12. Betong

Question 1

Vilka är beståndsdelarna i betong?

Answer 1

Vatten, ballast, cement och tillsatsmedel

Question 2

Vad är vattencementtalet?

Answer 2

vct= (mängd vatten) / (mängd cement) = W/C

Question 3

Ge exempel på olika hjälpmedels om kan användas för att bearbeta färsk betong.

Answer 3

• Vibratorbalk: dras över ytan, det vibrerar.
• Stavvibrering: man sticker ner en vibratorstav i betongen och drar sakta upp den när betongen flutit ihop. Vibreringen gör att betongens viskositet minskar.

Question 4

Vad innebär begreppet hydraulisk i samband med cement?

Answer 4

Cement är ett hydrauliskt bindemedel = det hårdnar vid reaktion med vatten.

Question 5

Av vilka råmaterial tillverkas portlandcement?

Answer 5

5% kalkstenfiller, lera, sand och skiffer.

Question 6

Beskriv kortfattat hur portlandcement tillverkas.

Answer 6

Kalksten och lera bränns till cementklinker som mals ner med 5% gips

Längre förklaring: kalksten (CaCO3) bränns vilket avger koldioxid (CO2) och det bildas bränd kalk (CaO). Denna blandas med kiseldioxid (SiO2), aluminiumoxid (Al2O3) och järnoxid (Fe2O3). Delmaterialen mals till ett torrt pulver och stoppas in en cementugn.

Question 7

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

Answer 7

CEM 1, portlandcement
CEM II, sammansatt portlandcement. Måste innehålla minst 65% portlandklinker.
CEM III, slaggcement (19-64% portlandklinker). Portlandklinker + masugnsslagg = slaggcement.

Question 8

Vad är slaggcement?

Answer 8

Innehåller 19-64% portlandklinker och resten masugnsskagg, Den har en långsam hållfasthetsutveckling. Sluthållfastheten blir lika hög eller något högre än rent portlandcement.

Question 9

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

Answer 9

Portlandcement som har långsam värmeutveckling. Används vid medelgrova till grova konstruktioner. Det är även lågalkaliskt vilket reducerar risken för skador i betong med alkalireaktiv ballast.

Question 10

Vilka krav ställs på vattnet som skall användas vid betongtillverkning?

Answer 10

God vattenkvalitet, dricksvatten. Armerad betong kräver sötvatten.

Question 11

Vad är det för skillnad mellan makadam och singel?

Answer 11

Makadam: krossat bergartsmaterial –> en krossprodukt.
Singel: okrossat bergartsmaterial, t.ex. från rullstensåsar. Är därmed naturgrus

Question 12

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

Answer 12

Siktkurvan åskådliggör ballastens kornstorleksfördelning. Kallas även för graderingskurva. Maximal kornstorlek bör väljas så stor som möjligt då ökad storlek ger minskad cementåtgång.

Question 13

När är tillsatsmedel lämpliga att använda i betong?

Answer 13

De kan användas för att anpassa det färska och hårdnande betongens egenskaper för olika önskemål.
- Flyttillsatsmedel och vattenreducerande medel minskar friktionen mellan små och fasta partiklar emellan. Blir lättflytande och god sammanhållning –> lättare att bearbeta vid gjutning

Question 14

Hur påverkas betongens egenskaper vid luftporbildande tillsatsmedel?

Answer 14

Frostbeständigheten ökar samtidigt som bearbetbarheten förbättras och risken för vattenseparation minskas. Skapar små och finfördelade luftporer i cementpastan som ger plats åt fukten (vattnet) att expandera när det blir kallt och vattnet fryser. Hållbarheten ökar då, men hållfastheten minskar och viskositeten påverkas.

Question 15

Varför används ibland retarderande tillsatsmedel?

Answer 15

Det fördröjer betongens tillstyvnad och tidpunkten där hållfasthetstillväxten börjar. Kan användas för att bibehålla betongens konsistens vid långa transporter och gjutning vid höga temperaturer.

Question 16

Vad är silikastoft? Ge exempel på vanliga källor.

Answer 16

Ett mycket finkornigt pulver som består av amorf/glasig kiseloxid. Starkt reaktivt material som förbättrar betongens sammanhållning och stabilitet. Pulvret erhålls som restprodukt vid tillverkning av legeringsämnen till stål.

Question 17

Vad är flygaska? Ge exempel på vanliga källor.

Answer 17

En restprodukt från kolpulvereldade kraft och värmekraft. Den består i huvudsak av sfäriska partiklar, som avskiljs från rökgaserna med elektrostatiska filter. Den innehåller i huvudsak kiseldioxid där glashalten är ett mått på flygaskans reaktivitet. Vid betongtillverkning kan flygaska tillsättas med 5-30% räknat på cementvikten.

Question 18

Hur definieras ekvivalent vattencementtal?

Answer 18

vct vid användning av tillsatsmaterial.
VCT ekv = W/(c+k*D)
D = mängden tillsatsmaterial
k = effektivitetsfaktor (beroende av vilket tillsatsmaterial som används)
c = mängden cement

Question 19

Vad är ett sättmått?

Answer 19

Den vanligaste standardiserade metoden för att bestämma betongmassans konsistens.

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. Ihopsjunkandet mäts i mm vilket är sättmåttet.

Question 20

För vilken typ av betong bestäms utbredningsmått?

Answer 20

För betong med lösare konsistens

Question 21

Vilka tre olika typer av separation kan uppstå i betong?

Answer 21

1. Vattenseparation: uppstår om totala mängden finmaterial är så liten att betongen inte kan hålla kvar allt blandningsvatten.
2. Stenseparation: sker under transport och berarbetning. Lösare konsistens och längre vibreringstid ökar stenseparationen.
3. Bruksseparation: det bildas ett skikt av cementbruk i ytan samtidigt som stenen sjunker. Detta ger betongen ett undre skikt med högre stenhalt.

Question 22

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

Answer 22

Fas 1, färsk betong: viss tillstyvnande men fortfarande lätt att forma och vibrera.
Fas 2, ung betong: egentliga hårdnandet börjar. Känslig för uttorkning (risk för sprickbildning och bristfällig härdning), temperaturpåverkan (frysning, värmehärdning) och belastning. Ålder upp till 1-3 dygn.
Fas 3: fortsatt hårdnande av betong. Fortfarande känslig för uttorkning, temperaturpåverkan och belastning. Efter fas 3 fås färdig betong.

Question 23

Förklara med en figur betongens hållfasthetstillväxt kopplad mot tid.

Answer 23

kolla i boken, vet ej sida?
Växer snabbt i början för att avta mot slutet.

Question 24

Vad är plastisk krympning?

Answer 24

Sker under första timmarna genom en uttorkning på ytan. Ytan vill dra ihop sig –> risk för ytsprickor. Om den nygjutna betongen utsätts för snabb uttorkning i samband med tillstyvnandet uppstår en sammadragning vilket är plastisk krympning. Plastisk krympning sker mest vid varmt väder och blåst då sprickor uppstår lättare. Genom härdning slipper man plastisk krypning.

Question 25

Vad innebär begreppet hydrationsgrad? Förklara processen.

Answer 25

Hydrationgrad anger hur långt cementkornen har kommit i hydrationsprocessen vilket i sin tur är processen som åstadkommer reaktionen mellan vatten och cement för att bilda cementpasta. Hydrationen gör att porerna mellan cementkornen fylls med vatten.

Med andra ord, andelen fullständigt hydratiserat cement av den totala mängden cement.

Question 26

Värmeutvecklingen vid hydrationen är olika stor för olika cementtyper. Beskriv för- och nackdelarna med värmeutvecklingen.

Answer 26

Fördelar:
- på vinter är god värmeutveckling bra eftersom materialet inte hinner stelna då cementen håller sig själv varm.
- varmare förhållanden ger snabbare härdtid

Nackdelar:
- vid grova konstruktioner är det stor risk för sprickor vid hög värmeutveckling. Detta p.g.a. att ytan stelnar snabbare än konstruktionens inre. Kan behövas kyleffekt.

Question 27

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

Answer 27

Genom att använda cement med låg reaktionshastighet, lägsta möjliga cementhalt (även billigare) och låg utgångstemperatur på betongblandningen. Man kan även gjuta in kylslingor för att kyla betongen.

Question 28

Vad beskriver begreppet mognadsgrad för betong?

Answer 28

Beskriver den samlade effekten av härdningstiden och betongens temperatur på betongens härdning. Effekten av tiden och temperaturen.

Question 29

Vad menas med mognadsålder för betong?

Answer 29

Den härdningstid som krävs vid +20 grader för att hållfastheten skall bli lika hög som i den verkliga konstruktionen.

Question 30

Vad är en tendenskurva?

Answer 30

Visar hur tryckhållfastheten för betong med olika cementtyper och med olika hållfasthetsklasser tillväxer som en funktion av mognadsåldern.

Question 31

Hur påverkas betongens egenskaper av fuktförhållandena vid härdningen?

Answer 31

Om hydrationen försvårar blir hållfastheten lägre samtidigt som permeabiliteten blir högre vilket försämrar betongens beständighet. Om RF<80% avstannar nästan hydrationen helt, d.v.s. för lite vatten –> ingen härdning. Men för mycket vatten ger en lägre konsistens eftersom den blir lösare.

För att förhindra uttorkningen kan man använda plastfolie på ytan eller spray med membranhärdning eller vattenbegjutning.

Question 32

Vilken tryckhållfasthet måste betongen ha nått innan frysning tillåts ske?

Answer 32

Ca 5 MPa

Question 33

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

Answer 33

1. Högre hållfasthetsklass eller SH-betong ger en större värmeutveckling och därmed snabbare hållfasthetstillväxt.
2. Leverera betongen varm, upp till +30 grader, vilket påskyndar hållfasthetstillväxten.
3. Accelererande tillsatsmedel.
4. Värmeisolering av betongen och formarna.
5. Användning av strålningsvärme eller varmluftsaggregat.

Question 34

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

Answer 34

En nedåtgående kurva –> ju högre vct desto lägre hållfasthet och tvärtom.

Question 35

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

Answer 35

1. Luftinblandning: Ökar luftporerna innan härdning där luftporerna behålls luftfyllda när de omges av vattenporer.
2. Sänka vct: gör betongen tätare genom högre andel cement –> lägre vct.

Question 36

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

Answer 36

Fördelar:
- Tar upp CO2 –> minskar klimatavtrycket.

Nackdelar:
- Förstör oxid-skydd mot korrosion –> börjar rosta.
- Tvärsnittsarean reduceras –> konstruktionens lastupptagande förmåga påverkas.
- Volym hos korrosionsprodukter är mycket större än det ursprungliga stålets volym vilket orsakar ett inre tryck som gör att betongen så småningom spricker upp längs armeringen.

Question 37

Vad innebär det att en betong är vattentät?

Answer 37

Innebär att vatten inte kan eller har väldigt svårt att ta sig in i betongen p.g.a. ett lågt vct (hög andel cement).

Krav som ställs för att betongen ska räknas som vattentät är att
- den ska vara sprickfri
- vct är högst 0.6
- vikten av vatten i betongmassan är högst 0.5*den sammanlagda vikten av cement och ballas med kornstorlek < 0.25mm

Question 38

Vad menas med högpresterande betong?

Answer 38

Har förbättrande egenskaper i ett eller flera avseenden jämfört med betong tillverkad med konventionella material och metoder. Typisk att
- vct < 0.45
- innehåller ofta silikastoft, tillsatsmedel och välgraderat ballastmaterial

Question 39

Vad karakteriserar en självkompakterande betong?

Answer 39

I självkompakterande betong används dels nya typer av flyttillsatsmedel och dels mycket finkorniga mineraliska material s.k. filler (består av kalkstensmjöl). Dessa tillsatser minskar betongens inre friktion och gör betongen lös utan att den separerar under gjutningen –> mycket goda gjutegenskaper –> krävs ingen/liten vibreringsinsats.

Question 40

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

Answer 40

Exempelvis C32/40. Siffervärdena anger betongens karakteristiska hållfasthet i MPa. C32 avser cylinderhållfastheten medan 40 avser kubhållfastheten.

Question 41

Vad är en exponeringsklass?

Answer 41

Kvantifierar krav med hänsyn tagen till beständighet mot frost- och korrosionsangrepp. D.v.s. används för att bedöma fuktbelastning, risk för frysning, användning av tösalter m.m.