Betong

Frå Wikipedia – det frie oppslagsverket

Betong er eit byggjemateriale som blir laga ved å blanda sement og vatn med sand, stein og andre tilsettingsstoff. Sementen reagerar kjemisk med vatnet i ein prosess kalla hydratisering og blandinga stivnar. Riktig produsert og med normal bruk held betongen lenge og har stor styrke. Han kan støypast i faste formar eller med forskalingar. Ein kan nytta han i faste anlegg som hus, bruer og demningar, men òg til små og store lause gjenstandar som blomekasser, takelement og plattformar til oljeindustrien.

Betongbro. Lake Street Bridge i Minneapolis i USA
Forstørr
Betongbro. Lake Street Bridge i Minneapolis i USA

Innhaldsliste

[endre] Materialet

Blandeforhold (vektfordeling)
Forstørr
Blandeforhold (vektfordeling)

Betong blir laga av vatn, sement, tilslag og tilsettingar. Blandinga av vatn og sement blir kalla sementlim eller sementpasta. Tilslag er eit samleord for sand, stein og pukk. Dette blir blanda inn i sementpastaen. Til vanleg blir det òg blanda inn tilsettingsstoff. Det er stoff som gjer lite av seg i vekt og volum, men som har stor verknad på eigenskapane til betongen.

Rett etter blanding er betongen ein flytande graut og lett å forme. Hydratiseringa får betongen til å herde og bli eit fast materiale. Utstøyping og anna arbeid med betongen må difor skje få timar etter blanding.

Til ein kubikkmeter vanleg betong går det vanlegvis med om lag 190 liter vatn, 320 kg sement, 950 kg sand og 900 kg stein og pukk. Til saman blir dette om lag 2360 kg. Ein kan endre blandingstilhøvet mellom vatn, sement, tilslag og tilsettingar for å styre eigenskapane til betongen etter kva han skal nyttast til.

Betong blir laga i ulike kvalitetar. Det er særleg styrken og kor lenge den held som skil dei frå kvarandre. Dersom ein samanliknar dei mest nytta kvalitetane (B20, B25, B30, B35 og B45) ser ein at grovt sett er den beste (B45) 2-3 gongar sterkare enn den dårlegaste (B20). Skilnaden i levetid er grovt sett den same. Men levetida varierar òg kraftig med kva betongen blir utsett for, t.d. om han står tørt og frostfritt innomhus eller i vatn, frost og vegsalt utomhus.

Som regel vert betongkonstruksjonar armert. Det vil seie at stålstenger blir støypt inn i betongen. Dette fordi betongen er sprø og tåler dårleg strekkrefter. Det gjer derimot stålstengene. Til saman blir stål og betong eit komposittmateriale - armert betong - der betongen ber trykkreftene og armeringa strekkreftene. Nokre konstruksjonar blir ikkje armert av di dei berre blir utsett for trykkrefter. Eit godt døme er gravitasjonsdammar. Det er demningar som er laga slik at vasstrykket saman med eigenvekta til dammen syt for at betongen alltid står under trykk.

[endre] Samansetning

Frilagd betongoverflate
Forstørr
Frilagd betongoverflate

Sement held betongen saman. Han blir laga av kalkstein og ei rekke tilsettingar som blir male, brent og male igjen til eit fint mel. Ein lagar ulike typar, med omsyn til herdetid, styrke og andre eigenskapar.

Tilslaget, sand og stein, utgjer størsteparten av volumet i betongen, 60-70%. Tilslaget bør vera velgradert. Det tyder at ein bør ha alle storleiker opp til eit visst maksimum, slik at det blir store holrom kor det legg seg mykje sementpasta.

For å tilpasse betongens eigenskapar best mulig til formålet nyttar ein tilsetjingsstoff. I Norsk Standard NS-EN 206-1 blir tilsetjingsstoff definert som «Materiale som tilsettes under blanding i små mengder i forhold til sementmengda for å endre eigenskapane til fersk eller herdt betong.» Det finst mange ulike tilsettingsstoff som påverkar betongen på forskjellig vis. Tilsetningsstoffa blir delt inn i klassar etter kva for funksjon dei har:

  • A - akselererande (gjer at betongen herdar raskare)
  • P - vassreduserande, eller plastiserande (gjer at me kan nytte mindre vatn i betongen)
  • R - retarderande (gjer at betongen herdar seinare)
  • I - injiserande (aukar flyteevna til betongen)
  • L - luftinnførande (aukar luftinnhaldet i betongen)

Det finst òg andre stoffar for spesielle formål.

Armering skjer som slakkarmering eller spennarmering. I det siste høvet blir armeringa satt under spenn eller strekk før støyp. Då blir det overført kreftar til betongen som trykkar han saman. Slakkarmering er tradisjonelle armeringsstengar støypt inn i betongen. Begge slags armering blir gjort av stål.

[endre] Materialeigenskapar

Betong blir laga i mange ulike kvalitetar. Norsk Standard NS-EN 206-1 klassifiserar betong etter dei to viktigaste eigenskapane til materialet: fastheit og bestandigheit.

  • Fastheitsklassane for normalbetong og tungbetong er B10, B20, B25, B30, B35, B45, B55, B65, B75, B85 og B95. Fastheitsklassane for lettbetong er LB12, LB20, LB25, LB30, LB35, LB45, LB55, LB65 og LB75. Talet gjev trykkfastheita i MPa, og trykkfastheita er høgare jo større talet er.
  • Bestandigheitsklassane er M90, M60, M45, MF45, M40 og MF40. Talet gjev vassinnhaldet i betongen, og motstandsevna er høgare jo lågare talet (vassinnhaldet) er. F-en står for frostsikker.

Andre eigenskapar som bør nemnast er stivleik, vasstettleik og evne til brannmotstand.

Undersida av ein bjelke er utsett for strekk og må armerast for at ikkje bjelken skal brekke. (pilane symboliserar lasta som kviler på bjelken)
Forstørr
Undersida av ein bjelke er utsett for strekk og må armerast for at ikkje bjelken skal brekke. (pilane symboliserar lasta som kviler på bjelken)

Når me snakkar om fastheita til betongen meiner me trykkfastheit. Med trykkfastheit skjønar me det største trykket betongen kan bli utsett for utan å gå til brot. Trykket blir målt i megapascal MPa. Dei mest brukte fastheitsklassane er B20-B45.

Betong har noko strekkfastheit, altså kan han overføra strekkreftar. Men denne evna er mykje mindre enn trykkfastheita, tilhøvet er mindre enn 1:10. Som regel vil me utnytta trykkfastheita på eit økonomisk vis. Då blir det nesten alltid område i konstruksjonen kor strekkspenningane blir større enn strekkfastheita i betongen. Undersida av bjelkar eller dekker (etasjeskiljer) er typiske stader kor dette skjer. Difor blir betongen armert for å forsterka han. Vanleg armering av stål har ein strekkfastheit på minst 500 MPa. Det er meir enn 200 gongar høgare enn strekkfastheita til betongen.

Når ein reknar på dimensjonane på ein betongkonstruksjon er det trykkfastheita som set grensar for kor store lastar han kan bera. Er trykkfastheita høg kan konstruksjonen bli mindre.

Stivleiken (òg kalla elastisitetsmodulen) heng nøye saman med fastheita. Det er difor ikkje naudsynt å klassifisera betong etter stivleik. Stivleiken avgjer kor stor formendring betongen får når han får ei viss last på seg. Jo større stivleiken er, jo mindre deformasjon blir det.

Motstandsevna til betongen fortel noko om kor godt betongen står mot ytre påfreistingar over tid. Betong som blir utsett for vær og vind blir brote ned med tida. Oppskrifta på betongen blir difor tilpassa miljøet han skal stå i. Døme på ulike miljø er:

  • tørt og frostfritt innomhus
  • fuktig og vått, og med omvekslande frost og tøvêr
  • utsett for sjøsprøyt, vegsalt eller andre kjemikaliar

Betong i det siste miljøet, i t.d. kaier eller bruer, treng heilt andre eigenskapar enn betong i den fyrste gruppa.

Typisk fastheitsutvekling dei fyrste to månadane
Forstørr
Typisk fastheitsutvekling dei fyrste to månadane

Trykkfastheit, stivleik og motstandsevne er tre skilde eigenskapar.

  • Trykkfastheita seier kor store laster ein konstruksjon med gjevne dimensjonar kan bera.
  • Stivleiken seier kor stor deformasjon ein konstruksjon med gjevne dimensjonar vil få
  • Motstandsevna seier kor lang levetid ein konstruksjon vil få i eit gjeve miljø

Desse eigenskapane heng nøye saman.

[endre] Kjelder