Kapitel 12: Betong

Question 1

Vad består betong av?

Answer 1

1. Cementpasta (vatten + cement) som är bindemedlet i betongen
2. Ballast (grus + sten)
3. Tillsattsmedel (inte alltid)

Question 2

Vad är vattencementtalet?

Answer 2

Vct är proportionen mellan vatten och cement, vct=W/C. Cementpastans egenskaper bestäms nästan helt av vct.

Question 3

Vad innebär det att proportionera betong?

Answer 3

Att genom variation av betongens beståndsdelar framställa betong med olika egenskaper.

Question 4

Vilka hjälpmedel kan användas för att bearbeta betong?

Answer 4

Vibrering genom stavvibrering eller vibratorbalk. Självkompakterande betong kan användas för att göra bearbetningsprocessen onödvändig eller bara nödvändig i en kort stund.

Question 5

Vad är speciellt med självkompakterande betong (SKB)?

Answer 5

Har goda gjutegenskaper som kräver minimal vibrering. Betong flyter själv ut i formen och har ett stort sättmått/utbredningsmått.

Question 6

Vad innebär hydraulisk i samband med cement?

Answer 6

Cement hårdnar vid reaktion med vatten, och är efter torkning beständigt mot vatten. Reaktionen är exoterm.

Question 7

Av vilka råmaterial tillverkas portlandcement?

Answer 7

Kalksten och lera

Question 8

Beskriv kortfattat cementtillverkningen

Answer 8

Kalksten och lera finmals, torkas och bränns i långa, svagt lutande roterugnar med brännare i den lägre änden. Materialet matas kontinuerligt in i ugnens övre, kalla ände i form av ett tort pulver, torrmetoden, eller som ett slam, våtmetoden. Torrmetoden är mindre energikrävande. I ugnen avgår CO2 ur kalkstenen, som övergår till kalciumoxid samt små mängder aluminiumoxid och järnoxid. Oxiderna förenar sig i bränningen med varandra till nya kemiska föreningar, så kallade klinkermaterial, som är karaktäriserande för cement. Ut ur ugnen kommer cementklinker. När det mals med ca. 5% gips erhålles cement. Gipset reglerar cementets reaktion med vatten.

Question 9

Varför tillsätts gips vid cementtillverkningen?

Answer 9

För att reglera cementets bindning, som annars blir för hastig.

Question 10

Vad innebär begreppet bindetid?

Answer 10

Tiden det tar för ett visst material och vatten att få en definierad grad av styvhet, mätt med en stadardiserad utrustning. För normalt portlandcement är bindetiden 2-4h.

Question 11

I Vilka huvudtyper indelas cement enligt Svensk Standard?

Answer 11

CEM I: Portlandcement (upp till 5% kalkstensfiller)
CEM II: Portland-kompositcement (minst 65% portlandklinker)
CEM III: Slaggcement (19-64% portlandklinker och resten masugnsslagg)
Tidigare: Std, SH, LH.

Question 12

Vad är anläggningscement?

Answer 12

Ett portlandcement (CEM I) som har långsam värmeutveckling. Därför lämplig att använda i medelgrova och grova konstruktioner.

Question 13

Vad är byggcement?

Answer 13

En typ av CEM II cement som är bättre ur miljösynpunkt än CEM I. Även denna sort innehåller kalkstensfiller.

Question 14

Vilka krav ställs på det vatten som ska användas till betongtillverkning?

Answer 14

Tumregel: drickbart vatten => ok. Det ställs inga höga fordringar på det vattnet. Dålig vattenkvalitet kan försämra betongens hållfasthet och beständighet.

Question 15

Vad är det för skillnad på makadam och singel?

Answer 15

Makadam är krossat material, det helt dominerande stenmaterialet. Singel är okrossat bergartsmaterial med rundade korn. T.ex. utvunnits ur rullstensåsar.

Question 16

Vad är en siktkurva?

Answer 16

En kurva som åskådliggör kornstorleksfördelningen i betong.

Question 17

Vad kan inträffa om ballasten innehåller humus?

Answer 17

Betongens hårdnande fördröjs och sluthållfastheten blir lägre.

Question 18

När kan flyttillsatsmedel (plasticerare) vara lämpliga att använda i betong?

Answer 18

Reducerar betongens vattenhalt och minskar friktionen mellan betongens små, fasta partiklar. Lämpligr när tunna väggar eller hårt armerade konstruktioner ska gjutas.

Question 19

Hur påverkas betongens egenskaper av luftporbildabde tillsattsmedel?

Answer 19

Betongen blir frostbeständig. Luftporer ger expanderande vatten möjlighet att växa, och betongen sprängs inte sönder av isen. Används vanligtvis i betong som utsätts för frysning i kombination med fuktig miljö t.ex. broar och vägbeläggningar.

Question 20

Varför används ibland retarderande tillsattsmedel?

Answer 20

För att motverka tillstyvnade i samband med långa transporter, vid höga temperaturer, för att undvika gjutfogar och för att åstadkomma friläggning av ballast vid elementtillverkning.

Question 21

Vad är silikastoft?

Answer 21

Ett finkornigt pulver av amorf (glasig) kiseldioxid, som erhålls som restprodukt vid tillverkning av legeringsämnen till stål. Det är ett starkt reaktivt puzzolant material. Förbättrar bl.a. betongens sammanhållning och stabilitet. Vattenbehovet ökar dock, varför vattenreducerande eller flyttillsatsmedel krävs i praktiken för silikastoftets positiva effekt.

Question 22

Vad är flygaska?

Answer 22

Restprodukt från kolpulvereldade kraftverk och värmeverk. Huvudsak aluminiumsilikatglas. Glashalt är mått på reaktiviteten.

Question 23

Vad är kalkstensfiller?

Answer 23

Ett inert (icke-reagerande) tillsatsmaterial som används för att förbättra betongs arbetbarhet, ofta i SKB.

Question 24

Hur definieras vbt?

Answer 24

vbt är vattenbindemedelstalet, används istället för vct då tillsatsmaterial används. vbt=W/(C+k+D).
k är effektivitetsfaktor 0-1
D är mängden tillsatsmaterial i kg
skrivs ibland också:
vct(ekv) = ekvivalent vattencemental = vbt

Question 25

Beskriv och namnge den vanligaste metoden som används för att mäta betongens konsistens

Answer 25

Sättmått för betong med lös konsistens. En sättkon, en kon av plåt i specifika mått som är öppen i båda ändarna, ställs på plan yta och fylls med betong. Betongen komprimeras på ett standardiserat sätt och planas av. När sättkonen försiktigt lyfts sjunker betongen ihop, sätter sig. Överytans nedsjunkning är sättmåttet. Måttet identifieras sedan i en tabell eller graf (fig. 12.18).

Question 26

För vilken typ av betong bestäms utbredningsmått?

Answer 26

Mycket lättflytande konsistenser

Question 27

Förklara vattenseparation

Answer 27

Vatten ur cementpastan samlas dels vid ytan och dels under grövre stenar och armering. Uppstår om den totala mängden finmaterial (cement och filler) är så liten att betongen inte klarar att hålla kvar allt blandningsvatten. Vibrering ökar risken.

Question 28

Förklara stenseparation

Answer 28

Stenar sjunker och samlas längre ner. Uppstår mest under transport och bearbetning. Lösare konsistens och längre vibreringstid ökar stenseparation. Orsakas av för liten mängd finmaterial som ger otillräcklig sammanhållning.

Question 29

Förklara bruksseparation

Answer 29

Ett skikt av cementbruk bildas i ytan, samtidigt som stenen sjunker. Detta ger två typer av betong i betongen, med olika egenskaper. Kan inträffa om betongen har för lös konsistens. Vibrering ökar risken.

Question 30

Beskriv i stora drag det som händer vid betongens hårdnande

Answer 30

Fas 1: färsk betong - sker ett visst tillstyvnande men betongen kan fortfarande lätt formas och vibreras.

Fas 2: ung betong - 1-3 dagar. Det egentliga hårdnandet börjar, förändringar i egenskaper sker mycket snabbt. Betongen är nu känslig för uttorkning, temperaturpåverkning och belastning.

Fas 3: hållfasthetstillväxt - 1-3 dagar gammal till 28 dagar. Mekaniska egenskaperna är inte fullt utvecklade, men materialet liknar den hårdnade betongens egenskaper. Påverkas i betydligt lägre grad eller inte alls av de yttre betingelserna.

Fas 4: betongen är efter 28 dagar färdig, men hållfastheten fortsätter att öka långsamt.

Question 31

Vad innebär hydratationsgrad?

Answer 31

Till vilket stadium reaktionerna i betongens hårdnande hunnit vid en viss tidpunkt. Betecknas α=Cn/C

Question 32

Hur kan värmeutvecklingen minskas vid gjutning av grova konstruktioner?

Answer 32

Cement med lägre reaktionshastighet (LH cement), lägsta möjliga cementhalt och låg utgångstemperatur på betongblandningen kan användas.

Question 33

Vad beskriver i princip mognadsgraden för betong?

Answer 33

Betongens hållfasthetsutveckling vid olika temperaturer. M beror alltså av temperatur och tid.

Question 34

Vad menas med ekvivalent härdningsålder för betong?

Answer 34

t(20) = mognadsåldern. Den härdningstid vid +20 grader celsius som ger samma mognadsgrad, och alltså ungefär samma hållfasthet, som det aktuella temperaturförloppet.

Question 35

Vad menas med plastisk krympning i betong?

Answer 35

Om nygjuten betong utsätts för uttorkning kan under vissa förhållanden en betydande sammandragning uppstå av den ännu plastiska (kvarstående, ej elastiska) betongen. Det kallas plastisk krympning. Uppstår normalt inom 1-6 h efter gjutning och sprickbildningen kan bli mycket omfattande.

Question 36

Hur påverkas betongens egenskaper av fuktförhållandena vid härdningen?

Answer 36

För lite fukt: sprickbildning och plastisk krympning.
För mycket fukt: högre vct.
Frysning: iskristaller bildas i betongen, vilket ger volymökning hos den ännu “mjuka” betongmassan och alltså inre sprickbildning. Hållfastheten försämras, och permabiliteten ökar vilket ger sämre beständighet.

Question 37

Vilken tryckhållfasthet måste betongen ha nåtts innan frysning tillåts ske?

Answer 37

> 5 MPa

Question 38

Vad innebär membranhärdning?

Answer 38

Täckning med plastfolie eller användning av särskild vätska på betongytan för att förhindra avdunstning av betongens vatten.

Question 39

Hur förhåller sig tryckhållfasthet med vct?

Answer 39

Ökat vct => lägre tryckhållfasthet

Question 40

Vad är vattenluftcementtalet?

Answer 40

Luftinblandnings effekt på vct. Vattencementtalet ges av:
vlct = (w + L)/C
L = volym luftporer
För varje procent lufthalt utöver de 2% som redan finns minskar hållfastheten med 5%.

Question 41

Vilket av betongens delmaterial har störst inverkan på krympningens/deformationens storlek?

Answer 41

Vattenhalt vid tillverkning. Krympningen är beroende både av betongs vattenhalt och omgivningens RF.

Question 42

Beskriv vad som händer när armerad betong karbonatiserar. Hur kan man synliggöra karbonatiseringens omfattning?

Answer 42

Koldioxid från den omgivande luften som långsamt tränger in i betongen och reagerar kemiskt med kalciumhydroxid i betongen. Stålet börjar rosta. “Fronten” av CO2 in i betongen kan synliggöras med fenolftaleinlösning som sprutas på en brottyta av betongen. Det som ännu inte är karbonatiserad blir violett.

Question 43

Vilka är det tre största problemen med betongens beständighet i nordiskt klimat?

Answer 43

1. Frostangrepp
2. Armeringskorrosion
3. Kemiska angrepp

Question 44

För vilken RF erhålls den maximala karbonatiseringshastigheten för betong?

Answer 44

RF = 50-60%

Question 45

Vad innebär det att en betong är “vattentät”?

Answer 45

Ett vanligt krav på betongen. Det innebär att vct ska vara max 0.60, och vikten av vatten i betongmassan är högst 0.5 gånger den sammanlagda vikten av cement och ballast med kornstorlek <0.25 mm.

Question 46

Vad menas med högpresterande betong?

Answer 46

Betong som har förbättrade egenskaper i ett eller flera avseenden. Förutsätter alltid en cementpastafas med mycket låg porositet, dvs lågt vct eller vbt. Innehåller tillsatsmedel och välgraderat ballastmaterial.

Question 47

På vilka två sätt kan kemiska angrepp motverkas i betong?

Answer 47

1. Betongens kemiska uppbyggnad - sammansättningen hos cementets hydratationsprodukter
2. Betongens permeabilitet. Avgör den hastighet med vilken nedbrytningen kan ske.

Viktigaste skyddsåtgärden mot kemiska angrepp är:
vct < 0,5. som ger en tillräckligt tät betong.

Question 48

Vad betyder permeabilitet?

Answer 48

Egenskap att släppa igenom en vätska eller gas under tryck.

Question 49

Vad ska en betongspecifikation alltid innehålla?

Answer 49

1. Tryckhållfasthetsklass
2. Exponeringsklass
3. Speciella önskemål kring betongsammansättning
4. Härdningsklass
5. Eventuella krav på begränsning av klimatpåverkan