Betong

1. Betong Forelesning i faget Materiallære av Liv Torjussen høgskolelektor ved HIG

2. Innledning • Betong har mange positive egenskaper som konstruksjonsmateriale • Betong i bygg og anlegg

3. Teknologi • Tilslaget utgjør 75 % av samlet volum • Anbefalte og uønskede bergarter • Gneis og granitt er bra • Unngå alunskifer og humus • Kornstørrelser • Fra Grovt tilslag> 8mm • til det fineste Silt: 0,002mm < kornstørrelse <0,06mm • Finhetsmodul og siktekurve • Finhetsmodulen finner vi ved å veie hver fraksjon og regne fraksjonens % -andel av samlet vekt • Siktekurven gir et bilde av kornfordelingen for tilslagets ulike materialer

4. Sement • Mineraler i sementen • kalsium (Ca) • silisium (Si) • aluminium (Al) • og jern (Fe) • Ulike typer til forsjellig bruk • Standard • Anlegg • Industri • Mur

5. Masseforhold og miljøklasser Bindemiddel er sement c og tilsetningsstoffer p Vann/sementforhold = v/c Masseforhold = M =v/c + p • Miljøklasser etter NS 3420 Masseforhold LA = lite aggressivt miljø, innendørs 0,9 NA = noe aggressivt, utendørs 0,6 MA = meget aggressivt miljø 0,45 • Etter ny standard NS-EN 206-1: Miljøklasse Bestandighetsklasse LA M90 NA M60 MA M45

6. Tilsetningsstoffer • Hensikten • Styrer størketiden • Forbedrer støpeligheten • Innfører luft i betongen • Ulike typer • Vannreduserende • Superplastiserende • Størkningsretarderende • Størkningsakselererende • Herdingsakselererende • Luftinnførende • Andre stoffer

7. Proporsjonering 1030 kg sand (tørrvekt) med kornstørrelse fra 0 til 8 mm 850 kg pukk med kornstørrelse fra 12 til 22mm 330 kg sement, MP 30 (modifisert portlandcement) 2 l tilsetningsstoff ”P” (vannreduserende) 172 l vann

8. Forskaling • Støttende og bærende • Tradisjonell forskaling • Systemforskaling Armeringen • bindes opp i forskalingen • Utstøping • Betongen fylles på rett plass Komprimering med vibrator • Fjerner luftlommer • Fordeler betongen • Jevner overflaten

9. Støpelighet • Hvor lett betongen lar seg støpe ut • Separasjon • Separasjon • Bleeding/vannseparasjon • Separasjon av tilslag • Herding • Størkning/avbinding • Hydratisering • Økende fasthet • 28-døgnsfastheten • tid-fukt-temperatur

10. Vinterstøping • Frostbestandig tilslag • Lavt v/c tall • Oppvarmet betong • Tildekking • Finmalt rapid/industri sement • Forskaling fri for is og snø • Tilsetningsstoffer: • Størknings/herdningsakselerator • Superplastiserende • Luftinnførende • Sommerstøping • Størkningsretarderende stoffer

11. Armert betong • Armeringens funksjon • Høyfast, seigt og sveisbart stål • Tar skjær, trykk og nesten all strekk • Hindrer riss og svinn under herding • Slakkarmering • Kamstål fra Ø6 til Ø40 (diameter i mm) • Kamstenger tar strekk og trykk • Bøyler tar skjærspenninger • Armeringsnett forenkler (i dekker og vegger)

12. Spennarmering/spennbetong • Broer og dekker • Høgkvalitetstål i kanaler • Strekk i stålet, trykk i betongen • Større styrke, mindre riss • Fiberarmering • Stålfibere • Komposittfibere

13. Overdekning • Ulike hensyn • Korrosjon • Utstøping • Heft/forankring • Brannmotstand • Krav avhengig av miljø Slakkarmering med ø ≥ 5mm:

14. Bestandighet • Armeringskorrosjon Positive faktorer: Høg alkalinitet (betong har ph>12,5) Lavt v/c forhold silika og flyveaske God overdekning Tett betong/lite riss God komprimering osv. Negative bidrag: Karbonatisering , CO₂ inntrenging (Ph synker) Høyt kloridinnhold (sjøvann, vegsalt ol.) Frost (frysing og tining i fuktig miljø) Sulfat/nitratsprenging Syreangrep Saltutslag/utluting

15. Brannmotstandsevne • Ubrennbart materiale • Høy varmekapasitet Avskalling under brannforløp: • Overflater, hjørner • Eksplosivt ved rask oppvarming Brannisolering: • Holder temperaturen under 500⁰C

16. Mekaniske egenskaper Fasthet – trykkfasthet • Faktorer som reduserer fastheten: • For høyt v/c-tall • For mye/store luftporer • Dårlig gradert tilslag • Dårlig komprimering • Separasjon • Frysing i herdeperioden • Tidlig uttørking • Positive faktorer • Sementtype • Tilsetting av pozzolaner

17. Betongens stivhet • Deformasjon/nedbøyning ved belastning • Tilslagets stivhet og mengde er avgjørende • Tetthet • Vanntett betong • Minimalt med riss • Nok armering • Nok overdekning • Rett plassert armering • Tette skjøter/overganger

18. Materialfasthet • Dimensjonering • Bruksgrensetilstand • Bruddgrensetilstand • Laster • Permanent last/egenlast • Variabel last (Nyttelast og Naturlaster) Karakteristisk last er en statistisk verdi • Betongfasthet • Karakteristisk terningtrykkfasthet etter 28 døgns herding • Fasthetsklasse C 25, C35, osv Karakteristisk fasthet er en statistisk verdi

19. Spenninger og tøyninger Arbeidsdiagram: Prøvestykke med tverrsnittsareal A (mm²) og lengde L(mm) • utsettes for belastning/kraft F (N) • som gir forlengelse Δ (mm) Spenning σ (N/mm²)= F/A og tøyning ε= Δ/L i ⁰/₀₀ Brudd ved ε=3,5 ⁰/₀₀ Se trykkprøvemaskin side 15

20. Elastisitetsmodul, E-modul (forenklet : E= σ/ ε) • er motstandsevne mot elastisk deformasjon • E betong ca 23 000 N/mm² • E stål ca 200 000 N/mm² • Trykk • Betong tåler mye trykk • Strekk • Armeringen må ta (nesten) all strekk • Bøyning • Gir trykk i tverrsnittes øvre del • Gir strekk i nedre del • Hovedarmeringen legges i nedre del i bjelker og dekker

21. Dimensjonsendringer Pga last, fukt, temperatur • Store strekkbelastninger gir sprekkdannelser • Redusert bæreevne • Redusert bestandighet • Kryp • Svinn og svelling • Riss

22. Levetid og gjenvinning • Historikk • Resirkulering • Gjenbruk

23. Les mer: • Kompendiet i Materiallære, HIL, 2009 • Betongboka, Norcem, Universitetsforlaget, 1995 •  Grunnleggende betongteknologi, Byggenæringen, 2004 •  Byggforskserien, Sintef Byggforsk •  Betongkonstruksjoner, prosjektering, Gyldendal, 2001 • Eurocode 2: Prosjektering av betongkonstruksjoner og mye stoff du finner ved å søk på internett Bildene i presentasjonen er hentet fra Sintef/Byggforsk og ulike betongprodusenter