Betongarbeid (2. utgåve) NYN (9788211045225) by Fagbokforlaget

Betongarbeid

Betongarbeid, 2. utgave Betongarbeid er skriven for deg som er elev på vidaregåande skole, lærling eller praksiskandidat. Ho er oppdatert etter ny læreplan for vg3 betongfaget/opplæring i bedrift frå 2022.

Betongarbeid

Her får du ei inngåande beskriving av både det praktiske og det teoretiske som krevst av ein betongfagarbeidar. Med denne læreboka blir du sikra ein god samanheng mellom opplæring i skole og bedrift. Dette er den første komplette læreboka om betongfaget etter at dei fire tidlegare lærefaga blei slått saman: betong- og grunnarbeid, forskaling, armering og betongindustri. Målgruppa er elevar innanfor yrkesfagleg fordjuping på vg1 bygg- og anleggsteknikk, elevar på vg2 betong og mur innanfor programfaga og yrkesfagleg fordjuping og lærlingar i betongfaget. I tillegg er boka eit oppslagsverk for erfarne betongfagarbeidarar og aktuell støttelitteratur for ingeniørstudentar. Boka har to delar:

Betongfaget

Material- og produktlære Utføring på byggeplass Læreverket består av ei lærebok og ein nettressurs. Til saman utgjer desse eit samla læremiddel som sikrar at opplæringa kan varierast både i klasserom, verkstader, lærebedrifter og ved sjølvstudium.

www.eba.no

NYNORSK

vg2 betong og mur vg3 betongfaget NYN

vg2 vg3

ISBN 978-82-11-04522-5

vg2

vg3

Eldar Juliebø

Betongarbeid Vg2 og vg3 Betongfaget 2. utgåve Nynorsk

Copyright © 2024 by Vigmostad & Bjørke AS All Rights Reserved 1. utgåve 2014 2. utgåve / 1. opplag 2024 ISBN: 978-82-11-04522-5 Grafisk produksjon: John Grieg, Bergen Boka er utgitt med støtte frå Utdanningsdirektoratet Bidragsytarar til følgjande kapittel i 1. utgåva, oppdatert/endra i 2. utgåva av Eldar Juliebø: 4 Forskaling: funksjon, produkt og toleransar

Fredd Søby og Erik Bergseter

6 Spennarmert betong: produksjon og typar

Steinar Røine

7 Planlegging av betongarbeid og tilrigging på byggjeplass

Erik Bergseter

8 Forskalingsarbeid

Fredd Søby og Erik Bergseter

10 Betongstøyping

Steinar Røine

11 Elementmontasje

Steinar Røine

Design: Scandinavian Design Group Omslagsfoto av Tresfjordbrua, Vestnes i Møre og Romsdal Foto: Knut Opeide. Illustrasjonar: David Keeping, © Anne Nord, sider: 507 508(1), 527 529(1). Fleire illustrasjonar i kapittel 6 og 11 er henta frå Betongelementboka med løyve frå Betong Norge – Betongelementforeningen. Stock bilde:

s. 56 ©Franck Boston/shutterstock

s. 10 ©wellstudio /unsplash.

s. 83 ©Nordroden/shutterstock.

s. 11 ©JETSADAPHOTO/iStock.

s. 266 ©Scott Blake/unsplash.

s. 14 ©Morten Hval/NTB

s. 267 ©Narin Nonthamand/shutterstock.

s. 27 ©Andrei Popescu/unsplash.

s. 333 ©Kateryna Mashkevych/shutterstock.

s. 28 (1) ©Pavel Ilyukhin/shutterstock.

s. 379 ©Ricardo Gomez Angelunsplash.

s. 29 (2) ©Dave Goodman/shutterstock.

s. 422 ©Bannafarsai_Stock/shutterstock

Spørsmål om denne boka kan rettast til: Fagbokforlaget Kanalvegen 51 5068 Bergen Tlf.: 55 38 88 00 e-post: fagbokforlaget@fagbokforlaget.no www.fagbokforlaget.no Materialet er verna etter åndsverklova. Utan uttrykkeleg samtykke er eksemplarframstilling berre tillate når det er heimla i lov eller avtale med Kopinor. Vigmostad & Bjørke AS er Miljøfyrtårn-sertifiserte, og bøkene er produserte i miljøsertifiserte trykkeri.

Føreord Betongarbeid vart gjeve ut første gong i 2014 av Bygge næringens Forlag på oppdrag frå Entreprenørforeningen – Bygg og Anlegg (EBA). Erfaring viser at boka er tatt i bruk både på vg1 og vg2 innanfor yrkesfagleg fordjuping og programfag i skolen. I tillegg brukar opplæringskontora boka overfor lærlingane sine på vg3 betongfaget opplæring i bedrift. Betongfaget er eitt av 28 fag som spring ut av vg1 bygg og anleggsteknikk. For å tydeleggjere betongfaget tidleg i skolen, har vi tru på gjennomgåande læremiddel som tar utgangspunkt i kompetansemåla i læreplan på vg3nivå. Læreboka inneheld ei skildring av både det praktiske og det teoretiske som krevjast for ein betongfagarbeidar. Målgruppa er elevar på vg1 bygg og anleggsteknikk, innanfor yrkesfagleg fordjuping, elevar på vg2 betong og mur innanfor programfaga og yrkesfagleg fordjuping og lærlingar i betongfaget. I tillegg er boka eit oppslagsverk for erfarne betongfagarbeidarar, og lære bok for praksiskandidatar og fagbrev på jobbkandidatar. 2. utgåve er oppdatert med tanke på fagutvikling og nye læreplanar på vg2 betong og mur (2021) og vg3 betongfaget (2022) i Fagfornyinga. Boka har to delar: 1: Material og produktlære 2: Utføring på byggjeplass Oslo, oktober 2023 Thomas Norland, kompetansesjef Entreprenørforeningen – Bygg og Anlegg

Innhald Del 1 Material- og produktlære ...........10 Kapittel 1

Betong som byggjemateriale ....................11 Dei tekniske eigenskapane til betong...................14 Fastleik .......................................................14 Soliditet ......................................................15 Stivleik ........................................................15 Vasstettleik ..................................................15 Slitestyrke ...................................................15 Branntekniske eigenskapar .............................15 Lydtekniske eigenskapar ................................16 Varmetekniske eigenskapar .............................16 Armert betong..................................................17 Betong og armering i samspel ............................18 Heftsambandet ............................................18 Temperaturutvidingane ..................................18 Korrosjonsvernet ..........................................18 Miljøeigenskapar, energieffektivitet og estetikk ......19 Eit verktøy for miljøvurderingar (EPD).................19 Betong sett i eit miljøperspektiv .......................20 Energieffektiviteten til betongen i bruksfasen – utnytting av termisk masse ...........................22 Formbarheita og estetikken til betongen ............23 Betongen si utvikling som byggjemateriale ...........25 Kjelder – støttelitteratur .....................................42

Kapittel 2

Produksjonsunderlaget..............................43 Plan og bygningslova med forskrifter .................44 Generelt om standardar .....................................46 Betongstandardane ..........................................47 Eurokodane .................................................47 Skildrings- og utføringsstandardar ....................48 Produkt- og materialstandardar .......................50 Betongprøvestandardar .................................53 Andre føresegner og informasjonskjelder .............54 Utføringsklassar ...............................................55

Produksjonsunderlaget .....................................57 Prosjektskildringa ..........................................58 Betongteikningar ..........................................59 Montasjeskildring for prefabrikkerte betongelement ..........................73 Kva er BIM? ....................................................79 «building SMART» .........................................80 Kjelder – støttelitteratur .....................................81

Kapittel 3

Sammensetjing og eigenskapar ...............83 Betongen sine delmateriale ................................84 Bindemiddel ................................................84 Vatn ...........................................................91 Tilslag .........................................................91 Tilsetjingsstoff ..............................................97 Tilsetjingsmateriale ......................................106 Eigenskapane til fersk betong...........................110 Støypelegheit .............................................110 Krav til største nominelle kornstorleik i tilslaget ..119 Separasjon ................................................120 Kloridklassar ..............................................122 Motstandsdyktig mot frost ............................123 Plastisk svinn .............................................124 Plastisk setning ..........................................125 Avbinding, herding og porer .............................125 Poresystemet til betongen ............................126 Eigenskapane til herda betong .........................128 Trykkfastleik ...............................................128 Tettleik og soliditet ......................................130 Densitet ....................................................133 Uttørkingssvinn ..........................................134 Temperatursprekkar ....................................135 Nedbryting av betong .....................................135 Mekanisk nedbryting ...................................136 Kjemisk nedbryting......................................137 Biologisk nedbryting ....................................139 Ferdigbetong .................................................140 Kjelder – støttelitteratur ...................................141 5

Betongarbeid

Innhald

Kapittel 4

Kapittel 5

Forskaling: funksjon, produkt og toleransar ..............................144 Oppgåva til forskalinga....................................145 Krav til forskalinga .......................................145 Forskalingstypar.............................................147 Støttande forskaling ....................................147 Berande forskaling ......................................148 Tradisjonell forskaling ...................................149 Systemforskaling ........................................149 Val av forskalingstype ..................................151 Lastane ei forskaling blir utsett for ..................152

Armering: funksjon, produkt og nedbryting .............................180 Oppgåvene til armeringa .................................181 Strekkrefter ................................................182 Trykkrefter .................................................184 Skjerkrefter ................................................185 Krefter i rammekonstruksjonar .......................186 Strekkrefter utan bøying ...............................186 Svinnkrefter ...............................................186 Armeringsprodukt...........................................187 Framstilling av armeringsstål .........................188 Krav til mekaniske eigenskapar ......................192 Kamstål i rette lengder og på kveil ..................194 Produkt av kamstål .....................................199 Armeringsstolar og avstandshaldarar ..............204 Muffer til skøyting av kamstenger ...................209 Fiberarmering.............................................209 Spennstål..................................................210 Komposittarmering .....................................212 Generelle armeringsreglar ................................213 Krav til plasseringa av armeringa ....................213 Forankring av armering ................................217 Skøyting av armeringsstenger .......................217 Skøyting av sveiste nett................................219 Nedbryting av armert betong............................219 Nedbrytingsmekanismar...............................219 Armeringskorrosjon .....................................220 Tiltak mot armeringskorrosjon........................222 Kjelder – støttelitteratur ...................................223

Enkel dimensjonering av tradisjonell veggforskaling ...............................156 Forskalingsmateriale og produkt ......................159 Krav til forskalingsmateriale ...........................159 Hud .........................................................159 Stenderar og strø (bogeskiver).......................162 Strekkfiskar og puter....................................162 Understøtting .............................................162 Skråavstivarar ............................................163 Bindarar....................................................163 Spikar.......................................................164 Formolje og -voks .......................................165 Systemforskalingar og spesielle forskalingstypar ..165 Klatreforskaling...........................................165 Sjaktforskaling ............................................166 Glideforskaling ...........................................166 Geometriske toleransekrav ..............................167 Tillatne avvik ..............................................168 Krav til fundament .......................................169 Krav til søyler og veggar ...............................171 Krav til bjelkar og dekke ...............................173 Krav til tverrsnitt..........................................174 Krav til betongoverflater og kantrøyttleik ..........174 Retnings- og planheitsavvik ..........................176 Krav til utsparingar og innstøypingsgods .........178 Kjelder – støttelitteratur ...................................178

Kapittel 6

Spennarmert betong: produksjon og typar .................................226 Generelt om spennarmert betong .....................227 Etteroppspende forspenningssystem ................228 Forspenningssystem ...................................229 Kabelføring ................................................230 Montering av spenneiningar ..........................231 Oppspenning .............................................233 Injiserte spenneiningar .................................235 Uinjiserte spenneiningar ...............................237 Føroppspende forspenningssystem ..................238

Betongarbeid

Innhald

Elementproduksjon .........................................239 Produksjonsunderlaget ................................240 Forskaling og formmateriale ..........................242 Føroppspende spenneiningar ........................244 Slakkarmering ............................................250 Innstøypingsgods .......................................251 Samansetjinga av og eigenskapane til betongen ..252 Utføringa av betongarbeidet..........................255 Elementtypar .................................................258 Betongelement til dekke og tak .....................258 Bjelkeelement ............................................260 Diverse betongelement ................................262 Kjelder – støttelitteratur ...................................263

Del 2 Utføring på byggjeplass............266 Kapittel 7

Planlegging og tilrigging ..........................267 Produksjonsplanlegging ..................................268 Aktivitetsinndeling .......................................269 Produksjonsprogram ...................................269 Framdriftsplanar .........................................269 Innkjøpsplanar............................................271 Avfallshandtering ........................................272 Riggplan ...................................................275 Styring av produksjonen ...............................281 Systematisk helse-, miljø- og sikkerheitsarbeid ...282 Ansvar ......................................................284 Bedrifta sitt internkontrollsystem ....................285 Arbeidsmiljølova .........................................288 Plan for sikkerheit, helse og arbeidsmiljø (SHA-plan) ................................................293 Risikovurderingar ........................................294 Ergonomi ..................................................295 Personleg verneutstyr ..................................295 Arbeid i høgda – bruk av stigar og stillas ..........297 Bruk av arbeidsutstyr ...................................299 Støy og vibrasjonar .....................................301 Klassifisering og merking av kjemikali ..............306 Stoffkartotek og substitusjonsplikt ..................308 Kvalitetsplan ..................................................310 Organisasjonsplan ......................................311 Kvalitetsstyring og kontroll av utføringa ............312 Avvik og avviksbehandling ............................317 Krav til dokumentasjon.................................318

Kompetansekrav ved utføring av betongarbeid ......320 Krav til dokumentasjon av kompetanse ...........321 Produksjonsleiar .........................................322 Formann og bas .........................................324 Kontrolleiar og kontrollør for intern systematisk kontroll.............................325 Spennarmeringsarbeid .................................326 Sveisearbeid ..............................................328 Montasjearbeid for prefabrikkerte element .......329 Kjelder – støttelitteratur ...................................330

Kapittel 8

Forskalingsarbeid .....................................333 Verktøy, utstyr og instrument ............................334 Handverktøy ..............................................334 Elektrisk verktøy og utstyr .............................335 Anna verktøy..............................................338 Måleutstyr og -instrument.............................339 Utsetjing av bygningar og andre byggverk..........341 Utsetjing av sekundærpunkt i terrenget ...........342 Utsetjing for byggjelinjer og utgraving ..............343 Salingar ....................................................343 Markering av støypehøgder på forskalinga .......344 Opplodding av forskalinga ............................344 Kontroll av forskalinga ..................................344 Grunnarbeid og fundamentering .......................344 Grunntilhøva ..............................................345 Spunting ...................................................347 Radon ......................................................347 Drenering ..................................................347 Forskaling av fundament .................................348 Fundament på laust underlag ........................349 Fundament på fjell ......................................352 Høge fundament ........................................353 Søyle- og pålefundament .............................353 Forskaling av veggar .......................................353 Tradisjonell veggforskaling ............................354 Bruk av systemforskaling ..............................355 Endesteng .................................................358 Utsparingar ...............................................358 Hjørneløysingar ..........................................359 Permanente veggforskalingar ........................359 Forskaling av søyler ........................................360 Forskaling av firkantsøyler .............................360 Forskaling av runde søyler ............................361 Søyleforskalingar av papp .............................362

Betongarbeid

Innhald

Forskaling av dekke og bjelkar .........................363 Arbeidssyklus for ei typisk dekkeforskaling .......366 Understøtting .............................................367 Puter ........................................................369 Strø .........................................................369 Hud .........................................................369 Permanente dekkeforskalingar .......................370 Forskaling av trapper ......................................371 Vanlege trappetypar ....................................371 Materiale til trappeforskaling ..........................371 Forskaling av enkeltløpa rett trapp ..................372 Forskaling av repostrapper ...........................373 Forskaling av svingtrapper ............................374 Forskaling av utvendige trapper .....................374 Riving av forskaling.........................................375 Kjelder – støttelitteratur ...................................377

Kapittel 9

Armeringsarbeid .......................................379 Kapping og bøying .........................................380 Kapping ....................................................380 Bøying ......................................................381 Armeringsverkstader ...................................385 Montering av armering ....................................387 Generelt....................................................387 Monteringsstenger ......................................388 Verktøy og tråd for binding............................389 Montering og binding av armering ..................391 Lukking av forskalinga ..................................396 Heftsveising ...............................................397 Armering av veggar ........................................397 Spesielle armeringsreglar..............................398 Montering .................................................398 Skøytearmering ..........................................400 Armering av søyler ..........................................403 Spesielle armeringsreglar..............................403 Montering .................................................404 Armering av bjelkar .........................................408 Spesielle armeringsreglar..............................409 Montering .................................................410 Armering av plater (dekke) ...............................411 Spesielle armeringsreglar..............................412 Montering .................................................413 Skøytearmering ..........................................416 Armering av trapper ........................................417 Montering .................................................418 Kjelder – støttelitteratur ...................................420

Kapittel 10

Betongstøyping ........................................422 Førebuingar til støping ....................................423 Støypeplan ................................................426 Prøvestøyp ................................................426 Simulering av betongen si temperatur- og fastleiksutvikling .....................427 Diverse støypeutstyr og bruken av det ...............428 Transport av betong på byggjeplassen ............428 Utstyr for komprimering av betongen ..............432 Utstyr for avretting og overflatebehandling .......434 Diverse utstyr og forbruksmateriell ..................437 Bestilling, mottak og kontroll av ferdigbetong .....437 Bestilling av ferdigbetong .............................438 Krav til følgjesetel ........................................443 Transport og levering av ferdigbetong .............445 Mottakskontroll av fersk betong på byggjeplassen .............................446 Endring av bestilling ....................................453 Kvaliteten på den ferdige konstruksjonen .........454 Utlegging og komprimering av betongen .........454 Generelt om utlegging av betong ...................455 Generelt om komprimering av betong .............455 Støyping av solar og fundament ....................457 Støyping av veggar .....................................458 Støyping av søyler ......................................462 Støyping av bjelkar ......................................467 Støypeskøytar ............................................468 Fuger .......................................................470 Støyping med lettbetong ..............................471 Støyping med sjølvkomprimerande betong (SKB) .......................471 Spesielle støypearbeid .................................472 Verne og herdetiltak .......................................478 Herdevilkåra ..............................................478 Krav til verne- og herdetiltak ..........................480 Eigna herdetiltak .........................................481 Herdeklassar..............................................483 Varigheit på herdetiltak – bruk av tabell ............484 Mogenskapsprinsippet.................................485 Fastsetjing av betongen si utvikling i konstruksjonen ...........................488 Vinterstøyping ............................................492 Flikk og etterarbeid .........................................497 Fjerning av «skjegg» og andre ujamne storleikar ..497 Lapping ....................................................498 Kjelder – støttelitteratur ...................................499

Betongarbeid

Innhald

Kapittel 11

Elementmontasje......................................503 Helse, miljø og sikkerheit .................................504 Statikk ..........................................................505 Innspenning ...............................................505 Skivebygg .................................................506 Knutepunkt................................................507 Krav til utføring av betongarbeid .......................510 Planlegging av montasjeoppdrag ......................510 Montasjeskildring ........................................510 Toleransar .................................................511 Understøtting og staging ..............................511 Transport frå fabrikk til byggjeplass ...................513 Arbeidsutstyr .................................................513 Krav til arbeidsutstyr ....................................514 Standardiserte løftesystem ...........................514 Løfteutstyr .................................................518 Ettersyn av løfteutstyr ..................................521 Montering av betongelement ............................523 Montering av bjelkeelement ..........................526 Montering av søyleelement ...........................527 Kontinuerlege system ..................................531 Montering av dekkeelement ..........................533 Montering av veggelement............................538 Montering av brubjelkar................................541 Kjelder – støttelitteratur ...................................544 Vedlegg 1 ...................................................547 Mal for støypeplan etter NSEN 13670+NA.8.2 ...547 Objekt ......................................................547 Utstyr .......................................................547 Bemanning ................................................547 Støypeopplegg...........................................547 Vedlegg ....................................................548

Ord- og omgrepsforklaringar ..................549 Tabellar, symbol mv. .................................567 Nyttige matematiske symbol ............................568 Forkortingar og bokstavnemningar på betongteikningar ............................................568 Forskalingstabellar .........................................569 Tabell F1: Støypetrykkstabell for veggar ...........569 Armeringstabellar ...........................................570 Tabell A1: Mål, masse og tverrsnittsareal for kamstenger B500NC .........570 Tabell A2: Mål, masse og tverrsnittsareal for kamstenger B500NA ..........570 Tabell A3: Standardnett frå Celsa Steel Service AS (etter NS 3576-4) ........571 Tabell A4: Omtrentlege byggjemål for kamstenger ............................571 Tabell A5: Ekvivalent diameter for bunta armering i mm ...............................572 Tabell A6: Avstand mellom monteringsstenger ...........................572 Betongtabeller ...............................................573 Tabell B1: Trykkfastleiksklassar for normalbetong og tungbetong. Krav til karakteristisk trykkfastleik i megapascal (MPa). Prøvealder: 28 døgn ....................................573 Tabell B2: Trykkfastleiksklassar for lettbetong. Krav til karakteristisk trykkfastleik i megapascal (MPa). Prøvealder: 28 døgn........573 Tabell B3: Rettleiande nedre verdiar for forventa fastleik for dei ulike soliditetsklassane ......573

Stikkordregister ........................................575

Del 1

Material- og produktlære

1. 2. 3. 4. 5. 6.

Betong som byggjemateriale Produksjonsunderlaget Samansetjing og eigenskapar Forskaling: funksjon, produkt og toleransar Armering: funksjon, produkt og nedbryting Spennarmert betong: produksjon og typar

Betong som byggjemateriale

I dette innleiande kapittelet gjev vi eit overblikk over ein del viktige emne. Dei fleste av desse emna blir behandla grundigare seinare i boka. I si enklaste form er betong ei blanding av tilslag (sand og stein), vatn og sement. Blandinga av vatn og sement limer saman tilslaget slik at det blir bunde saman til ein steinliknande masse. Denne massen er plastisk (formbar) og kan støypast eller formast så lenge han er blaut, men blir hard og fast når han herdar. 11

Betongarbeid

1 Betong som byggjemateriale

Dei fantastiske eigenskapane til betongen er ei av forklaringane på kvifor betong blir så mykje brukt og til så vidt ulike byggverk som: → bustader, hytter og garasjar → kontor- og industribygg → siloar, master, tårn og skyskraparar → bruer, vegar, tunnelar, fortau og støyskjermar → demningar og kraftstasjonar → vatn-, avløps- og reinseanlegg → kaiar og hamneanlegg → offshoreplattformer → sitjeplassar, utemøblar, skulpturar og kunstverk

Figur 1.1 Betong kan formast i alle fasongar, her skulpturen «The Death of Love» i Nong Khai, Thailand.

Figur 1.2 Deichmanske hovedbiblio tek i Oslo vart i 2020 tildelt Betong tavlen, ein pris for framifrå arkitektur og førsteklasses bruk av betong. Foto: Betongfokus/Vetle Houg.

Bruken av betong har hatt mykje å seie for utviklinga av det samfunnet vi lever i. Mange av dei byggverka vi omgjev oss med, ville vore utenkelege utan eit byggjemateriale som kan formast i alle fasongar. Mange legfolk, mellom dei også journalistar, har ein tendens til å forveksle betong med sement i den forstanden at dei seier «sement» når dei meiner «betong». Sement er pulveret som ein blandar med vatn og tilslag slik at vi får byggjematerialet betong. Det heiter difor «betongbil» og «betongblandar», ikkje «sementbil» og «sementblandar». Mange seier også at betongen «tørkar» når han eigentleg «herdar». Fagfolk veit at om betongen tørkar ut, blir han svak og sprekk opp. Difor må han absolutt ikkje tørke ut, men tvert om haldast fuktig dei første dagane etter at støypinga er avslutta. Medan historia til sementen går langt tilbake i tid, har betongen i moderne forstand ei relativt kort historie. Han slo først igjennom rundt år 1900, noko som i første rekkje skuldast oppfinninga av armert betong. Ved å kombinere den høge trykkfastleiken til betongen med stålet sin høge strekkfastleik er det etter kvart skapt eit materiale med usedvanlege moglegheiter. Med nye betongkvalitetar og ny armeringsteknikk er teknologien

Betongarbeid

1 Betong som byggjemateriale

Figur 1.3 Med 11 000 lyspunkt får Tana bru ei spektakulær lyssetjing. Foto: Frank Martin Ingilæ/Statens vegvesen.

Figur 1.4 Betonghytte på Lyng holmen utanfor Kristiansand. Det mest oppsiktsvekkjande med denne hytta er det store taket som svevar over heile bygget som ein dekkjande vengje i samspel med omkring liggjande svaberg. Foto: Lund Hagem Arkitekter.

no så avansert at det praktisk talt ikkje finst grenser for kva vi kan byggje av armert betong. Armert betong har armeringsstål som saman med betongen tar opp dei kreftene som opptrer i konstruksjonen. Ordet armering kjem eigentleg frå militær terminologi og betyr «væpning». I byggteknisk samanheng kjenneteiknar det til vanleg forsterking av ein berande bygningsdel, oftast om bruk av stål i betong. Noreg ligg langt framme når det gjeld bygging av konstruksjonar i betong. Kunnskapane våre om betongteknologi er

Betongarbeid

1 Betong som byggjemateriale

anerkjende verda over. Ein av grunnane er at naturen spelar ei viktig rolle i utviklinga av byggjenæringa. Naturen vår med fjell og dalar, fjordar, vatn og elver, lang kystlinje og fuktig, kaldt klima gjer det utfordrande å byggje bruer, kaiar og kraftanlegg. Samstundes har naturen gjeve oss god tilgang på materiale til betong som stein og grus. Ut frå desse naturgjevne tilhøva vart armert betong tidleg og konsekvent tatt i bruk som byggjemateriale hos oss. Vi har også hatt fordelen av rimeleg vasskraft til produksjon av sement og stål. Dei slanke, armerte damkonstruksjonane som vart bygde under vasskraftutbyggingane her i landet, var langt forut for si tid. Dessutan har utviklinga av offshoresektoren gjort oss til ein av dei leiande nasjonane i verda innan bygging av marine konstruksjonar i betong.

Dei tekniske eigenskapane til betong Figur 1.5 Troll Aplattforma vart slept ut til oljefeltet i 1995. Betongvolumet er ca. 245 000 m3, og det gjekk med ca. 94 000 tonn armeringsjern og 11 000 tonn spennarmering.

F = 274 750 N

Trykkfastleik = =

F Areal 274 750 N 3,14 · 50 mm · 50mm

= 35 N/mm2

Figur 1.6 Utrekning av trykkfastleik. Ein betongsylinder med diameter på 100 mm og høgde på 200 mm skal tole ei kraft på minst 274 750 N (ca. 28 tonn) i fastleiksklasse B35.

Vi har ulike krav til byggjemateriala avhengig av type bygg eller anlegg. Evna betongen har til å bere store lastar har for eksempel ofte vore avgjerande for val av dette materialet. Som oftast er det ein kombinasjon av fleire eigenskapar som avgjer val av byggjemateriale. Eit eksempel på dette var offshoreplattformene der dei ønskte eit vasstett materiale med høg trykkfastleik og som var motstandsdyktig mot kjemisk nedbryting. Betong kan ha fleire gode tekniske eigenskapar, avhengig av materialsamansetjing og arbeidsutføring, noko som gjer han til eit av dei viktigaste byggjemateriala vi har. Fastleik Trykkfastleik, eller fastleik mot trykkrefter, er den største trykkrafta per flateeining som betongen kan tole før han bryt saman. Trykkfastleiken, eller trykkspenninga, måler vi i MPa (megapascal) = N/ mm2. Han byggjer seg opp over tid, der tilhøva dei første døgna etter støyping betyr spesielt mykje for dei langtidseigenskapane betongen får. Betong blir karakterisert på grunnlag av trykkfastleiken etter 28 døgn. Vi klassifiserer betong i fastleiksklassane B10, B20, B25, B30, B35, B45, B55, opp til B95. I ein betongkonstruksjon er det som oftast betongen som tar opp dei trykkreftene som opptrer. Det er no reglar som gjer det mogleg å gå opp til 95 N/mm2 i trykkfastleik (B95), målt på sylinderprøvar. I Noreg er det elles vanleg å måle trykkfastleiken på terningar. Les meir om det i kapittel 3. Betong kan altså ha stor trykkfastleik og er difor godt eigna til bruk i søyler og berande veggar. Men strekkfastleiken er liten, berre ca. ein tidel av trykkfastleiken (ca. 10 %). Ved utrekningane ser difor den prosjekterande som regel bort frå at betongen har nokon strekkfastleik. Uarmert betong er berre eigna til konstruksjonar der strekk-spenningane er svært småe. I armert betong legg vi inn armering på stader

Betongarbeid

1 Betong som byggjemateriale

der det er strekkspenningar. Armeringa tar då opp strekkspenningane medan betongen tar opp trykket. Soliditet Evna betongen har til å motstå nedbryting kallar vi soliditet. Denne evna blir for eksempel utnytta i kaiar, bruer og utsette fasadar. Om betongen er riktig samansett og arbeidet fagmessig utført, har han svært god soliditet mot nedbryting frå ver og vind, kjemiske angrep og frost.Frostsoliditet er evna materialet har til å tole gjentatte frysingar og tiningar utan å bli skadd eller øydelagd. Soliditet er ein så viktig eigenskap at betong også blir klassifisert i seks soliditetsklassar: M90, M60, M45, MF45, M40 og MF40. Bokstaven M står for masseforhold, og talet gjev opp tilhøvet mellom vatn og sement i betongen. Soliditeten er betre di lågare talet er. Bokstaven F står for frostsikker betong. Du finn meir om soliditetsklassane i kapittel 3, på side 130. Stivleik Stivleiken avgjer kor store deformasjonar ein konstruksjon får når han blir påført ein last. Di større stivleik materialet har, di mindre deformasjon vil konstruksjonen få. Stivleiken til betongen, eller elastisitetsmodul (E-modul), er sterkt avhengig av fastleiken. Det er difor ikkje nødvendig å klassifisere betong etter stivleik. Denne eigenskapen er spesielt viktig å styre ved bygging av bruer etter «fritt frambygg»-metoden. Vasstettleik Vasstettleik er eigenskapen som gjev evne til å motstå vassgjennomtrengning. For konstruksjonar mot vatn, for eksempel dammar, røyr og andre konstruksjonar som blir utsette for vasstrykk, krevjast det at materialet er vasstett. Betong kan lagast vasstett ved riktig materialsamansetjing og riktig utføring av arbeidet. Slitestyrke Nokre stadar ønskjer vi eit materiale som toler mykje trafikk, som for eksempel i industrigolv og vegdekke. Ved riktig materialsamansetjing og utføring av arbeidet kan betong bli svært slitesterk. Branntekniske eigenskapar Figur 1.7 «Fritt frambygg»bru i spennarmert betong under bygging. Foto: FinnErik Nilsen.

Betong brenn ikkje og hindrar difor også spreiing av brann. Denne eigenskapen blir brukt ved bygging av brannveggar av betong i bygningar. Brannmotstand er den tida i minutt som ein bygningsdel motstår oppvarming utan å miste dei branntekniske 15

Betongarbeid

1 Betong som byggjemateriale

eigenskapane som krevjast av han. Armerte brannkonstruksjonar toler også høgare temperaturar enn reine stålkonstruksjonar før styrken blir redusert slik at han mistar bereevna. Lydtekniske eigenskapar Personar som oppheld seg i bygningar, skal vernast mot støy. Støy kan vi kort og godt definere som uønskt lyd. Det blir stilt krav til: → isolasjon mot luftlyd, dvs. lydbølgjer som forplantar seg i lufta, f.eks. frå høgttalarar eller personar som pratar → demping av trinnlyd, f.eks. støy frå fottrinn, banking o.l. som forplantar seg i ein bygningskonstruksjon → lydabsorpsjon (etterklang) → skjerming av støy frå tekniske installasjonar → isolasjon mot utandørs støy

Andre eigenskapar og tilhøve knytte til val av byggjemateriale I tillegg til dei tekniske eigenskapane er også økonomi avgjerande viktig for val av byggjemateriale. Når det gjeld betongprisane, vil dei variere, både geografisk og over tid. Men utbreiinga av betong tyder vel på at han er konkurransedyktig samanlikna med andre byggjemateriale. Ei av årsakene til det er at vi her i landet framleis har bra tilgang på gode råmateriale til betongproduksjon. Miljøeigenskapar, energieffektivitet og estetikk til byggjemateriala får også stadig meir å seie for materialvalet i byggjeprosjekta. Les meir om dette mot slutten av dette kapittelet. 16

Tunge, stive og massive bygningskonstruksjonar er vanskelege å setje i svingingar og har gode lydisolerande eigenskapar. Det meste av støyen blir reflektert og blir verande i rommet der han oppstår. Betong skjermar spesielt godt mot luftlyd og støy utanfrå. For å dempe trinnlyd kan det bli nødvendig å montere trinnlydplater, trinnlydmatter eller lydhimling for å redusere støy frå fottrinn mellom etasjar og bueiningar. Varmetekniske eigenskapar Varmeisolering er viktig for bygg, spesielt i vårt klima. Varmeisoleringa skal hindre varmestraum frå oppvarma rom til kaldare omgjevnader. Evna eit materiale har til å transportere varme, blir uttrykt gjennom materialet sin λ-verdi (lambda-verdi) som også kallast varmekonduktivitet eller termisk konduktivitet. Eit materiale med låg λ-verdi er ein dårleg varmeleiar og har difor god varmeisoleringsevne. Det er vanskeleg å finne eitt byggjemateriale som har gode eigenskapar på alle område. Nokre materiale har stor bereevne, nokre isolerer godt mot varmetap, og andre tettar godt. Difor er dei fleste bygningsdelane i dag samansette av fleire materiale som kvar for seg skal løyse spesielle oppgåver. Varmeisoleringa for bygningsdelar eller bygningskonstruksjonar blir uttrykt ved U-verdien eller varmegjennomgangskoeffisienten. Di lågare U-verdi, di betre varmeisolering. Det som isolerer, er stilleståande luft i holromma inne i materialet. Isoleringsevna er difor svært avhengig av kor porøst materialet er og aukar med aukande andel luft og talet på porer. Det er altså gunstig med stor poreandel i forhold til fast materiale og med så små porer som mogleg. Varmeisolerande materiale har difor alltid låg densitet (densitet for mineralull er ca. 20 kg/m3 og trevirke ca. 500 kg/m3).

Betongarbeid

1 Betong som byggjemateriale

Vanleg armert betong har densitet ca. 2400 kg/m3 og isolerer difor dårleg slik at han må tilleggsisolerast, til liks med trevirke. Betong kan likevel lagast både tung og lett ved å bruke tungt eller lett tilslag. Produkt og løysingar med lettbetong har i seg sjølv gode varmeisolerande eigenskapar og kan i nødvendig tjukkleik gje tilstrekkeleg varmeisolasjon utan bruk av tilleggsisolasjon. Ikkje minst har porebetong (gassbetong) gode isolerande eigenskapar (densitet 300–1000 kg/m3). Det finst også fleire produkt og løysingar der betong kombinerast med ulike isolasjonsmateriale, f.eks. betongelement med innlagde isolasjonssjikt og forskalingssystem for fasthalding av skumplast. Dette systemet gjer det mogleg å plasserer isolasjonssjiktet i midten av betongveggen, med betong på begge sider, også i plasstøypte konstruksjonar. Varmekapasiteten er evna materialet har til å lagre varme og avgjer kor godt eit bygg held på varmen. Bygg med innvendige bygningsdelar laga i tunge materiale, blir sakte avkjølte når ein slår av oppvarminga. Slike tunge bygningsdelar kallar vi termisk masse. Innvendige dekke, golv og veggar av betong er eksempel på slik termisk masse, som kan bidra til å jamne ut innetemperaturen over døgnet, fordi varmen kan samlast opp (akkumulerast) i bygningsdelane om dagen og gå ut i rommet igjen over natta. Vanleg betong isolerer dårleg, men har altså god evne til både å lagre og å gje frå seg varme.

Armert betong

Slakkarmert betong

Spennarmert betong

Før pålasting

Før oppspenning og pålasting

Etter oppspenning

Etter pålasting

Figur 1.8 Prinsippa for slakkarmert betong og spennarmert betong.

Vi skil gjerne mellom vanleg armert betong, såkalla slakkarmert betong, og spennarmert betong. I spennarmert betong er prinsippa for vanleg armert betong vidareutvikla. Forskjellen er at armeringa i spennbetong blir spent opp med spesielle strammeapparat (jekkar) før konstruksjonen blir belasta, medan vanleg armering er slakk. Figur 1.8 viser prinsippa for både slakkarmert betong og spennarmert betong. Strammar vi armeringa i ein spennarmert betongbjelke, vil bjelken først bøye seg opp og danne sprekkar på oversida. Vi har gjeve armeringa ei oppspenning. Når bjelken blir belasta, rettast han ut, og sprekkane lukkast. Når vi strammar armeringa på denne måten, kan vi lage bjelkar med mykje lengre spennvidder enn bjelkar av slakkarmert betong. Bjelkane kan også tole større belastingar utan å bøye seg og sprekkje. Systemet er lettare å forstå om du tenkjer deg at du flyttar ei rad bøker frå bokhylla. Du tar ei passande lengde og trykkjer med handflatene i kvar ende av bokrada. Når du trykkjer hardt nok, vil trykkreftene forplante seg tvers igjennom alle bøkene, bokrada ber seg sjølv som om ho var ein massiv bjelke.

Betongarbeid

1 Betong som byggjemateriale

Betong og armering i samspel Seinare i kapittelet kan du lese om Joseph Monier, som kanskje heilt tilfeldig fann opp den armerte betongen. Men at stålet og betongen skulle verke så godt saman som dei gjer, var han sannsynlegvis ikkje klar over. Det er tre forhold som er ganske vesentlege i samband med det. Det er heftsambandet, og betongen si evne til å verne armeringa mot rust, korrosjonsvernet. Heftsambandet

Figur 1.9 Kamstål.

Det skal overførast krefter mellom armeringa og betongen slik at begge materiala kan følgje kvarandre ved ulike former for deformasjonar. Det skjer ved såkalla heftoverføring, det vil seie at krefter leiast frå overflata av armeringsstengene til betongen. Stål og betong heftar usedvanleg godt til kvarandre. Det kjem dels av at sementen limer seg fast til stålet, dels av at betongen under herdingsprosessen trekkjer seg saman og klemmer seg fast til stålet. Overflateeigenskapane til stengene er også viktige. Kammane på kamstålet aukar heftet. Vi må passe på at det ikkje legg seg olje på overflata av stengene, fordi det reduserer heftfastleiken. Forskalingsflatene bør difor behandlast med formolje før armeringa blir montert, for å unngå oljesøl på armeringsstengene. Temperaturutvidingane Dei fleste stoff utvidar seg når dei blir varma opp og trekkjer seg saman når dei blir avkjølte. Nokre stoff utvidar seg mykje og andre mindre ved same oppvarming. Armert betong fungerer så bra fordi betongen og stålet utvidar seg og trekkjer seg saman temmeleg likt ved same temperaturforandring. Vi seier at materiala har svært lik varme utvidingskoeffisient. Tenk deg korleis det hadde gått om stålet hadde utvida seg meir enn betongen ved ein temperaturauke. Det kunne resultert i at stålet hadde slite seg laus frå betongen og blitt liggjande heilt laust i konstruksjonen. Korrosjonsvernet

Figur 1.10 Armeringskorrosjon og avskaling på grunn av for lita over dekning. Foto: Rambøll Norge AS.

Korrosjon er eit latinsk ord for å gnage sund eller fortære, og med det meiner vi for eksempel rustdanning på jern og stål, som er ei tæring på metallflatene forårsaka av ein elektrokjemisk reaksjon. Armeringsstål korroderer om det ikkje blir verna mot vatn og luft. I betongkonstruksjonar ligg armeringa støypt inn i betongen og er difor normalt verna mot rustskadar. Om vernet av armeringa skal vere effektivt, er det heilt nødvendig å ha nokre centimeter med tett og god betong mellom

Betongarbeid

1 Betong som byggjemateriale

armeringsstålet og overflata av konstruksjonen. Dette betongsjiktet kallar vi armeringa si overdekning. Om vi rediserer tjukkleiken eller brukar ein betong med dårleg tettleik i overdekninga, får stålet dårleg vern mot korrosjon, og konstruksjonen får kortare levetid enn føresett. Du kan lese meir om dette i kapittel 5.

Miljøeigenskapar, energieffektivitet og estetikk Omsynet til miljøet og eit lågare ressursforbruk blir stadig meir viktig. Kva vil det seie at eit byggjemateriale er miljøvenleg? Kva slags eigenskapar er dei viktigaste i eit miljøperspektiv? Korleis kan vi vurdere miljøeigenskapane til ulike byggjemateriale opp mot kvarandre, og kva skal vi leggje vekt på i den store miljørekneskapen? Det er stor semje om at slike miljøvurderingar må gjerast i eit livsløpsperspektiv. Med livsløpsperspektiv meiner vi heile livsløpet frå produksjon til bruksfase og avhending. Livsløpet til eit byggverk eller ein bygningsdel vil vere avhengig av levetida til produkta. Levetida er den tidsperioden der produktet oppfyller dei krava som er sette. I eit slikt livsløpsperspektiv ser vi gjerne at eit bygg forbrukar mest energi i bruksfasen, og at produksjonsfasen ofte utgjer mindre enn 10 % av den totale miljøpåkjenninga. Eit verktøy for miljøvurderingar (EPD) Stadig fleire produsentar og leverandørar innan ulike bransjar tar no i bruk miljødeklarasjonar (EPD) for å dokumentere dei viktigaste miljøfaktorane og leggje til rette for prinsipp for miljøval som det er semje om. Ein miljødeklarasjon er eit kortfatta Vatn

Betong tilsetjings-stoff

Sement

Tilslag

Resirkulering som tilslagserstatning Betongkorn

Bygging Ferdigblanda betong

Fylling

Levetida på bygninga

Figur 1.11 Livsløpet til betongen.

Riving

Betongarbeid

1 Betong som byggjemateriale

dokument som oppsummerer miljøpåkjenninga til ein komponent, eit ferdig produkt eller ei teneste på ein standardisert og objektiv måte. Den engelske forkortinga EPD står for Environ mental Product Declaration. Skal vi samanlikne informasjon frå miljødeklarasjonar for ulike produkt, må vi vere sikre på at informasjonen er samanliknbar. For at ein produsent skal kunne utarbeide ein EPD, må det difor liggje føre produktkategorireglar (PCR – Product Cate gory Rules) for den aktuelle produktgruppa. Ein PCR skal mellom anna fastleggje stoff og prosessar som den aktuelle EPD-en skal omfatte. Dette blir fastlagd gjennom ein livsløpsanalyse (LCA – Life Cycle Assessment) av den aktuelle produktgruppa. Livsløpsanalyse er ein metode som blir brukt ved vurderinga av den totale miljøpåkjenninga av eit produkt frå «vogge til grav», frå råvareuttak, produksjon og bruksfase (drift, vedlikehald og ombygging) til avhending (riving, gjenbruk, avfall/deponi). Miljøeigenskapar som mellom anna robustheit, energiforbruk, innemiljø og miljøpåkjenningar knytte til transport, vil også telje med. Ulike byggjevarer vil ha fordelane sine i enkelte fasar av livsløpet, men det er den samla effekten som verkeleg tel. Ein miljødeklarasjon er ikkje eit miljømerke. Han gjev objektive opplysningar om miljøeigenskapane, men gjev ikkje opp om produkta oppfyller spesielle miljøkrav. Krava må setjast av innkjøparane, og desse vil leggje vekt på miljøaspekta og nivåa på dei ulikt. Vektlegginga av dei mange miljøaspekta er avhengig av bruksområda til produkta, og ein EPD er difor godt eigna for produkt med fleire bruksområde og for produkt som inngår i vidare prosessar. Betong sett i eit miljøperspektiv

NB! Sementprodusenten Norcem AS endra i mars 2023 namnet sitt til Heidelberg Materials Sement Norge AS.

Sement består mellom anna av kalkstein som brennast ved svært høge temperaturar og blir til klinker. Denne prosessen har ført til store utslepp av mellom anna drivhusgassen CO2. I Noreg er utsleppa dei siste åra reduserte ved å gå over frå fossilt brensel til meir biomasse og avfallsbasert brensel. I tillegg er utsleppa reduserte ved å produsere meir av blandingssementar, der noko av klinkermengda blir erstatta med for eksempel flygeoske (eit avfallsprodukt frå kolfyrte kraftverk) og masomnslagg (eit biprodukt frå produksjon av jern). Det blir likevel stadig færre kolkraftverk og med det redusert tilgang på substituttmaterialet flygeoske. Sementprodusentane har difor søkt etter erstatningar med riktige eigenskapar. Våren 2022 lanserte Norcem vulkansk oske frå Island som eit mogleg alternativ for sementane sine. Denne utviklinga gjennom bruk av alternative energikjelder og nye bindemiddelkombinasjonar vil fortsetje for å redusere klimautsleppa ytterlegare. I tillegg kjem effekten av karbonfangst og -lagring (CCS-prosjektet) omtalt i eiga ramme.

Betongarbeid

1 Betong som byggjemateriale

Karbonfangst og -lagring (CCS) Karbonfangst og lagring (også kalla CCS – etter Carbon Capture and Storage) er eit bidrag for å bremse global oppvarming ved å fange CO2 frå energi- og industrianlegg og lagre det i staden for å sleppe det ut i atmosfæren. For mange av desse anlegga er CCS den einaste løysinga for å bli utsleppsfrie. Utan karbonfangst blir det ekstremt mykje vanskelegare å nå måla i Parisavtalen. I Noreg vart Gassnova SF etablert som statsføretak i 2007 for å fremje teknologiutvikling og kompetansebygging for CCS, i tillegg til å vere Regjeringa sin nærmaste rådgjevar på dette feltet. I september 2020 la Regjeringa fram ei melding til Stortinget om korleis dei økonomisk ville støtte gjennomføring av fangst, transport og lagring av karbondioksid i Noreg. Prosjektet vart kalla Langskip og var eit av dei første CCS-prosjekta i verda for å utvikle ein infrastruktur med kapasitet til å lagre betydelege mengder CO2 frå fleire land. I desember same år vart det bestemt å realisere dette prosjektet ved mellom anna å byggje eit karbonfangstanlegg ved sementfabrikken i Brevik. Etter planen skal Aker Carbon Capture levere fangst- og kjøleteknologi til dette anlegget, som blir rekna å vere ferdig i 2024. Fabrikken i Brevik blir då truleg verdas første sementfabrikk med fullskala karbonfangst. Heidelberg Materials Sement Norge AS har ein visjon om null utslepp av CO2 frå betong, sett i eit livsløpsperspektiv, innan 2030. For å oppnå denne visjonen er fangst av CO2 frå sementproduksjonen ein viktig faktor. Ein del av det norske Langskip-prosjektet for fullskala karbonfangst og -lagring blir kalla Northern Lights (Nordlys prosjektet), og omfattar transport av CO2 til Øygarden kommune i Vestland fylke, mottak og permanent lagring under havbotnen i Nordsjøen. Bak dette delprosjektet står oljeselskapa Equinor, Shell og Total. Meir informasjon og status for desse prosjekta kan du søkje opp på nettet, eller finne på nettsidene til dei bedriftene som deltar.

Både treverk og betong har fasar der CO2 blir avgjeve og så tatt opp (absorbert). Men dei skjer i motsett rekkjefølgje for dei to materiala. Eit tre tar opp CO2 under vekstfasen, men gjev frå seg gassen når materialet for eksempel råtnar eller brennast opp. Under produksjon av sement blir det gjeve frå seg CO2, men det blir delvis tatt opp igjen under betongen si levetid gjennom såkalla karbonatisering (les meir om denne prosessen i kapittel 5). Denne prosessen startar når betongen er laga og varar heile 21

Betongarbeid

1 Betong som byggjemateriale

levetida til betongen. Med høgare grad av gjenbruk av betong, og om betongen knusast ned i ein gjenvinningsprosess, vil opptaket av CO2 auke ytterlegare. Dette bidrar til å forbetre miljøeigenskapane til betongen. Hovudbestanddelen i betongen, tilslaget, utgjer ca. 60–70 % og blir for det meste produsert lokalt. Vi kan difor seie at betong er eit kortreist produkt der den samla transportpåkjenninga på miljøet blir forholdsmessig låg. Ved produksjon av betong brukar ein også naturlege råvarer. Det betyr at ein kan knuse materiala i avhendingsfasen og trygt bruke dei som fyllmasse i tilknyting til nye bygg og anlegg, eller dei kan gjenbrukast som råmateriale i ny betongproduksjon. Elles har betong lang levetid, krev lite vedlikehald, brenn ikkje, er fukt- og råtebestandig og har heller ikkje noko avgassing frå overflata. Det er også eit ønske å kunne byte ut armeringsstengene av stål, som det krev mykje energi å framstille, med fiberarmering som blir tilsett betongen under blandinga. Det finst store utfordringar, særleg knytt til bjelkar og dekke, men det blir forska vidare. Det aller viktigaste miljøargumentet for bruk av betong er den lange levetida på materialet og evna betong har til å motstå nedbryting frå kreftene i naturen som regn, sol, vind og frost i tillegg til stor sikkerheit mot skadar frå ulukker. Riktig utført vil eit bygg i betong kunne stå i hundrevis av år utan dei store vedlikehaldsarbeida som krevjast for dei aller fleste andre materiale. Det at eit bygg ikkje treng store rehabilitetsprosessar, vil redusere miljøpåkjenningane i bygget si levetid kraftig. Betong som byggjemateriale har dei fleste av miljøpåkjenningane sine knytte til produksjon av råmateriale, men på grunn av lang brukstid og energieffektivitet i bruksfasen kjem han likevel godt ut i eit livsløpsperspektiv. Energieffektiviteten til betongen i bruksfasen – utnytting av termisk masse Bygningar står for ca. 1/3 av det samla energiforbruket i Noreg. Det vil difor bety mykje for det totale energiforbruket i landet om bygningane kan gjerast meir energieffektive. Energieffektivitet er eit mål på kor mykje yting i form av komfort, eller produksjon, vi får av den energien som blir brukt. For bustader kan energieffektiviteten målast som tilhøvet mellom antal kvadratmeter oppvarma bustadflate og energiforbruket. Om bustaden blir etterisolert slik at energiforbruket går ned, er det energieffektivisering. Om bustadflata samstundes blir utvida, kan energiforbruket likevel auke. I motsetning til omgrepet energisparing som er knytt til tiltak som gjev redusert energiforbruk som følgje av redusert yting, som for eksempel å senke romtemperaturen. Omgrepet enøk handlar om lønsame energieffektiviseringstiltak. 22

Betongarbeid

Figur 1.12 Noregs første storskala passivhusprosjekt for bustader vart ferdigstilt i 2009. Løvåshagen borettslag i Bergen har 80 leileg heiter, der 28 av leilegheitene er passivhus og 52 er lågenergi bustader. Den berande konstruksjo nen til bygga er i plasstøypt betong, og på taket av bygga med passivhus er det 28 solfangarar. Foto: Bybo AS.

1 Betong som byggjemateriale

Passivhus er eksempel på hus med eit vesentleg lågare energibehov enn standarden vi har i dag. Behovet for energi blir redusert gjennom passive tiltak som ekstra varmeisolasjon, ekstra god tettleik, varmegjenvinning og utnytting av solenergi osv. Betong kan bidra til å halde jamn temperatur i bygg gjennom døgnet med lågare energiforbruk enn for andre byggjemateriale. Tunge bygningsdelar (termisk masse) verkar som eit varmemagasin for dei romma bygningsdelane omkransar. Eigenskapane til varmemagasinet i høve til rommet avheng av evna det har til å halde på varme (varmekapasitet) og til å leie varme (varmekonduktivitet), og korleis desse eigenskapane passar saman med døgnsyklusen. Punktlista under inneheld eksempel på eigenskapar hos dei mest vanlege materiala: → Trevirke har relativt god varmekapasitet, men leiar varmen dårleg. Den dårlege leiingsevna gjer at varmereservoaret fyllest og tømmest for sakte i høve til døgnsyklusen. → Stål har god varmekapasitet, men leiar varmen for godt. Det betyr at varmereservoaret fyllest og tømmest for raskt i høve til døgnsyklus. → Mineralull har dårleg varmekapasitet og leiar varmen dårleg. Det betyr at materialet ikkje utgjer noko reelt reservoar. → Betong og murverk har god varmekapasitet og moderat leiingsevne. Denne kombinasjonen gjer at energireservoaret kan fyllest og tømmest i samsvar med døgnsyklusen, altså heilt ideelt. Om ikkje den termiske massen blir bygd inn eller bygget blir isolert innvendig, kan vi bruke varmekapasiteten til denne konstruksjonen (varmelagringsevne) til å dempe temperatursvingingane. Vi kan overføre varmeoverskotet frå dagen til natta når det vanlegvis er behov for oppvarming. Etter at konstruksjonen er nedkjølt om natta, får vi redusert kjølebehov på dagtid. Det krev altså mindre energi å oppretthalde jamn temperatur i ei tung bygning enn i ei lett. Skal vi utnytte den passive solvarmen vi får gjennom vindaugsflatene, føreset det altså at den termiske massen er i kontakt med romlufta, at han ligg innanfor isolasjonssjiktet, og at han kan kjølast ned om natta ved hjelp av lite energikrevjande ventilasjon. Ved å utnytte dei varmetekniske eigenskapane til betongen kan vi redusere energiforbruket i bruksfasen til bygget til både oppvarming og, ikkje minst, kjøling. Vi kan då også unngå energikrevjande kjøleanlegg. Forbarmheita og estetikken til betongen Estetikk kan vi definere som mennesket sin bruk og oppleving av omgjevnadene. Betong har stor formbarheit og inviterer til kreative løysingar og utradisjonelle uttrykk. Han kan brukast til 23

Betongarbeid

1 Betong som byggjemateriale

Figur 1.13 Solbergplassen med utsikt mot Atnsjøen og Rondane. Anlegget vart tildelt betongtavla «for fremragende byggekunst i betong» i 2007. Foto: Betongfokus/Fotograf: Ole H. Krokstrand og Carl Viggo Hølmebakk Arkitektkontor.

å skape dramatiske former det er vanskeleg å oppnå med andre materiale. Betong kan ha fine overflater når arbeidet er godt planlagt og fagmessig utført. Form, farge, overflatestruktur og sluttbehandling kan varierast i det uendelege. For å utnytte dei varmetekniske eigenskapane til betongen må vi la dei innvendige overflatene vere synlege utan å bruke himlingsplater, dekkjande panel eller anna belegg. Dette saman med lang levetid for fasadane til bygget og andre konstruksjonsdelar føreset at betongoverflatene ikkje berre har tilstrekkelege tekniske kvalitetar, men også er estetisk utforma. Vi kan difor seie at det er ein direkte samanheng mellom gode og vakre betongoverflater og miljøvenlege byggverk. Nærmare informasjon om betongen sine miljøeigenskapar, energieffektivitet og estetikk finn du mellom anna på følgjande nettsider: → Norsk Betongforenings Miljøkomité: https://betong.net/komiteer/miljøkomiteen → Betongfokus: https://www.betongfokus.no

Figur 1.14 Tasta skatepark i Stavanger. Eit godt eksempel på formbarheita til betongen. Foto: Betongfokus/Jan Eldegard Hjelle og Betongpark.

Betongarbeid

1 Betong som byggjemateriale

Betongen si utvikling som byggjemateriale Betong er eit tradisjonsrikt materiale, med ei lang og spanande historie. Vi tar eit blikk tilbake på nokre utvalde, viktige utviklingstrekk eller milepålar for betongfaget, der vi både ser på materialet betong, forskalinga, armeringa og dei prefabrikkerte konstruksjonane. Vi vil sannsynlegvis aldri få vite kven som laga den første betongen, sidan dei første forsøka sikkert resulterte i eit svært skjørt materiale, slik at alle spor for lengst er borte. Men éin ting er sikkert, betongen har utvikla seg gradvis over fleire hundreår. Mest sannsynleg oppstod bruken av betong fleire stadar i verda under bål der det det tilfeldigvis fanst kalkhaldige materiale i bakken. Vi kan då tenkje oss at nokre oppmerksame urmenneske la merke til at restane i bålgropa vart til eit lim når det regna. Dette limet kunne så brukast til å forme eit nytt, hardt materiale ved å blande inn sand og stein. Mykje tyder på at den første bruken av betong var til det vi i dag kallar «golv på grunn». Ca. år 7000 f.Kr.

Den eldste betongen vi kjenner til Den første betongen vi kjenner til i dag, er over 9000 år gamal. Han vart oppdaga i 1985 då ein bulldosar avdekte eit betonggolv under arbeidet med eit vegprosjekt i nærleiken av Yiftahel, vest for Jerusalem i Israel. Det gamle golvet består av sandhaldig tilslag, kalkhaldig bindemateriale og vatn.

Ca. år 5600 f.Kr.

Figur 1.15 Delar av det 180 m2 store golvet i nærleiken av Yiftahel i Israel. Foto: Garfinkel Yosef – Originally uploaded by Yaels (Transferred by Matanya), CC BYSA 3.0, via Wiki media Commons.

Betonggolv på buplass I Lepenski Vir på Balkanhalvøya er det funne betong som vart brukt som golv på ein buplass ved breidda av Donau. Golvet er ca. 25 cm tjukt, og blandinga består av sand og stein med ein raud kalksteinsmasse som bindemiddel.

Figur 1.16 Hyttegolv av betong ved Donau i Serbia.

Betongarbeid

1 Betong som byggjemateriale

Ca. år 1950 f.Kr.

Gamle illustrasjonar av betongarbeid Dei tidlegaste kjende illustrasjonane av noko som enkelte har kalla betongarbeid, kan ein sjå på veggmåleri i Thebes gravkammer frå det gamle Egypt. Dei viser ulike stadium Figur 1.17 Veggmåleri frå Thebes av produksjon og bruk av mørgravkammer. tel og betong. Gjennom mange år brukte både etruskarar, assyrarar og egyptarar kalkmjøl og brend gips til å sementere eller kitte saman steinane i byggverka sine. Ei kanskje meir dekkjande nemning på denne bruken av betong eller mørtel er murarbeid.

Ca. år 500 f.Kr.

Vasstank på Rhodos Sannsynlegvis spreidde kunsten å lage betong seg frå Egypt til dei austlege middelhavsområda. Grekarane brukte kalkbaserte mørtlar til å dekkje veggar av soltørka teglsteinar. Dei vart også brukte som puss på dei Figur 1.18 Delar av den 600 m3 porøse kalksteinane dei bygde store vasstanken frå gamle Kamiros på Rhodos. templa av, og som bindemiddel mellom steinane. Utgravingar på øya Rhodos har avdekt ein underjordisk vasstank nær ruinane av tempelet Athena i oldtidsbyen Kamiros. Denne var bygd av stein og fôra med ein fin betong for å gjere han vasstett. Denne vasstanken, som rommar 600 000 liter, var i 200–300 år brukt til å lagre vatn til innbyggjarane i byen, før han vart erstatta av eit nytt system. Grekarane kjende også til fordelane ved bruk av vulkansk oske i betongen. Denne blandinga har eigenskapar vi kjem tilbake til i det neste avsnittet. Vi veit at grekarane også brukte ei blanding av brend kalk og vulkansk jord frå mellom anna øya Thera (Santorini) i oldtida, men då i mindre omfang.

Betongarbeid

1 Betong som byggjemateriale

Ca. år 25 f.Kr.

Den første skildringa av betongproduksjon Det er mogleg at romarane kopierte og vidareutvikla betongen til grekarane. Det finst eksempel på romersk betong datert tilbake til år 300 f.Kr. Det engelske ordet for betong, «concrete», stammar elles frå det latinske ordet «concretus» som betyr blanda eller grodd saman. Ein annan teori er at nokre romarar fann ei raud vulkansk oske i nærleiken av Pozzuoli, ein landsby nær vulkanen Vesuv. Dei trudde det var vanleg sand og blanda henne med brend kalk og fann ut at blandinga gav ein mykje sterkare betong enn dei nokon gong tidlegare hadde laga. Denne oppdaginga fekk mykje å seie for utviklinga av arkitekturen og byggjekunsten dei neste fire hundreåra. Ca. år 25 f.Kr. skreiv den romerske ingeniøren og arkitekten Marcus Vitruvius Pollio omtrent dette i verket sitt De Architec tura Libri X (Dei ti bøker om arkitektur): «Det finst eit pulverstoff som av naturen forårsakar underlege ting. Det førekjem i traktene omkring Vesuv. Om ein blandar dette pulveret med kalk og knust stein, gjev det ikkje berre alminnelege byggverk stor styrke, men sjølv murar som er bygde i havet, blir så sterke at korkje straum eller bølgjer kan øydeleggje dei.» Her skildrar han denne sementen som romarane framstilte frå knust vulkansk oske – pozzolansement. I ettertid har sementen til romarane fått namnet romansement. Noko gjorde han betre enn andre bindemiddel: Han var hydraulisk, det vil seie at han kunne herde under vatn. Kalk må også ha tilgang på luft for å herde.

Ca. år 82 e.Kr.

Colosseum Framleis kan vi sjå fleire byggverk som er bygde for nærmare 2000 år sidan, der betong er brukt som byggjemateriale. Brend kalk blanda med knust lava vart brukt som bindemiddel, og tilslaget var sand og stein. Sidan armeringa ikkje var kjend, Figur 1.19 Colosseum i Roma, måtte romarane bruke massive innvendig. murar med tjukkleikar på opptil 8 meter. Dei fann difor på å bruke knust pimpstein og andre porøse steinsortar for å redusere vekta på dei tjukke konstruksjonane sine. Med denne verdas første lettbetong skapte dei unike bogar og kuplar som framleis står der som bevis på soliditeten til betongen. Dei gjekk også eit skritt vidare ved å støype inn leirkrukker og kasseforma utsparingar for ytterlegare å redusere vekta av konstruksjonane. Romarane eksperimenterte også

Betongarbeid

Betongfaget

www.eba.no

NYNORSK

vg2 betong og mur vg3 betongfaget NYN

vg2 vg3

ISBN 978-82-11-04522-5

vg2

vg3

Eldar Juliebø