Hem Tjänster Utbildning Forskning Bibliotek Om oss Intressentföreningen Kontakt
Betongforskning
Bergmaterialforskning
Modellering och simulering
Material- och produktutveckling
Uppdragsforskning
Forskningsstyrelse

Avslutade doktorandprojekt (i urval)


Kloridtransport och kloridinitierad armeringskorrosion i betong med cement som innehåller kalkstensfiller

Dimitrios Boubitsas, disputerade den 18 mars 2016 vid Lunds Tekniska högskola. Huvudhandledare var Lars-Olof Nilsson och biträdande handledare Tang Luping. Syftet med projektet är att studera effekten på kloridinitierad armeringskorrosion när portlandcement ersätts till viss del med kalkstensfiller. De två huvudparametrarna som studerats är kloridinträngning och kloridtröskelvärden. Kloridinträngning har studerats både med accelererade metoder i laboratorium och vid fältexponering. Kloridtröskelvärden har främst studerats i labbförsök. Då en allmänt accepterad metod för att mäta kloridtröskelvärden inte existerar har mycket arbete lagts på att utveckla en sådan metod.

Simulering av färsk självkompakterande betongs rörelse

Annika Gram, disputerade den 4 oktober 2015 på KTH med ett projekt som finansierades av Formas-BIC och Konsortiet. Huvudhandledare var Johan Silfwerbrand och biträdande handledare var Ali Farhang. Syftet med projektet är att utveckla ett datorprogram med vilket färsk betongs rörelse kan simuleras. I projektet ingår litteraturstudier, laboratorieförsök i form av standardiserad provningar med pasta och betong, videofilmning, numerisk modellering och datorsimulering samt försök på betongfabrik och jämförande simulering. Annika fortsätter nu sitt doktorandprojekt efter licentiatexamen 2009 med partiklars rörelse i bruk under handledning av Björn Lagerblad, Johan Silfwerbrand och Richard Malm.

Impregnering av betongkonstruktioner

Anders Selander, Material, disputerade i april 2010. Doktorsavhandlingen som finansierades av Formas, CBI:s intressentförening och Trafikkontoret i Stockholm visar hur silanbaserade impregneringsmedel fungerar i betong och hur de påverkar transportmekanismerna. Huvudhandledare i projektet var Johan Silfwerbrand och biträdande handledare Jan Trägårdh och Mårten Janz. I avhandlingen presenteras flera större försöksserier i laboratoriet, fältmätningar och modellutveckling. Avhandlingen är uppdelad i tre delar: första delen berör vilka faktorer som är avgörande för att en behandling skall lyckas i form av inträngningsdjup, koncentration och effekt. Dessa faktorers inverkan har kvantifierats och presenterats i en ekvation för de på marknaden vanligaste silanerna. Den andra delen berör fukttransport och fuktfixering. Här har ny kunskap skapats om vilken del av porsystemet som påverkas av en impregnering. Den tredje och sista delen handlar om praktiska erfarenheter där tre fältstudier presenteras rörande kloridtransport, förändrade fuktnivåer och behandlingarnas livslängd. Anders arbetar vidare inom materialsektionen med bland annat ytskydd av betongkonstruktioner.

Ultrafine Particles in Concrete – Influence of Ultrafine Particles on Concrete Properties and Applications to Concrete Mix Design

Carsten Vogt, Material, disputerade i april 2010. Doktorsavhandlingen som finansierades genom olika FoU-uppdrag samt CBI:s intressentförening visar på effekten av ultrafina partiklar i betong. Huvudhandledare var Jonas Holmgren, KTH, och biträdande handledare var Björn Lagerblad. I avhandlingen undersöks ultrafina partiklars egenskaper och deras inflytande på betong. Inerta och reaktiva partiklar som är finare än cement betecknas som ultrafina i denna avhandling. Användningen av ultrafina partiklar i betong är idag möjlig på grund av utvecklingen av effektiva flyttillsatsmedel. Inverkan av olika mineraler som i allmänhet anses inerta har undersökts, även i kombination med reaktivt silikastoft. Inom avhandlingens ram har det inte tagits hänsyn till föreskrivna minsta cementmängder eller högsta tillåtna vctekv. Resultaten i avhandlingen visar att det är möjligt att ta fram betong med hög hållfasthet och täthet om man inte behöver ta hänsyn till nämnda begränsningar i normerna. Dessa specifikationer borde ersättas med funktionskrav (täthet, motstånd mot inträngning av klorider, mm). Slutsatserna i avhandlingen är att användning av ultrafina partiklar i betong har en stor potential. En del av cementet i betong kan bytas ut mot ultrafina partiklar utan att betongens egenskaper behöver försämras, i några fall har de även förbättrats. Baserat på resultat i avhandlingen har rekommendationer utarbetats för användandet av ultrafina partiklar i betongproportionering. Carsten har lämnat institutet men inom CBI Betonginstitutets program för grundforskning fortgår arbetet.

Incitament för teknikutveckling inom drift och underhåll av vägar och järnvägar

Torbjörn Stenbeck, formellt inom administrationsgruppen, disputerade i mars 2007 på ett projekt som finansierats av Banverket, SBUF och Vägverket och som varit knutet till KTH och Centrum för Drift och Underhåll. Huvudhandledare var Johan Silfwerbrand och biträdande handledare Folke Snickars, KTH. Huvudsyftet har varit att undersöka hur man kan främja teknikutveckling inom drift och underhåll. Mellan licentiat- och doktorsexamen har speciellt inverkan av konkurrensutsättning och resultatorienterade kontrakt studerats genom litteraturstudier, fallstudier och intervjuer. Doktorsavhandlingen visar att konkurrensutsättningen i Sverige, men inte i Nordamerika, lett till stora ekonomiska vinster men att ingen ökad innovationstakt har kunnat noteras. Banverkets incitamentskontrakt för drift och underhåll lyfts fram som ett föredöme. Framgångsfaktorer påvisas vara väldefinierade kontrakt, kvantifierbara mål och konsekvent hantering av avvikelser (både positiva och negativa). Torbjörn har slutat på CBI.

Kloridtransport och armeringskorrosion i gränsytan mellan gammal betong och reparationsbetong

Pål Skoglund, avlade licentiatexamen i februari 2007 vid KTH på ett projekt som finansierats av SBUF, Banverket, CBI:s intressentförening och Vägverket. Huvudhandledare var Jonas Holmgren, KTH, och biträdande handledare Johan Silfwerbrand och Jan Trägårdh. Syftet med projektet var att studera gränsytan mellan gammal betong och reparationsbetong med fokus på kloridtransport och armeringskorrosion. I projektet har ingått en intervjustudie med i huvudsak beställare, analys av 13 år gamla armerade provkroppar av två betonger och med ingjutna klorider samt analys av prover tagna från en bro, ett parkeringsgarage och en trappa i Stockholm. I avhandlingen visas att armeringskorrosion initieras i övergångszonen mellan kloridkontaminerad substratbetong och initialt kloridfri reparationsbetong. Kloridtransport förekommer från substratbetong och in i reparationsbetong. Pål har slutat på CBI.

Dimensionering av betongvägar

Johan Söderqvist, försvarade sin licentiatavhandling i december 2006 vid KTH. Projektet ingick i industriforskningsprogrammet Väg/Bro/Tunnel och finansierades av Cementa, KTH och Vinnova. Huvudhandledare var Johan Silfwerbrand och biträdande handledare Erik Simonsen, Cementa. Syftet med projektet var att utveckla en ny dimensionerings­metod för svenska betongvägar. I projektet ingick en genomgång av moderna, internationella dimensioneringsmetoder, utmattningsförsök på betong, cementbundet grus (CG) och samverkansbalkar av betong och CG, mätningar av temperaturgradienter på tre olika platser i Sverige samt utveckling av ett utkast till ny svensk dimensioneringsmetod. Utmattningsförsöken visar att dagens svenska betongkriterium, som utvecklats genom tryckning och spräckning av provkroppar, även gäller (som tidigare antagits) böjning, att gällande utmattningskriterium för CG är orimligt strängt samt att kombinationen betong och CG är ett starkt alternativ. Den föreslagna dimensionerings­metoden bygger på att lagren under betongbeläggningen behandlas likadant och med samma datorprogram som Vägverket använder för lagren under asfalten samt att betongen därefter behandlas med ett amerikanskt dimensioneringsprogram. Johan slutade på CBI 2009.

Formtryck och tixotropi hos självkompakterande betong (SKB)

Peter Billberg, Material, disputerade i oktober 2006 vid KTH inom ett projekt som finansierats av Konsortiet, SBUF och Vägverket. Huvudhandledare var Johan Silfwerbrand och biträdande handledare Jonas Holmgren, KTH. Det yttersta syftet med projektet vara att skapa ny kunskap för effektiva, resurssnåla och arbetsmiljövänliga anläggningskonstruktioner genom att utnyttja självkompakterande betong (SKB). Att kunna utnyttja SKB:s tixotropi som en möjlighet att reducera formtrycket under hydrostatiskt tryck identifierades som ett viktigt delmål. I projektet formulerades fyra hypoteser om mekanismerna bakom betongs tixotropi, den färska betongens strukturuppbyggnad i två delar (en reversibel och en irreversibel), karakterisering av strukturuppbyggnaden och att strukturuppbyggnaden påverkar formtrycket. Metodiken har bestått av en omfattande litteraturstudie, fältförsök med mätningar av formtryck i en 3 m hög vägg, laboratorieförsök för att studera mikrobruks och betongs strukturuppbyggnad samt samtidig mätning av strukturuppbyggnad och formtryck i ett rör i laboratoriet. Bland resultaten kan nämnas metodik för bestämning av SKB:s tixotropi och ett påvisat samband mellan strukturuppbyggnad och formtryck. Ett problem som identifierades i projektet var att SKB:s egenskaper i det färska stadiet är känsligt redan för små variationer i delmaterialen. Peter arbetade därefter vidare i ett projekt kallat Variationsstabil SKB med syftet att utröna orsakerna till denna känslighet och i förlängningen kunna skapa en SKB som tål större delmaterialvariationer och får mer konstanta egenskaper. Peter slutade på CBI 2012.

Reologi hos betong med krossad ballast

Mikael Westerholm, Material, avlade licentiatexamen i februari 2006 vid LTU i Luleå inom ett projekt som finansierats av Agricola Research Center, MinBaS och Konsortiet. Huvudhandledare var Eric Forssberg, LTU, och biträdande handledare Johan Silfwerbrand och Peter Billberg. Syftet med projektet var att klargöra inverkan av krossballasts karakteristik, såsom kornform och finmaterialegenskaper, på de reologiska egenskaperna hos betongs bruksfas. I studien ingick förutom en litteraturunderökning tre experimentella delar, en om växelverkan mellan flytmedel och finmaterial, en om samband mellan kornform, specifik yta samt mineralsammansättning och finbrukets reologi och den tredje om finballastmaterials inverkan på cementbruks reologi. Sedan tidigare vet vi att betongs reologi styrs av brukets reologi. Resultaten visar att ju mer partikelformen avviker från den sfäriska desto större blir den plastiska viskositeten. Ju mer och sämre finmaterial, desto större blir flytgränsspänningen. Arbetbarheten kan förbättras genom tvättning (eliminering av det finaste materialet) och ökad mängd flytmedel. Mikael arbetar nu vidare med olika projekt kring självkompakterande betong, sprutbetong och betong med krossad ballast. Mikael slutade på CBI 2011.

Betongvägars funktionsegenskaper

Malin Löfsjögård disputerade i december 2003 vid KTH. Projektet ingick i industri­forskningsprogrammet Väg/Bro/Tunnel och finansierades av Cementa, KTH och Vinnova. Huvudhandledare var Johan Silfwerbrand och biträdande handledare Örjan Petersson och Ronny Andersson, Cementa. Syftet med projektet var att studera, kartlägga och analysera sambandet mellan betongvägars funktionella egenskaper - såsom friktion och rullmotstånd, motstånd mot slitage och spårbildning, brandmotstånd, jämnhet, buller och ljushet - och samhällsfaktorer ytterst beskrivna som väghållarens, trafikantens och samhällets kostnader. I projektet ingick omfattande litteraturstudier och specialstudier kring dimensionering av gatubelysning och fogar. Projektet resulterade i ett förslag till optimeringsmodell för betongvägar. Delar av modellen användes för att göra ekonomiska jämförelser mellan äldre och moderna betongvägar. Mest praktisk nytta har kanske avhandlingens förslag till förbättrad dimensioneringsmetod för gatubelysning av betongvägar fått i och med att den redan använts vid motorvägsbygget på E4:an utanför Uppsala. Malin slutade på CBI 2006. 

Industriella biprodukter i betong

Helena Moosberg-Bustnes disputerade i december 2003 vid LTU i Luleå. Projektet finansierades av MiMeR, MinFo, MinBaS, Cementa, CBI och Forskarskolan i Bergs- och Mineralteknik vid LTU. Huvudhandledare var Eric Forssberg, LTU, och biträdande handledare Lotta Lind, SSAB Merox. Projektet handlade om finpartikulära biprodukter från mineral- och metallurgisk industri som filler i cementbaserade material. Hypotesen var att dessa material kan användas och syftet att pröva hypotesen. I projektet ingick omfattande provningar av reologiska egenskaper, värmeutveckling, hållfasthetsutveckling och krympning hos pastor och bruk. Slutsatsen var att restmaterial inte bara kan utan bör användas i betongproduktion med tanke på ekonomi och miljö. Helena slutade på CBI 2005.