Ombruk av DT-elementer

Abstract

Bygg- og eiendomssektoren bruker nesten halvparten av materialressursene og den produserte energien i samfunnet, hvorav betongproduksjon er den største bidragsyteren. Miljøsertifiseringer, bærekraftsmål og det grønne skiftet er med på å rette fokuset mot å redusere utslipp, avfall og materialbruk. Ombruk av betongelementer trekkes frem som en av tiltakene med størst potensiale for å redusere avfall i byggebransjen.

Oppgaven ser på fordeler og ulemper ved ombruk av forspente DT-elementer i betong for å kartlegge ombrukspotensialet. Elementers bruksområder og utfordringer blir vurdert opp mot krav og anbefalinger i dagens standarder og regelverk. Kartlegging av nødvendig dokumentasjon er i hovedsak basert på byggevareforskriften, byggeteknisk forskrift og NS 3682:2022, standarden for ombruk av hulldekker. NS 3682:2022 modifiseres for å ta hensyn til spesifikasjonene i NS-EN 13224:2011, produktstandarden for ribbedekkeelementer, slik at veiledninger og sjekklister kan etableres for ombruk av DT-elementer.

Bane NOR Eiendoms bygg Paleet P-hus i Oslo ble brukt som studieobjekt, da de ønsket å se på mulighetene for å ombruke betongelementene i bygget. Etasjeskillene bestående av DT-elementer ble undersøkt. Bæreevne, bestandighet, dokumentasjonskrav og gjeldende regelverk ble kartlagt for elementene. Resultater fra kapasitetsberegninger og testing av kjerneprøver sammenlignes med tillatte verdier, og gir grunnlaget for vurdering av ombrukspotensialet for DT-elementene. Erfaringer fra studieobjektet legges til grunn for å bedømme det generelle ombrukspotensialet til DT-elementer.

Erfaringer fra studieobjektet tyder at det er uproblematisk å dokumentere elementers egenskaper og tilstand i henhold til gjeldende regelverk. Det er miljøet elementene har stått i og året de er produsert som vurderes til å begrense ombrukspotensialet i størst grad. DT-elementer brukes ofte i miljøer eksponert for fukt og tinesalter, som for eksempel parkeringshus. Kloridinntrengning og karbonatisering er skademekanismer som er aktive i slike miljøer, og kan føre til armeringskorrosjon og begrensing av elementers levetid. Elementer produsert på 1970- og 1980-tallet er ofte prosjektert med liten overdekning og utilstrekkelig armering på grunn av regelverket elementene på den tiden ble produsert etter. I tillegg kan alkalireaktivt tilslag brukt i betong fra denne perioden føre til skader som følge av alkali-silika reaksjoner. Miljøet elementene har stått i vil være avgjørende for bestandigheten, og miljøet elementene skal brukes om igjen i påvirker levetiden. DT-elementer produsert på 90-tallet og utover, som er prosjektert i henhold til regelverk som hensyntar bestandighetsproblemene og samsvarer med dagens dimensjoneringskrav, forventes av den grunn å være mer egnet til ombruk.

Antallet tidligere ombruksprosjekter for DT-elementer er begrenset, men erfaringer fra ombruk av andre betongelementer har stor overføringsverdi. DT-elementer er vanligvis forbundet med stålplater som gjør det enkelt å separere dem fra resten av bygget. De er lette å demontere, men krever spesiallagde løfteåk. Remontering kan i hovedsak utføres likt som for nye elementer. Det anbefales på generelt grunnlag å unngå bearbeiding av elementene, da dette vil øke kostnadene knyttet til prosjektet. Det vil også være mest realistisk å ombruke DT-elementer i sine opprinnelige lengder, på grunn av bøylearmering ved opplegg.

The construction and real estate sector uses almost half of the material resources and produced energy in society, with concrete production being the largest contributor. Environmental certifications, sustainability goals, and the green transition contribute to the focus on reducing emissions, waste, and material usage. Reuse of concrete elements is highlighted as one of the measures with the greatest potential for reducing waste in the construction industry.

This paper examines the advantages and disadvantages of reusing prestressed precast Double-T concrete elements (TT-beams) to assess their reuse potential. The applications and challenges of these elements are evaluated in relation to the requirements and recommendations in current standards and regulations. The identification of necessary documentation is primarily based on the norwegian building product regulation (byggevareforskriften), the norwegian technical building regulation (byggeteknisk forskrift) and NS 3682:2022, the standard for reuse of hollow-core elements. NS 3682:2022 is modified to consider the specifications in NS-EN 13224:2011, the product standard for ribbed floor elements, enabling the establishment of guidelines and checklists for the reuse of TT-beams.

Paleet P-hus owned by Bane NOR Eiendom in Oslo was used as a case-study to explore the possibilities of reusing the concrete elements in the structure. The floor slabs consisting of TT-beams were examined. Load-bearing capacity, durability, documentation requirements, and applicable regulations were assessed for these elements. Results from capacity calculations and testing of core samples were compared against permitted values, forming the basis for evaluating the reuse potential of the TT-beams. Insights gained from the case-study are used to assess the overall reuse potential of TT-beams.

Experiences from the case-study indicate that documenting the properties and conditions of the elements in accordance with current regulations is unproblematic. The environment in which the elements have been exposed to and the year of production are considered to be the main factors limiting the reuse potential. TT-beams are often used in environments exposed to moisture and salts, such as parking structures. Chlorides and carbonation are durability issues that are active in such environments, leading to reinforcement corrosion and limiting the lifespan of the elements. Elements produced in the 1970s and 1980s are often designed with low concrete cover and insufficient reinforcement due to the regulations in place at the time of production. Additionally, the alkali-reactive aggregate used in concrete from this period can cause damage due to alkali-silica reactions. The environment in which the elements have been exposed will be crucial for their durability, and the environment in which the elements will be reused will affect their lifespan. TT-beams produced from the 1990s and onwards, designed in accordance with regulations that address durability issues and comply with current design requirements, are therefore expected to be more suitable for reuse.

The number of previous reuse projects for TT-beams is limited, but experiences from the reuse of other concrete elements have significant transfer value. TT-beams are typically connected by steel plates, making it easy to separate them from the rest of the building. They are easy to dismantle, but require specially made lifting equipment. Reassembly can be done mainly in the same way as for new elements. It is generally recommended to avoid repairs and modifications to the elements, as it would increase the project costs. It is also most realistic to reuse TT-beams in their original lengths due to the presence of reinforcing bars at the supports.