Modern injekteringsbetong Ett beprövat material med goda tekniska egenskaper och låg miljöpåverkan Injekteringsbetong är en gammal beprövad metod för såväl reparationer som nyproduktion. Metoden bygger i korthet på att formen fylls med sten och armering varefter ett injekteringsbruk (cementbaserat) injekteras in i stenskelettet. Metoden utvecklades under 1940-talet, främst i samband med utbyggnaden av vattenkraften i USA. Med tiden spreds användningen till andra länder och tekniken användes för grundläggning, pelare, undervattensgjutningar, fyrar, vattenkraft, försvarsanläggningar, bergrum med mera. Metoden finns utförligt beskriven i båda utgåvorna av Betonghandboken samt i BBK 79 och BBK 94. För ytterligare information hänvisas till American Concrete Institute 304 (Guide for the use of preplaced aggregate concrete for structural and mass concrete applications 1997). I praktiken är injekteringsbetong en konventionell betong men med hög stenhalt och låg cementhalt. Dimensionering med mera är helt analog konventionell betong men den låga krympningen och den låga temperaturutvecklingen kan/ska tillgodogöras genom utelämnande av kylning och minskad krymparmering (om så önskas) eller större gjutetapper. Metoden fanns även vara mycket lämplig för motgjutningar mot berg och befintlig betong (ofta reparationer) tack vare den goda vidhäftningen (övertryck vid injektering) samt den låga krympningen. Den låga krympningen medförde att påkänningarna på gjutfogen (berg-betong alternativt betong-betong) av krympning blev låga, vilket minskade risken för läckage genom gjutfogen och minskade risken för bompartier. Vidare var temperaturutvecklingen låg (låg bindemedelshalt), vilket också var gynnsamt då detta bidrog till små temperaturrelaterade påkänningar mellan berg och beArtikelförfattare är tekn dr Jonatan Paulsson-Tralla Projektengagemang AB, Stockholm.
12
tong alternativt mellan befintlig och ny betong. Tidigare användes relativt grov ballast. Den minsta stenstorleken var ofta cirka 50 mm och ofta användes fraktionen 64 till 128 mm. Skälet till att relativt stor sten användes var att det var svårt att injektera mindre sten då hålrummen mellan stenarna (kanaler) blev för små i förhållande till dåtida injekteringsbruks egenskaper. Användning av injekteringsbetong i Sverige är begränsad för närvarande. Metoden användes dock mellan 1950- och 1970-talet i bland annat fundament och tunnlar. Även andra typer av gjutningar med komplicerad geometri och tät armering utfördes. Tyvärr föll injekteringsbetongen i glömska i Sverige under 1980och 1990-talet. I andra delar av världen, till exempel USA, England och Tyskland används och utvecklas dock metoden fortfarande. För att ta fram användbara stenfraktioner och injekteringsbruk genomförde Banverket flera fullskaleförsök under 2006 och 2007. Även vattenkraftsföretagen har genom Elforsk visat intresse för tekniken och en utförlig genomgång utfördes av T Sandström 2009 (Elforsk rapport 09:89). Normal betongs krympning behandlas idag schablonmässigt enligt gällande normer av de flesta projektörer. Detta fungerar acceptabelt för många projekt men de förändringar som har skett i en så kallad normal betongs sammansättning under de senaste 30 åren är betydande. Cementhalterna är högre, största stenstorlek har minskat radikalt, stenhalt har minskat, nya tillsatsmedel och nya tillsatsmaterial används med mera. Sammantaget medför dessa förändringar att även betongens krympning påverkas (ofta ökat). För konstruktioner med krav på sprickvidder, deformationer, kantresning med mera är betongens krympning en väsentlig designparameter varför det är viktigt att ha god kunskap om hur betongen som levereras ut på byggarbetsplatsen verkligen krymper. Behovet av en gjutbar betong med låg krympning och mycket god vidhäftning för reparationsobjekt dök upp på allvar för Trafikverket under 2005 i samband med projekteringen av reparationerna av Gamla Årstabron. Genom att säkerställa att den för reparationerna använda betongen har låg krympning kunde tvångskrafterna av reparationsbetongens krympning på de reparerade betongkonstruktionerna minimeras. Ett flertal olika betongsammansättningar studerades såväl teore-
tiskt som praktiskt. Av de tillgängliga betongsammansättningarna ansågs endast injekteringsbetong, även kallad prepackbetong, vara lämplig tack vare begränsad krympning, begränsad värmeutveckling, god vidhäftning, begränsad tryckkrypning och normal relaxation av dragpåkänningar. I föreliggande artikel ska de praktiska försöken och erfarenheterna från nu pågående arbeten belysas. Vidare ska några framtida intressanta användningsområden belysas.
Modern injekteringsbetong
Modern injekteringsbetong är i princip en vanlig betong med ett partikelsprång hos ballasten. Den grövre ballasten (cirka 20 mm) placeras och kompakteras lätt (vid behov) i formen innan det cementbaserade injekteringsbruket (0 till 2 mm) injekteras in i hålrummet mellan den grövre ballasten, se figur 1. Injekteringsbruket är i princip självkompakterande och likheterna mellan självkompakterande betong och injekteringsbetong är många. I figur 1 framgår tydligt den höga stenhalten, cirka 65 procent grov ballast, och den täta matrisen. Bilden visar också tydligt hur den grova ballasten har direktkontakt, vilket låser hela matrisen. Syftet med metoden/materialet var inledningsvis att begränsa krympning och temperaturutveckling för att därigenom minska tvångskrafter orsakade av krympning och temperatur (vid gjutning). I och med att den grövre ballasten har direkt kontakt mellan stenarna skapas ett jämnt utbrett inre mothåll i betongen efter injekteringen, vilket minskar betongens fria krympning. Därigenom reduceras även därtill hörande tvångsspänningar. På sikt relaxeras stora delar av dessa spänningar på grund av cementmatrisens krypning (drag). Tryckkrypningen är däremot troligen begränsad jämfört med normal be-
Figur 1: Injekteringsbetong. Packad 16/20 natursingel. Hålets diameter är 125 mm. Bygg & teknik 7/10