7/10 Bygg & teknik

TEMA: Sveriges Äldsta Byggtidning

Betongbyggnadteknik

Modern betong Nr 7 • 2010 Oktober 102:a årgången

®

TiOmix

− för bättre luft och renare fasader Betongtillsatsmaterial för reduktion av luftföroreningar och organiska ämnen TiOmix är ett tillsatsmaterial som ger betong fotokatalytisk funktion. TiOmix:s fotokatalytiska egenskaper kan tillsammans med solljus bryta ner ämnen som kväveoxider (NOx) och smuts (organiska föroreningar) till ofarliga produkter.

Kväveoxider bildas särskilt i gatutrafik och ökar risken för luftvägsinfektioner och skador på människors luftvägar. Betong med TiOmix kan alltså bidra till mer hälsosamm stadsmiljö.

TiOmix är ett nanokristallint fotokatalytiskt material som är speciellt modifierat för att effektivt kunna blandas och vara verksamt i betong och bruk.

Den rena fasaden på bilden är från Biltemas anläggning i Gävle.

TiOmix tillverkas på Cementas specialfabrik i Skövde.

Cementa AB, Box 47210, 100 74 Stockholm Cementa AB ingår i den internationella byggmaterialkoncernen HeidelbergCement, som har cirka 57 000 anställda i 50 länder.

Fotograf: Daniel Hertzell

Produkter med detta certifieringsmärke har godkänd fotokatalytisk effekt.

för an de

Fac k

www.roxx.se

4

t u t g i s s mä

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.

Anlita alltid en auktoriserad Säker Vatten-installatör – för din trygghets skull.

Då vet du att det är folk som kan sin sak.

På www.säkervatten.se hittar du de auktoriserade VVS-installatörerna nära dig.

Ann Bygg&Teknik.indd 1

10-06-21 08.25.06 Bygg & teknik 7/10

I detta nummer

• • • • • • • • • • • • •

Byggnytt Produktnytt Modern injekteringsbetong Jonatan Paulsson-Tralla Skräddarsydda betongkonstruktioner David Fall et al Mineraliska tillsatsmaterial i cement Göran Fagerlund Fiberbetongs framtida användning Stig Hasselqvist och Jonas Holmgren Fiktion eller framtida verklighet?

Ralejs Tepfers Användning av linjär logaritmisk modell för bestämning av långtidskrypning baserat på korttidsförsök Jan-Erik Jonasson et al Metoder för detaljerade studier av sprickbildning Mathias Flansbjer et al Byggfrågan Konstruktionstekniska förutsättningar för industriell brobyggnad Rasmus Rempling et al Modellering och simulering av fuktoch kloridjontransport i betongens mikrostruktur Filip Nilenius et al Kalkutfällningar på förtillverkade betongelement Daniel Andersson och Ola Lindborg Experimentell elasticitetsmodul och hållfasthet hos högpresterande självkompakterande betong Bertil Persson Inverkan av variabel härdningstemperatur på betongens hållfasthetsutveckling Jan-Erik Jonasson et al Skadade betongkonstruktioners bärförmåga K. Zandi Hanjari Kommentar Martin Almgen och Per Lindkvist

8 10 12

20

23

30

32

37

42 46 48 50 55 58 63 67 71

OMSLAGSFOTO: STIG DAHLIN NOGGRANN VIBRERING AV BETONG

Chefredaktör och ansvarig utgivare: STIG DAHLIN Annonschef: ROLAND DAHLIN Prenumerationer: MARCUS DAHLIN Copyright©: Förlags AB Bygg & teknik Redaktion och annonsavdelning: Box 190 99, 104 32 Stockholm Besöksadress: Sveavägen 116, 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 7/10

Bilaga medföljer

”

ledare

Vi bygger för få bostäder

Sveriges Byggindustrier (BI) konstaterar att bostadsbyggandet fortfarande ligger på en lägre nivå i Sverige än i våra närmaste grannländer. Björn Wellhagen, ansvarig för bostadsfrågor på BI, menar att finanskris och lågkonjunktur har gjort tydliga avtryck i statistiken över påbörjade lägenheter. 2009 skedde den största nedgången i Danmark tätt följt av Sverige, medan nedgången i både Finland och Norge var betydligt mindre. Trots det dramatiska fallet för dansk del är det ändå så att antalet påbörjade bostäder är högre i Danmark (2,1 lägenhet per 1 000 invånare) än i Sverige (1,9). I Finland är motsvarande siffra 4,3 och i Norge 4,0.

BI:s förklaring till det låga bostadsbyggandet är att oroliga tider i ekonomin leder till att investeringar skjuts upp eller helt uteblir. Vår befolkning fortsätter däremot att växa och inflyttningen till större städer är fortsatt stark. Det leder till att behov av och efterfrågan på bostäder ökar, framförallt i tillväxtområdena. BI betonar nödvändigheten av politiska förändringar som kan skapa bättre förutsättningar för bostadsbyggandet. Även i absoluta tal är det påbörjade bostadsbyggandet lågt i Sverige jämfört med våra grannländer. De senaste tio åren har det påbörjats 248 000 lägenheter i Sverige. Det ska jämföras med

”Glöm inte bort vilken potential alla arbetslösa bygglärlingar utgör” 239 000 lägenheter i Danmark, 262 000 i Norge och 298 000 i Finland. Vi ska då komma ihåg att de tre grannländerna var och en bara har en befolkning som är drygt hälften så stor som den svenska.

Stig Dahlin Blir det då några fler bostäder byggda i Sverige? Ja, byggförechefredaktör tagens orderläge uppges vara gott, men de medarbetare som ska göra jobbet saknas. Fler stora byggföretag går nu därför ut och försöker värva nya medarbetare främst på tjänstemannasidan, vilket uppenbarligen inte är helt lätt.

NCC startade i dagarna en nationell rekryteringskampanj för att rekrytera flera hundra nya medarbetare. Skanska, som de närmaste åren behöver anställa 2 000 nya medarbetare, går så långt att de nu introducerar en rekryteringsbonus för tips som leder till anställning av tjänstemän inom den svenska byggverksamheten.

Vi önskar verkligen lycka till med dessa värvningskampanjer, men vill också skicka med en vädjan när det gäller de som framöver ska göra det mer handfasta jobbet: Glöm inte bort alla arbetslösa bygglärlingar och vilken potential dessa tjejer och killar utgör för den framtida byggbranschen.

––––––––––––––––––––––––––– Nr 1 v 3 Nr 5 v 32 ––––––––––––––––––––––––––– Nr 2 v 9 Nr 6 v 37 ––––––––––––––––––––––––––– Nr 3 v 14 Nr 7 v 42 ––––––––––––––––––––––––––– Nr 4 v 20 Nr 8 v 47 –––––––––––––––––––––––––––

Eftertryck och kopiering av text och bild ej tillåtet utan redaktionens medgivande.

N u m m e r 7 • 2 010 Okto ber Å r g å n g 10 2 TS-kontrollerad fackpressupplaga 2009: 6 800 ex Medlem av

Helårsprenumeration, 2010: 373 kr + moms Bankgiro 734-5531 Lösnummerpris 55 kronor

5

byggteknik7_2010:ByggTeknik_kvarttssida

2010-10-01

14:52

Sluta isolera! Överlåt det till oss – vi gör det effektivare.

Rätt gjort.

Vi har genomfört tusentals isoleringsentreprenader. Det är därför vi kan erbjuda oss att ta totalansvar för isoleringsarbetet i dina byggprojekt – det vi kallar klimatskärmsentreprenad.

Som en enkel lösning för dig tar vi helhetsansvar för arbetet med fastighetens klimatskärm genom isolering av väggar, golv och tak av olika konstruktion och med behovsoptimerad teknik. Läs mer på www.slutaisolera.nu eller kontakta oss direkt.

FEAB Isolerproffs AB Tel 08-94 04 05 • www.feab.se FEAB Isolerproffs AB och FEAB Isolerproffs Syd AB ingår i Klimatskärm Sverige AB. ”Sveriges ledande och mest erfarna isoleringsentreprenörer.”

Nedan finner du leverantörer som aktivt stödjer kvalitetssystemet Auktoriserat Golvföretag. ”Vi rekommenderar ett Auktoriserat Golvföretag vid installation av våra material.”

en ledande aktör inom betongindustrin Vårt anseende bygger på en solid grund av många decenniers erfarenheter och anstängningar. Vår position har hela tiden kunnat stärkas genom att vi vävt samman hantverksskicklighet och kunskap med ett utpräglat kvalitetstänkande och lyhördhet inför kundens önskemål.

Broutställningen, Öresundsbron 2004.

BRA GOLV BLIR BÄTTRE när det installeras av någon med rätt kompetens, rätt erfarenhet och med rätt miljöansvar. Då kan du vara säker på att funktion och kvalitet hos våra produkter utnyttjas till 100 procent.”

” ETT

För mer information besök vår hemsida www.starka.se eller ring 044-202 500.

KOMPETENS \ KVALITET \ GARANTI Auktorisationen administreras av Golvbranschen, GBR. info@golvbranschen.se \ www.auktorisation.se

6

Kanalhusen, Kristianstad 2005.

Vi står gärna till tjänst med sakkunnig rådgivning inom områdena byggelement, fabriksbetong, markbeläggning och VA.

Bygg & teknik 7/10

Kvalitetsansvarig Funktionskontrollant Energiexpert SAK Brand Brunnsborrare Besiktningsman Överlåtelse Besiktningsman Entreprenad Besiktningsman Utemiljö Trähusbyggare Radontekniker BAS byggarbetsmiljösamordnare Passivhusbyggare Grundläggare SAFE ByggherreClass

Bygg & teknik 7/10

7

Inflyttning i Gröna Skrapan

Kontorshuset viktigaste miljöfördelar uppges vara: ● miljövänlig energiförsörjning ● värmeåtervinning ● tätt och välisolerat klimatskal ● fönsterlösningar med integrerad solavskärmning ● sedumtak ● effektiv vattenanvändning och närvarostyrd belysning ● genomgående certifierat trä ● miljöbilspool och eluttag till elbilar ● energirådgivning för hyresgäster.

Nyanställer i hela Sverige

Gröna Skrapan – Nordens klimatsmartaste kontorshus i Gårda, Göteborg.

Nu flyttar de första hyresgästerna in i vad som uppges vara Nordens klimatsmartaste kontorshus i Gårda, Göteborg. Tack vare byggnadens alla miljöfördelar kan medarbetarna i byggnaden tillsammans enligt uppgift spara in 3 000 000 kWh och lika många kronor varje år.

Skanskas nya energisnåla och miljöriktiga kontorshus Gårda i Göteborg har fått namnet Gröna Skrapan. Fastighetens spektakulära design gör den till ett tydligt landmärke och en stolthet för Göteborg.

Byggnader står idag för 40 procent av samhällets energianvändning. Tack vare fastighetens klimatsmarta lösningar har Gröna Skrapan enligt uppgift 25 procent lägre energianvändning än Boverkets normer för nybyggda fastigheter och hela 60 procent lägre energianvändning jämfört med kontorshus från 1970talet.

Gröna Skrapan uppges vara en av de första i Norden med en precertifiering på den allra högsta nivån, platinum, enligt det internationella miljöcertifieringssystemet LEED (Leadership in Energy and Environmental Design).

Tillsammans med certifieringen som EU GreenBuilding kan huset nu enligt uppgift benämnas som en av världens grönaste kommersiella fastigheter.

För att lyckas har man vidtagit en lång rad åtgärder för att minska fastighetens miljöpåverkan. Det handlar exempelvis om att elen tillförs från lokalt producerad vindkraft, sedumtak har lagts för fördröjning av dagvattnet, snålspolande blandare och toaletter används genomgående och att stor vikt lagts på inomhusklimatet, samt att alla arbetsplatser får ta del av dagsljus och utsikt. Dessutom renar huset sin egen frånluft och förbättrar på det sättet luften omkring sig.

8

NCC Construction Sverige känner enligt uppgift av konjunkturuppgången med en ökad orderingång första halvåret 2010. Dessutom går närmare tusen av företagets anställda i pension de kommande fem åren. Nyligen startade man därför en kampanj för att rekrytera flera hundra nya medarbetare. − Konjunkturuppgången kom snabbare än väntat. Det finns ett stort behov och det behövs förstärkning inom alla områden. Framförallt platschefer och arbetsledare men även entreprenadingenjörer och anbudsingenjörer, säger Ulrika Mehrotra, rekryteringssansvarig, NCC Construction.

NCC söker alltifrån nyutexaminerade ingenjörer till erfarna personer. En del medarbetare som sades upp under lågkonjunkturen har återanställts, men främst gäller det nyrekryteringar. För att överföra kompetens inför pensionsavgångarna rekryterar man även inom företaget. Bland annat internutbildas nya platschefer.

– Vi söker en mix av nya kunskaper och gedigen erfarenhet. Många som sagts upp på senare år har fått jobb i andra företag, så vi letar nya förmågor. Exakt hur många som behövs är svårt att säga, men vi räknar med att anställa flera hundra personer de närmaste åren, avslutar Ulrika Mehrotra.

Seminarium i Stockholm:

Korrosion i slutna system för komfortkyla

Varför rostar så många kylsystem sönder inom några år? Varför drabbas bara vissa fastigheter? Detta är några frågor som diskuteras vid ett seminarium som arrangeras av Swerea Kimab i Van der Nootska Palatset på S:t Paulsgatan 21 i Stockholm torsdagen den 18 november 2010.

Förutom presentationer av arrangören, kommer representanter från tillverkare av kopparrör, kylbafflar och avgasningsutrustning att tillsammans med en slutanvändare (fastighetsförvaltare till ett av Sveriges större sjukhus) presentera kunskap och belysa aktuella frågeställningar.

En målsättning med seminariet uppges vara att överbrygga redan känd kunskap, men också att vaska fram kvarstående frågor som ännu inte har besvarats på ett tillfredsställande sätt.

Ytterligare information lämnas av Ulf Sender, 08-674 17 19, ulf.sender@swerea.se. Anmälan före den 1 november på telefon 08440 48 00 eller via www.swereakimab.se.

Stockholmskontor

Statens geotekniska institut, SGI, invigde i slutet av september 2010 sitt nya Stockholmkontor på Kornhamns torg i Gamla stan.

Syftet med etableringen uppges vara att bättre stödja de stora pågående och kommande infrastruktursatsningarna i området och att få en nära koppling till de myndigheter och företag som berörs av SGI:s speciella regeringsuppdrag om forsknings- och utvecklingsansvar inom förorenade områden.

Studerar hållbar stadsutveckling

Nu ska tre stadsdelar i Göteborg och Mölndal detaljstuderas ur hållbarhetsperspektiv. Forskaren Sofia Thorsson vid Göteborgs universitet har beviljats två miljoner kronor för projektet ”Samordnad insats för anpassning av städer till klimatrelaterade risker”. Pengarna kommer från Forskningrådet Formas, Energimyndigheten, Naturvårdsverket, Riksantikvarieämbetet och Trafikverket.

Sofia Thorsson – I Sverige bor 84 procent av befolkningen i städer. Genom långsiktig stadsplanering kan vi mildra negativa effekter av klimatförändringen eller ta till vara dess möjligheter och på så sätt skapa attraktiva, trygga, hälsosamma och hållbara städer.

Syftet med projektet är att utveckla metoder och kunskap för att minska riskerna och effekterna av extrema väderhändelser, säger Sofia Thorsson på Institutionen för geovetenskaper vid Göteborgs universitet.

Fram till år 2100 beräknas medeltemperaturen i Sverige öka med två till fem grader till följd av klimatförändringar. Det innebär att vintrarna kommer att bli mildare och regnigare, somrarna allt varmare och torrare samt att extrema väderhändelser kommer att bli vanligare. Alltihop faktorer som kan få stor påverkan på samhällsfunktioner som vatten, avlopp och kommunikationer. Dessutom påverkas såväl miljö som människors hälsa och välbefinnande. Därför är det viktigt att anpassa samhället för ett klimat i förändring.

Sofia Thorsson kommer tillsammans med forskare vid Statens geotekniska institut, Chalmers och Linköpings universitet att detaljstudera tre stadsdelar i Göteborgsområdet: Masthuggskajen (befintlig miljö), Frihamnen (exploateringsområde) och Papyrus (stort exploateringsområde).

Bygg & teknik 7/10

byggnytt Studien innefattar bland annat risk för höga temperaturer, dålig luft, skred och översvämningar. I projektet medverkar forskare med specialkompetens för mätning och modellering av komfortklimat, luftkvalitet, riskbedömning av naturolyckor, socioekonomiska analyser, flerkriterieranalys och stadsplanering. Även kommunens Stadsbyggnadskontor och analys- och teknikföretaget WSP deltar i projektet.

– Byggnader, asfalterade ytor och grönområden påverkar det lokala klimatet, luftkvalitén och klimatkomforten i en stad. Forskare sitter på mycket kunskap, men det tas sällan klimathänsyn i stadsplaneringen. Om forskare kan komma in tidigt i planeringsprocessen och samarbeta med arkitekter och andra, så kan man tillsammans komma på smarta lösningar för alla som bor i stan, säger Sofia Thorsson avslutningsvis.

Arkitektförslag klart till nytt entréområde

Akademiska Hus, Örebro universitet och Örebro kommun har beslutat att gå vidare med Juul & Frost Arkitekters förslag gällande utvecklingen av nytt entréområde vid Örebro universitet. Örebro universitet fick på sin tioårsdag marken framför Entréhuset i gåva av Örebro kommun. En naturlig utveckling blev att i samarbete med Akademiska Hus undersöka hur platsen kunde utvecklas.

Tre förslag har arbetats fram av tre oberoende arkitektbyråer: Juul & Frost Arkitekter, Sweco samt Kjellander och Sjöberg. Den röda tråden genom de tre förslagen är att campus Örebro, staden och Örebro Business and Science Arena ska kunna växa och skapa nya ytor för boende, företagande och möten mellan människor.

I uppdraget har bland annat betonats att hänsyn ska tas till de spontana gångvägar och stråk som redan idag finns på platsen. Området, som i programmet kallas Universitetsplatsen, ska gestaltas så att det blir en tydlig huvudentré till universitetet. Universitetets fysiska identitet ska uppfattas och platsen ska

kunna utvecklas till en generator för universitetets möten med samhälle och näringsliv, möten mellan personal och möten mellan studenter.

– Uppdraget har genererat många spännande idéer om hur entréområdet kan utvecklas och nu arbetar vi vidare med förslaget från Juul & Frost, där vi tillsammans med universitetet och kommunen vill skapa nya mötesplatser och knyta ihop stad, näringsliv och campus, säger Lars Svensson, regiondirektör för Akademiska Hus Öst.

I förslaget från Juul & Frost Arkitekter får Universitetsplatsen tre nya byggnader. Förslaget visar också på möjligheterna för nybyggnader som kan göras i förhållande till entréområdets befintliga byggnader, däribland nya student- och forskarbostäder och en campusträdgård.

Det går för långsamt

Det går för långsamt – bara en procent av Sveriges nya byggnader är lågenergibyggnader.

Sverige har kommit långt i byggandet av bostäder med låg energianvändning. Ändå ligger vi långt efter byggtakten i våra grannländer Norge och Danmark. För att få fart på marknaden görs nu en satsning på 60 miljoner kronor genom en nationell plattform för lågenergibyggnader – Lågan.

– I Sverige finns idag flera goda exempel som visar att det går att bygga lågenergihus.

De senaste två åren har byggtakten för nya bostäder tagit fart rejält och det pågår nu projekt i flera delar av landet. Men även om exemplen börjar bli fler så är det fortfarande mindre än en procent av nybyggandet totalt i Sverige som utgörs av lågenergihus, säger programledaren Pär Åhman, Sveriges Byggindustrier.

I Västra Götalandsregionen är byggtakten något högre; cirka fem procent av nyproduktionen byggs för låg energianvändning. Betydligt bättre är våra grannländer Norge och Danmark där andelen lågenergihus enligt uppgift uppgår till tio procent av nyproduktionen. På lokalsidan är byggtakten av lågenergibyggnader än lägre. Detsamma gäller ombyggnader av vår befintliga bebyggelse.

För att få en snabbare marknadsutveckling har Sveriges Byggindustrier, Energimyndigheten, Västra Götalandsregionen och Formas tagit nya tag och bildat ett program för byggnader med mycket Låg energianvändning, kallat Lågan. Programmet beviljar stöd till demonstrationsprojekt samt regionala och lokala samverkansinitiativ som leder till en bredare marknadsutveckling. Syftet är att etablera en marknad med ett brett utbud av nya aktörer som erbjuder produkter eller tjänster för byggande av lågenergihus och ett brett utbud av trygga beställare.

Första tågen i Citytunneln

Nu har Citytunneln provkörts med tåg för första gången och testerna av den tekniska utrustningen och alla tekniska system i Citytunneln uppges gå som planerat. Testerna påbörjades i slutet av sommaren och inför invigningen och driftsättningen i december 2010 ska över 120 testpass ha avverkats.

Under vecka 39 genomfördes de första testerna med tåg i tunneln. Under provkörningen testades förstås järnvägstekniken, men huvudsyftet var att testa att övriga tekniska system och utrustning i anläggningen fungerar i samband med tågdrift. Tågtesterna omfattade också körning med maximal hastighet genom tunnlarna, cirka 160 km/h.

– Hittills är vi nöjda med testarbetet. De fel som upptäckts håller vi nu på att rätta till. Vi har bland annat råkat ut för en del felaktiga larm vid tågstopp och när tågets strömavtagare tas ned, säger Patrik Magnusson, projektledare för delprojekt järnväg.

Testkörningarna i Citytunneln genomfördes med två av Skånetrafikens nya Pågatåg, X61.

Tågen heter för övrigt Östen Warnerbring och Birgit Nilsson. Under testveckan har tågen gjort drygt 400 passager genom tunneln på sträckan Malmö C Nedre – station Triangeln – station Hyllie och tillbaka.

Välkommen till Bygg & tekniks hemsida: byggteknikforlaget.se

BILD: JUUL & FROST ARKITEKTER

Förslag till nytt entréområde vid Örebro universitet.

Bygg & teknik 7/10

9

Professionella sågklingor

De nya sågklingorna finns hos ledande försäljare av professionella verktyg över hela landet till ett marknadspris mellan 600 kronor (Ø 210 mm) och 2 900 kronor (Ø 500 mm) exklusive moms.

Billiga och enklare lågenergihus

Bosch köpte förra året Freud, som enligt uppgift är världens största producent av professionella sågklingor. Företaget producerar en klinga var femte sekund och uppges vara den enda producent som använder egentillverkade hårdmetallplattor för sågtandningen. Hårdmetallen görs av en av sammansättning av kobolt, titanium och wolfram som är optimerad för maximal livslängd och enligt uppgift ger sågegenskaper som är anpassade till det specifika användningsområdet.

Köpet innebär att Bosch nu lanserar helt nya professionella sågklingor för cirkelsågar under namnet Top Precision. Som namnet antyder är det sågklingor som uppges skära mycket precist och rent.

De erbjuds i fyra olika serier till i stort sett alla sågbehov: En serie är sågklingor som lämpar sig för alla trämaterial, en andra kan skära i möbelpaneler som är laminerade på ena eller båda sidorna och endast är för stora stationära cirkelsågar, en tredje är sågklingor till kapoch geringssågar och lämplig för superfina, rena snitt i laminatplattor samt en fjärde som är lämplig för kompositmaterial, plast och icke järnhaltiga metaller som exempelvis aluminium.

För de nya sågklingorna har företaget utvecklat en speciell hårdmetall, microteQ, där metallkornstorleken uppges vara mindre än 1 µm för tillverkningen av tandningen. Ju mindre metallkorn, desto längre håller tandningen, eftersom materialet i sågbladet då är tätare och starkare. Dessutom kan tandningen slipas skarpare. Som jämförelse har andra tillverkare enligt uppgift metallkorn upp till 5 µm, vilket ger sämre hårdhet. Sågklingan genomgår dessutom en lång rad behandlingar.

Bland annat lasersvetsas och slipas sågklingans tandning enligt de specifikationer som gäller för respektive cirkelsågbladstyp.

Samtliga nya sågklingor är belagda med en särskild cleanteQ krombeläggning som ska ge låg friktion under sågningen. Sågklingorna för laminat har ett extra skyddslager som uppges förhindra små sågspån och limrester att sätta sig på klingan, vilket motverkar korrosion.

Alla sågklingor har också den nyutvecklade stabilteQ, det vill säga spår i klingan som fyllts med polyuretan, vilket minskar klingans vibrations- och bullernivå väsentligt och dessutom förbättrar sågningskvalitet och livslängd.

10

Ett av det mest effektiva sätten att spara på jordens resurser är att isolera våra hus. På Nordic Therm AB i Laholm vill man att det ska vara både billigare och enklare att bygga ett lågenergi/passivhus, därför har man tagit fram ett koncept med byggprodukter för både grund, vägg och tak med U-värden enligt uppgift ner till 0,062.

Det nystartade företaget uppges kunna leverera ett komplett klimatskal från grund till tak, dessutom ett specialanpassat solcellspaket.

Hantverksbyxa med synbarhet klass 1

L.Brador presenterar en ny hantverksbyxa i hundra procent bomull med reflextyg för ökad synbarhet enligt klass 1, EN 471. Att byxan är

i ren bomull uppges vara en stor fördel för komforten men den ska också vara mycket slitstark och dessutom ha en snygg och modern design.

– Vi märker av en allt större efterfrågan på klass 1 plagg inom allt fler branscher, men främst inom bygg och industri. Därför har vi tagit fram den här byxan som dessutom är väldigt slitstark och håller därmed längre, säger Tommy Larsson på Skydda.

Byxan, som kallas Hantverksbyxa 124 B, är sydd med trenålssöm för extra hållbarhet och har gott om fickor för olika behov. Dessutom finns invändiga knäskyddsfickor i två höjdlägen. Bakre benslut och knän är förstärkta med det extra slitstarka materialet Cordura.

En väldesignad, funktionell och dessutom säker hantverksbyxa som finns i svart och marin i butiker från och med september.

Värmepump för nordiska förhållanden

Panasonic har utformat en hel serie värmepumpar som enligt uppgift är anpassade efter nordiska förhållanden. Det nya tillskottet HE9LKE uppges vara bäst på marknaden avseende värmeeffekt vid riktigt låga utomhustemperaturer.

Vid +7 °C uppges den nya väggmonterade luftvärmepumpen ha en värmefaktor, COP, på 5,52. Detta innebär att varje kW som konsumeras ger 5,52 kW, vilket motsvarar en besparing på ungefär 80 procent jämfört med användning av enbart direktverkande el. Vid så låg utomhustemperatur som -15 °C ska den nya värmepumpen ge så mycket som 3,41 kW och ett COP på 2,14, vilket enligt uppgift är exceptionellt mycket vid så låg temperatur.

Tester på två olika typhus i Malmö, Borås och Luleå visar enligt uppgift på höga energibesparingar. I ett mindre hus i Malmö med energibehov på 9 100 kWh per år sparas 71 procent med den nya värmepumpen. I Luleå sparar pumpen 50 procent i ett större hus med ett årligt energibehov av 28 050 kWh per år.

Det motsvarar ungefär 14 000 kronor i besparing per år. Redan efter ungefär två år uppges värmepumpen ha betalat sig själv.

Den nya värmepumpen är P-märkt, vilket innebär att den uppfyller SP:s certifieringsregler SPCR 130 gällande kvalitetssäkring i tillverkningen, effektivitet, säkerhet och konstruktion samt dokumentation. För att bli Pmärkt krävs mer än bara myndighetskrav. Certifieringsreglerna innehåller bland annat krav på lägsta värmefaktor.

Produkten finns tillgänglig nu hos företagets återförsäljare, bland annat Luftmiljögruppen och Kinnan.

Bygg & teknik 7/10

produktnytt

Behåller fallet

Nu lanserar Bostik en ny golvavjämningsmassa, Level 10. Det är en fiberförstärkt och pumpbar avjämningsmassa, som enligt uppgift har kort torktid och inte ”efterflyter”.

Golvavjämningsmassan uppges behålla fallet betydligt bättre än konkurrenter på marknaden. Efter 30 minuter kan avjämningsmassan ge ett fall på upp till tolv grader, jämfört med knappt fem grader hos bästa konkurrent efter samma tid.

Den minskade vattenmängden vid blandning ska dessutom ge en minimal fuktpåverkan på underlag som till exempel spånskivor.

Datorn är utformad för att vara så stryktålig och ha så hög prestanda som möjligt i ett mobilt och ergonomiskt format. Den mäter endast 150 x 67 x 25 mm och väger 260 gram, är enligt uppgift IP65-klassad (dammtät och vattentålig) och klarar fullständiga MIL-STD-810Gtester. Den är utrustad med en kraftfull 806 MHz X-Scale-processor, körs med Windows Mobile 6.5 Professional och har en rad integrerade standardfunktioner, bland annat 3G/ Turbo 3G för tal och data, en 3-megapixelkamera med autofokus och LED-lampa, WLAN och Bluetooth. Den har även som standard en1D Laserskanner för streckkod och som tillval 2D imager (bildsensor).

Den nya datorn är utrustad med 256 MB RAM för avancerade tillämpningar och 512 MB Flash datalagring. Det kraftfulla 3 300 mAh Li-Ion-batteriet fungerar enligt uppgift en hel arbetsdag på en enda uppladdning. Den 2,8-tums QVGA-pekskärmen är optimerad för utomhusbruk och är läsbar även i solljus.

Den uppges tåla fall från 1,8 meters höjd och fungerar i extrema temperaturer, från –20°C till 60°C. Enheten har skräddarsytts för användning på fältet och har inbyggd GPS, höjdmätare, G-sensor och kompass.

Bygg & teknik 7/10

Grovdammsugare för alla behov

Klassisk vinterjacka

Liten stryktålig handdator

Handheld Group, global leverantör av stryktåliga mobila datorer och baserad i Lidköping, lanserar nu företagets hittills minsta och lättaste stryktåliga handdator, Nautiz X3, som uppges vara en toppmodern liten handdator för personal på fältet som behöver ett ultralätt mobilt arbetsverktyg med oöverträffad kombination av pris, prestanda, avancerad teknik och smidighet.

Jackan är högt skuren fram och längre där bak. På så sätt kan användaren komma åt sina verktyg och fickor lätt, samtidigt som jackan inte glipar i ryggen.

Vinterjackan är inte bara en jacka, utan även en förvaringslösning. Hantverkaren behöver smarta lösningar för att få med sig alla saker som behövs under arbetsdagen.

På höger sida finns en snedställd stor ficka med dragkedja, där ritningar och vantar får plats. På vänster sida finns en ficka för pennor, mobilen och annat. Fickan har ett stort lock, så att man kan öppna den utan att ta av sig vantarna.

Jackan har reflexer på ärmar och vid den snedställda bröstfickan, för att synbarheten ska vara god även i dåligt väder. Jackan finns i grått och blått med svarta detaljer och i helsvart. Den finns i storlekarna XS till XXXL och tvättas i 40 grader.

Snickers Workwear lanserar 1188 en klassisk vind- och vattentät vinterjacka, ett plagg som enligt uppgift är utvecklat för att hantverkaren ska kunna arbeta obehindrat i kyla, regn och blåst.

– Hantverkarnas kläder ska vara lika bra som sport- och friluftskläder men måste möta lite fler utmaningar än så. Kläderna måste vara extremt slitstarka, flexibla, ha förvaringslösningar för allt och aldrig strama eller glipa.

Vår vind och vattentäta vinterjacka är en lätt och smidig jacka som möter och överträffar kraven, säger Petra Engström, produktchef på Snickers Workwear.

Den vattentäta vinterjackan är tillverkad i slitstark polyester som är vind- och vattentät.

Sömmarna är tejpade. Quiltfodringen uppges vara mjuk och skön och lagrar värmen nära kroppen. Kragen är hög och stänger snålblåsten ute. I midjan och vid ärmsluten kan användaren reglera värmen med hjälp av dragsko och kardborretillsluting.

Kärchers nya grovdammsugare uppges vara det perfekta redskapet för att utföra rengöringsjobbet snabbt och effektivt. Grovdammsugaren gör ingen skillnad på vilken typ av smuts som ska bort – den suger upp eller blåser bort allt från fin och grov smuts till flytande vätska. Den nya generationen grovdammsugare har enligt uppgift utvecklats med nya smarta funktioner för att göra både handhavandet och rengöringsjobbet enklare. Exempel på dessa är automatisk kabelupprullare, integrerad filterrengöring, större behållare och mer sugkraft.

En egenskap som många tar för givet på vanliga dammsugare är automatisk kabelupprullare, detta finns även nu på grovdammsugaren WD 4.200. En annan nyhet är den integrerade filterrengöringen som innebär att filtret rengörs genom ett enkelt knapptryck på dammsugarens ovansida. Detta ska ge grovdammsugaren full sugkraft igen.

En fördel som gör de flesta av grovdammsugarna ännu mer användbara är det inbyggda eluttaget som gör det möjligt att ansluta ett elverktyg som till exempel en cirkelsåg, elhyvel eller slipmaskin. Damm som uppstår vid borrning, sågning och slipning sugs upp direkt.

Grovdammsugaren slås på och av via elhandverktyget. För att allt spån ska hamna i behållaren suger grovdammsugaren några extra sekunder efter avstängning.

11

Modern injekteringsbetong Ett beprövat material med goda tekniska egenskaper och låg miljöpåverkan Injekteringsbetong är en gammal beprövad metod för såväl reparationer som nyproduktion. Metoden bygger i korthet på att formen fylls med sten och armering varefter ett injekteringsbruk (cementbaserat) injekteras in i stenskelettet. Metoden utvecklades under 1940-talet, främst i samband med utbyggnaden av vattenkraften i USA. Med tiden spreds användningen till andra länder och tekniken användes för grundläggning, pelare, undervattensgjutningar, fyrar, vattenkraft, försvarsanläggningar, bergrum med mera.

Metoden finns utförligt beskriven i båda utgåvorna av Betonghandboken samt i BBK 79 och BBK 94. För ytterligare information hänvisas till American Concrete Institute 304 (Guide for the use of preplaced aggregate concrete for structural and mass concrete applications 1997). I praktiken är injekteringsbetong en konventionell betong men med hög stenhalt och låg cementhalt. Dimensionering med mera är helt analog konventionell betong men den låga krympningen och den låga temperaturutvecklingen kan/ska tillgodogöras genom utelämnande av kylning och minskad krymparmering (om så önskas) eller större gjutetapper.

Metoden fanns även vara mycket lämplig för motgjutningar mot berg och befintlig betong (ofta reparationer) tack vare den goda vidhäftningen (övertryck vid injektering) samt den låga krympningen. Den låga krympningen medförde att påkänningarna på gjutfogen (berg-betong alternativt betong-betong) av krympning blev låga, vilket minskade risken för läckage genom gjutfogen och minskade risken för bompartier. Vidare var temperaturutvecklingen låg (låg bindemedelshalt), vilket också var gynnsamt då detta bidrog till små temperaturrelaterade påkänningar mellan berg och beArtikelförfattare är tekn dr Jonatan Paulsson-Tralla Projektengagemang AB, Stockholm.

12

tong alternativt mellan befintlig och ny betong.

Tidigare användes relativt grov ballast.

Den minsta stenstorleken var ofta cirka 50 mm och ofta användes fraktionen 64 till 128 mm. Skälet till att relativt stor sten användes var att det var svårt att injektera mindre sten då hålrummen mellan stenarna (kanaler) blev för små i förhållande till dåtida injekteringsbruks egenskaper.

Användning av injekteringsbetong i Sverige är begränsad för närvarande. Metoden användes dock mellan 1950- och 1970-talet i bland annat fundament och tunnlar. Även andra typer av gjutningar med komplicerad geometri och tät armering utfördes. Tyvärr föll injekteringsbetongen i glömska i Sverige under 1980och 1990-talet. I andra delar av världen, till exempel USA, England och Tyskland används och utvecklas dock metoden fortfarande. För att ta fram användbara stenfraktioner och injekteringsbruk genomförde Banverket flera fullskaleförsök under 2006 och 2007. Även vattenkraftsföretagen har genom Elforsk visat intresse för tekniken och en utförlig genomgång utfördes av T Sandström 2009 (Elforsk rapport 09:89).

Normal betongs krympning behandlas idag schablonmässigt enligt gällande normer av de flesta projektörer. Detta fungerar acceptabelt för många projekt men de förändringar som har skett i en så kallad normal betongs sammansättning under de senaste 30 åren är betydande. Cementhalterna är högre, största stenstorlek har minskat radikalt, stenhalt har minskat, nya tillsatsmedel och nya tillsatsmaterial används med mera. Sammantaget medför dessa förändringar att även betongens krympning påverkas (ofta ökat). För konstruktioner med krav på sprickvidder, deformationer, kantresning med mera är betongens krympning en väsentlig designparameter varför det är viktigt att ha god kunskap om hur betongen som levereras ut på byggarbetsplatsen verkligen krymper.

Behovet av en gjutbar betong med låg krympning och mycket god vidhäftning för reparationsobjekt dök upp på allvar för Trafikverket under 2005 i samband med projekteringen av reparationerna av Gamla Årstabron. Genom att säkerställa att den för reparationerna använda betongen har låg krympning kunde tvångskrafterna av reparationsbetongens krympning på de reparerade betongkonstruktionerna minimeras. Ett flertal olika betongsammansättningar studerades såväl teore-

tiskt som praktiskt. Av de tillgängliga betongsammansättningarna ansågs endast injekteringsbetong, även kallad prepackbetong, vara lämplig tack vare begränsad krympning, begränsad värmeutveckling, god vidhäftning, begränsad tryckkrypning och normal relaxation av dragpåkänningar.

I föreliggande artikel ska de praktiska försöken och erfarenheterna från nu pågående arbeten belysas. Vidare ska några framtida intressanta användningsområden belysas.

Modern injekteringsbetong

Modern injekteringsbetong är i princip en vanlig betong med ett partikelsprång hos ballasten. Den grövre ballasten (cirka 20 mm) placeras och kompakteras lätt (vid behov) i formen innan det cementbaserade injekteringsbruket (0 till 2 mm) injekteras in i hålrummet mellan den grövre ballasten, se figur 1. Injekteringsbruket är i princip självkompakterande och likheterna mellan självkompakterande betong och injekteringsbetong är många.

I figur 1 framgår tydligt den höga stenhalten, cirka 65 procent grov ballast, och den täta matrisen. Bilden visar också tydligt hur den grova ballasten har direktkontakt, vilket låser hela matrisen.

Syftet med metoden/materialet var inledningsvis att begränsa krympning och temperaturutveckling för att därigenom minska tvångskrafter orsakade av krympning och temperatur (vid gjutning). I och med att den grövre ballasten har direkt kontakt mellan stenarna skapas ett jämnt utbrett inre mothåll i betongen efter injekteringen, vilket minskar betongens fria krympning. Därigenom reduceras även därtill hörande tvångsspänningar. På sikt relaxeras stora delar av dessa spänningar på grund av cementmatrisens krypning (drag). Tryckkrypningen är däremot troligen begränsad jämfört med normal be-

Figur 1: Injekteringsbetong. Packad 16/20 natursingel. Hålets diameter är 125 mm.

Bygg & teknik 7/10

tong, vilket är lämpligt då tryckkrypning i pågjutningen är ofördelaktigt. Vidare visar erfarenheterna på god vidhäftning mellan befintlig betong och en pågjutning med injekteringsbetong.

När väl injekteringsbruket utvecklats noterades även att cementåtgången var låg, speciellt med de hållfastheter som erhölls. För injekteringsbetongen som visas i figur 1 är cementåtgången cirka 240 kg/m3, vattencementtalet är cirka 0,44. och tryckhållfastheten är cirka 70 MPa. För att tillverka en traditionell betong med motsvarande hållfasthet och gjutbarhet krävs cirka 400 kg/m3 (plusminus tio procent) beroende på ballastens egenskaper.

Om dessutom slaggcement, kalkfiller eller flygaska kan användas för att reducera cementhalten och hålla i blandningsvattnet kan även värmeutvecklingen vid härdningen begränsas ytterligare. Detta reducerar tvångskrafterna av pågjutning på det befintliga valvet ytterligare. Givetvis påverkas även betongens klimatpåverkan positivt om cement byts ut mot slaggcement, kalkfiller eller flygaska. En försiktig skattning ger att en tryckhållfasthet på cirka 35 MPa (normal husbyggnadsbetong) kan erhållas med endast cirka 160 till 180 kg cement per kubikmeter betong.

Utveckling 2006 till 2010

2006 till 2008. Under 2006 utfördes de inledande försöken i ett samarbete mellan Trafikverket, Combimix, Nordisk Material och Maskinservice, Waterjet Entreprenad AB och Projektengagemang. I princip utfördes pågjutningar mot vattenbilade vinkelelement.

De övergripande syftena med fullskaleförsöken var att: ● Utvärdera arbetsmetoden (fyllning av ballast, injektering av bruk). ● Utvärdera inverkan av olika Dmax hos ballast. ● Utvärdera krympningen. ● Utvärdera vidhäftning mellan ny pågjutning och befintlig vattenbilad betong. ● Utvärdera omfattning av eventuell sprickbildning i pågjutningarna.

Försöken redovisas utförligt i ”Injekteringsbetong kan bli ett miljövänligt alternativ”, Jonatan Paulsson-Tralla & Tom Ekman, Husbyggaren nr 2 2008. I figur 2 visas uppställningen vid provinjekteringarna under 2006.

I korthet utföll försöken väl och i princip kunde formen, cirka 2 x 2 m2, fyllas via injektering från en av de nedre ventilerna. Stenstorleken var inte avgörande för vare sig injektering eller tekniska egenskaper hos injekteringsbetongen.

Stighöjder på mellan 0,1 till 0,2 m/min fungerade väl då stenskelettet motverkade sättningar i betongmassan, bruket gelar snabbt och formen var styv. Avgörande för vald stighöjd bedöms vara formens hållfasthet och styvhet (dess förmåga att motstå deformationer av gjuttryck) Bygg & teknik 7/10

Friflöde ur skvallerrör Pumpning via nippel 9

Figur 2: Formen är färdiginjekterad och bruket friflödar ur de tre skvallerrören via pumpning från en av de övre ventilerna.

och med rätt förutsättningar kan stora stighöjder användas.

Vidhäftningen mot vattenbilad yta var mycket god. Krympningen var endast 0,15 promille, vilket är cirka 70 procent lägre än för en konventionell betong.

Materialet ansågs uppfylla de krav som Trafikverket ställde för att kunna genomföra reparationerna av Gamla Årstabron.

Entreprenaden inleddes sommaren 2007 i form av en utökad samverkansentreprenad med Trafikverket, NCC och Projektengagemang. Entreprenaden är idag genomförd till cirka 70 procent med gott resultat.

2008 till 2010. Under vintern 2008/ 2009 utvecklades injekteringsbruket ytterligare av Cemart i samarbete med Trafikverket, NCC, Nordisk Maskin och Materialservice och Projektengagemang.

Under entreprenaden framkom önskemål om att kunna minska stenstorleken från dåvarande cirka 30/40 mm till cirka 20/27 för att förenkla blåsning av ballasten ned i form. Utvecklingen resulterade i ett injekteringsbruk med låg egenkrympning (cirka 0,2 promille), mycket god stabilitet och mycket god injekterbarhet. Injekte-

ringsbruket är i princip vibreringsfritt men mycket lätt ytvibrering förordas om krav på ytornas utseende föreligger. Injekteringsbetongen tillverkad med bruket från Cemart krympte endast cirka 0,1 promille (30/45 kross). Motsvarande krympning med det tidigare använda injekteringsbruket var cirka 0,15 promille (50 procent större).

Försök utfördes med ett antal olika stenfraktioner och packningsgrad. Samtliga provkroppar, L är lika med 600 mm, ø 125 mm, borrades ur större provkroppar för att undvika randeffekter. Provkropparna borrades ur efter 28 dygn. I nedanstående avsnitt redovisas enbart resultaten för de prover som vattenlagrats i sex dygn efter utborrning innan krympprovningen inleddes. Försöken utfördes av CBI Betonginstitutet (20 °C och 50 procent relativ fuktighet).

I tabell 1 redovisas viktminskning (referensnivå vikt innan vattenlagring) samt krympning för samtliga fraktioner. Varje enskilt resultat är ett medelvärde från fyra provkroppar. Kross avser att krossad ballast används, natur avser att naturballast används och packad avser att ballasten

Tabell 1. Resultat från krympningsmätningarna och uttorkning (vikt) för vattenlagrade prover.

––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––– Provserie Total krympning 56 d Viktminskning 56 d [‰] [‰] ––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––– 30/45 Kross Packad 0,09 4,18 20/27 Natur Opackad 0,11 4,15 20/27 Natur Packad 0,13 3,9 Medel 20/27 0,12 4,02 16/20 Natur opackad 0,17 4,17 16/20 Natur packad 0,18 4,33 Medel 16/20 Natur 0,175 4,25 30/45 K UV Opackad 0,08 3,2

13

packats innan injektering. UV avser att provet är gjutet under vatten.

Det är tydligt att fraktionen 30/45 KP krymper minst av samtliga testade ballastkonfigurationer. Den relativa skillnaden mellan de olika fraktionerna är måttlig men skillnaden i absoluta tal är begränsad. Försöken påvisar att om krympningen måste reduceras så mycket som möjligt bör packat krossmaterial användas. Om däremot en något högre krympning kan accepteras kan även naturballast användas. Det opackade naturgruset 20/27 krymper (totalt) 22 procent mer än 30/45 K. De vattenlagrade provkropparna tappar mindre vikt än de som inte vattenlagrats om vikten innan vattenlagringen används som referens. Observationen indikerar tydligt att vattenlagringen medför en ökad hydratation med därtill hörande förtätning av cementpastan, vilket ökar vikten (vatten binds kemiskt) och bromsar uttorkningen och krympningens förlopp vilket i sin tur minskar sprickrisken tack vare ökad relaxation.

I figur 3 redovisas krympningens förlopp grafiskt för samtliga prover (vattenlagrade i sex dygn, medelvärde fyra prover i varje serie). Krympningen för 30/45 KP är signifikant lägre än för övriga prover. Även 30/45 K UV krymper mindre än naturgruset efter vattenlagringen.

Samtliga prover uppvisar en tydlig svällning under och efter vattenlagringen.

Observationen påvisar tydligt vikten av att injekteringsbetongen vattenhärdas med fritt rinnande vatten för att uppnå minsta möjliga spänningsalstrande krympning.

30/45 K UV uppvisar en svag krympning under vattenlagringen och en betydande svällning direkt efter vattenlagringen. Observationen påvisar att det kan ta en tid för betongen att svälla om hydratationen stannat av tidigare på grund av vattenbrist.

Sammantaget påvisar provningen att krympningen är mycket låg vid 50 procent relativ fuktighet. Krympningen kan minskas till cirka 0,1 promille, vilket kan jämföras med traditionell betong med krympning kring 0,6 till 0,8 promille. Krympningens reduktion är mycket kraftig.

Frostbeständigheten i rent vatten är mycket god. Saltfrostbeständigheten i saltvatten är god (avskalningarna var cirka 0,2 kg/m2 efter 56 cykler) vid ett vattencementtal på cirka 0,38. Mycket god saltfrostbeständighet (gräns 0,1 kg/m2) kan uppnås med traditionella metoder som ytterligare sänkt vattencementtal och/eller luftporbildande medel om så anses behövas.

Artikelförfattaren Jonatan Paulsson-Tralla inledde civilingenjörsutbildningen 1990 och erhöll civilingenjörsexamen 1994, VoV KTH bärande konstruktioner.

Direkt efter examen (1995) påbörjades forskarutbildningen på KTH, Brobyggnad.

Projektet avslutades hösten 1999 med en doktorsavhandling med titeln ”Service life of repaired concrete bridge decks”. Därefter har han arbetat med riskanalys och investeringsbedömningar för bärande konstruktioner av stål och betong. För närvarande arbetar Jonatan intensivt med genomförandet av de mycket omfattande betongreparationerna och förstärkningarna av Gamla Årstabron i Stockholm.

Projektet bedrivs i en samverkans form enligt FIA (Förnyelse i anläggningsbranschen) med NCC, Trafikverket och Projektengagemang AB.

Figur 3: Krympning (promille) för prover som vattenlagrats i sex dygn.

Merparten av pågjutningarna sker underifrån och upp med mycket goda resultat med avseende på vidhäftning. Hitintills har inga krympsprickor detekterats i pågjutningarna.

Kantbalkar och slipade ytor. Två etapper vid ett kantbalksutbyte har utförts med injekteringsbetong. Vid avetableringen var kantbalkarna tillverkade med injekteringsbetong sprickfria medan övriga kantbalkar uppvisade sprickor med ett centrumavstånd på cirka 1,8 m. Observationen indikerar att kantbalkar kan utföras sprickfria utan kylning och att etapplängden eventuellt kan väljas fritt. Om entreprenaden styrs för att nyttja injekteringsbetongens möjligheter kan metoden spara pengar och tid samtidigt som problemen

med sprickor undviks/minskas väsentligt (Pernilla Petersén, KTH Examensarbete 333 Betongbyggnad 2010). Om räcken i framtiden monteras i ballasten innan injekteringen kan räcket gjutas fast direkt utan efterföljande kärnborrning och igjutningar. Troligtvis medför detta lägre kostnader, snabbare produktion och bättre kvalitet.

Om man önskar kan betongytan slipas och ge en terazzoliknande yta men i betong. se figur 4 högra bilden. Även slitbetong, industrigolv och golv i offentlig miljö kan enkelt och billigt ges en estetiskt tilltalande yta som dessutom är mycket slitstark. Tack vara injekteringsbetongens begränsade värmeutveckling vid gjutning samt begränsade krympning

Utförda objekt

Injekteringsbetong har i nuläget använts på en rad olika objekt och applikationer.

Pågjutningar Gamla Årstabron. Totalt kommer cirka 10 000 m2 injekteringsbetong att gjutas på Gamla Årstabron.

14

Figur 4: Simulerad kantbalksgjutning (till vänster).

Oslipad respektive slipad (cirka 2 mm) överyta (till höger).

Bygg & teknik 7/10

Kompletta systemlösningar Konstruktioner som ska leva länge måste få vård i rätt tid. Varje konstruktion är unik och måste behandlas efter sin specifika förutsättning. För funktionell och varaktig renovering av betongkonstruktioner krävs systemlösningar. Välj samtidigt en vacker kulör.

Sto kombinerar teknik och estetik.

l Betongrenovering l !DSNMFRJXCC l !@KJNMFDQ l &NKU l *NKEHADQE¼QRS«QJMHMF l 2OQTSADSNMF

Sto Scandinavia AB I Tel 020-37 71 00 I www.sto.se

Bygg & teknik 7/10

15

bör frekvensen av sprickor dessutom vara låg, vilket ytterligare höjer de estetiska värdena.

Reparation av undersidor konsol. Vid reparationer av betongkonstruktioner underifrån uppstår ofta problem med hålrum och bristande vidhäftning. Skadorna kan vara orsakade av brand, armeringskorrosion eller liknande problem. Injekteringsbetong har använts vid reparationer av undersidan av konsoler och utbyte av kantbalkar med gott resultat med avseende på vidhäftning och utfyllnad. Observationen indikerar att injekteringsbetong är en lämplig metod att reparera skador underifrån.

Industrigolv och grundsulor. Injekteringsbetong lämpar sig synnerligen väl för olika typer av golvkonstruktioner och grundsulor mot mark. Den låga krympningen och den låga värmeutvecklingen medför att tvångskrafter av temperatur (vid härdning) och krympning kan reducera radikalt. Detta medför i sin tur att ett industrigolv kan utföras med betydligt färre fogar, eventuellt fogfritt, vilket kan ge betydligt bättre funktion, livslängd och beständighet hos industrigolvet. Färre sprickor innebär också högre täthet mot radon och minskad risk för påverkan på undergrunden av verksamheten ovan industrigolvet.

Problem med kantresning minskar också då krympningen minskar. Kantresning kan ge stora problem för fastighetsägaren vid till exempel höglager med mera. Armeringsmängden med avseende på krympning kan också reduceras i vissa fall.

Två enkelarmerade industrigolv har utförts med följande teknik. Undergrunden förberedes på traditionellt sätt och packades enligt projektörens anvisningar. En geotextil lades ut på undergrunden varvid ett undre lager ballast lades ut. Därefter lades armeringen direkt på stenen (inga distanser, ytterst begränsad najning), se figur 6, varefter det övre lagret sten lades ut och jämnades av till önskade toleranser. Slutligen ”injekterades” bruket ovanifrån, se figur 6, och golvet flytspacklades direkt upp till rätt nivå. Då bruket självnivellerande behövde inte överytan glättas, se figur 7. Fall kring brunnar med mera anläggs direkt i ballasten och ”krattas upp” med traditionell flytspacklingsteknik.

Golvens överytor blev mycket jämna och hårda då injekteringsbruket inte separerar och släpper blödningsvatten. Olika typer av slip- och ritsprover har utförts och injekteringsbetongen bedöms vara mycket slitstark. En av ytorna används som stenupplag med stora hjultryck och stålskopor direkt mot betongen och ytan ser efter cirka ett år i drift mycket bra ut utan sprickor. Den höga stenhalten bör också borga för hög nötningsförmåga och begränsad dammbildning när ytskiktet slutligen nötts ned.

16

Figur 5: Reparation av undersida av konsol och samtidig gjutning av kantbalk.

Ett av industrigolven schaktades upp längs ena randen för att kontrollera utfyllnaden. Utfyllnaden var mycket god.

En intressant möjlighet för injekteringsbetong är att man enkelt kan bygga upp materialet i skikt där en enkel lokal ballast kan användas för större delen av tvärsnittet och en utvald sten (slitstyrka, färg med mera) kan användas i de övre 20 till 25 mm. Detta ger ett resurseffektivt byggande. Om så önskas kan hela golvet slipas lätt för att ta fram ballasten och stor konstnärlig frihet är möjligt. Tekniken kan givetvis användas för betongvägar, busshållplatser, handelslokaler med mera.

Undergjutningar av brofogar. Injekteringsbetong har även använts vid undergjutning av brofogar med mera. Tekniken fungerade väl. Utrymmet under fogen

fylldes med sten varefter fogen monterades på ballasten. Anslutningarna tätades och utrymmet under fogen injekterades.

Med tekniken kunde arbetet rationaliseras och långa etapper kunde gjutas av endast en person. Arbetet utfördes nattetid med trafikavstängningar. I framtiden torde injekteringsbetong vara idealiskt för olika typer av undergjutningar av maskiner, brolager och dylikt.

Undervattensgjutningar. Ett större försök med gott utfall utfördes under 2009. Injekteringsbetongen fick mycket god kvalitet och injekteringsbruket var kraftigt vattenavvisande.

Ett fullskaleförsök utfördes av NCC under 2010. Ett antal ledverk reparerades med injekteringsbetong. Formen var trång då pågjutningen endast var cirka

Figur 6. Undre lagret ballast och armering utlagt (till vänster). Övre lagret ballast utlagt och injektering påbörjad (till höger).

Figur 7: Uppschaktad platta av injekteringsbetong. Utfyllnad mot geotextilen är mycket god (till vänster). Notera trekantslist och jämnhet (till höger).

Bygg & teknik 7/10

Figur 8: Form och slutresultat vid undervattensgjutning.

100 mm bred, se figur 8. Även för fullskaleförsöken var utfallet gott, se figur 8.

Tekniska och miljömässiga möjligheter med injekteringsbetong

I princip kan all konventionell betong bytas ut till injekteringsbetong om så önskas. Det finns dock objekt som i dagsläget är mer lämpliga än andra. De ovan beskrivna utförda objekten är givetvis lämpliga även i framtiden. De flesta objekt som utförts hitintills är objekt där konventionell betong bedömts medföra svårigheter som kan lösas med injekteringsbetong. Den verkliga potentialen för framtiden ligger dock på nyproduktion av grova konstruktioner såsom dammar, fundament för vindkraftverk på land eller till havs, undervattensgjutningar, kajer, tråg, tunnlar, grundläggning, broar, industrilokaler och hus med mera. Sannolikt kan betydande vinster i miljö, tid, pengar och resurser sparas om tekniken används fullt ut och inte endast i delar.

Miljöupphandling. Idag lämnar flera av de större entreprenörerna så kallade gröna sidoanbud på större projekt. Om beställarna skulle vikta utsläpp av växthusgaser och krossad ballast något hårdare så skulle troligen flera stora projekt kunna handlas upp med injekteringsbetong omgående i de delar där det är lämpligt.

Idag föreligger krav på konsulter (Bas P) och entreprenörer (Bas U), vilket är bra. För att vi verkligen ska få ett betydande genombrott krävs dock att beställarna kräver och viktar upphandlingarna så att miljöanpassad teknik kan utvecklas och få spridning.

Global påverkan. Då växthusgaser inte känner några nationsgränser är det väsentligt att bedriva miljöarbete globalt.

En intressant möjlighet med injekteringsbetong är att den direkt kan användas över hela världen. Detta är även en möjlighet för Sverige att exportera miljöanpassad betongkunskap och teknik. Tekniken fungerar synnerligen väl i utvecklingsländer. Om tekniken kom att utvecklas åt rätt håll över världen så skulle det kunna ge mätbara reduktioner av växthusgaser i hela världen.

Ballast. I Sverige finns hårt uppställda miljömål om en kraftig reduktion av anBygg & teknik 7/10

vändningen av naturballast (singel) från grustäkter. Rullstensåsar anses idag vara en färskvattenreserv och då vattenbrist kan uppstå i framtiden måste dessa naturliga vattenreningsverk bevaras obrutna.

Idag pågår ett febrilt arbete med att utveckla betongrecept för fabriksbetong, tillsatsmedel, krossanläggningar med mera för att erhålla ett krossat bergmaterial lämpligt för fabriksbetongtillverkning.

Ett flertal parametrar påverkar dock egenskaperna hos den krossade produkten och troligen kommer betongens sammansättning att behöva justeras regelbundet för att kompensera för variationer hos det krossade materialets egenskaper. Eventuellt kan övergången till användning att krossat material innebära att mer vatten och cement krävs för att ge den fabrikstillverkade betongen erforderliga gjutegenskaper.

För injekteringsbetong fungerar krossat material minst lika bra som natursingel. I de flesta prover som utförts fungerar krossat material bättre än natursingel och idag används endast natursingel i trånga svåråtkomliga utrymmen där ballasten måste blåsas in. Övergången från natursingel till krossat material är därför inget problem för injekteringsbetong. Återvunnen betong. Användningen av återvunnen betong som ballast i ny betong bör kunna fungera väl. Det bör vara väsentligt lättare att använda återvunnen betong som ballast för injekteringsbetong än för fabriksbetong.

Större vägutbyggnad. Ett typiskt framtida projekt skulle kunna vara en vägutbyggnad där ett flertal olika betongkonstruktioner ska uppföras inom ett relativt begränsat område. Troligen behöver någon bergskärning utföras och om en krossanläggning placeras ut strategiskt kan allt stenmaterial till injekteringsbetongen krossas på plats. Ballasten kan därefter transporteras korta sträckor på dumper till de olika objekten och fyllas i formar med frontlastare eller dylikt. Injekteringen kan ske direkt av ett fåtal arbetare när formen är fylld och arbetet kan utföras valfri dag och tid på dygnet. Detta innebär att entreprenören inte är låst vid pumpbokningar normala arbetstider samt arbetsstyrkans arbetstider och en gjutning kan därför ske till exempel fredag kväll

med formrivning på måndagen. Med rätt planering kan troligen tidplanerna komprimeras väsentligt. Om vidare slitbetong används i farbanan kan hela bron färdigställas på väsentligt kortare tid än en konventionell bro med tätskikt, beläggning med mera. Ett koncept med brofarbana med rostfri armering finns utvecklat, där hela bron gjuts i injekteringsbetong. Farbanan gjuts med injekteringsbetong med slitstark ballast i ytan och hela farbanan gjuts på en gång. Bron är färdigställd och kan trafikeras cirka två veckor efter injektering och tätskikt, beläggning, förseglingar med mera kan utelämnas. Vid rätt utförande behöver bron antagligen aldrig åtgärdas då betongens slitstyrka är god, betongen deformeras ej plastiskt och betongen åldras ej som en bitumenbeläggning. En så kallad livstidskostnads- och en livscykelanalys påvisar troligen att principen är mycket gynnsam för kostnader, miljöpåverkan och trafikavstängningar.

Tung betong. Ett intressant försök pågår för närvarande i samarbete mellan Minelco och Cemart, där möjligheterna att använda tung ballast i injekteringsbetongen provas. Applikationen är vanlig där stor densitet är fördelaktig såsom motvikter, fundament för vindkraftverk med mera eller där ett gott strålningsskydd är nödvändigt. För ett vindkraftverk på land kan densiteten ökas med cirka 60 procent, vilket kan medföra att fundamentets dimensioner kan reduceras med upp till 40 procent. För ett normalt fundament på cirka 500 m3 medför detta en reduktion på 200 m3. Om dessutom injekteringsbetong med cirka 240 kg/m3 används jämfört med en traditionell betong med cirka 400 kg/m3 kan den använda cementmängden reduceras från 200 000 kg till 72 000 kg cement. Dessutom minskar risken för temperaturrelaterade problem vid gjutningen dels tack vare minskad betongvolym, dels tack vare minskad cementhalt i betongen.

För fundament under vatten är vinsten ännu större då den relativa skillnaden i densitet mellan konventionell betong och tung (injekterings) betong är ännu större under vatten.

För tung betong krävs normalt en förprovning med mera vid den betongstation där betongen ska tillverkas. Med injekteringsbetong kan det finnas tre olika förprovade koncept, vilket eliminerar behovet av förprovning och provblandningar.

Stenen kan transporteras till byggarbetsplasten och torrbruket levereras separat och blandas och injekteras på plats. Detta förfarande sparar såväl pengar som tid.

Med malmen som ballast kan även en svart betong åstadkommas om ytorna slipas.

Husbyggnad. Injekteringsbetong lämpar sig mycket väl för husbyggnad. Stenen kan enkelt fyllas i väggar eller golv och injekteringen kan ske direkt vid vil17

ken tid eller dag som helst. Kapaciteten för en normal pump och blandare är hög och 20 m3/h levereras utan problem. Behövs större kapacitet tas fler pumpar dit.

Utrustningen är mycket kompakt och kan lastas på ett vanligt släp (bil). Tekniken skapar stor flexibilitet då produktionen inte styrs av tillgänglighet på fabriksbetong eller konventionella betongpumpar.

Bjälklag är också möjliga att gjuta med injekteringsbetong och för plattbärlag är tekniken mycket intressant. Om stenen läggs på plattbärlagen kan golvet injekteras upp till en färdig flytspacklad yta direkt utan glättning med mera. Plattor på mark med mera är också intressant.

Tät betong. God täthet mot till exempel radon eller för att förhindra läckage av miljöfarliga ämnen från industrier är också eftersträvansvärt. Invallningar, dammar med mera bör också vara lämpliga objekt, där injekteringsbetong bör kunna vara ett intressant alternativ även om vissa begränsade förprover bör utföras innan materialet används fullt ut för dessa applikationer.

Långa transporter. Vid större avstånd mellan betongstation och arbetsplats är injekteringsbetong ett intressant alternativ. Allt material transporteras upp till arbetsplatsen i god tid och arbetet kan påbörjas vid valfri tidpunkt. Betongen behöver inte anpassas för långa transporter med retarder utan kan enbart anpassas för god gjutbarhet.

Vägtrummor och valv. Vägtrummor av stål är idag en etablerad byggmetod.

Om metoden kombinerades med injekteringsbetong skulle en rad möjligheter uppstå. Tekniken bygger på att ballasten, cirka 250 mm, (och vid behov armering) fylls direkt på trummans överyta. En geotextil appliceras på ballastens överyta och ballasten motfylls med det tilltänkta återfyllnadsmaterialet. Ballasten och geotextilen anordnas så att de följer trummans form. När trumman är återfylld kan den i geotextil inneslutna ballasten injekteras, vilket skapar ett (armerat) betongvalv ovan vägtrumman. Med rätt utformning erhålls då ett lastspridande valv samt ett korrosionsskydd på trummans ovansida.

Betongvalven kan också endast anordnas vid trumman fria ränder och då även utgöra fundament för kantbalkar och räcken vid behov. Ståltrumman kan också förses med dymlingar varvid en samverkanskonstruktion kan skapas. Eventuellt kan stålset tjocklek minskas.

Möjligheten att använda fyllning som mothållande form skapar en rad möjligheter för att bygga valv och kupoler eller liknande konstruktioner. I en förlängning kan även den undre formen utgöras av fyllnadsmassor, vilka helt enkelt grävs eller spolas bort efter gjutning.

Stabilisering och tätning av massor.

Vid återfyllning mot frontmurar med mera är det vanligt med sättningsproblem. Om återfyllningen sker med rätt 18

ballast vilken därefter injekteras med ett låghållfast bruk kan sättningar och urspolningar undvikas.

Erosionsskydd, gabioner. Erosionsskydd framför kajer med mera kan skapas med injekteringsbetong. Principen är att använda schakt och geotextil som form och att applicera ballast (och armering vid behov) i ”gropen” och därefter injektera in bruket. Även gabioner kan användas enligt samma princip. Vid uppbyggnaden av gabionen läggs även en geotextil innanför stålnätet och injekteringsventiler monteras. Vid behov kan gabionen även armeras. Hela paket lyfts på plats och anpassas automatiskt till bottens profil varefter gabionen kan injekteras från pråm eller land och transformeras till en armerad betongkonstruktion.

Konklusion

Det finns en rad stora tekniska och miljömässiga fördelar med injekteringsbetong jämfört med traditionell betong. Nedan listas några av de viktigare fördelarna: ● Mycket låg krympning (med rätt härdning kan i princip nollkrympning uppnås). ● Hög hållfasthet. ● Hög stenhalt. ● Låg cementhalt (låg värmeutveckling). ● God vidhäftning. ● God inträngning i ojämnheter och sprickor ned till cirka 1 mm. ● Begränsad mängd armering med hänsyn till krympning, vilket spar pengar, tid och miljö. ● Enkelt armeringsarbete. Armeringen kan i många fall läggas direkt på stenen. ● Låg klimatpåverkan (koldioxidutsläpp kan halveras i många fall). ● Den låga värmeutvecklingen medför att risken för temperatursprickor minskar avsevärt. I många fall kan temperaturberäkningar slopas och insatser för kylning med mera undvikas, vilket sparar pengar, tid och miljö. ● Torrbruket blandas med vatten (automatiserat) på arbetsplatsen när som helst på dygnet. Detta medför att man kan gjuta när man vill (till exempel på natten eller på helger), vilket ger stor flexibilitet. ● Platsblandningen medför att all utrustning kan ställas på arbetsplatsen. Inga betongbilar (med långa körtider vid köer med mera) behöver köras ut till arbetsplatsen eller lossas, vilket minskar behovet av TA-planer med mera för pumpbilar och roterbilar. ● Platsblandningen medför att all utrustning och torrbruk kan köras upp med dumper eller oöm lastbil (eller pråm på havet) vid avlägsna arbetsplatser. Inga betongbilar behöver köras ut till arbetsplatsen. Eventuellt kan vägarna utföras med lägre standard än om betongen ska transporteras ut till arbetsplatsen. Vid gjutningar till havs blandas bruk och vatten på pråm och pumpas fram till form ovan eller under vatten.

Om sprängning ska ske kan sprängstenen krossas på plats och direkt återanvändas som betong. Detta sparar transporter, tid, pengar och miljö och förenklar logistiken. ● För golv på mark innebär den låga krympningen sprickornas bredd och antal kan reduceras. Med rätt härdning bör sprickornas bredd och antal kunna reduceras starkt. ● För golv blir armeringsbehovet lågt och eventuellt kan rostfri min armering nyttjas, vilket ger möjligheter för att kunna utföra golv/slitbetong som inte kan korrodera till samma kostnad som konventionella golv/slitbetong. ● Golv/slitbetong kan även skräddarsys med extra slitstark ballast i ytan om så behövs (till exempel porfyr).

Listan kan göras betydligt längre men den låga miljöbelastningen och den stora flexibiliteten anser vi vara några av de viktigaste skälen för att använda injekteringsbetong i framtiden. Cementtillverkningen står för stora delar av jordens koldioxidutsläpp och med injekteringsbetong kan cementhalten många gånger reduceras med uppemot 50 procent samtidigt som vi, i många avseenden, erhåller bättre tekniska egenskaper. Om en hållfasthet kring 35 MPa kan accepteras kan cementhalten i injekteringsbetongen troligen sänkas till cirka 180 kg/m3 eventuellt ännu lägre, vilket kan ge ännu större miljöfördelar. ●

Forskning och utveckling

De material och tekniker som idag finns utvecklade fungerar väl för de flesta applikationerna. Givetvis är det önskvärt med fler studier kring injekteringsbetong för att förbättra materialet ytterligare. Den inledande forskningen/utvecklingen bör bedrivas tvärvetenskapligt där såväl livscykelkostnader, livscykelpåverkan med mera belyses från ett helhetsperspektiv.

Arbetet bör bedrivas för att optimera materialets egenskaper samt gjuttekniker för att passa de mest lämpade applikationerna.

Syftet med arbetet bör vara att säkerställa att alla behov uppfylls för de framtida applikationerna samt att snabbt få ut materialet i produktionen så att miljövinsterna (låg cementförbrukning och helkross) kan realiseras snabbt. Därefter bör tekniken även presenteras internationellt så att vi även får en global effekt av teknikutvecklingen. Arbetet bör bedrivas i samverkan mellan högskola, industri, materialtillverkare och beställare för att rätt saker ska placeras i fokus. Forskningsprogram finns utarbetade men tyvärr saknas finansiering.

■

Välkommen till Bygg & tekniks hemsida: byggteknikforlaget.se Bygg & teknik 7/10

Tillsammans blir vi starkare.

Svenska Fabriksbetongföreningen och Betongvaruindustrin har gått samman. Nu heter vi Svensk Betong och är en ännu starkare branschorganisation. Vår främsta uppgift är att skapa affärer för våra medlemmar. Betongens nytta får samhället på köpet.

Läs mer på www.svenskbetong.se

Skräddarsydda betongkonstruktioner

Artikelförfattare är David Fall, doktorand, Karin Lundgren, docent, och Kent Gylltoft, professor, samtliga är verksamma vid Betongbyggnad, Chalmers tekniska högskola, Göteborg

20

Figur 1: Robot fräser ut gjutform i cellplast.

Automatiserad produktion av betongelement är ett mycket vitt begrepp. Det kan handla om allt från enstaka maskinellt utförda produktionssteg så som svetsning av armeringskorgar eller bockning av armeringsjärn till helautomatisk produktion av exempelvis fasadelement, trottoarsten eller betongsten. Den automatiserade betongelementsproduktion som finns idag bygger till stor del på att effektivisera tillverkningen av stora serier likformiga element. Varje maskin är anpassad för att utföra något steg i produktionen av ett fåtal olika, ofta väldigt lika, typer av element. I TailorCrete eftersträvas generell automation av alla steg från tredimensionellmodell till färdigt element. Lösningen ska vara så allsidig att produktionskostnaden endast blir marginellt högre för ett unikt element än en större serie. På detta vis kan unik skräddarsydd betong användas i större

Armeringsalternativ

I projektets första skede har olika armeringsalternativ studerats. Detta har utförts för att utreda vilka som kan vara lämpade för anpassning till automatiserad produktion [1]. Som tidigare nämnts har konventionella armeringsjärn använts i betong under det senaste århundradet. Under de senaste decennierna har flera alternativ och komplement utvecklats så som fiberarmering, fiberarmerade polymerstänger och olika typer av tekniska textilier (textilarmering).

Konventionellt armeringsstål ger betongelementet hög lastkapacitet och medför samtidigt ett konstruktionsförfarande som är väl etablerat hos konstruktören.

Användning av stålarmering förenklar därmed tillämpning av skräddarsydda betong-

Figur 2: Exempel på betongelement med komplex geometri (till vänster) samt den mycket komplexa gjutformen.

FOTO: THOMAS JUUL ANDERSEN, DTI

Forskargruppen Betongbyggnad, Chalmers tekniska högskola, är sedan augusti 2009 involverade i TailorCrete. Projektet löper över fyra år och syftet är att vidareutveckla den robotiserade tillverkningsprocess som finns idag bland annat genom att förenkla vägen från design till produktion.

Chalmers bidrar med kompetens i frågor rörande armering, dimensionering samt normer och standarder. Partners i projektet är bland annat Teknologisk Institut, Syddansk Universitet, Dragados, ETH Zürich, El Caleyo Nuevas Technologías och arkitektbyrån Superpool.

utsträckning än, som idag, endast i prestigeprojekt. Mer information om projektet finns på www.tailorcrete.com.

Allmänt känt är att betong har mycket god hållfasthet vad det beträffar tryckspänningar. Dragspänningar och krympning tenderar dock att orsaka sprickor i materialet. Därför har betong under det senaste århundradet förstärkts med armeringsstål och under de senaste tre decennierna har även olika typer av fibrer introducerats, främst för att kontrollera betongens beteende efter att sprickor uppkommit. Att armera skräddarsydda betongelement, producerade av moderna industrirobotar, är en utmaning i flera avseenden. Om stålarmering används måste denna böjas, sättas samman och placeras i gjutformen. Stålarmering i godtyckliga former innebär även en konstruktionsteknisk utmaning. Med fiberbetong undviks dessa moment men istället måste jämn fördelning av fibrerna säkerställas i betongen. Fiberbetong används dessutom sällan som primär armering då denna främst inte ökar kapaciteten innan uppsprickning utan kontrollerar konstruktionens beteende då sprickor uppstått.

FOTO: THOMAS JUUL ANDERSEN, TEKNOLOGISK INSTITUT (DTI)

Att kunna skräddarsy betongkonstruktioner, så att man på ett rationellt sätt kan ta tillvara betongens formbarhet i olika konstruktioner är målet med EU-projektet TailorCrete.

Med moderna hjälpmedel är det är idag fullt möjligt att, med hjälp av en industrirobot, direkt från en tredimensionell modell fräsa ut betongformer i formsand eller cellplast.

Detta har i forskningssyfte utförts i forskningsprojektet Unikabeton (www.unikabeton.dk) av bland annat. Teknologisk Institut och Mærsk Mc-Kinney Møller Instituttet på Syddansk Universitet. Genom att tillämpa sådan modern teknik undviks avancerade handgjorda formverk, vilka idag är tidsödande, dyra och stället höga krav på hantverksskicklighet.

Bygg & teknik 7/10

konstruktioner avsevärt bland annat med hänsyn till väl förankrade standarder. Det är också viktigt att belysa behovet av avancerad produktionsteknik i jämförelse med till exempel fiberarmering som kan blandas direkt i betongen. För att nå projektmålen måste armeringsjärnen, på ett automatiserat vis, kunna formas i godtyckliga geometrier och sedan monteras med tillräckligt god precision och robusthet.

Fiberarmering beskrivs oftast som diskontinuerliga fibrer av varierande längd, tjocklek och material som används för att förstärka betongen. Fibrerna kan till exempel vara gjorda av stål, glas, flera olika syntetiska fibrer (kol, polymerer etcetera) eller organiska material. För att uppnå ett optimalt beteende kan olika fibertyper eller fiberstorlekar kombineras. Stålfibrer kan användas som primär armering i vissa tilllämpningar och har god korrosionsbeständighet. Glasfibrer produceras av smält glas från vilket tunna fibertrådar dras (10 till 30 µm) och använts främst i tunnare betongelement så som fasadelement. Glasfibrerna har mycket hög draghållfasthet, dock så minskar denna avsevärt med tiden bland annat på grund av kemiska angrepp (alkali) och tillväxt av hydratationsprodukter (i huvudsak kalciumhydroxid) mellan fibertrådarna. Syntetiska fibrer kan produceras av flera olika material, med vitt skilda materialegenskaper. De delas ofta in i två kategorier efter elasticitetsmodul: låg elasticitetsmodul (till exempel polyeten, polypropen, akrylpolymerer och polyester) respektive hög elasticitetsmodul (till exempel kol, aramid och polyvinyl).

Fiberarmering erbjuder, för väl avvägda fibermängder, en relativt enkel produktionsprocess vilken är idealisk för de komplexa geometrierna hos skräddarsydda betongkonstruktioner. Fibrer används, som tidigare nämnts, främst som sekundär armering. I vissa tillämpningar kan det dock användas som primärarmering så som rapporteras av bland annat Oslejs [2]. Ytterligare forskning och standardisering krävs dock för att detta ska kunna tillämpas i större omfattning. Det är också mycket eftersträvansvärt att kunna fördela och orientera fibrerna i betongkonstruktion för bättre armerande påverkan. Tepfers [3] beskriver möjliga framtida produktionsmetoder där fiberinnehållet styrs av spänningsanalysresultat för den aktuella konstruktionen.

Stänger av fiberarmerad polymer skulle kunna vara ett bra armeringsalternativ för skräddarsydda betongkonstruktioner, speciellt när det är svårt att uppfylla de krav på täckskikt som konventionell stålarmering kräver. Stänger av fiberarmerad polymer tillverkas av kontinuerliga fibrer av till exempel aramid-, kol- eller glasfibrer vilka gjuts in i en polymermatris (av till exempel polyester, epoxy eller vinylester). Kompositens egenskaper beror av fibertyp och matrismaterial, men generellt karaktäriseras de av lägre vikt, lägre elasticitetsmodul Bygg & teknik 7/10

och högre draghållfasthet än stålarmering [4]. Den låga elasticitetsmodulen medför att brukslast ofta blir dimensionerande för konstruktioner armerade med stänger av fiberarmerad polymer [5]. Dessa stänger korroderar inte, till skillnad från konventionell stålarmering. Det finns dock andra nedbrytande mekanismer som påverkar kompositens hållbarhet. Havssalt, vägsalt, frostcykler, UV-ljus och färskvatten kan potentiellt påverka beständigheten [4]. Generellt uppvisar stänger av fiberarmerad polymer sprött brott, det vill säga elasticitetsmodulen är konstant till brott [6]. Ett något mer segt beteende kan uppnås genom att kombinera olika fibermaterial i kompositen. Armering av fiberarmerad polymer kan främst konkurrera med konventionell stålarmering i tillämpningar där det föreligger mycket hög risk för korrosion. Tekniken kan inte bara tillämpas i form av stänger utan även som kablar, profiler eller laminat. Sådana produkter möjliggör även användande i form av kvarsittande former. Den stora nackdelen med kompositer av fiberarmerad polymer är att de, generellt, inte kan formas efter att polymeren har härdat vilket ger väldigt begränsade möjligheter att uppnå komplexa former.

Textilarmering tillverkas av kontinuerliga fibrer dragna i flera riktningar. I dessa tekniska textiler utnyttjas fibermaterialet bättre än om samma material slumpvis fördelas i betongen, vilket normalt är fallet i fiberbetong. De är dock mer komplexa att producera och applicera i betongen. Typiska fibermaterial är AR-glas, kol och aramid, men även tunna stål- eller polymertrådar kan användas. Fibervävarna, som i regel produceras av maskiner, kan vävas på en mängd olika vis. Textilarmerade element produceras enklast genom så kallad handuppläggning. Kortfattat beskrivet täcks då formens insida med textilen innan gjutning. Denna enkla produktionsmetod är vida använd till exempel vid produktion

av båtskrov, rotorblad till vindkraftverk och flygplansvingar. Den stora fördelen med metoden är att den möjliggör ett högt fiberinnehåll. Nackdelen är den höga graden av manuellt hantverk. Element till exempelvis fasader kan tillverkas genom pultrusion (profildragning). Textilen dras då genom ett betongbad, varefter den pressas av två rullar. Rullarna ger det kontinuerliga elementet dess form och tillser att betongen trycks in ordentligt i textilen. Alternativt kan olika extrusionstekniker användas till att producera textilarmerade betongelement. De bygger i princip på att betong, under tryck, pressas in i en stängd form i vilken textilarmering placerats före gjutning. Textilarmering erbjuder stor formbarhet och är därför ett intressant armeringsalternativ för skräddarsydda betongkonstruktioner. Dock måste dagens produktions- och appliceringsmetoder utvecklas mycket för en helt automatiserad produktion.

Det är svårt att välja armeringslösning för en generell automatiserad produktionslösning av skräddarsydd betong. Utöver de presenterade alternativen ska också tilläggas att många av dessa kan användas i kombination, till exempel konventionell stålarmering och fiberarmering. Stålarmering höjer då lastkapaciteten innan sprickbildning och fiberarmeringen förbättrar den uppspruckna konstruktionens beteende genom bättre seghet efter uppsprickning.

De presenterade armeringsmetoderna sammanfattas, med för- och nackdelar, i tabell 1. I tabellen generaliseras alla olika fibermaterial under kategorin fiberarmering. I tabell 2 på nästa sida redovisas på ett liknande vis för- och nackdelar med de tidigare introducerade fibermaterialen.

Konstruktionsmetodik

Som tidigare nämnts, är syftet med att utveckla en automatiserad tillverkningsprocess att kunna skapa unika betongelement till en kostnad som ryms i budgeten i nor-

Tabell 1: De presenterade armeringsalternativens för- och nackdelar, med avseende på tillämpning i skräddarsydda betongkonstruktioner.

–––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––

+

–

––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––– Konventionellt Bra mekaniskt beteende Svårt att producera i armeringsstål Välbeprövat komplexa geometrier Billigt Täckskiktsbehov ––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––– Fiberarmering Appliceras i Används vanligtvis inte betongblandningen som huvudarmering ––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––– Fiberarmerade Mycket god beständighet Ovanlig teknik ger höga polymerer med avseende på korrosion kostnader Kan användas i tunna Generellt ej formbar element efter härdning ––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––– Textilarmering Kan anpassas till godtyckliga Ovanlig teknik ger höga geometrier kostnader Produktionsmetod kräver mycket utveckling

21

+

–

––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––– Stålfiber Bra mekaniskt beteende Kan eventuellt påverka Väl utforskat rostbeständigheten på Billigt armeringsstänger ––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––– Glasfiber Hög hållfasthet i ung ålder Hållfastheten minska mycket med tiden Känslig mot alkali ––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––– Polymerfiber Ingen risk för korrosion Problem vid förhöjda temperaturer ––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––– Kolfiber Alkalibeständigt Svårt att erhålla en god Dimensionsstabilt fördelning i betongen Hög hållfasthet ––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––– Organiska fibrer Finns ofta att tillgå i Svårt att tillgodose krav på utvecklingsländer jämn kvalité Hygroskopiska fibrer Osäker beständighet

mala projekt. Det är då också inte bara av stor vikt att effektivisera tillverkningsprocessen utan även konstruktionsmetodiken bör utformas på ett rationellt vis.

Det ideala arbetsflödet torde vara att arkitekten skapar en tredimensionell modell av byggnaden (figur 3 till vänster). En konstruktör kan sedan dela in byggnaden i producerbara betongelement, analysera dessa och deras sammankopplingar för att sedan använda resultaten för att fördela konventionell armering i konstruktionen, alternativt bestämma den mängd och typ av fiberarmering som behövs. När armeringen definierats, i samma modell, kan denna verifieras genom ytterligare analyser och sedan användas för produktion (figur 3 mitten). Den automatiserade produktionen, med dess möjligheter till att producera komplicerade geometrier, öppnar också för geometrisk optimering. Konstruktören kan genom att justera geometrin något effektivisera byggnaden (eller elementet) så att materialåtgången minskar.

Detta bör naturligtvis ske i nära samarbete, i en iterativ process, med arkitekten.

Observera att även konstruktionsmetodiken till viss del är beroende av vilken armeringsmetod som används. Främst påverkar detta naturligtvis konstruktörens di-

22

mensioneringsförfarande, exempelvis om konventionell armering kombineras med fiberbetong kan mängden armeringsjärn reduceras.

För att underlätta tillverkningen av armeringsjärn kan armering definieras i plan, även då elementet är dubbelkrökt.

Därigenom behöver armeringen endast bockas i ett plan, vilket förenklar tillverkningen. Detta medför också rimligen att elementet då enklare kan analyseras i strimlor (exempelvis en strimla för varje armeringslager).

Sammanfogning av armeringsjärnen är ett kritiskt produktionsteknisk moment.

Detta ställer ytterligare krav på den modell som används då även dessa ”knutpunkter” måste definieras. Rent praktiskt antas att man antingen svetsar eller najar samman järnen med en robot efter att de placerats korrekt. Vid montering är det troligt att armeringsjärnen kommer att böja ned på grund av sin egenvikt. Denna förändring i position kan orsaka problem för fortsatt placering och sammanfogning och måste därför antingen inkluderas i upprättandet av armeringsmodellen eller korrigeras för av roboten.

Det förekommer dock tekniska svårigheter att uppnå detta logiska och rationella

Forskningen som lett fram till dessa resultat har erhållit anslag från Europeiska unionens sjunde ramprogram (FP7/2007-2013) i enlighet med anslagsavtal NMP2-LA-2009-228663.

flöde då samtliga tre aktörer (arkitekt, konstruktör, producent) representerar olika skolor och således tenderar att föredra ”sitt egna” format. De flesta kommersiella programvaror erbjuder import- och exportmöjligheter, dock inför dessa ofta små fel i modellen vilket kan medföra mycket merarbete i alla produktionskedjans steg.

Sammanfattning

Framtiden manar till lösningar på de problem som är associerade med automatiserad betongproduktion samt en effektiv konstruktionsmetodik. Den ökade efterfrågan på unika betongbyggnader kommer på sikt även att medföra ökad efterfrågan på mer ekonomiska produktionsmetoder än de tidsödande och komplexa metoder som idag används endast i prestigeprojekt. Att kunna utnyttja betongens formbarhet fullt ut medför inte bara mer estetiskt tilltalande och varierande betongarkitektur utan möjliggör även utnyttjandet av byggnadsmekaniska fördelar med oregelbundna geometrier.

■

Referenser

[1]. Fall, D. & C. Nielsen, Concrete reinforcement solutions. 2010, Chalmers Univercity of Technology. 27 sid.

[2]. Oslejs, J., New Frontiers for Steel Fiber-Reinforced Concrete. Concrete International, 2008. May (1): sid. 45–50.

[3]. Tepfers, R., Investigation of different types of fibers to strengthen cement paste, mortar and concrete. 2008, Chalmers Univercity of Technology. 52 sid.

[4]. Dejke, V., Durability of FRP Reinforcement in Concrete, Department of Civil Engineering. 2001, Chalmers Univercity of Technology: Göteborg. 211 sid.

[5]. Svenska Betongföreningen, Betongrapport nr 9: Fiberkompositer (FRP) för betongkonstruktioner. 2002, Svenska Betongföreningen: Stockholm. 171 sid.

[6]. Karlsson, M., Fiberkompositarmering. 1998, FoU-Väst. 42 sid.

Figur 3: Arkitektmodell av prototypvägg (till vänster) samt motsvarande armeringsmodell (mitten).

Till höger den färdigproducerade väggen (oarmerad).

FOTO: THOMAS JUUL ANDERSEN, DTI

Tabell 2. För- och nackdelar med de presenterade fibermaterialen.

–––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––

Bygg & teknik 7/10

Mineraliska tillsatsmaterial i cement En alltmer vanlig metod att minska energiförbrukning och koldioxidutsläpp vid cementtillverkning är att blanda ut cementklinkern som produceras i cementugn med någon typ av mer eller mindre reaktivt restmaterial (tillsatsmaterial). Vanliga restmaterial är: ● Mald granulerad masugnsslagg, ett restmaterial från tillverkning av tackjärn i masugn ● Flygaska, ett restmaterial från koleldning i värmekraftverk ● Silikastoft ett restmaterial från tillverkning av metallisk kisel eller kiseljärn Dessutom finns sedan ett antal år ett ökande intresse av att mala in större mängd kalksten i cement.

Kalksten måste anses vara ett i stort sett icke-reaktivt material.

Artikeln beskriver kortfattat egenskaper hos olika tillsatsmaterial. Inverkan på beständigheten hos betong diskuteras. Det visas att tillsatsmaterial använda i cement kan medföra beständighetsproblem, vilket man inte tar hänsyn till i dagens betongregler.

Tillsatsmaterial i betong och i cement

Artikeln behandlar enbart tillsatsmaterial inblandade i cement. Enligt nuvarande betongstandard får flygaska, slagg och silikastoft även blandas in direkt i betong.

Detta användningssätt behandlas inte.

Följande märklighet i detta sammanhang vilken sammanhänger med restmaterialet inverkan på betongens beständighet kan dock poängteras.

När tillsatsmaterial blandas in i betong tillförs det en effektivitetsfaktor vilken reglerar hur stor mängd portlandcement de anses ersätta vid beräkning av betongens vattenbindemedeltal, vilket är avgörande för betongens beständighet. FlygasArtikelförfattare är Göran Fagerlund, Avdelningen byggnadsmaterial, Lunds tekniska högskola (LTH).

Bygg & teknik 7/10

ka tillförs enligt gällande betongstandard normalt en effektivitetsfaktor av 0,4, vilket innebär att 100 kg flygaska endast anses motsvara 40 kg portlandcement. För slagg är faktorn 0,6, medan den är 2 för silikastoft. Kalkmjöl anses ha effektivitetsfaktorn noll, vilket är rimligt eftersom materialet förmodligen är icke-reaktivt.

Dessa effektivitetsfaktorer tycks baseras på tillsatsmaterialens förmåga att skapa hållfasthet hos betong. De baseras, vad man kan förstå, inte på materialens förmåga att skapa beständighet.

När dessa material däremot blandas in i cement är effektivitetsfaktorn 1 för alla material, det vill säga även för kalkmjöl.

Kalkmjöl, flygaska och slagg gynnas alltså kraftigt vid inblandning i cement medan silikastoft missgynnas. Motivet till denna ologiska skillnad i synsätt på tillsatsmaterialen är oklar och har aldrig dokumenterats med forskningsresultat.

Portlandcement

Det traditionella cementet i svensk betong har under lång tid varit portlandcement. Först under senare år har portlandcementet fått vika för andra cementtyper.

Portlandcement tillverkas i cementugn genom sammansintring vid hög temperatur av kalksten och kisel- järn- och aluminiumhaltiga mineral, till exempel lera.

Vid sintringen bildas olika kalciumhaltiga kemiska föreningar varav de viktigaste är två kalciumsilikater: ● di-kalciumsilikat (2CaO • SiO2). Benämns vanligen C2S ● tri-kalciumsilikat (3CaO • SiO2). Benämns vanligen C3S Dessutom bildas mindre mängder aluminium- och järnhaltiga föreningar. Det är dock främst kalciumsilikaterna som ger betongen dess hållfasthet, täthet och beständighet.

Vid malning av cementklinkern som bildas i cementugnen har man alltid tillåtit att en mindre mängs gips mals in. Gipsen behövs för att styra cementets bindning.

Tillåten gipsinblandning uttryckt som SO3 var 2,5 procent ända fram till år 1960 när mängden ökade till 3,5 procent. Från 1982 tillåts 4,0 procent.

Under lång tid har man även tillåtit att små mängder inert material, normalt kalkstensmjöl, mals in i portlandcement. Dessa så kallade ”för särskilda ändamål gjorda tillsatser” var ursprungligen högst tre procent men ökades år 1982 till maximalt fem procent. Orsaken till inmalning av kalksten är troligen främst att man därmed kan minska behovet av bränd cementklinker

och därmed förbilliga cementproduktionen. Så små mängder som tre till fem procent har dessutom inte ansetts vara negativa när det gäller betongens beständighet, vilket möjligen kan diskuteras. Det kan nämnas att det viktigaste svenska cementet för avancerade anläggningskonstruktioner, ”Anläggningscementet”, saknade inmald kalksten fram till förra året. Därefter har även detta framgångsrika cement försetts med inmald kalksten.

Den minsta mängden bränd cementklinker i portlandcement har alltså varierat mellan cirka 92 procent under perioden fram till 1982 och cirka 88 procent därefter. Den verkliga mängden klinker har dock varit något högre i vissa cementtyper, till exempel anläggningscementet och snabbcementet.

När portlandcement blandas med vatten sker olika kemiska reaktioner. Den viktigaste är den som sker mellan kalciumsilikater och vatten. Reaktionsprodukterna är så kallade cementgel och kalciumhydroxid: 2[C2S] + 4H2O → 3CaO • 2SiO2 • 3H2O + Ca(OH)2 2[C3S] + 6H2O → 3CaO • 2SiO2 • 3H2O + 3 • Ca(OH)2

Cemengelen (3CaO • 2SiO2 • 3H2O) är en extremt finkornig massa med cirka 28 volymprocent porositet. Partikelstorleken är enbart cirka 30 Å och porstorleken cirka 15 Å. Det är denna struktur som motiverar namnet ”gel” (fast gel). Det är cementgelen som ger betongen dess hållfasthet, täthet och beständighet.

Som framgår av formlerna skapar C3S större mängd kalciumhydroxid (Ca(OH)2) än C2S. Det innebär att 1 kg C3S skapar mindre mängd cementgel än 1 kg C2S. Översiktligt gäller följande viktförhållanden: 1 kg C2S + 0,21 kg vatten → 1 kg cementgel + 0,21 kg kalciumhydroxid

1 kg C3S + 0,24 kg vatten → 0,75 kg cementgel + 0,49 kg kalciumhydroxid

Eftersom kalciumhydroxiden inte har någon avgörande lastbärande eller täthetsskapande funktion skulle det alltså teoretiskt sett vara fördelaktigt att ha så stor andel C2S som möjligt i cementet.

Det är emellertid omöjligt av praktiska skäl att ha hög mängd CsS eftersom detta mineral reagerar mycket långsamt. Därför har moderna portlandcement betydligt större andel C3S. För svensk portlandcementklinker är viktförhållandet C3S/C2S 23

cirka 0,6/0,2, det vill säga det är cirka tre gånger så mycket C3S. För normal svensk portlandcementklinker utvecklas cirka 0,3 kg kalciumhydroxid av 1 kg cement som reagerat fullständigt. Även om inte kalciumhydroxiden har någon betydelse för betongens hållfasthet har den avgörande betydelse för möjligheten att använda mineraliska tillsatsmaterial, som flygaska, slagg och silikastoft eftersom den reagerar med dessa material.

De aluminium- och järnhaltiga föreningarna i portlandcement, cirka tjugo viktprocent av cementklinkern, har ingen större betydelse för betongens hållfasthet.

Däremot påverkar de betongens beständighet. Påverkan beror på mängden av föreningarna och kan vara såväl positiv (till exempel binder kloridjoner) som negativ (till exempel ger hög värmeutveckling, sänker sulfatresistensen).

När portlandcement hårdnar utvecklas värme, vilket är en positiv egenskap vintertid eftersom den möjliggör betonggjutning i kallt väder, men som är negativt när det gäller risken för sprickbildning som kan uppstå när betongen svalnar under de första dygnen efter gjutning.

Värmeutvecklingen kan minskas genom att cementets kemiska sammansättning modifieras (högre andel C2S, mindre andel aluminatföreningar, lägre alkalihalt) och/eller genom att cementet mals mindre fint.

Som framgår av beskrivningen ovan är inte alla portlandcement identiska. Det finns stora variationsmöjligheter till exempel när det gäller hållfasthetsutveckling, kemisk resistens och värmeutveckling. Vad som är lika är emellertid den grundläggande struktur som utvecklas, nämligen en stor mängd finporös, tät cementgel och en avsevärd mängd kalciumhydroxid.

Koldioxidutsläpp vid cementtillverkning

Cementbränning sker vid mycket hög temperatur och är energikrävande. Oftast eldas ugnen med olika typer av fossila bränslen. Trenden är dock att en allt större andel av bränslet utgörs av olika typer av brännbara avfall såsom färg- och lösningsmedelsrester, gummidäck etcetera.

Oavsett typ av bränsle ger förbränningen utsläpp av koldioxid.

Dessutom utvecklas avsevärda koldioxidmängder när kalkstenen ”kalcineras” i ugnen, det vill säga bryts ned till kalciumoxid:

Tabell 1: Klassificering av olika tillsatsmaterial ––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––– Hydrauliskt Portlandcement Spec yta 300–500 m2/g Reagerar spontant med vatten Kristallint CaO/SiO2 ≈ 3 SiO2 ≈ 20 % ––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––– Latent hydrauliskt Granulerad masugnsslagg Måste aktiveras, till exempel Spec yta 300–500 m2/g Glasigt av cement CaO/SiO2 ≈ 1 SiO2 ≈ 35 à 40 % ––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––– Puzzolanskt Flygaska Kalk, till exempel från cement Spec yta 300–500 m2/g måste tillföras Glasigt CaO/SiO2 ≈ 0 SiO2 ≈ 50 à 60 % Silikastoft Spec. yta cirka 20 000 m2/g Glasigt CaO/SiO2 ≈ 0 SiO2 ≈ 85 à 95 % ––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––– Icke-reaktivt Kalkstensmjöl Spec yta >300 m2/g Kristallint SiO2 = 0 %

inte kan undvikas. Däremot kan utsläppet från bränslet möjligen kunna reduceras något genom effektivare brännprocess.

Totalt utsänds cirka 800 kg koldioxid per ton cement, Gillberg (1999).

Reaktivitet hos mineraliska tillsatsmaterial

Som nämnts, är en metod att minska energiförbrukning och koldioxidutsläpp vid cementtillverkning att dryga ut cementet med någon typ av tillsatsmaterial i samband med cementmalningen.

Tillsatsmaterialen kan indelas efter sin reaktivitet. Denna beror på tre faktorer: 1. Kalciumhalten. Ju högre kalciumhalt, desto högre reaktivitet. (Gäller inte kalkstensmjöl eftersom detta är kristallint och

saknar reaktivitet) 2. Finheten. Ju finare desto högre reaktivitet 3. Glashalten, ju högre glashalt desto högre reaktivitet Inget tillsatsmaterial reagerar spontant utan kräver att det aktiveras av portlandklinkern. Ett schema över egenskaper hos portlandcement och olika tillsatsmaterial ges i tabell 1.

Slagg och puzzolaner, vilka i sig själva saknar spontan reaktivitet, reagerar när de är inblandade i cementet med den kalciumhydroxid som avspjälkats av portlandcementet. Detta innebär att ”inaktiv” kalciumhydroxid konverteras till cementgel.

Principen visas i figur 1. Reaktionen kan förenklat skrivas:

CaCO3 + värme → CaO + CO2

1 kg kalksten skapar 0,44 kg koldioxid.

För att bränna 1 ton normal cementklinker åtgår cirka 1,2 ton kalksten, det vill säga koldioxidproduktionen enbart av kalcineringen är cirka 520 kg per ton klinker, vilket motsvarar cirka 460 kg per ton cement när detta innehåller fem procent kalkstensmjöl. Detta är ett utsläpp som 24

Figur 1: Resultat av puzzolanreaktionen, principiellt.

Bygg & teknik 7/10

Spana in oss!

- Vi tar dig mot hÜgre hÜjder Vi bygger stabila och säkra flerbostadshus med minimalt underhüll som hüller hÜg kvalitet.

Med vür prefabricerade betongstomme som gjuts färdig pü plats, für du ett miljÜvänligt och energisnült hus som är brandsäkert, mÜgelfritt och hüllbart - i münga ür.

Vüra projektledare hjälper Dig genom hela projektet och ansvarar fÜr hela stommen.

Vi garanterar en kvalitetssäker byggprocess.

Sü enkelt är det!

www.byggelement.se

t en ag al er en G

od pr

ill

e rig ve

rt te

iS

uk gg by in du

rin st

SchÜck isolerar balkonger där kÜldbryggor uppstür.

Vid infästningen.

Undvik kostsamma energifÜrluster och isolera även vid balkongens intermittenta anslutning. Med SchÜck IsokorbŽ i teknikens framkant.

SchĂśck Bauteile GmbH | Vimbucher StraĂ&#x;e 2 | 76534 Baden-Baden | Tyskland | info@schoeck.se | www.schoeck.se

B$Q]B,.B.B [ B6(BU] LQGG Bygg & teknik 7/10

25

Reaktion 1: portlandcement + vatten → cementgel + kalciumhydroxid

Reaktion 2: kalciumhydroxid + SiO2 från restmaterial → cementgel

Den totala mängden cementgel kan trots att kalciumhydroxid konverteras till gel, bli mindre än vad den blivit om enbart portlandcement använts, vilket kan visas med följande förenklade exempel, som gäller för en blandning av cement och vatten (”cementpasta”) med 80 procent hydratationsgrad hos portlandcementet (det vill säga 80 procent av portlandcementet har reagerat). ● Rent portlandcement: Volymen cementgel är 0,57 • PC (liter), där PC är vikten portlandcement i blandningen (kg). Utgångspunkten är att 1 kg cementgel har volymen 0,71 liter, se formler i Fagerlund (1994). ● Cement med 25 viktprocent flygaska räknat på portlandandelen. SiO2-halten 50 procent. Reaktionsgraden hos askan antas vara 40 procent: Volymen cementgel från portlandcementet är 0,75 • 0,57 • PC = 0,43 • PC. Volymen cementgel från puzzolanreaktionen är cirka 0,10 • PC. Totala mängden cementgel är 0,53 • PC, det vill säga gelvolymen har minskat med cirka sju procent.

Användning av det mera reaktiva restmaterialet silikastoft medför ofta en viss ökning av gelvolymen. Samma cementpasta som ovan antas: ● Cement med tio procent silikastoft (max tillåtet). SiO2-halt 90 procent. Reaktionsgrad hos silikastoftet 90 procent: Volymen cementgel från portlandcementet är 0,90 • 0,57 • PC = 0,51 • PC. Volymen cementgel från puzzolanreaktionen är cirka 0,16 • PC. Totala mängden cementgel är 0,67 • PC, det vill säga gelvolymen har ökat med cirka sjutton procent.

När portlandklinker ersatts med inert kalkmjöl kan man anta att mängden cementgel reduceras i samma proportion som andelen kalkmjöl, det vill säga tjugo procent inblandning ger tjugo procent minskning av mängden cementgel, vilket bör få starkt negativ effekt på betongens beständighet, se nedan.

Puzzolanreaktionen medför alltså att mängden kalciumhydroxid minskar. Exempel på att detta sker visas i figur 2. Vid tjugo procent inblandning har i stort sett all kalciumhydroxid försvunnit. Den maximala inblandningen tio procent medför i stort sett en halvering av mängden kalciumhydroxid.

På motsvarande sätt ger även inblandning av flygaska en minskning av mängden kalciumhydroxid.

Exempel på att även masugnsslagg minskar mängden kalciumhydroxid visas i tabell 2. I ett slaggcement med 65 procent slagg återstår bara cirka tjugo procent av den ursprungliga mängden.

26

Figur 2: Kalciumhydroxidmängden i två månader gammal cementpasta som funktion av mängden inblandat silikastoft. Sellevold et al (1982).

Portlandcement innehåller alltid en mindre mängd alkalioxid; Na2O, K2O. Dessa komponenter reagerar snabbt med puzzolaner, vilket medför en sänkning av betongens pH-värde. Exempel på denna effekt hos betong med silikastoft visas i figur 3. Samma effekt har observerats hos betong med slagg, Bijen (1989).

Såväl minskningen av mängden kalciumhydroxid som sänkningen av pH-värdet minskar skyddet mot armeringskorrosion. Förmågan till självläkning av defekter minskar dessutom. Om mängden cementgel dessutom minskar, vilket särskilt är fallet när kalksten malts in i cementet,

sker en ytterligare minskning av betongens täthet och beständighet.

Mineraliska tillsatsmaterial i cement – tiden fram till 1994

Ända fram till 1994 reglerades cement av statliga cementbestämmelser. Flera typer av tillsatsmaterial har under olika perioder varit tillåtna som tillsats i cement. En kortfattad genomgång av vad som gällde fram till 1994 ska ges. För närmare information hänvisas till Fagerlund (2010).

Masugnsslagg. Det har under lång tid varit tillåtet att dryga ut portlandcementet med mald granulerad masugnsslagg.

Tabell 2: Inverkan av halten masugnsslagg på betongens kalciumhydroxidhalt.

Peterson&Warris (1981).

–––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––– Cementets slagghalt,% Relativ Ca(OH)2-halt vid 28 dygns ålder 0 100 % 30 59 % 65 21 %

Figur 3: Inverkan av silikastoftinblandning på porlösningens pH-värde.

Page & Wennesland (1983).

Bygg & teknik 7/10

● 1960 till 1982 tilläts ett slaggcement med 25 till 60 procent slagg. Under flera år tillverkade Cementa ett slaggcement i Köping. Det gick under namnet Vulkancement. Slagghalten varierades under året men var aldrig särskilt hög. Cementet användes bland annat i vattenkraftanläggningar i Mellansverige. Erfarenheterna var goda. ● 1982 till 1994 infördes två typer av slaggcement i cementbestämmelserna: ❍ ”Modifierat portlandcement” (M) med max 35 procent slagg. ❍ ”Blandcement” (B) med max 80 procent slagg.

Detta ledde till att Cementa under ett antal år på 1980-talet producerade det så kallade Massivcementet med 65 procent slagg, vilket var avsett att användas i grövre konstruktioner som ersättning för det tidigare producerade LH-cementet från Limhamn. Cementet togs ur produktion efter några år på grund av att det uppstod stora problem med temperatursprickbildning hos konstruktionerna, trots att cementets värmeutveckling var låg. Det ersattes av Anläggningscementet som är ett rent portlandcement.

Flygaska. 1982 tilläts för första gången inblandning av flygaska i cement. Maximalt tillåten inblandning av aska var 35 procent. Detta ledde till att Cementa under några år på 1980-talet tillverkade ett flygaskacement i Skövdefabriken.

Askhalten var cirka 23 procent. Askan kom från elektrofilter vid Västerås koleldade värmekraftverk. Cementet som marknadsfördes under namnet Std M hade ungefär samma hållfasthetsprofil som vanligt portlandcement och var tänkt att användas på samma sätt som detta.

Tyvärr visade det sig att frostbeständigheten ofta var otillräcklig. Produktionen lades ned efter cirka sju år.

Silikastoft. Inblandning av silikastoft i cement var aldrig tillåten.

Kalksten. Som nämnts har cementbestämmelserna under lång tid tillåtit inmalning av tre till fem procent kalksten.

Under krigsåren på 1940-talet och en tid därefter, när det var brist på bränsle, tilläts temporärt tillverkning av ett så kallat ”E-cement” som innehöll inmald kalk.

Mängden kalkmjöl reglerades inte. Däremot var hållfasthetskravet lägre än för det normala portlandcementet. När bränsletillgången blivit tillfredsställande förbjöds E-cementet (1949).

Totalt är nu elva cementtyper godkända.

Samtliga dessa cement påstås vara ”beprövade i Sverige”, vilket knappast överensstämmer med verkligheten. Enbart fem typer har tidigare använts i Sverige; portlandcement, slaggcement med upp till 65 procent slagg och flygaskacement med cirka tjugo procent aska. När det gäller slaggcement med hög slagghalt och flygaskacement är erfarenheterna, som nämnts, knappast tillfredsställande.

Flertalet av dessa cementtyper, även sådana med hög andel kalkfiller, är numera enligt gällande betongstandard godkända att användas även i aggressiv miljö.

Följande cementtyper godtas för användning i Sverige.

Masugnsslagg. Fyra slaggcementtyper godkänns: CEM II/A-S med max tjugo procent slagg, CEM II/B-S med max 35 procent slagg, CEM III/A med max 65 procent slagg och CEM III/B med max 80 procent slagg.

Flygaska. Två flygaskacement godkänns: CEM II/A-V med max tjugo procent flygaska, CEM II/B-V med max 35 procent flygaska.

Silikastoft. Ett silikastoftcement godkänns: CEM II/A-D med max tio procent silikastoft.

Kalksten. För första gången (bortsett från E-cementet under kriget) godtas ett cement med kalkstensinmalning: CEM II/A-LL med max tjugo procent kalksten.

Blandningar av alla typer av restmaterial. Man tillåter två så kallade ”kompositcement” som får innehålla blandningar av portlandcement med flera olika restmaterial: CEM II/A-M med max tjugo procent inblandning, CEM II/B-M med max 35 procent inblandning.

Inverkan av tillsatsmaterial i cement på betongens beständighet

Cementets egenskaper är helt avgörande för betongens egenskaper. För många egenskaper finns det goda provningsme-

toder som gör att man kan kompensera för eventuella negativa effekter av tillsatsmaterial. Typexemplet är tryckhållfasthet där man kan proportionera betongen, till exempel välja cementhalt, så att önskad kubhållfasthet uppnås. Detsamma gäller den färska betongens egenskaper där goda mätmetoder finns.

Andra egenskaper är mer komplexa, vilket gör det svårt att bedöma inverkan av cementtypen. Detta gäller i hög grad beständighetsegenskaperna. Ofta saknas etablerade provningsmetoder. Man är ofta hänvisad till teoretiska bedömningar baserade på kunskap om olika nedbrytningsmekanismer. Dessutom kan labprovningar och fältobservationer utnyttjas. De allvarligaste beständighetsproblemen för svensk betong är: ● Frostangrepp ● Armeringskorrosion.

Frostangrepp När det gäller risk för frostangrepp finns i dag en provningsmetod (SS 13 72 44) som gör att betong med olämpligt cement vanligtvis kommer att underkännas. Det finns dock vissa negativa effekter av restmaterial som inte avslöjas vid provningen. ● Slagginblandning kan visa sig fungera väl vid frysprovningen. I verkligheten, under lång tids exponering, sker en karbonatisering av betongytan. Det karbonatiserade ytskiktet har låg frostbeständighet, vilket medför att ytan skalas av mycket kraftigare än vad som avslöjas vid provningen, som alltså är missvisande, Utgenannt (2004). ● Flygaska innehåller alltid en viss mängd oförbränt restkol. Även små variationer i halten restkol kan medföra stor variation i betongens lufthalt och därmed svårstyrd variation i frostbeständigheten. Det kan nämnas att flygaska inte tilläts i Öresundsbron av detta skäl. Exempel på variationen under ett och ett halvt år i den så kallade glödförlusten hos kolaskan från ett svenskt värmekraftverk visas i figur 4.

Mineraliska tillsatsmaterial i cement enligt nuvarande regler

1994 ersattes de svenska cementbestämmelserna av den europeiska cementstandarden (den gången en ”försöksstandard”) med tillhörande svenska anpassningsdokument. Detta medförde att ett antal för Sverige nya cementtyper innehållande tillsatsmaterial fick användas. Cementstandarden fastställdes slutligen år 2001 varvid ytterligare några cementtyper blev godkända.

Bygg & teknik 7/10

Figur 4: Tjugomånadersvariationen av glödförlusten hos flygaska som producerats vid ett svenskt värmekraftverk, Fagerlund (1983).

27

● Silikastoft har vid frysförsök visat sig medföra en kraftig minskning av frostbeständigheten vid ökande antal fryscykler på ett sätt som inte gäller för betong med portlandcement, Petersson (1986). I dag försöker man kompensera för denna effekt genom att fördubbla provningstiden.

Orsaken till silikastoftets negativa inverkan har inte klarlagts. Möjligen beror den på att luftporerna, som är till för att skydda betongen, vattenfylls successivt.

Armeringskorrosion Det finns två orsaker till armeringskorrosion: ● Karbonatisering av betongens ytskikt ● Kloridjoninträngning till armeringen.

Hur lång livslängden blir för en given betong avgörs av täckskiktets tjocklek.

Detta regleras av täckskiktsstandarden, SS 13 70 10. Livslängden ökar kraftigt med ökad täckskiktstjocklek. I dagens betongregler godtas cement med alla typer av restmaterial i flertalet miljötyper utan att kravet på täckskikt eller kravet på högsta vattencementtal ändras. Detta innebär alltså att cement, även när de innehåller kalkmjöl, flygaska, slagg och silikastoft, antas vara likvärdiga med avseende på korrosion och vara likvärdiga med portlandcement. Detta är inte rimligt, vilket visas nedan.

Karbonatisering, det vill säga reaktion mellan betong och luftens koldioxid, bestäms av två huvudfaktorer hos betongen: ● Betongens täthet mot koldioxidinträngning, det vill säga dess gaspermeabilitet i aktuell miljö. Ju högre täthet desto långsammare karbonatisering och desto högre livslängd. ● Mängden kalk som kan karbonatisera, främst kalciumhydroxid. Ju mera kalk desto långsammare karbonatisering.

Båda faktorerna påverkas av restmaterial i cementet. Reaktiva restmaterial som silikastoft, slagg och flygaska minskar mängden kalciumhydroxid, vilket i princip medför att karbonatiseringen går snabbare. Å andra sidan är det möjligt att permeabiliteten minskar. Nettoresultatet kan bli att karbonatiseringshastigheten är i stort sett oförändrad. Detta har emellertid aldrig klarlagts på ett tillfredsställande sätt. Effekten måste till stor del bero på det använda tillsatsmaterialets egenskaper. Alla slagger och alla flygaskor är inte identiska.

När det gäller kalkinmalning i cement är effekten på korrosionsskyddet troligen starkt negativ. Mängden karbonatiseringsbar kalk minskar i direkt proportion till mängden kalkmjöl. Permeabiliteten ökar kraftigt. En teoretisk analys i Nilsson (2010) visar att vid femton procent kalkinblandning ökar karbonatiseringsdjupet hos normal utomhusbetong (vattencementtal 0,50) efter viss exponeringstid med upp till 60 procent, se figur 5. Det innebär till exempel att om livslängden fram till start av korrosion är 100 år för 28

Figur 5: Inverkan av kalkfillerinblandning i cementet på karbonatiseringsdjup för olika vattencementtal. Nilsson (2010). ett visst portlandcement och ett visst täckskikt blir den enbart 40 år när cementet innehåller femton procent kalksten. Ingen hänsyn tas till detta i dagens regler.

Korrosion orsakad av kloridjoner startar när halten kloridjoner vid armeringsjärnets yta överstiger ett kritiskt värde.

Avgörande för livslängden är därför: ● Hastigheten med vilken kloridjoner tränger in, det vill säga kloridpermeabiliteten. ● Kloridkoncentrationen som krävs för att korrosion ska starta, det vill säga tröskelvärdet.

Båda dessa faktorer påverkas av reaktiva tillsatsmaterial. Ofta finner man vid experiment att till exempel slagg eller silikastoft gör betongen tätare mot kloridtransport, vilket är en positiv faktor. Å andra sidan minskar de tröskelvärdet, vilket är en negativ faktor. En bedömning av tröskelvärdet för olika bindemedel baserad på vissa fältmätningar visas i tabell 3. Som synes minskar tröskelvärdet rätt kraftigt även vid låg inblandning av tillsatsmaterial. Orsaken är troligen att pH-värdet hos porvattnet sänks på grund av puzzolanreaktionen, se till exempel figur 3.

En viss minskning av tröskelvärdet får ofta större negativ effekt än den positiva effekt som fås av en procentuellt sett lika hög minskning av diffusionskonstanten.

När cementet innehåller kalkfiller, vilket till exempel är fallet i det svenska Byggcementet, blir den negativa effekten på livslängden mycket stor, vilket man inte tar hänsyn till i dagens betongstandard. Anta att det krävda högsta vattencementtalet (vct) enligt betongstandarden är vctkrav. Det verkliga vattencementtalet hos betong med kalkfillercement blir då: vctkrav vctkalkfiller = ––––––– 1 - KF

Där KF är andelen filler i cementet.

Ekvationen utgår från det rimliga antagandet att kalkfillret inte ger något bidrag till betongens täthet och inte påverkar tröskelvärdet.

Maximalt tillåten mängd kalkfiller i cement är tjugo procent. Då gäller följande relation mellan kravvärde och verkligt vct för fillercement. ● vctkrav = 0,40: vctkalkfiller = 0,50 ●

vctkrav = 0,50: vctkalkfiller = 0,63.

Tabell 3: Tröskelvärden uttryckta i viktprocent totalklorid (syralöslig klorid) av cementvikten. Svenska Betongföreningen (1998).

––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––– Miljötyp Bindemedelstyp ––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––– Portlandcement 8% 15 % 15 % CEM I silikastoft flygaska masugnsslagg ––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––– Cyklisk 0,7 0,4 0,5 0,5 fuktbelastning (variation 0,6-2,2) (var 0,3-1,5) ––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––– Konstant hög 1,5 0,8 1,0 1,0 Fuktnivå (var 1,5-2,2) (var 0,8-1,9) (var 0,9-1,4) (var 0,8-2,0) ––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––– Marin miljö 0,8 0,5 0,6 0,6 (var 0,6-2,2) (var 0,5-1,0) (var 0,4-0,8) (var 0,5-1,2) ––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––– Tösaltningsmiljö 0,6 0,3 0,4 0,4 (var 0,4-1,0) Bygg & teknik 7/10

Betong med vct 0,50 respektive 0,63 har naturligtvis inte lika hög livslängd som en betong med vct 0,40 respektive 0,50. Det är alltså uppenbart att nuvarande regler måste ändras när det gäller användning av cement med kalkfiller i aggressiv miljö. Detta framgår även tydligt av figur 4.

Slutord

Trots oklarheten kring restmaterialens påverkan på betongens beständighet anser nuvarande regler att alla cement är likvärdiga och ge samma livslängd vid samma vattencementtal och samma täckskikt.

Som visats ovan är detta ett orimligt antagande. Man bör därför snarast möjligt göra en översyn av betongstandarden och täckskiktsstandarden så att olämpliga cementtyper tas bort från vissa miljötyper (exponeringsklasser). Om man önskar behålla alla nuvarande cementtyper och samtidigt kräva samma täckskikt för alla cementtyper, vilket är rimligt av praktiska skäl, bör man rimligen kräva olika högsta vattencementtal för olika cementtyper. På så sätt kan man ta hänsyn till cementens olikheter.

Det måste noteras att huvuddelen av all cement används för vanliga inomhuskonstruktioner för vilka beständighetsproblem inte förekommer. Då kan naturligtvis cement med tillsatsmaterial användas utan problem, förutsatt att de uppfyller

andra krav, till exempel krav på reaktionshastighet, hållfasthet, gjutbarhet, frihet från emissioner etcetera.

■

Referenser

Bijen, J. (1989): Can we construct durable marine structures with neat concrete and can we repair durably? Durability of Concrete in Marine Environments.

Delft University and Intron.

Fagerlund, Göran (1983): Betong med flygaska. Ingår i ”Kiselstoft och flygaska”. Cement och Betonginstitutet, Kursverksamheten.

Fagerlund, Göran (1994): Struktur och strukturutveckling. Kapitel 10 i Betonghandbok Material. Svensk Byggtjänst och Cementa AB. Fagerlund, Göran (2010): Betongkonstruktioners beständighet. En genomgång av officiella svenska regler 1926–2010.

Avd. Byggnadsmaterial, LTH, Rapport TVBM-3153.

Gillberg, Björn (1999): Betongen i kretsloppssamhället. Ingår i ”Betong och Miljö”. Svensk Byggtjänst.

Nilsson, Lars-Olof (2010): Täckskiktskrav i exponeringsklasserna XC3 och XC4 för betong med låga vattencementtal. Avd. Byggnadsmaterial, LTH, Rapport TVBM-7205.

Page, C.L., Vennesland, Øisten (1983): Pore solution composition and chloride

binding capacity of silica fume pastes.

Materials and Structures, Vol 16, No 19.

Peterson, Olof, Warris, Birger (1981): Reaction between blast-furnace slag and lime. Cementa, CM Rapport T 81018.

Petersson, Per-Erik (1986): The influence of silica fume on the salt scaling resistance of concrete. Statens Provningsanstalt. Building Technology, Technical Report, SP-report 1986:32.

Sellevold, Erik, et al. (1982): Silica fume cement paste – hydration and pore structure. Ingår i ”Condensed silica fume in concrete”. Inst. Bygningsmateriallære, NTH. Trondheim.

Svenska Betongföreningen (1998): Beständiga betongkonstruktioner. Betongrapport nr 1. Utgåva 2.

Utgenannt, Peter (2004): The influence of ageing on the salt-frost resistance of concrete. Avd. Byggnadsmaterial, LTH, Rapport TVBM-1021.

Läste Du det i Bygg & teknik?

Du vet väl att Bygg & tekniks innehållsregister och mycket annat finns på vår hemsida: www.byggteknikforlaget.se

När man renoverar betongen på en av världens mest kända byggnader är marknadens bästa produkter det enda tänkbara …

… det blev Concretal från Keim när operahuset i Sydney skulle renoveras!

När det gäller betongrenovering går Keims produkter ett segertåg över världen.

ett för normal betongrenovering och ett för objekt utsatta för extrem belastning.

Orsaken till framgångarna är hög kvalité, ett lättarbetat system med få produkter, och överlägsna möjligheter till infärgning och lasering. Concretal finns i två olika system:

Vi skickar gärna ett komplett informationsmaterial.

KEIMSCANDINAVIA A/S Bygg & teknik 7/10

Ring 0303-74 23 40.

Telefon 0303–74 23 40 Telefax 0303–74 23 01 www.keim.se

29

Fiberbetongs framtida användning Modern fiberbetong har under snart ett halvsekel utvecklats och nått en teknisk nivå som gör att den kan hävda sig inom flera intressanta områden. Såväl tekniskt som ekonomiskt finns idag material- och produktionsteknik som talar för en bredare användning än vad som hittills tillämpats.

Med hittillsvarande teknik med relativt korta fibrer har fiberbetong använts som ett komplement till makroarmerad (stänger och nät) betong, framför allt för att den minskar krympningen under härdningsförloppet och för att den ger en ökad seghet och deformationsförmåga vid dragpåkänning.

Med ökad hållfasthet hos fibern och allt längre fibrer som binder i betongen och med tillsatser kan den moderna kompositen uppnå hållfastheter som är bortåt tio gånger högre än med tidigare fiberteknik. Såväl böjdraghållfasthet som slagseghet ökar så att makroarmering i många fall helt kan undvikas. För ökad seghet behövs relativt korta fibrer som dras ut och där utdragningsenergin motsvarar kompositens uppsprickningsenergi. Stålfiberarmerad betong (SFRC) är i många fall motståndskraftigare mot eldsvådor, vibrationer (jordbävning), korrosion av stålet och mot krympning.

Figur 1: Robotiserad sprutbetonganläggning för blandning i luften av fibrer/betong. Fibertråden levereras i papphylsor och hasplas under hög fart och säkerhet ur dessa, klippes och sprutas genom munstycket enligt figuren. av materialkostnaden. Bindningen fiber/ betong är direkt proportionell mot längden på fibern (vid slät fiber). Av detta kan man sluta att längre fibrer kräver lägre volymandel för samma hållfasthet..

Forskningen och industrin har länge strävat efter att få in så långa fibrer som möjligt i betongen, utan att bollbildning uppstår. Ett viktigt hjälpmedel kan vara

Betong under dragbelastning

Betong under dragbelastning är ett sprött material, som oarmerad spricker momentant och därmed kollapsar. Fiberbetongens tillskott med energiupptagning under uppsprickningsförloppet genom fibrernas utdragning har därför uppskattats. I belastad fiberbetong uppstår ett stort antal spridda mikrosprickor som tillåter betydande deformation. På senare tid har man också myntat uttrycket hybridarmering, vilket bland annat innebär att man tillför både korta och långa fibrer i kompositen, detta för att skräddarsy kompositens egenskaper.

För att klara av att blanda betong och långa fibrer har utvecklats en teknik där trådar förs fram till en klipp som är belägen alldeles på den sprutade betongens munstycke. Där klippes trådarna till korta fibrer och föres med lagom fart i ett rör koncentriskt med sprutbetongens mynning. Där blandas fibrer och betong i luften. Genom att klippapparaten – Flying Clipper – finns intill, kan fiberlängder mer än den dubbla mot hittills bringas att sprutas med betongen. På så vis vinner man ökad hållfasthet och att fiberinblandning kan robotiseras och styras till mängd och läge där den behövs.

På motsvarande sätt kan fibrer introduceras i pumpmunstycken och styras till mängd och längd till rätt position i den bärande konstruktionen.

Industriellt byggande – prefab

Med långa fibrer kan fiberbehovet minskas, vilket skulle innebära en reducering

30

Sprutbetong

Pumpbetong

Långa fibrer

Artikelförfattare är Stig Hasselqvist, Linköping i samarbete med Jonas Holmgren, Kungliga Tekniska högskolan, Stockholm.

en fiberklippande maskin – en Flying Clipper – som kan användas i olika tilllämpningar, vilket beskrives nedan.

Figur 2: Fibrer och betong blandas under luftfärden med hjälp av en Flying Clipper. Fibrer markerade med blå färg.

Bilden arrangerad.

Den för närvarande mest attraktiva tilllämpningen med den nya tekniken förefaller att vara inom prefabindustrin. Här öppnas ett flertal olika lösningar för optimering av processerna med sikte på kvalitet och ekonomi.

Genom robotisering och datastyrning kan byggtekniken optimeras både kvalitativt och ekonomiskt.

Bygg & teknik 7/10

Fibertekniken har vidareförädlats och föreligger nu i form av ett antal patentansökningar. Det förefaller som att det kan gå att robotisera betongbyggprocessen och i förlängningen slopa det mesta av armeringsarbetet med handförlagda stänger och nät. Att datastyra fiberns volymhalt ökar möjligheterna att optimera konstruktionen med den mängd fiberarmering som kan erfordras enligt belastningens fördelning.

Nya vägar öppnas till ny byggteknik och – inte minst – nya produkter av betong.

Vilken fibertyp är bäst?

Redan i slutet av 1970-talet testades inom ramen för Nordforsk olika fibertyper.

Fibrer med ändkrokar låg bra till med flera toppvärden, men det fanns även andra fibertyper som var lika bra eller bättre.

Sett över hela egenskapsområdet var exempelvis präglad fiber väl så bra eller bättre på några väsentliga punkter.

Den nya fibern

Under 2009 har det tagits fram en ny fiberkonstruktion som kan ligga i absoluta toppen vad gäller fiberns prestanda. Genom att öka ytkontakten (genom super-

● Ökad användning av stålfiberarmerad betong där makroarmering kan undvikas. ● Prefabindustrin med bjälklags- och väggelement ● Tunna skal – gärna dubbelkrökta.

Slipers, stolpar och torn ● ● ●

Sprutbetong

Släntstabilisering Tunnelinfodring Kanaler och dammar (inte minst reparation av).

Figur 3: Olika på marknaden förekommande fibertyper. prägling av fibern) med betongen kan inblandningen av fibrer i betongen förbättras (kortare fibrer). Vid ökad stålkvalitet i fibertråden kan en annan fördel nås genom att det åtgår mindre fibermängder för samma hållfasthet. Detta kan vara en grundläggande ekonomisk fördel.

Entreprenad- och byggbranschen

Exempel på tillämpningar i entreprenadoch byggbranschen är: ● Vägar, broytor, landningsstrips och markplattor – nyanläggningar och reparationer

Selektiv inblandning av fibrer

Slipers Kraftledningsstolpar Torn till vindkraftverk.

● ● ●

Maskinfundament och stativ

Gjutjärn användes till många maskinfundament och är besvärligt att ta fram. Här är fiberbetong ofta en möjlighet att på ett rationellt sätt ersätta detta.

Exempel är: ● Fundament till centrifugalpumpar ● Maskinstommar till tyngre maskiner ● Ljuddämpare till stora dieselmotorer.

Turbinhus till vattenturbiner

Att ersätta gjutjärn eller brons med Ultrahöghållfast stålfiberarmerad betong (UHSFRC) till mindre vattenturbinhus kan vara i hög grad kostnadseffektivt.

Inom övriga branscher

Kärnbränsleförvaring Genom sin i jämförelse med stål eller koppar låga vikt, kan det tänkas att Ultrahöghållfast stålfiberarmerad betong kan utgöra material för inkapsling av utbrända bränslestavar. Även annan användning i detta sammanhang bör vara utvecklingsbar. Deponering av stora brytmängder uranhaltigt material är problematisk, där bör stålfiberarmerad betong kunna komma in. ● Plattor att lägga ut vid översvämningsrisk, med enkelkrökt yta och staplingsbara för förvaring och transport. ● Skyddsklädsel på gasledningar, undervattens- och markförlagda. ● Biogastankar och storbehållare.

■ ●

Figur 4: Exempel med en motorvägsträcka/broyta försedd med tätare fiberinblandning där belastningen är störst – vid hjulspåren.

Nya Plastdetaljer?

Vi gör hela jobbet • Produktutveckling • Formtillverkning • 5-Axlig fräsning • Formsprutning • Formsprutor 16 st • Detaljvikt 0,1-500 gr • Certifierade

POLYMER DON Tel: 016-14 21 26 • www.polymerdon.se Bygg & teknik 7/10

31

Tillämpningar av fiberarmerad betong med hög fibervolymhalt – utblick i framtiden:

Fiktion eller framtida verklighet?

Kan beräkningsresultatet i realtid bestämma mängden fiber i en betongkonstruktions olika delar vid produktionen?

Frågan ställs och besvaras i denna artikel av biträdande professor emeritus Ralejs Tepfers vid Chalmers tekniska högskola i Göteborg I en snar framtid kan det bli möjligt att låta stålfibrer helt ersätta vanliga stålarmeringsstänger i betongkonstruktioner.

Med dagens teknik är det svårt att under gjutning anpassa fibermängden till behovet i konstruktionen, då en viss mängd fibrer tillsätts betongsatsen i pumpbehållaren och gjutaren vet inte när betongsatsen slutar vid gjutrörets utlopp. Då således fibermängden i betongen inte kan varieras, bestäms den av den maximala existerande dragspänningen i konstruktionsdelen, vilket leder till fiberslöseri med fibrer även i tryckzoner. Om rätt mängd fibrer skulle kunna tillsättas betongen vid pumpens utlopp, så skulle en framtidsvision vara att i realtid förena konstruktionens beräkningsresultat gjord med Finita element-metoden (FEM) med produktionen.

Signaler från beräkningarna sänds då till pumpsystemet för tillsättning av rätt mängd fibrer för de faktiska dragspänningarna i den aktuella konstruktionsdelen. Gjutläget i konstruktionen kunde bestämmas med hjälp av GPS horisontellt och vertikalt med laser. Utvecklingen av integrerad dimensionering av betongkonstruktion och -produktion är en utmaning.

FEM-analysen måste baseras på materialegenskaper hos enbart fiberarmerad betong. Detta innebär att draghållfasthet och styvhet i provkroppar av olika betong med varierande fiberinnehåll måste bestämmas i tester och inlämmas i FEManalysen. FEM-analysen måste genomföArtikelförfattare är Ralejs Tepfers, biträdande professor emeritus, Chalmers tekniska högskola, Göteborg.

32

ras före gjutningen och kontrolleras. Sedan kan den användas som bas för tillsättning av rätt mängd fiber i varje konstruktionsdel.

Systemet för tillsättning av rätt fibermängd måste utvecklas. Fibrerna måste tillsättas vid pumprörets utlopp. Det kan kanske vara lämpligare att använda sprutbetong, där systemet då har elektroniskt styrd fibermatning? Läget där betongen kommer på plats i konstruktionen måste elektroniskt registreras och skickas till FEM-systemet, som då omedelbart skickar tillbaka information om rätt mängd fibrer i denna punkt. Detta kräver mycket av signal systemutveckling, men bör inte vara omöjlig.

Ett integrerat system för beräkning och tillverkning av betongkonstruktioner utan tunga arbeten med stålarmeringsstänger kunde utvecklas.

Resultatet kunde bli: ● Inga ordinära beräkningar av momentoch skjuvarmering. ● Inga detaljerings- och förankringkrav för stålstänger. ● Inga armeringsritningar. ● Inga armeringsstänger. ● Inga tunga arbeten med armering.

Slutligen måste undersökas hur rivning av fiberarmerade betongkonstruktioner bäst utförs och hur man kan återanvända materialet. Fragment av fiberarmerad betong kan vara vassa och utgöra ett problem i naturen. Recirkulationen av fiberbetongen måste lösas.

en av plattan. I nödfall kommer denna förstärkning fungera som membran för att hålla ihop konstruktionen och förhindra att den faller ned. När det finns mer erfarenhet av fiber teknik, kan denna säkerhetsarmering antagligen utgå, Tepfers (2008, 2010).

Stålfiberarmering har visat sig vara kostnadseffektiv, när den kan ersätta vanlig stångarmering i plattor, Ošlejs (2008).

Enligt Destrée (2004) har plattor med enbart stålfiberarmering gjutits med 50 m avstånd mellan konstruktionsfogarna och betongens krympning har visat ett kontrollerat sprickmönster.

För utvärdering av stanshållfasthet har runda betongplattor med 1 500 och 2 000 mm diameter och tjocklek på 150 respektive 200 mm armerade med Tabix veckade fibrer testats med en punktlast på mitten, Massicotte & Moffatt (2003). Fibermängden har varierat från 45 till 120 kg/m3 betong och fibrerna hade olika diametrar och längder. Betongkonsistensen var pumpbar och behövde inte vibrering. I brottstadiet stämde sprickmönstret överens med brottlinjeteorins enligt K W Johansen (1943). Resultatet blev att den mindre plattan kan godtas som testmetod, eftersom båda plattorna gav samma resultat. Tester med den mindre Rilem TC162balken med sågat spår, bedömdes som osäkra för bestämning av fullskalekonstruktioners funktion, då den påverkas av ojämn fiberfördelning på grund av sin ringa storlek, figur 1. Storleksinverkan

Inledning

Under senare år har betongplattor armerade med över 100 kg/m3 betong stålfiber tillverkats utan vanliga stålarmeringsstänger. Tillämpningen har mestadels varit begränsad till industrigolv på mark.

Detta eftersom vid eventuellt brott, plattan har direkt stöd av marken eller om den är stödd på pålar och marken under har satt sig, så kan plattan falla bara några centimeter och utgör då ingen fara för liv. Fiberarmerade fribärande plattor på pelare har också byggts. I dessa plattor med fibrer som huvudarmering har vanliga armeringsstänger placeras i pelarlinjer i undersidan av plattan som säkerhetsarmering mot progressiva brott. Vanligtvis används fyra eller fem stänger med diametern 16 mm, som inte medtages i dimensionering-

Figur 1: Fibrernas slumpmässiga fördelning i betong fotograferad med röntgen. Foto: Koji Otsuka, Tohoku Gakuin University, Sendai, Japan.

Bygg & teknik 7/10

måste beaktas när man testar fiberarmerad betong.

Stålfiberarmerade pelardäck har uppförts i Daugavpils, Lettland, Ošlejs (2008).

Byggnaden kallas Ditton-huset och visas i figur 2. Betongplattorna gjöts med Arcelor Tabix Trefilarbed vågformiga stålfibrer 1,3/50, figur 3, med mängden 100 kg/m3 betong. Superplasticerare användes. Betongen med fibrerna kunde pumpas och stavvibrering behövdes inte. Plattorna stöddes längs alla sidor av balkar med vanligt stålarmering i pelarlinjerna.

Plattans tjocklek var 220 mm. Avståndet mellan pelarna var 6 m och upp till 7 m.

För plattor uppnåddes 50 procent besparing i arbetstid. De normer som användes för dimensioneringen var DIN1045 1 juli 2001 och DIN1045 september 2005 samt EN 2006-1 och DIN 1055-100 mars 2001. Slutligen testades en av plattorna upp till nyttig last under överinseende av forskare från Rigas tekniska universitet (RTU), med last från vattentank fylld med 20, 40, 60 och 70 cm djupt vatten, figur 4. Nedböjningen uppmättes och sprickor följdes upp. Då sprickan visade sig förblev den stabil under laststeget.

Mittnedböjningen hos plattan var 1,9 mm för den största belastningen, och den var ungefär hälften av deformationen beräknad med FEM-analys.

Figur 2: Ditton marknadsbyggnad i Daugavpils, Lettland, Ošlejs (2008).

Figur 3: Exempel på typiska fibergeometrier.

Löfgren (2005).

Trefilarbed veckad fiber 1,3/50 i undre raden till vänster.

Fibrer i betong

För närvarande blandas fibrerna i betongen strax före inmatningen i betongpumpens behållare. Mängden fibrer är relaterad till storleken på betongsatsen. Det är svårt att byta fibermängd under gjutningen. Därför får plattan samma mängd fibrer oavsett om fiberarmering behövs eller inte i det aktuella stället i konstruktionen. Maximala dragspänningen kommer därför att bestämma mängden fibrerna i hela betongelementet.

Ungefär hälften av fibrerna kommer att hamna i tryckzoner och kommer att vara ineffektiva. Fiberriktningen och antal fibrer tvärs den spruckna betongytan och ytans storlek bestämmer fibrernas förmåga att uppta dragkraft. I en sprickas yta kan bara 33 procent av fibrerna vara effektiva eftersom de är slumpmässigt orienterade.

Dessutom kan ungefär tio procent av dessa vara ineffektiva på grund av otillräcklig förankring. Fibrernas effektivitet påverkas också av formens vägg effekt, som styr fibrerna till riktning. Trots dessa begränsningar, har stålfiberarmering visat sig vara kostnadseffektiv. En viss ännu inte belagd tvekan har framförts, då fibrer tillsammans med stålarmering kunde ge upphov till galvanisk korrosion på grund av skillnader i typ av stål.

fasthetsspridning. Långa sprickor i större objekt kommer att ge mindre spridning.

Det är nödvändigt att skilja mellan långa ”Johansensprickor” i plattor, K W Johan-

Spridning i fiberbetongens draghållfasthet

Eftersom fibrerna inte kan bli jämnt fördelade i betongen så kommer hållfastheten bli storleksberoende. Små objekt kommer att ha korta sprickor och därmed stor hållBygg & teknik 7/10

Figur 4: Plattan belastad med en vattentank, Ošlejs (2008).

33

sen (1943), och korta skjuv-, stans-, och momentsprickor. Fiberfördelningen ser ut att bli jämnare om fibermängden ökar.

Sprickan kommer att initieras av högsta dragspänningen i kombination med aktuell lägsta fibermängd. Där motståndet är mindre kommer sprickan att börja och söka följa minsta motståndets linje som styrs av mängden fibrer och även spänning. Fibrerna tvärs den spruckna ytan och ytans storlek bestämma dragkapaciteten.

En lokal svaghet i fibermotståndet kommer att få större betydelse när sprickan är kort. I en lång spricka, kommer fibermotståndet närma sig medelvärdet som bestäms med små böjbalkar. Om spricka är kort, kommer den nedre femprocentfraktilen bli bestämmande för dimensionering, figur 5. Därför borde det vara möjligt i normer införa en korrektionsterm som tar hänsyn till motståndet för den förväntade spricklängden.

Rekommenderad Rilem 150 x 150 x 600 mm böjbalk-test ger stor hållfasthetsspridning. Fiberfördelningen och även formväggseffekten påverkar och stör. Ökande fibermängd kan minska spridningen. Fibertyp och förankring påverkar även spridningen. Större prov är därför att föredra för att få hållfastheter som kan användas för fullskalekonstruktioner.

I fiberarmerad betong bestäms mängden fibrer av maximala spänningen. Därmed kommer fibrer att finnas även på ställen där de inte behövs. Det är svårt att anpassa mängden fibrer i betongen till aktuell spänning i betongelementet, därför att fibrerna tillsätts vid pumpinloppet och gjutaren inte vet vilken fibermängd betongen har när den kommer fram ur gjutröret. Ett tänkbart sätt att gjuta betong med två olika mängder fibrer kan vara att infärga betongen, så det syns att rätt typ av fiberbetong kommer till rätt ställe.

Emellertid måste gjutaren vara väl förtrogen med konstruktionens funktion eller ingenjören måste noggrant övervaka gjutningen. När den fiberarmerade betongens hållfasthet med säkerhet kan garanteras bör det vara möjligt att slopa membranstängerna av vanlig armering.

En framtidsvision

Om rätt mängd fibrer kan tillsättas betongen vid pumprörets utlopp i stället för i behållaren innan pumpen, kunde en framtidsvision vara att beräkna konstruktionen med hjälp av FEM och ge signaler i realtid till betonggjutningen för nödvändig mängd fibrer för de faktiska dragspänningarna på aktuellt ställe i betongen.

Stället skulle lokaliseras med hjälp av GPS för positionering av gjutningen horisontellt och med laser vertikalt. Fiberdoseringen vid betongpumprörets utlopp för de faktiska dragspänningarna, som fås av FEM-analysen i realtid, är en framtida utmaning. Sekvenserna i integrerad konstruktion och produktion av ett fiberarmerat betongobjekt bör vara följande: 34

Figur 5: Spännings-deformationsdiagram för rekommenderad Rilembalk böjprov med 100 kg/m3 Tabix 1,3/50 stål fibrer i betong med cylinderhållfasthet 30 MPa, enligt Gossla (2006). Medelvärdeskurvan samt fem- och nittiofemprocentfraktiler visas.

Beräkna konstruktionen med hjälp av FEM. Efter kontroll av beräkningen sänds de erhållna spänningarna med läge i den blivande konstruktionen till ett signalsystem. ● Signalsystemet styr fibermatningen vid betonggjutningen så rätt mängd fibrer tillsätts för att ta hand om dragspänningarna på aktuellt ställe i konstruktionen. ● Gjutpositionen bestäms med GPS för positionering av gjutläget horisontellt och laser vertikalt (noggrannhet mindre än 10 mm). ● Gjutpositionen är det ställe där fiberbetongen hamnar på sin slutgiltiga plats i konstruktionen. ●

FEM-beräknade spänningar ger fibermängd för nödvändig draghållfasthet

Krav vid beräkning av konstruktionen med hjälp av FEM. FEM-beräkningar måste göras i förväg, eftersom datorn behöver tid för utförandet. De erhållna dragspänningarna i konstruktionen måste täckas upp av fibrerna på aktuell plats i rätt riktning och med nödvändig förankringskapacitet. För varje typ av fibrer, slumpmässigt fördelade, måste bestämmas deras dragupptagande förmåga över en spricka i tester för olika betonghållfastheter. Skillnad i dimensionerande draghållfasthet kan vara möjligt att ha för långa sprickor och korta sprickor i konstruktionen, till exempel kunde en högre spänningsnivå medges för långa sprickor på grund av mindre hållfasthetsspridning.

Högre säkerhetsnivå bör användas för lägen med korta sprickor. Nödvändig mängd fibrer måste beräknas för varje del

av konstruktionen med tanke på fibrernas slumpmässiga fördelning.

FEM-analysen måste baseras på materialegenskaper hos enbart fiberarmerad betong. Detta innebär att hållfastheten och styvheten hos betong med varierande fiber innehåll måste bestämmas i tester och användas i FEM-analysen. Den verksamma mängden av de slumpmässigt fördelade fibrerna måste bestämmas med hjälp av statistik. FEM-beräkningen, figur 6, måste slutföras före gjutningen och kontrolleras av oberoende personer/myndighet. Därefter kan beräkningsresultatet användas som bas för tillsättning av rätt mängd fibrer i betongen i varje del av konstruktionen.

Systemet för tillsättning av rätt mängd fibrer i betong måste utvecklas. Fibrerna måste tillsättas vid betongpumprörets utlopp, då fibermängden måste momentant följa signalen från beräkningen för aktuell gjutposition. Det är möjligt att betongsprutning med elektroniskt styrd fibertillsättning vid munstycket är att föredra? Träffpunkten för betongen i konstruktionen måste registreras och direkt sändas till FEM-analysdatorn, som då omedelbart sänder tillbaka information för korrekt mängd tillsatta fibrer.

Detta kräver mycket av signal systemutveckling, men bör vara möjligt att utveckla.

En omfattande utvecklingsppgift

Det är en omfattande flerstegsuppgift att utveckla och samordna konstruktionsberäkning med produktion.

System för betong gjutning En viktig förutsättning är att ta fram en metod för konstant och stabil betong matning från Bygg & teknik 7/10

Figur 6: Spänningsbilden i en konstruktionsdel. Spänningarna utgör bas för tillsättning av fibrer till betongen. Bild: Karin Lundgren, Chalmers.

pumpen eller sprutan. Superplasticerare bör tillsättas betongen för att undvika behovet av vibrering. Sedan måste utvecklas en elektroniskt reglerad precis fibertillsättning vid utloppet av pumpen eller sprutan.

FEM-beräkning. Draghållfastheten och styvheten i olika stadier av sprickutveckling hos betong med varierad styrka och med olika fibermängd måste bestämmas för användning vid beräkningar. Vid be-

räkningen av konstruktionen kanhända ett iterations system med de aktuella styvheterna bör användas för bestämningen av de verkliga spänningarna? Det är möjligt att en statistisk metod för effekten av ojämnt fördelade fibrer måste införas.

Varje konstruktionsdel med information om fibermängd från FEM-beräkningen ska kopplas till signalsystemet, som ger information till utrustningen för fibertillsättning.

Signalsystem. Signalsystemet bör inriktas mot målpunkten, där den pumpade eller sprutade betongen kommer på plats i formen. Målpunkt kan bestämmas med hjälp av en distans-mätlaser vid utlopp av pump- eller sprutmunstycket. Positionen för utlopp och målpunkt i sin tur måste placeras i ett koordinatsystem, där GPS används för horisontell lägesbestämning och laser för vertikal relativt ett horisontellt underlag. Ett lokalt laserstyrt nät för horisontell lägesbestämning kan eventuellt vara att föredra istället för GPS. Sådana system med speglar och laser finns redan för positionering av lasttruckar vid förarlöst arbete i höglager.

GPS och laser har behövlig noggrannhet på mindre än 10 mm. Metoden för att ansluta aktuell del av den beräknade konstruktionen i datorn till aktuellt läge för gjutning i den verkliga konstruktionen måste fås att att fungera. Det längsta avståndet för kommunikation mellan FEMberäkningsdatorn som skickar informationen och den mottagande elektroniken vid pumpens/ sprutans utlopp måste också fastställas med hänsyn till signalernas gångtid.

Möjliga projektutvecklare

Många parter kommer bli involverade i utvecklingen av ett integrerat kontruktions- och produktionssystem med fiberarmerad betong. Parterna kan vara:

Foto: Våre Veger

Bergsäkring t Vatten- och frostsäkring

Let’s connect

Med vårt stora LAGERSORTIMENT kan vi garantera SNABBA LEVERANSER till KONKURRENSKRAFTIGA PRISER!

Solbräckegatan 15 442 45 Kungälv Sweden Tel +46 303 24 30 80 E-mail info@pretec.se www.pretec.se

EGEN PRODUKTION gör oss dessutom flexibla och startsnabba!

Du hittar oss även i Norge: Pretec AS Tlf +47 69 10 24 60

LET’S CONNECT!

Bygg & teknik 7/10

35

● Universiteten för att utveckla FEM-baserade beräkningssystem och erforderliga signalsystem i samarbete med andra parter. ● Fiberkomposit specialister (även utanför byggbranschen) för samordning med andra branscher och tillämpning av tvärkunskap. ● Betongtillverkare och mekanisk industri för att utveckla betongpump- eller sprutsystem. ● Fiberproducenter för att utveckla systemet för fiberdosering. ● Elektronisk industri för att utveckla och utforma signalsystem. ● Entreprenörer för att samordna all utveckling. ● Myndigheter för att medverka i utvecklingen av normer och kontrollsystem. ● Återvinningsföretag för att utveckla rivnings- och återvinningsmetoder. Även om alla mål inte kan nås, kostnadseffektivitet i användningen av fibrer i armerad betong kommer att fås och ny kunskap läggs till den befintliga.

Ett integrerat system för konstruktion och tillverkning av betongbyggnader kan utvecklas som utsluter tunga och omfattande arbeten med stålarmeringsstänger.

En början skulle kunna göras med gjutning betongplattor på marken. Sedan kunde produceras fribärande plattor på pelare med membranarmering av stålstänger som säkerhetsåtgärd och när tillräckliga erfarenheter vunnits, fortsätta med enbart fiberarmerade plattor. Härnäst kunde man försöka använda systemet för mer komplicerade strukturer och testa samt utvärdera de producerade konstruktionernas egenskaper. Därefter göra eventuella nödvändiga förbättringar av systemet för att till slut övergå till allmän användning av integrerad konstruktion och produktion av betongbyggnader. Systemet kommer att möjliggöra en besparing på fibrer genom att det tillsätts i varje ställe endast nödvändig mängd fibrer. I dag bestäms fibermängden av den maximala dragspänning som råder i konstruktionselementet och samma fibermängd används i hela betongelementet.

36

Om metoder kan utvecklas för att i betongen orientera fibrerna i dragkrafternas riktning kan en ytterligare besparing av fiber vara möjlig.

Slutligen måste undersökas hur rivning av fiberarmerade betongkonstruktioner bör utföras och hur man kan återanvända materialet. Fragment av fiberarmerad betong kan vara vassa och utgöra ett problem för naturen. Recirkulationen av fiberarmerad betongskrot måste även lösas.

Slutsatser

Avsevärda besparingar i arbete, tid och kostnader är möjliga med integrerad dimensionering och produktion av fiberarmerade betongkonstruktioner. ● Beräkning av moment, tvärkraft och vidhäftningsspänningar för stångarmerad betong utgår. FEM-analysen med spänningsdiagram, som utgör bas för fibertillsättning till betongen, kommer automatiskt att täcka upp alla dragkrafter med tillräcklig mängd fiber. Ingen tidskrävande detaljering av armeringen kommer att behövas. ● Inga armeringsritningar behöver upprättas. ● Inga armeringsstänger kommer att behövas i slutskedet av systemutvecklingen. ● Inget tungt arbete med armeringsstänger.

Men ett nytt kontrollsystem av oberoende myndigheter, måste utvecklas och införas, då de existerande normerna inte blir tillämpliga i nuvarande form. En helt ny typ av normer kan behövas.

■

Referenser

Destrée X. (2004): Steel fibre only reinforced self compacting concrete in free suspended elevated slabs: Full scale testing conclusions – Design – Examples.

Report, Trefilarbed (Arcelor), Luxemburg. p. 6.

Destrée, X.: Structural Application of Steel Fibre as only Reinforcing in Free Suspended Elevated Slabs: Conditions – Design – Examples, Fibre-Reinforced Concrete Befib’2004, Varenna, Italy, Ri-

lem Pro 039, M. di Prisco, R. Felicetti, and G.A. Plizzari, eds., 2004, pp. 1073– 1082.

Gossla U. (2006): Flachdecken aus Stahlfaserbeton. Beton- und Stahlbetonbau 101 (2006), Heft 2. pp. 94–102.

Johansen K W (1943): Brudlinjeteorier. Copenhagen, Gjellerup, 1943.

Massicotte B.& Moffat K. (2003): Développments pour l´utilisation des fibres dans des applications structurales. Projet CDT-P2867, Rapport ST03-15. École Polytechnique de Montréal, Départment des Génies Civil, Géologique et des Mines, Décembre 2003. p. 50.

Löfgren I. (2005): Fibre-reinforced Concrete for Industrial Construction – a fracture mechanics approach to material testing and structural analysis. PhD Thesis, Dept. of Civil and Environmental Engineering, Structural Engineering, Chalmers University of Technology, Göteborg, ISBN 91-7291-696-6, 2005, p. 146.

Ošlejs J. (2008): New frontiers for steel fiber-reinforced concrete. Experience from Baltics and Scandinavia. Concrete International, May 2008. pp. 45–50.

Rilem (2000): Rilem TC 162-TDF – Tests and design methods for steel fiber reinforced concrete: Bending tetst. Materials and Structures, Vol. 33,. pp. 3–5.

Tepfers R. (2008): Investigation of different types of fibers to strengthen cement paste, mortar and concrete. Report – Department of Civil and Environmental Engineering, Chalmers University of Technology, ISSN 1652-9162; nr 2008-7.

Göteborg 2008. p. 52.

Tepfers R. (2010): Future Use of High Fiber Volume in Concrete. Can fibers someday be placed in real time as a function of the design? Concrete International, Vol. 32 No. 1, January 2010. pp. 49–51.

Välkommen till Bygg & tekniks hemsida: byggteknikforlaget.se

Bygg & teknik 7/10

Användning av linjär logaritmisk modell för bestämning av långtidskrypning baserat på korttidsförsök Ett grundläggande villkor, när man formulerar krypning för betong i ung ålder, är att undvika spänningsomkastning vid numeriska beräkningar. Detta är fysikaliskt omöjligt, och kan möjligen sägas vara ett resultat av att man använder additionsprincipen på ett problem, som till sin natur är icke-linjärt. Trots detta får inte beräkningarna ge spänningsomkastningar, och den linjära logaritmiska modellen (LLM) har visat sig uppfylla detta villkor både för ung och mogen betong.

Dessutom är modellen konstruerad på ett sånt sätt att formuleringen är väldigt robust och lätt att förstå och använda i praktiken. Linjära logaritmiska modellen har också visat sig vara en effektiv teknik att beskriva långtidskrypning utifrån korttidsförsök.

Det har funnits och finns många modeller för beräkning av krypning i betong. De data som dagens modeller är baserade på är vanligtvis gamla, eftersom det tar lång tid att experimentellt bestämma tillförlitliga värden. Dessutom pågår en kontinuerlig utveckling av moderna betonger som

kan beskrivas med följande tendenser. 1) vatteninnehållet sänks, 2) nya tillsatsmaterial och filler införs, samt 3) nya, mer effektiva tillsatsmedel används. Den modell som presenteras här avser så kallad baskrypning, vilket innebär att betongen inte har nåt fuktutbyte med omgivningen samt att temperaturen är konstant. Vid fuktutbyte med omgivningen och vid variabel temperatur sker vanligtvis en ökning av betongens krypning, men detta behandlas inte här.

Baskrypning enligt linjär logaritmisk modell

Krypning definieras som den deformation som tillkommer för en belastad kropp efter att den ”momentana”, ”elastiska” deformationen har uppträtt. Krypning definieras som den deformation (eller den töjning ε(t, t0) = deformation/provkroppslängd) som uppkommer med tiden för en belastad provkropp under förutsättning att lasten (eller spänningen σ(t0) = last/lastyta) är konstant i tid, se figur 1.

Det omvända gränsfallet av ”fenomenet krypning” betecknas relaxation, som definieras som förlusten i spänning, σ(t, t0) med tiden under förutsättning att pålagd töjning ε(t0) är konstant i tid, se figur 2.

Vid tillämpning av additionsprincipen för linjär krypning (krypdeformationen är linjärt beroende av pålagd spänning) kan

Figur 1: Tidsberoende deformationer (krypning) för pålastning med konstant spänning vid åldern t0.

Enligt Larson, 2000.

Bygg & teknik 7/10

Artikelförfattare är Jan-Erik Jonasson, Henrik Bäckström och Peter Fjellström, Luleå tekniska universitet, Luleå.

man numeriskt enkelt konvertera krypformuleringar till relaxationsvärden, Bažant, (1972) och Jonasson (1977). När man genomför detta ger många krypformuleringar upphov till spänningsomkastningar, vilket är fysikaliskt omöjligt. En spänningsomkastning innebär att om man i en relaxationssituation (= konstant töjning) till exempel belastar en betongkropp med en tryckspänning leder beräkningarna till en ”överrelaxation” och spänningen övergår med tiden till drag. Till viss del kan detta för hydratiserande betong vara ett resultat av att man använder en linjär additionsprincip på ett icke-linjärt problem,

Figur 2: Tidsberoende spänningutveckling (relaxation) för pålastning med konstant deformation vid åldern t0. Enligt Larson, 2000.

37

Figur 3: Beräknade krypkurvor enligt ekvation (1) med värden enligt ekvation (2).

men trots detta får inte en krypmodell avsedd för praktisk tillämpning leda till spänningsomkastningar. En av många vanligt förekommande krypformuleringar är ekvation (1), som presenterades av ACI (1971), och denna formulering används fortfarande, delvis på grund av sin enkelhet, relativt ofta över hela världen.

1 J0(t, t0) = –––– • (1 + ϕ(t, t0)) E(t0)

(1a)

t0 √ 4–––––––––– + 0,85 • t

(1b)

där J0(t, t0) [1/Pa] är lika med totala deformationen (= kompliansen) vid tiden efter gjutning = t [h eller d] för pålastning vid tiden t0 [h eller d]. Elasticitetsmodulen E(t0) [Pa] beskrivs av E(t0) = E28d •

0

där E28d [Pa] är elasticitetsmodulen vid 28 dygns ålder. Kryptalet ϕ(t, t0) [-] uttrycks av 1,25 (t - t0)0,6 ϕ(t, t0) = ϕ7d • –––– • ––––––––––– (1c) 0,118 t0 (10 + (t - t0)0,6 där ϕ7d [-] är kryptalet efter ”oändlig” tid för pålastning vid sju dygns ålder (t = ∞, t0

= 7d); (t - t0) är lika med belastningens varaktighet för belastningsfallet krypning (= konstant spänning), och detta kan också betecknas belastningsvidd.

Parametervärden för ”vanlig” betong vid användning av ekvation (1) kan vara

E28d = 28 GPa och ϕ7d = 2,3

(2)

Krypvärden för ekvation (1) med parametrar enligt ekvation (2) visas i figur 3, och numeriskt bestämda relaxationsvärden visas i figur 4. Av figuren framgår direkt att resultatet blir spänningsomkastningar för belastningsåldrar mindre än fyra dygn (t0 < 4d), eftersom en positiv spänning efter viss tid ”överrelaxerar” till negativ spänning efter viss tid. Detta kan man komma till rätta med numeriskt genom att införa ett villkor för krypkurvorna för låga belastningsåldrar, t0 mindre eller lika med (t0)låg, och höga belastningsvidder, t - t0 större eller lika med (t t0)hög, på följande sätt: För t0 mindre eller lika med (t0)låg, och t t0 större eller lika med (t - t0)hög: Använd krypkurvan för t0 är lika med (t0)låg (3)

Figur 5: Krypkurvor vid användning av ekvation (1) med parametrar enligt ekvation (2) samt tillämpning av ekvation (3) för (t0)låg = 3,25d och (t - t0)hög = 1d.

38

Figur 4: Beräknade relaxationsvärden utifrån krypkurvorna i figur 3.

Detta innebär att krypkurvorna sänks för låga belastningsåldrar och höga belastningsvidder, se figur 5, och som framgår av figur 6 kan man på detta sätt komma bort från oönskade spänningsomkastningar. Användningen av tekniken beskriven av ekvation (3) har används för beskrivning av krypning för ung betong vid Luleå tekniska universitet fram till början av 2000-talet, se till exempel Jonasson (1994) och Jonasson & Westman (2001).

Utöver risken för spänningsomkastningar, är flertalet befintliga krypformuleringar inte direkt anpassade att klara ung betong, Emborg (1989) och Westman (1999), varför man ofta behöver göra speciella tillägg för ung betong, från tidpunkten för betongens bindning (några timmar efter gjutning) och under de första dygnen därefter. Tillämpningen av ekvation (1) ger alldeles för låga krypningar för ung ålder, säg t0 mindre än cirka fyra dygn och låga belastningsvidder, säg t - t0 mindre än cirka ett dygn, varför ekvation skulle behöva justeras för ung ålder, om det finns behov av att studera spänningar i betongen de första dygnen efter gjutning.

Figur 6: Beräknade relaxationsvärden utifrån krypkurvorna i figur 5.

Bygg & teknik 7/10

J0(∆t0, tload) =

Figur 7: Illustration av kryputvecklingen som två räta linjer i logaritmisk tidsskala för en viss pålastningsålder t0. (I är lika med korttidskrypning och II är lika med långtidskrypning)

{

∆tload a1(t0) • log(––––– för ∆t0 ≤ ∆tload < ∆t1 ) ∆t0 (5) ∆t1 ∆tload a1(t0) • log(–––– + a (t ) • log ––––– för ∆t ≥ ∆t ) 2 0 ( ) load 1 ∆t0 ∆t1

räta linjer för krypdeformationerna som funktion av tiden i logaritmisk skala, se figur 7.

För krypformuleringen i Larson (2003) behöver man göra ett val för den ”elastiska” deformationen genom att ansätta en praktisk ”momentan” belastningsvidd, ∆t0, vilket ger 1 (4a) J0(∆t, tload) = –––– + ∆J(∆t, tload) E(t0) med

Figur 8: Framtagning av individuella lutningskoefficienter vid anpassning mot mätta krypförlopp. Enligt Jonasson m fl (2009).

I början av 2000-talet Larson (2003) utvecklades krypformuleringen linjär logaritmiskt modell (LLM) med målsättningen att man varken ska behöva justera för krypning i ung ålder eller för långa belastningsvidder. Modellen baseras på

1 E(t0) = ––––––– J(∆t0, t0)

Här har valts att sätta den ”momentana” belastningsvidden till 0,001d, Westman (1999).

Figur 9: Anpassning till ekvation (6) utifrån de individuella anpassningarna visade i figur 8.

Enligt Jonasson m fl (2009).

Bygg & teknik 7/10

(4b)

Krypdelen i ekvation (4a) sätts, se figur 7, till, se ekvation (5) i formelruta ovan Lutningarna av de två räta linjerna i figur 7 beskrivas av koefficienterna a1 och a2 enligt t0 - tS n ai -(–––––) tai a (t ) = a min + (a max • a min) • e i 0

i

i

i

(

)

för i = 1,2 (6) Utifrån utförda krypförsök, där man först separerat momentan deformation från krypdelen enligt ekvation (4), gör man individuella anpassningar av a1 och a2 för varje försöksserie, se streckade linjer i figur 8, Jonasson m fl (2009). Lutningarna från figur 8 plottas därefter som funktion av belastningsålder, se figur 9 för belastningsåldrarna ett, sju och 28 dygn. Figuren visar att för mycket ung ålder, från tidpunkten för bindning och upp till cirka ett dygn är lutningen för första delen av krypkurvan (a1) större än krypkurvans lutning för högre belastningsvidder (a2). Detta är naturligt då betongen under detta skede har en hög härdningshastighet, och betongen blir snabbt mycket styvare. Denna formulering av krypbeteendet är också väsentlig för att undvika spänningsomkastningar för belastning i mycket ung ålder. Genom att anpassa de experimentellt framtagna lutningarna a1 och a2 till ekvation (6) har man all information som behövs för en fullständig beskrivning av betongens krypning för pålastning vid godtycklig ålder och för godtyckliga belastningsvidder. Vid uppritning i linjär tidsskala visas den framtagna krypanpassningen i figur 10.

Resultatet vid konvertering av utvärderade krypkurvor till relaxationsdata visas i figur 11 och som framgår av figuren und-

Figur 10: Jämförelse mellan beräknade och mätta krypkurvor i linjär tidsskala. Enligt Jonasson m fl (2009).

39

viker man spänningsomkastning vid tilllämpning av ekvationerna (4) till (6) utan att göra någon ytterligare justering.

Avslutningsvis visas ett exempel då linjär logaritmisk modell har använts för att studera långtidskrypning för mogen betong, där pålastningen skett vid cirka ett års ålder, och belastningsvidden har varit cirka ett år, se figur 12. Även för detta fall synes grundprincipen i linjär logaritmisk modell att krypningen kan formuleras med linjär utveckling i logaritmisk tidskala vara en nöjaktig modell för praktisk tilllämpning.

Avslutande kommentar

Det har visat sig att många i litteraturen förekommande krypformuleringar leder till oönskade så kallade spänningsomkastningar. Om detta inträffar, kan man med en speciell teknik framtagen vid Luleå tekniska universitet justera en godtycklig krypbeskrivning för att komma

till rätta med detta. Det är dock bättre att ha en krypformulering som undviker problemet, och den vid Luleå tekniska universitet utvecklade krypmodellen kallad linjär logaritmisk modell (LLM) har visat sig vara en mycket robust beskrivning utan spänningsomkastningar. Linjär logaritmisk modell är enkel att förstå, och den kan tillämpas både för ung betong och för mogen betong.

■

Referenser

ACI Committe 209/II (1971): Prediction of Creep, Shrinkage and Temperature Effects in Concrete Structures. Special Publication No.27, 1971, p. 51–94.

Bažant Z P (1972): Numerical Determination of Long-Range Stress History from Strain History in Concrete. (RILEM) Material and Structures, Vol. 5.

1972, p. 295–406.

Emborg M (1989): Thermal Stresses in Concrete Structures at Early Ages. Docto-

Figur 11: Beräkning av relaxationsvärden utifrån den krypanpassning som gjorts med ekvationerna (4) till (6) och som presenteras i figurerna 8 till 10.

Enligt Jonasson m fl (2009).

ral Thesis 1989:73D, Luleå University of Technology, Luleå, 1989.

Jonasson J-E (1977): Datorprogram för icke-linjära beräkningar i betong med hänsyn till svinn, krypning och temperatur. Forskning/Research 7:77. Cementoch Betonginstitutet, Stockholm 1977.

Jonasson J-E (1994): Modelling of Temperature, Moisture and Stresses in Young Concrete. Doctoral Thesis 1994: 153D, Luleå University of Technology, Luleå, 1994.

Jonasson J-E & Westman G (2001): Conversion of Creep Data to Relaxation Data by the Program Relax. IPACS Report, ISBN 91-89580-45-1.

Larson M (2000): Estimation of Crack Risk in Early Age Concrete – Simplified Methods for Practical Use. Licentiate Thesis 2000:10, Luleå University of Technology, Luleå, 2000.

Larson M (2003): Thermal Crack Estimation in Early Age Concrete – Models and Methods for Practival Application.

Doctoral Thesis 2003:20, Luleå University of Technology, Luleå, 2003.

Jonasson J-E, Wallin K & Nilsson M (2009): Gjutning av vägg på platta – Studier av sprickrisker orsakat av temperaturförloppet vid härdningen. Forskningsrapport, Luleå tekniska universitet, Luleå, 2009.

Vogt C, Lagerblad B, Wallin K, Baldy F & Jonasson J-E (2009): Low pH self compacting concrete for deposition tunnels plugs. Swedish Nuclear Fuel and Waste Management Co, Report R-09-07, Stockholm, April 2009.

Westman (1999): Concrete Creep and Thermal Stresses – New Creep Models and Their Effects on Stress Development.

Doctoral Thesis 1999:10, Luleå University of Technology, Luleå, 1999.

Välkommen till Bygg & tekniks hemsida: byggteknikforlaget.se

Figur 12: Beräknade kryptal vid pålastning av betong vid cirka ett års ålder. Enligt Vogt m fl (2009).

40

Bygg & teknik 7/10

SCP GÖTEBORG

TILLSAMMANS KAN VI MER

Goda idéer och framgång hör ofta ihop. För att hjälpa byggare spara tid och arbete har AT Arne Thuresson Byggmaterial utvecklat nya armeringsprodukter, till exempel färdiga armeringsbalkar för villor. Men goda idéer förverkligas sällan på egen hand. Det var när AT:s nytänkande mötte Tibnors kunnande inom logistik och produktion som det började hända saker. Detta ger resultat för alla. Idag säljer AT med framgång genom bygghandeln mot både företag och konsument.

Samarbete lönar sig alltid.

www.tibnor.se

Metoder för detaljerade studier av sprickbildning Inom ett forskningsprojekt i samarbete mellan SP Bygg och Mekanik och CBI studeras hur betongens mikrostruktur inverkar på konstruktionens mekaniska egenskaper vid skjuvning och tvärkraft. I projektet studeras olika betongrecept, dels med naturgrusballast och dels med krossballast. Under provningen studerades sprickbildningen på ett detaljerat sätt med hjälp av optisk deformationsmätning (DIC) samt akustisk emission (AE). Mikrostrukturen karaktäriserades och kvantifierades sedan med avseende på strukturer som kan tänkas påverka initieringen och propageringen av den dokumenterade sprickbildningen. På sikt är målet att genom bättre förståelse av kritiska parametrar för tvärkraftsbrott möjliggöra effektivare och säkrare dimensionering av betongkonstruktioner. Här presenteras framförallt de tre metoder som användes för att studera sprickbildningsprocessen och dessa exemplifieras för två fall.

Optisk deformationsmätning

Vid mekaniska provningar av produkter och komponenter används traditionellt ett antal givare för att få information om hur provkroppen deformeras i vissa specifika punkter. Med moderna optiska mätsystem

Artikelförfattare är Mathias Flansbjer, Bygg och Mekanik, SP Sveriges Tekniska Forskningsinstitut, Borås, Jan-Erik Lindqvist, CBI Betonginstitutet, Borås, och Leif Norman, Physical Acoustics Scandinavia, Göteborg.

42

kan man idag få en helhetsbild av deformationerna tredimensionellt över ett större område med en upplösningsnivå och precision som inte varit möjlig tidigare.

Principen för det system (Aramis) som SP förfogar över bygger på att två högupplösta kameror tar en serie bilder av provobjektet under provning. Innan mätningen startas, kalibreras mätuppställningen för en vald mätvolym med hjälp av ett kalibreringsobjekt. Om mätobjektet inte har ett naturligt mönster med god kontrast, så prepareras ytan med ett slumpmässigt eller likformigt mönster innan provning. Bilderna analyseras sedan med så kallad korrelationsanalys, Digital Image Correlation (DIC). Den grundläggande idén bakom metoden är att mäta deformationen på ett objekt under belastning genom att analysera hur mönstret på objektets yta deformeras.

Ytan delas in i en stor mängd små element som var och ett får ett unikt ”fingeravtryck” i form av ett gråskaligt pixelmönster. Positionen för respektive element kan sedan följas från bild till bild med en noggrannhet på delar av en pixel.

Deformationsfältet beräknas sedan genom att korrelera elementens position i det deformerade läget med det obelastade referensläget. Tekniken ger dels möjlighet till en visuell beskrivning av deformationer och töjningarna på objektets yta

samt möjlighet att i efterhand placera ut ”virtuella” givare för lokala mätningar.

Systemet medger mätvolymer från 25 x 25 x 5 mm3 till omkring 1 000 x 1 000 x 1 000 mm3. Detta innebär man kan mäta förskjutningar och töjningar med en rumslig upplösning på någon tiondels millimeter för de minsta volymerna och några millimeter för de större volymerna.

Töjningar från cirka 0,01 procent till mer än 200 procent kan mätas med en noggrannhet av upp till 0,01 procent.

Metoden ger möjlighet till fördjupade analyser av de flesta material och produkter och är därför ett värdefullt verktyg inom bland annat materialprovning, produkt- och metodutveckling. Metoden har visat sig mycket lämpad för studier av betongkonstruktioner, där man är intresserad av att studera sprickbildning på ett detaljerat sätt. Man har möjlighet att följa sprickutvecklingen för samtliga olika sprickor inom ett område långt innan de är synliga för ögat, samt i efterhand mäta sprickviddsutveckling lokalt över respektive spricka med hög noggrannhet. Detta innebär att man inte behöver markera och följa sprickor under provningens gång samt inte på förhand behöver veta sprickornas läge för att kunna mäta sprickvidder. I figur 1 visas exempel på visualisering av sprickbildningen vid ett spräckprov.

Figur 1: Exempel på visualisering av sprickbildningen vid ett spräckprov.

Här användes betongens egen naturliga struktur som mönster.

Bygg & teknik 7/10

Figur 2: Exempel på akustisk emissionsgivare.

Akustisk emission

Akustisk emission är ”ljudvågor” i material. Dessa elastiska vågor uppstår på grund av dislokationer till exempel vid plötslig spricktillväxt. Akustiska emissionsvågor kan ge upphov till ljud som vi kan uppfatta med hörseln, till exempel växande sprickor i vinterisen eller tennskrik som uppstår om tenn böjs så att kristallstrukturen förstörs.

De allra flesta sprickor som växer genererar dock inte vågor som man kan höra eller registrera med vanliga mikrofoner. Akustisk emission från dislokationer som kornrörelser, mindre spricktillväxt etcetera kan ge mycket små amplituder och de är alltid högfrekventa. Därför mäts akustisk emission med mycket känsliga givare i ultraljudområdet, se figur 2. Givarna är piezoelektriska resonansgivare.

Kristallmaterialet går i resonans när signalen träffar givaren. Mycket små akustiska emissionssignaler omvandlas till mVolt eller Volt i kristallen och sänds till en mätdator för signalbehandling. Mätningar sker nästan alltid med givarna monterade direkt på materialet.

När akustisk emission detekteras med två sensorer försöker man med hjälp av gångtider bestämma varifrån signalen kommer. Att lokalisera med akustisk emission liknar det som seismologer använder vid lokalisering av ett epicentrum vid en jordbävning. En lokalisering förutsätter en tydlig signalseparation och att signalen når ett antal givare. Figur 3 illustrerar lokalisering längs en linje (till exempel en balk). Om gångtiden (d1, d2) mäts från akustisk emissionskälla till respektive sensor och ljudhastigheten är känd så kan signalens ursprung lokaliseras.

Vid förstörande provning på till exempel mindre objekt av betong kan det vara svårt att lokalisera, på grund av den stora mängd signaler som kommer under kort

tid och även på grund av reflektioner vid ränderna. I större strukturer till exempel broar finns goda möjligheter att lokalisera källan till akustisk emission, där spricktillväxten inte förväntas vara så intensiv och att reflektioner dämpas eller uteblir på grund av strukturens storlek. Även om exakt position för den akustiska emissionskällan inte kan bestämmas så ger mätningen viktig information som sprickinitiering och spricktillväxt. Metoden är realtidmätande till skillnad från de flesta andra sätt att detektera sprickor i ett material. Vi får information omedelbart när en spricka uppstår eller växer och kan korrelera detta med belastning, töjning, miljö etcetera.

Då mätningar vanligen sker i ultraljudsområdet så brukar ljudmiljön runt mätplatsen inte ha någon påverkan på mätningen. Ljud från omgivningen, till exempel trafikvibrationer har huvudsakligen mycket lägre frekvenser. Vågor i betong dämpas dessutom snabbt, vilket minskar risken att högfrekventa materialvågor utifrån påverkar mätningen, men det medför även att signaler från en spricka i betong har ganska kort gångväg.

För betong så är täckningsområdet för en sensor några meter. För metaller kan täckningsområdet vara från några meter till flera hundra meter beroende på geometri, materialtjocklek och vilken signalnivå som förväntas etcetera. På grund av att betong dämpar signalen mer än till exempel metall så brukar mätningar på större strukturer, som broar vara lokala och koncentrerade till fogar och andra kritiska delar.

I Storbritannien görs återkommande mätningar på brostrukturer ofta med avseende på sprickor i betongfogar, men även för trådbrott i förspänd betong. För sprickdetektering så kan det räcka med en kortare mätperiod till exempel ett dygn för att registrera spricktillväxt eller rörelse i sprickan. För trådbrott i betong så installeras övervakning med akustisk emission permanent. Ett exempel på en sådan brostruktur med fast övervakning av trådbrott i betongbalkar är Hammersmith Flyover i västra London, där mätningarna påbörjades helt nyligen.

Mikroskopi

De provade balkarna stabiliserades med epoxilim och diamantsågades i skivor.

Dessa vakuumimpregnerades med fluorescerande epoxilim och planslipades.

Epoxilimmet tränger in i porer och sprick-

or. Dessa provskivor gav ett plant snitt genom hela längden av provkroppen. Från dessa prover kunde nyckelområden väljas ut för fluorescensmikroskopi analys med hjälp av tunnslipsteknik. Tunnslipspreparaten hade i detta fall en yta på 5 x 7 cm2 och var cirka 25 tusendels millimeter tjocka.

När provskivan belyses med UV-ljus avger limmet fluorescensljus och ger därmed en bild av var det finns sprickor och porer. Detta gör det möjligt att se sprickor både med blotta ögat och med ljusmikroskop. Med mikroskop kan man se sprickor finare än en tusendels millimeter. Makroskopiskt kan sprickorna grupperas efter geometri i förhållande till belastningsoch provgeometri, spricklängd, sprickvidd och liknande. Detta kan sedan jämföras med resultaten från töjningsmätningar och akustisk emission. Detta kan då visa vid vilken händelse i belastningsförloppet olika sprickor har bildats. Det är möjligt att se hur sprickor förhåller sig till porer, om de går runt eller genom ballastpartiklar, om sprickorna går i de svaga zonerna i kontakten till ballastpartiklar eller om de går i pastan. Därmed går det att följa sprickutvecklingen vid olika steg i belastningsförloppet. Från en skala som motsvarar hela provkroppen ned till mikroskopisk skala.

Experimentell studie

Hela provserien omfattade fyra olika betongrecept, där betongen hade ett w/c på 0,38 eller 0,90 och finpartiklar (mindre än 8 mm) av naturballast eller krossballast.

För respektive recept utfördes dels direkta skjuvprov och dels tvärkraftsprov på armerade betongbalkar. Provkropparna sågades ut ur större betongplattor. Här redovisas endast resultat från två av tvärkraftsproven för att illustrera de olika metoderna som användes. Båda balkarna hade w/c 0,38 och ena balken hade naturballast och den andra hade krossballast.

Fortsättningsvis benämns dessa prover Balk,natur respektive Balk,kross. Balkarna var utformade så att tvärkraftsbrott skulle erhållas. De hade en längd på 700 mm och ett rektangulärt tvärsnitt på 150 x 150 mm2 och var försedda med tre kamstänger diameter 12 i underkant.

Balkarna belastades i fyrpunkts böjning. Avståndet mellan upplagen var 450 mm. Balkarna belastades först upp till 150 kN, där lasten sedan hölls konstant i fem minuter. Därefter avlastades balkarna till 100 kN varefter lasten hölls konstant i

Figur 3: Lokalisering vid akustisk emissionsmätning.

Bygg & teknik 7/10

43

Figur 4: Den vänstra bilden visar provuppställning med det optiska mätsystemet i bakgrunden. Den högra bilden visar placeringen av en akustisk emissionssensor.

Figur 5: Visualisering av sprickbildning för Balk,kross vid 150 kN (vänster) och vid maxlast (höger).

Figur 6: Visualisering av sprickbildning för Balk,natur vid 150 kN (vänster) och vid maxlast (höger).

en minut innan de slutligen belastades upp till brott. Under provningen registrerades sprickbildningen, dels på ena sidan av balken med det optiska mätsystemet samt med totalt fyra akustiska emissionssensorer placerade på var sida vid respektive balkände. I figur 4 visas bilder på provuppställningen.

Resultat

Med resultaten från Aramis får man en bra bild över hur sprickbildningen utvecklas under provningen, se figur 5 och 6. För båda balkarna slår första böjsprickorna nära mitten av balken och med ökad last uppstår sedan ytterligare böjsprickor närmare respektive stöd. Vid ytterligare högre lastnivåer utvecklas sedan de sneda skjuvsprickorna som slår ut mot respektive stöd.

I båda fallen kan man observera att första böjsprickan uppstår omkring 37 till 40 kN. Detta stämmer bra med när de akustiska emissionsmätningarna börjar registrera aktivitet, se figur 7 och 8. Efter 40 till 44

50 kN ökar den akustiska emissionsenergin från samtliga sensorer med ökad belastning och ger toppar, till exempel vid cirka 150 sek/135 kN. En topp kan bero på en plötslig och kraftig spricktillväxt.

När lastnivån 150 kN uppnås uppvisar Balk,natur betydligt mer uppsprickning jämfört med Balk,kross vid samma lastniAE (aJ)

vå. Detta stämmer överens med den mängd akustisk emissionsaktivitet som har registrerats för respektive balk fram till denna tidpunkt.

Under tidsperioden då lasten hålls konstant vid 150 kN och efterföljande 100 kN är den akustiska emissionsenergin liten. Detta är förväntat och ett beteende som sker vid provning av de flesta material. Intressant är dock skillnaden i absolut energi mellan Balk,kross och Balk,natur under denna period. Den akustiska emissionsaktiviteten är närmast obefintlig i Balk,natur i jämförelse med Balk,kross, där det pågår små aktiviteter även då lasten hålls konstant på 150 kN. Detta tyder på att det sker en kryprelaterad uppsprickning i Balk,kross under denna period. Exempelvis kan man med Aramis se att det sker en successiv tillväxt av en skjuvspricka mot det vänstra stödet.

I båda fallen kan man konstatera att sprickvidderna återigen ökar direkt när man åter ökar lasten efter avlastningen. I Figur 7 och 8 ser man dock att de akustiska emissionssignalerna återkommer först när belastningen närmar sig tidigare nivå på 150 kN. Det som visas är att ingen hög akustisk emissionsintensitet uppmättes förrän en skada på nytt uppstår, vilket är ett förväntat resultat. Man kan alltså ha en sprickviddsökning utan att registrera akustisk emission om balken tidigare har varit belastad med en högre lastnivå.

Denna så kallade Kaiser Effect kan uppmätas från de flesta material och förhållandet mellan tidigare belastning och när den akustiska emissionen börjar på nytt kan ge information om skadetillståndet i materialet. Det senare kallas Felicity ratio. Att materialet uppvisar en tydlig Kaiser Effect innebär att ingen akustisk emission av betydelse ska avges från en redan belastad felfri betongskonstruktion så länge lasten är lägre än tidigare maximal last om inte det pågår en skadetillväxt i konstruktionen. Den ska vara ”tyst”.

Vid belastning över cirka 160 kN avtar mängden akustisk emission för Balk,natur medan den pågår längre för Balk,kross.

Med Aramis kan man se att det skapas fler nya sprickor för Balk,kross medan det för Balk,natur mest ser ut som om de befintliLast (kN)

Last AE

Figur 7: Akustisk emissionsaktivitet och last mot tid för Balk,kross.

Bygg & teknik 7/10

AE (aJ)

Last (kN)

Last AE

Figur 8: Akustisk emissionsaktivitet och last mot tid för Balk,natur.

ga sprickorna växer i vidd, vilket troligen förklarar skillnaden i mängd akustisk emission.

Efter provningen analyserades skivor från balkarna okulärt och i ljusmikroskop.

Skillnaden mellan balk med ballastfinandel av natursand och balk med krossballast som noteras med Aramis och akustisk emission syns även i de epoxiimpregnerade skivorna. För blotta ögat syns skillnader i sprickplanens form, sprickvidd och spricklängd, vilket man kan se i bilderna som visar makropreparaten, se figur 9 på nästa sida. I Balk,natur är de sent utvecklade skjuvsprickorna rakare jämfört med de i Balk,kross. Medan böjs-

Bygg & teknik 7/10

prickorna, vilka utvecklas tidigt, koncentreras till färre och kraftigare sprickor i Balk,natur jämfört med Balk,kross.

I ljusmikroskop ser man att partiklarna i finmaterialet i krossballasten har flisig form medan partiklarna i natursanden har rundad form, se figur 10 på sidan 46. Det visar sig även att de flesta flisiga partiklarna i krossmaterialet har sina längsta axlar orienterade i huvudsak vinkelrät mot balkens längdriktning. Detta gör att skjuvsprickorna när de utbreder sig kommer att passera fler ballastpartiklar och att det är fler ballastpartiklar som är orienterade så att de utgör ett hinder för sprickans utbredning.

Sammanfattning

I artikeln presenteras och exemplifierades tre olika metoder som kan användas vid detaljerade studier av sprickbildningsprocesser i betong. Genom att kombinera olika metoder går det att följa sprickutvecklingen genom hela belastningsförloppet.

Från en skala som motsvarar hela provkroppen ned till mikroskopisk skala.

Metoder baserade på optisk mätning av deformationsfält (till exempel Digital Image Correlation) gör det möjligt att studera sprickbildning på ytan av en betongkonstruktion på ett detaljerat sätt. Det är möjligt att följa sprickutvecklingen för samtliga makroskopiska sprickor inom ett område långt innan de är synliga för ögat, samt i efterhand mäta sprickvidder med hög noggrannhet. Metoden är framförallt lämpad för studier i laboratorium, men kan även användas i fält.

Akustisk emission är en unik metod då den erbjuder realtidsmätningen av sprickaktivitet och att den inte är begränsad till en enskild mätpunkt utan är volumetrisk.

Akustisk emission kan påvisa när sprickbildning startar, mängden sprickbildning samt ge information om när en skada accelererar. Akustisk emission har förutsättningar att fungera för detektering i realtid av skador som uppstår på redan belastade material, till exempel en brostruktur då betongen uppvisar en tydlig Kaiser Ef-

45

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.

Figur 9: Bilden överst visar makropreparatet från Balk,kross och den undre Balk,natur. Bilderna täcker området strax ovanför armeringen upp till balkens överyta, mellan balkmitt och stöd. Sprickorna syns som ljusgröna linjer och porer som ljusgröna fläckar. Ballasten syns som mestadels mörka partier.

Notera de stora skillnaderna i sprickmönster.

fect. Omsatt till en betongstruktur, till exempel en brobalk så förväntas ingen akustisk emission under normala driftsförhållanden. I denna studie blockerade mängden signaler lokaliseringsfunktionen under större delen av mätningen. Vår erfarenhet är att det normalt fungerar bra att detektera pågående spricktillväxt i betongstrukturer i drift och att det även går att lokalisera i linje, plan och rymd, till exempel på brofogar.

Genom att vakuumimpregnera betongprover med fluorescerande epoxilim och

belysa dessa med UV-ljus, kan man studera sprickor både med blotta ögat och med ljusmikroskop. Med fluorescensmikroskopi kan man se sprickor finare än en tusendels millimeter. Makroskopiskt kan sprickorna grupperas efter geometri i förhållande till belastnings- och provgeometri, spricklängd, sprickvidd och liknande.

Det är möjligt att se hur sprickor förhåller sig till porer, om de går runt eller genom ballastpartiklar, om sprickorna går i de svaga zonerna i kontakten till ballastpartiklar eller om de går i pastan. Metoden

Fråga (5 p) Ange rätt namn på följande: a) Kvoten mellan medelkoncentrationen av föroreningar i frånluften och medelkoncentrationen av föroreningar i rummet. Båda koncentrationerna avser jämvikt och samma enhet. b) Ett viktat medelvärde av omgivande ytors temperaturer. c) Den enhet som används för klädernas värmeisolerande egenskaper. d) Den enhet som används för föroreningsavgivningen (luktavgivningen) från en genomsnittlig människa? e) Ett grafiskt samband som beskriver hur totaltrycket varierar med luftflödet genom en fläkt. används bland annat vid tillståndsbedömning av betongkonstruktioner genom att studerar utborrade betongkärnor.

■

Figur 10: Fluorescensmikroskopibilder som visar relationen mellan de finare ballastpartiklarna och sprickorna. Sprickorna på bilderna är parallella till huvudskjuvsprickorna. Ballasten syns i svart till mörkgrön färg, sprickor och porer ljusgröna medan cementpastan syns i mellangrönt. Notera hur sprickriktningen påverkas av orienterade partiklar i vänstra bilden, vilket inte är fallet i den högra. Ytan motsvarar i bägge bilderna 5,5 x 4,2 mm2.

46

Bygg & teknik 7/10

Ta kontroll Ăśver kylan, vinn byggtid!

Kalla fakta är att vintern kommer i ür igen, men med hjälp av Ebecos vinterprodukter kan du hindra att kylan fÜrsenar ditt projekt. Vür lÜsning fÜr betonghärdning, Ebeco BHS, är en tülig värmekabel fÜr härdning, varmhüllning och uttorkning. Ett smart, enkelt och tillfÜrlitligt sätt att fü snabb härdning, kort formrivningstid och effektiva byggprojekt.

EBECO AB Lärjeügatan 11 415 25 GÜteborg

Heating Solutions är värmelÜsningar fÜr allt frün kalla golv till frysta byggnadsprojekt. Olika behov, samma lÜsning. Det är värme som är den rÜda trüden. Läs mer om vüra produkter pü ebeco.se/proffs.

Tel 031-707 75 50 Fax 031-707 75 60 ebeco.com info@ebeco.se HEHFR DQQRQV QU [ LQGG

Täckskiktsmätare Micro Covermeter 8020 Mätare fÜr bestämning av armeringsjärnets djup och riktning.

Nu kan du växla mellan mätdjup 0-120 mm och 0-200 mm med samma mätsond

BETONG - BALLAST - CEMENT - GEOTEKNIK

www.kontrollmetod.se

Bygg & teknik 7/10

S. LĂĽngebergsgatan 18 421 32 V. FrĂślunda Tel 031-748 52 50 Fax 031-748 52 60

47

Konstruktionstekniska förutsättningar för industriell brobyggnad Byggbranschen och inte minst anläggningsbranschen omnämns ofta som statisk, traditionell och konservativ. I liknande sammanhang beskrivs också branschen som ineffektiv, olönsam och dyr. Trots detta görs varje år stora satsningar på infrastruktur och bostadsbyggande.

Aktörer har länge arbetat för förändring och vill modernisera branschen. Ett sätt är att öka industrialiseringsgraden.

För att det traditionella byggandet av broar och liknande infrastrukturobjekt ska kunna utvecklas och göras mer effektivt, lönsamt och med ökad produktkvalitet krävs en förnyelse av dagens processer och arbetssätt. En förnyelse där ett integrerat förhållningssätt är kärnan i motsats till dagens stafettlopp. Ett integrerat arbetssätt där de tekniska, ekonomiska och funktionella aspekterna för produktens livstid är synliggjorda tillsammans med deras inbördes påverkan. En modern byggprocess tar till vara de fördelar som informations- och kommunikationsteknik ger, samtidigt som det sker en kontinuerlig utveckling, integrering och anpassning mellan teknik, process och aktör. Under flera år har det funnits en förhoppning om att bygginformationsmodeller och dess föregångare 3D-CAD skulle ta rollen som katalysator och förändra byggprocessen till en mer effektiv, integrerad och lönsam process.

En viktig aspekt med utvecklingsarbetet av informationshanteringssystem är att det bildas nya ämnesöverskridande projekt, där alla parter vill delta. Detta bidrar Artikelförfattare är Rasmus Rempling, tekn dr, Kent Gylltoft, professor, Mario Plos, docent, och Ingvar Olofsson, adj professor emeritus, Chalmers tekniska högskola, Bygg och miljöteknik, Konstruktionsteknik, Betongbyggnad, Peter Harryson, tekn dr, Trafikverket, samt Börje Westerdahl, tekniklektor, Chalmers tekniska högskola, Bygg och miljöteknik, Construction Management.

48

Figur 1: Informationsflödet i byggbranschen kommer att processas av och integreras i informationshanteringssystem.

till nya tankemönster i utvecklingen av informationshanteringssystem och integrering av de olika faserna. Samtidigt som flera rapporter framhäver vilka fördelar branschen skulle ha av intelligenta informationshanteringssystem, Jongeling (2008), SBUF (2010), Skanska (2010), visar andra undersökningar på hinder som sätter käppar i hjulet, Eastman (1992), Olofsson m fl (2008). Ett nyligen genomfört examensarbete, Hassan & Wondimu (2010), på Chalmers visar, baserat på en serie intervjuer i branschen, att det på husbyggnadssidan är tydligt att informationsmodeller har funnit en framtid medan det på brosidan ännu finns mycket få exempel, där informationsmodeller har haft en signifikant roll.

Modern broprojektering

Ett klassiskt modernt förhållningssätt bygger på en frigörelse från tradition och att utveckling nås genom kunskap och ekonomisk vinst. Ekonomisk vinst uppnås genom rationalisering i arbetssätt och processer och tillämpning av nyvunnen kunskap, som är överlägsen dagens. Tron på rationalitet är något vi har med oss från upplysningstidens tänkare. Många industrier har väsentlig erfarenhet, och husbyggnadsbranschen har skapat ny kunskap och rationaliserat sina processer.

Uppgiften som forskningen nu står inför

är hur de industrialiserade processerna ska implementeras i anläggningsbranschen. Enligt Harryson (2008) bygger en sund utveckling av branschen på tre hörnstenar: Utveckling av processen, produktiviteten och produkterna, samt en fjärde allt väsentligare nyckel: Informationsoch kommunikationsteknologi. Till detta kan läggas en utveckling av den enskilde aktörens roll i processen för att få till stånd en integration mellan processens olika faser och aktörer. Trots omfattande forskning, till exempel Harryson & Löfgren, visar brobyggnadsbranschen ännu en oförmåga att industrialisera processen.

En del i detta är att man tidigare har sett på industrialisering som fabriksbyggande och inte i det fågelperspektiv som Harryson framför, där processen och produktiviteten är centrala bredvid nya industriella produkter. Husbyggnadsbranschen har kommit längre. Där är idag industriellt byggande ett vardagsbegrepp med en kontinuerlig utveckling, men i jämförelse med andra industrialiserade branscher är steget stort. Två väsentliga skillnader mellan byggbranschen och andra industrier är den långa livslängden för infrastruktur och att infrastrukturobjekt aldrig byggs på samma plats. Till detta kommer starka influenser från samhället och att det är många intressenter och aktörer i projekten. Innovativa lösningar begränsas Bygg & teknik 7/10

av regelverk, som dessutom är svåra att äganderättsskydda, och konstruktörens risktagande saknar ekonomiskt incitament. Om en lösning fanns för äganderättsskydd av innovationer inom byggbranschen skulle man lättare kunna försvara små volymer och finna argument för investeringar i forskning och utvecklingsprojekt för innovation.

Informations- och kommunikationsteknologi

Som nämns ovan så är informations- och kommunikationsteknologi ett allt viktigare verktyg för en industrialiserad process. Det system som sätts främst idag är bygginformationsmodellering. Forskarsamhället och yrkesverksamma definierar bygginformationsmodeller (BIM) olika, vilket kan leda till att potentialerna och framtidsutsikterna för en integrerad informations- och kommunikationsteknologi i byggprocessen varierar beroende av aktör. Definitionerna spänner över tre kategorier. Bygginformationsmodeller som en produkt, en mänsklig aktivitet och som ett system: ● Används bygginformationsmodeller som en produkt är det främst en databas som förvarar all data med slutprodukten som huvudmål. ● Används bygginformationsmodeller som en mänsklig aktivitet sätts byggandet av modellen och användandet av modellen i produktion i fokus. ● Den mest öppna och svåraste definitionen att implementera är då bygginformationsmodeller används för att förbättra kommunikation och arbetsmönster på ett integrerat sätt i alla faser.

Foskarsamhället ser på bygginformationsmodellen som ett kommunikationsoch processverktyg, Ogbeide (2010),

medan yrkesverksamma ofta menar att bygginformationsmodellen är en databas.

Hassan & Wondimu (2010) har genomfört elva intervjuer med aktörer i branschen. De sammanfattar sina intervjuer av yrkesverksammas definition av bygginformationsmodellen som en digital modell med extra information och med möjligheten att alla kan arbeta i samma modell. Andra fördelar som poängteras i intervjuerna är: ● Visualisering ● Kostnadseffektivisering i hela kedjan ● Färre fel ● Mindre ovisshet om kvaliteten på slutprodukten ● Komplexa detaljer kan analyseras ● Installationer kan placeras så att de inte hindrar varandra eller bärande system ● Endast en modell för konstruktionens livstid ● Problem kan lösas tidigt i processen.

De stora investeringar som krävs för att implementera en ny process är svåra att bära för branschen då vinsterna är diffusa. För att utvecklingen ska gå framåt bör branschen ta ett kollektivt ansvar och med forskningens hjälp reda ut fördelar och nackdelar. Exempel på detta är projektet Open BIM. Ett annat handfast exempel är ett nyligen genomfört examensprojekt, Johansson (2010), där ett av marknadens BIM-verktyg undersöks med ett konkret exempel. Detaljen som modelleras är en sektion av en spännarmerad betongbro. Det undersöks om det är möjligt att skapa armeringsmodeller, som kan visa hur armering ska placeras och bockas för att inte påverka varandra, vilka delar av armeringen som kan prefabriceras, hur iläggning av armering ska organiseras och visualiseras på arbetsplatsen, figur 2.

Slutsatsen är att verktyget har brister och

Figur 2: Bygginformationsmodell av en brosektion, Johansson (2010).

Bygg & teknik 7/10

behöver utvecklas men absolut kan användas för broprojektering.

Slutsatser

Bygginformationsmodellen har en väsentlig potential som katalysator i brobranschen för en industrialisering av processerna, men det går inte att negligera de hinder som finns. Husbranschen ligger före och kan bidra med konstruktiva slutsatser.

Forskare är överens om vinsterna, men aktörerna har svårt att se ett ekonomiskt incitament, som motsvarar den krävande investeringen. Flera aktörer påpekar i intervjuer, att de hindras av en stor investering initiellt och utbildningskurvan är brant. Ett tredje hinder mot implementering av informationshanteringssystem kan vara att definitionen på bygginformationsmodeller/modellering varierar mellan olika aktörer. Nyckeln är att kollektivt skapa utrymme för den etablerade forskningen och ge medel till gränsöverskridande forsknings- och utvecklingsprojekt.

Att de forsknings- och utvecklingsprojekt som pågår är ämnesöverskridande innebär att en integrering av de olika byggfaserna är på gång. De utgör således ett trappsteg mot en modernare byggbransch.

■

Referenser

C. Eastman, C. (1992): Modelling of buildings: evolution and concepts, Automation in Construction 1 (2) 99-109 p.

Jongeling, R. (2008). BIM istället för 2D-CAD i byggprojekt. Luleå: Luleå Tekniska Universitet, 54 pp Hassan, H. & Wondimu, P. (2010): Building Information Modelling Potential in the Swedish Bridge Sector, Master´s Thesis 2010:45, Department of Civil and Environmental Engineering, Chalmers University of Technology, 76 pp.

Harryson, P. (2008): Industrial Bridge Engineering – Structural developments for more efficient bridge construction.

PhD Thesis. Department of Civil and Environmental, Engineering, Structural Engineering – Concrete Structures. Chalmers University of Technology, Göteborg, 2008, 72 pp.

Ogbeide, E. (2010): State of the art report on the flow of information in a bridge life cycle, Master´s Thesis 2010:66, Department of Civil and Environmental, Engineering, Chalmers University of Technology, 38 pp.

Olofsson, T., Lee, G., & C. Eastman, C. (2008): Editorial – Case studies of BIM in use, ITcon 13 (2008) 244-245, (http://www.itcon.org/2008/17 (17:e augusti 2008).

SBUF (2010): Byggnadsinformationsmodeller för byggmästare – en handbok.

Stockholm: SBUF, 83 pp.

Skanska (2010): BIM på bygget – en förstudie. Skanska Sverige AB, Teknik och projekteringsledning, 17 pp.

49

Modellering och simulering av fukt- och kloridjonstransport i betongens mikrostruktur Om modellering och simulering av fukt- och kloridjonstransport i betong handlar ett pågående doktorandprojekt på Chalmers i Göteborg. Projektet som presenteras i denna artikel genomförs i samarbete mellan avdelningarna Betongbyggnad och Material- och beräkningsmekanik. Projektet finansieras av Vetenskapsrådet och syftar till att utveckla en förfinad beräkningsmodell som bygger på så kallad flerskalig modellering (FSM), där betongens starkt heterogena mikrostruktur tas i beaktande.

längd, utifrån denna korrosionsproblematik, är det önskvärt att kunna modellera den kloridjoninträngning som sker. Kloridjoner förekommer alltid lösta i vatten vilket medför att det också är av intresse att kunna modellera fukttransport i betong, då fukten kan ses som bärare av kloridjoner.

Behov av flerskalig modellering

På håll kan de flesta byggnadsmaterial uppfattas som homogena i sin struktur.

Men vid en närmare anblick upptäcker man att de flesta material i själva verket är starkt heterogena, och att ett materials lokala egenskaper kraftigt varierar. Denna

Ett betydande problem hos betongkonstruktioner under bruksstadiet är kloridjoninträngning. Eftersom betong är ett poröst material finns möjlighet för skadliga ämnen att ta sig in i materialet genom dess porer. Kloridjoner i tillräckligt hög koncentration kan orsaka armeringskorrosion, som visas i figur 1 och 2, vilket medför att en konstruktions bärförmåga avsevärt försämras. Betongkonstruktioner exponeras mot kloridjoner främst genom havsvatten och från vägsalter.

För att bättre kunna bedöma en konstruktions faktiska bärförmåga och livs-

Figur 1: Exempel på korroderade armeringsjärn för en betongpelare.

Artikelförfattare är Filip Nilenius, doktorand, Fredrik Larsson, docent, Karin Lundgren, docent, Kenneth Runesson, professor, Chalmers tekniska högskola, Göteborg.

50

Figur 2: Korrosionsförloppet har lett till att betongens täckskikt spjälkats och därmed att armeringsjärnen blivit exponerade mot omgivningen.

heterogenitet är av stor betydelse då den förklarar varför materialet beter sig som det gör.

Med flerskalig modellering önskar man bättre kunna bestämma ett materials till synes homogena egenskaper genom att ta hänsyn till dess heterogena mikrostruktur.

Vad detta principiellt innebär är att fysikaliska problem löses på flera rumsliga nivåer (skalor). Vanligtvis vill man bestämma makroskopiska materialegenskaper med hjälp av information från mikroskalan.

Med makroskala menas i detta sammanhang materialet betraktat på en sådan nivå att det kan anses homogent, exempelvis som i figur 3, och med mikroskala menas att materialet betraktas på en sådan nivå att dess heterogenitet tydligt kan urskiljas, så som i figur 4.

Själva kärnan i flerskalig modellering är hur skalorna ska kopplas samman, alltså hur information mellan makro- och mikroskalan ska överföras. Praktiskt sker denna överföring av information från makronivån till mikronivån i form av randvillkor på ett så kallat representativt volymselement (RVE) av det heterogena materialet. Olika typer av randvillkor kan väljas beroende på vad det är som ska modelleras. Mikronivåns respons som följd av de valda randvillkoren skickas sedan tillbaka till makronivån där de utvärderas som makroskopiska egenskaper, jämför figur 5. Valet av randvillkor på mikronivå är därför avgörande och inte alls någon självklarhet, utan är föremål för mycket forskning. Återigen, detta val utgör själva sammanlänkningen mellan skalorna.

Flerskalig modellering används och utvecklas idag inom många områden, exempelvis inom materialmekanik, metrologi, partikeldynamik och elektromagnetism. Målet är att ha modeller för fysikaliska fenomen på så många skalor som möjligt för att därigenom bättre kunna förstå och förutsäga materialets övergripande respons. Ett ytterligare syfte med flerskalig modellering är att kunna göra virtuella tester på nya kompositmaterial innan dessa material tillverkats på riktigt.

På så sätt kan antalet kostsamma materialtester reduceras.

Modellering av mikrostrukturen

En central del i flerskalig modellering är representationen av materialets mikroBygg & teknik 7/10

struktur, så som visad i figur 4. Som figur 5 antyder modelleras inte hela mikrostrukturen, utan endast en del av den och frågan är hur representationen av mikrostrukturen bäst görs. Sprungen ur denna frågeställning är konceptet om representativt volymselement. Ett representativt volymselement ska representera mikrostrukturens heterogenitet på ett sådant sätt att den är tillräckligt stor för att innehålla alla fundamentala delar av mikrostrukturen, samtidigt som den ska vara så liten som möjligt för att inte bli onödigt kostsam när beräkningar ska göras.

I figur 6 ges exempel på olika representativa volymselement. Ballastkornen i figurerna har datormässigt genererats genom att slumpmässigt fördela oktagoner av varierande storlek och utseende, i en fyrkantig domän. Genereringen har gjorts så att inga ballastkorn kan överlappa varandra. Den väsentliga frågan är vilken av de representativa volymselementen som bäst representerar betongens mikrostruktur samtidigt som den är så

liten som möjligt, alltså innehåller minsta antalet ballastkorn.

Matematisk formulering av transportprocesserna

För matematisk modellering av fuktoch kloridjonstransport i betong utgår man vanligtvis från de fundamentala masstransportekvationerna, som säger att

∂ρv (1) ––– + ∇ • qv = 0 i Ω ∂t ∂ρC ––– + ∇ • qC = 0 i Ω (2) ∂t där ρv är fukthalten, ρC är kloridjonshalten, ∇ • qv beskriver förändringen av fuktflödet och beskriver förändringen av kloridjonsflödet. Vidare är Ω en godtycklig betongvolym. Ekvationerna (1) och (2) bygger på principen att förFigur 3: Studerad på detta avstånd kan betongen i denna bro anses vara homogen.

Sektion betongvägg

1

2 Fuktflöde

3

Figur 4: Vid en närmare anblick syns tydligt hur heterogen betongens sammansättning verkligen är. I bilden kan även cementens porositet urskiljas.

Figur 5: Principskiss över flerskalig modellering. 1: Den makroskopiska fuktvariationen in i väggen ersätts på mikronivå som randvillkor. 2: Ett randvärdesproblem löses och fuktflödet inne i mikrostrukturen beräknas. 3: Det beräknade fuktflödet medelvärdesbestäms och skickas tillbaka till makronivån som ett makroskopiskt fuktflöde.

Figur 6: Exempel på datorgenererade representativa volymselement. Observera att stenarna har samma faktiska storlek i de tre figurerna, men att de representativa volymselementen har olika storlek.

Bygg & teknik 7/10

51

ändringen av någon kvantitet i en volym, Ω, är skillnaden mellan mängden av samma kvantitet som tillförs och lämnar volymen vid dess ränder. Som exempel: mängden vatten i ditt vattenglas är skillnaden mellan hur mycket du hällt på från kranen och hur mycket du druckit upp. Om du vet hur mycket vatten du hällt på och hur mycket du druckit upp, samt hur mycket vatten det fanns i glaset från början, kan du också bestämma hur mycket vatten det finns i glaset just nu. Samma princip används när modellering av fukt och kloridjoner i betong görs. Ekvationerna (1) och (2) sägs vara konserveringslagar då de är materialoberoende och kan härledas utifrån fysikaliska principer.

experimentellt. D kan sägas beskriva hur enkelt/svårt det är för vattenångan att diffundera genom materialet. Ju högre värde på D desto lättare är det för vattenångan att ta sig igenom materialet, vilken medför ett större fuktflöde, qv. Eftersom betong består av både cement och ballast (grus) är det problematiskt att bestämma diffusionskoefficienten för betong, som utgör blandningen av dessa två delkomponenter.

Säg, till exempel, att man genom experiment lyckats bestämma D för ren cement, Dc. Kan Dc också sägas beskriva diffusionsegenskaperna för betong, Dbtg, alltså för en blandning av cement och bal-

ballastkorn kan då bli att Dbtg är större än Dc beroende på effekten av ITZ-lagret.

Dessa fenomen och mekanismer gör det svårt att ta fram någon generell relation mellan diffusionsegenskaper för cement och betong.

Doktorandprojektet syftar bland annat till att bättre kunna modellera de övergripande diffusionsegenskaperna för betong med hänsyn tagen till betongens mikrostruktur. Detta för att bättre kunna bestämma den tid det tar för kloridjonerna att tränga in en given sträcka i betong och nå en viss kristik koncentration. Tanken är att använda värden på materialegenskaper på mikronivå (Dc, Dballast och

Konstitutiva ekvationer för fukt i betong

För att förenkla behandlar följande avsnitt endast fukttransporten, men resonemangen är helt analoga för kloridjonstransporten.

I ekvation (1) är både ρv och qv obekanta storheter och det finns alltså två obekanta men bara en ekvation, vilket gör att problemet inte kan lösas entydigt. Här uppstår behovet av konstitutiva ekvationer som syftar till att relatera ρv och qv till en gemensam variabel. Som resultat får man endast en obekant i ekvation (1), som därmed kan lösas. Genom att införa dessa konstitutiva ekvationer görs problemet materialberoende eftersom valet av konstitutiv ekvation alltid beror på materialet i fråga och vad det är som ska modelleras.

Härmed införs också modellosäkerheter då de konstitutiva ekvationerna endast är giltiga för särskilda förhållanden och innehåller specifika materialparametrar.

Fukthalten, ρv brukar relateras till ånghalten i betongporerna, v, via en adsorptionsisoterm som visar på sambandet mellan ånghalten och hur mycket vattenånga som adsorberats på betongens porväggar. Adsorptionsbegreppet innebär att atomer och molekyler i gas- eller vätskefas attraheras och binds till ett fast materials yta.

Om antagandet görs att diffusion är den dominerande transportmekanismen av fukt så är det vanligt att även relatera fuktflödet, q - v, till ånghalten genom Ficks lag, som säger att ∂v qv = -D –– (3) ∂x där v är ånghalten och D är diffusionskoefficienten. En fundamental skillnad mellan ekvation (1) och (3) är att (1) beskriver ett fysikaliskt jämviktstillstånd medan (3) beskriver ett förhållande mellan qv och v för ett specifikt fysikaliskt fenomen, nämligen diffusion.

Homo-/heterogena materialegenskaper

I den konstitutiva ekvationen (3) är D en materialparameter som måste bestämmas 52

Figur 7: Mikroskopbild som visar ITZ-lagret mellan cement och ballast (aggregate).

Bilden är tagen från artikel [3].

last? Förmodligen inte, eftersom ballastens närvaro i cementen troligtvis kommer påverka på vilket sätt fukten i materialet diffunderar och med vilken hastighet.

Det omvända fallet kan också tänkas: kan experimentellt framtagna värden på Dbtg sägas gälla även för ren cement?

Förekomsten av ballast i cement kommer att tvinga fukten att diffundera mellan ballastkornen, eftersom dessa kan anses vara täta. Fukten kommer totalt sett att vandra en längre sträcka än om det inte hade funnits några ballastkorn.

Denna effekt kommer troligtvis medföra att Dbtg är mindre än Dc. Men ballastens närvaro kan också ge en motsatt effekt.

Det är allmänt accepterat att det finns en så kallad Interfacial Transition Zone (ITZ) runt ballastkorn i betong. Detta är ett tunt skikt som bildas kring ballastkornen under härdningen och som består av cement med mycket högre porositet än den övriga cementen. Tjockleken av detta ITZ-lager är i storleksordningen 30 [µm]. Eftersom hög porositet gör det lättare för fukt att diffundera blir följden att DITZ är större än Dc. Nettoeffekten av

DITZ) och sedan använda desamma för att räkna fram materialegenskaper på makronivå, exempelvis Dbtg, som då förhoppningsvis ska vara mer generella än de motsvarande värdena på Dbtg som är experimentellt framtagna för specifika betongsorter.

Finit elementmetod

De makroskopiska materialegenskaperna bestäms genom att lösa ekvationerna (1) och (2) på mikronivå med hjälp av finit elementmetod (FEM). Finit element är en numerisk metod för att lösa partiella differentialekvationer, såsom ekvationerna (1) och (2), och metoden är tillämpbar för godtyckliga geometrier. Detta möjliggör modellering av betongens mikrostruktur genom att cement och ballast geometriskt kan skiljas åt.

Genom att den modellerade mikrostrukturen delas upp i element (trianglar), som gjorts i figur 8 på sidan 54, kan en numerisk lösning erhållas i varje nod (varje hörn i trianglarna). Trianglarna i figuren representerar alltså cement och tilldelas en diffusionskoefficient, Dc, med ett Bygg & teknik 7/10

Dynamon System Polymerteknologi i betongens tjänst Dynamon-systemet består av speciellt utvecklade produkter för fabriksbetong, prefab och infrastrukturbyggande.

3Superplasticerare för fabriksbetong För betong som behåller gjutbarheten över lång tid.

3Superplasticerare för prefab

För betong med stora krav på tidig hållfasthet.

3Superplasticerare för SKB betong

För självkomprimerande betong utan separation.

3Superplasticerare för golvbetong

För betong med god gjutbarhet och förutsägbar avbindning.

Rescon Mapei AB Gelbgjutarevägen 6, 171 48 Solna Tel: 08-525 090 80 • Fax: 08-525 090 86 info@resconmapei.se www.resconmapei.se

www.mapei.com

ADHESIVES • SEALANTS • CHEMICAL PRODUCTS FOR BUILDING

att lösa masstransportekvationerna, (1) och (2), kan fukt- och kloridjonskoncentrationen bestämmas som funktioner av rum och tid.

Beräkningsresultat

I figur 9 visas en simulering för en modellerad betongmikrostruktur med storleken 10 x 10 cm2. Figuren visar kloridjonskoncentrationen vid tre olika tidpunkter. Numeriska värden på diffusionskoefficienter har tagits från tidigare publicerade arbeten, [1] och [2]. I figuren har fukten och kloridjonerna endast möjlighet att tränga in från den vänstra randen. De andra tre Figur 8: Exempel på en mikrostruktur modellerad ränderna är täta. Simuleringen i figur 9 visar hur diffusionen anmed triangelnät. passar sig till ballastkornens utvisst numeriskt värde. De vita områdena i spridning. figur 8 utgör ballastkorn.

I figur 10 visualiseras en jämförelse av ITZ-lagret kan i sin tur modelleras som fuktdiffusion för olika mikrostrukturer. endimensionella element mellan de noder Den översta delfiguren innehåller endast som befinner sig på kanten mellan ce- cement, den mittersta innehåller cement ment- och ballastkomponenterna. Genom och ballast och den nedre innehåller ce-

ment och ballast med ITZ-lagret inkluderat. Noterbart är effekten av ITZ-lagret då den kan få fukten att tränga in snabbare om det finns ballast i cementpastan jämfört med om det inte finns ballast, trots att fukten har längre väg att diffundera. Bortser man från ITZ-lagret ser man hur ballasten, i den mittersta delfiguren, ger upphov till en bromsande effekt på fukten.

Begynnelsevärdena för fuktinnehållet var de samma för alla tre delfigurer.

Figur 9 och 10 visar hur betongens mikrostruktur påverkar det simulerade diffusionsförloppet, och visar därmed på vikten av att ha en realistiskt modellerad mikrostruktur. Figur 10 visar också på betydelsen av att ha kunskap om mikrostrukturens faktiska beskaffenhet och att ha korrekta matematiska modeller för densamma. En modell kan endast återge verkligheten mer eller mindre bra, aldrig återskapa den.

Att bortse från betongens heterogenitet är, som simuleringarna visar, otänkbart om man önskar modellera materialet mer realistiskt. För att förstå ett material måste man titta på dess mikrostruktur, för det är materialets sammansättning som avgör dess beskaffenhet.

Sammanfattning

Flerskalig modellering och finit elementmetod är beräkningstekniker som möjliggör modellering av material med heterogena mikrostrukturer, såsom betong.

Genom att inkludera betongens mikrostruktur vid modellering, kan man utvärdera hur tydligt mikrostrukturen påverkar diffusionsförloppet, eftersom diffusionen styrs av hur ballastkornen är fördelade i betongen. Framförallt får man ett verktyg för att studera och beräkna makroskopiska materialegenskaper.

■

Referenser

[1] Ababneh, A., Benboudjema F. & Xi Y. (2003): Chloride Penetration in Nonsaturated Concrete. Journal of Materials in Civil Engineering, Vol. 15, No. 2, pp. 183–191.

[2] Bazant Z.P., & Najjar L.J. (1972): Nonlinear Water Diffusion in Nonsaturated Concrete. Materials and Structures, Vol. 5, Nr 1, pp. 3–20.

[3] Cwirzen A. & Penttala V. (2005): Aggregate-cement paste transition zone properties affecting the salt-frost damage of high-performance concretes. Cement and Concrete Research, Vol. 35, Nr. 4, pp. 671–679.

Figur 9: Kloridjonskoncentration i (gramklorider/gramcement) för tiden, t är lika med 10,200 och 400 [dygn].

54

Figur 10: Relativ fuktighet (–), vid t är lika med 200 (dygn), för olika mikrostrukturer.

Välkommen till Bygg & tekniks hemsida: byggteknikforlaget.se Bygg & teknik 7/10

Kalkutfällningar på förtillverkade betongelement Kalkutfällningar på betongytor är ett återkommande problem inom betongindustrin. Problemet blir ännu mer påtagligt när pigment tillsätts för att ge betongen en viss kulör. Kraven är då ofta större på kulörbeständigheten. Artikeln behandlar kalkutfällningar på förtillverkade betongelement och hur dessa skulle kunna förhindras under tidig härdning.

Problemet kring kalkutfällningar har alltid funnits men har blivit mer aktuellt på senare år. Orsaken till detta är att pigmenterad betong blir allt vanligare som fasadmaterial. Betong anses vara ett material som ska vara underhållsfritt och se likadant ut efter 50 år. När en betongyta blir missfärgad vänder sig ofta beställaren till tillverkaren och kräver en åtgärd. Detta bortförklaras då ofta som ett naturligt inslag hos betongen. Argumentet accepteras oftast inte med följd att tillverkaren tvingas åtgärda problemet på plats. Problemen åtgärdas i dagsläget enligt Russel [1] genom syratvättning eller en mekanisk avlägsning i form av slipning eller blästring. Detta medför dock stor inverkan på ytstrukturen hos betongen, vilket inte är önskvärt.

Figur 1: Kalkutfällningar på ett svartpigmenterat fasadelement.

2, och kalciumhydroxiden tillåts diffundera ut till ytan. Karbonatiseringen sker sedan på vattenytan och blir kvar på betongytan när vattnet sedan har avdunstat.

Kalciumkarbonatet fäster sedan på ytan och missfärgar ytan. Eftersom kalcium-

Vad är en kalkutfällning?

När kalciumhydroxid som frigörs vid hydratiseringen av cement reagerar med luftens koldioxid bildas kalciumkarbonat enligt El-Turki et al [2], se ekvation:

Ca(OH)2 + CO2 → CaCO3 + H2O

För att reaktionen ska kunna ske måste kalciumhydroxiden vara löst i vatten. En kalkutfällning är resultatet av när detta sker på en betongyta. När en betongyta vattenbelastas, vid till exempel regn, blir de yttersta porerna vattenmättade, se figur

Figur 2: Vattenmättad betongyta. karbonatet inte är vattenlösligt kan det sittande på ytan under många år.

Det är dock viktigt att ha i åtanke att en missfärgad betongyta inte alltid bör förknippas med en kalkutfällning. Felaktigt val av formmaterial, ojämn applicering av formsläppmedel etcetera är exempel på orsaker som kan ge en yta med kulörskiftningar.

Problembeskrivning

Artikelförfattare är Daniel Andersson, WSP Environmental, Malmö, och Ola Lindborg, Byggnadsundersökningar AB, Malmö.

Bygg & teknik 7/10

Förtillverkningsindustrin eftersträvar en hög effektivitet vid tillverkningen av betongelement. På grund av detta är tillverkningsprocessen optimerad med avseende på betongens hållfasthetsutveckling. I regel gjuts elementen på eftermiddagen för att sedan avformas morgonen dagen efter.

Elementen lagras därefter inomhus tills tillräcklig hållfasthet uppnås innan de kan placeras ute på gården. Lagring utomhus kan i vissa fall ske under tak för att skydda

ytan mot direkt nederbörd, men oftast placeras de under bar himmel. Trots att betongelement skyddas mot direkt nederbörd har kalkutfällningar förekommit på dessa.

Det finns således andra yttre omständligheter som kan orsaka kalkutfällningar. I artikeln behandlas två tänkbara fall som skulle kunna medföra just detta.

Det första fallet som studerades var en inre fuktvandring mot betongytan. Det tillförs alltså inget vatten utifrån. Ett klimat som skulle kunna tänkas ge en inre fuktvandring är när ett varmt och nygjutet element placeras i ett mycket kallt klimat.

Fukten kommer då att drivas mot den kallare ytan på grund av en ånghaltsgradient.

Gradienten bildas då det finns en ånghaltsskillnad mellan betongelementets varma inre och den kallare ytan.

Det andra fallet innebär att vatten tillförs utifrån i form av en kondensutfällning på betongytan. Detta kan hända när betongelementet befinner sig i jämvikt med ett kallt klimat och det sker ett snabbt väderomslag till ett varmare klimat. Eftersom betong har en hög specifik värmekapacitet, kommer det att ta lång tid för ett betongelement att infinna sig i temperaturjämvikt med omgivande luft.

Om yttemperaturen hos betongen understiger daggpunkten i omgivande luft kan kondens fälla ut på ytan.

Klimatsimulering

I försöken göts självkompakterande betong med ett vattencementtal (vct) 0,43 innehållande ett svart pigment. Provkropparna hade dimensionerna 300 x 300 x 50 mm3 och göts i formar av formplywood.

55

För att efterlikna förtillverkningsindustrin fick de membranhärda i 18 timmar. Därefter formades de av och fick härda ytterliggare i 20 °C och 55 procent relativ fuktighet tills 60 procent av 28-dygnshållfastheten hade uppnåtts.

Efter härdning placerades varje provkropp i en klimatkammare för att simulera klimaten.

Inre fuktvandring: 20 till -10 °C, 80 procent relativ fuktighet 20 till -20 °C, 90 procent relativ fuktighet.

Kondensbildning på betongyta: 0 till 15 °C, 70 till 98 procent relativ fuktighet, tre cykler 0 till 10°C, 70 till 98 procent relativ fuktighet, tre cykler.

Vid försöket med kondensbildning simuleras övergången från kallt till varmt tre gånger vilket kan motsvara övergången från natt till dag under tre dygn. Provkropparna utvärderades sedan visuellt på avstånd och genom mikroskop samt kemiskt genom en XRDanalys. Ytorna bedömdes i relation till en referensprovkropp som förvarats i 20 °C och 55 procent relativ fuktighet under försöken.

Resultatet från försöken med den inre fuktvandringen visade inte på några ytliga utfällningar. På mikroskopisk nivå kunde heller ingen beläggning på ytan ses.

Försöken där kondensbildning simulerades resulterade däremot i kraftiga ut-

Figur 3: Provkropp härdad i 37 timmar i 20 °C och 55 procent relativ fuktighet.

fällningar i båda fallen. Provkroppen från försöket med den större temperaturvariationen, 0 till 15 °C, kan ses i figur 3. Figuren visar hur kalkutfällningar skapat en mycket flammig och matt yta vilket upplevs som störande.

Åtgärdsförslag

Tidigare forskning från Samuelsson [3] visar på att ett bra skydd mot kalkutfällning-

ar kan skapas genom att erhålla en tidig karbonatisering i de yttersta porerna. Detta karbonatskikt skyddar mot framtida utfällningar eftersom kalciumhydroxid måste diffundera från ett större djup. Karbonatskiktet gör det även svårare för kalciumhydroxid att diffundera ut mot ytan. Viktiga parametrar som har inverkan på karbonatiseringshastigheten är relativ fuktighet, temperatur och koldioxidhalten i omgi-

Laga och skydda betong med Thoro System s Lagningsbruk med aktivt rostskydd s Slammor för skydd och vattentätning

Tel 0706-16 60 25 s www.cementor.se 56

Bygg & teknik 7/10

vande luft. En härdning i hög relativ fuktighet medför att de ytliga kapillärporerna är delvis vattenfyllda, se figur 4. Karbonatiseringen sker då i de yttersta porerna och bildar ett skyddande karbonatskikt.

Figur 4. Porvattennivån i en ytlig kapillärpor vid höga relativ fuktigheter.

Resultaten från klimatsimuleringen låg till grund för vidare försök. Tanken var att åtgärden skulle vara enkel, effektiv och framförallt tillämpbar under härdningsprocessen i förtillverkningsindustrin. Två olika typer av åtgärder studerades. Åtgärdernas effektivitet utvärderades genom att provkropparna fick utsättas för samma klimat som gav resultatet i figur 3.

Den första åtgärden var att försöka skapa ett gynnsamt härdningsklimat genom att täcka provkropparna med en presenning. Syftet var att skapa en förhöjd relativ fuktighet under presenning men samtidigt tillåta ett visst luftombyte med omgivningen. Detta gjordes för att inte begränsa tillgången på koldioxid. Resultatet visade på att en tillräckligt hög relativ fuktighet inte uppnåddes under presenningen. Detta resulterade i kraftiga kalkutfällningar på provkroppens yta. Vidare utfördes försök där luftombytet under presenningen begränsades ytterligare för att nå en högre relativ fuktighet. Åtgärden gav en tillfredställande relativ fuktighet på runt 85 till 90 procent. Däremot sjönk koldioxidhalten till oacceptabelt låga nivåer. Detta resulterade i sin tur i utfällningar.

Den andra åtgärden låg i att på ett kontrollerat sätt styra härdningsklimatet. Klimatet hade en temperatur och en relativ fuktighet på 20 °C respektive 85 procent.

Figur 5: Provkropp härdad i 24 timmar i 20 °C och 85 procent relativ fuktighet.

Koldioxidhalten hölls på en konstant nivå med omgivande luft. Åtgärden gav en beständig yta, helt fri från kalkutfällningar, efter kondensationsförsöket, se figur 5.

Slutsatser

Vid väderomslag från kallt till varmt finns det stor risk att det fälls ut kondens på betongelementen. Är mängden kondensbildning tillräcklig sker med stor sannolikhet en kalkutfällning på betongelementets yta.

Risken för att kalkutfällningar kommer ske när ett nygjutet betongelement placeras i en mycket kall miljö får dock anses som obefintliga.

Det räcker inte med att skydda betongelementen mot kalkutfällningar genom att enbart placera dem under tak i utomhusmiljö.

Inte heller är det tillräckligt att täcka över elementen med en presenning under härdning för att minimera risken för kalkutfällningar. Det är mycket svårt att skapa ett gynnsamt härdningsklimat genom denna åtgärd.

En lösning på problemet med kalkutfällningar är att tillföra klimatiserad luft under ett till två dygn där den relativa fuktigheten kan hållas på en jämn nivå (80 till 90 procent). Luften som klimatiseras bör vara inomhusluft för att hålla koldioxidhalten på en normal nivå. Det kan dock vara svårt att hålla rätt klimat över hela betongytan. Ett av problemen är bland annat att yttemperaturen kan variera kraftigt hos större element.

■

Referenser

[1] Russel P, Efflorescence and the Discoloration of Concrete, Eyre & Spootiswoode Publications Ltd, Leatherhead, Surrey 1983.

[2] El-Turki A., Ball R.J. & Allen G.C., The influence of relative humidity on structural and chemical changes during carbonation of hydraulic concrete, Cement and Concrete Research, vol. 37, nr.8, sid. 1233–1240, maj 2007.

[3] Samuelsson P, Kalkutfällningar på betongytor, Statens råd för byggnadsforskning, Liber tryck, Stockholm, 1977.

Nu blir det enklare att välja rätt produkter.

Vi har lösningen.

I dagens byggnader är det många material som samverkar och måste anpassas till varandra.

Vi har därför tagit fram fuktsäkra lösningar för husets olika byggdelar – från golv till tak.

Du hittar dem på vår hemsida. Välkommen till Mataki Solutions. www.trelleborg.com/waterproofing

Bygg & teknik 7/10

57

Experimentell elasticitetsmodul och hållfasthet hos högpresterande självkompakterande betong Artikeln omfattar en bedömning av elasticitetsmodul, E-modul, och hållfasthet hos högpresterande självkompakterande betong baserat på laboratoriemätningar. För detta ändamål bedöms inverkan av blandningsförhållanden, omräkningsfaktorer och separationstendenser på en av betongernas tryckhållfasthet.

Betongerna tillverkades av betongindustrin, såväl i Sverige som i Tyskland. Resultaten tyder på att en robust högpresterande självkompakterande betong hade utvecklats med mycket små spridningar i resultat av hållfasthet och E-modul etcetera. Det torde inte möta några hinder att tillverka denna betong vid vilken betongindustri och arbetsplats som helst i landet. Laboratoriemätningar av E-modul och hållfasthet utfördes 2007 av Bärande konstruktioner, LTH, Lund samt av hållfasthet även av betongindustrin och SP Sveriges Tekniska Forskningsinstitut.

Sammansättningar hos betongerna vid provning ges i figur 1 [1]. Betong nummer 1 till 9 baserades på optimeringar av högpresterande självkompakterande varmbetong (nummer 10). Till skillnad från optimeringen av högpresterande självkompakterande varmbetong vid 35 °C genomfördes provningarna av övrig betong vid rumstemperatur samt med en minskning av stenstorlek från 8 mm för högpresterande självkompakterande varmbetong till 5 mm för högpresterande självkompakterande betong. Skälet till minskningen var en smal formkonstruktion, balkar med bredden 40 mm samt betongplatta med tjockleken 25 mm. Passage av bal-

Artikelförfattare är Bertil Persson, docent, Bara.

58

last i bedömdes inte möjlig med stenstorlek 8 mm. Följande rutiner tillämpades vid tillverkning av provämnen och laboratorieprovningar vid bestämning av E-modul för betong nummer 6: ● Tester genomfördes cirka 1, 2, 7, 28 och 90 dygn efter gjutning vid betongindustrin ● LTH Bärande konstruktioner, Lund, tillhandahöll provformar (D är 100 mm, L är 200 mm) ● Provämnen märktes vid gjutning med ståltråd plus plåt med datum, betongreceptur ● Gjutning skedde med stående form genom långsam ihällning (överfylldes cirka 3 mm) ● Formen med betong fick stå cirka tre minuter för att överskottsluft skulle lämna betongen ● Stållocket skjuvades försiktigt på toppen av betongformen ● Stållocket klämdes hårt fast mot betongformens cylinder med tillhörande bygel ● Cylindern lades ned med skarven uppåt, härdades cirka tio timmar samt transporterades ● Härdning skedde vid rumstemperatur utan löpande temperaturmätning ● Morgonen efter gjutning transporterades provcylindrarna vid cirka 20 °C till Lund ● Proverna avformades i Lund och härdades därefter vid 20 °C och relativ fuktighet lika med 60 procent ● Provning skedde med två cylindrar vid varje provtillfälle, det vill säga tio stycken provcylindrar

Samtidigt göts ett lika stort antal kuber, 150 mm, (tio stycken) för provning av brottvärde ● Provning av kuberna skedde till brott för att erhålla brottpåkänningen (1 MPa/s) ● Pålastningshastighet vid provning av E-modul var också 1 MPa/s ● Cylindrarna provades till cirka 65 procent av brottpåkänningen vid framtagning av E-modulen.

Följande tidsplan tillämpades vid provningarna vid bestämning av E-modul: ● Formar hämtades i Lund och gjutning skedde ● Transport skedde till Lund sexton timmar efter gjutning med avformning i Lund ● Första provningen vid cirka ett dygns ålder ● Andra provningen vid två dygn ● Tredje provningen vid sju dygn ● Fjärde provningen vid 28 dygn ● Femte provningen skedde vid cirka 90 dygns ålder ● Redovisning och bearbetning av resultat.

Vid bestämning av tryckhållfasthet tilllämpades följande rutiner: ● Betongen som användes för tillverkning av kuber togs direkt från blandaren inom cirka femton minuter från blandningstillfället. ● Alternativt användes vid bedömning av separationstendenser betong nummer 6 tagen ur betongpumpens tråg, efter betongpump före slang eller efter betongpump efter slang för tillverkning av kuber. ●

Figur 1: Sammansättning hos provbetong med vattencementtal lika med 0,34 samt cirka 10 kg/m3 flytmedel.

Bygg & teknik 7/10

Gjutning skedde av 100-mm eller 150mm kuber, förseglade första dygnet efter gjutning. ● Vid provning vid betongindustrin tilllämpades vattenlagring från avformning efter 1 dygn fram till provtryckning. ● Vid provning vid SP skedde vattenlagring fram till transport till Borås med lufthärdning under transporten och fram till provtryckningstillfället. ● Rumstemperatur rådde vid härdningstillfället utom för betong nummer 10 då ingjutna termoelement användes (betong nummer 10 härdades första dygnet vid 35 °C). ● Provning av kuber skedde till brott för Figur 3: Hållfasthetsutveckling för varieatt erhålla brottpåkänningen (1 MPa/s).

Figur 2: Hållfasthet, påkänning, rande betongkvalitet (100 eller 150 mm Vid bedömning av effekten av blandbelastning, E-modul och cylinderkub, MPa). ningsförhållanden, omräkningsfaktorer hållfasthet hos betong nummer 6. och separationstendenser på betongens fcc, Nr 6 = 11 • ln(((T - 5) • t) - 133,3) tryckhållfasthet användes följande meto- där fcc betecknar hållfasthet för 150-mm + (-0,197 • ln(t) + 0,317) • T + 6,61·ln(t) torr kub (MPa). Figur 3 visar beräknad der: hållfasthet för 150-mm torr kub som - 28,6 15 < T < 40 °C; 5 < t < 2 200 h) (3) ● Totalt tillverkades tre satser betong funktion av mognadsgrad med i tabell 1 fcc är hållfasthet för 150-mm torr kub med jämförelse av tryckhållfast(MPa), T temperatur dygn 1 heten emellan dessa vid 7, 10 till (°C), t ålder (h) 11 samt 25 till 28 dygns ålder.

Tabell 1: Omräkningsfaktorer vid varierande kubstorlek Som tidigare känt erhålls hög● Betong göts i huvudsak direkt och härdningssätt till tryckhållfasthet för 150-mm torr re tidig hållfasthet på bekostnad ur blandaren men även efter utkub.

–––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––– av sluthållfastheten och därmed tag ur pumptråg, före pump, efäven på bekostnad av E-moduKubstorlek Härdningssätt Omräkningsfaktor ter pump men före slang samt ef–––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––– lens storlek. ter pump efter slang.

100-mm kub Våt plus torr 0,95 Effekt av blandningsförhål● Olika provstorlekar jämfördes landen. Vid beräkning av effek100-mm kub Våt 1 vid denna undersökning nämliter av blandningsförhållanden, gen 100-mm cylinder med längd 150-mm kub Våt plus torr 1,05 omräkningsfaktorer och separa200 mm, 100-mm kub samt 150150-mm kub Våt 1,10 tionstendens används signifimm kub kansanalys med signifikans då Z ● Signifikansundersökning givna omräkningsfaktorer använda vid större än plusminus 1,96 med följande begenomfördes för att utröna om det fanns varierande kubstorlek och härdningssätt räkningsmetod: skillnader eller inte i betongens tryckhålltill tryckhållfasthet för 150-mm torr kub Z = (m1 - m2) / x (4) fasthet beroende av blandningsförhållanden, omräkningsfaktorer och separations- som funktion av mognadsgrad [3]. Från x = ((s12)/n1 + (s22) / n2) 0,5 (5) figur 3 beräknades följande samband för tendenser. betong nummer 6, tabell 2: där m1 är medelvärde för prover ur serie ●

Resultat och analys

Resultat. Figur 2 visar tryckhållfasthet, maximal påkänning vid provning av Emodul, belastningsnivå vid provning av E-modul, beräknad E-modul samt cylinderhållfasthet för prover använda vid provning av E-modul. Egendeformationer hos provningsmaskinen, y (mm), subtraherades från totaldeformationen i samband med beräkningen (x = kraft (kN)) [2]: y = -0,0000000000000017848168427x6 + 0,0000000000029630722425264x5 0,00000000190326419992526x4 + 0,000000600100805231816x3 0,0000967019380460066x2 + 0,01027096852252030x + 0,156109777028993 (1)

I figur 3 ges resultat av hållfasthet efter cirka 60 provningar av olika betonger.

Effekt av mognadsgrad. För tryckhållfastheten för 150-mm torr kub vid 20 °C erhölls följande samband (MPa):

fcc, Nr 6 = 10,3 • ln(t) + 61,3 {1 < t < 100 dygn, R2 = 0,97} (2) Bygg & teknik 7/10

Tabell 2: Hållfasthet för betong nummer 6 (150-mm torr kub) beräknad med ekvation (3) (MPa).

––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––– T (d 1,°C) / Ålder (h) 5,0 7,5 10,0 12,5 15,0 17,5 675 2 200 ––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––– 15 17 28 97 114 20 15 28 35 39 96 113 25 14 29 36 40 43 95 110 30 26 35 40 43 46 92 106 35 13 32 38 42 45 47 90 102 40 23 35 40 44 46 48 87 98

Tabell 3: Resultat av signifikansberäkning av tryckhållfasthet för betong nummer 6 för satserna Bh 1 och Bh 2, det vill säga ingen signifikant skillnad i hållfasthet dem emellan trots att skillnaden i medelvärde uppgick till 4,4 MPa (MPa).

––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––– Bh 1 – Bh 2 m1 m2 m1-m2 s1 s2 x Z Signifikans ––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––– Bh 1 10–11 dygn 87,5 3,4 Bh 2 10–11 dygn 91,9 4,0 -4,4 4,45 0,00 Nej ––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––– Beteckningar: m1 är medelvärde för prover ur serie nummer 1, n1 är antalet prover ur serie nummer 1, s1 är standardavvikelsen för proverna ur serie nummer 1, Bh är satsnummer.

59

nummer 1, n1 är antalet prover ur serie nummer 1, s1 är standardavvikelsen för proverna ur serie nummer 1. För Bh 1 användes 100 procent av vatten plus flytmedel direkt; för Bh 2: 90 procent av vatten plus flytmedel direkt; för Bh 3: 75 procent av vatten plus flytmedel direkt. Tabell 3 visar resultat av signifikansberäkning av tryckhållfasthet för satserna Bh 1 och Bh 2, det vill säga ingen signifikant skillnad i hållfasthet dem emellan trots att skillnaden i medelvärde uppgick till 4,4 MPa. Tabell 4 visar resultat av en signifikansberäkning av tryckhållfasthet för satserna Bh 1 och Bh 3, det vill säga signifikant skillnad i hållfasthet dem emellan (skillnad i medelvärde 14,4 MPa). Att tillsätta 25 procent flytmedel i efterhand är således olämpligt med hänsyn till tryckhållfastheten. Efterdosering av flytmedel kan dock ske med tio procent utan att denna tillsats påverkar tryckhållfastheten.

Tabell 5 visar resultat av en signifikansberäkning av tryckhållfasthet för satserna Bh 2 och Bh 3, det vill säga signifikant skillnad i hållfasthet dem emellan (skillnad i medelvärde 9,0 MPa). Det kan således konstateras att sats Bh 3 hade signifikant lägre tryckhållfasthet än de bägge satserna Bh 1 och Bh 2 trots samma sammansättning av betongen i de tre satserna.

Effekt av omräkningsfaktorer. Tabell 1 visar omräkningsfaktorer baserade på normal betong (vibrerad). För normal betong är omräkningsfaktorn för tryckhållfasthet för 100-mm cylinder med längd 200 mm till tryckhållfasthet för 150-mm kub multiplikation med 1,42. Baserat på resultat ur figur 2 erhålls på motsvarande sätt att för självkompakterande betong är omräkningsfaktorn för tryckhållfasthet för 100-mm cylinder med längd 200 mm till tryckhållfasthet för 150-mm kub multiplikation med 1,03, det vill säga nära nog samma hållfasthet för 100-mm cylinder med längd 200 mm som för 150mm kub. Baserat på värden ur figur 2 visar tabellerna 6 och 7 att tryckhållfastheten för 150-mm kub signifikant var elva procent större än tryckhållfastheten för 100-mm kub. För normal betong gäller motsatsen, det vill säga att tryckhållfastheten för 150-mm kub är fem procent lägre än tryckhållfastheten för 100-mm kub, tabell 1. Orsaken till att tryckhållfastheten är högre för en större provkropp, 150 mm, än för en mindre, 100 mm, är för en självkompakterande betong troligen friktionen mot formsidan, vilken friktion för en normal betong överbryggas med hjälp av vibrering. Normal betong kompakteras med vibrering intill formytan även om formen är trång. Detta är ett observandum för självkompakterande betong, det vill säga att lägre hållfasthet kan erhållas i trånga formsektioner än i en 150-mm kub. Eventuella skillnader i tryckhållfasthet beroende av formutförande och gjutningssätt kan dock provas baserat på utborrade prover.

60

Tabell 4: Resultat av signifikansberäkning av tryckhållfasthet för betong nummer 6 för satserna Bh 1 och Bh 3, det vill säga signifikant skillnad i hållfasthet dem emellan (skillnad i medelvärde 14,4 MPa) (MPa).

––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––– Bh 1 – Bh 3 m1 m2 m1-m2 s1 s2 x Z Signifikans ––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––– 89,1 0,0 Bh 1 7 dygn Bh 3 7 dygn 74,7 5,0 14,4 3,56 4,06 Ja Tabell 5: Resultat av en signifikansberäkning av tryckhållfasthet för betong nummer 6 för satserna Bh 2 och Bh 3, det vill säga signifikant skillnad i hållfasthet dem emellan (skillnad i medelvärde 9,0 MPa) (MPa).

––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––– m1 m2 m1-m2 s1 s2 x Z Signifikans Bh 2 – Bh 3 ––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––– Bh 2 25–28 dygn 108,1 5,1 Bh 3 25–28 dygn 99,1 0,6 9,0 3,00 3,01 Ja ––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––– Beteckningar: m1 är medelvärde för prover ur serie nummer 1, n1 är antalet prover ur serie nummer 1, s1 är standardavvikelsen för proverna ur serie nummer 1, Bh är satsnummer.

Tabell 6: Hållfasthet för betong 6 vid tio dygn, dels 100-mm kub, dels 150-mm kub.

––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––– 100-mm – 150-mm kuber 100-mm kub 150-mm kub Normal våt plus torr våt plus torr betong ––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––– Bh 2 Mv 100-mm kub, 10 dygn 82,8 ––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––– Bh 2 Mv 150-mm kub, 10 dygn 91,9 ––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––– Bh 2 Stdav 100-mm kub, 10 dygn 6,0 ––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––– Bh 2 Stdav 150-mm kub, 10 dygn 4,0 ––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––– Kvot 150-mm kub/100-mm kub 1,11 0,95 Tabell 7: Signifikansanalys av skillnad i tryckhållfasthet för betong nummer 6 mellan 100-mm kub och för 150-mm kub vid tio dygns ålder.

––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––– 100-mm – 150-mm m1 m2 m1-m2 s1 s2 x Z Signifikans kuber –––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––– Bh 2 100-mm 82,8 6,0 10 dygn ––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––– Bh 2 150-mm 91,9 4,0 10 dygn -9,2 3,79 -2,42 Ja ––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––– Beteckningar: m1 är medelvärde för prover ur serie nummer 1, n1 är antalet prover ur serie nummer 1, s1 är standardavvikelsen för proverna ur serie nummer 1, Bh är satsnummer.

Tabell 8: Hållfastheten för betong nummer 6 var signifikant högre efter pump före slang än i pumptråget (11,4 MPa) troligen eftersom pumpen homogeniserade betongen.

––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––– Bh 2 Tråg - pump m1 m2 m1-m2 s1 s2 x Z Signifikans ––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––– Bh 2 7 dygn 80,11 6,4 Tråg ––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––– Bh 2 7 dygn 91,6 3,8 E. pump f. slang -11,4 3,88 -2,95 Ja ––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––– Beteckningar: m1 är medelvärde för prover ur serie nummer 1, n1 är antalet prover ur serie nummer 1, s1 är standardavvikelsen för proverna ur serie nummer 1, Bh är satsnummer.

Bygg & teknik 7/10

ra positiva effekter av pumpningen. Tabell 9 visar däremot att slangpassagen inte hade någon signifikant inverkan på hållfastheten hos betongen. Slutligen visar tabell 10 att det inte fanns någon signifikant skillnad mellan betongens hållfasthet för prover tagna ur blandaren respektive prover tagna på betong efter slangpassagen. Den enda inverkan av separation på hållfastheten hos betong som kunde konstateras förekom således för betong i pumptråget Figur 4: Hållfasthet beroende av provtagningsplats (MPa).

Effekt av separation. Effekten av eventuell separation undersöktes för betong nummer 6 ur sats Bh 2 vid sju dygns ålder, figur 4. Tabell 8 visar att hållfastheten för betong nummer 6 var signifikant högre efter pump före slang än i pumptråget (11,4 MPa) troligen eftersom pumpen homogeniserade betongen eller hade and-

E-modul

För E-modulen som funktion av tryckhållfasthet erhölls följande samband (GPa), figur 1: ENr 6 = 0,446fcc0,941 {60 < fcc < 120 MPa; R2 = 0,53} (6) där fcc betecknar hållfasthet för 150-mm torr kub (MPa) och E är E-modulen (GPa).

Anledningen till låga korrelationsvärden för sambandet för betong nummer 6

Talet 9: Slangpassagen hade inte någon signifikant inverkan på hållfastheten hos betong nummer 6.

––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––– Bh 2 Pump, slang m1 m2 m1-m2 s1 s2 x Z Signifikans ––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––– Bh 2 7 dygn 91,6 3,8 E. pump f. slang ––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––– Bh 2 7 dygn 88,2 2,2 E. slang 3,3 2,27 1,47 Nej ––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––– Beteckningar: m1 är medelvärde för prover ur serie nummer 1, n1 är antalet prover ur serie nummer 1, s1 är standardavvikelsen för proverna ur serie nummer 1, Bh är satsnummer.

Tabell 10: Ingen signifikant skillnad mellan hållfasthet hos betong nummer 6 för prover tagna ur blandaren respektive prover tagna på betong efter slangpassagen.

––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––– Bh 2 Blandare m1 m2 m1-m2 s1 s2 x Z Signifikans E. slang ––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––– Bh 2 28 dygn 108,1 5,1 Blandare ––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––– Bh 2 24 dygn 112,9 0,0 E. slang -4,7 2,57 -1,85 Nej ––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––– Beteckningar: m1 är medelvärde för prover ur serie nummer 1, n1 är antalet prover ur serie nummer 1, s1 är standardavvikelsen för proverna ur serie nummer 1, Bh är satsnummer.

Tabell 11: Ungefärlig E-modul för betong Beta 6 efter insättning av samband (3) i samband (6), samband (8) (torrt prov, GPa).

––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––– T (d 1,°C)/ Ålder (h) 5,0 7,5 10,0 12,5 15,0 17,5 675 2 200 ––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––– 15 6 10 33 39 20 6 10 13 14 33 38 25 5 11 13 14 15 32 37 30 10 13 14 15 16 32 36 35 5 12 14 15 16 17 31 35 40 9 13 14 16 16 17 30 33 ––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––– Beteckningar: d är dygn; h är timmar, T ät temperatur (°C) Bygg & teknik 7/10

är minskande värden på tryckhållfasthet vid 28 dygns ålder. Insättning av samband (3) i samband (6) gav följande ungefärliga samband för E-modulen, tabell 11:

EBeta 6 = 0,446 • (11 • ln(((T - 5) • t) 133,3) + (-0,197 • ln(t) + 0,317) • T + 6,61 • ln(t) - 28,6) 0,941 {15 < T < 40 °C; 5 < t < 2 200 h} (8) EBeta 6 är E-modul för betong nummer 6 avseende 100-mm torr cylinder (GPa), T temperatur dygn 1 (°C), t ålder (h).

Kompletterande mätningar av E-modul och hållfasthet efter vattenlagring

Material och metoder. Kompletterande mätningar av E-modul och hållfasthet på vattenlagrade provkroppar syftade till att fastställa effekten av härdning i vatten som en jämförelse till tidigare genomförda försök med härdning i luft. Betong nummer 6 provades efter gjutning i Tyskland i fyra omgångar, tabell 12 på nästa sida. Följande blandningsprocedur, härdning och provtagning gällde: ● Torrblandning utfördes under femton sekunder ● Våtblandning inklusive flytmedel utfördes under 90 eller 120 sekunder ● Bestämning av flytsättmått ● Provning med L-box ● Gjutning av tre stycken 150-mm kuber samt tre stycken 100-mm cylindrar, längd 200 mm. ● Kuber förvarades i dubbla PE-påsar dygn 1 samt därefter i vatten ● Cylindrar förvarades med lock dygn 1 samt därefter i vatten.

Följande rutiner tillämpades vid laboratorieprovningarna: ● Provningsålder var 12, 28 och 90 dygn ● Avtorkning skedde av provkroppen före provning ● Hållfasthet och E-modul bestämdes med en pålastningshastighet av 1 MPa/s ● Maximal påkänning vid bestämning av E-modul på 100-mm cylinder uppgick till 50 procent av brottpåkänningen för 150mm kub. ● Deformationen av cylindern fastställdes mellan åtta utanpåliggande dubbar vilka fästes mot cylindern ● Avståndet mellan dubbarna uppmättes ● Mellan dubbarna fanns två ringar fastsatta mellan vilka ringar deformationen mättes med tre LVDT-givare Resultat och analys. Tabell 12 visar även resultat av kompletterande mätningar av E-modul och hållfasthet. Figur 5 på nästa sida visar flytsättmått för betong 6 som funktion av blandningstid. Våtblandningstiden uppgick till mindre än hälften av, av Svenska Betongföreningen rekommenderad minimitid. Variationskoefficienten för resultaten var dock låg vilket tyder på att en tillräcklig blandningstid användes. Ingen signifikant skillnad mellan 61

Figur 5: Flytsättmått för betong nummer 6 som funktion av blandningstid.

egenskaperna för betongen ur de olika satser kunde konstateras i vare sig E-modul (28 dygn: 39,1 GPa) eller hållfasthet (28 dygn: 102 MPa). Om ekvation (6) används erhålls en underskattning ev E-modulen eftersom formeln avser torr betong.

Hänsyn till betongens fuktighet vid beräkning av E-modulen tas till exempel genom följande samband (GPa), tabell 12 [4] : Efc,RF ≈ 0,103 • (145 - RF) • (fc)0,00433

•

(RF + 12)

(9)

där RF betecknar betongens inre fuktighet (%).

Sammanfattning och slutsatser

Pilotförsök med bjälklag av betong visade för stor nedböjning. E-modulen för en nyutvecklad betong har därför bestämts. Det torde inte möta några hinder att tillverka denna betong vid vilken betongindustri och arbetsplats som helst i landet. Vid E-modulbestämningen användes ett tiotal provkroppar av vardera nyutvecklad betong medan ett 60-tal kuber har använts vid bestämning av hållfasthetsutvecklingen för enbart en betong, nummer 6. Baserat på laboratoriemätningar och bedömningar av E-modul och hållfasthet för torrlagrad betong kunde följande slutsatser dras: ● Efter ett dygns härdning vid 20 °C erhöll betongen cirka 60 MPa i tryckhållfasthet samt cirka 22 GPa i E-modul. ● Efter 28 dygns härdning vid 20 °C erhöll såväl betongen cirka 100 MPa i tryckhållfasthet samt cirka 33 GPa i Emodul. ● Samband togs fram för beräkning av hållfastheten för betongen vid varierande temperatur och ålder, det vill säga olika mognadsgrad. ● Ungefärliga samband togs fram för beräkning av E-modulen för betongen vid olika temperatur och ålder, det vill säga varierande mognadsgrad.

Följande slutsatser drogs från studier av blandningsförhållanden, omräkningsfaktorer och separation: ● Blandningsförhållandena medförde att hållfastheten vid försenad tillsats av mer än tio procent av den totala flytmedelsmängden i betong nummer 6 minskade för en sats i en serie av tre.

62

Tabell 12: Sammansättning och egenskaper i färskt tillstånd hos betong 6 (kg/m3) [14].

––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––– Material Medelvärde StandardVariations, koefficient avvikelse (%) ––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––– 479 3,2 1 Cement Skövde SH Silikastoft Elkem 14,3 0,1 1 Kalkstensfiller G200 134 0,9 1 Baskarp sand B15 200 1,3 1 Baskarp sand B25 67,0 0,4 1 Baskarp sand B55 137 0,9 1 Baskarp sand B70 188 1,2 1 Baskarp sand B95 286 1,9 1 Baskarp sand 1–3 mm 62,3 0,4 1 Kross Sperlingsholm 2–5 mm 678 4,5 1 Flytmedel ACE30 10,2 0,1 1 Vatten 172 1,1 1 Vatten tillsatt 165 1,1 1 Vattencementtal 0,338 0,0 0 Densitet teoretisk 2421 16 1 Densitet uppmätt 2421 16 1 Blandningstid (s) 90, 120 0 0 Flytsättmått (mm) 678 46 7 L-box 0,94 0,01 1 Ballastandel 0,67 0 0 Hållfasthet (150-mm våt kub, MPa) 12 dygn 87,8 3,2 4 28 dygn 101,7 3,4 3 E-modul (100-mm våt cylinder, GPa) 12 dygn 36,9 1,4 4 28 dygn 39,1 1,3 3 Torr E-modul (ekvation (6), GPa) 12 dygn 30,1 28 dygn 34,5 E-modul RF = 60 procent (GPa) 12 dygn 35,3 28 dygn 37,0 E-modul RF = 80 procent (GPa) 12 dygn 39,8 28 dygn 42,2 E-modul RF = 100 procent (GPa) 12 dygn 40,6 28 dygn 43,6

● Omräkningsfaktorn för hållfastheten för kuber av självkompakterande betong förefaller innebära att 150-mm kuber visar högre hållfasthet än 100-mm kuber medan motsatt förhållande råder för normal betong (vibrerad). ● Eventuell separation hos betong gav ingen signifikant påverkan på hållfastheten vare sig efter pumpning eller efter pumpning och slangpassage. ● Signifikant lägre hållfasthet konstateras för betong i pumptråget till följd av separation där.

Följande slutsatser drogs efter mätningar av E-modul och hållfasthet på vattenlagrad betong: ● Variationskoefficienten för resultaten var låg för resultaten av betong tillverkad i fyra satser, vilket tyder på en robust betong. ● Inga signifikanta skillnader mellan olika satser konstateras i vare sig E-modul (28 dygn: 39,1 GPa) eller för hållfasthet (28 dygn: 102 MPa).

● E-modulen för våtlagrad betong var, som tidigare känt, betydligt högre än vad som uppmättes för torr betong.

■

Referenser

[1] Bertil Persson (2009). Högpresterande självkompakterande varmbetong.

Bygg & teknik. Nr 07/2009, sid. 32–36.

[2] Per-Olof Rosenkvist (2007). Mätningar av E-modul och hållfasthet på torra provkroppar. LTH Bärande konstruktioner. Lund. 2007.

[3] Tatiana Berglund (1992). Omräkningsfaktorer av tryckhållfasthet för högpresterande betong. Rapport TVBM-5023.

LTH Byggnadsmaterial. Lund. 95 sid.

[4] Bertil Persson (1998). Quasi-instantaneous deformation of High Performance Concrete. Report TVBM-1016.

LTH. Lund. 500 sid.

Välkommen till Bygg & tekniks hemsida: byggteknikforlaget.se Bygg & teknik 7/10

Inverkan av variabel härdningstemperatur på betongens hållfasthetsutveckling Det är sedan länge känt att temperaturens inverkan på betongens hållfasthetsutveckling innebär att härdningshastigheten ökar med ökad temperatur. Detta kan beskrivas med en så kallad mognadsfunktion (egentligen temperaturhastighetsfaktor). Det är också välkänt att om man bibehåller en hög härdningstemperatur under längre tid så erhåller man för flertalet betonger en lägre sluthållfasthet. Bägge dessa fenomen har modellerats på ett sånt sätt att man kan beakta temperaturens inverkan redan vid planering av en betonggjutning, och för några betonger redovisas att modellen fungerar vid anpassning mot försök.

Modell för temperaturens inverkan på hållfasthet

I litteraturen redovisas flera resultat, där betongen påverkas av temperaturen på två sätt, se figur 1 och figur 2. Av figurerna framgår följande: I. Under första skedet av hållfasthetsutvecklingen ökar hållfastheten med ökad härdningstemperatur (ett dygn hållfasthet ökar med ökad temperatur, figur 1, respektive kurvorna är likformiga vid logaritmisk tidsskala för olika temperaturer, figur 2, upp till en viss hållfasthetsnivå) II. Hållfastheten vid 28 dygn sjunker med ökad temperatur, figur 1 och figur 2.

Artikelförfattare är Jan-Erik Jonasson, Peter Fjellström och Henrik Bäckström, Luleå tekniska universitet, Luleå.

Bygg & teknik 7/10

Figur 1: Hållfasthet vid 1 d och 28 d för olika härdningstemperaturer.

Enligt Verbeck och Helmuth (1968).

Figur 2: Hållfasthetsutveckling för betong med vct lika med 0,58 för olika härdningstemperaturer.

Enligt Byfors (1980).

Fenomenet beskrivet i I ovan kan modelleras med hjälp av en temperaturfaktor, βT [-], till exempel, Byfors (1980, Jonasson, (1984) enligt ekvation (1) i formelrutan här intill.

Ekvation (1) beskriver en hastighetsfaktor för betongens härdning, vilket populärt ibland benämns ”mognadsfunktion”. Faktorn βT beskriver hur stor härdningshastigheten vid betongtemperaturen

T är i relation till hastigheten vid 20°C (= refenstemperatur = 20 + 273 = 293 K).

Utifrån ekvation (1) kan man beräkna en så kallad temperaturekvivalent mognadstid, teT, Jonasson (1994) enligt ekvation (2).

Med hjälp av temperaturekvivalent mognadstid beskrivs hållfasthetsutvecklingen för referenstemperaturen utan hållfasthetstapp, fccref [MPa], med ekvation (3).

där θ är ”aktiveringstemperatur” [K], T är betongtemperaturen [°C].

(1) (2)

(3)

där fcc,28d [MPa], s[-], ncc28d [-], ts [h], tA [h], fA [MPa] och nA[-] är oberoende parametrar, som bestäms vid anpassning mot försök. Dessutom måste t* beräknas separat för att uppfylla villkoret att för teT är lika med tA måste bägge uttrycken i ekvation (3) ge samma värde, det vill säga enligt ekvationerna (4) till (6) på sid 64.

63

vilket ger med

(4) (5) (6) (7)

där ∆max drop,28d [-] är lika med maximalt hållfasthetstapp för teT är lika med 28 d, vilket motsvarar en mycket hög härdningstemperatur; 0 ≤ γdrop ≤ 1 är en faktor som sammanfattar temperaturens inverkan på hållfasthetstappet.

(8) med (9) och (10) (11) (12) där TempD [°], κtemp [-], TimeD [h] och κTime [-] tillsammans med ∆max drop,28d [-] är parametrar som bestäms utifrån anpassning mot försöksresultat, där man har observerat hållfasthetstapp.

(13) där t1 [h] och κ1 [-] bestäms utifrån mognadsgradsutvecklingen för aktuell betong.

(14) Fenomenet beskrivet i II ovan kan utifrån observationer vid försök uttryckas fenomenologiskt med: a) Hållfasthetstappet startar när en viss temperatur uppnåtts och får ett slutvärde vid en annan högre temperatur b) I början av härdningsförloppet, vilket här avser en förhöjd temperatur upp till en viss mognadsgrad, sker inget hållfasthetstapp.

Till dessa två observationer görs ett tillägg att hållfasthetstappet antas vara: 64

c) kopplat till mängden gel som bildas per tidsenhet, vilket kan beskrivas med härdningshastigheten (dα / dteT).

Den reducerade hållfastheten efter justering för effekterna av förhöjd temperatur, fcc, beskrivs här med ekvation (7).

En lämplig funktion, som sammanfattar inverkan av punkterna a) till c), är ekvationerna (8) till (10).

Den första funktionen γTemp formuleras enligt ekvation (11), och andra funktionen γtime formuleras enligt ekvationen (12).

Den beräknade härdningshastigheten utgår från härdningsgraden, Jonasson (1984) beskriven enligt ekvation (13).

Derivering av ekvation (13) med avseende på temperaturekvivalent mognadstid ger ekvation (14).

Tillämpningsexempel

Vid försök med svenskt byggcement och härdning vid temperaturerna 5, 20, 35 respektive 50 °C visas uppmätta och, med ovan beskriven modell, beräknade hållfasthetsutvecklingar i figur 3 på sidan 66.

Som framgår av figuren börjar hållfasthetstappet vid en betongtemperatur något lägre än 35 °C för den provade betongen.

Modellen för hållfasthetstapp har även tillämpats på några engelska betonger, se figur 4, där fyra olika betongblandningar redovisas med följande bindemedel: a) 100 procent Portlandcement b) 90 procent Portlandcement och 10 procent finmalt kalkfiller c) 20 procent Portlandcement och 80 procent slagg d) 73 procent Portlandcement och 27 procent flygaska.

Av figuren framgår att för de provade betongerna är det endast för bindemedel Portlandcement plus flygaska, som man inte observerat något hållfasthetstapp vid förhöjd betongtemperatur. Man kan till och med se en viss höjning av hållfastheten vid användning av flygaska och förhöjd temperatur. En möjlig förklaring till detta kan vara att flygaska är en ren puzzolan, det vill säga reagerar endast efter att kalciumhydroxid bildats vid hydratationen av Portlandcement, och att detta ger sena hydratationsprodukter som ”tätar” till de grövre porer som troligen (se delfigur a) bildats vid Portlandcementets reaktion med vatten. Det finns dock indikationer på att om man höjer temperaturen ytterligare (T > 45 °C) kan man även för flygaska få hållfasthetstapp.

Att man får hållfasthetstapp för betong som innehåller slagg vid försök med bibehållen hög temperatur behöver inte betyda att man får ett hållfasthetstapp i en verklig konstruktion, eftersom betongens värmeutveckling är lägre för betong med slagg än för betong som enbart innehåller Portlandcement vid samma totala bindemedelsmängd. Man måste således analysera situationen från fall till fall, och då kan de modeller som redovisas här användas vid förhandsberäkningar av temperatur- och hållfasthetsförlopp för det verkliga fallet med program av typen Hett97 (1997) och ConTeSt (2008).

Slutkommentar

Mognadsgradsmodeller ”fungerar normalt inte” för kombinationen långa härdningstider och förhöjd härdningstemperatur om man inte modellerar hållfasthetstappet på ett relevant sätt. Dock uppvisar vissa bindemedel (till exempel det svenska Anläggningscementet) inget tapp, och då Bygg & teknik 7/10

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

Ett specialföretag i grundläggningsbranschen

• Grundläggning för: Husbyggnad Brobyggnad Hamnbyggnad • Kompletta spontkonstruktioner • Provisoriska pålbryggor • Tillverkning av pålar och betongprodukter

Kran och Pålnings AB – En säker grund att bygga vidare på www.kranopalning.se | info@kranopalning.se Tel: 031-51 57 90 | Fax: 031-51 44 29 Bygg & teknik 7/10

65

kan man direkt använda mognadsgradsmodeller. För övriga fall visar modellen i aktuell artikel att hållfasthetstappet kan modelleras, och därmed har man en rationell metodik att för en viss situation (till exempel massiva konstruktioner) simulera hållfasthetstappet i förväg och därmed ta hänsyn till vilken sluthållfasthet man faktiskt får i konstruktionen.

■

Referenser

Figur 3: Hållfasthetsutveckling för olika härdningstemperaturer vid användning av betong innehållande byggcement.

Byfors J (1980): Plain Concrete at Early Ages. Swedish. Cement and Concrete Research Institute, Forskning/Research 3:80, Stockholm, 1980.

ConTeSt Pro (2008): User’s Manual.

Produced by JEJMS Concrete AB, Luleå.

Hett97 (1997): Användarmanual. Framtaget av Cementa AB, Svenska Byggbranschens Utvecklingsfond, Svenska Fabriksbetongföreningen och NCC gemensamt. (Under revidering 2010.)

Jonasson J-E (1984): Slipform Construction for Assessing Protection Against Early Freezing. Cement and Concrete Research Institute, Forskning/ Research 4:84, Stockholm, 1984.

Jonasson J-E (1994): Modelling of Temperature, Moisture ansd Stresses in Young Concrete. Luleå University of Technology, Doctoral Thesis 1994:153D, Luleå, 1994.

Verbeck G J & Helmuth R H (1968): Structure and Physical Properties of Cement Paste. Proceedings, 5th International Symposium on the Chemistry of Cement, V. III, Tokyo 1968, pp 1–32.

Välkommen till Bygg & tekniks hemsida: byggteknikforlaget.se

Figur 4: Hållfasthetsutveckling för olika härdningstemperaturer vid användning av några engelska betonger med olika bindemedel.

Fönster för generationer H-Fönstret i Lysekil tillverkar aluminiumfönster med träklädd rumssida och överlägsen livslängd. Skräddarsydda för fönsterbyten samt prisvinnande nyproduktion. www.hfonstret.se

66

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

Bygg & teknik 7/10

Skadade betongkonstruktioners bärförmåga Det finns ett ökande behov av att kunna utvärdera befintliga konstruktioner, och därför behövs en bättre förståelse för hur skador påverkar det mekaniska verkningssättet. De två vanligaste skadorna i betongkonstruktioner är korrosion av armering och frostskadad betong.

Hur dessa två skadetyper förändrar konstruktionens egenskaper är här kortfattat beskrivna. Det finns dock en del osäkerheter. De största osäkerheterna för frostskadad betong gäller elasticitetsmodul och vidhäftningsegenskaper. För korroderad armering ligger osäkerheten i vidhäftningsegenskaperna då täckskiktet spjälkats loss, samt i armeringens seghet.

De svåraste skadorna i betongkonstruktioner hör samman med volymexpansion, så som vid armeringskorrosion och frostskador. Frostskador i betong orsakas av skillnaden i termisk expansion av is och betong, samt genom volymexpansion av frysande vatten i porsystemet, se Chatterji (1999). Den förstnämnda mekanismen, som kallas ytavskalning, sker när frost förekommer i kombination med salt, och resulterar vanligen i spjälkning av betongens täckskikt. Ytavskalning minskar beArtikelförfattare är K. Zandi Hanjari, Institutionen för bygg- och miljöteknik, Avdelningen för konstruktionsteknik/betongbyggnad, Chalmers tekniska högskola, Göteborg.

(a)

Figur 1: Effekter av armeringskorrosion och frostskador på betongkonstruktioners bärförmåga.

tongarean genom att den påverkar betongens täckskikt och tvärsnitt, men det återstående materialet antas vara oförändrat, se Wiberg (1993). Volymexpansion av frysande vatten leder till en typ av allvarliga skador som kallas inre frostskador.

Detta påverkar betongens tryck- och draghållfasthet, elasticitetsmodul och vidhäftningskapacitet, se Fagerlund et al (2001), Petersen et al (2007) och Penttala (2002).

Därigenom påverkas kapaciteten för böjande moment, tvärkraft och förankring i en frostskadad konstruktion, se figur 1.

Vid korrosion omvandlas stål till rost, vilket (a) minskar armeringens area och

(b)

seghet, och (b) ger en volymexpansion som genererar spjälkspänningar i betongen, vilket dels kan resultera i sprickor och avspjälkade betongtäckskikt, men också kan påverka vidhäftningen mellan armering och betong. Därigenom påverkas det mekaniska verkningssättet för armerade betongkonstruktioner i fråga om bärförmåga, styvhet och lastfördelning, figur 1.

Både allmän korrosion och gropfrätning minskar armeringens area och seghet och orsakar volymexpansion. Minskning av armeringens area leder till minskad tvärkrafts- och momentkapacitet samt minskad styvhet i strukturen. Minskning av arme-

(c)

Figur 2: Fördelning av sprickor som visas i fotografier tagna av en ” microscopic imaging system”: (a) referens, (b) frostskadad, och (c) allvarligt frostskadad betong, från Zandi Hanjari et al (2009).

Bygg & teknik 7/10

67

ringens seghet försämrar konstruktionens förmåga till lastomfördelning och begränsar till viss del även momentkapaciteten.

Frost

En metodik att analysera det mekaniska beteendet för frostskadade betongkonstruktioner, och fastställa den återstående bärförmågan för den skadade konstruktionen, presenteras i Zandi Hanjari (2008).

Metodiken bygger på antagandet att den vanliga metoden för strukturanalys för oskadade konstruktioner kan tillämpas även för frostskadade konstruktioner.

Dessutom förutsätts det att verkan av inre frostskador kan beaktas som en förändring av materialegenskaper, i form av en minskning av hållfasthet och styvhet, samt en förändring av vidhäftningsegenskaperna. Effekten av ytavskalning beaktas som en minskning av betongtvärsnittet.

På grund av volymexpansion av frysande vatten initieras dragspänningar, och mikro- och makro sprickor initeras, se figur 2 på föregående sida. Svårighetsgraden av frostskador kvantifieras i icke-förstörande metoder, såsom mätning av relativ dynamisk elasticitetsmodul med hjälp av ultraljudmetoder och tryckhållfasthetsprov av betongborrkärnor som tas från den skadade konstruktionen. Därifrån kan andra egenskaper hos frostskadad betong, till exempel draghållfasthet, E-modul och vidhäftningskapacitet uppskattas. Två exempel på sådana samband finns i figurerna 3 och 4. För mer detaljer se Zandi Hanjari (2008). Slutligen kan bärförmågan hos den skadade konstruktionen beräknas antingen med handberäkningsmetoder eller med finita element analyser med hjälp av egenskaper hos den skadade materialet. En sådan analys presenterades i Zandi Hanjari (2008).

fct = 0,027 fcc(1,2)

Figur 3: Tryckhållfasthet och draghållfasthet för frostskadad betong.

Figur 4: Vidhäftning-glidningsrespons för olika nivåer av frostskador, känneteckade av relativ dynamisk elasticitetsmodul, från Zandi Hanjari et al (2009).

Korrosion

I det följande presenteras en metodik att analysera det mekaniska beteendet och återstående bärförmåga hos korroderade, armerade betongkonstruktioner, se Zandi Hanjari et al (2008). Metodiken bygger på antagandet att den vanliga metoden för strukturanalys av betongkonstruktioner kan tillämpas även på betongkonstruktioner med korroderad armering. Effekten av korrosion modelleras som en förändring i geometri och materialegenskaper i betong, armering och gränsskikt, se figur 5.

1) Betong: (a) Borttagning av spjälkad betong genom att ändra betongens geometri, och (b) ändring av egenskaper för betongen som är sprucken runt den korroderade armeringen.

2) Korroderad armering (allmän korrosion och/eller gropfrätning): (a) Minskning av armeringsarea, och (b) Minskning av armeringsseghet.

3) Gränsskikt armering/betong: Ändring av vidhäftningsegenskaper.

Metoden är avsedd att vara allmän på så sätt att den kan användas för både nu68

Figur 5: Schematisk illustration av metoden tillämpad i en finit element modell.

Bygg & teknik 7/10

ten användas i analytiska beräkningar av kapaciteten. Men eftersom denna typ av observationer inte rapporterats i Rodriguez et al (1997) för de undersökta balkarna, har flera olika antaganden gjorts.

Sex olika tvärsnitt med olika typer av korrosion, allmän korrosion och gropfrätning, samt olika former av täckskiktsspjälkning antogs, se figur 7. När tvärsnitt 1, 2 och 3 jämförs är det märkbart att allmän korrosion och gropfrätning påverkat tvärkraftskapaciteten i de båda korroderade balkarna i stor utsträckning. Tvärsnitt 4 förväntas stämma bättre med experiment, eftersom både allmän korrosion och gropfrätning men ingen täckskiktspjälkning har rapporterats. För korroderade balkar motsvarade den beräknade bärförmågan för böjbrott för tvärsnitt 4 den uppmätta ganska bra. Faktum är att för tvärsnitt 4 resulterade analyser av böjbrott och tvärkraftsbrott med en vinkel på 22 grader i nästan samma belastning som den provade balken gick sönder för i böjning. Således tycks det finnas en större säkerhetsmarginal för tvärkraftsbrott än för böjbrott i normen, vilket är som förväntat.

Figur 6: Den studerade balkens geometri, från Rodriguez et al (1997).

Pågående arbete

Figur 7: Beräknad moment- och tvärkraftskapacitet för balk med korroderad armering. meriska och analytiska beräkningar. För detaljer kring hur man kan justera egenskaperna, se Zandi Hanjari et al (2008).

Ett exempel på en analytisk beräkning för en balk med korroderad armering som provats av Rodriguez et al (1997) ges i det följande. Balkens geometri visas i figur 6. Både referensbalkar och balkar med 490 µm korrosionspenetration var

Provkropp

Bygg & teknik 7/10

underarmerade och gick sönder i böjning på grund av flytning av armeringen. Böjning och tvärkraftskapaciteten för balkarna beräknades med hjälp av Eurocode 2. Materialegenskaper för både betong och korroderad armering valdes på grundval av riktlinjerna i Zandi Hanjari et al (2008). För en verklig konstruktion bör observationer av de skadade tvärsnit-

Typ A

Typ B

Pågående forskning av författaren behandlar hur vidhäftningsegenskaperna påverkas av så kraftig korrosion av längsgående och tvärgående armering att täckskiktet spjälkas av. Nytt i denna forskning är framförallt att även effekten av korrosion av den tvärgående armeringen studeras – i den forskning som finns tillgänglig idag har man främst studerat effekter av att enbart huvudarmeringen rostar. Dessutom finns det begränsat med försök där korrosionen har drivits så långt att täckskiktet spjälkat bort.

En experimentell undersökning utförs i samarbete med professor Dario Coronelli från Politecnico di Milano. Provkropparna är utformade som balkändar. De utsätts för accelererad korrosion av varierande grad, med korrosionsangrepp som initierar sprickor och slutligen täckskiktspjälkning. Tre typer av provkroppar studeras: Typ A – prover där byglarna ej korroderar, Typ B – prover utan byglar och typ C – prover med korroderade byglar; se figur 8.

Figur 8: FE-modell av en balkände, de skuggade ytorna utsattes för korrosion.

Typ C 69

korroderad armering härrör sig från försök där provkroppar utsatts för accelererad korrosion under laboratorieförhållanden. I ett kommande projekt kommer försök att utföras på betongbalkar med naturligt korroderad armering. Provkroppar kommer tas från kantbalkarna på Stallbackabron i Trollhättan i samband med att de byts ut, se figur 11 på. Korrosionsgraden kommer att variera från i stort sett okorroderad armering till långtgående rostangrepp med täckskiktsavspjälkning.

Avsikten är att producera försöksdata för jämförelse med försök med accelererad korrosion.

■

(a)

(b)

Referenser

(c)

Figur 9: Jämförelse mellan sprickbilder från försök och analyser (halva provkroppen): (a) Typ A; (b) Typ B; (c) Typ C. Sprickvidderna mättes, och resultaten visar på tydliga skillnader mellan prov med eller utan byglar och när byglarna korroderar eller inte. Därefter har provkropparna belastats i utdragsförsök. Dessutom har effekterna av korrosion simulerats som expansion av korrosionsprodukterna (rosten) i finit element analyser och resultaten jämförs med provresultat, se figur 9. Testresultaten visade en betydande inverkan av byglarna inte bara på korrosionsinducerad sprickbildning, men också på förankringskapacitet och brottmod i

utdragsförsöken, se figur 10. En slutsats från arbetet är vikten av att ta hänsyn till både korrosion av huvudarmeringen och korrosion i byglarna vid utvärdering av skadade konstruktioner. Detaljer från experiment och modellering kommer att presenteras i en doktorsavhandling, Zandi Hanjari (2010), i december 2010.

Framtida arbete

Det är värt att notera att i stort sett all den kunskap som finns tillgänglig idag om bärförmåga för betongkonstruktioner med

Chatterji S. (1999): Aspects of freezing process in porous material-water system: Part 2. Freezing and properties of frozen porous materials. Cement and Concrete Research: 29(5): 781.

Fagerlund G., Somerville G. & Jeppson J. (2001): Manual for assessing concrete structures affected by frost. Div. of Building Materials, Lund Institute of Technology, Sweden.

Penttala V. & Al-Neshawy F. (2002): Stress and strain state of concrete during freezing and thawing cycles. Cement and Concrete Research: 32(9): 1407.

Petersen L., Lohaus L. & Polak M. A. (2007): Influence of freezing-and-thawing damage on behavior of reinforced concrete elements. ACI Materials Journal: 104(4): 369-378.

Rodriguez J., Ortega L. M. & Casal J. (1997): Load carrying capacity of concrete structures with corroded reinforcement. Construction and Building Materials: 11(4): 239–248 Wiberg U. (1993): Material Characterization and Defect Detection in Concrete

by Quantitative Ultrasonics. Doctoral thesis, Institutionen för Byggkonstruk-

(b) (a) 70

Figur 10: (a) (t v) Vidhäftningsspänning och fri ändglidning, (b) (ovan) försök och analys av prov med mittstång.

Bygg & teknik 7/10

Okorroderad provkropp Korrosionsnivå 1 Korrosionsnivå 2 Korrosionsnivå 3 Korrosionsnivå 4

Figur 11: Provbalkar från Stallbackabron, med varierande korrosionsangrepp.

tion, Kungl tekniska högskolan, Stockholm, 152.

Zandi Hanjari K. (2010): Structural Behaviour of Deteriorated Concrete Structures. Doctoral Thesis, Department of Civil

Kommentar Vi vill kommentera Bertil Perssons artikel i Bygg & teknik nummer 6/10. Bertil Persson drar slutsatser från vår artikel i nummer 3/10 om ”Ljudisolering i bostadshus mot ljud från vindkraftverk”.

Hans idé om att hus med sydsidan exponerad mot vindkraftverken är värst utsatta tycker vi är intressant. Dock är ljudisoleringen i svenska hus normalt bättre än i Centraleuropa och Sydeuropa eftersom vi har fönster med bättre värme- och ljudisolering.

Han skriver: ”Eftersom lågfrekvent buller inte avklingar nämnvärt med avståndet innebär detta att bostäder måste tillläggsisoleras mot detta buller till exempel i Lillpite”.

Detta är fel. Även nivån av lågfrekvent ljud klingar av med 6 dB för varje gång avståndet fördubblas vid normala atmosfäriska förhållanden. Det innebär att då avståndet ökar från 500 till 1 000 m minskar nivån av lågfrekvent ljud med 6 dB. Likaså då avståndet ökar från 1 000 till 2 000 m.

Som framgår i texten i vår artikel är bakgrundsljudet, vid immissionsmätningar av vindkraftljud, i samma storleksordBygg & teknik 7/10

and Environmental Engineering, Chalmers University of Technology, Gothenburg, in preparation.

Zandi Hanjari K., Kettil P. & Lundgren K. (2008): Analysis of the mechani-

cal behavior of corroded reinforced concrete structures. Submitted to ACI Structural Journal, April 2008.

Zandi Hanjari K. (2008): Load-Carrying Capacity of Damaged Concrete Structures. Licentiate thesis, Civil and Environmental Engineering, Structural Engineering, Chalmers University of Technology, Gothenburg, 108.

Zandi Hanjari K., Utgenannt P. & Lundgren K. (2009): Experimental study of the material and bond properties of frost-damaged concrete. Accepted for publication in Cement And Concrete Research.

Välkommen till Bygg & tekniks hemsida: byggteknikforlaget.se

… och svarar

a) Ventilationseffektivitet. b) Medelstrålningstemperatur. c) clo. d) olf. e) Fläktkurva (fläktkarakteristika).

■

Lågfrekvent buller kan stoppa landsvindkraften

tillåten bullernivå, 44 dB(A), finns risk 2. Samverkan mellan inströmmande Cirka 10 000 vindkraftverk krävs i för att lågfrekvent buller inomhus ska stö- turbulensvirvlar och turbinblad främst i Sverige fram till 2020 för att nå ra grannarna. Om bullernivå utomhus är skog Riksdagens mål om förnyelsebar lägre än 35 dB(A) minskar påverkan av 3. Växellåda, kylfläktar, generator och vindelenergi. Målet 2020 innebär lågfrekvent inomhus buller avsevärt. Ut- kraftelektronik även då det inte blåser. ett vindkraftverk var sjunde kilome- sänt buller enligt dB(A) stiger proportioLågfrekvent buller hörs på stora avnellt med effekten på vindkraftverk var- stånd. Lågfrekvent buller mellan 32 och ter i alla riktningar i Sverige. Så för samma bullerstörningar uppstår per 200 Hz dämpas mindre med ökande avblir inte fallet utan vindkraftverk kommer att byggas i gruppstationer. ytenhet runt stora vindkraftverk som runt stånd än vad högfrekvent buller gör. Avsmå med en förskjutning av frekvensban- ståndet mellan gruppstationen och bostaDen största planlagda gruppstatiodet nedåt för stora vindkraftverk. Stora den måste därför ökas mer för att bemästnen finns i Piteå med 1 100 vindskillnader föreligger i uppmätt källbuller ra lågfrekvent buller än för att bemästra kraftverk. Gruppstationer på mellan från stora vindkraftverk även om det är högfrekvent buller. Antalet vindkraftverk samma modell och storlek. En säkerhets- i gruppstationen har större betydelse för 50 och 250 vindkraftverk är mer marginal bör därför användas för att und- den lågfrekventa bullernivån än avståndet normala. Det är viktigt att förstå vika & av tillåten bullernivå överskrids.

Sä- sid mellan Ur Bygg teknik nummer 6/10 58.gruppstationen och bostaden. Detskillnaden mellan buller från ensta- kerhetsmarginalens storlek kan beräknas ta visas i figur 1 [1]. Figur 1 visar, att då ka vindkraftverk respektive medelenligt fastställda metoder men detta till- antalet vindkraftverk ökas, ökar även anning vindkraftljudet det ekvivaatt föröka delen medlågfrekvent 10 dB. Vid tidpunkten storasom och stora gruppstationer av då lämpas sällan. Vid vissaerna atmosfäriska buller vid bostaden, vid hållanden kan 40 i synnerhet lågfrekvent konstant avstånd 1 km mellan bostad och tillvindkraftverk.

En ny forskningsrapdå examensarbetet skrevs fanns inte lenta frifältsvärdet uppgår till cirka port påvisa stora skillnader i lågfre- buller spridas mycket längre än vad som vindkraftverk. normalt antas vara fallet.räckligt Kunskap saknas sker nu datorprogram med Planering underlag förmedatt utvärdera dBA. I tabell 1 har tyvärr detaljer angåkvent bullernivå för stora och små om detta. Infrabuller från vindkraftverk, som tar hänsyn till begränsningsvärdet 40 lågfrekvent buller från mycket stora vindende bakgrundsnivån mättillvindkraftverk. Även ett nyttvid exa- de olika det vill säga med frekvens lägre än 20 dB(A), avståndet mellan vindkraftverk mensarbete ger viktiga ledtrådar i HZ, saknar betydelse förkraftparker. människan. Det Det och bostad samt viktigt markens egenskaper. är dock att påpeka fällena utelämnats, främst för att inte ingick 48 vindkraftverk vid mätningarna Lågfrekvent buller får dessutom mindre syfte att öka kunskapsnivån även attdanska ju projekstörre inverkan en vindkraftpark desto tynga tabellen med allt för mycket inforav lågfrekvent buller i det än högfrekvent bullerblir eftersom om resultaten av studien har misstet varav elva (11) vindkraftverk med en bullernivån invid bostad sammanvägs entolkatsmen [1]. Innehållet längre kommer 40 dBA-linjen att flyttas mation också ii texten syftei den att visa ett slags effekt större än 2 MW. ligt dB(A). En kontroll av bullernivån vid refererade artikeln överensstämborde därför även göras med Därmed reduceras debul-höga värsta scenario där uppmätta ljudnivåer, ifrån parken.bostad mer inte med slutsatserna i texten i Lågfrekvent bullernivå lernivån dB(C), det vill säga med högre frekvenserna mer än de låga buller till den plats vindkraftljud eller vindkraftljud inklusive av lågfrekvent än vad Vindkraftverk avger lågfrekvent buller inverkan artikeln.

som nu sker i samband med tillståndsgivav följande orsaker: I situationer då ekvibakgrundsljud, bör orsakafrämst störning i där 40 dBA uppstår.

Bullernivå vid storainte vindkraftverk ning för vindkraftverk. På så sätt skulle 1. Turbinbladets svischande med bulSocialstyrelsens på högsta lågfre- på svängningstal 63valentnivån Hz och uppåt blir större och större svenskt [2]. ler frånfamiljeuppgår tillkrav cirka 40 dBA ett Vindkraftverk typiskt normalisolerat kventa bullernivå inomhus bättre Oro har därför uppstått för att lågstora hus.

Av buller de fem exempel i tabell 1 är en- stora avstånd ifrån kunna beaktasvindkraftparker för stora gruppstafrekvent ska påverka grantioneri av stora vindkraftverk än Resultat avexemplen fältlågfrekvensområdet bartnarna demenligt. två första korrigerade bör tersbandsnivåer vad som nu sker. Minimiavstånd mätningar av vindkraftverk inom till stora vindkrafthemlighölls dock varför att bostad jämföra med riktvärförprojektet bakgrundsnivån.

Detta innebär att om detaljstuderas för från verk, med källbuller varierande rapport begränsas till en analys av den för lågfrekvent ljud. antalet vindkraftverk i respektive exemmellan 104 och 107 dB(A), är nu de fysiska mätningarnas utföofta så litet somPer 0,5 km, i vissa Rapporten omfattar Martin Almgren och Lindkvist, pelrande. i tabell 1 ökar med48 en faktor 10 komfall 0,4 km, samt från bostäder till vindkraftverk. Undersökningen ÅF-Ingemansson mervisarinte nödvändigtvis gruppstationer 1 km. Dessa avatt stora vindkraftverk med immissionsnivåen effekt mellan 2,3 och 3,6 MW sänder ut mer lågfrekvent buller än vindkraftverk med upp till 2 MW i effekt. På längre avstånd från vindkraftverk blir det lågfrekventa bullret än mer accentuerat eftersom buller med högre fre-

stånd är rent för små med hänsyn till lågfrekvent buller.

Krav på ljudisolering ökar med antalet vindkraftverk

Figur 1 visar bullerisolering av en bostad för att uppfylla Socialsty-

71

Akustik/Bullerskärmar:

Byggplast: gop Markränna® | Dränering

• Funktionell och stilren • Klarar stora mängder vatten • Spaltgaller i galvaniserat stål och i gjutjärn Läs mer på www.gop.se

Balkonger:

Fogtätningsmassor:

Vi älskar plast - www.gop.se

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/Membranhärdare:

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

Betongelement:

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

Betonginstrument:

72

Färg:

www.trygghetsvakten.se

031-760 2000

Bygg & teknik 7/10

Geosynteter:

Golvbeläggningar:

branschregister Ingjutningsgods:

Box 20179, 161 02 BROMMA Tel 08-764 68 80, Fax 08-98 05 19 www.meba.se *lYOH Â&#x2021; 5LPER Â&#x2021; /XOHn 6WRFNKROP Â&#x2021; /LGN|SLQJ ZZZ IOD VH

SCANDINAVIAN

TERRA TEC

Mobiltel 0708-55 77 89 0708-73 61 67

Allt pekar pü att en bra epoxibeläggning skall hülla minst 40 ür

NĂśj dig inte med mindre!

NM Golv 100 UP har bl.a. god slitstyrka, är tryckfÜrdelande, slagtülig, stÜtdämpande, kemikalieresistent och lättstädad.

FĂśr vĂĽrt kompletta golvsortiment, se vĂĽr hemsida.

Konsulterande ingenjĂśrer:

Vi mÜjliggÜr ert projekt med säkra och genomfÜrbara lÜsningar inom byggnadsakustik, rumsakustik, industriakustik och samhällsbuller.

BesĂśk oss pĂĽ www.acad.se

Nils Malmgren AB

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

Grundläggning:

Din Partner fÜr mark, väg och vatten

INFRASTRUKTUR OCH GRUNDLĂ&#x201E;GGNINGAR BROAR BULLERSKYDD OCH STĂ&#x2026;LRĂ&#x2013;RSPĂ&#x2026;LAR Ruukki klarar hela projektet fĂśr grund, stomme, tak och vägg

Geoteknik:

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

Tel 010-78 78 000 - infrasweden@ruukki.com www.ruukki.com

De snabbaste analyserna av inomhusmiljĂś med kvantitativ DNA-teknik!

Kemiska analyser av mark och vatten och luft.

Vi analyserar byggd miljĂś

Industrikontor:

Bygg & teknik 7/10

Box 15120, 750 15 UPPSALA, 018-444 43 41 www.anoZona.com

73

branschregister

Konsulterande ingenjörer, forts:

Ackrediterad kalibrering www.sp.se

1002

Ljus och säkerhet:

Vi kalibrerar:

• Lufthastighet • Luftflöde • Luftfuktighet

Kontaktpersoner Lufthastighet, Luftflöde Harriet Standar, 010-516 51 87

Luftfuktighet Per Jacobsson, 010-516 56 63

SP Sveriges Tekniska Forskningsinstitut

Mätinstrument:

Sportgolv:

Tak- och fasadvård:

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

Kraft – ljus – klimat:

Tak/Tätskikt:

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

1002

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

74

Bygg & teknik 7/10

Läs mer och se filmen om våra hållbara bostads hus på strangbetong. se

Vilken personlighet har dina väggar?

Fasaden står ofta för det första intrycket när du möter en ny byggnad. Vare sig den kontrasterar mot eller harmonierar med närmiljön bidrar den väsentligt till husets personlighet. På Strängbetong är vår ambition att driva utvecklingen av hållbara och vackra fasadytor. Många av våra fasader har vi utvecklat i samarbete med kunder och arkitekter. En yta vi är extra stolta

över är Grafisk Betong. Det är ett sätt att skapa bilder och mönster direkt i betongen. I produktionen trycks mönstret med ett ämne som gör att det yttersta lagret av betongen inte härdar. När den färdiga ytan sedan spolas av med vatten framträder mönstret som gravyr i betongen.

Det tycker vi är smartare (och snyggare) byggande.

Smartare byggande

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

POSTTIDNING B

Avsändare: Förlags AB Bygg & teknik Box 19099, 104 32 Stockholm

Hårda fakta Systemlösningar för tunnelbyggnation Utmaning: Att klara funktions- och kvalitetskrav med hög säkerhet och inom projektets kostnadsramar.

Lösning: Sika’s kompletta beprövade system med support och produkter från början till slut.

För mer information om Sika’s produkter och lösningar: besök oss på www.sika.se eller ring någon av våra experter.

Sika Sverige AB, Domnarvsgatan 15, Box 8061, 163 08 Spånga Tel: 08-621 89 00, Fax: 08-621 89 89, www.sika.se, info@se.sika.com