Kap 12 - Betong

Question 1

Vilka är beståndsdelarna i betong?

Answer 1

Cement, vatten ballast och tillsatsmedel

Question 2

Vad är vattencementtalet?

Answer 2

Anger förhållandet mellan mängden vatten och mängden cement, vct =v/c

Question 3

Ge exempel på olika hjälpmedel, som kan användas för att bearbeta färsk
betong.

Answer 3

Vibrering: Vibrering minskar betongens viskositet för att göra den mer lättflytande.
Stavvibrator där man sticker ner en vibratorstav i betongen och drar sedan sakta upp den när betongen flytit ihop.
Vibratorbalk för golv och väggvibrering, som dras över ytan.

Question 4

Vad innebär begreppet hydraulisk i samband med cement?

Answer 4

Cement är ett hydrauliskt bindemedel vilket innebär att det hårdnar genom reaktion med vatten som gör att den är beständig mot vatten.

Question 5

Av vilka råmaterial tillverkas portlandcement?

Answer 5

Kalksten, sand/lera/skiffer

Question 6

Beskriv kortfattat hur portlandcement tillverkas

Answer 6

Kalksten (CaCO3) som bränns vilket avger koldioxid (CO2) och det bildas bränd kalk (CaO). Denna blandas med kiseldioxid (SiO2), aluminiumoxid (Al2O3) och järnoxid (Fe2O3) från sand/lera/skiffer. Delmaterialen mals till ett torrt pulver och stoppas in i en cementugn.

Question 7

Enligt Svensk Standard indelas cement i fem olika huvudtyper. Nämn de tre
viktigaste.

Answer 7

CEM1 (Portlandcement) - Snabbhårdnande Portland (SH), anläggningcement (långsam värmeutveckling) och Vitt portlandcement.

CEM2 (Sammansatta portlandcement) - Måste innehålla minst 65% PORTLANDKLINKER. Bascement innehåller dessutom flygaska. och byggcement innehåller finmald kalksten.

CEM3 (slaggcement) - 19-64% portlandklinker. Portlandklinker och masugnsslagg = slaggcement.

Question 8

Vad är ett slaggcement?

Answer 8

CEM III (slaggcement) består av portlandklinker och masugnsslagg. Den malda slaggen har långsam hållfasthetsutveckling men genom extra finmalning kan detta delvis kompenseras. Sluthållfastheten är lika hög eller något högre än rent portlandcement.

Question 9

Vad är ett anläggningscement? När är det lämpligt att använda ett sådant?

Answer 9

Det är ett portlandcement med en långsam värmeutveckling. Lämpligt i medelgrova och grova konstruktioner. Det är även lågalkalitiskt vilket reducerar risken för skador i betong med alkalireaktiv ballast.

Question 10

Vilka krav ställs på vattnet som skall användas vid betongtillverkning?

Answer 10

Det vatten som är drickbart är lämpligt för betongtillverkning. För enklare betongarbeten kan Östersjöns vatten men till armerad betong och spännbetong bör endast sötvatten användas. Det ställs dock inga höga krav på det vatten, som skall användas till betong.

Question 11

Vad är det för skillnad mellan makadam och singel?

Answer 11

Makadam är krossat bergartsmaterial, singel är okrossat bergartsmaterial med rundade korn.

Question 12

Vad är en siktkurva? Hur påverkar den materialegenskaperna vid proportionering av betong?

Answer 12

Ballastens kornstorleksfördelning beskrivs med en siktkurva. Maximal kornstorlek bör väljas så stor som möjligt då ökad storlek ger minskad cementåtgång, medan övriga fraktioner ska fylla ut hålrummen.

Question 13

När är tillsatsmedel lämpliga att använda i betong?

Answer 13

Används för att anpassa den färska och hårdnande betongens egenskaper för olika önskemål.

Question 14

Vad är silikastoft? Ge exempel på vanliga källor.

Answer 14

Mycket finkornigt pulver. Består av amorf kiseldioxid. Starkt reaktivt material som förbättrar betongens sammanhållning och stabilitet. Restprodukt vid tillverkning av legeringsämnen till stål

Question 15

Hur påverkas betongens egenskaper av luftporbildande tillsatsmedel?

Answer 15

Den blir mer frostbeständig, detta uppnås genom att mycket små och finfördelade luftblåsor i cementpastan som ger vattnet expansionsmöjlighet vid frysning. Förbättrar också arbetbarheten och risken för vattenseparation minskar. Hållfastheten minskar något.

Question 15

Varför används ibland retarderande tillsatsmedel?

Answer 15

För att fördröja betongens tillstyvnande och tidpunkten när hållfasthetstillväxten börjar. En retarder kan därför användas för att bibehålla betongens konsistens vid långa transporter och vid gjutning av höga temperaturer.

Question 16

Hur definieras ekvivalent vattencementtal?

Answer 16

Vct(ekv) = W/(c+k*D)
W är mängden blandningsvatten
C är mängden cement
D är mängden tillsatsmaterial
k är effektivitetsfaktorn

k är beroende av vilket tillsatsmaterial som används

Question 16

Vad är flygaska? Ge exempel på vanliga källor.

Answer 16

Är en restprodukt från kolpulverleldade kraft- och värmverk. Den består i huvudsak av sfäriska partiklar, som avskiljs från rökgaserna med elektrostatiska filter.

Question 17

Vad är ett sättmått?

Answer 17

Ett sättmått bestäms genom att fylla en plåtkon, med öppningar på båda sidor, med betong som sedan komprimeras och planas av. Sättkonen lyfts försiktigt av varpå betongkonen sjunker ihop. Ihopsjunknandet mäts i mm vilket är sättmåttet. Mäter konsistensen.

Question 18

Vilka tre olika typer av separation kan uppstå i betong?

Answer 18

Vattenseparation: Uppstår om totala mängden finmaterial är så liten att betongen inte kan hålla kvar allt blandningsvatten

Stenseparation: Sker under transport och bearbetning. Lösare konsistens och längre vibreringtid ökar stenseperationen. Kan även uppstå vid för liten mängd av stenmaterial

Bruksseperation: Det bildas ett skikt av cementbruk i ytan samtidigt som stenen sjunker. Detta ger betongen ett undre skikt med högre stenhalt.

Question 19

För vilken typ av betong bestäms utbredningsmått?

Answer 19

För betong med lösare konsistens.

Question 20

Betongens hårdnande kan delas in i olika faser. Beskriv dessa. Vad händer i
materialet i de olika faserna?

Answer 20

Hydratationen medför att betongen successivt hårdnar.

Fas 1 - Färsk betong ger ett visst tillstyvnande men betongen kan fortfarande lätt formas och vibreras.

Fas 2 - Det egentliga hårdnandet börjar, betongen är känslig för uttorkning (risk för sprickbildning och bristfällig härdning), temperaturpåverkan (frysning, värmehärdning) och belastning.

Fas 3 - Under början av fasen fortsätter hårdnandet och förändringar i egenskaper sker snabbt. Betongen är här känslig för uttorkning, temperaturpåverkan och påverkan av yttre laster.

Fas 4 - Hård betong, 28 dagar

Question 21

Förklara med en figur betongens hållfasthetstillväxt kopplad mot tid.

Answer 21

Växer snabbt i början för att avta mot slutet

Question 22

Värmeutvecklingen vid hydratationen är olika stor för olika cementtyper
Beskriv för- och nackdelar med värmeutvecklingen.

Answer 22

Värmemängden som frigörs vid reaktioner mellan cement och vatten är ungefär proportionerliga mot cementmängden.

Vid betonggjutning vintertid är en tidig värmeutveckling fördelaktig för att påskynda hållfasthetsutvecklingen och minska risken för frostskador. Vid gjutning av grova konstruktioner kan dock hög värmeutveckling öka risken för sprickbildning under avsvalningskedet då utsidan svalnar snabbare än insidan vilket ger upphov till just sprickorna.

Question 22

Vad innebär begreppet hydratationsgrad? Förklara processen.

Answer 22

Hydratationsgraden anger hur långt cementkornen har kommit i hydratationsprocessen vilket i sin tur är processen som åstadkommer reaktionen mellan vatten och cement för att bilda cementgel som omger cementkornen och fyller porer. Hydratationen gör att porerna mellan cementkornen fylls med vatten.

Question 22

Hur kan man minska värmeutvecklingen i betong vid gjutning av grova
konstruktioner?

Answer 22

Cement med låg reaktionshastighet kan användas, lägsta möjliga cementhalt (även billigare) och låg utgångstemperatur på betongblandningen. Ibland kan man även vara tvungen att gjuta in kylslingor i betongen för att just kyla den.

Question 22

Vad är plastisk krympning?

Answer 22

Plastisk krympning uppstår under de första timmarna efter gjutning i samband med att betongen utsätts för tidig uttorkning. Då är fortfarande betongen form- och vibreringsbar och det egentliga hårdnandet har inte påbörjats. Kan leda till sprickbildning. Spruta vatten på betongen eller täcka med plastfolie.

Question 23

Vad beskriver begreppet mognadsgrad för betong?

Answer 23

Mognadsgrad beskriver effekten av betongens av härdningstid (t) och betongens temperatur (T) på betongens härdning.

Question 24

Vad är en tendenskurva?

Answer 24

En tendenskurva visar hur tryckhållfastheten för betong med olika cementyper och olika hållfasthetsklasser tillväxer som funktion av mognadsåldern.

Question 24

Vad menas med mognadsålder för betong?

Answer 24

Mognadsåldern (t20), är den härdningstid som krävs vid +20 °C för att hållfastheten ska bli lika hög som hållfastheten i den verkliga konstruktionen.

Question 25

Vilken tryckhållfasthet måste betongen ha natt innan frysning tillåts ske?

Answer 25

5 MPa.

Question 25

Skissera sambandet mellan tryckhållfasthet och vct för betong. Varför har kurvan detta utseende?

Answer 25

Tryckhållfastheten avtar med ökande vct likt y = e^-x.

Beror på:
Ballasten starkare än cementpastan.
Betongens hållfasthet och beroende av cementens hållfasthet.
Cementpastan-hållfasthet ökar med mindre blandningsvatten.
Ju mer vattenutblandad cementpasta ju sämre hållfasthet

Question 25

Hur påverkas betongens egenskaper av fuktförhållandena vid härdningen?

Answer 25

Om hydratationen försvåras blir hållfastheten lägre och permeabiliteten högre vilket försämrar betongens beständighet. Om den relativa fuktigheten i betongen är under 80% avstannar hydratationen nästan helt. Man kan hindra uttorkningen med plastfolie på ytan eller spray med membranhärdning eller vattenbegjutning.

Question 26

Man måste skydda nygjuten betong mot tidig frysning. Beskriv kortfattat fem olika metoder.

Answer 26

Det går att välja en högre hållfasthetsklass vilket gör cementhalten högre och vct lägre. Ger större värmeutveckling och snabbare hållfasthetstillväxt.
Använda Snabbhårdnande-cement som ger en större värmeutveckling vid tidig ålder.
Betongfabriker kan leverera varm betong med temperaturer upp till 30 °C vilket påskyndar hållfasthetstillväxten.
Olika typer av accelerande tillsatsmedel kan även användas.
Kan även på arbetsplatsen användas värmeisolerande mattor av t.ex cellplast
Formarna kan även värmeisoleras och strålningsvärmare eller varmluftsaggregat kan även användas.

Question 27

Det finns i princip två olika metoder för att öka betongens frostbeständighet.
Vilka är det och beskriv dem?

Answer 27

Luftporbildande medel då man skapar luftporer som behålls luftfyllda när de omges av vattenporer. Även bra att göra betongen tätare genom högre andel cement och då lågt vct.

Question 27

Vad innebär det att en betong är vattentät?

Answer 27

Innebar att vatten inte kan eller har väldigt svårt att ta sig in i betongen på grund av ett lågt vct (hög andel cement), den är sprickfri samt att vikt vatten är högst 0,5 ggr vikten av cement och ballast med kornsstorlek < 0,25 mm.

Question 28

Beskriv vad som händer när armerad betong karbonatiserar. Vilka för- och
nackdelar har karbonatiseringen?

Answer 28

Leder till korrosion och tvärsnittsarean reduceras vilket påverkar konstruktionens lastupptagande förmåga. Volymen hos korrosionsprodukterna är även mycket större än det ursprungliga stålets volym vilket orsakar ett inre tryck som gör att betongen så småningom spricker upp längs armeringen.

Fördel om det sker inomhus eller i oarmerade konstruktioner

Question 29

Vad menas med högpresterande betong?

Answer 29

Högpresterande betong har en cementpasta med mycket låg porositet vilket kännetecknas av den höga tätheten som uppnås när vct < 0.4. Kapillärporerna försvinner på sikt för att helt ersättas med cementgel.

Innehåller
vct < 0.4 (i regel mycket lägre)
silikastoft (5-10% av cementvikten) som kan lägga sig mellan cementkornen pga dess storlek
tillsatsmedel
välgraderat ballastmaterial

Högpresterande betong har goda mekaniska egenskaper inom beständighet, täthet och uttorkning.

Question 30

Vad karakteriserar en självkompakterande betong?

Answer 30

Används typer av flyttillsatsmedel och fillers (finkorniga mineraliska material) som ofta består av kalkstensmjöl vilka båda minskar betongens inre friktion vilket gör betongen lös utan att den separerar under gjutningen. Krävs på så sätt väldigt lite vibreringsinsats.

Question 31

Hur betecknas hållfasthetsklass för betong enligt gällande standard? Ge ett
exempel och beskriv vad beteckningarna betyder.

Answer 31

Cylinder- och kubhållfasthet anges, t.ex C32/40, den första anger cylinder och den andra tryck.

Question 32

Vad är en exponeringsklass?

Answer 32

Exponeringsklass används för att bedöma fuktbelastning, risk för frysning, användning av tösalter m.m.

Question 33

Beskriv hur klasserna är grupperade och ge ex. på vilka kritirier eller mekanismer som ingår i grupperingen av de olika klasserna

Answer 33

1. Ingen risk för korrosion eller angrepp. (XO)
2. C för Carbonation. Korrosion orsakad av karbonatisering. (XC1, XC2, XC3, XC4.)
3. D för De-icing salt. Korrosion orsakad av andra klorider än havsvatten. (XD1, XD2, XD3.)
4. S för Seawater. Korrosion orsakad av klorider från havsvatten. (XS1, XS2, XS3.)
5. F för Freeze-Thaw. Angrepp av frysning/upptining med eller utan klorider. (XF1, XF2, XF3, XF4.)
6. A för Angrepp av kemikalier (?) Kemiskt angrepp. (XA1, XA2, XA3.)