publicerade SIS en serie standarder inom reparationsområdet, som på ett förtjänstfullt sätt bidragit till att höja kvaliteten på reparationstekniken inom betongområdet. Men fortfarande präglas reparationstekniken mer av hantverk och trial & error än tekniken för nyproduktion men denna standardserie har ändå inneburit att den tidigare djungelvegetationen tuktats, säger Johan Silfwerbrand.
Vattenbilning
Vattenbilning är en säker metod för att selektivt reparera skadad betong och dessutom en metod som lämpar sig väl för reparationer av vattenkraftverk och kärnkraftverk. Med tryck på över 1000 bar pumpas vatten till en specialkonstruerad robot. Roboten omvandlar vattentrycket till en precisionsstråle som med ljudets hastighet träffar betongens yta. Vattnet tränger igenom ytan och följer betongens skadade zoner. Där trycks all skadad betong bort medan vattnet lämnar den friska kvar. Resultatet blir en stark betongyta med avsevärt förbättrad vidhäftning.
– Det är svårt att kvantifiera effekten av en viss faktor eftersom det ofta är närmast omöjligt att variera en faktor utan att samtidigt förändra värdet på en eller flera andra. När man utför en betongreparation ingår vanligen avverkning av gammal och skadad betong som ett inledande moment. Valet av avverkningsmetod påverkar både råheten och förekomsten av mikrosprickor och kan dessutom skada kvarvarande armering i varierande grad, menar Johan Silfwerbrand.
Men enligt Johan Silfwerbrand är vattenbilning en bra metod eftersom man vet att cementhuden avlägsnas, och att ett rejält skikt av dålig betong kan elimineras.
– Med vattenbilning blir råheten stor och mängden mikrosprickor i den kvarvarande gamla betongen begränsas kraftigt, säger han.
Mängden mikrosprickor kan vara avgörande i det vidare reparationsarbetet eftersom god vidhäftning är ett krav för att befintlig betong ska samverkan med ny betong oavsett om den är gjuten eller sprutad.
– Pågjutningar och sprutbetong är kanske de vanligaste reparationsmetoderna och gemensamt för båda metoderna är att vidhäftningen mellan gammal och ny betong är avgörande för reparationens verkningssätt, kvalitet och beständighet. De största nyheterna i den svenska standardiseringskommitténs förslag till ny standard handlar just om vidhäftning och hur man kan ställa funktionskrav på motgjutningsytan, säger Johan Silfwerbrand.
Sprutbetong
Sprutbetong är betong som har påförts genom sprutning av betongmassa med hjälp av tryckluft. Sprutbetong används bland annat vid reparation av betongkonstruktioner så som vattenkraftverk och kärnkraftverk.
– Sprutbetong är en metod som kan vara bra vid till exempel reparation av betongtunnlar för kylvattenvägar som finns på kärnkraftverken, eftersom det är lättare att applicera sprutbetong på undersidor och vertikala ytor än att gjuta med form, säger Johan Silfwerbrand.
Det finns två typer av betongsprutning: torrsprutning och våtsprutning. Vid torrsprutning transporteras den torra betongmassan i slang fram till munstycket och vatten tillsätts omedelbart innan betongen sprutas på underlaget. Vid våtsprutning pumpas färdig betongblandning fram till munstycket där ett medel för ökad vidhäftningsförmåga tillsätts innan betongen sprutas på med tryckluft.
Ökat behov av kunskap
Det viktigaste konstruktionsmaterialet för vattenkraftverk och kärnkraftverk är betong. Genom att utveckla förvaltningen av vattenkraftens och kärnkraftens betongkonstruktioner kan man minska produktionsbortfall orsakade av problem med betongkonstruktioner. Det finns också en direkt koppling till säkerhetstekniska krav som stabilitet, funktion, bärförmåga och hållfasthet på förvaltningen av betongkonstruktionerna. Men det finns ett ökat behov av fördjupade kunskaper som rör betongtekniska frågeställningar för den här typen av anläggningar.
