Betong- och armeringsteknik
Idag: Betong- och armeringsteknik Kapitel 1 6 1. Inledning 2. Normer och bestämmelser 3. Hållfasthetslära (översiktligt) 4. Formbyggnad 5. Materialet betong 6. Betongtillverkning (översiktligt) Bilder hämtade från www.flickr.com 15 december 2014 Emma Enevold 3
Betong i Byggproduktion II Kunskaper och kommunikation som behövs vid uppförandet av en betongkonstruktion Vid produktion av en betongkonstruktion ska de krav som samhället ställer på konstruktionen säkerställas 15 december 2014 Emma Enevold 4
Betong och armeringsteknikgäller för denna kurs vänder sig till arbetsledare, konstruktörer och allmänt intresserade av betong- och armeringsteknik lärobok vid betongrelaterade utbildningar, 15 december 2014 Emma Enevold 5
Kapitel 1 Inledning Betong, ett material med anor 15 december 2014 Emma Enevold 6
Kapitel 1 Inledning Armerad lera 15 december 2014 Emma Enevold 7
Kapitel 1 Inledning Akvedukter 15 december 2014 Emma Enevold 8
Kapitel 1 Inledning Pantheon i Rom 15 december 2014 Emma Enevold 9
Kapitel 1 Inledning Pantheons oarmerade kupol 15 december 2014 Emma Enevold 10
Kapitel 1 Inledning Betongens positiva egenskaper Beständighet Slitstyrka Täthet Brand- och ljudisolerande egenskaper Hög tryckhållfasthet Formbarhet Värmetrögt något mer..? 15 december 2014 Emma Enevold 11
Kapitel 1 Inledning Betongens negativa egenskaper Låg draghållfasthet Förädlingen av cement är en dyr miljöbov (materialet i sig är dock inte skadligt för miljön) Fult och tråkigt (?!?) Brister i hanteringen kan ge stora konsekvenser! något mer..? 15 december 2014 Emma Enevold 12
Kapitel 2 Normer och bestämmelser Regler för byggande Eurokod 2 Svenska Betongföreningens handbok (bilaga till Eurokod 2) Standarder 15 december 2014 Emma Enevold 13
Kapitel 2 Normer och bestämmelser Europastandarder gäller Swedish Standards Institute European Committee for Standardization (Engelska, tyska och franska) Swedish Standards Institute - EN 123 - SS-EN 123 - ENV 123 och SS-ENV 123 - hen (harmoniserad standard) och Byggproduktförordningen (CPR) - CE-märkning (varudeklaration) 15 december 2014 Emma Enevold 14
Kapitel 2 Normer och bestämmelser Några viktiga standarder på betongområdet - SS-EN 206:2013 grundstandard för betong Tillhörande tillämpningsstandard: SS 13 70 03 Användning av EN 206:2013 i Sverige - SS-EN 137010: Täckande betongskikt - SS-EN 13670:2009: Utförande Tillhörande tillämpningsstandard: SS 137006:2012 Användning av EN 13670:2009 i Sverige 15 december 2014 Emma Enevold 15
Kapitel 2 Normer och bestämmelser SS-EN 13670:2009 Utförande SS 137006:2012 svensk tillämpningsstandard - Utförandespecifikation - Utförandeklass nivå på kontroll och tillsyn - Kompetensklass anger kompetenskrav hos personal - Toleranser - Kontroller 15 december 2014 Emma Enevold 16
Kapitel 2 Normer och bestämmelser SS-EN 13670:2009 Utförande SS 137006:2012 svensk tillämpningsstandard Den som leder och övervakar arbetet ska ha behörighet för given komptensklass Kompetensklass 1 = högsta nivå och hårdast krav I-T, II-T, III-T I-U, II-U, III-U I-E, II-E, III-E (kompetens tillverkning) (kompetens utförande) (elementtillverkning) Boken innehåller teori för utförande klass II 15 december 2014 Emma Enevold 17
Emma Enevold 18
Kapitel 2 Normer och bestämmelser SS-EN 206:2013 Betong Grundstandard på betongområdet: SS-EN 206:2013 Betong Fordringar, egenskaper, tillverkning och överensstämmelse Tillhörande tillämpningsstandard: SS 137003:2008 Betong Användning av EN 206:2013 i Sverige - Exponeringsklasser - Hållfasthetsklasser - Specifikation av betong 15 december 2014 Emma Enevold 19
Kapitel 2 Normer och bestämmelser SS-EN 206:2013 Exponeringsklasser Klassificering av miljöns inverkan på betongkonstruktioner Grupperade efter angreppsmekanismer: X0 Ingen risk för korrosion eller angrepp XC Karbonatisering (Carbonating) XD Tösalt (Deicing) XS Saltvatten (Seawater) XF Frost XA Aggressiv (kemiskt) 15 december 2014 Emma Enevold 20
Kapitel 2 Normer och bestämmelser SS-EN 206:2013 Exponeringsklasser XC Korrosion orsakad av karbonatisering XC1 Torr eller ständigt våt XC2 Våt, sällan torr XC3 Måttlig fuktighet XC4 Cykliskt våt och torr 15 december 2014 Emma Enevold 21
Kapitel 2 Normer och bestämmelser SS-EN 206:2013 Exponeringsklasser XD - Korrosion orsakad av andra klorider än havsvatten XD1 Måttlig fuktighet XD2 Våt, sällan torr XD3 Cykliskt våt och torr XS - Korrosion orsakad av havsvatten XS1 Luftburet salt XS2 Ständigt under vatten XS3 Tidvatten-, skvalp-, eller stänkzon 15 december 2014 Emma Enevold 22
Kapitel 2 Normer och bestämmelser SS-EN 206:2013 Exponeringsklasser XF - Angrepp av frysning/upptining med eller utan klorider XF1 Måttlig vattenmättnad, utan avisningsmedel XF2 Måttlig vattenmättnad, med avisningsmedel XF3 Hög vattenmättnad, utan avisningsmedel XF4 Hög vattenmättnad, med avisningsmedel eller havsvatten 15 december 2014 Emma Enevold 23
Kapitel 2 Normer och bestämmelser SS-EN 206:2013 Exponeringsklasser XA Kemiskt angrepp XA1 Obetydligt kemiskt aggressiv miljö XA2 Måttligt kemiskt aggressiv miljö XA3 Starkt kemiskt aggressiv miljö 15 december 2014 Emma Enevold 24
Kapitel 2 Normer och bestämmelser SS-EN 206:2013 Exponeringsklasser 15 december 2014 Emma Enevold 25
Kapitel 2 Normer och bestämmelser SS-EN 206:2013 Hållfasthetsklasser Beteckning: C följt av två sifferpar t.ex: C 25/30 C 25/30 Concrete Tryckhållfasthet hos cylinder i MPa Tryckhållfasthet hos kub i MPa 15 december 2014 Emma Enevold 26
Kapitel 2 Normer och bestämmelser SS-EN 206-1: Specifikation av betong Betongspecifikation ska innehålla: - Tryckhållfasthetsklass - Exponeringsklass - Största stenstorlek (d-max) - Högsta tillåtna kloridhaltsklass - Konsistensklass 15 december 2014 Emma Enevold 27
Kapitel 2 Normer och bestämmelser SS-EN 206-1: Hållfasthetsklasser 15 december 2014 Emma Enevold 28
Kapitel 3 Grundläggande hållfasthetslära Dimensionering Partialkoefficientmetoden, med krav på: - Bärförmåga - Säkerhetsklasser: SK1, SK2, SK3 - Styvhet - Sprickfrihet - Beständighet 15 december 2014 Emma Enevold 29
Kapitel 3 Grundläggande hållfasthetslära Brottyper Utifrån materialets plastiska och elastiska egenskaper: - Sprött brott går fort, utan förvarning, ex: dragbrott hos betong. - Segt brott långsammare, föregås ofta av stora deformationer, ex: armeringsstång som dras till brott En armerad betongkonstruktion blir mer eller mindre seg. 15 december 2014 Emma Enevold 30
Kapitel 3 Grundläggande hållfasthetslära Spänningstyper - Dragspänningar (+) och tryckspänningar (-) - Böjspänning - Skjuvspänningar - Knäckning 15 december 2014 Emma Enevold 31
Kapitel 4 Formbyggnad Allmänt om formbyggnad Betong är formbart Form är dyrt (30-60% av totalkostnaden) Tumma aldrig på säkerheten! Krav på form och ställning finns i utförandestandarden SS-EN 13670:2009 15 december 2014 Emma Enevold 32
Kapitel 4 Formbyggnad Två principiella formbyggnadstyper 15 december 2014 Emma Enevold 33
Kapitel 4 Formbyggnad Formtyper: traditionell och systemform 15 december 2014 Emma Enevold 34
Kapitel 4 Formbyggnad Den stödjande formens delar ytform spikregel band (bindreglar) sträva utsättningsregel stag och stagbricka eller lås/formlås 15 december 2014 Emma Enevold 35
Kapitel 4 Formbyggnad Den bärande formens delar regel/ströregel ytform bockrygg stämp 15 december 2014 Emma Enevold 36
Kapitel 4 Formbyggnad Strävning - tumregler - Sträva alltid mitt på stämpen - Fäst punkt som kan uppta laster - Fäst stämpen så nära toppen som möjligt - Patentstämp, stämpbeslag och patentbalkar ska vara godkända av Arbetsmiljöverket - Tillräckligt stor kontaktyta i förbindelsepunkter - Vindlaster, stötlaster, materialupplag? - Kontakta konstruktör vid osäkerhet! 15 december 2014 Emma Enevold 37
Kapitel 4 Formbyggnad Krav på formen Krav som ställs på formar - Formyta anpassad till kraven - Täthet - Ge rätt ytstrukur - Uppta belastningar - Renhet (rensluckor, spolning) - Acceptabla deformationer (utifrån givna toleranser) - Lätt att riva - Säkerhet! Krav på form och ställning finns i utförandestandarden SS-EN 13670:2009 15 december 2014 Emma Enevold 38
Kapitel 4 Formbyggnad Formytmaterial och formoljor Påverkar färdiga ytans: - Struktur - Ytavvikelse (jämnhet) - Färgjämnhet - Ytporighet - Ytskikthållfasthet Vanliga formytmaterial - Stål - Plast - Plywood - Lösvirke Formolja: - Täck hela formytan - Tunt och jämnt lager - Före armering - Tänk på: - Halkrisk - Hudbesvär - Brandrisk 15 december 2014 Emma Enevold 39
Kapitel 4 Formbyggnad Beräkning av formtryck Formtrycket är noll vid betongytan Formtrycket ökar nedåt till nivån för maxtryck Formtrycket bestäms av betongmassans: - stighastighet (m/h) - temperatur T ( C) - konsistens (sättmått i mm) - densitet (ca 2400kg/m 3 ) Formtrycket beräknas med hjälp av Figur 4.31 på s. 45 i boken. OBS: Hydrostatiskt tryck ända ned till botten med SKB! 15 december 2014 Emma Enevold 40
Kapitel 4 Formbyggnad Övningsexempel 1 Beräkning av formtryck Övningsexempel formtryck: En tre meter hög pelarform gjuts med en stighastighet på sex meter i timmen. Betongens temperatur är +16 C och densiteten är 2400 kg/m 3. Sättmåttet är 50 mm. Beräkna det dimensionerande formtrycket och ange hur djupt under betongytan det uppnås. 15 december 2014 Emma Enevold 41
Emma Enevold 42
Kapitel 4 Formbyggnad Övningsexempel 2 Beräkning av formtryck Övningsexempel formtryck: Ange dimensionerande formtryck för flytbetong i en fyra meter hög pelarform. 15 december 2014 Emma Enevold 43
Kapitel 4 Formbyggnad Övningsexempel 3 Dimensionering av bärande form Övningsexempel dimensionering bärande form: Dimensionera och rita en valvform för ett plattbjälklag med tjockleken 200 mm. Rumshöjd 2,4 m. Du har tillgång till följande virke på byggarbetsplatsen: - 25 x 95 mm, K12. - 45 x 95 mm, K12-70 x 170 mm, K12 15 december 2014 Emma Enevold 44
Kapitel 4 Formbyggnad Övningsexempel 4 Dimensionering av stödjande form Övningsexempel dimensionering stödjande form: Bestäm formtrycksfördelningen, dimensionera och rita en väggform som är 2400 mm hög. Du vill gjuta väggen inom två timmar. Betongens temperatur är +20 C och beställs med ett sättmått på 150 mm. Betongens densitet är 2400 kg/m 3. Du har mycket 25 mm K12-virke på arbetsplatsen och väljer därför det som formytematerial. 15 december 2014 Emma Enevold 45
Kapitel 4 Formbyggnad Formrivning När? Stödjande form: Bärande form: minst 6 Mpa 70% av föreskriven hållfasthet Hur? - Varsamt: skada inte den unga betongen - Varsamt: demolera inte form som ska återanvändas - Staga fristående väggar - Säkerhetsstämp? 15 december 2014 Emma Enevold 46
Kapitel 4 Materialet betong Vad är betong? Cement Cementpasta Vatten Luft Betong Tillsatsmaterial Ballast I Ballast Ballast II Ballast III 15 december 2014 Emma Enevold 47
0,063 0,125 0,25 0,5 1 2 4 8 16 32 64 Kapitel 5 Materialet betong Ballastindelning Indelning i kornfraktioner och deras benämning Fingrus Sten Sand eller Stenmjöl Filler [mm] 15 december 2014 Emma Enevold 48
Kapitel 5 Materialet betong Ballast maximal stenstorlek (D-max) Välj så stor stenstorlek som möjligt D-max begränsas av: Konstruktionens storlek: D-max ¼ av konstruktionens minsta tvärmått Minsta avstånd mellan armeringsstänger: D-max fritt avstånd mellan armeringsstänger 5 mm. Vid flera lager armering: D-max ca 2 / 3 av det fria avståndet mellan stängerna Vid golvgjutningar: D-max 1 / 3 av golvtjockleken 15 december 2014 Emma Enevold 49
Kapitel 5 Materialet betong Tillsatsmedel Luftporbildare (L) Vattenreducerare (V) Flyttillsatser (F) Accelerator (A) Retarder (R) Övriga 15 december 2014 Emma Enevold 50
Kapitel 4 Materialet betong Vattencementtalet, vct. [kg/m 3 ] [kg/m 3 ] 15 december 2014 Emma Enevold 51
Kapitel 4 Materialet betong Vattencementtalet, vct. Högt vct: Mycket vatten Lite cement Stort avstånd mellan cementpartiklarna lätt att gjuta (dock separationsrisk) Många och grova kanaler mellan partiklarna otät betong (dålig beständighet) låg hållfasthet Lågt vct innebär det motsatta.. 15 december 2014 Emma Enevold 52
Kapitel 4 Materialet betong Cement Portlandcement (bild: portlandklinker) Tillverkas av kalksten och märgelsten 15 december 2014 Emma Enevold 53
Kapitel 4 Materialet betong Cementtillverkning 15 december 2014 Emma Enevold 54
Kapitel 4 Materialet betong Cement de vanligaste cementtyperna Indelning utifrån reaktionshastighet: Snabbt hårdnande (R) Normalhårdnande (N) Långsamt hårdnande (LH) (ovanligt i Sverige) Utifrån andel Portlandcementklinker: CEM I > 95 % CEM II 65-94 % (sammansatta portlandcement) CEM III 64 % (slaggcement) Utifrån hållfasthet: klass 32,5 klass 42,5 klass 52,5 15 december 2014 Emma Enevold 55
Kapitel 4 Materialet betong Cement de vanligaste cementtyperna Tilläggsbeteckningar MH låg värmeutveckling (moderate heating) LA Låg alkalihalt (Na 2 O, K 2 O) SR R N LL V D S Sulfatresistent (låg aluminathalt) Hög korttidshållfasthet (snabbhårdnande) Normal korttidshållfasthet Kalksten (kalkfiller) Flygaska Silikastoff Slagg 15 december 2014 Emma Enevold 56
Kapitel 4 Materialet betong Cement de vanligaste cementtyperna Cement från Cementa: Byggcement Bascement Anläggningscement Snabbhårdnande CEM II/A-LL 42,5 R (fasas ut) CEM II/A-V 52,5 N CEM I N SR 3 MH/LA CEM I 52,5 R Cement från Cemex: Kompositcement CEM II/A-M (S-LL) 52,5 N Infracement CEM I 42,5 N-SR 3 MH/LA Rapid CEM I 52,5 R 15 december 2014 Emma Enevold 57
Kapitel 4 Materialet betong Puzzolaner Låg kalkhalt (CaO) reagerar inte med vatten (måste aktiveras) Reagerar med reaktionsprodukt (Ca(OH) 2 ) från cementets hydratation. + Bidrar till hållfasthetstillväxten + Ger en tätare betong + Bättre kemisk beständighet + Fungerar smörjande på den färska betongmassan - Sänker ph - Dålig sugbarhet vid vacuumsugning - Temperaturberoende hållfasthetsutveckling - Ställer högre krav på härdningsförhållandena 15 december 2014 Emma Enevold 58
Kapitel 5 Betongtillverkning Allmänt - Betongtillverkning i fabrik - Tillverkningsklasser - I/T: C12/15 C60-75 - II/T: C12/15 C25/30 - Tillverkningsklass utförandeklass.. 15 december 2014 Emma Enevold 59
Kapitel 5 Betongtillverkning Arbetbarhet/konsistens Arbetbarhet: Arbetbarhet är ett mått på den energi som behövs för att betongmassan skall kunna komprimeras, fylla ut formen och omsluta armeringen på ett tillfredsställande sätt. Konsistens: Bestäms med hjälp av olika konsistensmätare, där bestämning av sättmått eller utbredningsmått är de vanligaste metoderna. 15 december 2014 Emma Enevold 60
Kapitel 5 Betongtillverkning Arbetbarhet/konsistens För en tät och stark betong krävs att ballastkorn omsluts av och hålrum fylls ut av cementpasta Faktorer som påverkar arbetbarhet och konsistens: - Vattenhalt!! - Finmaterialhalt - Ballastkornens form - Tillsatsmaterial - Tillsatsmedel 15 december 2014 Emma Enevold 61
Kapitel 5 Betongtillverkning Stabilitet, homogenitet, separation Stabilitet: Betongens förmåga att förbli homogen (inte separera) Separation: - Bruksseparation - För hög vattenhalt - För lite finmaterial - Hård vibrering - Hög störthöjd + tät armering - Stenseparation - För hög vattenhalt - För lite finmaterial - Hård vibrering - Hög störthöjd + tät armering - Mycket torr konsistens - Vattenseparation - Låg finmaterialhalt (cement, filler) - Lång öppethållandetid 15 december 2014 Emma Enevold 62
Kapitel 5 Betongtillverkning Vatten (och luft..) VATTEN (och luft..) BETYDER ALLT!! 15 december 2014 Emma Enevold 63
Kapitel 4 Materialet betong Betongens kretslopp (förenklat ) ph 7-8 Korrosion kan starta Kalksten CaCO 3 Karbonatisering. Luftens CO 2 tillförs (H 2 O bildas) Cementtillverkning. Värme tillförs och CO 2 avgår ph 12-13 Blockerar korrosion Kalciumhydroxid Ca(OH) 2 Bränd kalk CaO Betongtillverkning. Vatten (H 2 O) tillförs 15 december 2014 Emma Enevold 64
Tack för idag!
Betong- och armeringsteknik