7/12 Bygg & teknik by Bygg & teknik

TEMA: Sveriges Äldsta Byggtidning

Betongbyggnadsteknik

Betong i tiden Nr 7 • 2012 Oktober 104:e årgången

Cementas vision

nollutslĂ¤pp av CO2 En nollvision fĂśr betong bygger pĂĽ tekniksprĂĽng, vardagseffektivisering och livscykelperspektiv. Effektivare produktion och styrsystem, lĂ¤gre energifĂśrbrukning med stĂśrre andel biobrĂ¤nslen och produktutveckling â&#x20AC;&#x201C; allt pĂĽverkar och bidrar till lĂ¤gre utslĂ¤pp.

Cementa AB, Box 47210, 100 74 Stockholm

Cementa AB InGÂ˝R I Den InteRnatIonella BYGGmateRIalkonceRnen (eIDelBeRGCement Som haR cIRka 4 000 meDaRBetaRe I Ă&#x203A;eR Âźn 40 lÂźnDeR

*NLOKDSS@ RXRSDLKÂ¼RMHMF@Q *NMRSQTJSHNMDQ RNL RJ@ KDU@ KÂ«MFD LÂ¬RSD EÂ¬ UÂ¬QC H QÂ«SS SHC 5@QID JNMRSQTJSHNM Â«Q TMHJ NBG LÂ¬RSD ADG@MCK@R DESDQ RHM@ RODBHEHJ@ EÂ¼QTSRÂ«SSMHMF@Q %Â¼Q ETMJSHNMDKK NBG U@Q@JSHF QDMNUDQHMF @U ADSNMFJNMRSQTJSHNMDQ JQÂ«UR RXRSDLKÂ¼RMHMF@Q 5Â«KI R@LSHCHFS DM U@BJDQ JTKÂ¼Q 2SN JNLAHMDQ@Q SDJMHJ NBG DRSDSHJ

2SN 2B@MCHM@UH@ ! ( 3DK ( VVV RSN RD

l !DSNMFQDMNUDQHMF l !DSNMFRJXCC l !@KJNMFDQ l &NKU l *NKEHADQEÂ¼QRSÂ«QJMHMF l 2OQTSADSNMF

ÅR

PRODUKTGARANTI*

DETEKTORGARANTI*

* Gäller vid produktregistrering på www.flir.se

Fun_ads_SE 185x133 BLD.indd 1

9/20/12 1:39 PM

Välj rätt byggmetod Vilken byggmetod passar ditt projekt bäst? Hur viktigt är det för dig att byggprocessen är snabb och resurssnål? Hur viktigt är det att hantverkarna på byggplatsen slipper olika tunga moment? Svara på några enkla frågor och få tips om lämplig byggmetod för ditt projekt.

Scanna koden eller gå in på byggelement.se och klicka på Metodvalsguiden.

www.byggelement.se

Bygg & teknik 7/12

I detta nummer

• • • • • • • • • • • • •

Byggnytt Produktnytt En kostnads- och miljöeffektiv lösning? Jonatan Paulsson-Tralla Är förankringskapaciteten tillräcklig i broar med rostande armering? Karin Lundgren et al Ny modell för hantering och analys av klimatrelaterade temperaturlaster på betongkonstruktioner Oskar Larsson Funktionskrav för pågjutningar som reparationsåtgärd Johan Silfwerbrand Ny cement med gynnsam miljöproﬁl Göran Fagerlund Mätning av betongens elasticitetsmodul Ralejs Tepfers Beräkningsanvisningar för strukturell dynamisk respons vid explosionsbelastning Morgan Johansson et al Explosionsbelastad betong Ulrika Nyström och Kent Gylltoft Betongfundament och andra effekter av vindkraftverk Bertil Persson Trög betongstomme minskar energianvändningen och möjliggör fördröjning av effektuttag Anders Rönneblad och Kajsa Byfors Byggfrågan Citybanan – BIM i underjorden Patrik Lidgren Kravhantering vid produktoch projektutveckling Björn Berggren

8 10 12 17 20 25 28

33 36 42

48 53 55 58

Akustik i byggnader:

Enklare och bättre med nya standarder 67 från ISO Christian Simmons och Klas Hagberg Insänt 70

OMSLAGSFOTO: STIG DAHLIN. FORMSÄTTNINGSARBETE VID TORSPLAN I STOCKHOLM.

Chefredaktör och ansvarig utgivare: STIG DAHLIN Annonschef: ROLAND DAHLIN Prenumerationer: MARCUS DAHLIN Copyright©: Förlags AB Bygg & teknik Redaktion och annonsavdelning: Sveavägen 116, 113 50 Stockholm Telefon: 08-612 17 50, Telefax: 08-612 54 81 Hemsida: www.byggteknikforlaget.se E-post: förnamn@byggteknikforlaget.se

Tryckeri: Graﬁska Punkten AB, Växjö

ISSN 0281-658X Bygg & teknik 7/12

”

ledare

Klokt satsade pengar?

Tunnelbana från Kungsträdgården i Stockholm till Nacka via Djurgården är ett av regeringens många förslag nu under hösten när de tycks ha spenderbyxorna på. En förlängning av tunnelbanans blå linje för bortåt 16,5 miljarder kronor ska enligt statsministern skaka fram hela 40 000 nya bostäder framför allt i Nacka. Politikerna i Stockholm känner sig överkörda, eftersom de förespråkat att en förlängning av den blå linjen ska gå under det tättbefolkade Östra Södermalm och via likaledes tättbefolkade Hammarby sjöstad till Nacka centrum. Sträckningen under betydligt mer glesbefolkade Djurgården till Skansen som regeringen föreslår känns mer tveksam. Det vore nog klokt att överlämna besluten om stora infrastukturprojekten i Stockholm till de som är bättre skickade – lokalpolitikerna i landstinget. Men är regeringens förslag att förlänga tunnelbanan till Nacka verkligen en klok infrastruktursatsning? Är det det bästa sättet av disponera skattepengar eller ﬁnns det bättre alternativ? Ett bättre utnyttjande av våra gemensamma resurser för att råda bot på bostadsbristen? Ja, det ﬁnns några kloka människor som tycker det. En av dem är Hans Lind, professor i fastighetsekonomi vid Kungliga Tekniska högskolan, som menar att bygget av en tunnelbana till Nacka

”Tunnelbana till Nacka – det finns bättre alternativ på infrastruktursatsningar” är att kasta pengar sjön. Han frågar sig om man behöver bygga tunnelbana för att det ska vara attraktivt att bygga bostäder i Nacka, är det olönsamt att bygga bostäder där i dag, eller är det Stig Dahlin ingen som vill bo där? Jo, det är både attraktivt bo i och lönsamt chefredaktör att bygga bostäder i Nacka redan idag. Hans Lind menar att Stockholmsregionens bostadskris kan lösas först när det börjar byggas fler bostäder som är billiga. Det kommer inte att ske i populära Nacka, och särskilt inte om kommunen dessutom får tunnelbana. Ska man verkligen förändra situationen på bostadsmarknaden så borde vi enligt Hans Lind lägga tunnelbanemiljarderna på pendeltåget i stället. Upplands-Bro norr om Stockholm och Haninge söder om staden är enligt Hans Lind exempel på kommuner längs pendeltågsnätet där ingen vill bygga bostäder i dag, eftersom efterfrågan och därmed lönsamheten bedöms vara låg. En utbyggnad av pendeltågstrafiken till dessa orter skulle dramatiskt ändra på dessa förhållanden. Som sagt, det finns kloka människor som regeringen kanske skulle lyssna till. Eftertryck och kopiering av text och bild ej tillåtet utan redaktionens medgivande.

––––––––––––––––––––––––––– Nr 1 v 3 Nr 5 v 32 ––––––––––––––––––––––––––– Nr 2 v 10 Nr 6 v 37 ––––––––––––––––––––––––––– Nr 3 v 14 Nr 7 v 42 ––––––––––––––––––––––––––– Nr 4 v 20 Nr 8 v 47 –––––––––––––––––––––––––––

QR-kod

N u m m e r 7 • 2 012 Okto ber Å r g å n g 10 4 TS-kontrollerad fackpressupplaga 2010: 6 800 ex Medlem av

Helårsprenumeration, 2012: 373 kr + moms Bankgiro 734-5531 Lösnummerpris 70 kronor

En vass gänga vår styrka Starkare och snabbare infästningar utan plugg.

Med Multi Monti gör du säkra infästningar direkt i betong, sten, tegel och andra murverk – helt utan plugg. Vår patenterade skruv med vassa sågtänder, skär gängor i skruvhålets väggar, utan sprängverkan. Du borrar mindre hål, närmare hörn och kanter med liten risk för sprickbildning. Lär dig mer på: www.heco.se

Branschunikt ETA-certifikat för innovativ funktion.

Nyhems Industriområde, 330 33 Hillerstorp. 0370 -37 51 00. www.heco.se

Uppsala universitet är ett internationellt forskningsuniversitet med vetenskapens och utbildningens utveckling i fokus. Uppsala universitet har 40 000 studenter, 6 000 anställda och en omsättning på 5 300 Mkr.

Uppsala universitet ledigförklarar härmed anställningar som

DESIGN | PÅLITLIGHET | ERFARENHET

Förverkliga en dröm

Universitetslektor i byggteknik särskilt bebyggelseplanering och byggnadsutformning, eller byggnadsfysik

Universitetslektor i byggteknik särskilt byggproduktion, eller anläggningsproduktion Cibes A9000 är korghissen för hem och publika

vid institutionen för teknikvetenskaper

miljöer som ger bekväm tillgänglighet på alla plan. Designlösningar i färg och material anpassar hissen till både befintliga såväl som nya miljöer.

Fullständig kungörelse med anvisningar om ansökningsförfarande finns på www.uu.se under Jobba hos oss.

www.uu.se

Ansökan skall vara inkommen senast den 11 november 2012.

H I S SA R F R Å N C I B E S L I F T F Ö R A L L A M I L JÖ E R

www.cibeslift.se

Bygg & teknik 7/12

BetongAppen generation 2. Ännu mer fullmatad!

Nu även med filmer! Ladda ner vår gratisapp med information om hur man bäst utnyttjar alla betongens unika egenskaper, användning, hantering samt bl a betongkalkylator, exponeringsklasser och byggvarudeklaration. Sök BetongAppen® i App Store eller på Play butik.

BETONGSTOMME ger ett behagligt inneklimat, utjämnar temperaturen och sänker den totala energiförbrukningen. DALADEKK bjälklag kan monteras snabbt, enkelt och stämpfritt. Passar de flesta stommaterial som trä, betong och stål. Ger en slät överyta att gå på under byggprocessen. Kan belastas med t ex skivmaterial (logistikvänligt). Gott om utrymme för installationer och ljudklass A uppmätt vid fältmätningar.

För mer information om våra produkter, se vår hemsida eller ring.

Nät för armering & förstärkning EXPO-NET gjutnät är en praktisk och komplett lösning på problem med sättningar. När man gjuter golv är EXPO-NET gjutnät en idealisk produkt att placera direkt ovanpå isoleringslagret (t.ex. lecakulor). Nätet fungerar som gjutunderlag och motverkar förskjutningar.

Typ 43 för vertikal sammanfogning av gjutplattor

Typ 161A för jämn fördelning av gjutmassa EXPO 1211 L som gjutnät

www.expo-net.se

0241-23500, www.dalacement.se Bygg & teknik 7/12

Ring eller skriv ett mail till oss 018-108720 / info-se@expo-net.com

Förkortad byggtid gav sänkta kostnader

Den första oktober invigdes Östra förbifarten Katrineholm – drygt två månader tidigare än planerat. Den förkortade tidplanen innebär en kostnadssänkning på 18 miljoner kronor. Förklaringen ligger enligt uppgift i ett nära samarbete mellan beställaren Trafikverket och entreprenören Skanska. Att samarbeta kan vara en lönsam affär, för alla. Detta uppges byggandet av Östra förbifarten Katrineholm vara ett utmärkt exempel på. Här har samverkan inneburit transparens aktörerna emellan, vilket i sin tur har bidragit till en effektivare arbetsprocess med kortare tidplan och lägre totalkostnad som resultat. – Vårt fantastiska projektteam, i nära samarbete med Trafikverket, har gjort det här projektet till ett föredöme. Infrastrukturbehoven i Sverige är stora och jag hoppas att det vi uppnått här i Katrineholm kan bidra till att fler av våra efterlängtade infrastrukturprojekt blir verklighet, säger Patrik Larsson, vice v d på Skanska Sverige. Samverkan har även haft positiva effekter på arbetsmiljön. Projektet har enligt uppgift inte haft några arbetsplatsolyckor med frånvaro sedan starten för två år sedan och projektet har tilldelats Trafikverkets arbetsmiljöpris. Projektet i Katrineholm har omfattat: Elva broar, tio kilometer ny väg, breddning av tio kilometer befintlig väg samt två rondeller.

Varvsstadens första deletapp i Malmö färdigställd

I Varvsstaden, balanserande på innerkanten av Västra Hamnen, som en utvidgning av Malmö

city, utvecklar Peab en spännande stadsdel med fokus på hållbar stadsutveckling. Här möter gamla varvsmiljöer modern arkitektur. Varvsstaden ska bli Malmös mest kontrastrika stadsdel. När byggföretaget, som ensam aktör, övertog området 2005 var Varvsstaden ännu ett oskrivet blad. På det 190 000 kvadratmeter stora området kommer Peab att bygga 2 000 bostäder, moderna kontor och kommersiella lokaler, sida vid sida, under de kommande 20 till 30 åren. - Vi insåg snabbt att förutsättningarna för att skapa något speciellt och annorlunda ﬁnns här, säger Karin Månsson, utvecklingsansvarig Varvsstaden Peab. Den första hyresgästen i Varvsstaden, SVT, ﬂyttade in närmast Klaffbron under våren 2010. I våras överlämnades grannfastigheten Media Evolution City, som dessutom vann årets Stadsbyggnadspris. Nu har även den Gamla Dockan och första delen av Kajstråket färdigställts. Inom kort sker överlämnandet till kommunen. Här skapas en naturlig mötesplats och en plats för avkoppling, precis utmed vattnet och med utsikt över högskoleområdet och Malmö city.

Ny utbildning i hållbart samhällsbyggande

Högskolan i Borås kan med hjälp av fyra miljoner kronor från nystartade Gunnar Ivarsons stiftelse för hållbart samhällsbyggande skapa en helt ny magisterutbildning. Man kommer att kunna anställa en professor och ﬂera doktorander i projektet. – Vi tar genom stiftelsen initiativ till en ny utbildning, en magisterexamen med fokus på hållbart samhällsbyggande som kan starta 2014, säger Gunnar Ivarson. Det har saknats ett helhetsgrepp för att nå det hållbara samhället. De unga behöver en utbildning som leder mot hållbart samhällsbyggande.

– Vi är väldigt glada för det här samarbetet, säger Peter Axelberg, prefekt på Institutionen Ingenjörshögskolan. Det här ger oss möjlighet att starta ett unikt proﬁlprogram inom hållbar samhällsutveckling och att kunna anställa en professor som kommer vara central inom området. Det betyder väldigt mycket för forskning och utveckling på hela Högskolan i Borås. Gunnar Ivarson har varit byggare sedan 1956 och startade Wäst-bygg 1981. Företaget är idag Sveriges största privatägda byggföretag och det sjätte största i landet. Gunnar Ivarson har länge varit engagerad i frågor som rör bostadspolitik och infrastruktur och sitter bland annat i styrelsen och branschrådet för Institutionen Ingenjörshögskolan sedan tio år. Där har han varit med om att utveckla moderna kurser inom området och har sedan länge kunskap om branschen.

Bygger två vindkraftparker

NCC Construction Sverige har fått i uppdrag att bygga totalt 123 fundament med tillhörande vägar till två vindkraftsparker på länsgränsen mellan Västernorrland och Jämtlands län. Kunden är Statkraft SCA Vind AB och ordervärdet uppges vara på totalt 460 miljoner kronor. Den ena vindkraftparken heter Björkhöjden och ligger i Sollefteå och Ragunda kommun. Den kommer bestå av 90 verk. Den andra parken heter Ögonfägnaden och ligger i Sollefteå, Ragunda och Strömsunds kommun. Den kommer bestå av 33 verk. I ordern ingår även att bygga 103 kilometer väg. När vindkraftparkerna är klara kommer de producera 1 090 GWh per år, vilket uppges motsvara årsförbrukningen av hushållsel till 550 000 lägenheter. Arbetet påbörjas nu i oktober 2012 och beräknas vara klart i november 2014. Totalt kommer 50 personer vara sysselsatta under projektets gång.

Umeå Airport byggs om

Den första deletappen i Varvsstaden i Malmö är nu färdigställd.

Umeå Airport har de senaste åren haft en positiv utveckling i antal resenärer. Hittills i år har enlig uppgift över 600 000 resenärer anlänt eller rest från flygplatsen. Det motsvarar en ökning med sju procent jämfört med rekordåret 2011. Till följd av utvecklingen inleder nu Swedavia tillsammans med Umeå kommun och Region Västerbotten en större satsning på flygplatsen som i år firar 50 år. Målsättningen är att skapa en välkomnande mötesplats med internationell karaktär. – I takt med att regionen utvecklas ställs högre krav på flygplatsen att möta ett växande behov av svenska och internationella utbyten. Att kunna erbjuda effektivitet i kombination med atmosfär är något som kommer stärka regionens möjligheter för fortsatt social, ekonoBygg & teknik 7/12

byggnytt misk och intellektuell tillväxt, säger Torborg Chetkovich, koncernchef Swedavia. Ombyggnaden som nu inleds kommer ske i fyra etapper. Först kommer avresande resenärer få en ny och utökad bagageinlämning samt säkerhetskontroll. Även entrén byggs ut och skapar ett mer välkomnande intryck. Därefter byggs ett helt nytt garage innan projektet fortsätter med att utöka och förbättra utrymmet för ankommande resenärer. Dessutom utökas kapaciteten i bagagehanteringssystem, vilket ökar ﬂygplatsens möjligheter att ta emot ﬂer resenärer. Ombyggnaden förväntas stå helt klar 2014.

Betongföreningen hundra år

För hundra år sedan tog Ivar Kreuger initiativet till bildandet av Svenska Betongföreningen, en opartisk förening vars ändamål är att verka för den svenska betongteknikens främjande och utveckling. Med åren har föreningen utvecklats till vad den är idag – ett hundraårigt nätverk av betongkunskap.

Anlitas för Nationalmuseums renovering

Wingårdh Arkitektkontor i samarbete med Wikerstål Arkitekter får av Statens fastighetsverk (SFV) det viktiga uppdraget att genomföra projektering för Nationalmuseums huvudbyggnad. Wikerståls gedigna kompetens kring att arbeta i kulturhistoriska miljöer kombineras med Wingårdhs erfarenhet av publika byggnader och rutin av stora och komplicerade projekteringar. – Renoveringen av Nationalmuseum är en komplex uppgift som kräver bred kompetens, fokus på rätt saker och lyhördhet för olika behov såväl museiverksamhetens som byggnadens. Vi är mycket nöjda med den valda arkitektkonstellationen och ser fram emot ett givande samarbete i den kommande processen, säger Lenka Medin, fastighetschef vid Statens fastighetsverk. Uppdraget innebär ﬂera tekniska utmaningar, framförallt klimatanpassning för olika typer av konstverk i en kulturhistoriskt värdefull byggnad. Större delen av byggnaden ska användas för publika ändamål samtidigt som konsten ska tas om hand på ett säkert sätt. Uppdraget kommer att ledas av Cecilia Ström på Wingårdh Arkitektkontor och Erik Wikerstål på Wikerstål Arkitekter som båda blir ansvariga arkitekter. Projekteringen gällande Nationalmuseums huvudbyggnad påbörjades i september och väntas pågå till augusti 2014. Nationalmuseum invigdes 1866. Under årets lopp har museibyggnaden disponerats om, byggts om och moderniserats för att anpassas till verksamhetens utökade behov. Byggnaden håller idag inte gängse internationell standard i fråga om säkerhet, klimat, Bygg & teknik 7/12

brandskydd, arbetsmiljö och logistik och måste därför genomgå en omfattande modernisering och renovering för att tillgodose moderna verksamhets- och myndighetskrav.

Energihushållning enligt BBR

”Handbok för energihushållning enligt Boverkets byggregler. Utgåva 2” ska underlätta förståelsen av Boverkets byggregler och det nya sättet att reglera kraven med specifik energianvändning. Den redogör också för hur byggreglerna förhåller sig till lagar och förordningar. Boverket ger här svar och kommentarer på frågor om reglerna för energihushållning. Handboken riktar sig främst till kommuner, byggherrar och projektörer. Den tar upp områden som energi, effekt, DVUT (dimensionerande vinterutetemperatur), värmeisolering, verifiering och standarder. Denna andra utgåva har uppdaterats med anledning av förändringarna i avsnitt 9 Energihushållning i BBR. De nya energikraven har kompletterats med effektkrav för byggnader. I tabellform ges temperaturuppgifter (DVUT) som underlag för effektberäkningar. Vidare beskrivs hur köldbryggor kan hanteras i samband med beräkning av en byggnads värmeisoleringsförmåga. Boken, som kan beställas från Svensk Byggtjänsts webbutik, innehåller också en enkel beskrivning av de varianter av standarder som finns och hur dessa förhåller sig till byggreglerna.

Motalabron – nytt landmärke

Vid en ceremoni nyligen namngavs Sveriges nya högbro. Den vackert svängda skapelsen ska heta Motalabron och är en 620 meter lång högbro med storslagen utsikt över Vättern. Bron är en del av den nya vägsträckningen för riksväg 50 mellan Motala och Mjölby, och är

en viktig framtidssymbol som skapar nya möjligheter för regionen. Motalabron, som ska stå helt färdig för trafik 2013, får 22 meters segelfri höjd. Den vilar på två unikt designade ”V-stöd” som ger bron ett alldeles eget uttryck. Brons speciella utformning med de stödjande vinkelbenen är resultatet av en tävling, som vanns av Scandiaconsult i samarbete med Erséus Frennings Sjögren Arkitekter. Byggentreprenör är NCC. – Utsikten från bron blir något utöver det vanliga. Trafikanterna kommer få en fantastisk vy över Vättern, men också en helt ny bild av Motala med alla fina strandlägen, säger Motalas stadsbyggnadschef Leif Sjögren. Brons fyrfiliga vägbana kompletteras med en nedsänkt gång och cykelbana. Bron blir belyst på ett sätt som ger platsen en ny spännande karaktär även kvällstid, vilket också ger Göta Kanals båttrafikanter ytterligare en sevärdhet.

Studenter bygger framtidens kontor

Nu intar 40 masterstudenter från KTH Arkitekturskolan och Konstfack 1 600 kvadratmeter i AMF Fastigheters lokaler på Regeringsgatan 29 i Stockholm. Under tolv veckor ska de tillsammans undersöka hur framtidens kontorsmiljöer kan se ut. I våras inledde AMF Fastigheter ett samarbete med KTH Arkitekturskolan och Konstfack för att öka kunskapen om framtidens arbetsplatser och arbetssätt. Projektet, som kallas futuRum, syftar till att ta tillvara studenternas nytänkande och testa deras kreativa förslag i verkliga modeller. – futuRum är ett sätt för oss att få idéer kring framtidens kontorsmiljöer och skapa affärsmöjligheter i kommande kontorsprojekt. Studenterna är inte bundna vid gamla föreställningar om hur ett kontor ska se ut, utan kan bidra med nya perspektiv. Vi tror att samarbetet kommer att gagna våra kunder och i förlängningen driva hela branschen framåt, säger Charlotta Liljefors Rosell, affärsområdeschef kontor på AMF Fastigheter. Studenternas konceptarbeten projektleds av arkitekt Peter Ullstad på arkitektbyrån Codesign och bedöms av en jury. Utvalda grupper kommer att få bygga sina förslag i full skala och presentera dem i januari 2013. Under hösten kan man följa arbetet på futurumstudion.se.

Motalabron, som står klar nästa år , får en storslagen utsikt över Vättern.

I molnet

anvisningar. Syftet är att samla all viktig information i ett och samma dokument som kan följa ett byggprojekt från tidigt ritbord till installerad lösning på plats i byggnaden. Det tekniska biblioteket, som kan nås via företagets hemsida (www.foamglas.se) är öppet för alla. De tekniska databladen är publicerade som nedladdningsbara pdf-ﬁler.

Modern Betong AB i Täby är återförsäljare i Norden för Somero Entreprises hela sortiment.

Snabbare och bättre borrning

Högreflekterande takbeläggning

StruSoft lanserar nu under hösten ett antal molnprodukter för byggindustrin. Först ut är VIP-Energy.com som enligt uppgift är ett andra generationens moderna energiberäkningsprogram för webben, med ett pedagogiskt upplagt, lättanvänt och gentemot användaren lärande gränssnitt. Därefter lanseras BIMcontact som är ett webbaserat system för samverkan, koordinering, planering, styrning och dokumenthantering som enligt uppgift kan utgöra nervsystemet för företagets projekt och affärssamverkan. Systemet uppges vara enkelt att använda, vilket snabbt ska ge företaget en ökad produktivitet och effektivitet, vilket också uppnås genom specialfunktioner anpassade för företagets program och andra BIM-verktyg. Till sist kommer Impact Cloud som är en projektplats på nätet där projektörer och leverantörer av betongstommar kan mötas i en gemensam 3D-modell. Genom att logga in i projektet har alla deltagare direkt tillgång till aktuell data.

Mataki I-Reflex uppges vara en intelligent takbeläggning för bitumentätskikt som reflekterar upp till 77 procent av solens energi. Den nya takbeläggningen reducerar energikostnaderna för byggnader med luftkonditionering och förlänger takets livslängd. Genom att enkelt applicera den intelligenta färgen direkt på tätskiktet omvandlas enligt uppgift ett tätskikt av bitumen till ett så kallat kallt tak, som bidrar till att sänka byggnadens energikostnader. Den temperatursänkande takbeläggningen bygger på speciella värmestabiliserande och solreflekterande UV-pigment, som bidrar till att reducera tätskiktets temperatur med upp till 40 procent. Det uppges kunna sänka innetemperaturen med upp till tio till femton grader i en lokal under taket en varm sommardag.

Utläggningsmaskin i miniformat

Webbaserat tekniskt bibliotek

Foamglas Nordic AB, Stenkullen, publicerar ett nytt webbaserat tekniskt bibliotek med ekologiskt och ekonomisk hållbara isolerlösningar för hela byggnadsskalet. Det tekniska biblioteket innehåller principlösningar med ritningsdetaljer och installationsanvisningar för byggprojektörer och installatörer av isoleringslösningar. Lösningarna uppges vara beprövade och baserade på många års erfarenhet från företagets systerbolag ute i Europa och är sammanställda och godkända av den tekniska avdelningen på företagets moderbolag i Belgien. Det tekniska biblioteket är därmed också internationellt transparent och ﬁnns att tillgå på alla större internationella språk som till exempel engelska, tyska och franska. Biblioteket omfattar 75 stycken datablad indelade i fyra olika kapitel efter byggnadsdel: under markkonstruktioner, ytterväggar, invändig isolering, tak och terrasser. Databladen innehåller förutom ritningsdetaljer och bilder även tydliga projekterings- och installations-

Den nya maskinen S-840 från Somero är enligt uppgift den första laserguidade utläggningsmaskinen för betong i miniformat med transportskruv. Skruven och vibbrobalken har som uppgift att ﬂytta betongen i sidled, vilket gör att rakande och skyfﬂande ej länge är nödvändigt som framför en traditionell vibrobrygga. Den låga vikten uppges göra det möjligt att använda maskinen på bäranden bjälklag samt på konventionellt armerande plattor. Maskinen uppges med hjälp av sin breda brygga och transportskruv ha samma kapacitet som de största laserutläggarna på marknaden som länge varit populära på de större gjutningar upp till 3 000 kvadratmeter per dag.

Bosch nya centrumborr, Self Cut Speed, borrar enligt uppgift snabbt och effektivt stora hål i tjocka träplankor med perfekt resultat. Borren uppges vara lätt att montera och det sexkantiga skaftet säkrar ett fast grepp så att den inte glider, oavsett belastning. Det som uppges göra borren förstklassig är den särskilda spiralspetsen som griper fast och skruvar sig in i träet. Sprialspetsen är självindragande, vilket gör att det är lättare att borra, man får ett fastare grepp och ett bättre resultat. Dessutom går arbetet enligt uppgift tio gånger snabbare än med en standardborr. Sidoskär gör att hålet ”förskärs” vid in- och utgång – vilket lämnar rena hål och man undviker därmed taggiga och fula hålkanter. Den nyutvecklade Contoured Paddle som består av asynkrona vågor i borrets blad transporterar enligt uppgift smidigt bort spån så att borren snabbt kommer igenom träet. Borren ﬁnns i två längder – 152 och 400 mm. Det ﬁnns även förlängare som är 152 respektive 305 mm.

Vattentäta långkalsonger

Ett regnskydd behöver inte alltid sitta längst ut i en klädsel. Nu introducerar L.Brador en vattentät innerbyxa. De påminner om 1980-talets spandexbyxor. Men det är funktionsplagg designade att ha under sina vanliga byxor och uppges hålla användaren varm och torr i regn, rusk och kyla. – I alla arbetsbyxor bildas med tiden en särskild ordning. Man vet till exempel att småskruv ligger i en ﬁcka och bits i en annan. Detta leder till att många ogärna byter till regnbyxor, oavsett om det regnar. För dem har vi nu en lösning, säger Tommy Larsson på L.Brador. Den nya innerbyxan ska sitta närmast kroppen. Den är fodrad i ﬂeece för en skön känsla Bygg & teknik 7/12

produktnytt mot benet och sydd i stretch, vilket uppges ge en tight och smidig passform som är lätt att röra sig i. Dessutom ﬁnns en invändig mudd och extra hög rygg för att säkerställa att man hålls varm när vinden viner. Innerbyxan uppges vara helt vattentät och testad i 8 000 mm vattenpelare. Dessutom andas materialet för att även fungera under arbetspassen då vädret skiftar eller man anstränger sig och svettas.

Demonterbart stängsel

Att fotbollsmatcher mellan rivaliserande klubbar tyvärr ofta resulterar i bråk och skadegörelse är allmänt känt. Det ﬁnns många sätt att angripa problemet på och nu kan vi rapportera om en ny och effektiv lösning som tagits i bruk i Göteborg. För att höja säkerheten vid högriskmatcher som spelas på arenorna Nya och Gamla Ullevi i Göteborg valde GotEvent AB att installera demonterbart Secure-stängsel från GPP Perimeter Protection AB. Nu kan personalen vid fotbollsarenorna själva, utifrån gällande hotbild höja säkerheten genom att montera upp stängsel i gjutna fundament, och därigenom skilja de två supportergrupperna från varandra. Efter matchen plockas stängslet ner och förvaras i förråd. – Detta är en helt ny metod för att ﬂexibelt kunna utnyttja stängsel när behov uppstår. Vi har även fått förfrågningar kring denna lösning för andra verksamheter, där den gemensamma nämnaren är tillfälligt stängsel, men av en betydligt högre säkerhetsklass än byggstängsel på betongfundament som idag är den vanligaste lösningen, säger Jörgen Svensson, regionschef på GPP Perimeter Protection i Göteborg.

Renare arbetsmiljö

Nu lanserar Bostik Fix DF White, ett vitt fix med 90 procent mindre damm. Till skillnad från företagets vanliga Fix DF så är den nya produkten, precis som namnet antyder – vitt! Det vita fixet passar enligt uppgift utmärkt för glasmosaik och ljusa kakel- och klinkerplattor, då vanligt fix med en mörkare färg riskerar att lysa igenom plattan. Eftersom den nya produkten dammar väsentligt mindre än vanligt traditionellt fix ger Bygg & teknik 7/12

den användaren en renare och skonsammare arbetsmiljö. Produkten, som levereras i säckar om 20 kg, uppges fungera på de ﬂesta underlag, kan användas i både våta och torra utrymmen och kan även användas tillsammans med el- och vattenburen golvvärme.

Mobilen som tål tuffa tag

Doro PhoneEasy 520X är enligt uppgift en robust och lättanvänd kameramobil för den aktiva användaren. Den uppges kunna tåla ett fall från upp till två meters höjd och lämpa sig väl för hantverkare och andra yrkesgrupper som har behov av en mobiltelefon som tål lite extra stryk. Det är den första telefonen i Lundaföretagets nya designkoncept – som vanligt framtaget i samarbete med svenska Ergonomidesign.

BIM för innerväggar

Gyproc i Bålsta levererar systemlösningar inte bara på byggarbetsplatsen utan också i projekteringsfasen. Därför har företaget nu också utökat verktygslådan för projektörer med BIMmoduler i Revit Architecture. De är enligt uppgift utvecklade för att göra arbetet lättare, mer effektivt och korrekt när gipsbaserade innerväggssystem projekteras. – Det är viktigt för oss att tillgodose våra kunders och intressenters behov av stöd i tidiga byggskeden. Genom BIM får projektören alla de nödvändiga uppgifter och fakta som de behöver om våra innerväggssystem utifrån de kravspeciﬁkationer för ljud, brand och vägghöjd som ställs i projektet. Så småningom kommer vi att komplettera med ytterligare konstruktioner och annan dokumentation som är relevant för att uppnå ett hållbart byggande, säger Göran Larsson, Gyproc. Med denna systemlösning uppges projektören enkelt kunna hämta de vanligast förekommande innerväggstyperna med lättbyggnadssystem. De ﬁnns tillsammans med stomsystemen XR ljudregel och Duronomic förstärk-

ningsproﬁler samt olika skivtyper som Gyproc Normal, Robust, Protect och även Glasroc Ocean för våtrumsväggar. På företagtes hemsida www.gyproc.se/bim går det att hämta väggtyper, komponenter och typdetaljer med ”intelligent” data för att konstruera byggritningar i 3D.

Först ut med ISO 50001

Pilkington Floatglas i Halmstad är enligt uppgift först i världen inom floatglasbranschen med att certifieras med den internationella standarden ISO 50001 för energiledningssystem. Certifieringen uppges minska miljöpåverkan och spara såväl energi som pengar. Företaget erbjuder en mängd energieffektiva glas och anser det därför självklart viktigt att hela livscykeln är så energisnål som möjligt, vilket certifieringen är ett kvitto på. – Det känns väldigt bra att vi kan bidra till minskad miljöpåverkan genom certifieringen. Arbetet med certifieringen har också skapat en ny medvetenhet bland personalen. Många bäckar små, enkla saker som att släcka ljuset och stänga av datorn, bidrar verkligen till helheten, säger Staffan Karlsson, teknisk chef produktion, Pilkington. Företaget har sedan 2005 använt energiledningssystem och investeringen för sju år sedan på 1,5 miljoner kronor gick enligt uppgift jämt upp med besparingen direkt och år två med ett stort plus. Företaget uppges arbeta kontinuerligt och systematiskt med att minska energiförbrukningen, främst av fossilt bränsle som naturgas och olja som är råvaror vid glastillverkning.

Cellulosaisolering utan borater

EU har ytterligare skärpt regelverket kring användningen av borater i cellulosaisolering, vilka på sikt ska fasas ut och i vissa fall helt förbjudas. Tillverkarnas utmaning är att göra en produkt ännu miljövänligare och bibehålla övriga egenskaper. All cellulosaisolering från Thermofloc är idag enligt uppgift helt boratfri samtidigt som brandklassningen behålls och är fortsatt den högsta i kategorin. Lösningen är en egenutvecklad mineralsammansättning som uppges klara de nya kraven med bibehållen funktion. På svenska marknaden säljs Themofloc via KomfortMiljö i Kristianstad, som arbetar med beprövade lösningar för isolering vid nyproduktion, renovering och tilläggsisolering, där miljön står i fokus. – Det är glädjande att Thermofloc även denna gång ligger steget före när det gäller kraven på miljöhänsyn. För oss är det också viktigt att kunna erbjuda en produkt som bidrar till att vi kan känna oss trygga i vårt boende med ett inneklimat där vi mår bra, säger Sven-Åke Jarl som är ägare av KomfortMiljö. Jag välkomnar de nya direktiven eftersom det blir en ännu bättre produkt vi kan erbjuda.

Samverkansbroar av stålbalkar av rostfritt stål och farbana av betong och rostfri armering:

En kostnads- och miljöeffektiv lösning? Underhållsbehovet för befintliga anläggningskonstruktioner växer ständigt samtidigt som möjligheterna att utföra insatserna minskar på grund av den tilltagande trafikmängden. I tättbebyggda områden utgör kostnaden för tillfälliga trafikanordningar och merkostnaden av etappindelning att kostnaden för insatserna ökar avsevärt. Inte sällan kan projektets kostnad fördubblas och ibland mer därtill. Vidare störs kringboende av entreprenaden och boende i andra områden dit trafiken styrs störs också. Begränsningar av trafikutrymmet innebär också att omvägar tas med stor koldioxidbelastning på grund av ökad bränsleförbrukning. I tättbebyggda områden kan en mindre omväg innebära en lika stor miljöbelastning med avseende på koldioxid som ett nyuppförande av konstruktionen. Idag pågår även utveckling av betongsammansättningar och bindemedel i Sverige av Cementa AB för att minska koldioxidbelastningen vid nyuppförandet av betongkonstruktioner. Kostnaderna för utbyte av tätskikt utgör en betydande andel av Trafikverkets underhållsbudget. Det är därför angeläget att ta fram metoder och material som kan öka tätskiktens livslängd eller eliminera tätskikten. Sammantaget bedöms det finnas ett stort behov av att ta fram lämpliga kombinationer av material och byggteknik som kan minimera reparations- och underhållsbehov och behov av tätskiktsutbyte. Om rätt åtgärder utvecklas kan även befintliga broar vid reparation förses med de nya lösningarna, vilket därigenom kan

Artikelförfattare är Jonatan PaulssonTralla, tekn dr, Projektengagemang AB, Stockholm.

Figur 1: Apatebron.

minska reparations- och underhållsbehovet även för befintliga konstruktioner.

I Sverige utförda rostfria broar

Principen att använda rostfritt stål (benämningen rostfritt används som grov generalisering i föreliggande artikel då dess syfte inte är att behandla stålen i detalj) är

ingalunda ny. Författaren skrev bland annat en rapport 1997 på Kungliga Tekniska högskolan som behandlade möjligheterna att använda rostfria samverkansbalkar med brofarbana av armerad betong med rostfri armering med direktgjuten slitbetong. Rapporten påvisade tydligt att det redan då fanns ekonomiska incitament för

Figur 2: Montage av svetsade rostfria balkar. Bygg & teknik 7/12

Figur 3: Gjutning av betongfarbana.

att använda rostfritt stål i huvudbalkar och som armering i brofarbanan. Nedan beskrivs ett par utförda broar i Sverige utan anspråk på fullständighet. I början av 2000-talet uppförde Stockholm stad Apatebron i Hammarby sjöstad. Gång- och cykelbron är utförd helt i rostfritt stål, se figur 1. 2011 uppförde NCC en samverkansbro med huvudbalkar av rostfritt stål och brofarbana av armerad betong med traditionellt tätskikt och beläggning. Bron är utförd som en ändskärmsbro utan fogar. Huvudbalkarna svetsades på fabrik och lyftes på plats, se figur 2. Därefter göts en traditionell samverkande slakarmerad betongfarbana på stålbalkarna, se figur 3. Slutligen belades betongfarbanan med bitumenbaserade tät- och slitskikt. Slutresultatet visas i figur 4. Notera stålbalkarnas voter mot respektive ändstöd för att hantera inspänningsmomenten i ändstöden. Författaren har i nuläget inte utfört någon litteraturstudie över rostfria broar men troligen har även andra broar utförts på flera platser i världen.

Alternativ utformning av bro

Figur 4: Färdig bro.

Figur 5: Schematisk skiss av bro. Bygg & teknik 7/12

Utformningen av en bros överbyggnad är beroende av ett antal olika parametrar såsom trafikslag under bron, trafikslag på bron, spännvidd, grundläggning med mera. Givetvis kan inte alla dessa parametrar fångas i föreliggande artikel. En typsektion motsvarande den ändskärmsbro som utfördes av NCC (dock utan tätskikt och bär- och slitlager) används därför för enkelhets skull i fortsättning, se figur 5 och 6. Det finns givetvis även möjligheter att använda en farbana av rostfritt stål. Beläggningen kan då utföras av ett flertal olika material såsom till exempel bitumen och/eller härdplast med ballastinblandning. I föreliggande artikel fokuseras dock på en farbana av slakarmerad betong med slitbetong.

Figur 6: Schematisk detalj av övre del av stålbalk och brofarbana. 13

I en studie är det viktigt att inverkan av de nya materialen och utförandet beaktas fullt ut för alla olika delar. Omfattningen av studien ökar dock snabbt varför ett flertal parametrar endast behandlas schablonmässigt. En utökad studie i form av ett par examensarbeten skulle kunna vara en lämplig fortsättning på artikeln.

Fördelar med rostfritt stål överbyggnad

Vid uppförande av en stålbro är montaget en väsentlig del av utformningen. Om rostfritt stål används kan montaget utföras på ett helt annat sätt jämfört med en bro med konventionell ytbehandling. Montaget kan påskyndas och behovet av att reparera montage- och transportskador på ytbehandling försvinner. Huvudbalkar, vindförband och tvärbalkar kan montagesvetsas på plats utan behov av komplettering av ytbehandling med mera. Svetsarna ska givetvis slipas och betas men ingen kompletterande ytbehandling är nödvändig. Även bultförband kan utföras betydligt enklare då hålen i tvärbalkar/vindförband enkelt kan samborras på plats med hålen i långbalkarna. Ingen kompletterande ytbehandling är nödvändig och utförandet är helt oberoende av väder och temperatur. Kapning, slipning med mera för inpassning och anliggning av förband med mera förenklas också. Även toleranserna kan ökas, vilket också kan spara pengar på fabrik. Sammantaget medför detta att brons utformning kan förändras och att mer avstyvningar med mera är möjligt att utföra utan att montagekostnaderna ökar. Därigenom kan eventuellt stålkonstruktionens dimensioner minskas (ökad slankhet men fler avstyvningar), vilket kan spara pengar och egenvikt. Känsligheten vid hantering, transporter, lagring och montage minskar avsevärt varför hanteringen och montage med mera kan påskyndas, vilket också kan spara pengar (kran- och arbetstid). Stålbalkarna behöver inte heller skickas till ytbehandling vid tillverkning, vilket minskar tillverkningstiden och förenklar logistik. Material och delvis monterade delar kan förvaras utan väderskydd. Vid längre spännvidder kan överhöjning av stålbalkarna för att ge en viss förspänning av betongfarbana övervägas. I framtiden blir stålkonstruktionen enkel att förvalta (inga utredningar av ytbehandling) och billig och miljövänlig att underhålla. Med miljövänlig avses både transporter, påverkan vid blästring, tillverkning och transport av ytbehandlingssystem och inverkan av trafikavstängningar vid ommålning med mera. Skador på ytbehandlingssystemet av formsättning för brofarbanan elimineras också, vilket minskar behovet av efterlagningar och ger bättre slutkvalitet. Troli14

gen kan formbyggnaden och formrivningen påskyndas, vilket sänker kostnaden och påskyndar byggprocessen. Underhållskostnaden blir troligen mycket låg. Inga ytbehandlingssystem behöver utredas, underhållas och bytas ut, vilket inverkar fördelaktigt på såväl livscykelkostnaden (LCC) som livscykelanalysen (LCA). Om bron ska passera över ett starkt trafikerat stråk (tåg, väg, tunnelbana eller liknande) är det mycket fördelaktigt om bron inte behöver målas om.

Fördelar med rostfri armering i betongfarbana

Rostfri slakarmering har använts vid ett flertal projekt i Sverige. Inledningsvis användes rostfri armering uteslutande vid reparationer med på senare år används materialet även vi nyproduktion av broar och då främst för slitbetong och kantbalkar, se figur 7. Syftet är att förlänga livslängden för kantbalkarna och slitbetongen genom att starkt begränsa risken för armeringskorrosion. Nästa steg bedöms vara att använda rostfri armering i hela brofarbanan. Detta är ekonomiskt fördelaktigt för en plattrambro om bron utformas med avseende på att dyrare armeringsstål används. För föreliggande brotyp innebär användningen av rostfri armering bland annat följande: Minskad egenvikt, väderoberoende (med avseende på tätskikt och beläggning), snabbare produktion, ej skador på tätskikt under entreprenaden, robust konstruktion, enkel att inspektera (ej behov av fönsterundersökningar) med mera. Minskad egenvikt. Rostfri armering används i allt större omfattning i slitbetong på nya betongkonstruktioner med konventionell betong i de underliggande delarna. Författaren bedömer dock, att för brotypen som studeras i föreliggande arti-

kel, att en gjutning av hela brofarbanan inklusive slitbetongen är att föredra för att undvika gjutfogar mellan slit- och konstruktionsbetong. Produktionen påskyndas också och den totala byggtiden kan minskas. I det förslagna alternativet gjuts därför såväl slit- som konstruktionsbetong i ett lager. Den totala tjockleken för en brofarbana med enbart rostfri armering kan minskas med åtminstone cirka 50 mm jämfört med om konventionell armering använts i konstruktionsbetongen, vilket minskar egenvikten hos konstruktionen med cirka 120 kg/m². Vid en jämförelse med traditionellt utförande med tätskikt och bär- och slitlager minskas överbyggnadens tjocklek med cirka 70 till 80 mm, vilket motsvarar cirka 150 kg/m² (motsvarar en större personbils utbredda last). Detta minskar i sin tur belastningen på underliggande stål, lager, underbyggnad och grundläggning, vilket minskar kostnaden vid uppförandet. Väderoberoende. Väderberoendet minskas avsevärt då tätskikt och beläggning inte behöver utföras. Snabbare produktion. Produktionstiden påverkar alltid slutkostnaden. Kostnaden för etablering, trafikanordningar, bodar, hyra av maskiner utgör ofta cirka tio till femton procent av entreprenadkostnaden. Genom att ta bort tätskikt och beläggning är bron i princip trafikerbar cirka tio dagar efter brofarbanans gjutning. Om ett traditionellt tätskikt och bäroch slitlager ska installeras (med försegling, blästring med mera) bedöms produktionstiden öka med åtminstone cirka 30 dagar. Om byggtiden för en mindre bro ansätts till tolv månader innebär detta att byggtiden kortas med tio procent, vilket i sin tur medför en besparing (enbart etableringen) på 1 till 1,5 procent på totalkostnaden för bron.

Figur 7: Rostfri armering i slitbetong (ej gjuten) på konventionellt armerad brofarbana. Bygg & teknik 7/12

Nu minskar vi COЖ med upp Ɵll 50% i våra FBLC betonger!

Våra miljöbetonger FBLC (Färdig Betong Low Carbon) har potenƟal aƩ reducera COЖ med upp Ɵll 50% i produkƟonsskedet. Vi Ɵllverkar FBLC-betongen genom aƩ delvis ersäƩa vanligt cement, som har eƩ högt COЖ-avtryck med andra alternaƟva bindemedel med ringa eller inget COЖ-avtryck. Beståndsdelarna i dessa bindemedel påminner mycket om det vanliga cementet och reakƟonsprodukterna är i stort seƩ idenƟska med dem för vanlig betong. Våra FBLC betonger erbjuds idag på våra huvudorter samt på förfrågan.

Ej skador på tätskikt under entreprenaden. Tyvärr är det inte ovanligt att tätskikt skadas (ibland allvarligt) redan under produktionen av byggtrafik. Oaktsamhet, okunskap, dålig produktionsplanering och stress medför att byggtrafik ibland kör direkt på tätskikt innan skyddslager har utförts. Ibland har skyddslagret påförts men inte sällan alldeles för tunt för byggtrafiken. Om slitbetong används undviks detta problem. Robust konstruktion. En slakarmerad brofarbana utan tätskikt är en robust konstruktion om betong och armering är beständiga i en tösaltad miljö. Modern betong är frostbeständig och rostfri armering är korrosionshärdig varför de tillsammans utgör en bra kombination. Enkel att inspektera och förvalta. Med rostfri armering och rostfria huvudbalkar är bron enkel att inspektera. Inga ytbehandlingar eller tätskikt döljer den bärande konstruktionen och eventuella defekter är enkelt detekterbara för ögat utan avancerade undersökningar eller kostnadskrävande undersökningar av ytbehandling och tätskikt. Begränsat underhåll. Rätt utförd har slitbetongen ett mycket lågt underhållsbehov. Vid årsmedeldygnstrafik över cirka 5 000 fordon per dygn kan en slipning av överytan vara nödvändig efter cirka 40 till 50 år för att ta bort hjulspår. Slipningen är billig och går snabbt med de mo-

derna maskiner som finns att tillgå idag från till exempel HTC Sweden AB. Slitbetongen slipas av cirka 3 mm efter gjutning så förbättras komforten och spårdjupsutvecklingen kan halveras. Frånvaron av tätskikt medför att tätskiktsutbyten inte behöver utföras. Detta innebär i sin tur en avsevärd besparing av ekonomiska resurser, trafikantkostnader och miljö (främst inverkan av omledning av trafik). Med rätt utformning och material (rostfri armering) behöver inte heller kantbalkarna bytas ut utan bör kunna fungera i 120 år. Vidare utveckling. Det i studien presenterade konceptet kan utvecklas på många sätt. En prefabricering av brofarbanan är ett intressant alternativ för att påskynda produktionen. Med rätt sammanfogning av elementen och sammanfogning mellan element och det rostfria balksystemet bör detta koncept fungera väl. Elementfogarna kan utföras på många sätt och efterspänning i längsled är ett intressant alternativ. Flera olika spännsystem och förankringar finns att tillgå. Elementen kan tillverkas på fabrik, vilket ger restriktioner på vikt och bredd vid transport. Elementen kan även tillverkas på plast med konventionell betong eller injekteringsbetong. Med rätt planering kan elementen ges en lång vattenhärdning utan att det inverkar på produktionstiden. Ele-

mentens storlek kan dessutom anpassas till brons behov och tillgänglig lyftkran. Vid en större vägutbyggnad kan prefabriceringen utföras med ballast får bergskärningar, vilket minskar transportbehovet.

Konklusion

Utvecklingen av brokoncept och material är stark för närvarande. De allt tydligare kraven från samhället på ett miljömässigt byggande och underhåll samt frånvaro av trafikstörningar medför att förändringar är nödvändigt. Det i studien presenterade alternativet bedöms kunna uppfylla många av de nya krav som samhället idag ställer. Merkostnaden för att utföra stålbalkar av rostfritt stål och att använda rostfri armering i farbanan bedöms vara begränsad om ett helhetsperspektiv innefattande allt från tillverkning och kontroll, transport, lagring, montage, formsättning, gjutning, utelämnande av tätskikt och slit- och bärlager, kortare byggtid med mera används. Ett flertal broar har analyserats av entreprenörer för ett utbyte från traditionellt ytbehandlat stål till rostfritt stål och merkostnaden är i dagsläget marginell. Om ett helhetsperspektiv används bör kalkylen kunna räknas hem men då måste kanske beställarna vara beredda att betala något mer initialt för att senare kunna skörda frukterna av ett modernt trafikantoch miljöanpassat byggande. ■

ϭϴϬ ĚĂŐĂƌƐ ƌĞƚƵƌƌćƩ &ƌĂŬƞƌŝƩ Stora lager Snabba leveranser ůůƟĚ ƌćƩ ƉƌŝƐ

>ćƐ Ăǀ ǀĊƌ YZͲŬŽĚ ĨƂƌ ĂƩ beställa en katalog.

Bygg & teknik 7/12

Är förankringskapaciteten tillräcklig i broar med rostande armering? I denna studie har förankringskapaciteten för naturligt korroderad armering undersökts experimentellt. Provkropparna som använts är från kantbalkar på Stallbackabron i Trollhättan. Balkarna uppvisar olika grad av korrosionsskador, från inga tecken alls på korrosion, till omfattande sprickor och täckskiktsspjälkning. Balkarna provades i fyrpunktsböjning, upphängda med indirekta stöd. Vid belastning erhölls förankringsbrott efter att sneda skjuvsprickor bildats. Vid försöken mättes last, ändglidning och nedböjning. Försöksresultaten ska användas för att öka vår kunskap om verkningssätt och bärförmåga hos betongkonstruktioner med korroderad armering. Framförallt kompletterar den tidigare kunskap inom området genom att korrosionen har skett på naturligt sätt.

Korrosion av armering är en av de vanligaste orsakerna till nedbrytning i armerade betongbroar. Förankringen är en stor osäkerhet vid utvärdering av verkningssätt och bärförmåga för korroderade armerade betongkonstruktioner. Vidhäftningen, det vill säga interaktionen mellan armeringen och den omgivande betongen, är avgörande både för bärförmågan och segheten i brottgränstillstånd, Zandi Hanjari et al (2011) och Coronelli et al (2004), samt för sprickvidder och nedböjning i brukstillstånd, Val et al (2009). För att bedöma återstående bärförmåga av skadade befintliga konstruktioner, behövs därför modeller för att uppskatta den återstående vidhäftningen och förankringskapaciteten. Befintliga modeller för vidhäftning av korroderad armering har utvecklats baserade på experiment med artificiellt korroderade provkroppar. Det finns dock skäl att tro att naturlig korrosion inte har samma effekt på verkningssättet som artificiell korrosion. Korrosionen har vanligtvis accelererats genom en pålagd elektrisk spänning. Försök rapporterade i litteraturen visar att den korrosionshastighet som använts påverkar vidhäftningen, Saifullah et al (1994), Austin et al (2004). Ett starkt skäl till att använda accelererad korrosion i försök är förstås att tiden för att genomföra försöken kan reduceras från år till dagar. Stor försiktighet bör dock iakttas då resultaten tolkas och extrapoleras till användning i fält. I denna studie har förankringskapaciteten hos naturligt korroderad stålarmering undersökts experimentellt.

Experiment

Artikelförfattare är Karin Lundgren, bitr professor, Chalmers tekniska högskola, Göteborg, Mario Plos, docent, Chalmers tekniska högskola, Göteborg, Kamyab Zandi Hanjari, tekn dr, CBI Betonginstitutet, Borås, Mohammad Tahershamsi, doktorand, Chalmers tekniska högskola, Göteborg. Bygg & teknik 7/12

Provkroppar. Provkropparna togs från den södra kantbalken på Stallbackabron i Trollhättan. Bron invigdes år 1981, och är alltså bara 30 år gammal. Armeringskorrosion har inträffat relativt tidigt under brons livslängd till följd av brons utformning. De utkragande delarna av brobaneplattan var slanka, och en låg mängd sekundär armering i plattan gjorde så att kantbalkarna medverkade i att fördela lasten. Därför utsattes kantbalkarna för högre belastning än hos de flesta broar, vilket orsakade sprickor. Sprickorna underlättade kloridinträngning av vägsalt, och dessutom gjorde kombinationen av

öppna sprickor och vatten att risken för frostskador ökade. Kantbalkarna visar olika grad av korrosionsinducerade skador, från inga tecken alls på korrosion till omfattande sprickor och bortspjälkade täckskikt. Baserat på de yttre synliga skadorna, kategoriserades provkropparna i tre olika grupper: ● R: Referens, utan synliga skador ● M: Medel, med sprickor längs armeringen ● H: Prover med bortspjälkade täckskikt (från engelskans Highly damaged specimens). Kantbalkarna var armerade med både längsgående och tvärgående kamstänger. Figur 1a visar kantbalkarnas geometri. De var 350 x 400 mm² i tvärsnitt, med en liten lutning av den övre ytan. Den längsgående armeringen bestod av fyra stänger Ø 16 Ks60 buntade i par i den övre delen och två stänger Ø 16 Ks60 i botten. Den tvärgående armeringen bestod av Ø 10 s300 Ks40. De längsgående armeringsstängerna närmast den övre lutande ytan var mer skadade än de undre längsgående stängerna, eftersom de övre var mest utsatta för vägsalt. Därför ansågs de vara mer intressanta i denna undersökning.

Försöksuppställning

Provuppställningen utformades noggrant för att säkerställa att förankringbrott skulle bli avgörande för balkar med olika korrosionsskador. Här beskrivs provuppställningen kortfattat, för information om utformningen av provuppställningen se Berg & Johansson (2011). Kantbalkarna kapades i 2,3 m långa balkar och provades i fyrpunktsböjning, upphängda för att få indirekta stöd, figur 1 (b–d) på sidan 18. Kantbalkarna placerades upp och nedvända under provningen så att de mest korroderade stängerna belastades i drag. Den utvalda provuppställningen gjorde det möjligt att prova förankringskapaciteten för armering med bortspjälkat täckskikt. En annan fördel med upphängning i stället för direkta stöd är att man undviker upplagstryck i förankringsområdet. Detta är viktigt eftersom den huvudsakliga påverkan av korrosion på vidhäftning är att förmågan att bygga upp ett omgivande tryck från betongen mot armeringsstången 17

vika brott vid upphängningshålen. Borrhålen för förstärkningsstängerna injicerades med epoxi.

Resultat

(a)

(c)

(b)

(d)

Figur 1: (a) Kantbalkarnas tvärsnitt, (b) provuppställning med upphängda balkar belastade i fyrpunktsböjning, (c) detaljer i provuppställning och förstärkningsstänger och (d) en kantbalk i testriggen före provning. är nedsatt på grund av sprickbildning och slutligen spjälkning. Kantbalkarna förstärktes med tvärgående armering runt upphängningshålen för att undvika för tidigt brott vid dessa. Spännstålsstänger av Ø 20 användes för

denna förstärkning. Förstärkningsstängerna var förankrade på balkens ovansida med sexkantiga muttrar och platta stålskivor, figur 1 (b). Den mekaniska låsningen av stängerna, med hjälp av gängad koppling, gav tillräcklig förankring för att und-

I en första provserie har åtta provkroppar provats framgångsrikt. Brottlaster från de tre testkategorierna presenteras i tabell 1. Alla balkar uppvisade liknande beteende när det gäller sprickutveckling och brottmod. De första böjsprickorna uppträdde vid cirka 80 till 110 kN nära mitten av balkarna. Med ökad belastning initierades böjskjuvsprickor i skjuvspannet. Sneda skjuvsprickor inträffade vid cirka 160 till 180 kN, varefter lasten fortsatte att öka. I detta skede belastades förankringen och vidhäftningskapaciteten spelade en viktig roll. Den fria änden av dragstängerna började glida vid en belastning av cirka 190 till 200 kN. Slutligt förankringsbrott skedde, i genomsnitt, vid en belastningsnivå av 275 kN för referensbalkarna (R) och 240 kN för de skadade balkarna på båda nivåerna (M och H). Som framgår av värdena för brottlasterna i tabell 1, var spridningen större för balkarna med stora skador.

Slutsatser

Åtta kantbalkar med varierande nivåer av naturliga korrosionsskador provades i fyrpunktsböjning med indirekta stöd. I alla försök uppkom sneda skjuvsprickor före ett spjälkningsinducerat utdragsbrott, det vill säga förankringsbrott uppnåddes

(a) Referens provkropp R2 (b) Medel skadad M2 (c) Med stora skador H3 Figur 2: Brott och sprickmönster för några av balkarna efter provning.

Bygg & teknik 7/12

Tabell 1: Maxlaster i experimenten, värdena är genomsnittet av lasten i de två hydrauliska domkrafterna. ––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––– (1) (2) (3) Genomsnitt StandardBalk Nr. [kN] [kN] [kN] [kN] avvikelse [kN] ––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––– Referensbalk (R) 270,1 281,2 – 275,6 7,9 Medelskadad balk (M) 234,9 243,8 250,2 243,0 7,7 Balk med stora skador (H) 255,4 225,1 244,4 241,6 15,4

som planerat. De preliminära resultaten visar cirka tio procent högre bärförmåga för referensprovkropparna än för de skadade balkarna. Balkar med medel- och stora skador, det vill säga balkar med korrosionssprickor respektive bortspjälkat täckskikt, hade ungefär samma genomsnittliga värden för maxlaster, men med en större spridning i resultaten för balkarna med bortspjälkade täckskikt. Eftersom ganska stor spridning kan förväntas i denna typ av prover, med provkroppar tagna från en befintlig bro, kommer fler tester att genomföras. I en andra serie, kommer provkroppar från norra delen av Stallbackabron att provas. Försöken kommer att ge viktig information om förankring av naturligt korroderad armering. De kommer att utvärderas med icke-linjär finit elementmodellering med hjälp av en vidhäftnings- och rostmodell som utvecklats i Lundgren (2005)

och vidareutvecklats i Zandi Hanjari et al (2011). Genom att jämföra resultat som last mot nedböjning, ändglidning och sprickmönster, kommer vi att få mer detaljerade uppgifter om hur den lokala vidhäftningen påverkas av naturlig korrosion. ■

Referenser

Austin S. A., Lyons R. & Ing M. J., 2004. Electrochemical behavior of steelreinforced concrete during accelerated corrosion testing, Corrosion, 60(2), pp. 203–212. Berg F., & Johansson D., 2011: Design of test set-up using FEM: Pilot tests on anchorage of naturally corroded reinforcement, Civil and Environmental Engineering, Chalmers University of Technology, Gothenburg. Coronelli D., & Gambarova P., 2004:

Structural assessment of corroded reinforced concrete beams: Modeling guidelines, Journal of Structural Engineering, 130(8), pp.1214. Zandi Hanjari K., Kettil P. & Lundgren K., 2011: Analysis of Mechanical Behavior of Corroded Reinforced Concrete Structures, ACI Structural Journal, 108(5), pp.532–541. Lundgren K., 2005: Bond between ribbed bars and concrete. Part 2: The effect of corrosion, Magazine of Concrete Research, Vol. 57, No. 7, pp. 383–395. Saifullah M., & Clark L.A., 1994: Effect of corrosion rate on the bond strength of corroded reinforcement, Proceedings of International Conference: Corrosion and corrosion protection of steel in concrete, University of Sheffield,pp. 591–602. Val D. V., Chemin L., Stewart M. G., 2009: Experimental and Numerical Investigation of Corrosion-Induced Cover Cracking in Reinforced Concrete Structures, Journal of Structural EngineeringASCE, 135(4), pp. 376–385. Zandi Hanjari K., Lundgren K., Plos M., Coronelli D., 2011: Three-dimensional modelling of structural effects of corroding steel reinforcement in concrete, Accepted for publication in Structure and Infrastructure Engineering. Published online 2011, http://dx.doi.org/10.1080/15732479.2011.607830.

Gabioner - snyggt, enkelt och praktiskt!

Titta på å bilderna här ovan! Visst är en trådkorg å åd ffylld lld med d natursten ett b betydligt dli trevligare li inslag i miljön än en gjuten betongvägg? Våra stenfyllda trådkorgar - så kallade gabioner - är snabba att montera och därmed också ekonomiskt fördelaktiga. De är också bullerdämpande, insynsskyddande och lastupptagande och kan användas i en mängd olika miljöer. Ring oss Kontakta oss Besök oss Bygg & teknik 7/12

0771-640040 viacon@viacon.se www.viacon.se

Lidköping Gävle Stockholm

Lycksele Kungälv Göteborg

Luleå Eslöv Malmö

Ny modell för hantering och analys av klimatrelaterade temperaturlaster på betongkonstruktioner Temperaturen i ett material styrs av variationer i den omgivande miljön. Solstrålning, vindhastighet, lufttemperatur och långvågig värmestrålning bidrar tillsammas till att temperaturen i konstruktioner ändras i både tid och rum. Temperaturfördelningen i en konstruktion kan delas upp i komponenter; medeltemperatur, linjär temperaturdifferens horisontellt och vertikalt, samt en ickelinjär komponent. Variationer i medeltemperatur styrs till största delen av variationer i den omgivande luftens temperatur över året, medan de linjära och ickelinjära differenserna styrs till största delen av solstrålning och långvågig värmestrålning som varierar mer på dygnsbasis. När temperaturen ändras i konstruktionen leder det till att rörelser uppkommer på grund av att materialet expanderar eller drar ihop sig. Om sådana rörelser är förhindrade av andra delar av konstruktionen eller av yttre faktorer, till exempel bropelare, kan spänningar uppstå.

I en betongkonstruktion kan spänningarna leda till att sprickor uppkommer, vilka kan leda till olika problem. Fältundersökningar av en del lådbroar i Sverige har visat att sprickor uppkommit i södra sidan av bron, vilket antyder en stor påverkan från solinstrålning eftersom det är en faktor som varierar kraftigt mellan syd- och nordsidan på en lådbro. En del av en sådan undersökning är presenterad i figur 1, där sprickorna är markerade på insidan av den södra och den norra livväggen. Som kan ses i figuren är förekomsten av sprickor väsentligt större på södra än på norra sidan. Artikelförfattare är Oskar Larsson, Avdelningen för Konstruktionsteknik, Lunds tekniska högskola, Lund.

Figur 1: Sprickkartering på insidan av livväggarna i en lådbro av betong, nordvägg (a), sydvägg (b). I denna artikel presenteras en sammanfattning av vad som behandlas i doktorsavhandlingen Climate Related Thermal Actions for Reliable Design of Concrete Structures [1], som framlagts hos avdelningen för Konstruktionsteknik på Lunds tekniska högskola. Orsaker och effekter av varierande temperaturer i byggnadsverk av betong, främst betongbroar, har studerats och en sammanfattning av de viktigaste resultaten och slutsatserna presenteras här.

Ökad tvångskrafter

Mer avancerade beräknings- och analysmetoder tillsammans med ökande krav på hållbarhet har under det senaste århundradet lett till byggande av större broar med färre antal lager och leder. Eftersom broarna då får mindre frihet att röra sig ökar tvångskrafterna på grund av bland annat temperaturvariationer, vilket ledde till ett större intresse för forskning inom detta område. Under de senaste 40 åren har flera studier presenterats angående temperaturfördelningar och termiska effekter i betongkonstruktioner i olika delar av världen. De flesta tidigare studier har fokuserat på simuleringar med numeriska metoder för att erhålla temperaturfördelningar, som sedan jämförts med experimentella data från mätningar. I många fall har de komplexa interaktioner mellan betongytan och omgivningen som ligger till grund för vilken temperaturfördelning som fås behandlats genom förenklade

approximationer och antaganden, som inte kan ge en korrekt beskrivning av temperaturvariationen i betongen. Användningen av vissa approximationer kan också medföra svårigheter för att fånga extrema händelser som följd av snabba förändringar i vädret. En bättre modell som behandlar klimatfaktorerna mer i detalj kan ge en bättre uppskattning av temperaturvariationer i betongen och kan fånga hur snabba väderväxlingar påverkar konstruktionen. En sådan modell har utvecklats i projektet med hjälp av ett finit elementprogram, där indata med hög upplösning har använts. För att kunna validera beräkningarna placerades en betongplatta med ingjutna termoelement utomhus, med kompletterande mätutrustning placerad i närheten för att mäta klimatdata. Modellen har även använts med indata från SMHI, som inte är uppmätta i direkt anslutning till plattan. Resultaten visade att när lokala timvärden av klimatfaktorer används som indata, är det möjligt att simulera den rumsliga och tidsmässiga variationen av temperaturen i en betongkonstruktion med stor noggrannhet. Den utvecklade FE-modellen kan fånga både temperaturnivån och temperaturvariationen över plattan. FE-modellen visade sig vara väl lämpad att använda för ytterligare studier av temperaturfördelningar och laster i betongkonstruktioner. Om istället klimatdata från en SMHI-station användes uppnåddes inte samma fina reBygg & teknik 7/12

sultat. Medeltemperaturen i betongen var lägre än med lokala indata, vilket kunde härledas till en lägre uteluftstemperatur vid SMHI-stationen. De linjära temperaturdifferenserna var dock mycket nära varandra i båda fallen, vilket indikerar att modellen ändå är lämplig att använda för fortsatta studier av linjära temperaturdifferenser med indata från SMHI. Ytterligare en validering av modellen genomfördes med hjälp av temperaturmätningar utförda i betongbågen på den Nya Svinesundsbron. Kompletterande mätutrustning för insamling av klimatdata sattes upp på bågen för att kunna använda lokal data i modellen. Mätningarna genomfördes i samarbete med Raid Karoumi från Brobyggnadsteknik på Kungliga Tekniska högskolan. Det tvärsnitt som användes i valideringen är placerat i toppen av bågen där den är horisontell, tvärsnittet presenteras i figur 2, där också mätpunkternas positioner finns marke-

rade. Valideringen visade att modellen klarar av att simulera temperaturfördelningen även i ett tvådimensionellt betongtvärsnitt. I figur 3 presenteras resultaten från mätningar i två punkter i den västra väggen, tillsammans med motsvarande temperaturer från FE-modellen. Två olika sätt har använts för att ta hänsyn till det luftfyllda utrymmet inne i bågen, ett där lufttemperaturen i bågen är uppmätt och ett där lufttemperaturen beräknas efterhand med hjälp av iterationer. Resultaten visar att modellen kan uppskatta temperaturvariationerna i betongen i båda fallen, den är därför möjlig att använda för situationer där ingen inre lufttemperatur finns tillgänglig.

Rimliga temperaturvärden

Ett av syftena med projektet var att undersöka rimligheten i de temperaturvärden som finns i Eurokoden SS-EN 1991-1-5 [2] gällande temperaturlaster. Idag behandlas temperaturlaster med hjälp av representativa värden för olika typer av broar. Den vertikala temperaturgradienten ingår som en differentiell temperatur över det aktuella tvärsnittet. De representativa värdena har baserats på beräkningar gjorda med klimatdata, där resultaten har analyserats med hjälp av statistiska metoder. De klimatdata som använts är endast från korta perioder, vanligen tre månader, eller approximaFigur 2: Lägen för temperatursensorer och geometri tioner av data. De reför översta tvärsnittet i betongbågen på Nya presentativa värden av Svinesundsbron. linjära temperaturskillnader som ges i Euro-

koden är baserade på tyska förhållanden [3] och har tidigare kontrolleras mot en uppsättning svenska data, där resultaten visade att dimensioneringsvärdena kan vara rimliga [4]. Metoderna i Eurokoden har nackdelen av att vara baserad på korta tidsperioder. Om beräkningar för hela år utfördes med indata som har högre upplösning skulle det vara möjligt att identifiera extrema förekomster av temperaturlaster med mer exakthet. Spänningar baserade på mer realistiska temperaturfördelningar kan också bidra till en bättre förståelse för effekterna av temperaturvariationer. För att uppskatta temperaturdifferenser har FE-modellen som presenterats använts med omfattande klimatdata som erhållits från mätningar utförda av SMHI. Upp till femton års data har inhämtats från stationerna i Lund, Stockholm, Borlänge och Luleå. Resultaten från långtidssimuleringarna visade att de värden som anges för den positiva linjära temperaturdifferensen för betongplattor i Eurokoden kan vara en underskattning av svenska förhållanden. Beräknade temperaturvärden som har en återkomsttid på fem år är högre än de dimensionerade värdena i Eurokoden som har en återkomsttid på 50 år. Materialet i ett eventuellt beläggningsskikt har stor påverkan på temperaturdifferenserna. Ett asfaltskikt ger en större positiv linjär temperaturdifferens än ett betongskikt på grund av deras till viss del olika materialegenskaper, i synnerhet ytans förmåga att absorbera solstrålning.

Tvärgående temperatureffekter

I Eurokoden gällande temperaturlaster finns även en rekommendation när det gäller tvärgående temperatureffekter. Rekommendationen är att ” Dimensionering av stora broar med lådbalkar i betong bör ske med omsorg då stora temperaturskillnader kan uppkomma mellan inre och ytt-

Figur 3: Temperaturer för mätpunkter i den västra väggen från mätningar, FE-beräkning med uppmätt inneluftstemperatur (FE-uppmätt), FE-beräkning med inneluftstemperatur från iterationer (FE-iteration). Bygg & teknik 7/12

re delar av livväggar”, en rekommenderad linjär temperaturskillnad på 15 °C över väggarna finns angivet. För att analysera detta rekommenderade värde och utreda de faktiska effekterna på tvärsnittsnivå i lådarbroar av betong har FE-modellen återigen använts med långtidsklimatdata från SMHI. Tvärsnittet från bågen i Nya Svinesundsbron har använts som ursprungstvärsnitt, med ett antal andra tvärsnitt som jämförelse. Temperaturfördelningar har beräknats och använts som indata i spänningsberäkningar, där olika värmeutvidgning på grund av olika temperatur orsakade spänningar i tvärsnittet. Separata beräkningar utfördes med den icke-linjära temperaturkomponenten borttagen som en jämförelse med det tillvägagångssätt som beskrivs i Eurokoden. Resultaten, som delvis presenteras i tabell 1 visar att den maximala dragspänningen som uppkommer i tvärsnittet är i närheten av draghållfastheten för den använda betongen. De största dragspänningarna uppkommer på insidan av den övre horisontella flänsen. På de vertikala väggarna är dragspänningen betydligt lägre, vilket kan förklaras med att spänningsfördelningen här är betydligt mer icke-linjär på grund av geometriska effekter. Om den icke-linjära komponenten tas bort kommer dragspänningen att överskattas, vilket indikerar att det rekommenderade värdet i Eurokoden ger för stora effekter från temperaturdifferenser. Andra geometrier testades också för en ettårig datamängd, med resultat som visar att den inbördes relationen mellan tjocklekarna hos flänsarna och livväggarna i en lådsektion är den viktigaste geometriska faktorn. Den totala höjden eller bredden hos tvärsnittet har mindre betydelse liksom den faktiska tjockleken hos delarna. Det är relationen mellan tjocklekarna som ger betydande effekter. Om tjockleken skiljer mellan delarna i en lådsektion, kommer de största tvärgående termiska dragspänningarna uppkomma i de tunnare delarna oberoende av om den tunnare delen är horisontell eller vertikal. I undersökningen togs ingen hänsyn till eventuella överhäng från en brobana.

Bättre förståelse

För att kunna få en bättre förståelse för de bakomliggande orsakerna till höga dragspänninger på grund av temperaturdifferenser har temperaturfördelningen vid höga spänningar studerats. Förekomsten av höga dragspänningar är kopplad till en stor linjär temperaturdifferens. För det tvärsnitt från Svinesundsbron som studerats förekommer det endast höga spänningar då ytorna på utsidan är varmare än ytorna på insidan. Då klimatdata från Stockholm använts uppstår de största dragspänningarna under eftermiddagar någon gång från slutet av april till mitten av juli. Klimatsituationen när de stora spänningarna uppstår är, som förväntat, 22

Tabell 1: Maximal dragspänning i olika delar av tvärsnittet från Nya Svinesundsbron baserat på beräkningar med femton års klimatdata. Bron är lokaliserad från öst till väst. ––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––– Vägg/Platta Spänning (MPa), Spänning (MPa) (insidan) hela temp. endast linjär komponent (∆T) fördelningen ––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––– Stockholm Topplatta 2,65 3,91 Sydvägg 0,90 2,57 0,64 1,69 Nordvägg ––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––– Luleå Topplatta 2,69 3,58 Sydvägg 0,89 2,39 0,92 2,31 Nordvägg ––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––– Spänning, ∆T 15°C (rekommenderat EC-värde) ––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––– SS- EN Topplatta 3,51 1991-1-5 Vertikal vägg 2,35

ett stort inflöde av solstrålning och en stor variation i omgivande lufttemperatur mellan natt och dag. Då klimatdata för Luleå användes upptäcktes även en annan klimatsituation som kan producera stora termiska dragspänningar. Stora påfrestningar kan uppstå när en extrem ökning av lufttemperaturen sker under vintern, exempelvis en ökning med cirka 30 °C på bara några timmar. Detta är en situation som inte tidigare använts eller analyserats för konstruktionsändamål. Jämfört med förekomsten av stora positiva temperaturdifferenser för betongplattan som användes för verifiering kan man se att vinterfallet gäller endast för tvärsnitt i lådbroar. För en platta kommer den största positiva temperaturskillnaden uppstå under eftermiddagar någon gång under våren eller sommaren.

Farliga klimatsituationer

Identifieringen av farliga klimatsituationer ger en möjlighet till att använda betydligt kortare sekvenser av klimatdata för att uppskatta spänningar på grund av temperaturvariationer. Det finns ett fåtal tidigare studier angående användningen av korttidsdata, bland annat av Emerson [5], men ingen tidigare jämförelse mellan långtids- och korttidsberäkningar. Om en kort sekvens av klimatdata från fyra dagar används kan ett liknande värde för maximal dragspänning uppnås som om data från ett helt år används, se tabell 2. Fyra fall har undersökts där resultaten från beräkningarna med korttidsdata är nära resultaten från beräkningarna med långtidsdata i tre av fyra fall. Anledningen till att det i det fjärde fallet inte stämmer överrens är det problem som kan uppstå med en korttidsberäkning med klimatets och temperaturers tidsberoende. I ett av de undersökta fallen användes en för låg starttemperatur, eftersom uteluftstemperaturen hade en tillfällig dipp när beräkningen startades. Klimatdata som an-

Tabell 2: Dragspänning på insidan av topplattan för topptvärsnittet i bågen i Nya Svinesundsbron med olika typer av indata (MPa) ––––––––––––––––––––––––––––––– KorttidsLångtidsdata data ––––––––––––––––––––––––––––––– Stockholm 1986 2,75 2,65 1991 1,58 2,26 ––––––––––––––––––––––––––––––– Luleå 1987 2,10 2,05 1989 2,16 2,18

vänds för kortsiktiga simuleringar kontrolleras i förväg och användas med försiktighet, eftersom en kort tidsperiod inte alltid är oberoende av föregående tidsperiod. Den klimatsituation som gav den största dragspänningen för Svinesundtvärsnittet var en vecka i juni i Stockholm 1986. Den veckan ansågs därför lämplig att använda för att simulera en extrem händelse, eftersom de korttidsresultaten gav en god överensstämmelse med de långtidsresultaten.

Tredimensionell modell

Veckan med klimatdata från 1986 användes som indata i en tredimensionell, fullskalig modell av Vätösundsbron som ligger cirka 50 km nordost om Stockholm. Resultaten visar att de största dragspänningarna i bron uppkommer på insidan av den södra väggen, se figur 4 på sidan 24. Den största dragspänningen på södra väggen är cirka 1,3 MPa, medan den största på norra väggen är cirka 0,8 MPa. Spänningarna är nästan vinkelräta mot bottenytan av bron, vilket överensstämmer med de inspektioner där allvarliga sprickor har hittats på samma yta, se figur 1. Studien visar också hur viktigt en korrekt bedömning av randvillkoren är för analysen av Bygg & teknik 7/12

GridScan/Mini

Snabbgående rullportar GridScan/Mini är idealisk för att skydda höghastighetsportar.

Takskjutsportar GridScan/Mini ger optimalt skydd för takskjutsportar.

Kategori 2 – ingen testingång behövs <>=>L @kb]L\Zg(Fbgb ªk ^g LBE* dZm^`hkb + ecnlkb]¬% b]^Zebld _ºk Zmm ldr]]Z ZeeZ mri^k Zo ZnmhfZmbldZ o^kmbdZeZ ]ºkkZk' =^g aZk ZnmhfZmbld Zolmªg`gbg` Zo lmk¬eZkgZ h\a dZg bglmZee^kZl ]bk^dm b lmrkld^ghkgZ' Ecnlkb]¬gl moªk`¬^g]^ lmk¬eZk `^k ^mm mªmm ]^m^dm^kbg`l_ªem eªg`l a^eZ ldr]]laºc]^g i¬ nii mbee +%. f^m^k' F^] ^mm moªklgbmm i¬ [ZkZ *+ ff ý */ ff h\a ^g BI/0 dZilebg`ldeZll lªd^klmªee^k @kb]L\Zg(Fbgb Zmm ]^m lhf `¬k nii% dhff^k h\dl¬ g^k ü lªd^km'

Compotech Provider AB Hälsingegatan 43 S -113 31 Stockholm +46 8 441 5800 info@compotech.se www.cedes.com

Referenser

Figur 4: Maximal huvuddragspänning på insidan av norra livväggen (övre) och södra livväggen (nedre) i Vätösundsbron (MPa). en betongbro. En omfattande studie med en fullskalig FE-modell med klimatdata från en kort period är möjlig att utföra, det är dock viktigt att använda en grundligt undersökt uppsättning klimatdata och lämpliga randvillkor.

Sammanfattande slutsatser

För att sammanfatta är de viktigaste slutsatserna från avhandlingen: ● FE-modellen som har använts kan förutsäga temperaturen i en betongkonstruktion med god noggrannhet baserat på klimatdata. ● De angivna temperaturvärden som finns för dimensionering i Eurokod kan

vara en underskattning av svenska förhållanden. ● Om den ickelinjära komponenten av temperaturfördelningen inkluderas minskar de beräknade dragspänningarna i ett tvärsnitt hos en lådbro i betong. ● Störst dragspänning uppkommer i de tunnare elementen oberoende av om de är horisontella eller vertikala, eftersom det är det inbördes förhållandet mellan tjocklekarna hos elementen som är den mest betydande geometriska faktorn ● En specifik klimatsituation skulle kunna användas för att kunna förutsäga uppkomsten av höga dragspänningar på grund av temperaturvariationer. ■

[1]. Larsson O. (2012), Climate Related Thermal Actions for Reliable Design of Concrete Structures, Doktorsavhandling, Avd. för Konstruktionsteknik, Lunds tekniska högskola. [2]. SS-EN 1991-1-5 (2003), Eurokod 1: Laster på bärverk – Del 1-5: Allmänna laster – Temperaturpåverkan, SIS Förlag, Stockholm. [3]. Soukhov D. (1994), Two methods for determination of linear temperature differences in concrete bridges with the help of statistical analysis, Darmstadt Concrete, 9: 193–210. [4]. Alavizadeh-Farhang A. (1999b), Applicability of the Positive and Negative Linear Temperature Differences from ENV 1991-2-5:1997 for Bridge Design Purposes in Sweden, Structural Design and Bridges, KTH, Stockholm, Sweden. [5]. Emerson M. (1977), Temperature differences in bridges: basis of design requirements, TRRL Report LR 765, Crowthorne, United Kingdom.

Välkommen till Bygg & tekniks hemsida: byggteknikforlaget.se

Ta kontroll över kylan, vinn byggtid! Kalla fakta är att vintern kommer i år igen, men med hjälp av Ebecos vinterprodukter kan du hindra att kylan försenar ditt projekt. Vår lösning för betonghärdning, Ebeco BHS, är en tålig värmekabel för härdning, varmhållning och uttorkning. Ett smart, enkelt och tillförlitligt sätt att få snabb härdning, kort formrivningstid och effektiva byggprojekt.

EBECO AB Lärjeågatan 11 415 25 Göteborg Tel 031-707 75 50 Fax 031-707 75 60

Heating Solutions är värmelösningar för allt från kalla golv till frysta byggnadsprojekt. Olika behov, samma lösning. Det är värme som är den röda tråden. Läs mer om våra produkter på ebeco.se/proffs.

ebeco.se info@ebeco.se

ebeco annons nr 07 2010 185x133.indd 1

2012-09-28 15:31:31 Bygg & teknik 7/12

Funktionskrav för pågjutningar som reparationsåtgärd Reparation och underhåll blir allt viktigare inom både husbyggnad och anläggning. Den årliga nyproduktionen uppgår bara till ungefär en procent av den byggda miljön som har en åldersfördelning med en tyngdpunkt på 1960- och 1970-talen, vilket betyder att ett stort antal byggnader, broar och andra anläggningar börjar bli halvsekelgamla och tyvärr även i allt större behov av reparation och underhåll. Kunskapen om hur man skapar beständiga betongkonstruktioner var inte lika stor när miljonprogrammets byggnader och anläggningar projekterades och byggdes som den är idag och den kunskap som började komma fram var heller inte inarbetad i vare sig normer, regelverk eller praxis. För drygt fem år sedan publicerade SIS en serie standarder inom reparationsområdet, SS-EN 1504-1 till -10, se Janz & Hassanzadeh (2006). De har på ett förtjänstfullt sätt bidragit till att höja kvaliteten på reparationstekniken inom betongområdet. Fortfarande präglas reparationstekniken mer av hantverk och trial and error än tekniken för nyproduktion men denna standardserie har ändå inneburit att den tidigare djungelvegetationen tuktats i inte oväsentlig grad. Majoriteten av standarderna handlar om olika reparationsprodukter, medan den nionde riktar sig mot projektering och den tionde mot utförande. Att skriva standarder för utförande är en utmaning. En standard ska inte vara en handbok men många gånger hamnar standardförfattarna i gränsfall. Detta gäller inte minst SS-EN-1504-10 Utförande. I vårt lands långvariga och stundtals intensiva debatt om upphandlingsformer finns många förespråkare för funktionsupphandlingar eller åtminstone en ökad användning av funktionskrav. Ska man ersätta en föreskriven teknisk lösning Artikelförfattare är Johan Silfwerbrand, CBI Betonginstitutet AB och Kungliga Tekniska högskolan, KTH, Stockholm. Bygg & teknik 7/12

med funktionskrav med bibehållen kvalitet på slutprodukten krävs oftast utveckling av relevanta och kvantifierbara funktionskrav. På reparationsområdet är det ofta ännu svårare att ta fram sådana krav än inom nyproduktion. Den svenska standardiseringskommittén SIS TK 192 Betongreparationer, under ledning av adjungerad professor Manouchehr Hassanzadeh, Vattenfall och Lunds tekniska högskola, har tagit ett första initiativ till ett sådant arbete. Kommittén har tagit fram ett genomarbetat förslag till revision av SS-EN-1504-10. Arbetet befinner sig nu i nästa fas. På initiativ från SIS har CEN beslutat att påbörja arbetet med att revidera EN-1504-10 och Sverige kommer att stå för kanslifunktionen. Vår förhoppning är att det svenska synsättet på funktionskrav ska vinna gehör inom den europeiska gruppen. Utförandestandarden SS-EN-1504-10 behandlar olika typer av reparationer såsom pågjutningar, sprutbetong, sprickreparationer, ytskydd och förstärkning med olika typer av laminat. Pågjutningar och sprutbetong är kanske de vanligaste 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. Nyheterna sammanfattas i avsnittet om förslag till funktionkrav nedan.

Viktiga faktorer som främjar god vidhäftning

God vidhäftning är ett krav för monolitisk samverkan mellan gammal, befintlig betong och pågjutning oavsett om pågjutningen är gjuten eller sprutad. Det finns ett stort antal faktorer som påverkar vidhäftningen men det har olika stor betydelse. Följande fem faktorer har bedömts ha störst betydelse, Silfwerbrand (2009): ● Frihet från mikrosprickor i befintlig betong ● Frihet från gjuthud eller laitanceskikt i befintlig betong ● Motgjutningsytans renhet vid pågjutningstillfället ● God kompaktering av den färska betongen ● God härdning av den nygjutna betongen. Vid reparationen bilar man nästan alltid bort en del av den befintliga betongen, vilket innebär att man samtidigt elimine-

rar eventuell gjuthund. Det betyder att antalet huvudfaktorer reduceras till fyra. Andra faktorer såsom gamla och nya betongens hållfasthet, motgjutningsytans råhet, förekomst av eventuella fogbruk, förvattning, tid efter gjutning samt störningar från trafik och omgivande miljö har alla visat sig ha mindre betydelse än de fem huvudfaktorerna. Råhetens betydelse har traditionellt överskattats medan renheten sällan fått den uppmärksamhet den förtjänar. Man kan inte säga att råheten saknar betydelse, vidhäftningen blir ofta – men inte alltid – sämre på mycket släta ytor än på råare. Kanske finns ett tröskelvärde men ingen har med säkerhet kunna säga på vilken nivå det i så fall ligger. Medan det finns många konkurrerande provningsmetoder för att mäta råhet har det hittills inte funnits någon metod för att mäta renhet. Här innehåller det svenska kommittéarbetet därför ett nytt förslag. 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. Bilar man lika djupt kan även hållfastheten strax under motgjutningsytan bli olika. Använder man en slamma i syfte att förbättra vidhäftningen kan denna slamma i vissa fall absorbera en del främmande partiklar på motgjutningsytan, vilket gör att renheten också påverkas. Detta är två exempel från praktiska försök som visar hur variationen av en faktor påverkar andra. Ett sätt för beställaren att styra upp detta är att föreskriva en viss avverkningsmetod. Föreskriver man till exempel vattenbilning vet man att cementhuden avlägsnas, att ett rejält skikt av dålig betong kan elimineras, att råheten blir stor och att mängden mikrosprickor i den kvarvarande gamla betongen kraftigt begränsas. Vattenbilningen fungerar dessutom selektivt i och med att den är mycket mer effektiv i skadad, lågvärdig betong än i frisk och högvärdig. Men föreskriver man en viss reparationsmetod är man långt från funktionskrav. En utgångspunkt för det svenska kommittéarbetet har varit att söka utveckla funktionskrav som ifall de uppfylls ger lika goda resultat som vid vattenbilning utan att ordet 25

Only the center of the path is shown, not the entire wiping width. Fig. 1(a) shows the first ”S” wipe pattern; Fig. 1(b) the second ”S” wipe pattern; and Fig. 1(c) the final pattern that is concentrated on the edge and corners.

Figur 1: Renheten mäts genom att man drar en vit duk systematiskt över ytan i S-formiga rörelser.

”vattenbilning” behöver skrivas in i förfrågningsunderlaget. I dagsläget är det förvisso svårt att uppnå kraven med andra avverkningsmetoder än vattenbilning, men det viktiga är att det finns en teoretisk öppning. Den som vill utveckla ett system med skonsam, mekanisk bilning kan göra det. Samtidigt kommer den som utvecklar en undermålig vattenbilningsutrustning inte att uppnå kraven. Vi får både ett mer utvecklingsmässigt företagsklimat och större kvalitetssäkring.

Förslag till funktionskrav och provningsmetoder för motgjutningsytor

Det traditionella sättet att kontrollera vidhäftningen mellan gammal och pågjuten betong är genom borrning och dragning (eventuell vridning) av borrkärnor genom

Figur 3: Försök som visar kvalitativa skillnader i uppmätt mikrospricklängd för betongytor som behandlats med tre olika tryckluftshammare (J07, J014 & J21) jämfört med en yta som behandlats med högtrycksvatten (HPW). Från Courard m fl (2005). 26

Figur 2: Längden på de mikrosprickor vars sprickbredd överstiger 0,03 mm identifieras (här: rödfärgas) och mäts. fogytan. Genom att ställa krav på medel- vit, ren duk av specificerat material och värde, standardavvikelse och lägsta värde föra den i ett S-format mönster över tre utformar man ett funktionskrav för vidhäft- ytor vardera med måtten 0,3 x 0,3 m² (finingen. Vid undertramp måste man egentli- gur 1). Nedsmutsningen bedöms okulärt gen bila bort den nygjutna betongen och på duken. börja om på nytt, vilket både är dyrt och leDet finns heller ingen provningsmetod der till förlängd byggtid. Det är alltså för för bedömning av mikrosprickfrihet, men att spara tid och pengar som man vill kunna här finns en intressant laboratoriestudie formulera krav på motgjutningsytan i stäl- från Belgien, Courard m fl (2005), som vi let. Vi vet att en ren och mikrosprickfri byggt vidare på. Först borrar man ut kärmotgjutningsyta med en viss råhet främjar nor ø = 100 mm vinkelrätt mot fogytan, god vidhäftning. Den svenska kommittén har därför föreslagit provningsmetoder och kravnivåer för renhet, mikrosprickfrihet och råhet. En litteratursökning har givit vid handen att det inte finns någon provningsmetod för att mäta renheten på betong. Vi har därför utvecklat en metod som inspirerats av amerikanska provFigur 4: Schematisk beskrivning av råhetsmätning. ningsmetoder för att Mätprofilens höjdläge registreras i punkter på det kontrollera renheten inbördes avståndet 10 mm varefter mätresultaten på andra ytor. I kortomvandlas till en sågtandskurva vars dubbla amplitud het handlar det om 2a definieras som råhetsmått. Från Silfwerbrand (1986). att man använder en Bygg & teknik 7/12

sedan klyver man dem. Den översta 100 x 20 mm² stora delen av den vertikala ytan analyseras i mikroskop. Man mäter därefter längden på de mikrosprickor som observeras. För att klassas som mikrospricka ska sprickbredden vara större än 0,3 mm (figur 2). Courard har visat att den här metoden ger väsentliga skillnader mellan vattenbilade ytor och ytor som bilats med tryckluftshammare (figur 3). För råheten föreslår den svenska kommittén att vi lanserar den metod som artikelförfattaren utvecklade på 1980-talet och som Vägverket (numera Trafikverket) därefter använt för att ställa krav på vattenbilningsutrustning. Man mäter avståndet mellan en referenslinje och motgjutningsytan och räknar därefter ut profilens ekvivalenta amplitud och våglängd ur identifierade max- och minimipunkter längs profilen. Avståndet mellan mätpunkterna är 10 mm och råhetsparametern definieras som dubbla amplituden, dvs. detsamma som avståndet i höjdled mellan max och min (figur 4).

Verifiering av förslag till provningsmetod för motgjutningsytans renhet

Provningsmetoden för motgjutningsytans renhet är till skillnad från de övriga två helt ny. För att verifiera metoden genomfördes ett examensarbete på Kungliga Tekniska högskolan och CBI Betonginstitutet under våren 2012, Abdiraxman & Ndayizeye (2012). Arbetet bestod av två delar, i den första behandlades några betongytor med olika typer av föroreningar varefter renheten provades med hjälp av föreslagen metod. I den andra delen av arbetet undersöktes renhetens inverkan på vidhäftningen. Denna artikel behandlar enbart den första delen. Abdiraxman & Ndayizeye (2012) genomförde totalt sju olika provningar på en betongplatta med måtten 300 x 300 x 100 mm³. De studerade effekten av tre typer av föroreningar: betongdamm och cementhud, allmänt byggdamm samt träflis. ”Första provningen hade vi ingen smuts på plattan, detta på grund av att vi

Bygg & teknik 7/12

Examensarbetet visar således att föreslagen provningsmetod fungerar i praktiken.

Slutord

Figur 5: Mikrofiberduken efter genomförd renhetsprovning (Abdiraxman & Ndayizeye, 2012).

ville testa metodens praktiska användning, reproducerbarhet och repeterbarhet. Andra provningen placerade vi träflis över plattan för att testa hur väl mikrofiber duken tar upp smutsen och tredje provningen var att ta bort nästan all träflis så att väldigt lite var kvar på plattan, vi ville testa mikrofiberdukens uppsugningsförmåga samt om man kan se en färgskillnad på duken. Sedan gjorde vi likadana provningar med de fyra andra proverna, först med mycket smuts och sedan med lite smuts.” Abdiraxman & Ndayizeye hade ett visst bekymmer att finna en lämplig duk, men fann till slut en lämplig duk i en vanlig detaljhandel. Den kallas ”mikrofiberduk” eller ”mirakelduk”. Användningsområdet ”är ofta avdamning av bostäder. Till ytan ser den ut som en vanlig duk, men materialet är extremt fintrådigt och den kan därför fånga upp smuts mycket bättre än till exempel bomullsfrotté.” Duken hade ursprungligen dimensionerna 165 x 165 mm² men pilotförsök visade att det gick mycket bättre att genomföra provningen ifall duken veks två gånger (till 82 x 82 mm²). Examensarbetarna konstaterade att mikrofiberduken hade en hög uppsugningsförmåga. Provningsproceduren var lätt att följa och genomföra, att resultaten blev tydliga och att man uppnår samma goda resultat vid upprepade provningar.

God vidhäftning är centralt för att skapa beständiga betongreparationer som kan fås att samverka monolistiskt med kvarvarande betongkonstruktion. Det är värdefullt ifall man på ett tidigt stadium kan avgöra kvaliteten och inte behöver vänta till förstörande provning (läs: dragprovning av kärnor) efter det att pågjutningen härdat. En svensk standardiseringskommitté har utvecklat ett komplett förslag till provningsmetod för att kvantifiera motgjutningsytans egenskaper före gjutning, de handlar om frihet från mikrosprickor, renhet och råhet. ■

Referenser

Abdiraxman M & Ndayizeye F (2012): Renhetens inverkan på vidhäftningen mellan gammal betong och pågjutning. Examensarbete inom högskoleingenjörsprogrammet Byggteknik och design i Haninge, Skolan för arkitektur och samhällsbyggnad, KTH. Courard L, Bissonnett B. & Belair N, (2005): Effect of Surface Preparation Techniques on the Cohesion of Superficial Concrete: Comparison of Jack-Hammering and Water Jetting. Proceedings, International Conference on Concrete Repair, Rehabilitation and Retrofitting. Cape Town, South Africa, November 21–23, 2005, pp. 1027–1031. Janz M & Hassanzadeh M (2006): Ny standardserie för betongreparationer, SS-EN 1504”, Tidskriften Bygg & teknik, nr 7/06, s. 20–22. Silfwerbrand J (1986): Differenskrympning i samverkanbalkar av gammal och pågjuten betong. Meddelande nr 144, institutionen för byggnadsstatik, KTH, Stockholm, 149 s. Silfwerbrand J (2009): Bonded Concrete Overlays for Repairing Concrete Structures. Chapter 8, “Failure , Distress and Repair of Concrete Structures” (Edited by N. Delatte), Woodhead Publishing Limited, Oxford, Cambridge & New Dehli, pp. 208–243.

Nytt cement med gynnsam miljöprofil Dagens cement för konstruktionsändamål baseras på portlandklinker. Utgångsmaterialet är kalksten som bränns vid hög temperatur i cementugn. Processen är energikrävande samtidigt som stora mängder koldioxid drivs ut ur kalkstenen och ur bränslet. Koldioxidutsläppet från världens totala cementproduktion anses uppgå till cirka fem procent av alla koldioxidutsläpp globalt. Förra året presenterade en grupp engelska forskare vid Imperial College i London ett cement, som inte enbart var koldioxidneutralt, utan som faktiskt hade potential att absorbera koldioxid under produktionen. Cementet, som baserades på magnesiumhaltigt råmaterial, hade döpts till Novacem. Forskarna hävdade att det nya cementet hade teknisk och ekonomisk potential att ersätta dagens cement. Det nya cementet fick betydande uppmärksamhet i svensk press. Det ansågs angeläget att närmare studera cementet i olika avseenden, till exempel när det gäller cementproduktionsteknik och användning i betong. Ett SBUF-projekt med syfte att utvärdera det nya cementet initierades därför av Skanska. Resultatet av utredningen har presenterats i en rapport från Lunds tekniska högskola [1]. Denna artikel är en sammanfattning av rapporten. Artikeln inleds med en presentation av dagens cement innan det nya cementet presenteras.

Dagens cement

Volym, produktionskapacitet. Världsproduktionen av cement är i dag mer än tre miljarder ton årligen, vilket gör cement till världens volymmässigt största industriellt tillverkade material. Den svenska årsförbrukningen av cement är cirka två miljoner ton. Att producera så stora volymer kräver stora produktionsanläggningar och rationell produktionsteknik. För särskilda ändamål produceras vissa mängder specialcement, vilka inte är portArtikelförfattare är Göran Fagerlund, Avdelningen byggnadsmaterial, Lunds tekniska högskola (LTH).

landbaserade. Exempel är aluminatcement av olika typer, vilka används för eldfasta produkter, för golvmassor med mera. Det tillverkas även mindre mängder av olika specialcement för reparation, markstabilisering, injektering och andra ändamål. Sådana cementtyper är dyra och ofta svårhanterliga i den vanliga byggprocessen. De har därför inte fått någon användning för vanliga byggnadsändamål. All betong som produceras i Sverige i dag baseras antingen på rent portlandcement eller på portlandblandcement bestående av portlandcement (portlandklinker) med en mindre andel (mindre än femton viktprocent) inblandade så kallade mineraliska tillsatsmaterial (flygaska från kolförbränning, masugnsslagg eller kalkmjöl). Tendensen i dag är att man kommer att öka andelen tillsatsmaterial, men fortfarande kommer portlandklinkern att vara den dominerande andelen. Dagens cementproduktion är mycket rationell. Som exempel kan nämnas att den största ugnen vid Cementas anläggning i Slite på Gotland producerar 5 500 till 6 000 ton cementklinker per dygn, vilket motsvarar cirka 6 000 till 6 500 ton rent portlandcement efter tillsats av normal mängd gips (cirka sex procent) och kalkstensmjöl (fem procent). Denna höga produktionskapacitet uppnås genom att tillverkningen är en kontinuerlig process i roterugn, där färdig cementklinker går ut ur ena änden på ugnen samtidigt som nytt råmaterial tillförs i andra änden. Huvuddelen av allt cement som används i Sverige sedan mer än tio år (”Byggcement”) utgörs av blandcement, i vilket portlandklinkern blandats med upp till femton procent kalkmjöl. Dygnsproduktionen baserad på cementklinker från största ugnen i Slite blir därför cirka 6 700 till 7 300 ton så kallad Byggcement per dygn. I dag tillåter den svenska cementstandarden att man blandar in ännu mer tillsatsmaterial, till exempel slagg eller flygaska vilka båda är restmaterial från annan produktion. En inblandningsnivå av cirka 35 viktprocent är fullt möjlig för cement som används för normal betongproduktion. Dagens tillverkningskapacitet blir därför ännu högre och begränsas främst av malningskapaciteten vid cementfabriken. Om ett nytt cement ska kunna ersätta nuvarande portlandbaserade cement i större skala måste rimligen produktionskapaciteten vara av samma storleksordning som för nuvarande cement.

Råmaterialtillgång, pris. Råmaterialet till portlandcement består av kalksten samt kisel- järn- och aluminiumhaltiga material, till exempel lera och sand. Dessutom ingår gips. Samtliga dessa material finns i stor mängd i jordskorpan och utgör därför ingen begränsning för fortsatt storskalig produktion i flertalet länder. Dessutom finns industriella tillsatsmaterial som kan blandas in i cementet, till exempel slagg och flygaska, i stor mängd. De utgör i dag ett avfallsproblem, vilket alltså kan minska om de används vid cementproduktion. Genom att produktionsprocessen är rationell och råmaterialet billigt kan priset på färdigt cement hållas tämligen lågt. Cementkostnaden i en kubikmeter svensk normalbetong är av storleksordningen 250 kronor. För att ett nytt cement ska kunna ersätta dagens cement krävs att råmaterial finns i stora kvantiteter och att produktionskostnaden kan hållas låg. Användningstekniska egenskaper hos ”portlandbaserad” betong. Erfarenheter från användning av betong byggd på portlandbaserade cement är mer än hundraåriga. Forskningsinsatserna nationellt och internationellt har varit omfattande. Kunskapsmängden är därför överväldigande stor, såväl när det gäller materialteknik som när det gäller produktions- och konstruktionsteknik. Kunskap inom samtliga dessa områden har samlats i omfattande och välkända handböcker [2]. Genom all denna kunskap kan vi i dag producera betong med goda mekaniska egenskaper, och tillverka betongkonstruktioner med över hundra års förväntad livslängd, ett krav som numera ofta ställs av byggherren. En viktig förutsättning bakom ”portlandbetongens” framgång, framför allt i utomhuskonstruktioner, är att betongmaterialet är kompatibelt med den stålarmering som alltid krävs för att förhindra att konstruktionen spricker och havererar. Betongen har nämligen ungefär samma temperaturrörelser som stål, samtidigt som betongen har ett pH-värde som förhindrar att korrosion av den ingjutna stålarmeringen kan ske. Varje alternativt cement måste uppfylla samma krav på mekaniska egenskaper och beständighet som ett portlandcementbaserat cement om det ska kunna ersätta detta i vanliga konstruktioner och inte enbart begränsas till produktion av mindre specialprodukter. Bygg & teknik 7/12

Miljöpåverkan. Portlandklinker baseras huvudsakligen på kalksten, CaCO3. I cementugnen kalcineras denna, det vill säga koldioxid (CO2) avgår. 1 kg kalksten producerar 0,44 kg koldioxid. För att bränna ett ton normal cementklinker åtgår cirka 1,2 ton kalksten, det vill säga koldioxidproduktionen av kalcineringen är cirka 520 kg per ton klinker, vilket motsvarar cirka 490 kg per ton cement när detta helt saknar inblandade tillsatsmaterial. Detta är ett utsläpp som inte kan undvikas. Ytterligare koldioxidutsläpp sker från bränslet. I genomsnitt produceras cirka 860 kg koldioxid per ton svensk portlandklinker och cirka 740 kg koldioxid per ton svensk cement. Exakt hur stort utsläppet blir beror på klinkertypen, brännprocessen och mängd inblandat tillsatsmaterial. I framtiden kommer man troligen att öka andelen inmalda tillsatsmaterial, vilket medför att utsläppet av koldioxid kommer att minska i motsvarande mån. En stor del av den koldioxid som släpps ut vid cementproduktionen binds på sikt i betongen genom att denna reagerar med luftens koldioxid varvid kalksten återskapas. Teoretiskt kan all koldioxid från kalcineringen av kalkstenen åter bindas i betongen, men det förutsätter att all cement har reagerat i betongen och att koldioxiden kan tränga in genom hela betongkonstruktionen. Båda dessa krav förutsätter mycket lång tid (ofta sekler) från det att betongen tillverkades. Koldioxid från bränslet kan inte återvinnas. Cementtillverkning kräver energitillförsel i form av värme till cementugnen och elenergi till cementmalningen. Följande värden gäller för svensktillverkad cement, [3]: ● Värme: cirka 4 GJ per ton cement. ● Elenergi: cirka 130 kWh per ton cement. I dag anstränger sig cementindustrin att använda mera miljövänliga bränslen till cementugnen, till exempel lösningsmedelsavfall, oljerester, färgavfall, gummidäck, sopor, biomassa. Inom Cementa utgör dessa i dag cirka 30 procent av totala mängden värmeenergi varav cirka 45 procent är biomassa, [3]. Koldioxid som emitteras vid cementtillverkning av portlandcement kan även i princip fångas in och lagras i mark eller i hav. Då blir cementtillverkning koldioxidneutral. Teknik för detta existerar men har ännu inte använts i större skala vid cementproduktion. Provkörningar genomförs dock vid Norcems cementfabriker i Norge.

Det nya cementet

Produktionsprocessen. Novacem består av en blandning av magnesiumoxid (MgO) och hydratiserat magnesiumkarbonat. Utgångsmaterialet är ett magnesiumsilikat, till exempel talk, serpentin eller olivin. Cementproduktionen sker i tre steg i ett antal reaktorer, se figur 1. Bygg & teknik 7/12

Figur 1: Produktionsprocess för Novacem, [4]. Steg 1: I en lågtemperaturprocess (170 °C) vid högt tryck tillförs koldioxid. Samtidigt tillförs vattenånga och någon tillsats, till exempel natriumbikarbonat (NaHCO3). Därvid omvandlas råmaterialet (till exempel talk) till magnesiumkarbonat, (MgCO3). För att göra produktionsprocessen koldioxidneutral utnyttjas koldioxiden som produceras i steg 2. Steg 2: I en högtemperaturprocess (700 °C) kalcineras det i steg 1 bildade magnesiumkarbonatet. Den frigjorda koldioxiden går tillbaka till steg 1. Produktionsresultatet i steg 2 är ren magnesiumoxid, (MgO). Steg 3: En del av magnesiumoxiden från steg 2 används för att producera hydratiserat magnesiumkarbonat. Koldioxiden som behövs för detta kommer från förbränningsprocessen i steg 1 och 2 eller från extern källa. Det är mycket ofullständigt beskrivet hur processen i steg 3 går till, till exempel under vilket tryck och vid vilken temperatur. Den del av magnesiumoxiden som inte omvandlas till hydratiserat magnesiumkarbonat blandas med detta mineral. Resultatet är Novacem. Upphovsmännen till cementet anger följande fördelar med processen: ● Produktionen tycks ske i reaktor. Trots detta anges att processen är kontinuerlig och att den kan ske utan slitage på utrustningen. Upphovsmännen hävdar att en pilotanläggning tagits fram. Utseende och kapacitet hos denna har inte redovisats.

Man påstår att grövre utgångsmaterial kan användas än för produktion av portlandcement. ● Tillgången till råmaterial anges vara mycket stor. Världens tillgång på magnesiumsilikat av olika typ anges uppgå till mer än tio miljarder ton. Man hävdar att den utvecklade tillverkningsprocessen kan skalas upp till vad man kallar ”industrial scale”. Miljöpåverkan av tillverkningen. Upphovsmännen anger följande generella miljöfördelar hos det nya cementet, [4]: ● Eftersom utgångsmaterialet är magnesiumsilikat och inte kalciumkarbonat släpps ingen koldioxid ut vid processen (bortsett från den koldioxid som kommer från bränslet). ● Den relativt låga temperaturen (700 °C) innebär att mindre energi går åt än för produktion av portlandklinker. Dessutom kan man använda bränsle med lågt energiinnehåll, till exempel biomassa, vilket ytterligare reducerar koldioxidutsläppet. ● Produktionen av hydratiserat magnesiumkarbonat gör att koldioxid absorberas under tillverkningsprocessen till skillnad från vid tillverkning av portlandcement då koldioxid släpps ut. Man har gjort en simulerad tillverkningsprocess för att bedöma energibalansen. Bedömningen visar följande värden: ● Värme: cirka 2,1 GJ per ton cement. ● Elenergi: cirka 74 kWh per ton cement. Detta är cirka 50 à 60 procent av energibehovet för att tillverka portlandcement. ●

Tabell 1. ––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––– Produktionssteg Scenario 1: Scenario 2: Biomassabränsle Naturgas och el kg CO2 per ton cement kg CO2 per ton cement ––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––– Malning av råmaterial 8,4 8,4 Transport av dito 3,2 3,2 Värme 0 116,4 0 44,4 Elektricitet -31,7 -31,7 CO2-absorption i processen ––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––– Totalt -20,1 140,8

Koldioxidbalansen för tillverkningen beror på vilket bränsle som används. Man har genomfört beräkningar av koldioxidbalansen för två olika produktionsscenarior vad avser använt bränsle. Resultatet visas i tabell 1, [4]. Enligt scenario 1 konsumeras koldioxid vid tillverkningen. Enligt scenario 2 finns ett visst koldioxidutsläpp men detta är enbart cirka tjugo procent av utsläppet från produktion av portlandcement. Man anger att en processutveckling har genomförts innebärande att cementet innehåller en högre andel magnesiumkarbonathydrat. Därvid har ännu bättre koldioxidprestanda uppnåtts: ● Scenario 1: -108,5 kg CO2 per ton cement. ● Scenario 2: +52,3 kg CO2 per ton cement. Ökningen av mängden magnesiumkarbonathydrat påstås inte påverka cementets egenskaper negativt. Produktionskostnad – cementpris. Ingen uppgift finns om troligt cementpris. Man hävdar dock att det är jämförbart med priset för Portlandcement. Det är uppenbart att mycket stora investeringar krävs om hela den nuvarande storskaliga portlandklinkerproduktionen ska ersättas. Inga investeringskostnader för en produktionsanläggning är kända.

struktioner är att armeringsstål som gjuts in i betongen är skyddat mot korrosion. För att så ska vara fallet måste pH-värdet hos reaktionsprodukterna som omger stålet åtminstone vara högre än 10, gärna ännu högre (i portlandcementbaserad betong är pH av storleksordningen 13 till 14). Ingen uppgift finns om pH-värdet. Betongproduktionsteknik – färska betongens egenskaper. Ingenting presenteras när det gäller den färska betongens egenskaper, vilka är fundamentala för att cementet ska kunna användas praktiskt. Innan sådan information getts kan man inte bedöma om Novacem kan ha en framtid som bindemedel i traditionell betong. Betongens mekaniska egenskaper. Företrädare för Novacem hävdar att produkter baserade på detta cement är jämförbara med produkter baserade på portlandcement. Det ges inga fullständiga bevis för relevansen av detta påstående. Den enda information som ges är hållfasthetstillväxten hos några prover. Figur 2 visar hållfasthetstillväxten hos en cementpasta med obekant sammansättning och oklara härdningsförhållanden. Hållfasthetstillväxten tycks vara någorlunda lika den som till exempel gäller för svensk Byggcement, vilket framgår av

När det gäller den rörliga kostnaden hävdar upphovsmännen att tillverkning av Novacem är jämförbar med nuvarande cementproduktion. Belägg för detta påstående ges dock inte. Egenskaper hos cement och betong. Hydratationsmekanism, hydrationsutveckling och strukturutveckling. Den främsta reaktiva komponenten i Novacem är förmodligen magnesiumoxiden som bör bilda magnesiumhydroxid när cementet reagerar med vatten. Inga detaljer redovisas emellertid när det gäller reaktionsmekanismen. Så länge det inte uppges vilka reaktionsprodukter som skapas kan man till exempel inte bedöma långtidsstabiliteten hos produkter baserade på Novacem. Tabell 2. Inte heller är det ––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––– känt hur den fysika- Härdningstid Novacem (pasta) Byggcement (normbruk) liska strukturen hos ––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––– den hårdnade ce- 1 dygn cirka 35 % 38 % mentpastan ser ut. 2 dygn cirka 45 % 59 % Viktiga strukturegen7 dygn cirka 70 % 79 % skaper som inte beskrivs är: inre specifik yta, porositet, porstorleksfördelning, följande data där jämförelse görs med 28dygnshållfastheten för respektive materihygroskopicitet. Samtliga dessa egenskaper bör vara al. Jämförelsen är dock inte helt relevant beroende av cementets reaktionsgrad, eftersom sammansättningen och härdoklart hur. En viktig egenskap om Nova- ningsförhållandena hos pastan är okända cem ska kunna användas i armerade kon- se tabell 2. Hållfasthetstillväxten är som förväntat beroende av härdningstemperaturen. Exempel på detta visas i figur 3 på sidan 32 för en betong med okänd sammansättning. Denna figur antyder att hållfasthetstillväxten vid +20 °C är långsammare än för cementpastan i figur 2. Exempel: 1dygnshållfastheten är enbart cirka tjugo procent av 28-dygnshållfastheten. Denna stora skillnad mellan kurvorna i figur 2 och figur 3 är förvirrande. Möjligen är hållfasthetskurvan i figur 2 baserad på cementpasta som härdats vid förhöjd temperatur. Uppenbarligen saknas mycket information om Novacems hållfasthetspotential. Man kan inte bara förlita sig på några få hållfasthetskurvor med oklar bakgrund för att dra slutsatser om cementets potential som konstruktionsmaterial. När det gäller andra viktiga mekaniska Figur 2: Hållfasthetstillväxt hos en Novacempasta som funktion av egenskaper, till exempel draghållfasthet, härdningstiden, [4]. töjbarhet, krympning, krypning, elasticiBygg & teknik 7/12

Vi kan även i färg

Sika® ColorCrete - Infärgad betong ger nya möjligheter.

Sika Sverige AB, Tel: 08-621 89 00, www.sika.se

Sika® ColorCrete finns i olika kulörer som kan ge betongkonstruktioner ett unikt utseende med kontraster och nyanser som dessutom är beständigt och hållbart.

Figur 3: Hållfasthetstillväxt hos vattenlagrad Novacembetong vid två olika härdningstemperaturer under första dygnet (+20 °C efter första dygnet), [4]. tetsmodul, slitstyrka, vidhäftning till armering, med flera egenskaper ges ingen information. Man har uppenbarligen huvudsakligen studerat tryckhållfasthet. Beständighet. Frågan om betongens förmåga att skydda mot armeringskorrosion är fundamental men obekant. Om denna egenskap kan ifrågasättas begränsas Novacem till användning i torra miljöer såsom vanlig inomhusmiljö. Om betong med Novacem ska användas i utomhuskonstruktioner i kallt klimat är frostbeständigheten av stor vikt. Därför måste man studera sådana egenskaper som frysbart vatten, vattenabsorption, motståndsförmåga mot frost i kombination med salt. För betong som används i inomhusmiljö är fuktfixering och fukttransportegenskaper viktiga eftersom de påverkar risken för byggfuktskador. Motståndsförmågan mot kemisk attack och förmågan att stå emot urlakning är viktiga för många applikationer. Ingen av dessa beständighetsegenskaper redovisas i öppet tillgängligt informationsmaterial. Det förefaller därför som om beständigheten hos betong baserad på Novacem inte studerats i särskilt hög grad. Konstruktionsteknik. Några undersökningar av hur Novacem uppför sig i konstruktionsbetong har inte redovisats. Det är självklart att beprövade bindemedel som de portlandbaserade inte kan bytas mot ett helt nytt magnesiumbaserat bindemedel utan att man gjort omfattande studier av hur bindemedlet fungerar i konstruktioner av olika typ.

Sammanfattande bedömning

Novacem är ett intressant cement ur ren miljömässig synpunkt. Detta beror på det låga koldioxidutsläppet eller i bästa fall koldioxidupptagningen vid tillverkningen, kombinerat med den tämligen låga tillverkningstemperaturen som ger ener32

gibesparing. Många faktorer talar dock mot att cementet skulle få något större genomslag: ● Det är svårt att förstå hur dagens mycket rationella, kontinuerliga och storskaliga tillverkningsprocess av portlandklinker ska kunna ersättas av den tillverkning i reaktorer vid högt tryck och vid två olika temperaturer som krävs i Novacemprocessen. Det förefaller som om hittillsvarande produktion av små mängder Novacem har skett i laboratorieskala. ● Det är omöjligt att göra en bedömning av vilka fasta kostnader som krävs för att etablera en Novacemfabrik. Inte heller är den rörliga kostnaden för Novacemproduktion kända. Upphovsmännens påstående att priset skulle vara jämförbart med priset för Portlandcement saknar därför trovärdighet. ● De enskilda fyndigheterna av utgångsmaterialet magnesiumsilikat är ofta små och geografiskt spridda. Den mest kända fyndigheten i Sverige är Handöl i Jämtland, där materialet förekommer i täljsten. Cementproduktion i stor skala förutsätter stora mängder råmaterial. ● Materialegenskaperna hos Novacem är nästan totalt okända. Det enda som redovisats är några hållfasthetskurvor. En orsak är möjligen att man inte kunnat producera de stora mängder cement som krävs för mer omfattande provningar. Det framgår inte heller om upphovsmännen till cementet har etablerat kontakt med forskare inom betongområdet. ● För att Novacem ska kunna användas som ”konstruktionscement” och inte enbart i enklare betongvaror krävs omfattande forskning inom alla de tre områdena, betongproduktionsteknik, materialteknik och konstruktionsteknik. För att ta fram all den kunskap som fordras för att man ska kunna använda Novacem till att bygga säkra betongkonstruktioner krävs mycket omfattande forsknings- och utvecklingsinsatser.

Den sammanfattande bedömningen är alltså att man på grundval av kända fakta inte kan tro att Novacem har den stora potential som upphovsmännen hävdar. Möjligen kan det tämligen snabbt, när produktion kommer igång, få viss tillämpning i byggvaror som inte används för konstruktiva ändamål. Då kan dess goda miljöprofil ge marknadsfördelar. Redan i dag finns dock flera ”miljövänliga” bindemedel som används inom detta segment. Om miljöprofilen hos dagens cement ska förbättras är förmodligen det mest näraliggande att behålla befintlig produktionsteknik för Portlandklinker, men utveckla teknik för att fånga in och lagra koldioxiden från tillverkningen, att använda miljövänliga bränslen, till exempel biomassa av olika typ och att utnyttja industriella restmaterial. Redan i dag görs stora ansträngningar i dessa riktningar. Det är mycket viktigt att dessa förändringar inte får negativ påverkan på cementets förmåga att ge betongkonstruktioner med mycket hög säkerhet och beständighet. ■

Referenser

[1] Fagerlund, G.: Novacem. Magnesiumbaserat cement med gynnsam miljöprofil. Bedömning av cementets potential. Avd. byggnadsmaterial LTH. Rapport TVBM-7210, 2011. [2] Svensk Byggtjänst: Fyra betonghandböcker: Konstruktion, Material, Arbetsutförande, Högpresterande Betong. [3] Cementa. Hållbarhetsredovisning 2009. [4 Vlasipoulus, N.: Novacem – a carbon negative cement for the construction inudustry. Ingår i handlingar från 1st Future Cement Conference and Exhibition 2011 organiserad av London Chamber of Commerce and Industry, 9 February 2011.

Korsordsvinnare Här följer de fem vinnarna av Krysset i nummer 6/12:

Ingemar Engvall, Avesta Eva-Lena Gustafsson, Göteborg Martin Lidberg, Västra Frölunda Sara Strand, Hörby Jan-Olov Ungerstam, Sundborn. Vi ber att få tacka alla deltagare och gratulera vinnarna, biobiljetter är på väg.

Red. Bygg & teknik 7/12

Mätning av betongens elasticitetsmodul Vanligtvis bestäms betongens elasticitetsmodul i normer med standardmetod för tryckprovning av betong, vanligtvis cylindrar (höjd 300 mm och 150 mm diameter). Cylindrarna trycks och stukningens utveckling för utvärdering av elasticitetsmodulen mäts längs höjden på cylinderns ömse sidor. Emellertid finns det friktion mellan belastningsplattorna av stål och betongcylinderns ändytor. Friktionen hindrar cylinderns topp och botten att expandera, då cylindern tryckbelastas. Detta leder till utböjning av cylinderns sidor. På cylindern sidor mitt på dess höjd på ömse sidor används givare för vertikal stukningsmätning. På grund av cylindersidornas utböjning kommer den uppmätta stukningen att reduceras av böjningens töjning. Den totala stukningen blir då mindre än den skulle vara, om det inte fanns någon friktion och böjning av cylinderytorna.

Denna stukningsreduktion ignoreras eftersom den anses vara så liten att den inte har något inflytande. Effekten av stukningens reduktion blir mer uttalad för svagare betong vars draghållfasthet utgör en större del av tryckhållfastheten. Elasticitetsmodulen från sådana mätningar blir något för stor i jämförelse med när dubbla teflonskivor används mellan betongcylindern och lastplattorna av stål för att avlägsna friktionen. Följaktligen är elasticitetsmodulen i normer lite för stor, särskilt för låga betonghållfastheter och detta skulle kunna äventyra framför allt konstruktioners stabilitet.

Betongens elasticitetsmodul

Elasticitetsmodulen i betongnormer baseras på tester som går tillbaka till de försök Artikelförfattare är Ralejs Tepfers, Institutionen för bygg- och miljöteknik, Konstruktionsteknik, betongkonstruktioner, Chalmers tekniska högskola, Göteborg.

Bygg & teknik 7/12

Figur 1: Tester som samlats in av M. Roš (1937) på EMPA i Zürich visade i Betonghandbok, Material (1994). som samlats in av M. Roš (1937) på med skjuvningseffekter till vertikala EMPA i Zürich och visas i figur 1 som sprickor orsakade dragspänningar i tvärfunktion av betongens tryckhållfasthet. riktningen hos betongcylindern, figurerna Provkropparna är cylindrar eller betong- 2, 3 och 4 (se sidan 34). I Tepfers et al prismor. I figuren finns också markerad (2011) försök mättes fördelningen av tvär linjen för den svenska betongnormen töjningen utmed höjden med töjningsgiBBK, placerad på den säkra sidan om vare på betongcylindrar med dubbla teelasticitetsmodulens medellinje. Sprid- flonskivor på tryckytorna. Det konstateningen av mätresultaten beror främst på rades då att tvärtöjningen blev jämnt förolika typer av använd ballast och kom- delad utmed cylinderhöjden när de dubbla pakteringen av den provade betongen. teflonskivorna tog bort friktionen mellan Vid tester med CFRP-omlindade be- betongcylinderns ändar och lastplattorna tongcylindrar utförda av Rousakis (2001) drogs slutsatsen att friktionen mellan betongen hos cylinderändar och stålplattorna för belastning kommer att deformera cylindrarna enligt figur 2, vänster cylinder, och påverka resultatet av den studerade CFRPomslutande effekten på betongen. Därför användes erfarenheter från först senare publicerade försök av Tepfers et al (2011), för att ta bort Figur 2: Friktion i cylinderändar ger vid friktionen med hjälp av tryckbelastning böjning av cylindrarnas vertikala dubbla teflonskivor melsidor, där mätinstrumenten är belägna, vänster lan betong och belastcylinder. Böjning ger töjning, vilket minskar ningsplattor av stål. Då stukningen orsakad av tryckbelastning. Utan friktion, ändrades cylindrarnas blir brott sprickorna vertikala, höger cylinder. tryckbrottbild från koner 33

av stål, se figur 5, det vill säga cylinderns sidor böjdes inte.

Teflonskiktens effekt på betongens cylinderhållfasthet

Teflonskiktens friktionsborttagande effekt studerades hos fem betonghållfastheter i Rousakis (2001). Slutsatsen blev att det finns en liten hållfasthets sänkande effekt för cylindrar utan friktion som tilltar när betongens tryckhållfasthet ökar, figur 6.

Effekt av teflonskikt på betongens uppmätta elasticitetsmodul

Figur 3: Brottbilder av betongcylindrar, vänstra bilden med friktion vid ändytor och den högra med teflonskikt för att ta bort friktion, Rousakis (2001).

Figur 4: Betongcylindrar efter brott med vertikala brottsprickor, där dubbla teflonskikt mellan cylinderändar och lastplattor av stål har använts. Siffrorna under cylindrarna markerar betongens nominella tryckhållfasthet, Rousakis (2001).

Elasticitetsmodulen för fem betonghållfastheter bestämdes på cylindrar med dubbla teflonskikt som tar bort friktion i Rousakis (2001). Den i tester erhållna uppmätta modulen E1test jämförs med den enligt CEB-FIP Model Code (1990) beräknade efter 28 dagar, E1c, i figur 7. Beräkning sker enligt: E1c = Eco [fcm / fcmo]1/3, (1) där Eco = 2,15 x 104 MPa; fcm är medeltryckhållfasthet efter 28 dagar i MPa; fcmo = 10 MPa. Elasticitetsmodulen E1c beräknad enligt CEB-FIP Model Code (1990) bygger på att den bestäms på betongcylindrar utan teflonskikt enligt standardförfarande. När stukning mäts med töjningsgivare på cylindrar utan teflonskikt förhindras cylindern att expandera vid sina ändar. Den mellersta delen kommer därvid att böja ut något. Denna böjning ger upphov till töjning, som överlagrar stukningen. Därigenom kommer stukningen för bestämning av elasticitetsmodul att reduceras och modulen blir för stor. Betongens draghållfasthet för betongkvalitet C12 är ungefär tretton procent av tryckhållfastheten och för C80 cirka sju procent. Då tryckbrottet egentligen bestäms av be-

Figur 5: Uppmätt fördelning av tvär töjning hos betongcylindrar under belastning när två teflonskikt används mellan cylindern och belastningsplattor av stål, Tepfers et al (2011). 34

Bygg & teknik 7/12

Lägre betongelasticitetsmodul E1test än vad som ges av normen för beräkningar kan leda till alltför stora strukturella deformationer och kan äventyra konstruktionens, särskilt pelares, stabilitet.

Slutsatser

Betongens elasticitetsmodul som bestäms på cylindrar med dubbla teflonskikt mellan betongFigur 6: Jämförelse av betongens tryckhållfasthet med en och tryckplattorna och utan dubbla teflonskikt som tar bort friktion, av stål utan friktion Rousakis (2001). Svarta staplar från försök med friktion speglar den verkliga och ljusare utan. situationen i till exempel pelare. Eftertongens dragbrott i tvärriktningen, blir som det finns mycket liten friktion vid friktionsböjning av cylinderns sidor rela- cylinderns ändar under belastningen extivt större för lägre betonghållfasthet. panderar cylindern under tryck lika Därigenom kommer reduktionen av stuk- mycket utmed hela dess höjd och det ningen att bli mer för svagare betong och finns ingen stukningsreduktion på grund följaktligen den uppmätta modulen större, av böjning av cylinderns mantelytor. Efsom det framgår av figur 7. fekten av böjningen orsakad av friktion är mer uttalad för svagare betong. Elasticitetsmodulen i normerna, särskilt för svagare betong, blir då för stor, eftersom dess bestämning sker med cylindrar enligt standardförfarande som har friktion. I praktiken överstiger normalt betonghållfastheten den för konstruktionen valda tryckhållfastheten, då betong med lite högre tryckhållfasthet än den beställda levereras för att undvika undertramp. Dessutom är elasticitetsmodulen i beräkningar baserad på betongens 28 dagars hållfasthet, men betongen, när den blir äldre, ökar Figur 7: Jämförelse mellan E1test och E1C beräknad sin styrka och även enligt CEB/FIP Model Code (1990) och Valdmanis et al elasticitetsmodul. Le(2007).Figur 7: Jämförelse mellan E1test och E1C verans av starkare beberäknad enligt CEB/FIP Model Code (1990) och tong och betongens Valdmanis et al (2007). ålder medför att elas-

Bygg & teknik 7/12

ticitetsmodulen som används i beräkningarna ger tydligen tämligen korrekta deformationer hos konstruktionen. Därför har det antagligen inte förekommit några klagomål på konstruktioner vars deformationer överstiger de beräknade. Normförfattare bör dock ta hänsyn till att det finns töjning på grund av mantelytans böjning som påverkar den uppmätta stukningen och därigenom elasticitetsmodulen när de formulerar en lämplig formel för att bestämma betongens elasticitetsmodul för olika 28 dagars betonghållfastheter. När betongen blir äldre ökar den sin styrka, varför formeln skulle kunna kompletteras med elasticitetsmodulens ökning med tiden när betongen blir äldre. Nödvändiga säkerhetsaspekter måste beaktas av normförfattare. ■

Referenser

Roš M., Versuche und Erfahrungen an ausgeführten Eisenbetonbauwerken in der Schweitz. Zürich, Eidgenössische Materialprüfungsanstalt, EMPA, 1937, Bericht No. 39. Ljungkrantz Ch., Möller G. & Petersons N., Betonghandbok, Material, utgåva 2, 13.2.3 Elasticitetsmodul. Svensk Byggtjänst Stockholm, 1994. pp. 463– 468. Rousakis T., Experimental Investigation of Concrete Cylinders Confined by Carbon FRP Sheets, under Monotonic and Cyclic Axial Compressive Load. Chalmers University of Technology, Division of Building Technology, Work No 44. Publication 01:2, Göteborg, 2001. p. 81. Tepfers R., Sjöström G.O., Svensson J.I. & Herrmann G., Development of a method for measuring destruction energy and generated heat at fatigue of concrete. Civil Engineering ´11, 3rd International Conference 12–13 May, 2011, Proceedings Volume 3, Faculty of Rural Engineering, Latvia University of Agriculture, Jelgava 2011. ISSN2255-7776. pp. 117– 124. CEB/FIP Model Code 1990. Thomas Telford, London, 1993, Bulletin d’information No. 213/214, Comité Euro-International du Béton, Lausanne, pp. 39–40. Valdmanis V., De Lorenzis L., Rousakis T. & Tepfers R., Behaviour and capacity of CFRP-confined concrete cylinders subjected to monotonic and cyclic axial compressive load. Structural Concrete, Journal of the fib, Volume 8, Number 4, December 2007. Thomas Telford, London, pp.187–200.

Beräkningsanvisningar för strukturell dynamisk respons vid explosionsbelastning Uppdrag

Lilla Bommen 5 411 04 GÖTEBORG Tel 010–211 50 00 Fax 010–211 50 55

Uppdragsnr

Artikel till B&T

Beräkningsanvisningar för strukturell dynamisk respons vid explosionsbelastning

Sida

2(11)

Datum

Sign

2012-09-09

Resultatet finns redovisat i ett antal publikationer, vilka tillsammans utgör MSB:s referensdokument inom området, och finns tillgängligt för alla på MSB:s hemsida. Denna hemsida innehåller såväl forskningsresultat som tillämpningslitteratur och genom att krav ochexempellösningar. lösningar i normgivDen strukturella responsen hos en explosionsbelastad konstruktion kan ningen baseras på adekvat kunskap. För att införskaffa, bevara samt utveckskilja sig väsentligt från den som fås ettlastort För MSB är det väsentligt att ha teoretiskt inom kunskapsområdet fysiskt skydd för att en sådan kunskap ärdjup det nödvändigt att i vid en statisk belastning. Myndighedärigenom kunna vara säker på att detalj de konstruktioner som mandynaansvarar för håller den kvalitet som kunna studera den strukturella ten för samhällsskydd och beredmiska responsen. Ett sätt att göra detta är lagstiftaren förväntat sig. Nyttan avattden uppbyggda kunskapsbanken är dock betydligt större än att utföra olika typer av fältförsök med exskap (MSB) har, som en del i sitt enbart tillgodose behov. har därför, som ettärvidgat tillskott till samhällsnyttan, ansetts plosionsbelastning. Detta dock både ansvarsområde omMSB:s det fysiska skyd- Det dyrt och omständligt samt ger inte nödviktigt att föra ut information till andra intressenter om hur kunskapen om dynamiska förlopp har det, tagit fram en omfattande kunvändigtvis en tillräckligt klar bild av det sin giltighetinom i hantering av bebyggelsen. skapsbank området dynamisk fysikaliska skeendet. Ett annat, betydligt respons. För en ökad samhällsnytta mindre resurskrävande, tillvägagångssätt är det önskvärt att vetskapen om är att med avancerade bevarande datamodeller över be- tiden får en tillräcklig stabilitet Det är också väsentligt att kunskapsuppbyggnadens skriva den ingående fysiken så att den denna når ut till en större krets så så att man inte riskerar att hamna i strukturella ett alltförresponsen sårbartistället personberoende. Bedömningen är att kan simuleatt framtagen kunskap även kan anras medom tillräcklig noggrannhet. kunskapen bäst odlas och vidmakthålls den får en bredMed ochdetta gränsöverskridande tillämpning och vändas vid andra tillämpningar för som grund har MSB sedan många år förståelse. Här har Chalmers viktig roll att fungera som ett kunskapsbärare, något som hantering av extrema dynamiskaäven en Artikelförfattare är Morgan avtal med Chalmers tekniska högskola att garanterar att kunskapens bevarande blir mer studera stabil och över tiden. laster i bebyggelsen. Johansson, tekn dr på Reinertsen på forskarnivå utveckla sådana Sverige AB, Björn Ekengren, beräknings- och analyshjälpmedel. De foransvarig för fysiskt skydd på MSB, MSB ansvarar bland mycket annat för skare som kunnat disputera genom detta För att ytterligare bidra till en ökad kunskapsspridning inom områdetLeo planerar MSB att under nästa Laine, tekn dr på LL-Engineering området fysiskt skydd för befolkningen. arbete har sedan blivit anlitade för fortsatt årDetta genomföra ettkrav ellerpåflera seminarier utifrån kunskapsdokumenten Markstötvåg, och Joosef Leppänen, universitetsställer höga kunskap om kunskapsuppbyggnad och analysarbete, Luftstötvåg, lektor på Konstruktions teknik, och förståelse för effekterna av extraordifrämst genom företagen Reinertsen, Cowi Splitterverkan samt Bebyggelsens motståndsförmåga, se Figur 1. På hemsidan har därför byggts Chalmers tekniska högskola. nära belastningar såsom impulslaster från och LL Engineering. Arbetet har då också upp en avdelning med merbeteende information omkunnat dettagenerera där man kan anmäla sitt intresse för dessa frågor explosioner. En konstruktions parallellt den erforderliga I sitt arbete inom kunskapsområdet blir fysikaliskt vid dennaseminariet. typ kunskapsmassan, som i Sverige på upp samt att deltaannorlunda i det planerade Tankennågot är att kunna fånga kunniga och intresserade av belastning jämfört med normala, sta- forskningsnivå tidigare inte funnits doku- fysiskt skydd har MSB utarbetat en domänniskor kring dessa frågor samt sprida framtaget specialkunnandekumentstruktur till verksamma konstruktörer, på olika nivåer: tiska belastningar och detta måste beaktas menterat på ett tillfredsställande sätt.

särskilt i form av konkreta tillämpningsexempel.

Figur 1 36

Figur 1: Centrala publikationer i MSB:s kunskapsbank.

Centrala publikationer i MSB:s kunskapsbank.

Bygg & teknik 7/12

● Styrande dokument (Skyddsrumsregsonberoende. Bedömningen är att kun- tive ämnesområde. Som ett viktigt komler, Komponenter) skapen bäst odlas och vidmakthålls om plement till dessa har även tre publikatio● Implementerande dokument (Exempel- den får en bred och gränsöverskridande ner om bebyggelsens motståndsförmåga samling, Seminarieserie, artiklar i Bygg tillämpning och förståelse. Här har Chal- tagits fram, vilka utgör en mer tillämpad & teknik med flera) mers även en viktig roll att fungera som inriktning för strukturell dynamisk re● Kunskapsdokument (Luftstötvåg, kunskapsbärare, något som garanterar att spons hos explosionsbelastade konstrukMarkstötvåg, Splitterverkan med flera) kunskapens bevarande blir mer stabil tioner. Nedan ges en kort introduktion av Resultatet finns redovisat i ett antal över tiden. dessa kunskapsdokument med anspelning publikationer, vilka tillsammans utgör För att ytterligare bidra till en ökad till illustrationer i figur 2. MSB:s referensdokument inom området, kunskapsspridning inom området planeLuftstötvåg. En explosion i luft ger och finns tillgängligt för alla på MSB:s rar MSB att under nästa år genomföra ett upphov till en kompakt gas med stort hemsida. Denna hemsida innehåller såväl eller flera seminarier utifrån kunskapsdo- energiinnehåll som under högt tryck forskningsresultat som tillämpningslitte- kumenten Luftstötvåg, Markstötvåg, tvingar tillbaka den omgivande atmosfäratur och exempellösningar. Splitterverkan samt Bebyggelsens mot- ren. Denna plötsliga expansion ger uppFör MSB är det väsentligt Uppdrag att ha ett ståndsförmåga, se figur 1. På hemsidan hov till enUppdragsnr stötvåg som i överljudshastigSida stort Lillateoretiskt Bommendjup 5 inom kunskapsområ- har därför byggts upp en avdelning med het rör sig ut från explosionens centrum. Artikel B&T 3(11) det411 fysiskt skydd för att därigenom kunnatillmer information om detta där man kan Omedelbart bakom stötvågsfronten finns 04 GÖTEBORG vara på att50de där bland annat tryckSign och temTel säker 010–211 00 konstruktioner som anmäla sitt intresse för dessa frågor samt en region Datum man för50håller den kvalitet som att delta i det planerade seminariet. Tan- peratur kan vara markant högre än i den 010–211 55 Faxansvarar Beräkningsanvisningar för strukturell dynamisk respons vid explosionsbelastning 2012-09-09 MJ lagstiftaren förväntat sig. Nyttan av den ken är att kunna fånga upp kunniga och ostörda luften framför fronten. Alltefteruppbyggda kunskapsbanken är dock be- intresserade människor kring dessa frågor som stötvågen avlägsnar sig från explotydligt större än explosionslast att enbart tillgodose samt sprida framtaget specialkunnande sionens källa, avtar dock energiintensiteLaster från MSB:s behov. Det har därför, som ett till verksamma konstruktörer, särskilt i ten i den påverkade volymen, vilket leder vidgat tillskott till samhällsnyttan, ansetts form av konkreta tillämpningsexempel. till att tryck och temperatur snabbt återgår Stommen MSB:s kunskapsbank vilka publikationerna viktigt att förai ut information till andra utgörs av framtagna kunskapsdokument, till sitt av ursprungliga läge. Ett typiskt frånsplitterverkan explosionslast utgör en central behandlande markstötvåg samt del. Samtliga dessa intressenter om hurluftstötvåg, kunskapen om dyna- Laster tryck-tidssamband hos en ideal luftstötmiska förlopp har sin giltighet i hantering i figur 2. Av detta framgår att Stommen iinom MSB:srespektive kunskapsbank utgörs våg visas publikationer ger en grundlig genomgång ämnesområde. Som ett viktigt av bebyggelsen. av framtagna kunskapsdokument, av vilka stötvågen kan delas upp i en positiv och komplement till dessa även trepublikationerna publikationer om bebyggelsens fram, beDet är också väsentligt atthar kunskapsen negativ fas där dentagits förra uppvisar behandlande luftstötvåg, motståndsförmåga vilka utgör en mer tillämpad för strukturell dynamisk hos explosionsbelastade uppbyggnadens bevarande över tiden inriktning får markstötvåg högre tryck men kortare varaktigsamt splitterverkan utgör respons en tydligt enkonstruktioner. tillräcklig stabilitetNedan så att man inte rishet än den senare. En stötvågtillutgör ett central del. Samtliga dessa publikationer ges en kort introduktion av dessa kunskapsdokument med anspelning kerar att hamna i ett alltför sårbart per- ger en grundlig genomgång inom respek- högst dynamiskt fenomen där väldigt

illustrationer i Figur 2.

Typiskt tryck-tidssamband för ideal luftstötvåg. Typiskt tryck-tidssamband för ideal luftstötvåg.

Reflexion av av markstötvåg. Reflexion markstötvåg.

Skadefenomen ii betong av av Skadefenomen betongorsakad orsakad splitterverkan. splitterverkan.

Ekvivalent statisk last last kontra impulslast. Ekvivalent statisk kontra impulslast.

Figur 2: Representativa bilder av luftstötvåg, markstötvåg, splitterverkan samt ekvivalent statisk last mot struktur.

Figur 2

Bygg & teknik 7/12

Luftstötvåg

Representativa bilder av luftstötvåg, markstötvåg, splitterverkan samt ekvivalent statisk last mot struktur.

höga lastvärden kan verka under en deformationsförmåga som blir avgörande spons i de inledande skedena kan därför mycket begränsad tidsperiod, något som för dess förmåga att utstå aktuell last. Det betraktas som att dess randvillkor är tidsmedför att det kan vara mer relevant att är vanligt att inte explicit beakta dynami- beroende. använda begreppet impulstäthet än tryck ken vid dimensioneringen mot en impulsför att beskriva dess lastegenskaper. Vad last utan istället använda en så kallad ek- Beräkningskoncept för som har störst betydelse – övertryck eller vivalent statisk last. Denna statiska last lastupptagning vid impulsbelastning impulstäthet – beror dock på lastens var- ges samma utbredning som den verkande Beräkningskonceptet vid en impulsbeaktighet i förhållande till den studerade impulslasten och dess storlek väljs så att lastning är att det ska råda energibalans strukturens dynamiska egenskaper. den genererar samma yttre arbete som mellan det yttre arbetet Wy och det inre Markstötvåg. Principerna för en mark- impulslasten. För flertalet tillämpningar arbetet Wi. För en byggnad som förväntas stötvåg är i flera avseenden desamma fungerar en sådan metodik bra och har utsättas för extrem impulsbelastning är som för en luftstötvåg. Skillnader i jord- även fördelen att den ger verksamma det därför generellt av vikt att den är utmaterialets sammansättning medför dock konstruktörer, som normalt är vanare att formad på ett sådant sätt att den kan uppäven att det finns viktiga skillnader. En använda statiska laster, en ökad förmåga visa en seg strukturell respons med bibelöst packad jord minskar laststyrkan med- att tillfredsställande hantera aktuell lastsi- hållen bärförmåga. En seg respons hos utan en hårt packad jord leder till en ökad tuation. satt konstruktion säkerställer en effektiv last. Vidare fås en ökad lasteffekt om jorDet är dock viktigt att inse att den ekvi- energiupptagande förmåga med möjlighet dens tomrum, porvolymen, är vattenfyllt. valenta statiska last som tagits fram för en till kraftomlagringar så att ett lokalt brott En annan betydelsefull parameter är på given kombination av dynamisk last och inte leder till total kollaps. Denna devis vilket djup under markytan som en explo- belastad konstruktionsdel bygger på vissa gäller även vid statisk belastning men är sion inträffar – ju närmare ytan explosio- bestämda förutsättningar. Om inte dessa särskilt viktigt vid exceptionell dynamisk nen sker desto mindre last förs ner i mar- uppfylls blir inte heller den ekvivalenta belastning såsom är fallet vid explosionsken eftersom spridning sker upp i luften. statiska lasten representativ. Vidare måste last. För en konstruktion utsatt för en såÄven i ett sådant fall har jordmaterialets man som konstruktör vara medveten om, dan last är det inte heller dess maximala egenskaper stor betydelse på slutlig lastni- samt beakta, att en dynamiskt belastad lastkapacitet som är av primärt intresse. vå. En annan skillnad gentemot en luft- konstruktion kommer svänga fram och Istället är det dess totala energiupptastötvåg är att den last som verkar i en gi- tillbaka, något som även orsakar laster i gande förmåga, det vill säga dess deforven punkt i marken i större grad påverkas en riktning motsatt den som den yttre las- mationsförmåga i kombination med tillav reflexion mot överliggande (markytan) ten verkar i. Det är värt att poängtera att hörande lastupptagning, som blir avgöoch underliggande (till exempel berg eller även om metodik med ekvivalent statisk rande för dess lämplighet som skydd. grundvattennivå) material, vilket resulte- last fungerar bra för att bestämma maxiFör att illustrera den strukturella rerar i att markstötvågen får ett mer kompli- mal påkänning i konstruktionen så kan sponsen hos en impulsbelastad konstrukcerat utseende än vad som är fallet med det råda betydande skillnader i den initia- tion används här ett enfrihetsgradssystem den ideala luftstötvågen, se figur 2. la globala responsen hos en dynamiskt av en kropp med massan m som utsätts Splitterverkan. När en bomb detonerar belastad konstruktion jämfört mot vad för en last F(t) och vars förskjutning u kan, förutom en luftstötvåg, även splitter i som fås vid en belastning av motsvarande motverkas av ett inre statiskt motstånd varierande storlek skapas. Splitter upp- ekvivalenta statiska lastfall. Om den ver- R(u) såsom illustreras i figur 3. Impulskommer då en bombs hölje fragmenteras kande impulslasten är tillräckligt intensiv lasten F(t) som verkar mot kroppen ger och består av delar från höljet av varie- är det exempelvis möjligt att en del av upphov till en förskjutning u hos denna rande form och storlek. Splitter som träf- konstruktionen går till lokalt brott innan och från det resulterande last-förskjutfar ett mål kan antingen penetrera – en annan konstruktionsdel ens har påver- ningssambandet F(u) kan det yttre arbetet tränga in i – eller perforera – tränga ige- kats – förenklat kan sägas att den senare Wy bestämmas. Detta balanseras av ett nom – målet. Vid splitterträff av en be- konstruktionsdelen för ett sådant fall är inre arbete Wi, vilket baseras på den inre tongkonstruktion kommer betongen när- ”ovetande” om att en belastning har skett. kraft R(u) som alstras iUppdragsnr kroppen vid för-Sida Uppdrag mast anslaget att krossas och kraterbildtill detta är att det tar tid för skjutning. Hur sambandet för denna inre6(11) Lilla Bommen Anledningen 5 Artikel till B&T 411 04iGÖTEBORG ning att ske såsom schematiskt visas fi- informationen om en yttre last att färdas kraftupptagning R(u) ser ut beror på iSign Datum Tel 010–211 50 00 gur 2. Penetrationsförloppet kan Fax även010–211 or- genom materialet och konstruktionens rekonstruktionen ingående material och ut50 55 Beräkningsanvisningar för strukturell dynamisk respons vid explosionsbelastning 2012-09-09 MJ saka omfattande sprickbildning och den uppkomna kraterbildningen gör att konstruktionens effektiva tjocklek, och därmed bärförmåga, lokalt minskar. Vidare kan armering som träffas av splitter skadas eller gå av. Är penetrationsdjupet tillräckligt stort kan även utstötning fås på anslagets baksida, det vill säga att betong slits loss från den belastade konstruktionen. Detta sker när en tryckvåg, orsakad av exempelvis en infallande stötvåg eller splitter, reflekteras till en dragvåg på väggens baksida som överstiger betongens draghållfasthet. Ekvivalent statisk last. Den strukturella responsen hos en statiskt respektive dynamiskt belastad konstruktion kan skilja sig åt väsentligt. Detta gäller framförallt för en intensiv men kortvarig impulslast där konstruktionens maximala Figur statiska av en yttre last F(u), inre 3 Schematisk bild av yttre Figur 3: Schematisk bild arbete av yttreWarbete Wy, orsakad av en yttre lastoch F(u), ocharbete Wi, y, orsakad lastkapacitet ofta får en underordnad betyinre arbete av enEnergibalans, inre kraft R(u).WEnergibalans, alstrad av en W inre kraft R(u). resulterande y = Wi, avgörW i, alstrad y = Wi, avgörmaximal delse. Istället är det konstruktionens masresulterande förskjutning utåt hos den belastade kroppen. förskjutning utot hosmaximal den belastade kroppen. sa samt kombination av lastkapacitet och 38

Beräkningsmetod

Bygg & teknik 7/12

RÄTT FRÅN BÖRJAN Felaktigt utförda vatteninstallationer orsakar en massa elände. Vattenskador, legionellasmitta och frysskador för att nämna några. Projektera VVS-installationen efter branschreglerna – för din säkerhets skull. Ha ditt på det torra och använd erfarenheten som regelverket ger. På www.säkervatten.se hittar du Branschreglerna och de auktoriserade VVS-företagen nära dig.

SLUTA TA RISKER MED VATTNET! www.sakervatten.se

T! NYHE

PUR injektering s Laga och täta betong med effektiva renoveringssystem

Tel 0706-16 60 25 s www.cementor.se

Fönster för generationer Med H-Fönstret i Lysekil blir det tyst, varmt, tryggt och skönt. Vi tillverkar täta underhållsfria aluminiumfönster med träklädd rumssida och överlägsen livslängd. Unik konstruktion! w ww.hfonstret.se

H-Fönstret AB | Gåseberg 420 | 453 91 Lysekil | Tel 0523-66 54 50 | Fax 0523-478 74

Välkommen 2012-2013! Nu är det dags att planera in höstens och vinterns kurser.

Skyddsrumsdagen: Luleå 6 november, Upplands Väsby 7 november, Örebro 8 november, Göteborg 13 november, Malmö 14 november, Helsingborg 15 november, Södertälje 20 november och Jönköping 21 november. Skyddsrumssakkunnig: 12-13 mars 2013 i Upplands Väsby. Övriga kurser: Kontrollansvarig grund och uppdatering - Entreprenadjuridik - BBR inom brand, VVS och Bygg Byggarbetsmiljösamordnare BAS P/U - OVK-utbildning. Läs mer på hemsidan www.byggutbildarna.eu för mer information och annat matnyttigt. www.byggutbildarna.eu För frågor kontakta Håkan Jansson på hakan@byggutbildarna.eu eller mobil 070-229 18 05 Bygg & teknik 7/12

Tabell 1

Uttryck för att beräkna yttre arbete, inre arbete, maximal förskjutning samt ekvivalen

Uttryck för att beräkna yttre arbete, inre arbete, maximal förskjutning samt ekvivalent statisk last för ett med enfrihetsgradssystem med linjärelastisk eller plastisk respons. statisk last för ett enfrihetsgradssystem linjärelastisk eller plastisk respons. formning och kan således variera massarespons m = κmmb, en ekviElastisk respons vivalent Plastisk Begrepp ElastiskBegrepp respons Plastisk respons stort. Generellt gäller dock att en valent mothållande kraft R(u) = styv konstruktion ger små deforκkRb(u) samt en ekvivalent yttre mationer med krav på stora motlast F = κFFb(t) så att den dynahållande krafter medan en vek konmiska grundekvationen kan utstruktion resulterar i stora deformatryckas som tioner i kombination med små krafκmmbü + κkRb(u) + κFFb(t) (5) ter. Det går att visa att κk = κF och Beräkningsmetod detta tillsammans med definitionen Yttre arbete κmF = κm / κF ger att den dynamiska Om varaktigheten hos lasten F(t) är Yttre arbete grundekvationen för balkens ekviså kort att det inre arbetet ∆Wi som valenta system kan uttryckas som utförts när hela lasten lagts på är Uppdrag Uppdragsnr Sida Inre arbete litet, ∆Wi << Wy, så kan lasten lik-Lilla Bommen 5 Artikel till B&T 8(11 κmFmbü + Rb(u) = Fb(t) (6) nas vid en idealisk impulslast, det411 04 GÖTEBORG Inre arbete Datum Sign Tel 010–211 50 00 Enda skillnaden i detta uttryck Maximal vill säga en tidsberoende last medFax 010–211 50 55 Beräkningsanvisningar för strukturell dynamisk respons vid explosionsbelastning MJ jämfört med ekvation2012-09-09 (4) är paraoändligt högt tryck och infinitesi- förskjutning Maximal metern κmF som applicerats på balmal varaktighet, med den karakteEkvivalent förskjutning kens massa mb. I praktiken innebär ristiska impulsen Ik. För ett sådantFigur 4 Jämförelse av parametrar i balk samt i ekvivalent enfrihetsgradssystem. statisk last detta att det enbart är balkens masfall kan det yttre arbetet Wy likstälEkvivalentför ett odämpat enfrihetsgradssystem sa som behöver transformeras las med den rörelseenergi Ek somDen dynamiska grundekvationen kan tecknas som Vinkelmedan inre kraft (styvhet) och yttre alstras hos en impulsbelastad statisk last frekvens last är desamma som verkar på kropp, och av detta kan kända dy( balken. En sammanställning av Vinkelnamiska samband användas för att Tabell 1: Uttryck för att beräkna yttre arbete, inre För att kunna använda här presenterade uttryck på verkliga konstruktioner är det nödvändigt atttransformationsfaktorer för balk koppla impulslastförst till yttre arbete. studerad frekvens arbete, maximal förskjutning samt ekvivalent statisk transformera konstruktion, exempelvis en balk, till ett enfrihetsgradssystem. Detta är därlast för betecknar systempunktens acceleration. För att transformera system tilllast ett ekvivale belastad medbalkens en jämnt utbredd Inverkan av möjligt en karakteristisk enfrihetsgradssystem med linjärelastisk eller genom att använda så ett kallade transformationsfaktorer som väljs så att rörelseenergi samt ges i tabell 2. impuls Ik på en kropp med massanFör enfrihetsgradssystem utgås från dess respons i vald systempunkt. I systempunkten appliceras plastisk respons. att kunna här presenteradeförblir uttryck på verkliga konstruktioner är det nödvändigt en att uträttat yttre- och inre arbete i balkanvända och enfrihetsgradssystem desamma. För detta nyttjas m kan tecknas som m , en ekvivalent mothållande kraft R(u) = R (u) samt en ekvivalent ytt ekvivalent massa m = m b k b antagandet att utböjningsformen hos belastad balk förblir densamma oavsett lastnivå, något som gör först transformera studerad konstruktion, exempelvis en balk, till ett enfrihetsgradssystem. Detta mü + R(u) = F(t) (4) Illustrerande exempel F (t) så att den dynamiska grundekvationen kan uttryckas som last F = Ik = mv (1) F b att det möjligt att beskriva utböjningen längs hela balken genomtransformationsfaktorer att enbart ange förskjutningen i en väljs så att rörelseenergi sam möjligt genom använda så kallade som där ü betecknar systempunktens acceleraFör förskjutning att övergripande illustrera visad bepunkt. punkt, den såyttrekallade systempunkten, ges egenskaper så att dess us desamma. och rörelseenergin Ek Denna hos samma kropp uträttat och inre arbete i balk och enfrihetsgradssystem förblir Förberäkdetta nyttjas tion. För att transformera balkens system räkningsmetod ges här ett kort speglas av den i ett ekvivalent enfrihetsgradssystem, se Figur 4. med hastigheten v kan uttryckas som antagandet utböjningsformen hos belastad balkningsexempel förblir densamma oavsett lastnivå, något som ( tillattett ekvivalent enfrihetsgradssystem på en impulsbelastad, tvåsi-

det möjligt att beskriva längs hela balken genom att enbart i en utgås från dessutböjningen respons i vald systemdigt upplagd platta enligtange figurförskjutningen 5. Trycket Det(2) gårDenna att visa kden = så detta tillsammans definitionen / Fförskjutning ger att den us F och m punkt. Iatt systempunkten appliceras en ek- med approximeras att mF vara över punkt. punkt, kallade systempunkten, ges egenskaper så =att detsamma dess dynamiska grundekvationen balkens ekvivalenta system speglas av den i ett ekvivalentför enfrihetsgradssystem, se Figurkan 4. uttryckas som Tillsammans ger detta att rörelseener-

mv2 Ek = ––– 2

gin, och därmed det yttre arbetet Wy, som alstras i den belastade kroppen kan uttryckas som

(

Ik2 Wy = Ek = ––– 2m

Enda skillnaden i detta uttryck jämfört med ekvation (4) är parametern kmF som applicerats på (3) massa mb. I praktiken innebär detta att det enbart är balkens massa som behöver balkens transformeras medanstiginre kraft (styvhet) ochb&tyttre lastrespons_mj_120909 är desamma(kopia).doc som verkar på balken. En d:users:stig:documents:7/12:artikel - dynamisk Det yttre arbetet Wy ska balanseras av sammanställning av transformationsfaktorer för balk belastad med en jämnt utbredd last ges i ett inre arbete Wi. Här utgås från tvåTabell idea- 2.

liserade fall – linjärelastisk samt plastisk respons – där uttryck för inre arbete, maxTabell 2 imal förskjutning samt ekvivalent statisk last sammanfattas i tabell 1. För att kunna använda här presenterade uttryck på verkliga konstruktioner är det nödvändigt att först transformera studerad konstruktion, exempelvis en balk, till ett enfrihetsgradssystem. Detta är möjligt genom att använda så kallade transformationsfaktorer κ som väljs så att rörelseenergi samt uträttat yttre- och inre arbete i balk och enfrihetsgradssystem förblir desamma. För detta nyttjas antagandet att utböjningsformen hos belastad balk förblir densamma oavsett lastnivå, något som gör det möjligt att beskriva utböjningen längs hela balken genom att enbart ange förskjutningen i en punkt. Denna punkt, den så kallade systempunkten, ges egenskaper så att dess förskjutning us speglas av den i ett ekvivalent enfrihetsgradssystem, se figur 4. Den dynamiska grundekvationen för ett odämpat enfrihetsgradssystem kan tecknas som 40

Figur 4: Jämförelse av parametrar samt med i ekvivalent enfrihetsgradssystem. Transformationsfaktorer för balki balk belastad en jämnt utbredd last. Svart punkt stig d:users:stig:documents:7/12:artikel b&t - dynamisk respons_mj_120909 (kopia markerar läget för vald systempunkt.

Jämnt utbredd last

Utböjningskurva vid elastisk respons 0,504

0,406

0,483

0,257

0,640

0,533

0,600

0,400

0,787

0,762

0,805

0,642

Utböjningskurva vid plastisk respons 0,333

0,333

0,500

0,667

Tabell 2: Transformationsfaktorer för balk belastad med en jämnt utbredd last. Svart punkt markerar läget för vald systempunkt. Bygg & teknik 7/12 stig d:users:stig:documents:7/12:artikel b&t - dynamisk respons_mj_120909 (kopia).

impulsbelastad, tvåsidigt upplagd platta enligt Figur 5. Trycket approximeras att vara detsamma över hela plattan varför en 1,0 m bred plattstrimla studeras. Kontroll görs med antagande om linjärelastisk respons (sprucket tvärsnitt, stadium II) samt plastisk respons (lastkapacitet i brottgräns, stadium III).

Figur Figur 5 5: Studerad Studerad plattstrimla utsatt för explosionslast avladdning en marknära laddning plattstrimla utsatt för explosionslast genererad avgenererad en marknära om 100 kg TNT avståndet om 100 kg TNT på avståndetpå15 m. 15 m. till helaPlattstrimlans plattan varför enmassa 1,0 m uppgår bred plattoch pedagogiskt sätt belysa hur innehållet I2 2 2842 = –––––––––––––– = strimla studeras. Kontroll görs med anta- uIII = –––––– i övriga kunskapsdokument kan användas 3 2 • 864 • 90 • 10 2mIIIR gande om linjärelastisk respons (sprucket för olika tillämpningar. (7) (15) tvärsnitt, stadium II) samt plastisk re- = 33,3 mm Dessa exempel kommer fungera som spons (lastkapacitet i brottgräns, stadium För elastiskt system kan den ekviva- levande dokument som läggs upp på III). För enfrihetsgradssystemet modifieras varifrån detta lasten med värdet på MF enligt Tabellhemsida 2, varvid fås den intresserade lenta statiska för plattstrimlan slut- MSB:s Plattstrimlans massa uppgår till enkelt kan ladda ner dem. Avsikten är att ligen beräknas till hemsidan regelbundet ska uppdateras mb = ρ • b • h • l = (8) kIIuII 6,2 • 106 • 28,7 • 10-3 med nya beräkningsexempel allteftersom = ––––––––––––––––– = = 2 400 • 1,0 • 0,20 • 2,7 = 1 296 kg (7) qII = ––––– dessa tas fram. Intresserade konstruktörer l 2,7 uppmuntras även att komma in med åsikFör enfrihetsgradssystemet modifieras = 66 kN/m (9) (16) ter och förslag på lämpliga frågeställningdetta med värdet på κmF enligt tabell 2, ar som kan komma att behandlas i framtioch för plastiskt system som varvid fås da exempel. Som ytterligare Styvheten k beräknas enbart för det linjärelastiska fallet och för ett sprucket tvärsnitt fås, vid komplement R 90 mII = κmF,II • mb = 0,788 • 1 296 = kommer det även läggas upp dokument = –– = ––– = 34 kN/m (17) q III antagande om ren böjning samt försummande av armering på tryckt sida, att tröghetsmomentet l 2,7 som sammanfattar viktiga uttryck från de = 1 021 kg (8) kan styvheten för linjärelastiskt system beräknaskunskapsdokumenten som III = 5,3·10-5 m4. Baserat på detta grundläggande som Det kan noteras att för linjärelastisk remIII = κmF,III • mb = 0,667 • 1296 = krävs för att lösa aktuella beräkningsexspons (stadium II) motsvarar impulslas= 864 kg (9) ten en ekvivalent statisk last som är större empel. Förhoppningen med detta arbete är att (10) Styvheten k beräknas enbart för det lin- än kapaciteten vid plastisk respons (staöka kompetensen om hur explosionsbejärelastiska fallet och för ett sprucket dium III). I praktiken innebär detta att tvärsnitt fås, vid antagande om ren böj- balken först kommer spricka upp och där- lastade konstruktioner kan hanteras och en del av detta planeras seminarieningoch samtvinkelfrekvensen försummande av armering som på efter plasticera. Med andra ord så är ett som verksamhet under 2013. För vidare infortryckt sida, att tröghetsmomentet III = 5,3 antagande om stadium II för studerad mation se hemsidan. ■ -5 4 ∙ 10 m . Baserat på detta kan styvheten balk orealistiskt med hänsyn till den last

som applicerats. Utförda beräkningar för (11) detta stadium ska därför främst ses som Referenser 384 EIII 384 ett illustrativt exempel på vilken skillnad Johansson M. (2012): Luftstötvåg. kII = ––– • ––– = ––– • 5 l3 5 som fås för olika statiska responser hos Myndigheten för samhällsskydd och beimpulsbelastad redskap. Publ.nrmomentkapacitet MSB448, Karlstad. 9 -5 På säker sida försummas inverkan av armeringkonstruktion. på tryckt sida varvid plattstrimlans 30 • 10 • 5,3 • 10 För balk med elastisk respons behöver Laine L. (2012): Markstötvåg. Myn• ––––––––––––––– = 6,2 • 106 N/m (10) 3 ochnågon den inre mothållande kraften Rdigheten bestämmas som kan2,7 beräknas till MRd = 30,3 kNminte kontroll av deformationsförför samhällsskydd och beredoch vinkelfrekvensen som mågan göras. Där utgörs kontrollen istäl- skap. Publ.nr MSB344, Karlstad. let av att beräknad lastkapacitet är tillLeppänen J. (2012): Splitterverkan. 6,2 • 106 kII ωII = ––– = ––––––– = 78 rad/s (11) räcklig. För en balk med plastisk respons Myndigheten för samhällsskydd (12) och bemII 1021 är lastkapaciteten dock låst och kapaci- redskap. Publ.nr MSB345, Karlstad. Johansson M. & Laine L. (2012): BePå säker sida försummas inverkan av tetskontrollen övergår här istället till att kontrollera byggelsens motståndsförmåga mot exarmering på tryckt varvidlasten plattstrimPå säker sidasida ansätts motsvara en idealkonstruktionens impulslast somdeformauppgår till lans momentkapacitet kan beräknas till tionsförmåga. Någon sådan kontroll ut- trem dynamisk belastning, Del 1: Last av MRd = 30,3 kNm och den inre mothål- förs dock inte i här redovisad beräkning. luftstötvåg. Myndigheten för samhällsFör ytterligare information hänvisas till skydd och beredskap. Publ.nr MSB449, lande kraften R bestämmas som stig d:users:stig:documents:7/12:g-rest:artikel b&t - dynamisk respons_mj_120909.doc beräkningsexempel som kan laddas ner Karlstad. 8Mrd 8 • 30,3 på MSB:s hemsida. Johansson M. & Laine L. (2012): BeR = ql = –––– = –––––– = 90 kN (12) byggelsens motståndsförmåga mot exl 2,7 Slutord trem dynamisk belastning, Del 2: ExploPå säker sida ansätts lasten motsvara Ett mål i MSB:s arbete är att sprida kun- sion i gatukorsning. Myndigheten för en ideal impulslast som uppgår till skap och förmåga att hantera den typ av samhällsskydd och beredskap. Publ.nr I = b • l • i = 1,0 • 2,7 • 846 = 2 284 Ns (13) belastning som kan uppstå i samband MSB450, Karlstad. med en explosion. Ovan nämnda kunJohansson M. & Laine L. (2012): BeNu kan systempunktens förskjutning skapsdokument är en viktig förutsättning byggelsens motståndsförmåga mot exberäknas och för system med linjärelas- för detta men bedöms inte vara fullt till- trem dynamisk belastning, Del 3: Kapatisk respons fås att räckligt för att den verksamme konstruk- citet hos byggnader. Myndigheten för tören ska kunna ta till sig kunskapen. samhällsskydd och beredskap, Publ.nr I 2 284 (14) Därför pågår framtagning av dokumenta- MSB 0142-10, Karlstad. uII = ––––– = –––––––– = 28,7 mIIωII 1 021 • 78 tion med en mer tillämpad inriktning i Samtliga referenser finns att ladda ner medan system med plastisk respons ger form av flera fristående beräkningsexem- gratis på MSB:s hemsida: www.msb.se/ pel. Syftet med dessa är att på ett tydligt skyddsrum. att för linjärelastiskt system beräknas som

√

Bygg & teknik 7/12

√

Explosionsbelastad betong Dynamiska aspekter av materialets respons i numeriska simuleringar Efterhand som datorernas prestanda och de numeriska teknikerna har förbättrats har numeriska simuleringar blivit ett allt vanligare verktyg för att analysera och förstå olika fenomen förknippade med explosionsbelastning av betong och betongkonstruktioner. Lasternas höga intensitet ger en respons som är starkt påverkad av dynamiska effekter, både på material- och strukturnivå. Det är därför väsentligt för simuleringarnas verklighetsanknytning att dessa effekter kan beskrivas på ett så riktigt sätt som möjligt. I numeriska simuleringar beskrivs betongens beteende med en så kallad materialmodell. Denna måste beskriva alla väsentliga effekter som uppstår i materialet för den avsedda lasten – för explosionsbelastning innebär detta att beteendet för såväl kvasi-statiska, enaxiella, spänningstillstånd som högst dynamiska, multiaxiella, spänningstillstånd ska beskrivas.

Stötvågs- och splitterbelastning

primärt och sekundärt splitter av olika storlek, material och hastighet ● en markstötvåg. På grund av luftmotstånd minskar splittrets hastighet med ökande avstånd från explosionens centrum. Likaså minskar tryckvågens (både markoch luftburen) intensitet och maxtryck med ökande avstånd. Detta ger en mycket komplex belastningssituation som är starkt beroende av det studerade fallet och som oftast måste idealiseras för att kunna användas i analytiska sammanhang. I den svenska handledningen för konstruktion av skyddsrum, de så kallade Skyddsrumsreglerna, hänvisas till arkivbomben; se Ekengren (2006). Skyddsrum ska enligt dessa regler klara belastningen (stötvågen och splittret) orsakad av denna bomb om denna briserar på ett avstånd av 5 meter ifrån skyddsrummet. Arkivbomben är en fiktiv bomb vars lasteffekt på ett avstånd av fem meter kan idealiseras enligt figur 1 under antagande att alla splitter som träffar strukturen har samma form och massa (fem gram) och att de är jämt fördelade över hela den exponerade ytan. Om istället ett större enskilt splitter beaktas kan trycket när detta träffar strukturen bli flera gånger högre. Detta innebär alltså att den armerade betongkonstruktionen (skyddsrummet) ska klara trycknivåer som är flera gånger högre än betongens hållfasthet. Dessutom är både splitterlasten och stötvågslasten mycket kortvariga, från en bråkdel av en millisekund för splitterlasten till mellan ett fåtal och ett tiotal millisekunder för den luftburna stötvågen. Detta innebär att det är starkt ●

Explosionsbelastning är ett mycket generellt begrepp som kan innefatta all typ av belastning som uppkommer vid någon typ av explosion. Dessa laster är starkt beroende av till exempel det exploderande föremålets egenskaper, dess omgivning och avståndet till den exponerade strukturen för vilka lasterna ska specificeras. Generellt kan dock sägas att explosioner genererar två typer av laster på sin omgivning; stötvågsbelastning och splitteranslag. Splittret kan vara av primär eller sekundar typ. Primära splitter bildas om det explosiva ämnet är inneslutet i någon typ av hölje. När det explosiva ämnet antänds ökar temperaturen och trycket i höljet och gör att detta sväller, vilket ger sprickor. De bitar som bildas när höljet till slut spricker upp kastas ut i omgivningen och utgör det primära splittret. Under uppsprickningen frigörs även den gas som varit innesluten och den energi som kvartstår, efter att ha fragmenterat höljet och kastat iväg splittret, leder till bildandet av en luftstötvåg. Både luftstötvågen och det primära splittret sprids ut från explosionens centrum och kan träffa omkringliggande objekt. En del av den luftburna stötvågen reflekteras då och en del sprider sig in i objektet. Både splittret och stötvågen kan leda till bildandet ϯϬ av sekundärt splitter om objektet går sönder och delar av det Ϯϱ slungas ut i luften. ^ƉůŝƚƚĞƌƐǀćƌŵƐůĂƐƚ Även när stötvågen ϮϬ träffar marken reflekteras en del av stötvåϭϱ gen medan en del propagerar ner i marken, vilket kan leda till en ϭϬ markburen stötvåg. Belastningen av en ϱ struktur orsakad av en >ĂƐƚ ĨƌĊŶ ůƵĨƚƐƚƂƚǀĊŐ explosion utgörs därϬ för av: Ϭ Ϯ ϰ ϲ ϴ ϭϬ ● en luftburen stötvåg ƚŝĚ ΀ŵƐ΁ som kan ha reflekterats på marken och omgiFigur 1: Idealiserad explosionsbelastning från vande objekt innan den arkivbomben. nått fram till strukturen ƚƌǇĐŬ ΀DWĂ΁

Myndigheten för samhällsskydd och beredskap (MSB) och avdelningen för Konstruktionsteknik/Betongbyggnad vid Chalmers tekniska högskola bedriver genom ett mångårigt samarbete forskning inom området explosionsbelastade betongkonstruktioner. I ett av de nu pågående forskningsprojekten tas en ny materialmodell för explosionsbelastad betong fram. Detta arbete kan delas in i olika delar där arbetet med den teoretiska uppbyggnaden av modellen och implementeringen och verifieringen av denna är självklara. Minst lika viktigt är dock arbetet med att definiera

vilka materialbeteenden som är väsentliga och valideringen att dessa simuleras på rätt sätt. I denna artikel belyses de dynamiska effekter som uppträder vid explosionsbelastning av betong och vilken påverkan dessa har på materialegenskaperna.

Artikelförfattare är Ulrika Nyström, tekn lic, och Kent Gylltoft, professor, Avdelningen för Konstruktionsteknik, Chalmers tekniska högskola, Göteborg.

Bygg & teknik 7/12

dynamiska laster, vilket påverkar responsen.

Dynamiska effekter

dƂũŶŝŶŐƐŚĂƐƚŝŐŚĞƚ ΀ƐͲϭ΁

De snabba belastningsförlopp och <ƌǇƉŶŝŶŐ ŽĐŚ <ǀĂƐŝͲ höga trycknivåer som karaktäriserar ^ƚƌƵŬƚƵƌĚǇŶĂŵŝŬ sĊŐƵƚďƌĞĚŶŝŶŐ ƌĞůĂǆĞƌŝŶŐ ƐƚĂƚŝƐŬƚ lasterna orsakade av en explosion leDĊƚƚůŝŐĂ DǇĐŬĞƚ ŚƂŐĂ ǆƚƌĞŵƚ ŚƂŐĂ der till höga töjningshastigheter i den ,ƂŐĂ ƚƂũŶŝŶŐƐͲ ƚƂũŶŝŶŐƐͲ ƚƂũŶŝŶŐƐͲ ƚƂũŶŝŶŐƐͲ utsatta betongkonstruktionen. TöjŚĂƐƚŝŐŚĞƚĞƌ ŚĂƐƚŝŐŚĞƚĞƌ ŚĂƐƚŝŐŚĞƚĞƌ ŚĂƐƚŝŐŚĞƚĞƌ ningshastigheten är ett mått på hur snabbt en kropp eller struktur defor<ƵůĂŶƐůĂŐ :ŽƌĚďćǀŶŝŶŐ >ƵĨƚƐƚƂƚǀĊŐ ƐƚĞƌŽŝĚĂŶƐůĂŐ meras och dess storlek kan ha stor in;уϭͲϮ ŬŵͬƐͿ ;хϱ ŬŵͬƐͿ verkan på responsen, både på materiFigur 2: Töjningshastighetens inverkan på al- och strukturnivå. Figur 2 visar problembeskrivningen; efter bland annat Zukas (2004) och Ramesh (2008). vilka olika tidsberoende effekter som dominerar beteendet för olika töjningshastigheter och som måste beaktas det kvasi-statiska fallet. Även om de struk- lar med lägre trycknivåer. För solida mavid problemlösning och analyser. Det är turdynamiska effekterna dominerar bete- terial, som har en mer eller mindre mardock viktigt att poängtera att det inte endet i detta fall kan vågutbredningen be- kant linjärelastisk fas för lägre trycknivåfinns några skarpa gränser för vilka effek- höva beaktas specifikt och begreppet blir er, och som kan efterföljas av en fas med ter som är viktiga för att beskriva respon- aktuellt. I fall med mycket eller extremt starkt minskad kompressionsmodul måste ser utan att det snarare är övergångszoner höga töjningshastigheter kan belastningen trycknivåerna uppnå en viss miniminivå där eventuellt flera effekter måste beak- vara så snabb att det mesta av deformatio- för att bildandet av en stötvåg ska vara tas. nen har ägt rum innan informationen har möjlig. Eftersom de snabbare delarna av Inom mekaniken innebär statiskt att ett hunnit spridas till andra delar av strukturen spänningsvågen också måste ha chans att system är i statisk jämvikt och att dess och skadan blir mycket lokal; se figur 3b. hinna ifatt de långsammare delarna måste tillstånd, som karaktäriseras av till exem- Dessa fall får därför betraktas som vågut- belastningen vara tillräckligt snabb för att pel dess spänning och deformation, är bredningsproblem och strukturdynamiska detta ska vara möjligt. Detta är också ankonstant och därmed tidsoberoende. För effekter kan komma att vara av sekundär ledningen till varför stötvågor inte bildas många material som utsätts för långvariga betydelse. för kvasi-statisk belastning även om höga laster fås dock krypning och/eller relaxeTröghetseffekterna gör även att vid trycknivåer uppnås. ring, vilket påverkar materialets tillstånd mycket snabb belastning fås tillstånd som Stötvågor och deras abrupta karaktär och gör det tidsberoende. De töjningshas- är närmre plan töjning än plan spänning kan ha en betydande inverkan på materialtigheter som är kopplade till dessa effekter även för enaxiell belastning eftersom ma- responsen. Den nära nog direkta ändringär mycket låga och effekten kan bortses terialet inte har tid att deformeras i sidled. en från ett stadie till ett annat när stötfrån när töjningshastigheten kommer upp i Detta innebär att omslutande spänningar vågsfronten passerar innebär att den värnivåer kring 10-5 s-1. Vid denna nivå kan byggs upp och för explosionsbelastning, me som bildas när materialet kompakteofta kvasi-statiskt beteende antas. Detta som normalt orsakar höga eller mycket ras (som en konsekvens av friktion innebär att även om betydande töjnings- höga töjningshastigheter, kan omslut- och/eller plastiska deformationer) inte hastigheter uppnås i materialet är belast- ningstrycken bli mycket höga och tryckni- hinner transporteras bort, vilket kan leda ningen tillräckligt långsam för att de dy- våerna i strukturen kan överskrida materi- till höga temperaturer. För material som namiska effekterna ska kunna försum- alets enaxiella hållfasthet flera gånger karaktäriseras av en hög termisk expanmas. För ökande töjningshastighet ökar om. sionskoefficient och hög styvhet kan detta dock effekten av masströghet i systemet En ytterlighet av vågutbredningseffek- leda till en betydande ökning av trycket och strukturdynamiska effekter så som ten kan vara bildandet och utbredningen när den termiska expansionen hålls emot. vibrationer kan vara av stor betydelse. Yt- av en stötvåg i strukturen. En stötvåg är en De höga temperaturerna kan också inneterligare ökning av töjningshastigheten spänningsvåg som har en nära nog dis- bära att materialet genomgår fasförändger även en ökad effekt av vågutbredning kontinuerlig front, och som orsakar en ring, det vill säga smälter eller förångas. i strukturen, vilket gör att antaganden abrupt ändring i materialets tillstånd. som kan göras för statiska och strukturdy- Stötvågor bildas som en konsekvens av Betongens egenskaper namiska problem inte längre är tillräckliga materialens ickelinjära kompressionsbe- Betong är ett traditionellt använt material för att beskriva responsen. teende och innebär att snabbare delar av och dess egenskaper vid kvasi-statisk beInformationen om en last sprids i en spänningsvågorna som propagerar i lastning är välkända. Dess relativt höga struktur med hjälp av spänningsvågor vare strukturen hinner ikapp långsammare de- tryckhållfasthet är en av betongens starka sig belastningen sker långsamt eller snabbt, och vågutbredning i materialet är därför inte specifikt för höga töjningshastigheter. Spänningsvågorna färdas med ljudets hastighet i materialet och för kvasistatisk belastning är lastens varaktighet tillräckligt lång för att spänningsvågorna ska hinna spridas i hela strukturen och reflekteras flera gånger; se figur 3a. Detta innebär att systemet kan antas vara i jämvikt och att vågutredningen inte behöver beaktas explicit. För måttliga och höga töjb) a) ningshastigheter hinner dock inte informaĂͿ ďͿ tionen om lasten spridas i hela strukturen Figur 3: Vågutbredning och strukturrespons för a) långsam innan området nära lasten börjar deformerespektive b) mycket snabb belastning. ras och responsen blir annorlunda än för Bygg & teknik 7/12

Ͳϴ

ϭϬ

Ͳϲ

ϭϬ

Ͳϰ

ϭϬ

ͲϮ

ϭϬ

WƌŽǀŬŽƌƉƉĂƌ

ŵŝŬƌŽƐƉƌŝĐŬŽƌ

ŵĂŬƌŽƐƉƌŝĐŬŽƌ

ƌĂŐ

ϱ ϰ ϯ

^ƉƌŝĐŬƉůĂŶ

dƌǇĐŬ

ďĂůůĂƐƚ

ϭ Ϭ

ϭϬͲϴ

ϭϬͲϲ ϭϬͲϰ ϭϬͲϮ ϭϬϬ Ͳϭ ƚƂũŶŝŶŐƐŚĂƐƚŝŐŚĞƚ ΀Ɛ ΁

Figur 5: Schematisk bild av den dynamiska inverkan på sprickbilden i enaxiellt drag. Till vänster: långsam belastning, till höger: snabb belastning.

ϭϬϮ

Figur 4: DIF-kurvor för betong i enaxiellt drag och tryck. fördelar. Däremot är dess låga hållfasthet och spröda beteende i drag två stora nackdelar för materialet i konstruktionssammanhang, något som går att åtgärda genom att armera betongen. Betongens stora energiupptagande förmåga för höga tryck, och om rätt armerat, sega beteende i drag, gör det också lämpligt att använda för konstruktioner som ska skydda människor, utrustning eller andra omkringliggande konstruktioner för explosionslaster. Som beskrivits ovan gör dessa extrema dynamiska belastningar det nödvändigt att även känna till betongens respons för höga töjningshastigheter och höga fleraxiella tryck. Höga töjningshastigheter. Vid snabba belastningsförlopp fås en förhöjd hållfasthet i betongen på grund av dynamiska effekter. Detta karaktäriseras ofta genom så kallade DIF-kurvor, där DIF kommer från engelskans Dynamic Increase Factor och syftar på kvoten mellan den dynamiska och den statiska hållfastheten. Figur 4 visar DIF-kurvorna för betong i enaxiellt drag respektive tryck, framtagna enligt Malvar & Ross (1998) respektive CEBFIP Model Code 1990 (1993), för en betong med tryckhållfastheten 35 MPa. Även om många studier har gjorts inom området är det inte helt klarlagt vilka dynamiska fenomen som ger upphov till denna hållfasthetsökning. Dock tror man att en del av ökningen beror av viskösa effekter av det porvatten som finns i betongen. Detta ger dock måttliga ökningar av hållfastheten och för högre töjningshastigheter kommer andra effekter in. I tryck får man en strukturell effekt där tröghet ger ett omslutningstryck, och därmed högre hållfasthet. Detta ger en stark påverkan av hållfastheten och tros vara av avgörande betydelse för den markanta ökning som observerats för töjningshastigheter över ett visst tröskelvärde, i figuren är detta 30 s-1. I drag tros den skarpa ökningen av hållfastheten vid töjningshastigheter över cirka 1 s-1 bero på bland annat ändrade skademönster i betongen. Detta innebär att fler mak44

rosprickor bildas och istället för att söka den svagaste, minst energikrävande, vägen runt ballasten som vid kvasi-statisk belastning kan sprickorna gå rakt igenom dessa, se figur 5. Fleraxiell tryckbelastning. Hållfastheten i betong är alltså starkt beroende av det rådande spänningstillståndet i materialet. Detta visar sig även vid försök med multiaxiell belastning, det vill säga där provkroppen belastas i olika riktningar samtidigt. I figur 6a, visas hur spänningstöjningskurvan för betong påverkas för ökande omslutning i tryck. Redan för relativt små omslutningstryck ses en markant ökning av hållfastheten och när omslutningstrycket når upp till nivåer omkring den enaxiella tryckhållfastheten har hållfastheten ökat flerfaldigt. För splitteranslag kan det omslutande trycket som byggs upp i betongen bli extremt högt och nivåer på hundratals megapascal, eller högre, kan uppstå. Figur 6b visar spännings-töjningskurvor från kvasi-statiska försök med omslutningstryck på dessa ni-

våer. Här kan man se hur betongen får ett segare beteende med ökade plastiska töjningsnivåer vid brott, samt den kraftigt ökade hållfastheten vilken nu är tiotals gånger större än för enaxiell belastning. Hydrostatiskt tryck, där trycket på betongen är lika i alla riktningar, kan ses som en ytterlighet av omslutning. På grund av sin sprödhet och porositet har betong en relativt ickelinjär kompressionskurva, vilket visas schematiskt i figur 7a på sidan 46. Initialt kompakteras betongen näst intill linjärelastiskt och skadan begränsas till bildandet av mikrosprickor i cementstrukturen. För ökande trycknivå ökar också andelen mikrosprickor och för en viss nivå (markerad som ρel i figuren), har cementstrukturen försvagats så pass mycket att porväggar börjar kollapsa och man får en plastisk kompaktering. Detta har en stark inverkan på styvheten som minskar drastiskt. Med stigande trycknivån ökar även andelen mikrosprickor i cementstrukturen och fler och fler porer kollapsar, vilket leder till att styvheten åter ökar. När alla po-

Ϭ Ϭ DWĂ Ϯ͕ϭϱ DWĂ ϰ͕ϯ DWĂ

ͲϱϬ

ϴ͕ϲ DWĂ

ͲϭϬϬ

ϮϬ DWĂ

ͲϮϬϬ

ϭϬϬ DWĂ

ͲϰϬϬ

ϭϳ͕Ϯ DWĂ

ͲϭϱϬ

ϮϬϬ DWĂ

ͲϲϬϬ ϯϬ͕ϭ DWĂ

ͲϴϬϬ

ͲϮϬϬ

ϰϬϬ DWĂ

ϰϯ DWĂ

ͲϭϬϬϬ

ͲϮϱϬ ͲϲϬ

ͲϰϬ

ͲϮϬ

ƚƂũŶŝŶŐ ΀ŵŵͬŵ΁

ϮϬ

ϰϬ

ͲϲϬ

ͲϰϬ

ͲϮϬ

ƚƂũŶŝŶŐ ΀ŵŵͬŵ΁

Figur 6: Betongens respons i tryck med relativt a) låga och b) höga omslutningstryck; efter försök av Imran & Pantazopoulou ĂͿ ďͿ (1996) respektive Caner och Bažant (2000).

Bygg & teknik 7/12

NYHET: v Ta del a Betongts institute gsforsknin resultat

Funktionstestat av SP för CE-märkning! I samband med att CBI Betonginstitutet* funktionstestat Condry, har vi nu fått provresultaten som visar bland annat produktens hållfasthets- och diffusionsegenskaper. Vill du veta mer? Ring Magnus Ahl 0733-15 81 12. Den enda fuktspärr som rekommenderas av

Condry är accepterat hos Byggvarubedömningen

IdéTrading utvecklar och säljer golv för offentlig miljö genom varumärket IdéCollection.

Bygg & teknik 7/12

*CBI Betonginstitutet är ett oberoende forskningsinstitut som bedriver forskning, utveckling och materialprovning inom området betong- och bergmaterial. CBI verkar på uppdrag av SP Sveriges Tekniska Forskningsinstitut.

www.idecollection.se Tel: 031-68 10 00

,ǇĚƌŽƐƚĂƚŝƐŬƚ ƚƌǇĐŬ ,ǇĚƌŽƐƚĂƚŝƐŬƚ ƚƌǇĐŬ <ŽŵƉĂŬƚĞƌŝŶŐ Ăǀ ŐƌĂŶƵůĂƚ ŵĂƚĞƌŝĂů <ŽŵƉĂŬƚĞƌŝŶŐ Ăǀ ŐƌĂŶƵůĂƚ ŵĂƚĞƌŝĂů

ƉƐ Ɛ

WůĂƐƚŝƐŬ ŬŽŵƉĂŬƚĞƌŝŶŐ WůĂƐƚŝƐŬ ŬŽŵƉĂŬƚĞƌŝŶŐ ;ƐŬĂĚĂ ŝ ĐĞŵĞŶƚƐƚƌƵŬƚƵƌĞŶ ŽĐŚ ƉŽƌŬŽůůĂƉƐͿ ;ƐŬĂĚĂ ŝ ĐĞŵĞŶƚƐƚƌƵŬƚƵƌĞŶ ŽĐŚ ƉŽƌŬŽůůĂƉƐͿ /ŶŝƚŝĂů ĞůĂƐƚŝƐŬ ŬŽŵƉĂŬƚĞƌŝŶŐ /ŶŝƚŝĂů ĞůĂƐƚŝƐŬ ŬŽŵƉĂŬƚĞƌŝŶŐ

ƉĞů Ğů

ǀŽůǇŵ ǀŽůǇŵ

Figur 7: Beteende för betong under hydrostatiskt tryck; (ovan) schematiskt och (till höger) från försök Gabet et al (2008). ĂͿ

ďͿ

rer har kollapsat fås åter igen ett näst intill ĂͿ olika försöksserier med starkt dynamiska beroende ďͿ på dess styrka nås olika punkter linjärelastiskt beteende, där styvheten är laster tillsammans med en kvasi-statiskt på kurvan. Det som ibland kallas betonghögre än i den initiala elastiska fasen. Det- uppmätt kurva från ett försök med plan ens Hugoniot-kurva är en sådan kurva. ta kan förklaras med att materialet nu har töjning. Valet att jämföra resultaten för de I figuren ses tydligt betongens ickelinblivit ett kompakt, porfritt, granulat materi- dynamiska försöken med ett kvasi-sta- jära kompression, och de tre olika faserna al där styvheten är starkt beroende av be- tiskt försök med plan töjning är motiverat som nämnts tidigare kan urskiljas. Temståndsdelarnas styvhet, det vill säga av med att stötvågsbelastning ger ett stadie peraturens inverkan på resultaten kan ballastens styvhet. För hydrostatiskt tryck av just plan töjning i materialet. För ex- uppskattas som skillnaden mellan uppfås därför aldrig brott i den bemärkelsen tremt höga trycknivåer blir dock skillna- nådda trycknivåer vid starkt dynamisk att betongen inte kan ta högre laster efter- den mellan spänningstillståndet för plan belastning och kvasi-statisk belastning. som man kan fortsätta att trycka på be- töjning approximativt lika med det för Även för relativt låga trycknivåer är det tongkroppen även om betongen skadas hydrostatiskt tryck eftersom skjuvhåll- dock svårt att kvantifiera denna effekt kraftigt. fasthetens andel av det totala trycket då är eftersom det är olika betonger som har I figur 7b visas spännings-töjningskur- försumbart liten. provats. Olika betongblandningar, med vor för betong under hydrostatiskt tryck, För försök där en stötvåg bildas i mate- olika egenskaper och vatteninnehåll ger med maximala trycknivåer på 500 re- rialet fås ingen kontinuerlig lastkurva olika respons. I Gebbeken et al (2006) har spektive 650 MPa; från Gabet et al som i fallen med kvasi-statisk belastning, till exempel en betong med högre håll(2008). Dessa maxtryck är i storleksord- utan endast punkter i spännings-töjnings- fasthet (cirka 50 MPa) används än i de ningen för hur höga hydrostatiska tryck planet kan tas fram. Detta beror på att övriga fallen (cirka 35 till 40 MPa). Detta man kan nå under kvasi-statiska förhål- man endast kan uppskatta tillståndet före är åtminstone en anledning till att dessa landen, men är inte tillräckligt höga för och efter passagen av stötvågsfronten. Vi- punkter ligger högre än övriga för volyatt kompaktera betongen till ett porfritt dare kan man inte binda ihop punkter från metriska töjningar över minus femton material. I figuren kan man däremot ur- dessa försök och anta att detta är lastkur- procent. Generellt kan dock sägas, att för skilja den inledande, linjärelastiska fasen van eftersom varje punkt representerar trycknivåer upp till några gigapascal veroch hur styvheten minskar efter denna för just en direkt tillståndsändring från ett kar effekten av temperaturen vara begränatt sedan åter öka när trycket ökar. För att visst initialt stadie. En sådan kurva skulle sad och behöver inte nödvändigtvis beakprova materialresponsen för betong vid istället representera de tillstånd som kan tas. De begränsade trycknivåerna för kvahögre trycknivåer än i storleksordningen nås genom passagen av en stötvåg, och si-statiska försök gör det däremot mycket 0,5 GPa används ofta försök som innefattar detonationer och plana stötar. Höga trycknivåer – stötvågsbelastning. För laster med hög dynamisk intensitet och höga trycknivåer kan en stötvåg bildas i materialet. Detta innebär att responsen i materialet kan påverkas av temperaturökningar som en konsekvens av att det inte finns tid för materialet att transportera bort den värme som bildas när betongen skadas. Försöken som utförs för att prova betongens respons vid höga trycknivåer är därför påverkade av temperaturen och det är svårt att kvantifiera denna effekt. Förutom att dessa provningar är dyra att genomföra är det svårare att styra provningarna, mäta responsen och att utvärdera resultaten än i kvasi-statiska försök. På grund av de många svårigheterna kopplade till denna typ av försök är tillFigur 8: Försöksdata från detonations- och plan-stöt-provningar tillsammans gången till dessa materialdata begränsad. I med data från kvasi-statiska försök under plan töjning. figur 8 visas dock data för betong från 46

Bygg & teknik 7/12

ŶĂǆŝĞůů ďĞůĂƐƚŶŝŶŐ

DƵůƚŝĂǆŝĞůů ďĞůĂƐƚŶŝŶŐ

dƂũŶŝŶŐƐŚĊƌĚŶĂŶĚĞ ĨƂƌĞ ĚƌĂŐďƌŽƚƚ

sŽůǇŵƂŬŶŝŶŐ ĨƂƌĞ ƚƌǇĐŬďƌŽƚƚ

dƂũŶŝŶŐƐŚĊƌĚŶĂŶĚĞ ĨƂƌĞ ƚƌǇĐŬďƌŽƚƚ

^ƉćŶŶŝŶŐƐƚŝůůƐƚĊŶĚĞƚƐ ŝŶǀĞƌŬĂŶ ƉĊ ďƌŽƚƚŚĊůůĨĂƐƚŚĞƚĞŶ ;ŚƵƌ ĨŽƌŵĞŶ Ăǀ ŚĊůůĨĂƐƚŚĞƚƐǇƚĂŶ ŝ ĚĞƚ ĚĞǀŝĂƚŽƌŝƐŬĂ ƉůĂŶĞƚ ćŶĚƌĂƐ ŵĞĚ ƚƌǇĐŬŶŝǀĊŶͿ

dƂũŶŝŶŐƐŚĂƐƚŝŐŚĞƚƐďĞƌŽĞŶĚĞ ďƌŽƚƚĞŶĞƌŐŝ

^ƚǇǀŚĞƚƐŵŝŶƐŬŶŝŶŐ ĨƂƌ ƐŬĂĚĂĚ ďĞƚŽŶŐ

DũƵŬŶĂŶĚĞ ĞĨƚĞƌ ďƌŽƚƚ >ŝŶũćƌĞůĂƐƚŝƐŬƚ ďĞƚĞĞŶĚĞ ĨƂƌĞ ďƌŽƚƚ dƂũŶŝŶŐƐŚĂƐƚŝŐŚĞƚƐďĞƌŽĞŶĚĞ ;ĚƌĂŐ ŽĐŚ ƚƌǇĐŬͿ

^ƉćŶŶŝŶŐƐƚŝůůƐƚĊŶĚĞƚƐ ŝŶǀĞƌŬĂŶ ƉĊ ďƌŽƚƚŚĊůůĨĂƐƚŚĞƚĞŶ ;ĨŽƌŵĞŶ Ăǀ ŚĊůůĨĂƐƚŚĞƚƐǇƚĂŶ ŝ ĚĞƚ ĚĞǀŝĂƚŽƌŝƐŬĂ ƉůĂŶĞƚͿ

,ĊůůĨĂƐƚŚĞƚĞŶƐ ƚƌǇĐŬŬćŶƐůŝŐŚĞƚ ZĞƐŝĚƵĂůŚĊůůĨĂƐƚŚĞƚ ŝ ƚƌǇĐŬ /ĐŬĞůŝŶũćƌ ŬŽŵƉƌĞƐƐŝŽŶƐŬƵƌǀĂ ;ŚƂŐĂ ƚƌǇĐŬͿ

Figur 9: Betongens karaktäristiska materialegenskaper och inbördes väsentlighet för simuleringarnas validitet (nerifrån och upp).

svårt att uppskatta temperaturens effekt för högre trycknivåer.

Slutord

Det är en stor utmaning att modellera betongens beteende vid explosionsbelastning. Både lasten och responsen, på såväl material- som strukturnivå, är mycket komplex och framtagandet av relevanta resultat kräver god kännedom om alla dessa områden. Även om modellering av betong kan göras mycket detaljerad innebär detta stora kostnader räknat i simuleringstid. Till exempel kan de olika komponenterna i betongen (cementstrukturen, ballasten, porerna och bindningarna mellan dessa) modelleras separat. Detta är motiverat för detaljerade studier av materialresponsen och komponenternas inverkan och interaktion vid olika typer av belastningar. För större strukturer är denna detaljerade respons av sekundär betydelse och andra begränsningar som till exempel idealisering av randvillkor, utgör en större felkäl-

la än en mer approximativ materialbeskrivning skulle göra. Istället innebär den höga detaljnivåen att modelleringen blir extremt kostsam. Därför är det viktigt att välja rätt nivå på komplexiteten i den numeriska modellen – det är inte nödvändigt för simuleringarnas riktighet att beskriva alla materialeffekter in i minsta detalj, men väsentliga egenskaper får inte approximeras bort. Figur 9 visar de karaktäristiska materialbeteendena för betong som anses vara av betydelse för simulering av stötvågsoch splitterbelastade konstruktioner. De mest väsentliga egenskaperna utgör basen av pyramiden, och är avgörande för simuleringarnas validitet. Ju längre upp i pyramiden en egenskap befinner sig, ju mindre betydelse anses den ha för resultaten. ■

Referenser

Caner F.C. & Bažant Z.P. (2000): Microplane model M4 for concrete: II. Algorithm and calibration. Journal of Engineering Mechanics 126, 954–961.

CEB-FIP Model Code 1990 (1993): CEB-FIP Model Code 1990. Design Code, Thomas Telford, Lausanne, 437 sid. Ekengren B. (2006): Skyddsrum SR06. Räddningsverket, 113 sid. Gabet T., Malécot Y., & Daudeville L. (2008): Triaxial behaviour of concrete under high stresses: Influence of the loading path on compaction and limit states. Cement and Concrete Research 38, 403– 412. Gebbeken N., Greulich S., & Pietzsch A. (2006): Hugoniot properties for concrete determined by full-scale detonation experiments and flyer-plate-impact tests. International Journal of Impact Engineering 32, 2017–2031. Grady D.E. (1993): Impact Compression Properties of Concrete. Proceedings of the Sixth International Symposium on Interaction of Nonnuclear Munitions with Structures, May 3–7 1993, Panama City Beach, Florida, 172–175. Grady D.E. (1996): Shock Equation of State Properties of Concrete i Structures under Shock and Impact IV. Editerad av N. Jones et al., Computational Mechanics Publications, Southampton, 405–414. Hall C.A., Chhabildas L.C., & Reinhart W.D. (1998): Shock Hugoniot and release states in concrete mixtures with different aggregate sizes from 3 to 23 GPa. AIP Conference Proceeding 429/119, American Institute of Physics, 119–122. Imran I. & Pantazopoulou S.J. (1996): Experimental study of plain concrete under triaxial stress. ACI Material Journal 93, 589–601. Malvar L.J. & Ross C.A. (1998): Review of Strain Rate Effects for Concrete in Tension. ACI Materials Journal 95/6, 735–739. Ramesh K.T. (2008): High strain rate and impact experiments i Springer Handbook of Experimental Solid Mechanics. Editerad av W.N. Sharpe, Jr., Springer, 874 sid. Zukas J. (2004): Introduction to hydrocodes. Elsevier Science, 326 sid.

Vi har ett brett program av provningsutrustning för

BETONG - BALLAST CEMENT - ASFALT GEOTEKNIK

Tel 031-748 52 50

www.kontrollmetod.se Bygg & teknik 7/12

Betongfundament och andra effekter av vindkraftverk I ett pilotprojekt finansierat med stöd av Energimyndigheten kvarlämnas för gott betongfundament i naturen. Även andra negativa effekter av vindkraften kräver klarlägganden. För detta ändamål struktureras i avsnitt med buller, ekonomisk nytta, energiåtervinning, miljönytta, systemnytta, värdeförluster samt återställande av naturen. Prospektörer framför att en säkerhetsmarginal för bullerberäkning är beroende av typen av verk [1], vilket är felaktigt. Säkerhetsmarginalen är beroende av beräkningsmodellen. För att ett område ska bedömas som användbart för vindkraft krävs det att man kan uppfylla det genom hävd fastställda begränsningsvärdet 40 dB(A). Enligt dom från bland annat Mark- och miljödomstolen i Växjö, innebär det att eventuell felmarginal i beräkningsmodellen för buller ska tillgodoräknas de kringboende. Mark- och miljööverdomstolen har visserligen överprövat domen och ändrat utgången. Det gjordes i dom meddelad 2012-04-27 i mål nr M 7022-11. Den ändrade utgången berodde dock helt på att prospektören vid handläggning i Mark- och miljööverdomstolen gav in en kompletterande utredning som visade att denne klarade att uppfylla begränsningsvärdet även med avseende på beräkningsosäkerheten. Som domen får förstås håller Markoch miljööverdomstolen med i slutsatsen att tänkbart fel i beräkningen för buller ska tillgodoräknas de kringboende. Det får som följd att, om modellens felmarginal ligger på 1 dB(A), så ska maximal ljudnivå vid närmaste bostadshus vara 39 dB(A) enligt resultat från beräkningsmodellen. Om modellen Nord 2000 används är dock felmarginalen i skog 4 dB(A) enligt en annan utredning [2]. Prospektören hävdade vidare att inga resultat finns att vindkraftverk avger lågfrekvent buller eller ger bullerin-

Artikelförfattare är Bertil Persson, tekn dr, docent i byggteknik, Bara.

terferens. Resultat finns dock från Lillgrund där ett distinkt lågfrekvent buller har uppmätts, säkerligen från växellådan på verken [3]. Att inga resultat finns torde, enligt professor Erik Skärbäck vid Sveriges lantbruksuniversitet, bero av att området är obeforskat i Sverige [4]. I länder med många stora verk finns dock framstående forskning om bullerinterferens [5]. Prospektören hävdar vidare att vindkraften sparar Tysta områden till framtiden. Detta är sant, men först om cirka tjugo år, figur 1 [6]. Närmast verken får man, för uppgiven energifångst 189 GWh/år, cirka 55 dB(A) i bullernivå, vilken nivå vida överskrider Natur-

Figur 1: Bullerkarta för vindkraftsstation Ånhammar.

vårdsverkets krav i Tyst område, 45 till 50 dB(A), även då sämsta bullerklass E väljs [7].

Ekonomisk nytta

Prospektören hävdar att landvindkraft bör byggas eftersom denna är billigare än havsvindkraft. Denna argumentering är suboptimal då livsmiljön inte beaktas. Vindkraft bör hellre byggas till havs än på land, då med färre och större verk. Genom omfördelning av stödsystemet torde detta vara möjligt med samma energiutfall som nu. Dessutom undviks till havs för vindkraftverk skadlig turbulens, vilken annars kan halvera livslängden. Prospektören hävdar vidare att stödet till vindkraften saknar betydelse för elnotan, vilket är irrelevant. Relevant är stödet per vindkraftverk till exempel under tjugo år, 15 miljoner kronor för ett 2-MW-verk. Prospektörer framhåller god lönsamhet med ett elcertifikat om 20 öre per kWh

samt ett elpris om 50 öre per kWh. Dessa priser är dock inaktuella [8].

Energiåtervinning (livscykelanalys)

I en spansk artikel görs en livscykelanalys för ett vindkraftverk med effekten 2 MW, turbindiametern 80 m samt totalhöjden 108 m [9]. Jämförelsen haltar eftersom det till exempel i Hishult, Laholms kommun, krävs ett 150 m högt verk med turbindiametern 90 m för att nå ungefärligen samma energifångst (4 300 MWh per år) som Spanien, som har högre vindhastighet än i Hishult (4 000 MWh per år). Därmed ökar storleken på fundamentet från 729 ton i Spanien till 1 200 ton i Hishult. Granskning av artikeln visar vidare att fel har begåtts i fråga om betongen. Hela energiåtgången för betongen till fundamentet i Spanien beräknas i artikeln till 0,4 MWh eller till 0,541 kWh per ton betong (400/729). Betongen till fundamentet skulle då kräva lika mycket energi som produceras av verket under ett tiotusendels år (0,4/4000). Korrekt siffra för att tillverka betong är 560 kWh per ton [10]. Vidare har i artikeln endast själva verket analyserats, inte entreprenadenergi, inte kablage från verk till transformator, inte kablar från transformator till nätanslutning, inte skogsavverkning, inte transformator, inte vägar etcetera. Aluminium, bitumen, bly, grus, polyeten till andra delar av vindkraften än själva verket kräver avsevärd energi varför korrekt livscykelanalystid är 3,4 år. Till denna tid kommer den tid som krävs för att producera energin till god ekonomi för och kapitaltillskott till verket. Nyare vindkraftverk är för närvarande en förlustbringande affär varför kapitaltillskott är nödvändigt. För elcertifikat och kapitaltillskott beräknat på skattemedel i Sverige krävs energianvändning för boende, bostäder, mat, omsorg, transporter, sjukvård, skola etcetera, för de människor, som genom sitt arbete ska skapa elcertifikat till verket. Sveriges elenergiåtgång kan jämförelse med Sveriges bruttonationalprodukt, vilket ger en bedömning av energikostnaden, ekonomiskt sett, för elcertifikat och kapitaltillskott eller cirka 0,20 kWh/kr. Den spanska artikeln bygger vidare på förutsättningen att betongen ska höljas över efter tjugo års drift och därmed inte belasta livscykeltiden. I och med att fundamentet överhöljs så förloras dock hela dess energi som livscykeln. Förutsättningarna i den spanska artikeln är slutligen att allt Bygg & teknik 7/12

Tabell 1: Materialenergi till tolv verk 2 MW Vestas V90 i Hishult, Laholms kommun (livstid tjugo år).

––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––– Vikter (ton) Aluminium Betong Bitumen Bly Grus Koppar Polyeten Polypropylen PVC Stål ––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––– Fundament 14 136 480 ––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––– Kabel 36 kV, 12 km 4 94 37 8 24 113 ––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––– Kabel 132 kV, 12 km 7 310 1 529 127 14 60 252 ––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––– Maskinhus 108 36 36 36 600 ––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––– 432 24 Turbin ––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––– Torn 2 820 ––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––– Vägar, 24 km 79 200 ––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––– Summa (ton) 108 14 136 47 310 79 200 1 658 164 455 120 4 289 ––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––– à (kWh/ton) 91 000 560 12 000 39 500 90 19 500 16 400 29 650 24 650 8 890 ––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––– Energi (GWh) 9,8 7,9 0,6 12,2 7,1 32,3 2,7 13,5 3,0 38,1

Tabell 2: Livscykelanalystid för tolv verk 2 MW Vestas V90 i Hishult, Laholms kommun (livstid tjugo år).

–––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––– Parameter Energi (GWh) LCA (år) LCA (mån) –––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––– Material 127 2,5 30 –––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––– varav fundament 12 0,2 3 –––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––– Byggande och underhåll 42 0,8 10 –––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––– El-certifikat och kapitaltillskott 140 2,7 33 (elproduktion/BNP = 0,20 kWh/kr) –––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––– Totalt 310 6,0 72 –––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––– Energiproduktion 1 030 20

övrigt material ska kunna återvinnas till 90 procent. En ny norsk fällningsmetod innebär dock att endast en liten del av verket kan återvinnas energimässigt sett. Alternativt ökas i stället kostnaden för demontage trefalt, vilken kostnad inte täcks av den bankgaranti som ställts fortlöpande under verkets driftstid, normal cirka 300 000 kronor per verk. Fällningsmetoden kostade cirka 3,3 miljoner kronor per verk. Allt från det efter nio år uttjänta verket blev skrot. Till exempel stålet får stöpas om för andra ändamål. Energin i stål utgörs till allra största delen av smältvärme. Om nytt stål ska skapas som ett steg i återvinningsprocessen krävs att det först smälts ned. Till sist, det inte är möjligt att 150 m höga vindkraftverk i skog i Sverige skulle kunna produceras dubbelt så mycket energi som 108 m höga verk i Spanien. Detta skulle innebära 4 000 fullasttimmar i Sverige (2 x 4 000/2 000) eller en nyttjandegrad av 46 procent, vilken inte ens uppnås på Nordsjön. I Sverige var fullasttiden för stora, moderna verk 2 700 timmar 2011. Sammantaget arbete, elcertifikat, kapitaltillskott och materialenergi, ökar livscykeltiden från fem månader i Bygg & teknik 7/12

den spanska artikeln, till cirka sex år i Hishult, Laholms kommun, se tabellerna 1 till 3.

Miljönytta

Prospektören hävdar vidare att en av denne krävd kalhuggning av skog runt två verk i Oberga, Gripenberg, Tranås kommun, skulle betingas av skogsskötsel och inte av turbulens i skog. Vid ett möte i Östanå Stenhus, Broby, den 13/9 2009 avrådde dock v d för Eolus Vind AB, Hässleholm, från byggande av vindkraft i skog. Även vindkraftsexperten Tore Wizelius, extra ordinarie adjunkt vid Gotlands högskola, Visby, utfärdade i tid en varning för vindkraft i skog [11]. Problem i Oberga beror på att turbulens i skog har en menligt påverkan på verk – inte på behov av markägarens skogskötsel. I sånt fall skulle cirka 2 000 km² skog få kalhuggas i Sverige kring cirka 4 000 stycken planerade kraftverk. Prospektören hävdade att problem men högintensivt blixtrande ljus från verk över 150 m i höjd har lösts med radaravstängning [12]. Luftfartsverket säger dock i maj 2012 att så inte var fallet utan att radarkontroll inte är godkänd och dessutom kostsam. Även om radarkon-

Tabell 3: Kalkyl för tolv verk 2 MW Vestas V90 i Hishult, Laholms kommun (livstid tjugo år).

–––––––––––––––––––––––––––––––––– Kostnad Belopp Sort –––––––––––––––––––––––––––––––––– Kostnad per MW 18,75 Mkr –––––––––––––––––––––––––––––––––– Investering 450 Mkr –––––––––––––––––––––––––––––––––– Ränta 6 % över 20 år 300 Mkr –––––––––––––––––––––––––––––––––– Kablar, skrotning, 75 Mkr underhåll etcetera –––––––––––––––––––––––––––––––––– Totalkostnad 825 Mkr –––––––––––––––––––––––––––––––––– Kilowattkostnad 0,80 kr/kWh –––––––––––––––––––––––––––––––––– El-certifikat -0,15 kr/kWh –––––––––––––––––––––––––––––––––– Nettopris för vindkraftsel 0,65 kr/kWh –––––––––––––––––––––––––––––––––– Nätavgift, skatt, mvs 0,65 kr/kWh –––––––––––––––––––––––––––––––––– Totalpris för vindkraftsel 1,30 kr/kWh –––––––––––––––––––––––––––––––––– Medelspotpris -0,39 kr/kWh –––––––––––––––––––––––––––––––––– Nätavgift, skatt, mvs -0,39 kr/kWh –––––––––––––––––––––––––––––––––– Totalpris för nätel -0,77 kr/kWh –––––––––––––––––––––––––––––––––– Kapitaltillskott 0,53 kr/kWh –––––––––––––––––––––––––––––––––– El-certifikat + kapital0,68 kr/kWh tillskott –––––––––––––––––––––––––––––––––– El-certifikat + kapital35 Mkr/år tillskott –––––––––––––––––––––––––––––––––– El-certifikat + kapital702 Mkr/20 år tillskott 15 år

troll skulle se dagens ljus så tänds ändock ljuset till exempel då postflyg passerar. Prospektören hävdar slutligen att biltrafiken dödar fler örnar i Sverige än vad vindkraft gör. Örndöd inom biltrafiken legitimerar dock inte örndöd inom vindkraften. Vindkraften ska femdubblas intill 2020. Statistiken för örndöden vid vindkraft är dessutom osäker där eftersök med hund är gängse. Örndöd inom trafiken är iakttagbar och rapporteras. 49

Figur 2: Elkraftbalansen normalår vid 30 GW.

Systemnytta

Prospektören hävdar att rikligt med vattenkraft finns i Sverige för att reglera en planerad femdubbling av vindkraften. Figur 2 visar elkraftbalansen i Sverige ett normalår [13]. Visserligen motsvarar utbyggnaden av vindkraften ungefärligen nuvarande maximal effekt av vattenkraft men endast under ett i elkraftbalansen ansträngt läge, det vill säga vid ett köldhögtryck. Detta praktikfall är ointressant eftersom vindkraften då ändå står still till följd av isbildning, för låg temperatur (lägre än 30 °C) eller stiltje. Då vindkraften går för full effekt, sommartid eller hösttid, kan vattenkraften inte regleras ned, eftersom ingen förbrukare finns denna tid, utan vindkraften får då jordas. Så sker redan i Danmark. Förbrukning i Sverige är under varmare delar av året betydligt lägre än cirka 13 GW. Vidare saknas det kraftledningar till utlandet i tillräcklig omfattning respektive förbrukare där var-

FOTO: JENNY WALDEMAN

för vindelexport då inte är möjlig [14]. Jordning av vindel sker redan på Grännaberget samt planeras ske för en vindkraftsstation vid Kårehamn. För närvarande ersätter vindkraft endast vattenkraft i Sverige med överfyllnad av dammarna som följd med nödavtappning av dessa med risk för skador på hus längst älvarna [15]. Hög fyllnadsgrad av dammarna ger också negativa effekter i form av ökande förluster till följd av ökad avdunstning samt perkolation jämfört med en lägre fyllnadsgrad utan vindkraft.

Värdeförluster på hus

Prospektören hävdar, baserat på en undersökning 2010, att en entydig påverkan inte finns av vindkraftverk på värdet på hus intill [16]. Detta kan vara korrekt, men huspriserna kan ändå falla, eftersom undersökningen inte är verklighetstrogen. Underlaget bygger nämligen på en undersökning av värdet på hus inom 5 km från

Figur 3: Överhöljt fundament vid Hishult, Laholms kommun.

ett (som ett medelvärde) 50 m högt verk. (Nyare verk är minst 150 m i höjd.) Detta ger ett storleksförhållande av hundra gånger mellan avståndet från verket till huset och höjden av verket. Påverkan bör bara beräknas inom en radie av tio gånger höjden av verket, där verket, arkitektoniskt sett, påverkar omgivningen. Då blir sannolikt utfallet ett helt annat. Följande kan till exempel, för Trelleborg (totalhöjd på verk 63 m) följande citeras ur undersökning: ”... bedömer två av tre de tillfrågade mäklarna att närhet till vindkraftverk kan påverka fastighetspriserna negativt” samt för Orust (höjd 77 m), citat: ”Snittpriset … reducerats från 12 procent … innan ansökan inlämnades till 23 procent under kommunsnittet året efter” samt för Offerdal (höjd 119 m), citat: ”Försäljningsdatat … något svagare prisutveckling efter att tillstånd till etableringen givits.” Generellt sett faller huspriser, på grund av vindkraft, mest i områden där få husaffärer görs. Till exempel på Österlen står ett flertal hus, utan att finna köpare, till salu i trakterna av Örum, Ystads kommun, där en vindkraftstation planeras. Även inom vindkraftstation Stora Herrestad, Simrimshamns kommun, har säljskyltar länge suttit uppsatta.

Återställande av naturen

Att riva ett 80 m högt och 450 ton tungt nio år gammal omodernt vindkraftverk beräknades till tio miljoner kronor. (Ursprungligen sattes sjutton verk upp varav tio är uttjänta redan efter nio år.) En ny norsk fällningsmetod kostade en tredjedel jämfört med krandemontering. Fällningsmetoden gjorde att kostnaden eventuellt skulle kunna bli noll efter sortering och försäljning av skrotet [17]. Fundament till vindkraftverk kan i Sverige lämnas kvar i naturen enligt ett ovan nämnt pilotförsök, figur 3. Återställandet av vindkraftfundamentet i pilotprojektet har dock inte utförts på ett resurssnålt, beständigt sätt utan får betecknas som slöseri med ändliga resurser. Metoden med överhöljning går därför stick i stäv med resurssnålt byggande. Återställandet får inte heller betecknas som beständigt. I sig är betong beständig, till exempel vägbetong i Via Appia, ålder 2100 år. Betong är dock inte beständig i armerad form. Inom relativt kort tid, cirka 50 år, kommer korrosion av armeringsstål att självspräcka betongen med förorening och nedskräpning av naturen som följd. Erosion av överhöljt material, jord och grus, kan inom cirka hundra år, leda till att betongbitar och utstickande armeringsstål påverkar omgivningsmiljön. Eftersom återvinning inte har skett av armering, betong och grus på ett resurssnålt sätt innebär detta en cirka tre månader lång intjäningstid energimässigt före det att balans uppnås mellan, dels energi för att tillverka den armerade betongen, dels utkomst av energi från vindkraftverBygg & teknik 7/12

ket. För att tillverka betong till fundamentet krävs ett utsläpp till atmosfären av cirka 1 200 ton koldioxid per 2-MW-verk om 1 178 ton i samband med bränning av cement etcetera. Till denna tid kommer energiåtgång för stål ingjutet i fundamentet då även detta stål kvarlämnas. Ifrågavarande fundamentöverhöljning kan bli ett prejudikat för tusentals andra fundament. Det är därför viktigt att metoden överhöljning ifrågasätt på ett sakligt sätt. Kommande generationer bör rimligen inte få ta ansvaret för tusentals överhöljda fundament i naturen. Fundamenten bör i stället tas till vara på ett resurssnålt sätt. Kunskap finns om hur resurssäker återvinning sker av armerad betong men denna utnyttjas inte med föreliggande metod med överhöljning.

Slutsatser

Efter genomgång av prospektdokumentation för vindkraft kan följande slutsatser dras: 1. Osäkerheten för beräkningsmodellen ska räknas grannen tillgodo, till exempel 1 dB(A) i skog för Naturvårdsverkets modell, och 4 dB(A) i skog för modellen Nord 2000. 2. Ekonomisk nytta finns inte just nu för nyare vindkraftverk utan dessa kräver elcertifikat och stora kapitaltillskott för att gå runt ekonomiskt sett. 3. Tiden för energiåtervinning för ett vindkraftverk är cirka sex år om alla kringdetaljer till vindkraftverket beaktas samt energin för att skapa elcertifikat och kapitaltillskott. 4. Krav på kalhuggning av skog kring verk, blixtrande högintensivt ljus samt örndöd är exempel negativa miljöeffekter av vindkraftverk. 5. Systemnyttan är inte löst i och med nedreglering inte kan ske av planerad utbyggnad av vindkraft i Sverige utan att denna el får jordas. 6. Det är uppenbart, även vid granskning av vindkraftens egen rapport, att huspriser sjunker intill vindkraftverk, främst inom en radie av tio gånger verkets höjd.

7. Återställande av naturen sker inte om betongfundament kvarlämnas överhöljda. ■

Referenser

[1] Henric Carlsson. Eolus Vind AB. Vindkraft i praktiken. Dunker församlingshem. Flen. 1/9-12. [2] Elis Johansson. Ljudimmissionsberäkning och utredning av lågfrekvent ljud från vindpark vid Palsbo i Jönköpings kommun. ÅF-Infrastruktur AB/f d Ingemansson. Rapp 567183. Göteborg. 201108-24, sid. 5, rad 34–35. http://www.eon. se/upload/eon-se-2-0/dokument/extranet /vind/MKB-Bilaga-10-Ljudberakning. pdf. [3] Fiskar hör buller från vindkraftverk. FOI. 31/10-11. http://www.foi.se/ny heter/Press--nyheter/Nyheter/2011/Fiskar-hor-buller-fran-vindkraftverk/. [4] Erik Skärbäck. Landskapets värde för hälsa. Vindkraft Gislaved. Föredrag no 6. http://www.mcenter.se/index.php? option=com_content&view=article&id=2 13. [5] Bob Thorn. Assessing Intrusive Noise and Low Amplitude Sound. Massey Un. Wellington Campus, Inst Food Nutrition and Human Health, 316 sid. [6] God ljudmiljö ... mer än bara frihet från buller. Naturvårdsverket. Rapport 5709. 2007,. http://www.naturvardsverket.se/Start/Om-Naturvardsverket/Varapublikationer/ISBN1/5700/91-620-5709X/. [7] Samrådsunderlag etablering och drift av en vindkraftspark på fastigheterna Ånhammar 1:1 i Gnesta kommun och Kvattala 1:1 i Flens kommun. Eolus Vind AB, Hässleholm, 2012-03-12, 42 sid. [8] Kraftläget i Sverige. Vattensituationen. Svensk Energi. www.svensk energi.se/upload/Statistik/Kraftläget/vrapp.pdf. [9] E. Martınez, F. Sanz, S. Pellegrini, E. Jimenez & J. Blanco. Life cycle assessment of a multi-megawatt wind turbine. Renewable Energy 34 (2009), sid. 667– 673. http://www.cynulliadcymru.org/sc_

3_-01-09__p8__further_evidence_ from_ bwea_cymru_on_carbon_reduction_via_l and_use.pdf.pdf. [10] Karin Adalberth. Energy Use and Environmental Impact of New Residential Buildings. Rapport TVBH-1012, Avdelning Byggfysik. Lunds tekniska högskola, Lund 2000. [11] Marie Feuk & Tore Wizelius. Varning för vindkraft i skog. Ny Teknik. 24/10-08, http://www.nyteknik.se/nyheter/energi_miljo/vindkraft/article253329.e ce [12] Lars Fröding. Arise Windpower AB. Samrådsmöte. Vindkraftstation Skararp. Markaryds kommun. 8/6-12. [13] M. Odenberg. Kraftbalansen på den svenska elmarknaden vintrarna 2009/ 2010 och 2010/2011. Svenska Kraftnät. Rap. till Näringsdepartementet. Dnr 2010/441, 2010. http://www.svk.se/Global/02_Press_Info/Pdf/100813_Effektbala nsen_rapport.pdf [14] Thomas Karlsson. Elsituationen i Sverige. Vindkraft Gislaved. Föredrag no 3. http://www.mcenter.se/index.php?option=com_content&view=article&id=213. [15] Ulf Lindblom. Vindkraft slår ut miljövänlig vattenkraft. GP. 30/9-11. http://www.gp.se/nyheter/debatt/friaord/1. 735768-vindkraft-slar-ut-miljovanlig-vattenkraft. [16] Annika Helker Lundström. Vindkraft i sikte. Hur påverkas fastighetspriserna vid etablering av vindkraft? V d Svensk Vindenergi. Stockholm. 2012-0915, 44 sid. http://www.vindkraftsbranschen.se/wp-content/uploads/2011/10/ Vindkraftisikte100915.pdf. [17] Birger Aarmo, Sturla Nordbøe & Bjørn Erik Øvrelid. Her felles en vindmølle til 25. mill. ScanWind. Namdalsavisa. 21/8-12. www.namdalsavisa.no/naringsliv/article6198883.ece.

Välkommen till Bygg & tekniks hemsida: byggteknikforlaget.se

Bygg & teknik 7/12

Att betong är värmetrögt innebär att materialet har hög inbyggd kapacitet att lagra överskottsvärme (gratisenergi), vilken sedan kan användas när det finns ett underskott och därmed minska energibehovet. Betongens värmetröghet minskar även effekttopparna och gör det möjligt att förflytta effektuttagen i tiden, vilket är positivt både miljömässigt och ekonomiskt. Värmetrögheten bidrar också till att minska antalet övergradstimmar och ger ett stabilt och bra inneklimat. Många av de positiva egenskaperna kan förstärkas ytterligare om man använder aktiv värmelagring och/eller en optimerad värmedynamisk styrstrategi. Att minska energianvändningen är en av de allra viktigaste åtgärderna i strävan mot att skapa hus med lägre miljöpåverkan. Kravet på minskad energianvändning är också en viktig aspekt när det gäller miljöcertifiering av byggnader – något som i hög grad driver på utvecklingen mot energieffektiva byggnader. Materialets egenskaper påverkar en byggnad på många sätt: till exempel inomhusklimat, brand, ljud och fukt där betong har goda egenskaper. När det gäller energieffektivitet är betongens värmelagrande förmåga helt unik. Förklaringen är ganska enkel: betong är ett tungt, värmetrögt material som kan lagra både värme och kyla och genom att utnyttja den egenskapen kan man uppnå betydande besparingar när det gäller energi. I kombination med ett tätt klimatskal kan luftläckage

Artikelförfattare är Anders Rönneblad, tekn lic, Cementa AB, Malmö, och Kajsa Byfors, projektledare, Svensk Betong, Stockholm. Bygg & teknik 7/12

Torsplan i Stockholm, där NCC som ett av de första projekten i Sverige satsar på betyget Excellent i miljöcertifieringssystemet Breeam.

minimeras, vilket gör att byggnader kan göras mycket energieffektiva. Det är också anledningen till att man många gånger väljer betong som stommaterial i hus med mycket höga krav på energieffektivitet, till exempel i Torsplan i Stockholm där NCC som ett av de första projekten i Sve-

ILLUSTRATION: DIAKRIT

Trög betongstomme minskar energianvändningen och möjliggör fördröjning av effektuttag

rige satsar på betyget Excellent i miljöcertifieringssystemet Breeam.

Värmetröghet – byggnadens värmedynamiska funktion

En värmetrög byggnad kan lagra överskottsvärme vid övertemperaturer, och

Figur 1: Värmeflöden i en byggnad. Svarta pilar markerar värmeförluster, gula markerar köpt energi, gröna avser gratisvärme (som ibland är överskottsvärme) medan röda pilar visar inverkan av värmelagring/återgivning. 53

avge värmen när temperaturen sjunker. Figur 1 på föregående sida illustrerar de vanligaste värmeflödena i en byggnad. Vi har värmeförluster genom klimatskalet, ventilation, otätheter och via bortspolat varmvatten. För att hålla en behaglig temperatur behöver byggnaden värmas med ett uppvärmningssystem under den kalla årstiden, och eventuellt kylas sommartid. Varmvatten och elektriska apparater tillför också värme. Samtliga dessa källor definierar vi som köpt energi och de är gulmarkerade i figuren. Utöver den köpta energin tillförs också värme från solen och brukarna bidrar med sin kroppsvärme. Dessa källor är grönmarkerade i figuren och definierade som gratisvärme. Gratisvärmen och delar av den köpta energin, framför allt den som går åt för att driva elektrisk utrustning, är ofta svår att styra över och orsakar oönskade övertemperaturer under soliga delar av året. Gratisvärmen utnyttjas på bästa sätt med hjälp av husets värmetröghet. Vid ett överskott av gratisvärme kan huset lagra energi, som sedan används vid underskott. För att lyckas krävs att inomhustemperaturen får variera något. Värmelagring (återgivning) illustreras av de röda pilarna i figuren. Med passiv värmelagring avses den egenskap som alltid finns, även utan åtgärder för att utnyttja egenskapen fullt ut. Aktiv värmelagring är benämningen när stommen utnyttjas och blir en del av värmesystemet, till exempel genom att låta tilluft passera genom hålrummen i bjälklagselement eller att gjuta in värmesystemets rör i konstruktionen.

ren att minska sitt maximala effektuttag. Med den nya lag om timmätning av el som trädde ikraft den 1 oktober öppnas möjligheten upp för fastighetsägarna att kunna betala för sin energi timme för timme, där priset kommer att variera beroende på den totala ”efterfrågan”. Då blir värmetrögheten i stommen ännu mer intressant både fastighetsekonomiskt och i miljöhänseende. Ett exempel där dessa frågor har kommit i fokus är utvecklingen av Malmös nya hållbara stadsdel Hyllie. Visionen för Hyllie finns undertecknat i det klimatkontrakt som ingicks mellan Malmö stad, VA Syd och Eon i februari 2011. I klimatkontraktet för Hyllie är målet att energiförsörjningen till hundra procent ska bestå av förnybar eller återvunnen energi senast 2020 [1]. Som en följd av detta beslutade Energimyndigheten att stödja Malmö stad och Eon i arbetet för att bygga smarta nät i Hyllie. Staten bidrar här med 47 miljoner kronor till intelligenta lösningar för styrning och lagring av energi i stadsdelen. Därmed tar Hyllie ytterligare ett steg mot att bli en global förebild för hållbar stadsutveckling [2]. Betongens byggfysikaliska egenskaper kommer här att ha en avgörande betydelse. Under punkt 2 (Smarta hem ger nya möjligheter – Nya lösningar för styrning och optimering av energianvändning skapar förutsättningar för invånare att ta en mer aktiv roll i Hyllies energisystem [2]), kommer betongens goda förmåga att vara självreglerande att utnytt-

jas, samtidigt som god innemiljö bibehålls. Under punkt 7 (Energilagring med rätt byggteknik – Genom att bygga hus med väggar som bevarar värmen längre blir energilagring en kostnadsbesparingsmöjlighet för invånarna i Hyllie [2]) kommer betongens goda värmelagrande förmåga att utnyttjas på en helt annan nivå än vid traditionellt byggande. I klartext betyder det att byggnaden ska minimera användandet av energi när andelen fossila bränslen är som högst i energiproduktionen. För att klara denna utmaning måste byggnaden optimeras för att utnyttja sin värmelagrande förmåga maximalt. Fastighetsägarna i Hyllie har erbjudits en unik möjlighet att prova nya affärsmodeller beträffande debitering av energi. Det är högst troligt att detta kommer att få stort genomslag och ligga till grund för hur energinät och byggnader kommer att samspela i framtiden. Fastighetsägarna får då ytterligare ett incitament att använda sina tunga stommar på ett effektivare sätt, vilket är något som vi inom betongsektorn har väntat länge på. Liknande initiativ finns även i andra delar av landet, till exempel Norra Djurgårdsstaden i Stockholm.

Styr- och reglerstrategi

I dag är i princip alla nya betongbyggnader värmetröga till sin natur, under förutsättning att stora delar av den invändiga betongen exponerats mot inomhusmiljön. Stommen har då en självreglerande för-

Stora möjligheter att fördröja effektuttaget

Förutom att energianvändningen (kWh/m², år) minskar genom värmetrögheten, påverkas även effekten (W/m²) i allra högsta grad. Utmärkande för värmetrögheten är förmågan att minska effekttopparna, och möjligheten att flytta effektuttagen i tiden. Ett värmetrögt hus ger fastighetsägaren eller energileverantören möjlighet att låna energi av stommen, som till exempel kan användas när behovet är stort i andra delar av fastigheten eller energinätet.

Smarta energinät

På senare tid har betydelsen av att minska en byggnads värme- och kyleffekt börjat diskuteras allt mer. Energileverantörerna använder ofta en mix av olika energislag. Vid låga effektuttag levereras främst energi som är framställt av bio- eller spillvärme, medan under perioder av höga effektuttag framställs oftast energin av fossila bränslen som blir både dyrare och sämre ur miljösynpunkt. Perioderna med högt effektuttag är inte bara årstidsberoende utan även stora dygnsvariationer förekommer. Effektbehov är alltså starkt kopplat till energislag. I dagsläget finns det få incitament för fastighetsäga54

1. Bättre kontroll över el- och värmeförbrukning 2. Smarta hem ger nya möjligheter 3. Konsumenten blir själv producent av både el och värme 4. Smarta nät ger effektivare energidistribution 5. Minskade koldioxidutsläpp med lösningar för hållbart resande 6. Resurs- och klimateffektiv energiproduktion 7. Energilagring med rätt byggteknik Figur 2: Fokusområden i Hyllie [2]. Illustrationen är upprättad av Eon.

Bygg & teknik 7/12

måga att hålla rätt temperatur. Det utnyttjas alltför sällan på ett optimalt sätt. Att styra byggnaden dynamiskt kan jämföras med eco-driving i bilsammanhang: att inte slösa bränsle i onödan genom att gasa och bromsa mer än nödvändigt. Man undviker till exempel onödigt snabb acceleration och gaspådrag för att behålla hastighet i uppförsbackar. En sparsam körteknik kan ge tio till tjugo procent lägre bränsleförbrukning än det körsätt som de flesta använder. Slöseriet skulle bli ännu större om man alltid tryckte ned gaspedalen proportionellt mot vägbanans lutning, oavsett hur lång en uppförs- eller nedförsbacke är. Det vill säga att man struntar i vad hastighetsmätaren visar. Dessvärre är det precis så man oftast ”kör” en byggnad idag, med ett traditionellt styrsystem. I trafiken kan en ”trög” bil påverka andra bilar negativt så att köbildning uppstår, vilket i sin tur ger upphov till ryckig körning för bakomliggande bilar. Detta är dock inte ett problem för byggnader eftersom dessa i regel fungerar helt fristående från varandra. De flesta byggnader styrs för att genast kompensera för minsta lilla avvikelse. Transmissions- och ventilationsförlusterna är proportionella mot utomhustemperaturen, vilket ingenjörer i VVS-branschen har utvecklat styr- och reglerstrategier utifrån. Resultatet är system som söker en konstant inomhustemperatur baserad på utomhustemperaturen. Byggnadens värmetröghet gör dock att installationssystemet ofta ligger ur fas. Inställning med hänsyn till byggnadens dynamiska beteende sker endast hjälpligt via värmeregleringskurvor. I praktiken är det svårt att få till på ett bra sätt. Dessutom är många befintliga temperaturregleringssystem onödigt komplicerade, vilket kan leda till att de motverkar de värmedynamiska förloppen. Att en byggnad värms

och kyls samtidigt är en alltför vanlig konsekvens av en felaktig eller komplicerad styrstrategi. I artiklarna [3] och [4] finns mer information. Undersökningar i traditionella hus visar stora temperaturvariationer, både över dygnet och mellan olika delar i fastigheten, även i hus med hög inomhuskomfort. Intentionen om att kyl- och värmesystemet ska ge en konstant inomhustemperatur misslyckas i praktiken. Det är alltså en myt att värmesystem måste konstrueras för att hålla en konstant inomhustemperatur och därmed undvika komfortproblem och genom detta resonemang diskvalificera egenskapen värmetröghet av komfortskäl. Ett alternativ är att låta inomhusklimatet styras dynamiskt, med hjälp av aktuella inomhustemperaturer. På så sätt får man automatiskt med byggnadens värmedynamik i styrningen. Det viktiga är att variationerna i inomhustemperatur sker under kontrollerade förhållanden. Detta bekräftas av fastighetsägare som vittnar om ett förbättrat inomhusklimat vid övergång från traditionell till dynamiskt kontrollerad styrstrategi. Med små tillåtna temperaturvariationer, såsom en halv grad, kommer man riktigt långt. Dessutom öppnas möjligheten att sänka medeltemperaturen någon grad, eftersom inomhusklimatet styrs under kontrollerade former. Det bör ses som naturligt att temperaturen varierar något i en byggnad. En värmedynamisk styrstrategi kräver sin styrutrustning. Man kan antingen välja en paketlösning med detta som en av grundbultarna, eller en mer öppen lösning. Det finns ett antal nya paketlösningar på marknaden. De flesta är utvecklade i Sverige. Till exempel Ecopilot som utvecklas av Kabona i Borås och Uppsalaföretaget Enreduces produkter. Ecopilot hanterar både värmesystem, ventilation och kyla. Sedan starten 2001

Figur 3: Förklaring till liknelsen med bilkörning, där en term för bilen har en motsvarighet i byggnaden. Bygg & teknik 7/12

byggfrågan

Lektor Öman frågar… Robert Öman, lektor i byggnadsteknik vid Avdelningen för bygg- och miljöteknik, Akademin för hållbar samhällsoch teknikutveckling (HST), MälarLektor Öman dalens högskola i Västerås, är här igen med en ny byggfråga. Frågans poäng framgår som vanligt, eftersom det säger en hel del om hur utförligt svar som förväntas. Svaret hittar du på sidan 71.

Fråga (3 p) Vilka olika faktorer är det som avgör vad ånghalten (den absoluta luftfuktigheten) blir i inneluften vid jämvikt?

har företaget cirka 1 400 installationer i drift i Sverige och ytterligare cirka 300 i Europa. Enligt företaget är medelbesparingen med Ecopilot 25 procent för värme, 15 procent för el och 30 procent för kyla, sedan 2008 (normalårskorrigerade värden). Vid drifttagande tecknas normalt ett tvåårsavtal för injustering och utbildning. Uppföljningsarbetet av energi och komfort underlättas av ett integrerat analysverktyg. Utöver energibesparingar kan systemet även ge ett jämnare inomhusklimat [5]. Enreduce styr enbart via inomhustemperaturen. Enligt företaget minskar energianvändningen med 15 till 25 procent (normalårskorrigerat) med deras system. Besparingar genom åtgärder såsom ventilation och injustering är då inte inräknade. Med dessa i beräkningen är besparingen 30 till 40 procent. Utöver energibesparingen sägs systemet även ge ett jämnare inomhusklimat. I dag är systemet installerat i cirka 50 000 lägenheter [6]. Fem svenska paketlösningar har analyserats i ett examensarbete på avdelningen för Installationsteknik på Lunds tekniska högskola [7]. Bland annat för att kontrollera riktigheten i de besparingar som företagen presenterar. Eftersom endast ett husprojekt per system har utvärderats kan siffrorna inte analyseras fullt ut, men företagens marknadsföring förefaller lite för optimistisk i jämförelse med studierna. Trots att företagen inte riktigt lever upp till sin marknadsföring visar flera en 55

tydlig nedgång i energianvändningen för uppvärmning, och en kraftigt minskad toppeffekt. Det gör systemen intressanta både för nyproduktion och ombyggnad. Siemens [8] och Schneider Electric [9] står för exempel på mer öppna lösningar, som är betydligt mer anpassningsbara än paketlösningarna. Att de är programmerbara gör att stora delar av ansvaret skjuts över till de som anpassar systemet för en specifik byggnad. Hur väl den värmedynamiska egenskapen utnyttjas kan därför skilja kraftigt från fall till fall. Om man gör rätt finns det mycket att tjäna, om man gör fel kan huset i värsta fall värmas och kylas samtidigt.

Hur mycket kan man spara?

Många utredningar om nyttan med värmetröghet har gjorts genom åren. Sammanfattningsvis brukar en tung byggnad använda mellan två till femton procent mindre energi än en lätt, om övriga värmefysikaliska egenskaper är de samma. Om siffran verkar låg ska man ha i åtanke att den nästan uteslutande bygger på att endast passiv värmelagring utnyttjas, och att värmesystemet förutsätts hålla en exakt och konstant inomhustemperatur under höst, vinter och vår. I de utredningar som behandlar klimatpåverkan genom att räkna med primärenergifaktorer beaktas oftast inte heller betydelsen av effekttopparnas storlek och vilken tid på dygnet dessa inträffar. Genom att tillåta små temperaturvariationer på ca en halv till en grad, och samtidigt med hjälp av ny styr- och reglerteknik utnyttja byggnadens värmedynamik blir besparingspotentialen betydligt större. Aktiv värmelagring är ytterligare en möjlighet att öka besparingen. Att minska energianvändningen i flerbostadshus mellan 30 och 40 procent är ingen omöjlighet. För kontor är denna siffra ännu högre. Dessutom finns en potential i betongens förmåga att runda av effekttopparna och förflytta effektuttagen i tiden och på så sätt ha möjlighet att använda fördelaktiga energislag. Vi kan konstatera att genom att utnyttja betongens unika värmelagrande egenskaper som stommaterial finns mycket att vinna både ur ekonomisk- och hållbarhetssynpunkt. Betonghus ger dessutom goda förutsättningar för ett minimalt luftläckage genom klimatskalet. Betongens byggfysikaliska egenskaper försämras inte heller med tiden.

Sju tips för ett energieffektivt betonghus

Nedan ges sju tips för att säkerställa att betonghuset blir energieffektivt. Välj lämplig värmeisolering i byggnadens klimatskal. Ta reda på vilken isoleringsgrad och vilket isoleringsmaterial som är optimalt i ditt fall. Lösningar beskrivs i Isolerguiden [10]. Information om de nya högpresterande isoleringsmaterialen finns i FoU-Västs Rapport [11]. 56

Var noggrann med utformning och utförande. Det är viktigt med noggrannhet vid både konstruktion och utförande av anslutningsdetaljer och genomföringar, så att luftläckage och köldbryggor minimeras. Exempel på lufttäta konstruktionslösningar ges i SP-rapporten 2010:09 [12]. Allmän information om lufttäthet finns på ByggaL:s webbplats [13]. Köldbryggor beskrivs i Isolerguiden Bygg 06 [10]. Använd nattventilation. Ökad ventilation är ett bra sätt att kyla byggnaden när det är varmt utomhus. Med hjälp av nattventilation som kyler med kall utomhusluft nattetid, kan man slippa höga temperaturer dagtid. Den termiska komforten blir bättre och minimal energi går åt för att kyla byggnaden [14]. Välj en värmedynamisk styrstrategi. Tillämpa en styr- och reglerstrategi som tar hänsyn till värmedynamiken, och som i huvudsak styrs via inomhustemperaturen. Använd simuleringsverktyg. Använd alltid simuleringsprogram som använder klimatdata med timvärden. Till exempel VIP Energy eller IDA ICE. Det senare ger möjlighet att simulera en värmedynamisk styr- och reglerstrategi. Tidigare nämnda paketlösningar är sällan transparenta. Vid användning av dessa kan det därför vara svårt att hitta tillräckligt med data för en fullständig simulering av värme- och kylsystemet. Kontakta i så fall leverantören för en bättre uppfattning om hur effektivt det fungerar i ett specifikt fall. Exponera betongytorna. Dra större nytta av den värmelagrande egenskapen genom att exponera betongytorna. Undvik att klä den invändiga stommen med värmeisoleringsmaterial som till exempel träull, glasfiber och cellplast. En målad betongyta räknas som exponerad. Trägolv på betongen försämrar värmetrögheten, men värmeledningen genom trämaterialet är tillräckligt stor för att få betongen verksam för dygnstemperatursvängningar. Alla vanliga ljudabsorbenter är mer eller mindre värmeisolerande. Därför bör heltäckande undertak undvikas. Det finns bra lösningar för undertak och effektiv ljudabsorption, ur såväl estetisk som akustisk synpunkt. De hittas under Ljud/Rumsakustik på ”Bygga med Prefab” [15]. Använd aktiv värmelagring. Ett exempel på aktiv värmelagring är TermoDeck – ett klimatsystem som tar vara på byggnadens värmekapacitet samt minskar behovet av installationsutrustning. Tilluften passerar ett labyrintsystem i betongbjälklaget innan den når rummet. Styrning sker via återkoppling till inomhustemperaturen. Beroende på utomhustemperatur och intern värmelast, används kyld eller värmd tilluft, som anpassar temperaturen i tak och golvytor för en stabil och behaglig inomhustemperatur. Efter att ha passerat

bjälklaget ligger tilluftens temperatur nära rumsluftens, vilket ger en dragfri inblåsning. Labyrintsystemet dämpar ventilationsljudet och inblåsningen är ljudlös. ■

Referenser

[1]. Malmö stad (2011). Klimatkontrakt för Hyllie. http://www.malmo.se. [2]. Malmö stad (2011). Hyllie får 47 miljoner till smarta nät. http://www.malmo.se/Medborgare/Stadsplanering--trafik/Stadsplanering--visioner/Utbyggnadsom raden/Hyllie/Nyheter/47-miljonertill-smarta-nat.html. [3]. Rönneblad A et al (2011) Byt styrstrategi i miljonprogrammets fastigheter. [4]. Wiman U (2011). Värmedynamiska vinster att hämta – Intelligent betong. Tidskriften Cementa #2-2011. [5]. Kabona. http://www.kabona.se/. [6]. Enreduce. http://www.enreduce.se/. [7]. Persson D & Vogel J (2011). Utnyttjande av byggnaders värmetröghet – Utvärdering av kommersiella systemlösningar. http://www.hvac.lth.se/fileadmin/hvac/files/TVIT-5000/TVIT-5030JPDVweb.pdf. [8]. Siemens (2012). Fastighetsautomationssystem. http://www.industry.siemens.se. [9]. Schneider Electric (2012). Fastighetssystem. http://www.schneider-electric.se. [10]. Swedisol (2006), Isolerguiden Bygg 06. [11]. Clase M & Lindén E (2010). Inventering och Utvärdering av Högpresterande Isolering. FoU-Väst Rapport, 1402-7410; 1002. [12]. Wahlgren P (2010). Goda exempel på lufttäta konstruktionslösningar. SP Rapport 2010:09. [13]. ByggaL. http://www.lufttathet.se/sv/ByggaL/. [14]. Betongforum (2008). Betong för energieffektiva byggnader – Fördelarna med termisk massa. [15]. Bygga med Prefab (2012), Ljud/ Rumsakustik, http://www.svenskbetong.se/ljud/rumsakustik.html.

byggteknikforlaget.se

Bygg & teknik 7/12

minuskel.dk

YTONG SKAPAR HISTORIA - IGEN Världsnyhet baserat på svensk uppfinning I en tid med energikris och trångboddhet så skapade Dr. Axel Eriksson en världsnyhet, när han i Sverige år 1929 uppfann YTONG lättbetong ur de rena råvarorna kalk, sand och vatten.

100 % LÄTTBETONG – DIFFUSIONSÖPPET MATERIAL

Vi på Xella har sedan genom forskning, utveckling och modern produktionsteknologi förbättrat produkten – och skapat historia igen.

OORGANISKT MATERIAL – ANGRIPS INTE AV RÖTA OCH MÖGEL

Nu introduceras YTONG Energy+, som sätter nya standarder för energieffektivt byggande och hållbar utveckling. YTONG Energy+ består av 100 % lättbetong och ger med sin diffusionsöppenhet ett sunt och behagligt inomhusklimat.

SUVERÄN ISOLERINGSFÖRMÅGA – U-VÄRDE 0,11

Med ett U-värde på 0,11 för en 50 cm yttervägg så är det med YTONG Energy+ lätt att uppfylla såväl energikrav som visioner om hållbar utveckling. Nu och i framtiden.

BRANDKLASS A1 – ICKE BRÄNNBART

Läs mera om YTONG Energy+ på xella.se

Xella svensk annonce 185x270.indd 1

20/04/12 15.26

Citybanan – BIM i underjorden Citybanan i Stockholm är ett av Sveriges största infrastrukturprojekt. En tunnel som rymmer två nya järnvägsspår byggs under Stockholm för att utöka kapaciteten på järnvägsnätet, när den är klar 2017 kommer alla pendeltåg gå i tunneln och passagerare kan stiga av vid två nya underjordiska stationer, dels vid Odenplan och dels vid Station City som byggs under nuvarande centralstation. Denna artikel visar hur ett av de största projekten i WSP:s historia går från en traditionell projektering till en BIM-projektering och hur detta lagt grunden till det BIM-arbete som nu utförs inom WSP Broteknik. WSP har varit inblandade i Citybanan sedan slutet av 1980-talet då de första utredningarna gjordes. Idag består vårt uppdrag av att projektera bygghandlingar inom de flesta teknikområdena för entreprenaderna mellan Söderström och Odenplan. Station City-entreprenaden är speciell då den görs som en samverkansentreprenad, där entreprenören NCC och WSP arbetar tillsammans med beställaren för att få fram bra och kostnadseffektiva lösningar. Station City är i sig ett gigantiskt och komplext bygge som består av, förutom själva perrongerna för pendeltågen, även ett antal mellanplan och dess kopplingar uppåt till den befintliga T-Centralen och Stockholms Central. Stationen är projekteringsmässigt uppdelad i fem projekteringsområden, där WSP Broteknik i Umeå varit engagerad i PO1. Inom detta projekteringsområde ingår det norra mellanplanet som tar passagerarna upp ovanför Citybanans spår, samt kopplingen mot T-Blå där passagerarna kan ta sig vidare upp till perrongerna för tunnelbanans blå linje. Just kopplingen mellan T-blå och Citybanan är extra komplex, då Citybanans spår med ovanliggande mellanplan skär av berget helt och hållet. Därmed tappar tunnelbanans perronger och ena spår sitt underlag när Citybanan byggs. Detta åter-

Artikelförfattare är Patrik Lidgren, WSP Broteknik, Umeå.

Figur 1: Översikt över hur T-Blå kommer se ut efter Citybanans öppnande. Notera de nya rulltrapporna ner till Citybanan.

skapas genom att en ny bro samt perrong byggs, hopgjutna med väggar som är grundlagda längst ner i pendeltågens nivå. Rulltrappor upp till tunnelbanan byggs åt vartdera hållet längs spåren, dessa rulltrappsschakt fås till genom att berget sprängs ner mellan perrongerna För att behålla så mycket av de gamla konstruktionerna som möjligt i drift krävs avancerade avväxlingar av hela bjälklag. Även berget behövde avväxlas med stora stålpelare för att klara de nya bergschakterna. Under byggtiden trafikerar tunnel-

banan över bergschaktet på en temporär stålbro.

3D-modell

Upphandlingen av dåvarande Banverket ställde inga krav på 3D när kontraktet skrevs 2004, utan kraven vi har på oss vad gäller leveranser av handlingar är traditionella; 2D-ritningar med tillhörande dokumentation. Desto längre projekteringen fortlöpte, desto mer började det inses att just området under T-blå är alldeles för komplext vad gäller betongkonstruk-

Figur 2: Bild på spårbron över underliggande bergschakt. I bakgrunden syns den först gjutna betongväggen. Bygg & teknik 7/12

fästningar som krävs. Samordningen skedde internt, i form av en serie möten, som protokollfördes med hjälp av bilder på krockar och därför enkelt kunde följas upp av respektive teknikområde. Denna typ av samgranskning, med gemensam genomgång runt en virtuell byggnad, är givetvis mycket mer effektiv och säker än den traditionella samgranskningen där respektive teknikområde enskilt går igenom de andra teknikområdenas ritningar, speciellt när det gäller ett projekt som detta med flera hundra ritningar som produceras. Figur 3: 3D-modellen som visar betongkonstruktionerna under T-Blå. tionerna för att man ska klara av att projektera det effektivt på traditionellt vis, då de nya konstruktionerna hela tiden måste förhålla sig till de ursprungliga. Därför bestämdes det att en 3D-modell skulle användas i den delen av projektet som utfördes i Umeå. Då mycket av underlaget kring det befintliga bestod av laserskanningar och andra tredimensionella inmätningar, blev det genast mycket enklare att se hur de nya konstruktionerna påverkar de befintliga. Modellen skapades i AutoCad, och inkluderade inte bara nya delar utan även alla befintliga konstruktioner i området, vilket gav en enkel överblick kring vad som ska rivas och vad som ska sparas. Detta innebar inte direkt en övergång till BIM, då traditionella sektioner och 2D-modeller hämtades ur 3D-modellen som i sig inte innehöll någon mer information än geometrin. Dock gav arbetssättet en betydligt bättre kvalitetskontroll och underlättade framförallt i samarbetet med installationsprojektörerna. Tidsmässigt utgjorde 3D-modellen ingen större vinst, modellen i sig blev stor och tungarbetad, och när sektionerna tagits ut behövde de kläs med armering, mått och text på samma sätt som en vanlig 2D-ritning. En stor fördel var dock att den kom-

plexa geometrin på ett enkelt sätt kunde föras över till beräkningsprogrammet Brigade/Plus, som valdes för dess hantering av rörliga laster på bron.

Samordningsmodell

Konstruktionerna befinner sig dock i ett komplext bergrum, där den befintliga berganläggningen fanns inskannad i 3D men där de nya berguttagen ritades i 2D. För att få samgranskningen mellan berg och konstbyggnad att fungera togs det ytterligare ett steg mot BIM i projektet, en samordningsmodell. WSP hade sedan tidigare utvecklat en programvara kallad OpenVR, som mest använts för att visualisera stora infrastrukturprojekt som Förbifart Stockholm och överdäckningen av Norra Station för beställare och allmänheten. I Citybanan används OpenVR som en samordningsmodell, där samgranskning mellan alla teknikområden kan göras för att upptäcka krockar. De delar som inte direkt projekterades i 3D, som till exempel berguttagen vid T-Blå, modellerades upp från 2D-underlag till 3D av vår VR-avdelning. I samordningsmodellen kan man därför se att betongkonstruktionerna får plats mellan bergväggarna, samt att alla installationer och stomkomplettering hamnar på rätt ställe, och har de in-

Figur 4: Exempel på bild från samgranskningsmodellen. Bygg & teknik 7/12

BIM

Arbetssättet som användes under T-Blå, att först skapa en 3D-modell vilken man sedan använder som grund för 2D-ritningar som i sin tur används för att skapa armeringsspecifikationen till entreprenören, var tidsödande. Totalt producerades cirka 60 ritningar på detta sätt, och framförallt armeringsritningarna tog lång tid att få fram. Kraven på ritningarna var samma som för en bro vilket innebär en hög redovisningsgrad för armeringen, som i kombination med en väldigt komplex geometri utan upprepningseffekter gav lång arbetstid per ritning. På detta kom en manuell process med att göra armeringsspecifikationen. Därför togs beslutet, efter att första leveranspaketet av bygghandlingar färdigställts, att det kvarvarande leveranspaketet skulle modelleras i Tekla och inkludera all armering i 3D. Fördelarna ansågs vara flera: 1. Kvalitetskontrollen förenklas och förbättras. Istället för att behöva granska 2D-ritningar och därifrån bygga sig en bild på hur armeringen såg ut, kunde man direkt i modellen se att armeringen hängde ihop som den skulle, vilket var extra viktigt där det var trångt om plats för armeringen. 2. Armeringsspecifikationen kan skapas direkt från modellen, vilket sparar tid. 3. Armerings- och måttritningar kan skapas direkt ur modellen, med måttlinjer och littera färdiga. 4. I diskussioner med entreprenör och beställare var det enklare att visualisera frågeställningar. Då måttritningarna redan var påbörjade på det tidigare sättet, gjordes dessa färdiga för att inte förlora tid. Tekla-modellen skapades måttmässigt med hjälp av den redan framtagna AutoCad-modellen, som användes som referens. Själva arbetet från där, att fylla modellen med armering, gick förvånansvärt fort. När 2D-ritningar på armeringen skulle tas ut blev det dock svårare. Att få ut armeringsritningar som såg ut precis som de tidigare visade sig vara svårare än förutsett. Totalt 50 armeringsritningar skulle tas fram, och det krävdes mycket arbete att få fram dessa i en acceptabel standard vad gäller hur armeringsjärnen visas i 2D-sektionerna. 59

Figur 5: Detalj ur Tekla-modell.

Välkommen till Bygg & tekniks hemsida: byggteknikforlaget.se deller har då kunnat läggas in i måttmodellen och på så vis har det snabbt kunnat konstateras om berget gör intrång i betongen, och exakt vart detta är. Detta ger möjlighet till snabba svar och förslag på åtgärder.

Framtiden?

Siktdjup och läge för sektionerna styr vilka järn som visas och hur de visas, och de genvägar man kan ta när man ritar på traditionellt vis är svåra att göra. I slutändan får bytet till att modellera armering i 3D ändå ses som positivt. Armeringsdetaljer som den som syns i figur 5 är betydligt enklare att se till att den fungerar, inte bara teoretiskt utan även att den är praktiskt byggbar. Genom att literera armeringsjärnen på ett genomtänkt sätt är det enkelt att se byggordning både genom att tända och släcka hela grupper av järn, men även genom olika färger på järnen. Eftersom stomkompletteringsuppdraget projekterade sina ståldelar i Tekla, underlättade bytet av program även den samordningen, och krockar mellan svetsplåtar och armering upptäcktes tidigt utan behov av att gå till en speciell samordningsmodell.

Tekniskt stöd

En relativt stor del av uppdraget inom Citybanan är att agera tekniskt stöd gentemot entreprenör och beställare under själ-

va byggtiden. Framförallt bygget under T-Blå är extremt tidspressat, då man under tre somrar stänger ner tunnelbanan ett antal månader under sommaren. Under dessa månader är det ett högt tempo på bygget för att NCC ska kunna hinna få färdigt så mycket som möjligt utan att behöva oroa sig för tunnelbanetrafiken. Under dessa sommarstopp har till exempel förberedande ledningsomläggningar utförts, såväl som montering av temporärara spårbroar, byggande av ny perrong och nu denna sommar färdigställandet av den permanenta spårbron av betong. Här har 3D-modellen som upprättats varit en stor fördel. Ett exempel är bergschakt som utförs den med snäva toleranser då berget utnyttjas hårt i de komplexa bergrummen. Men på grund av bergets beskaffenhet kan det vid en sprängning visa sig att antingen för mycket eller för lite berg faller ut. För att kontrollera att tillräckligt fritt utrymme finns i tunneln utför entreprenören löpande laserskanningar som ger 3Dmodeller över bergytan. Dessa 3D-mo-

Det kommer inte byggas någon till Citybana, men klart är att BIM inom brobyggnad och tung anläggningskonstruktion nu kommer på allvar. Inom WSP i Sverige har det inom de senaste åren gjorts BIMmodeller i flera olika projekt. Tre stycken samverkansbroar inom projektet Hagastaden i Stockholm är gjorde helt i 3D i Tekla, likaså ett antal vattenkraftsprojekt samt stora delar av Tvärbanans Solnagren. Fördelarna har varit stora, dock är det gemensamt i alla dessa projekt att det som ska levereras är 2D-ritningar, det vill säga BIM har mer agerat stöd vid framtagandet av dessa ritningar, och gett en bättre kvalitetskontroll samt möjligheter att leverera stål- och armeringsspecifikationer digitalt till tillverkare. Man får dock inte glömma att möjligheten till 3Dvyer över komplicerade armeringssnitt eller färdigmonterad balk på ritningar ger en överblick man inte klarat av annars. Men mest intressant, och det som skvallrar om framtiden, är det som vi gjort med Röforsbron utanför Arboga där det enda som levererats som bygghandling till beställaren Trafikverket är just en komplett Tekla-modell, som ger all information som krävs för att bygga bron. Det projektet ger förhoppningsvis en fingervisning om hur framtida projekt kommer drivas och levereras. ■

Bild 6: Laserskanning inlyft i 3D-modell.

Bygg & teknik 7/12

Kravhantering vid produktoch projektutveckling Vi tror att industrialiserat byggande har en framtid, utvecklingen har bara börjat! Det kan dock komma att ta lång tid innan det används i stor skala och det kommer att kräva att entreprenörer och konceptutvecklare måste arbeta mer aktivt för att utveckla mer flexibla koncept. Vi har studerat industriell produktion, plattformsutveckling och kravhantering. Här beskriver vi hur dessa kan utvecklas och hur förbättringsprocesser kan hanteras. Ett antal fallstudier har även genomförts för att testa arbetssätt och hur industriella koncept och arbetssätt kan fungera med hänsyn tagen till krav från beställare och samhället.

Denna artikel sammanfattar valda delar av avrapporteringen av SBUF-projektet 11931, Kravhantering i konceptbyggande, som främst berör industriell produktion av flerbostadshus. Rapporten [1] kan laddas ned kostnadsfritt. Hänvisningar ges i slutet av denna artikel. Ett industriellt byggande skiljer sig från det traditionella sättet att producera byggnader. I stället för att varje enskilt byggprojekt planeras, projekteras och produceras med egna unika tekniska lösningar och metoder, utvecklas robusta och effektiva byggnadstekniska och processtekniska lösningar i en separat utvecklingsprocess. Under det ökända miljonprogrammet, som skulle sätta punkt för bostadsbristen i Sverige, fanns det starka ekonomiska incitament för massproduktion och inledningsvis stor tilltro till bostäder som projekterades och producerades baserat på industriellt byggande. I den snabba utvecklingen tappades individen bort och områdena som uppfördes uppfattades som monotona och själlösa. Motreaktionen blev en kraftig övergång till enfamiljshus under miljonprogrammets sista Artikelförfattare är Björn Berggren, Skanska Sverige AB, Thomas Olofsson, Luleå tekniska universitet Lars-Olof Nilsson, Lunds tekniska högskola, Carl Jonsson, Skanska Sverige AB, och Anders Rönneblad, Cementa AB.

Bygg & teknik 7/12

del. Sedan dess förknippas ofta industriellt byggande med ” tråkiga betongklumpar” där avsteg från standarden är näst intill omöjligt. Detta kan till viss del anses stämma in på vissa utvecklade byggkoncept, men det finns exempel på industriellt byggande idag som uppvisar stora möjligheter till variation, exempelvis Lindbäcks Bygg [2] och Moelven Byggmodul AB [3].

Industriellt byggande och plattformar

Den traditionella byggprocessen och förhållningssättet mellan byggherre, byggare och myndigheter, idag innebär att projekt sakta växer fram. En rad kompromisser, förhandlingar och överenskommelser i samförstånd måste genomföras innan ett projekt kan förverkligas. Denna process är inte förenlig med konceptbyggande och är grunden till att nya och obeprövade lösningar gång på gång testas skarpt i pågående byggprocesser. För en producent är strikt massproduktion ofta det mest fördelaktiga. Det är dock svårförenat med dagens förutsättningar inom flerbostadshusproduktion, där varje hus ofta är en unik produkt. Om en producent ska kunna möta marknadens krav måste därför producenter skapa ett koncept som är flexibelt så att produkter kan kundanpassas. När ett koncept ska utvecklas är det viktigt att fokusera på tre frågeställningar:

1) Marknaden, vem är kund? 2) Produkt, vad erbjuder vi? 3) Process, hur ska vi producera produkten? Baserat på ovanstående behöver beslut fattas om plattformens flexibilitet och möjlighet till kundanpassning. Olika typer av koncept kan delas in i fyra kategorier, vilket också redovisas i figur 1. Traditionellt byggande där man utgår från standarder, byggregler och normer. Byggnaden kundanpassas och byggherren styr utformning och utförande via val av entreprenadform. Systematisk produktutveckling sker sällan inom traditionellt byggande. Metodplattformar innehåller standardiserade tekniska lösningar och arbetsmetoder. Vissa strategiska geometrier kan vara låsta (exempelvis våningshöjd, schaktstorlek och så vidare). Produktplattformar har fler begränsningar och är vanligtvis är låst till ett specifikt byggsystem och en installationsteknisk lösning. De omfattar hela byggnadens stomme klimatskal och tekniska försörjningssystem (ventilationssystem, värmesystem och så vidare). Koncept med produktvarianter består i princip av färdiga byggnader där få val kan göras. Våningsantal och kosmetiska val som fasadfärg, golvbeklädnad och dylikt är exempel på valmöjligheter. För konceptägare av produktplattformar och produktvarianter där graden av

Figur 1: Koncept kategoriserade efter hur mycket som är färdigprojekterat (förprojekteringsgrad), anpassad efter Hvam et al [4]. 61

Tabell 1: Exempel på utvecklade industriella koncept som används på den svenska marknaden. ––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––– Produkt & plattform Koncept ––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––– Skanska Xchange Flervåningshus – Metodplattform NCC Folkboende Punkthus fya till åtta våningar – Produktvarianter Flervåningshus – Metodplattform JM – Strukturerad projektering och produktion BoKlok Tvåvåningshus i trä – Produktvarianter NCC P303 Tvåvåningshus radhus i betong – Produktvarianter Skanska ModernaHus Flervåningshus i betong tre till åtta våningar – Produktvarianter Älvsbyhus Villor i trä – Produktvarianter Flervåningshus i trä – Produktplattform Lindbäcksbygg PartAB Våtrumsmoduler – Produktplattform

flexibilitet och möjlighet till kundanpassning minskar är det viktigt att komma in tidigt i beställarens byggprocess för att kunna erbjuda alternativ som passar. I dagläget finns ett flertal exempel på olika byggkoncept som kan placeras i olika delar av ”kategoriseringstrappan i figur 1. Exempel ges i tabell 1, där ett antal utvecklade byggkoncept som finns på den svenska marknaden har kategoriserats i typ av produkt och plattform.

Intressenter, krav, prestanda och beslutsprocess

I en traditionell byggprocess finns det tre huvudsakliga intressenter/kravställare; Brukarna, Byggherre/fastighetsägare och Samhället [5]. Kravställarna har olika intressen och inflytande över utformning av byggnader. Först ska byggnaden, uppfylla lagar, normer och krav i detaljplanen som samhället ställer. Därefter får byggherren besluta om det som samhället inte har intresse av att påverka och hur stor del av utformningen som brukaren kan vara med att påverka. Inom ett industriellt byggkoncept är även konceptägaren kravställare genom att denne sätter upp begränsningar och bestämmer hur många olika valmöjligheter som konceptet ska kunna hantera. I en väl fungerande industriell byggprocess, där få avsteg från koncept görs, bör konceptets krav behandlas efter samhällets. Detta innebär att konceptets krav är underlag för de beslut som byggherren/fastighetsägaren tar. Marknaden för flerbostadshus skiljer sig i komplexitet mellan storstadsregionerna och övriga riket. I storstadsregionerna är andelen komplexa flerbostadshus väsentligt högre jämfört med övriga riket [6]. Val av geografisk positionering av ett koncept är därför ett strategiskt val för underlag till beslut om hur flexibelt ett koncept behöver vara. I ett konceptbyggande behöver krav från marknaden, exempelvis byggherrar, beställare och tredjepartscertifieringar, ingå i konceptutvecklingsprocessen. Detta innebär att man måste ställa frågan; vilka krav måste uppfyllas innan specifika byggprojekt initieras? I syfte att undersöka vilka krav som nyckelintressenter har, har krav som ställs 62

av byggherrar, kommuner, tredjepartscertifieringar och miljöprogram sammanställts. Kravställare som ingick i undersökningen var HSB, Riksbyggen, Miljöbyggprogram Syd, Stockholms stads program för miljöanpassat byggande, Göteborgs stads miljöprogram för miljöanpassat byggande, Miljöbyggnad, Svanen samt tre Sabo-anslutna företag. Kravanalysen visar att majoriteten av kraven ställs i projekterings- och produktutvecklingsfasen och att tyngdpunkten av kraven kan härledas till: Tillgänglighet/bostadsutformning, Hygien/hälsa/miljö och Energihushållning, det vill säga kapitel 3, 6 och 9 i Boverkets byggregler (BBR). Kravnivåer och detaljstyrning är dock mycket olika mellan olika kravställare. Kravnivåer avseende specifik energianvändning skiljer med en faktor större än 2. Vidare så ställer vissa kravställare detaljerade krav avseende mjukvara som ska användas för specifika beräkningar. Andra kravställare ställer krav på organisation. Resultatet visar på svårigheterna vad gäller konceptutveckling mot marknadskrav.

Konceptutveckling och projektutveckling

Två utvecklingsstrategier kan urskiljas: Top-down: Starta med en färdig produkt och utveckla produktvarianter. Exempel på koncept utvecklade efter top-down-

strategi är Lindbäcks Byggs TVE-system, Skanska ModernaHus och NCC P303. Bottom-up: Starta med att standardisera komponenter och metoder; vidareutveckla modulariserade byggdelar och system. Exempel på koncept som arbetar i denna riktning är Skanska Xchange, NCC bostadsplattform, och JM:s ”Strukturad projektering, produktion och inköp”. Alla typer av utvecklad koncept behöver en egen organisation för förvaltning, hantering av vidareutveckling, inköp och uppföljning. Brukarkrav bör hanteras inom ramen för konceptbyggande genom att kvantifiera kundsegmentet och låta dem vara helt styrande parametrar i utvecklingsarbetet. Det koncept man därefter erbjuder kommer vanligtvis att rikta sig till byggherrar och fastighetsägare som utvecklar fastigheter för detta aktuella kundsegment. Innan man kan tala om ett industrialiserat koncept måste ett antal steg vara intrimmade i genomförandeorganisationen, se figur 2. Om man utgår från en färdig produkt (top-down-strategi) börjar man med att uppnå stabilitet i konceptet, så att inblandade parter märker av effekterna av standardisering och återupprepning. Nästa steg är vilken kvalitet som krävs för att undvika produktionsstopp och garantiarbeten. Leveransförmåga krävs för att få jämna flöden samt öka förutsägbarhet och pålitlighet. När dessa grundförutsättningar

Figur 2: Fem steg till industrialisering (top-down strategi). Bygg & teknik 7/12

är på plats kan effektivisering och flexibilitet åstadkommas för att kunna öka variationen, och på så sätt kan konceptet erbjudas för ett bredare kundsegment. Efterhand som branschen blir tränad och processerna är väl förankrade, kan koncept successivt öppnas upp och bli obegränsat dynamiska. Svårigheten med denna strategi är att ha tillräcklig stora volymer för att kunna utveckla konceptets flexibilitet över tid. Produktplattformar kan representera stora värden för konceptägaren. Dagens plattformar för bilar representera värden på 3 till 27 miljarder kronor, beroende på hur många bilmodeller man säljer och livslängden en plattform har [7]. Antaget att Älvsbyhus har en beräknad produktion av 35 000 hus under 50 år (700 hus per år) och har standardiserat sin plattform till 80 procent innebär att deras plattform får ett uppskattat värde på 22 miljarder kronor. [8]. Som nämndes i inledningen finns det konflikter mellan traditionella processer och industrialiserat konceptbyggande,. Detta är ett av de största problemen med konceptbyggande och utgör roten till varför industrialisering är så svårgenomförbar i byggbranschen. Projekt tar ofta minst fem år att få startklara, och det behövs fem till tio genomförda projekt innan man kan se de riktigt stora fördelarna. Det är svårt för många aktörer att vara så uthålliga, och en enskild byggherre frågar sig förstås varför han eller hon ska inskränka sina valmöjligheter i sitt projekt utan att direkt se fördelarna på sikt. Brist på uthållighet leder i många fall till att man försöker hoppa över steg i industrialiseringstrappan och resultatet av det är att man får inskränkningar men inga vinster. Vinsterna ligger i kombinationen av de olika delarna i industrialiseringstrappan i förhållande till den volym som kan genereras. För att lyckas med konceptbyggande måste genomförandeorganisationen hålla fast vid konceptets fastlagda kundsegment, processer, geometrisk standard, randvillkor och strategiska byggdelar. Projektering och planering måste vara klar före montagestart, och teknikutveckling ska helst inte ske i tillämpningsprojekten. Uppgraderingar och nya komponenter måste hanteras av konceptutvecklingsorganisationen.

Figur 3: ModernaHus-konceptet 2010 [10].

mö kommun [9]. Detaljplanerna var från fyra olika stadsdelsområden, två lite utanför Malmö och två i centrum av staden. Tillgängliga produkter redovisas i figur 3. Trots möjligheten att välja olika produkter samt kosmetiska valmöjligheter inom produktplattformen uppkom i samtliga fall svårigheter att ”passa in” byggnaderna på tomten på grund av begränsningar i det område som fick bebyggas. Det rörde sig oftast om 0,5 till 1,5 m som byggnaderna kom utanför användningsgränsen i tomterna. I en av detaljplanerna fanns krav avseende fasadmaterial som inte kan uppfyllas inom ModernaHus. I två av detaljplanerna fanns specifika bestämmelser på hur hög ljudnivån får vara i olika utrymmen i lägenheterna på grund av buller. Det undersöktes inte på något djupare sätt om alla ljudkraven uppfylldes av Moder-

naHus byggnader. Husen klarade dock ett krav som fanns i två av detaljplanerna, nämligen att byggnaderna skulle ha högisolerande fasad (bättre än 40 dBA). För den mest centrala detaljplanen, som hade flest utformningsbestämmelser, var kraven så detaljerade att det antagligen inte är möjligt att uppföra ett flerbostadshus på annat vis än med en traditionell byggprocess. Ytterligare en fallstudie genomfördes med tillämpning av industriell utvärdering av olika utvärderingskriterier där ett exempel på en variantmodul i en produktplattform är ett prefabricerat betongsandwichelement med monterat fönster. Denna variantmodul innehåller ett antal komponenter såsom fönster, armering, isolering och betong. Producenten har två olika varianter av modulen; den kan levereras i standardut-

Fallstudier

Ett antal fallstudier genomfördes inom projektet för att utvärdera industriellt byggande och plattformar mot olika kravställare. Nedan redovisas kortfattat resultatet av två fallstudier. Ytterligare fallstudier redovisas i tidigare nämnd SBUFrapport [1]. För att utvärdera det industriella byggandets förutsättningar mot detaljplaner genomfördes en studie där olika produkter från Skanska Sveriges koncept ModernaHus applicerades på detaljplaner från MalBygg & teknik 7/12

Figur 4: Anslutning mellan fönster och betongsandwichvägg. 63

förande eller i ”energieffektivt” utförande, där det energieffektiva utförandet har 30 procent lägre transmissionsförluster jämfört med standardutförandet. Producenten har sedan tidigare inventerat transmissionsförlusterna för modulen och kommit till slutsatsen att det mest kostnadseffektiva sättet att uppnå 30 procent lägre transmissionsförluster är genom att leverera moduler med en isolering med lägre värmekonduktivitet och fönster med lägre U-värden. Detta kräver ingen omställning av produktion, enbart förändrat inköp. I samband med uppdatering av kundkrav har även nya krav avseende energihushållning från Boverket identifierats, vilket innebär att transmissionsförlusterna behöver minska. Då isolering och fönster redan är bästa tillgängliga i det energieffektiva utförandet utreds därför möjligheten att minska köldbryggan vid anslutning mot fönster. Förändring av anslutningen utreds ur fukt- och energiperspektiv. Energiprestanda för köldbryggan kvantifieras genom att beräkna köldbryggans transmissionsförlust, Ψi, (W/mK). Fuktprestanda kvantifieras genom att beräkna temperatur (°C) och fukttillstånd, RF, (%) i det som bedöms vara en utsatt punkt i anslutningen markerat med röd ring i figur 4 på föregående sida. I detta fall varieras köldbryggans/ ”uppgjutets” bredd och mängden köldbryggebrytande mineralull. I figur 5 och figur 6 visas hur stor påverkan variation av köldbryggans bredd alternativt mängden mineralull har på två av prestandaindikatorerna. När det gäller energiprestanda har mängden mineralull som störst påverkan om köldbryggans bredd är 100 mm. Differensen mellan de olika alternativen är 45 procent. Större påverkan har dock en minskning av köldbryggans bredd. Vid grundfallet, 20 mm mineralull, så är differensen mellan de olika alternativen drygt 100 procent. När det gäller fuktprestanda är förhållandet det omvända. Mängden mineralull har obetydlig påverkan på den relativa

Figur 5: Schematisk beskrivning av variantmodul ur producentens perspektiv.

Figur 6: Schematisk beskrivning av variantmodul ur producentens perspektiv. fuktigheten. Köldbryggans bredd har däremot större påverkan. Genom att fastställa målvärden och tillåten variation för de olika indikato-

rerna kan olika alternativa utformningar av anslutningen utvärderas och sammanvägt värde presenteras. Det sammanvägda prestandautfallet redovisas i figur 7.

Figur 7: Resultat från beräknat totalt prestandautfall.

Bygg & teknik 7/12

Avancerade programvarulösningar för ingenjörer

FEM-Design Ett avancerat och användarvänligt program för 3D analys, stabilitetsberäkning och dimensionering enligt Eurocode.

Hunton växer!

IMPACT Precast Ett BIM system för modellering och produktion av prefabricerade betongelement gelement med fristående armeringsmodul.

PRE-Stress ress

Nytt lager I Borås finns nu vårt nya lager för att effektivisera och ge Dig snabbare och säkrare leveranser. Ny kapanläggning Vi erbjuder lagerbalkar i standardlängder samt exaktkapade och bearbetade lättbalkar & LVL-balkar. Från lagerförda dimensioner kapar vi exakt i önskad längd. Med urtag etc enligt Dina önskemål.

Analys och dimensioneringsprogram för beräkningar över förspända balkars hela livslängd.

Hunton ultralamTM LVL WIN-Statik En samling kraftfulla och enkla program för vanliga konstruktioner som balkar, pelare, ramar och fundament.

VIP-Energy Simulering av en byggnads energibalans med en dynamisk beräkningsmodell.

HUNTON ultralamTM skapar nya möjligheter för Dina träkonstruktioner. Tack vare sin styrka och styvhet bygger Du längre och samtidigt slankare konstruktioner. Ring så berättar vi mer om vad detta innebär för Dig i effektivt och ekonomiskt byggande.

www.strusoft.com

Mats Blomberg: 070-940 75 78 Leif Lamberg: 070-940 48 95

Sverige | Danmark | Storbritannien Ungern | Förenade Arabemiraten | Indien

www.hunton.se

Bygg & teknik 7/12

Två alternativ resulterar i en större köldbrygga än vad som är godkänt enligt kriterierna som fastställts tidigare. Därför ges dessa värdet noll. Att inte ändra köldbryggans bredd samtidigt som mängden mineralull ökas till 30 mm ger det bästa alternativet avseende temperatur- och fuktprestanda, men med mycket dålig energiprestanda. Att minska köldbryggans bredd till ett minimum samtidigt som mängden mineralull maximeras ger ett något sämre utfall på fuktprestanda. Denna lösning ger dock det högsta utfallet på energiprestanda och temperaturprestanda.

Slutsatser

Sedan efterkrigstidens massproduktion av bostäder har industriellt byggande ofta förknippats med storskaliga bostadsområden och stora begränsningar i utformning. Entreprenörer och konceptutvecklare måste därför arbeta mer aktivt för att utveckla mer flexibla koncept och marknadsföra denna flexibilitet för att bryta denna föreställning genom standardisering av processer och komponenter som inte menligt begränsar utformningen. Samtidigt så måste konceptägaren ha kontroll över vilka detaljlösningar som projekteras. Det är svårt att lansera utvecklade byggkoncept i utförandeentreprenader där byggherren redan har skissat på en färdig lösning tillsammans med en arkitekt innan konceptägaren kommer in i projektet. Kommunikation och samarbete mellan byggherre, byggentreprenör och planhandläggare behöver förbättras. Entreprenörer bör ta del av planhandläggares erfarenheter samt diskutera krav som kan försvåra för ett industriellt konceptbyggande. Handläggarna kan också skaffa sig större kunskap om de industriella byggkoncepten, till exempel genom att konceptägare informerar planhandläggare om dess fördelar och begränsningar. På så sätt kan onödiga begränsningar i detaljplanen som inte inverkar menligt på stadsutformningen undvikas. En observation som gjordes i detta arbete var att olika typer av modularisering

Komplett nit- och verktygsprogram!

krävs. Traditionellt är modularisering gjord med avseende på produkt, geometri eller material. I fallstudien med fönsteranslutning gjordes modularisering med avseende på funktion, vilket innebar att väggen delades upp i två delar; den som krävdes för infästning av fönster och tillika köldbrygga samt övrig del av vägg. Denna typ av modularisering var en förutsättning för att kunna förbättra den tekniska lösningen. Man kan alltså föreställa sig en modularisering som kan anpassas för olika syften (vyer) såsom projektutveckling, tekniska analyser, kostnadskalkyl, produktionsplanering, tillverkning, montage etcetera. Vi tror att industrialiserat byggande har en framtid men att det kommer under en lång tid att ske i avgränsade nischer medan de stora förändringarna kommer att ske när dagens platsbyggda flerbostadshus övergår till att i allt högre grad baseras på byggsystem och plattformstänkande. En intressant utveckling blir när standardisering av komponenter och processer integreras i plattformar där effektiviseringsvinster kan göras i alla led i byggprocessen från projektering och inköp till produktion och montering på plats. ■

Referenser

[1] Olofsson T., Rönneblad A., Berggren B., Nilsson L-O., Jonsson C., Andersson R. & Malmgren L. SBUF-rapport 11931 Kravhantering, produktoch projektutveckling av industriella byggkoncept. Kan laddas ned via www.sbuf.se. [2] Moelven ByggModul AB http:// www.moelven.com/se/Om-Moelven/Divisioner/Byggsystemer/Moelven-Byggmodul-AB/ (2012-09-04). [3] Lindbäcks Bygg http://www.lindbacks.se/ (2012-09-04). [4] Hvam L., Mortensen, N. H. & Riis, J. (2008) Product customization, Berlin, Springer verlag. [5] Svanerudh, P., (1998), Förkonstruerade byggnader – systemtänkande för en

Endast 373 kronor plus moms kostar en helårsprenumeration på Bygg & teknik för 2012!

effektivare byggprocess, Licentiatuppsats 1998:04, Luleå tekniska universitet. [6] Larsson, R., (2008), Platsgjutna stommar för flerbostadshus, Rapport TVBK-3057, Avdelningen för Konstruktionsteknik, Lunds tekniska högskola, Lund. [7] Alhbom, H, 2011, Teknik kan säljas på licens, Ny Teknik om värdet på plattformar. http://www.nyteknik.se/rss/nyhetsbrev_it_telekom/nyhetsbrev_it_telekom _annonser/article3271123.ece (2012-0904). [8] Johnsson, H., (2011) Plattformar i ett industriellt byggande, LWE-konferens i Stockholm, 26–27 oktober. http://www. ltu.se/centres/lwe/Konferenser (2012-0904). [9] Dursun, G., 2010. Sambandet mellan det industriella byggandets förutsättningar och detaljplaner, Examensarbete, Luleå tekniska universitet. [10] Bilder och data från ModernaHus broschyr: ModernaHus – ett enkelt val, s 13–27.

Bygg & teknik direkt på nätet Årgångarna 2006 till och med 2011 av Bygg & teknik finns nu att läsa i fulltext på vår hemsida: www.byggteknikforlaget.se

Uppgraderat program för tak och fasad:

PolyGrip: möjliggör flexibelt montage i olika materialtjocklekar och större håltoleranser. PolyGrip fyller hålet och är “stänksäkra”. Finns i flera materialkombinationer, färger och med rostfri splint.

AP: nitar med stora huvuden för infästning av fasadskivor där temperaturväxlingarna kräver större hål i skivorna.

Gesipa: batterimaskiner och hand verktyg för effektiv montering. Kontakta oss gärna för mer information! SFS intec AB FasteningSystems Olivehällsvägen 10 645 42 Strängnäs

T +46 152 71 50 00 F +46 152 71 50 99 se.strangnas@sfsintec.biz www.sfsintec.biz/se

Turn ideas into reality. Bygg & teknik 7/12

Akustik i byggnader:

Enklare och bättre med nya standarder från ISO Svenska standarder för ljudisolering i byggnader har många gånger sitt ursprung i den internationella standardiseringen, ISO. Just nu pågår ett intensivt arbete inom ISO för att samordna de nuvarande standarderna och införa enklare och mer enhetliga benämningar på luft- och stegljudsisolering i väggar och bjälklag. De ska också leda till mer verklighetsanpassade ljudisoleringsvärden, som stämmer bättre med vad de boende anser. Sverige bidrar till detta arbete med forskningsresultat från pågående och nyligen avslutade projekt (AkuLite, AcuWood och flera SBUF-projekt). Här kommer således svensk forskning till användning i flera globala standarder. För byggindustrin kommer flera fördelar att märkas när de nuvarande standarderna för utvärdering av ljudisolering (ISO 717) ersätts av ISO 16717. Dagens komplicerade termer ersätts av enklare benämningar och de är av samma typ för alla byggdelar och typer av ljudkrav. Några viktiga förändringar: ● Det utvidgade frekvensområdet 50 till 5 000 Hz ersätter dagens 100 till 3 150 Hz. För svensk del blir skillnaden marginell, vi räknar och mäter sedan 1999 redan ned till 50 Hz . Men för övriga länder upplevs förändringen som mer dramatisk, eftersom de måste komplettera med mätdata mellan 50 och 100 Hz. Detta kan ge vår industri exportfördelar! ● Det vägda fältreduktionstalet R’w med spektrumanpassningstermen C50-3150 er-

Artikelförfattare är Christian Simmons, Simmons akustik & utveckling AB, Göteborg, och Klas Hagberg, WSP Environmental, Göteborg. Bygg & teknik 7/12

sätts av termen ”A-vägd ljudnivåskillnad mellan rum” Dliving. Reduktionstal för enskilda byggdelar som mäts i laboratorium utan flanktransmission, Rw + C50-3150, kommer att benämnas Rliving. Idag skiljs värden i lab och i fält bara med ett litet primtecken som man lätt missar. Med de nya benämningarna minskar risken för missförstånd om vad ett siffervärde egentligen avser. ● För fasader ersätts det vägda reduktionstalet R’w med spektrumanpassningstermen Ctr av den A-vägda ljudnivåskillnaden utomhus-inomhus Dtraffic. Reduktionstal för fönster, uteluftsdon och ytterväggar beskrivs av samma tal Rtraffic. Därmed försvinner Rw, Dn,e,w och RA,tr! ● För andra typer av ljudkällor utomhus, till exempel helikopter och pendeltåg, kan ljudnivån inomhus fortfarande beräknas enligt EN 12354-3. Det finns därmed inget behov av dagens R’w + C, som tas bort. ● Den vägda standardiserade stegljudsnivån i byggnad L’n,w med spektrumanpassningstermen CI,50-2500 ersätts av stegljudsisoleringen Dimpact (Rimpact i laboratorium). ● Stegljudsisoleringen Dimpact har samma innebörd som för luftljud, det vill säga högre värden innebär bättre ljudisolering (i dag gäller att en bättre isolering ger lägre stegljudsnivå). Ur ett samhälleligt perspektiv är det väsentligt att de nya måtten Dliving, Dtraffic och Dimpact ger en god korrelation till den ljudisolering som boende upplever sig ha i sina bostäder. Det finns därför anledning för såväl industrin som samhället att bevaka eller delta aktivt i utvecklingen av de nya sammanfattningsvärdena. Från svensk sida deltar idag artikelförfattarna Klas Hagberg (SP Trä) och Christian Simmons (SP Akustik). Luftljudsisolering. ISO-kommittén måste välja ett sätt att väga samman ljudisoleringen vid olika frekvenser till ett sammanfattande entalsvärde, till exempel Dliving. Tanken är att frekvensvägningen i Dliving ska göras genom att forma ett spektrum i sändarrummet som representerar ett genomsnitt av de möjliga ljudhändelser som kan antas förekomma i bostäder i olika länder. I standardförslaget har hittills antagit att ett genomsnitt av alla vanliga ”händelser” motsvarar ”rosa brus”, det vill säga att ljudnivån i genomsnitt är lika i alla tredjedelsoktavband. Ljudet passerar sedan igenom en vägg el-

ler ett bjälklag och dämpas då, olika vid olika frekvenser. Dämpningen varierar beroende på vilka material som ingår i skiljekonstruktionen. Därefter korrigeras nivåerna i mottagarrummet i olika tredjedelsoktavband med ytterligare en frekvensvägning (för örats känslighet vid olika frekvenser) och räknas ihop till ett vägt sammanfattningsvärde. I nuvarande förslag används den standardiserade och väl beprövade A-vägningen (dB(A)) enligt ISO 226. Vid det senaste mötet i Lancaster, USA, redovisades dock några alternativa förslag till spektrum för ”inomhusljud” och sättet att kompensera för hur starkt man uppfattar ljud vid olika frekvenser. De alternativa vägningarna påverkar konkurrensförmågan för olika byggmaterial. 1. Den europeiska gipsindustrin redovisade en egen undersökning. Den baserades på en tillämpad mätstudie i bostäder utförd vid TGM-institutet i Wien som visade att den genomsnittliga ljudnivån i en bostad kan avvika något från det tidigare beskrivna antagandet om ”lika energi vid alla frekvenser”. Vid 50 Hz och vid frekvenser över 1 000 Hz skulle skillnaden kunna vara -5 dB, medan ljud i 500 Hz skulle vara något starkare än ”rosa brus”. Dämpningen genom en skiljekonstruktion antogs som ett lägsta (95 procentvärde) värde av väggar som ansågs kunna förekomma i byggnad. Vid val av frekvenskorrigering för örats känslighet valdes en ny kurva (20 phon enligt ISO 226:2003), som tonar ned känsligheten vid låga frekvenser och vid låga ljudnivåer (i mottagarrummet) jämfört med den vanliga A-vägningen. Resultatet blev sammantaget, att ljud vid låga och höga frekvenser skulle tonas ned väsentligt, till förmån för en betoning av mellanfrekvensområdet. Förslaget sammanfaller ganska väl med typiska reduktionstalskurvor för dubbla gipsväggar, det vill säga deras förslag till vägning skulle tona ned de frekvensområden där dubbelväggarna ger låg isolering och öka belastningen där isoleringen är god. Se figur 1 på nästa sida. I figur 1 redovisas ytterligare två frekvensvägningar. 2. Ett annat förslag redovisades av tyska Physicalische Technische Bundesanstalt (PTB). De har gått tillväga på ett likartat sätt. Först sammanställdes ljudnivåmätningar hemma hos folk som redovisats inom ett europeiskt forskarnätverk 67

(COST TU 0901) och sedan har har minimerats. Sändar- och beräkningar utförts utifrån ett mottagarrum har måtten B x D x stort antal slumpmässigt valda H 4 x 3 x 2,5 m. spektra, inom en A-vägd norTabell 1 illustrerar, att valet malfördelning (85 procent frakav spektrum för frekvensvägtilen) mellan de starkaste och ning inte är så känsligt när det svagaste ljud som mätts upp. gäller vilken tung vägg som avResultatet blev sedan ett spektses. De systematiska skillnarum som är ganska likt ett Aderna kan man korrigera för vägt rosa brus, dock med en liten genom att ändra på kravvärdena betoning på mellanfrekvensomi SS 25267 och Boverkets byggrådet som sannolikt beror på att regler (BBR). För lätta väggar många registreringar kommer däremot slår valet av spektrum från konversationer, TV och raganska olika på olika väggtyper. dio. De lägsta frekvenserna fick De höga Rw-värden som fås med dubbla stommar reduceras gansdärmed en något svagare viktka drastiskt när man går över till ning än med rosa brus, men Dliving enligt det standardförslag skillnaden är mindre än i förslag som utarbetats. Jämförs remissnummer 1 ovan. förslaget med PTB:s förslag Inget förslag godtogs direkt förefaller skillnaden ganska av kommittén, utan beslutet blev konstant, cirka -3 dB. Med gipsatt det ska utföras fler undersökindustrins förslag fås en lättnad ningar. En sak som diskuterades för gipsväggar och en skärpning livligt under mötet i Lancaster för tunga väggar. Det är dock var om det verkligen är rätt att inte klarlagt om de här skillnafölja känslighetskurvan för likaFigur 1: Tre förslag till frekvensvägning av derna kan motiveras med hänupplevd-ljudnivå (20 isophon) tersbandsvärden i Rliving / Dliving i nya ISO 16717-1. syn till subjektivt upplevd ljudså som i gipsindustrins förslag. Kurva med fyrkanter; förslag från PTB; med trianglar isolering. Lågfrekvensljud är sannolikt remissförslag till ny standard (A-vägt rosa brus); med På mötet beslutades därför att mer störande än knappt hörbara romber gipsindustrins förslag. nya beräkningar och jämförelser mellanfrekvensljud, vilket gör ska genomföras för att kunna att skillnaden vid 50 Hz kan bli väl stor. I Sverige gäller sedan 1999 krav delskatalog ”Robust Details” har inneburit bedöma vilken frekvensvägning som är motsvarande ”grundförslaget” i standar- att de också har nya konstruktioner för så- mest relevant ur de boendes synvinkel. den (rosa brus) och vi har numera avse- väl lätta som tunga konstruktioner, som Jämförelserna ska bland annat göras på värt bättre väggar (både lätta och tunga), förefaller ge ungefär samma ljudisolering basis av socioakustiska undersökningar som genomförts, bland annat inom vilket kan sägas vara en rimlig anpass- som vi har. Som exempel på vad de olika förslagen SBUF-projektet 12311 och AkuLite-proning till den ökande ljudbelastningen (exempelvis moderna ljudanläggningar och kan innebära redovisas i tabell 1 reduk- jekten. Se tidigare artiklar i Bygg & tek”hemmabio”) i våra hem. Även i England tionstal i laboratorium för tre typer av nik om dessa undersökningar. Först beoch Wales infördes 2004 ett krav som väggar samt olika Dliving, baserat på de räknas korrelationskoefficienten vid relade stor vikt vid låga frekvenser baserat tre olika förslagen till vägningskurvor, gression (kurvanpassning) mellan de bopå trafikbullerspektrum 100 till 3 150 Hz enligt figur 1. Huvudsakligen bestäms endes medelbetyg på ljudisoleringen och (R’w + Ctr), enligt nuvarande ISO 717. isoleringen i exemplet av direkt transmis- den uppmätta ljudisoleringen. Sedan variDetta tillsammans med krav i deras bygg- sion genom väggen, flanktransmissionen eras frekvensvägningen och en ny korrelationskoefficient beräknas. Tyvärr är korrelationskoefficienten i den här typen av Tabell 1: Vägt reduktionstal R’w i byggnad och tre förslag till beräkning av ljudundersökningar generellt ganska låg, sannivåskillnad Dliving. Inom parenteser anges skillnaden mellan R’w och Dliving. nolikt beroende på att de subjektiva bety––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––– gen påverkas av andra faktorer än den Väggtyp R’w Dliving Dliving Dliving faktiska eller upplevda ljudisoleringen, (ISO 717) (remiss- (PTB (gipsmen fördelen med den svenska studien är förslag) 85%) industrin) att den utförts i stor skala och ute i verk––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––– ligheten, i bostäder där folk har bott mer 160 mm btg 55 53 (-2) 50 (-5) 52 (-3) eller mindre lång tid och hunnit vänja sig ––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––– vid förhållandena. 200 mm btg 59 57 (-2) 53 (-6) 55 (-4) ––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––– Korrelationsberäkningar kommer även 250 mm tegel och puts 58 56 (-2) 53 (-5) 55 (-3) att göras hos National Research Council ––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––– (NRC) i Kanada på basis av en omfat235 mm dubbel lättbtg (800 kg/m³) 56 56 (0) 53 (-3) 53 (-3) tande serie lyssningsförsök som genommin.ull, puts förts i deras laboratorium. I deras studie ––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––– ingår ett stort antal väggar och olika typer 200 mm enkel gipsvägg 57 52 (-5) 50 (-7) 54 (-3) av ljud, vilket gör att de kan göra en (E 120-120 303 M45) mycket systematisk analys. Nackdelen ––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––– med deras studie är att de olika ljud145 mm saxad gipsvägg 60 53 (-7) 51 (-9) 56 (-4) exemp len bara spelats upp kortvarigt (tio (D 95-70 303 M45) till tjugo sekunder), vilket gör att försöks––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––– personerna troligen bedömde ljudstyrkan 240 mmdubbel gipsvägg 67 56 (-11) 54 (-13) 58 (-9) snarare än hur störda de kände sig av det (DD 70-70 202 M180) aktuella ljudet. Båda studierna har således 68

Bygg & teknik 7/12

för- och nackdelar, men förhoppningen är att de sammantaget ska bidra till en ökad förståelse genom att studera hur korrelationen påverkas av de olika frekvensvägningarna. Stegljudsisolering. När det gäller stegljud är avsikten att på motsvarande sätt föreslå en frekvensvägning, som gör att de ljudnivåer som mäts med hammarapparaten eller med en stor gummiboll kan omräknas till ljudnivåer då vuxna personer går över golvet, helst oberoende av vilket stomsystem som ska utvärderas. En viss hänsyn måste även tas till att folk går med skor inomhus, ljud från lekande barn, stolar, dammsugare, hundar och andra möjliga stomljudskällor. Analysen riskerar därmed att bli rätt komplex, men ett pragmatiskt val av ett genomsnitt av händelser bör vara möjligt att genomföra. De främsta störningarna orsakas av gångtrafik, så den bör rimligen ges en större vikt än övriga händelser. Trots att en artificiell stegljudsmaskin används för mätning, så innebär frekvensvägningen i detta fall att ljudkällan ändå kommer att representera vanliga händelser utanför bostaden, efter att en anpassning/omräkning skett mot subjektiv störning. Det största problemet ligger här i att lätta och tunga bjälklag beter sig olika och sammanfattningsvärdet måste hantera båda typerna av bjälklag så att de ur subjektiv synpunkt uppfattas som likvärdiga om de har samma entalsvärde. Att standardförslaget idag inte beaktar frekvenser under 50 Hz kan möjligen vara ett problem för vissa lätta bjälklag, men det är ändå ett stort steg att det nya ISO-förslaget går ner till 50 Hz. Låt oss börja med detta och ta fram ett bra spektrum som gör att vi kan värdera lätta och tunga konstruktioner med ett och samma entalsvärde. Förhoppningsvis kan delar av detta arbete göras inom ramen för slutrapportering av AkuLite-projektet och det motsvarande europeiska AcuWood-projektet. Trafikbuller, fasadisolering. När det gäller trafikbuller så finns tyvärr inga ”subjektiva data” från boende att jämföra olika frekvensvägningar mot. Å andra sidan är ljudkällan, trafikbuller, bättre definierad än för luft- och stegljud inomhus. Vi kan därför sätta frekvensvägningen enligt de indata för olika fordonsslag som ingår i någon välkänd beräkningsmodell, till exempel Nord 2000.

Nya standarder för fältmätningar

Parallellt med utvecklingen av nya 16717 har olika arbetsgrupper även arbetat med nya metoder för fältmätningar (ISO/DIS 16283 del 1, 2 och 3) av luftljudsisolering, stegljudsisolering och fasadisolering. Studier utförda inom AkuLite visade att mätning med en handhållen mikrofon som sveps runt i rummet under mättiden inte är helt likvärdig med fasta mikrofonpositioner (se Bygg & teknik 3/12). Att mätoperatören är närvarande inne i mätBygg & teknik 7/12

rummet kan medföra en ökad osäkerhet. Beslutet i kommittén blev ändå att i det remissförslag som nu tas fram, kvarstår möjligheten att använda handhållna svep, eftersom de används i vissa länder. Lösningen blir att metoder utan operatör närvarande i mätrummen anges som referensmetod. Det innebär därmed att i händelse av att mätresultatet ifrågasätts, så ska fasta positioner eller motordrivet stativ utan mätoperatör inne i mätrummet användas. Ännu bättre vore att helt gå över till fasta positioner – metoden är säkrare och nära nog lika snabb som svep med en handhållen ljudnivåmätare. Mätning av fasadisolering med trafikbuller som ljudkälla kommer att tas bort ur standarderna, man ska bara använda högtalare. Trafikbuller får dock fortfarande användas om man bara ska bestämma ljudnivåskillnaden ute och inne, exempelvis före/efter en åtgärd. Detta beror på att osäkerheten om det verkligen är fasadelementens ljudisolering som mäts, är alltför stor när man har trafik som ljudkälla. Man får även bättre marginal till bakgrundsnivåerna inomhus när man använder en kraftig högtalare som ljudkälla på utsidan. Från svensk sida föreslogs att utomhusmikrofonen ska sättas direkt på fasaden istället för två meter framför denna och istället dämpa mätvärdet med 3 dB. Detta accepterades, metoden förenklar montaget samt minskar de interferenseffekter som uppstår i tvåmeterspositionen. Bättre hantering av mätosäkerhet. Kommittén har även tagit fram en ersättare till ISO 140-2, med beteckning ISO 12999. Den anger vilken mätosäkerhet som kan förväntas med respektive metod, på basis av omfattande jämförelseprovningar. Även ljudabsorptionsmätningar har tagits med, men här finns det bara två round robins att utgå från.

Ny standard för ljudkrav och ny reviderad standard för skärmdämpning

Ljudkrav. En annan arbetsgrupp inom ISO (TC 205) arbetar med att ta fram samordnade krav på ljudnivå från installationer och rumsdämpning i utrymmen, men även ljudisolering mellan utrymmen. Det finns ett förslag framme med titeln ISO WD 16816 – Building environment design – Indoor acoustic environment. För att detta ska ske i bästa samförstånd beslutades att en ny arbetsgrupp med medlemmar såväl inom TC 205 som TC 43/SC 2 (byggakustik), ska upprättas. På detta sätt skapas en naturlig länk mellan dessa båda ISO-grupper. Skärmdämpning. För att förbättra situationen för skärm- och inrednings tillverkare (exempelvis kontorsskärmar och andra möbler/väggbeklädnader) revideras nuvarande ISO 10053. Standarden är tjugo år gammal och skapades vid en tid när

dokumentation av skärmar inte var så vanligt. Numer är det väldigt viktigt med ljud för inredningsbranschen, vilket gör att dessa gamla standarder behöver moderniseras så att branschen får bra verktyg när de ska dokumentera sina produkter. Arbetet sker med svenskt ordförandeskap (Klas Hagberg).

Nästa steg för ISO 16717

Det som sker härnäst är att det blir ett möte inom den europeiska standardiseringsorganisationen CEN i Oslo i oktober. Då kommer man förhoppningsvis att besluta om att anta de nya ISO 16717standarderna även som europeiska standarder (EN ISO 16717), som därmed blir ”obligatoriska” inom EU. Av någon anledning har CEN inte tagit detta beslut i samband med att arbetet med de nya mätmetoderna harmoniserades, men förhoppningsvis kan man ta detta beslut direkt. Under året görs kompletteringar som beskrivits ovan, kanske justeras för synpunkter som framkommit vid CEN-mötet i oktober. Sverige kommer också att bidra med mycket underlag till ett internt webbforum för kommittén, som tagits fram i tidigare studier. I samband med akustikkongressen Internoise som hålls nästa år i Österrike har ISO-arbetsgruppen ett arbetsmöte och där anordnas också en session där resultaten av alla nya studier ska redovisas. Förhoppningsvis kan ISO då besluta om de frekvensvägningar som ska skrivas in i ISO 16717. Exakt när standarden kan träda i kraft är oklart men avsikten är att lägga in en övergångstid på några år för att ge myndigheterna och byggindustrin en chans att anpassa sina krav och produkter.

Slutligen

Förutsatt att standardförslagen går igenom alla remisser med mera, så kommer myndigheter, byggherrar och industri såväl inom Europa som i resten av världen att få de verktyg som krävs för att ställa ett och samma typ av krav avseende ljudisolering i byggnader. Detta kommer att underlätta handeln mellan länderna. För svensk industri innebär det att ett stort försteg eftersom Sverige haft motsvarande krav sedan 1999 och har bra konstruktioner som kan vara intressanta för exportmarknaderna. Projektörer kan beräkna ljudisolering enligt EN 12354 (så småningom även för lätta konstruktioner) och mätning kan ske enligt ISO 16283. Därmed finns ett heltäckande byggnadsakustiskt system av standardiserade metoder för alla parter i byggprocessen, som baseras på både teoretisk och praktisk kunskap. Industrin kan projektera och bygga bostäder med en ljudisolering som ger de boende bra ljudmiljö utan att behöva överdimensionera byggkonstruktionerna eller ta okända risker. När detta mål är uppnått tar författarna några dagars semester! ■ 69

Mekaniska egenskaper hos självkompakterande betong Arbete pågår sedan tre år inom Rilem-gruppen MPS (mekaniska egenskaper hos självkompakterande betong, figur 1. Arbetet fortsätter varför inga säkra slutsatser ännu kan dras av detta. Arbetet avslutas med en bok 2013 med många fler aspekter än vad som här redovisas. Konstruktionsegenskaper

Vid axial belastning av pelare förefaller självkompakterande betong (SKB) ha en något minskande kvot (Pmax/P0) mellan maximalt beräknad last, Pmax, och teoretiskt beräknad last, P0, jämfört med normalvibrerad betong (NVB) [1–5]. Såväl ökad som minskad stukning rapporteras vid maximallast och i övriga konstanta egenskaper hos betongen, dels 0,031 för självkompakterande betong och 0,034 för normalvibrerad betong, dels 0,040 för självkompakterande betong och 0,029 för normalvibrerad betong. Sammansättningen hos betongen spelar stor roll, främst andelen ballast. Även i fråga om styvhet föreligger motsägelsefulla resultat, dels en ökning av E-modulen med tjugo procent i självkompakterande betong jämfört med normalvibrerad betong främst på grund av lägre vattencementtal (vct) i självkompakterande betong jämfört med normalvibrerad betong, dels det motsatta förhållandet på grund av lägre innehåll av ballast i självkompakterande betong jämfört med normalvibrerad betong. Egenskaper vid jordbävningslast var avsevärt bättre för självkompakterande betong än för normalvibrerad betong vid i övrigt konstanta förhållanden, till exempel hållfasthet och förankring av armering, främst beroende av minskad partikelstorlek för ballast i självkompakterande betong jämfört med normalvibrerad betong. En förklaring till ett bättre jordbävningsmotstånd kan vara lägre E-modul hos självkompakterande betong jämfört med normalvibrerad betong. Ökningen i töjbarhet vid jordbävning var speciellt stor för slanka pelare [6]. Någon signifikant skillnad mellan böjdraghållfasthet hos självkompakterande betong och normalvibrerad betong kunde däremot inte uppmätas på stora balkar producerade i full skala [7]. Vid brukslast förekom dock mer böj70

Figur 1: Möte med Rilem-gruppen MPS, Paris 2011-01-20. Från vänster i främre raden: K. Khayat, B. Persson, L. Ferrara, P. Van Itterbeeck, V. Boel, V. Bokan Bosiljkov, M. Sonebi. Från vänster i bakre raden: K. Sideris, M. Vieira, S. Grünewald, P. Serna, B. Craeye, P. Desnerck, A. Leemann, G. De Schutter.

normalvibrerad betong, figur 2 [10], [11].

Krypning och krympning

Figur 2: Normaliserad last vid skjuvbrott som funktion av balkhöjd och längsarmering.

sprickor, tätare och med större djup i normalvibrerad betong än i självkompakterande betong [8]. Utveckling av tvärkraftsprickbildning var snarlik hos självkompakterande betong och normalvibrerad betong [9]. Andra resultat tydde på något lägre skjuvhållfasthet, tio procent, utan skjuvarmering, hos självkompakterande betong än hos normalvibrerad betong (%) utan skjuvarmering, beroende av lägre innehåll av grov ballast i självkompakterande betong än i

Vid samma hållfasthet är krypningen hos självkompakterande betong större än hos normalvibrerad betong beroende av lägre ballastinnehåll hos självkompakterande betong än hos normalvibrerad betong, figurer 3 [12]. Vid samma hållfasthetsnivå är kryptalet hos självkompakterande betong cirka tio procent större än hos normalvibrerad betong, figur 4 [13], [14]. Självuttorkningskrympning hos självkompakterande betong liknar den hos normalvibrerad betong (det vill säga högpresterande betong). Den ökar med ökande cementhalt och lägre vct. Eftersom pastainnehållet i självkompakterande betong normalt ökas genom filler så blir därmed självuttorkningen mindre och självuttorkningskrympning mindre i självkompakterande betong än i normalvibrerad betong. Det som talar mot detta är mindre ballastinnehåll i självkompakterande betong än i normalvibrerad betong, som ger motsatt effekt, det vill säga större självuttorkningskrympning i självkompakterande betong än i normalvibrerad betong. Vid snabb uttorkning är risken för plastiska Bygg & teknik 7/12

krympsprickor högre i självkompakterande betong än i normalvibrerad betong eftersom fillern i självkompakterande betong absorberar blödningsvattnet [14]. Figur 5 visar krympning hos normalvibrerad betong med vct 0,40 till 0,60, hållfasthet 43 till 70 MPa samt pastavolym 254 l/m³ och krympning hos självkompakterande betong med vct 0,35 till 0,46, hållfasthet 59 till 74 MPa samt pastavolym 316 till 349 l/m³. Såväl normalvibrerad betong som självkompakterande betong i figur 5 är baserade på portlandscement [14]. Figur 5 är i viss mån missvisande

Figur 3: Krypning hos normalvibrerad betong och självkompakterande betong som funktion av ålder.

Figur 4: Kryptal hos normalvibrerad betong och självkompakterande betong som funktion av ålder.

Figur 5: Krympning hos normalvibrerad betong med vct 0,4 till 0,6, hållfasthet 43 till 70 MPa samt pastavolym 254 l/m³ och krympning hos självkompakterande betong med vct 0,35 till 0,46, hållfasthet 59 till 74 MPa samt pastavolym 316 till 349 l/m³. Bygg & teknik 7/12

eftersom vct i figur 5 för självkompakterande betong är lägre än hos normalvibrerad betong. Det är också irrelevant att för självkompakterande betong enbart basera pastans finmaterial på portlandcement. Bertil Persson docent, Bara

Referenser

[1] M. Lachemi, A.A.A. Hassan, C. Mazzotti & M. Sonebi. Structural Behaviour of SCC. Rilem MPS 2012. [2] Lin, C. H.; Hwang, C.L. & Lin, S. P., Self-Consolidating Concrete Columns under Concentric Compression, ACI Structural Journal, V. 105, No. 4, July– August 2008, sid. 425–432. [3] Paultre, P.; Khayat, K. H.; Cusson, D.; & Tremblay, S., Structural Performance of Self-Consolidating Concrete Used in Confined Concrete Columns, ACI Structural Journal, V.102, No. 4, July–Aug. 2005, sid. 560–568. [4] Sonebi, M. & Bartos, P.J.M., Performance of Reinforced Columns Cast with Self-Compacting Concrete, Proceedings of the 5th CANMET/ACI International Conference on Recent Advances in Concrete Technology, SP 200-25, Ed. Malhotra, V.M., Singapore, 2001, sid. 415–431. [5] Khayat, K.H.; Paultre, P.; & Tremblay, S., Structural Performance and InPlace Properties of Self-Consolidating Concrete Used for Casting Highly Reinforced Columns, ACI Materials Journal, V. 98, No. 5, Sep.-Oct. 2001, sid. 371–378. [6] Galano, L. & Vignoli, A., Strength and Ductility of HSC and SCC Slender Columns Subjected to Short-Term Eccentric Load, ACI Structural Journal, V. 105, No. 3, 2008, sid. 259–269. [7] Hassan, A.A.A; Lachemi, M. & Hossain, K.M.A., Bond strength of deformed bars in large reinforced concrete members cast with industrial self-consolidating concrete mixture, Construction and Building Materials, 2010, V.24, Issue 4, pp. 520–530. [8] Sonebi, M.; Tamimi, A.D. & Bartos, P.J.M., Performance and Cracking Behavior of Reinforced Beams Cast with Self Consolidating- Concrete, ACI Materials Journal, V. 100, No. 6, NovemberDecember 2003., pp.492–500. [9] Cuenca, E.; Serna, P. & Pelufo, M.J., Structural behavior of self-compacting and fiber reinforced concrete under shear loading, Proceedings of IASS Symposium 2009, Eds. A. Domingo and C. Lazaro, Valencia, Spain, 28 Sept.–2 Oct. 2009, pp. 2920–2931. [10] Hassan, A.A.A; Lachemi, M. & Hossain, K.M.A., Behavior of Full-Scale Self-Consolidating Concrete Beams in Shear, Cement & Concrete Composites, 2008, V.30, No. 7, pp. 588-596.

insänt

[11] Choulli, Y.; Marı´, A. & Cladera, A., Shear behaviour of full-scale prestressed i-beams made with self-compacting concrete, Materials and Structures, V. 41, 2008, sid. 131–141 [12] Loser, R. & Leemann, A.: Selfcompacting concrete: shrinkage and effects of shrinkage. Cemsuisse report, Bern (in German) (2006). [13] Vieira, M. & Bettencourt, A.: Deformability of hardened SCC. In: Wallevik, O., Nielsson, I. (eds.) Proceedings of the 3rd International RILEM Symposium on SCC, Reykjavik, sid. 637–644. RILEM Publications S.A.R.L., Bagneux (2003). [14] Loser, R. & Leemann, A.: Shrinkage and restrained shrinkage cracking of self-compacting concrete compared to conventionally vibrated concrete. Mater. Struct. 42, 71–82 (2009).

Nästa nummer av Bygg & teknik handlar om

GOLV OCH GRUND utgivning vecka 47 För annonsering: 08-612 17 50 Roland Dahlin: roland@byggteknikforlaget.se Marcus Dahlin: marcus@byggteknikforlaget.se

… och svarar

Tre olika faktorer är avgörande: ● Ånghalten i uteluften, som i sin tur ges av uteluftens temperatur och relativa luftfuktighet. ● Fuktavgivningen inomhus av människor med mera (hur mycket vattenånga som avges till inneluften per tidsenhet, g vattenånga / h). ● Ventilationen, uteluftsflödet, till exempel i m³/h, och dessutom ventilationseffektiviteten. En kommentar: Innetemperaturen är fel svar, påverkar bara den relativa luftfuktigheten. En annan kommentar: Lite förenklat så ger kvoten mellan fuktavgivningen (g/h) och uteluftsflödet (m³/h) vid jämvikt ett värde på fukttillskottet, som är skillnaden mellan ånghalten inne och ute. 71

Akustik/Bullerskärmar:

Betongdukar:

Armeringsverktyg:

Betongelement:

Fogband:

Balkonger:

Betonginstrument:

Fogtätningsmassor:

Vi servar hantverkare! Leverantör av fönster- och fasadprodukter. VENTILER – TÄTLISTER – BESLAG FOGMASSA – KITT – FOGBAND – VERKTYG MASKINER – SLIPMATERIAL – M.M. Beställ vår katalog på www.leifarvidsson.se

Betong:

Fuktskydd:

Mullsjö 0392-360 10 · Stockholm 08-26 52 10 Göteborg 031-711 66 90

– skivan

59 x 46 mm

Fuktsäkrar husgrunder! • Snabb uttorkning • Torr grund • Varm grund • God värmeekonomi • Låg totalkostnad

Betong/Membranhärdare:

Brandskydd:

Rörvägen 42 • 136 50 Haninge Telefon 08-609 00 20 • Fax 08-771 82 49

www.isodran.se

Fukt, lukt, mögel och radon TrygghetsVakten skyddar krypgrund & vind från fuktrelaterade skador. s -ARKNADENS LËGSTA ENERGIFÚRBRUKNING s -INIMALT MED UNDERHÍLL s ÍRS LIVSLËNGD

www.trygghetsvakten.se

031-760 2000 Bygg & teknik 7/12

annons bygg-teknik1010.indd 1

10-10-12 13.08.48

branschregister

Färg:

Industrikontor:

Geosynteter:

Golvbeläggningar:

www.jehander.se Stockholm 08-625 63 00 Göteborg 031-86 76 50 Norrköping 011-33 16 00 Gävle 026-400 56 50

Box 20179, 161 02 BROMMA Tel 08-764 68 80, Fax 08-98 05 19 www.meba.se Mobiltel 0708-55 77 89 0708-73 61 67

0771-640040

Allt pekar på att en bra epoxibeläggning skall hålla minst 40 år

Nöj dig inte med mindre! (FPO¼U p 'JCFSEVL p (FPNFNCSBO #FOUPOJUNBUUPS p 4LZEETHFPUFYUJM %S¼OFSJOHTLPNQPTJU p 4WFUTOJOH

Geoteknik:

NM Golv 100 UP har bl.a. god slitstyrka, är tryckfördelande, slagtålig, stötdämpande, kemikalieresistent och lättstädad. För vårt kompletta golvsortiment, se vår hemsida.

Nils Malmgren AB

| Box 2093 | 442 02 Ytterby Tel: 0303-936 10 | www.nilsmalmgren.se | info@nilsmalmgren.se

Golvgjutsystem:

Konsulterande ingenjörer:

Vi möjliggör ert projekt med säkra och genomförbara lösningar inom byggnadsakustik, rumsakustik, industriakustik och samhällsbuller. Besök oss på www.acad.se

Mikrobiella analyser på dagen Säkra DNA-analyser DNA analyser av mögel/hussvamp Kemiska analyser

sŝ ĂŶĂůǇƐĞƌĂƌ ǇŐŐĚ ŵŝůũƂ sĂůůŽŶŐĂƚĂŶ ϭ͕ ϳϱϮ Ϯϴ hƉƉƐĂůĂ͕ Ϭϭϴ ϰϰϰ ϰϯ ϰϭ ŝŶĨŽΛĂŶŽǌŽŶĂ͘ƐĞ ǁǁǁ͘ĂŶŽǌŽŶĂ͘ĐŽŵ

Grundläggning:

Bygg & teknik 7/12

branschregister

Konsulterande ingenjörer, forts:

Stödmurar/Planlager

s Stödmurar s Planlager s Lagerhallar Vägghöjd 0,6-10m. Byggs som ”lego”. C3C Engineering AB 0470-34 74 60 info@c3c.se www.c3c.se

Tak- och fasadvård:

Tak/Tätskikt:

Göteborg 031-727 25 00 Jönköping 036-30 43 20 Stockholm 08-688 60 00 Uppsala 018-18 35 50 Malmö 040-35 42 00 www.wspgroup.se

Ljus och säkerhet:

Takplåt:

Mätinstrument:

Utemiljö/Terrasser

• Byggnadsakustik • Buller • Vibrationer • Kalibrering – Ljudisoleringslab – Halvekofritt lab – Efterklangsrum

1002

Tel: 010-516 50 00 • www.sp.se/akustik SP Sveriges Tekniska Forskningsinstitut

Bygg & teknik 7/12

Plats för dina idéer Vid utvecklingen av nya ytor arbetar vi gärna tillsammans med

fabriker dit vi gärna bjuder in så att vi tillsammans kan ta fram

våra kunder för att skapa unika fasader som passar varje

prover och prototyper tidigt i projektet. Våra kunder är ofta de

specifik byggnad. I Stockholm och Herrljunga har vi showrooms

som driver utvecklingen framåt. Gå in på strangbetong.se/

där vi kan visa upp det mesta som går att göra med en

fasadytor och låt dig inspireras av fasader vi redan tillverkat

betongfasad. Vi har också laboratorier i anslutning till våra

och ring oss gärna när det är dags för nästa projekt.

strangbetong.se/fasadytor

Smartare byggande

BEGRÄNSAD EFTERSÄNDNING Vid definitiv eftersändning återsänds försändelsen med nya adressen på baksidan (ej adressidan)

POSTTIDNING B

Avsändare: Förlags AB Bygg & teknik Sveavägen 116, 113 50 Stockholm

Vi älskar betong. Ibland kanske lite för mycket. Men undra på det. Betong är hållbart, beständigt och flexibelt. Betong lagrar energi vilket innebar att du kan minska såväl värme- som kylbehovet. Dessutom dämpar betong ljud. Med betong bygger du för framtiden. Tillsammans med dig tar vi fram de perfekta byggelementen. Vår kunskap och erfarenhet tillsammans med betongens egenskaper skapar många värden för dig. Läs mer om oss, våra produkter och vår passion för det vi gör på abetong.se.