I april 2018 startades fortsättningsprojektet Korrosionsprovning av olika typer av bergbultar i tunnlar - långtidsexponering med inriktningen att ta fram nya krav på korrosionsskydd av bergbult och andra produkter utsatta för sprickvatten från berg med hög kloridhalt. Projektet förväntas även ge ett tekniskt underlag för val av material och beläggningar.

Denna slutrapport redovisar resultat upp till åtta års korrosionsprovning av delvis ingjutna bergbultar exponerade i bergväggen i Muskötunneln och i Äspötunneln. I undersökningen ingår bergbultar av obelagt kolstål, rostfritt stål (tre stålkvaliteter), varmförzinkat samt varmförzinkat och epoxibelagt.

Provmaterial var rundstång av kolstål och kommersiellt tillverkade bergbultar som var varmförzinkade, varmförzinkade och epoxibelagda samt utförda i rostfritt stål. För att studera korrosionen och korrosionsskyddsförmågan för injekterade bergbultar tillverkades provkroppar genom att gjuta in provmaterialen i anläggningscement. Provkroppar infördes i förborrade hål i Muskötunneln och i Äspötunneln. Dessa två tunnlar utvaldes som provplatser på grund av känd hög kloridhalt i grundvattnet.

Samtliga korrosionsprovade bergbultar har varit utsatta för ett stillastående vatten i berget under hela provningstiden.

Obelagda kolstålsbultar har efter åtta års exponering i trafikutrymmet frätgropar upp till 1350 μm i Äspötunneln och 370 μm i Muskötunneln. Synliga lokala korrosionsangrepp förekommer varken på de ingjutna bergbultsdelarna eller på stålytor omgivna av vatten inne i berget.

Bergbultar i rostfritt stål har inga synliga korrosionsangrepp efter åtta års korrosionsprovning varken inne i berget eller i trafikutrymmet i någon av tunnlarna.

Varmförzinkade bergbultar har vitrost på utstickande ytor exponerade i trafikutrymmet och inne i borrhålen. För bultar med ca 45 μm ursprunglig zinkskikttjocklek är zinkskiktet lokalt helt bortfrätt i kontakt med anläggningscement efter åtta års korrosionsprovning. Korrosionshastigheter för både ingjutna ytor och fritt exponerade för vatten längst in i berget varierade mellan 7,7 och 12,2 μm zink per år i de båda tunnlarna. För de utstickande delarna i trafikutrymmet uppmättes en korrosionshastighet mellan 1,6 och 3,1 μm i de båda tunnlarna.

Epoxibelagda varmförzinkade bergbultarDålig vidhäftning vid blottlagda skador hos beläggningen har konstaterats för ett av två beläggningssystem efter åtta års exponering. Samtliga exponerade beläggningar utan blottlagda skador var helt oskadade med en mycket bra vidhäftning mot underlaget. Det är viktigt att beläggningens vidhäftning kontrolleras noga efter applicering av beläggningen.

Grundvattnets påverkan av anläggningscementAnalyser av vattnet i borrhålen efter åtta år kunde påvisa att pH-värdet och alkaliniteten var hög genom inverkan av anläggningscement. Det höga pH-värdet och den höga alkaliniteten tillsammans med en låg syrehalt ger tillräckligt korrosionsskydd för kolstål, rostfritt stål och epoxibelagda varmförzinkade även vid mycket höga kloridhalter i grundvattnet. Inget flödande grundvatten har kunnat konstateras i något av borrhålen.

Sammanfattningsvis framgår det av resultaten efter åtta års korrosionsprovning att välinjekterade förstärkningsbultar av kolstål, rostfritt stål och epoxibelagda varmförzinkade med god vidhäftning kommer att få en lång livslängd så länge den alkaliska miljön runt bultarna är intakt. Om kolstålsbultarna utsätts för flödande grundvatten med hög kloridhalt och hög flödeshastighet så att vattnet inte hinner alkaliseras runt bultarna kommer korrosionshastigheten på kolstålet att öka något.