De ørsmå trådene med pp-fiber kan være livreddere. To kilo pp-fiber per kubikkmeter betong motvirker avskalling ved høye temperaturer. (Bilde: Per Erlien Dalløkken)
Denne kubikkmeteren med betong er tilsatt to kilo pp-fiber og er like hel etter et brannforsøk. (Bilde: Vegdirektoratet)
Denne betongen, uten pp-fiber, tålte ikke brannforsøket. Resultatet er avskalling der armeringen er direkte eksponert for brannen. (Bilde: Vegdirektoratet)
Claus K. Larsen er sjefingeniør ved materialteknisk seksjon i Vegdirektoratets teknologiavdeling. (Bilde: Per Erlien Dalløkken)

Plast i taket sikrer Bjørvika-tunnelen

  • Bygg

De som skal brannsikre Norges første senketunnel blir satt på harde prøver.

Brann med så høy temperatur at det fører til at betongen får avskalling og smelter, kan medføre at hele konstruksjonen kollapser.

Derfor skal betongelementene som senkes ned i sjøen i Bjørvika i sommer få brannbeskyttelse i verdensklasse.

Strengere krav

For å få til det, stiller Vegdirektoratet i anbudsprosessen nå egne krav til dokumentasjon og testing av brannbeskyttelsen som overgår EU-regelverket.

Et av kravene blir en nøye utmålt mengde plast, eller polypropylenfiber, iblandet betongen i taket.

– Vi har opplevd at brannbeskyttelse som er testet og godkjent i internasjonale laboratorier har sviktet i våre forsøk. Men med de omfattende kravene vi nå stiller og den løsningen vi har valgt, skal Bjørvika-tunnelen etter vårt syn få den beste brannbeskyttelsen som er mulig i dag, sier Claus K. Larsen.

Han er sjefingeniør ved materialteknisk seksjon i Vegdirektoratets teknologiavdeling.

Les også: Tunnel i opplag
Senketunnel klar for kobling

Flere dødsbranner

Brann i tunneler rykket enda lengre opp på veimyndighetenes dagsorden på slutten av 1990-tallet med tre alvorlige ulykker: brannen i Mont Blanc-tunnelen i Italia/Frankrike i 1999 kostet 39 liv, i en tilsvarende ulykke i Tauern (Østerrike) noen måneder senere døde tolv mennesker mens elleve omkom i brannen i St. Gotthard-tunnelen i Sveits i 2001.

Parallelt startet prosjekteringen av Bjørvika-tunnelen. Det primære spørsmålet om hvordan betongen skal beskyttes for å motvirke tap av bæreevne ved eventuelle intensive branner resulterte i at Vegdirektoratet nedsatte et eget betongprosjekt i 2003.

Ingen standard

– Vi har sett på forskjellige måter å beskytte betongen mot brann på. Men problemstillingen vi kom overfor var at det ikke finnes noen standard prøving og testing av disse materialene. EU-direktivet gir heller ingen føringer. Derfor endte det opp med at vi laget vår egen testmetode, forteller Larsen.

En rekke fullskalaforsøk i Vegdirektoratets testtunnel Rundhamar i Åndalsnes avslørte svakheter i enkelte typer brannbeskyttelse. Under testing med den tøffeste brannkurven, RWS, som simulerer en tankbil som får brenne fritt i to timer med en temperatur på 1.350 grader, erfarte de opp til 15 centimeter avskalling i betongen og direkte eksponering av armeringen.

Vet ikke hvorfor

Gjennom flere forsøk i Rundhamar har imidlertid Vegdirektoratet kommet fram til en effektiv beskyttelse av betongen: Å tilsette to kilo polypropylen-fiber (pp-fiber) per kubikkmeter betong motvirker avskalling. Både for sprøytebetong, lettbetong og SV-40-betong. De 18 nanometer tynne og seks millimeter korte plastfibrene kan dermed potensielt bli livreddere ved en intens tunnelbrann.

– Dette gir god brannbeskyttelse uten at det skaper for store problemer under produksjon og støping. Men vi er faktisk ikke helt sikre på hvorfor dette er så effektivt, sier Larsen og forklarer at det er to hovedteorier:

Kanaler for vanndamp

Den ene er at pp-fiberen, som smelter ved 360-400 grader, skaper små ventiler der vanndampen i betongen kan slippe ut. Den andre teorien er at de ørsmå plastfibertråene ved opprissing skaper små volumer for vanndampen og dermed motvirker trykk og avskalling.

Å tilsette pp-fiberen i taket kommer inn som krav både for Bjørvika-tunnelen og Skansentunnelen i Trondheim, som også bygges i betong.

Nøyaktig hvordan veggene skal beskyttes er ennå ikke avklart. Det ligger an til en ekstern termisk sperre i form av monterte plater.