Det här verket har digitaliserats vid Göteborgs universitetsbibliotek och är fritt att använda. Alla tryckta texter är OCR-tolkade till maskinläsbar text. Det betyder att du kan söka och kopiera texten från dokumentet. Vissa äldre dokument med dåligt tryck kan vara svåra att OCR-tolka korrekt vilket medför att den OCR-tolkade texten kan innehålla fel och därför bör man visuellt jämföra med verkets bilder för att avgöra vad som är riktigt. Th is work has been digitized at Gothenburg University Library and is free to use. All printed texts have been OCR-processed and converted to machine readable text. Th is means that you can search and copy text from the document. Some early printed books are hard to OCR-process correctly and the text may contain errors, so one should always visually compare it with the ima- ges to determine what is correct. 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 C M Rapport R16:1981 Energibesparande metoder vid betonggjutning Sten Jacobsson institutet För I BYGGDOKUMENTATION Björn Magnusson Accnr ?J Kurt Wennmark /?/*// R16:1981 EHERGIBESPARANDE METODER VID BETONGGJUTNING Sten Jacobsson Björn Magnusson Kurt Wennmark Denna rapport hänför sig till forskningsanslag 771428-0 från Statens råd för byggnadsforskning till John Mattson Byggnads AB, Stockholm. I Byggforskningsrådets rapportserie redovisar forskaren sitt anslagsprojekt. Publiceringen innebär inte att rådet tagit ställning till åsikter, slutsatser och reultat. R16:1981 ISBN 91-540-3439-6 Statens råd för byggnadsforskning, Stockholm LiberTryck Stockholm 1981 150474 3FÖRORD Energiinsatsen under själva byggproduktionsfasen kan lätt bli förbisedd i ett energihushållningsprogram. Detta fram­ förallt om energiinsatsen ställs i relation till energiin­ sats för byggmaterialframställning och sedermera driften av den färdiga byggnaden. FoU-projekt, som redovisat om­ fattningen och arbeten av energiinsats under byggnadsske- det, ger emellertid underlag för ekonomiska kalkyler vars besparingspotential är intressanta såväl ur energibespa­ rings- som kostnadsbesparingssynpunkt. Det ligger i sakens natur att förutsättningarna att snabbt och på bred front få genomslag för ett energisnålare byggande blir avsevärt större om kostnaderna i byggproduktionsskedet direkt påver­ kas . Denna rapport redovisar ett FoU-projekt med inriktning att utveckla energibesparande metoder vid betonggjutning. Intres set att utveckla vinterbyggnadsmetoderna har under lång tid varit koncentrerat till att medge kontinuerligt byggande med så få negativa effekter på sysselsättningen som möjligt. Energikostnaderna har härvid kommit i skymundan. Till detta har givetvis bidragit att energin i alla användningsformer varit billig. Med dagens energipriser, den fortsatta pris­ utvecklingen och ett nödvändigt engagemang i en medveten energihushållning, har situationen radikalt förändrats. De resultat från utvecklingsarbetet som presenteras är på­ tagligt praktiska och lätta att applicera. Varje platschef och arbetsledare har därför anledning att närmare sätta sig in i föreslagna lösningar. Inte minst tankeväckande bör vara att få kostnadsbilden klarlagd för vintermerkostnaderna. Där utöver får förloppet för betong i tidig ålder en ingående be lysning genom mångfalden praktiska försök med alternativ be­ tongtäckning, fasadintäckning och uppvärmning. 4Försöken har genomförts under vinterperioderna 78/79 och 79/80 på arbetsplatser i Stockholmsområdet. Direkt ansvari­ ga för utredningsarbetet har varit ing Kurt Wennmark, civ ing Björn Magnusson samt civ ing Sten Jacobsson. Ett mycket aktivt stöd för utveckling av metoder och hjälp­ medel har lämnats av platsledning och anställda inom John Mattson Byggnads AB på berörda arbetsplatser. En referensgrupp bestående av Ulf Bellander, CBI; numera Betongindustri AB, Stockholm Jan Byfors, CBI; numera Cementa AB, Danderyd och Sten Ola Wiklund, Betongindustri AB, Stockholm har varit en stor tillgång vid projektets genomförande. Inte minst värdefulla har varit tillgången till sakkunskap vid behandlingen av de betongtekniska spörsmålen som är av central betydelse för att rätt utforma energisnål betong- gjutning. Berörda leverantörer för material och utrustning har varit lyhörda för förbättringsförslag och därför är i rapporten angivna lösningar inte bara idéer i ett tidigt stadium, utan utprovade, praktiskt fungerande alternativ. Stockholm i november 1980. Sten Jacobsson Kurt Wennmark Björn Magnusson INNEHALL SAMMANFATTNING .......................... 9 1 . UTMANING OCH UTVECKLING .......... 15 1.1 Byggarbetskraften ............... 15 1.2 Arbetsmiljön ..................... 19 1.3 Produktiviteten .................. 22 1 .4 Ytf inish ......................... 24 1.5 Vinterg jutning ................... 26 1.6 Utveckling ....................... 28 1.7 Energisnål betonggjutning ....... 33 2. BETONG I TIDIG ALDER ............ 41 2.1 Hållfastheten hos betong ........ 43 2.2 Mätteknik ........................ 44 2.3 överensstämmelse mellan provmetoder ....................... 51 2.4 Rivningshållfasthet ...... 53 2.5 Vilka avformningstider används i praktiken ....................... 55 3. PROVSERIE 1 978 57 Prov A - Valvgjutning olika täckningsmaterial ....... 61 Prov B - Valvgjutning traditionell fasadintäckning och upp­ värmning under valv .... 6 4 Prov C - Betongtäckning Ethafoam och uppvärmning under valv .. 66 Prov D - Jämförelse gasolkanoner - infrastrålare .......... 68 Prov E - Fasadintäckning utan upp­ värmning under valv .... 71 Prov F - Fasadintäckning och upp­ värmning under valv .... 72 Prov G - Jämförelse olika fasadin- täckningar med och utan uppvärmning under valv .. 73 Prov H - Infrastrålare med och utan termostatstyrning ....... 74 4. PROVSERIE 1979 77 Prov 1 - Betong med och utan CaCl2_ tillsats; Ethafoamtackning. 80 Prov 2 - SH-betong med och utan täckning ................. 83 Prov 4 - Jämförelse hållfasthets- beräkning och TNS-test ... 85 Prov 6 - Uppvärmning med olika starttidpunkt ........... 87 Prov 8 - Fasadintäckning och olika uppvärmningsförutsättningar 89 Prov 10 - Uppvärmning med full resp­ ektive reducerad effekt ... 92 Prov 12 - Kort och lång uppvärmnings- tid ...................... 94 Prov 15 - Strålningsvärmare vid ply- woodform ................ 96 Prov 16 - Välisolerat formbord och plywoodbord ............. 98 Prov 17 - Välisolerat formbord, ply­ woodbord och plåtbord .... 100 Prov 19 - Platta på mark .......... 102 Prov 20 - Väggform med hel respektive defekt isolering ......... 104 Prov 22 - Temperaturförlopp i olika delar av en vägg ......... 105 Prov 23 - Väggjutning utan värmning vid mycket kall väderlek .. 106 5. KOSTNADER FÖR VINTERGJUTNING ...... 107 5.1 Betongkostnader .................... 119 5.2 Materialsammanställning ........... 120 5.3 Formbord ........................... 121 5.4 Energiåtgång för "normalbetong" respektive varmbetong ............. 122 5.5 Värmningstid och pris för viss hållfasthet ........................ 124 5.6 Kostnadssammanställning ........... 126 5.7 Kostnadsjämförelse ................. 128 6. SAMMANSTÄLLNING AV PRAKTISKA RÖN o............................. 131 6.1 Hållfasthetsutveckling .......... 136 6.2 Strålningsvärmare ............... 136 6.3 Betongvalv ....................... 138 6.4 Isolerat valvbord ............... 140 6.5 Betongvägg ....................... 141 6.6 Några rekommendationer .......... 145 LITTERATURFÖRTECKNING ................... 147 ‘K; 9SAMMANFATTNING Betonggjutning vintertid tillhör byggproduktionens mest energikrävande inslag. Energiinsatsen har med tidigare energipriser inte motiverat särskilda ansträngningar och vinterbyggnadsmetoderna har i första hand varit inriktade på att tillåta året-runtbyggande. Den radikalt ändrade energisituationen kräver energihushållning både av olje- besparings- och kostnadsbesparingsskäl. En total kostnads­ kalkyl för vintermerkostnader vid betongbyggande pekar på en överraskande hög siffra för vinterkostnaderna, nämligen 9.000 kr/dag (1980-års prisnivå). Det bör samtidigt noteras att i mellansverige är antalet vinterdagar i denna bemär­ kelse 110. Med utnyttjande av de lösningar, som det här re­ dovisade forskningsprojektet anvisar, kan kostnaden utan särskilt stora insatser reduceras till 6.200 kr/dag. Kost­ nadsbesparingarna ligger till en del i lägre energikostna­ der genom klart bättre hushållning, men minskade hanterings­ kostnader är också en stor post. Prov har utförts i full skala under två vintersäsonger, med huvudsaklig inriktning på valvgjutning, men även väggjutning och gjutning av platta på mark har studerats. Energibesparan- de metoder vid valvgjutning inriktas på täckning av betongen, fasadintäckning och uppvärmning. Den teknik som traditionellt användes för att täcka nygjutna valv är ur flera synpunkter helt otillfredsställande. Normalt användes betongtäckmattor dvs mineralull med ett plastöverdrag som säkras genom att belastas med träreglar. Mattorna täcker ofta dåligt, blåser undan och det blir lätt en pumpeffekt vid hörn och avslut­ ningar. Ännu allvarligare är att ytterhöljet lätt punkteras varvid mineralullen suger upp vatten och isoleringseffekten helt går förlorad. Kostnaden för täckningen blir stor också genom att mattorna har hög kassation. Genom att täckningen sker sent, i regel först när valvet är färdiggjutet, hinner 10 den nygjutna betongen kylas ner. Prov med olika material visar att ett material av expanderad polyeten som levere­ ras i rullar med två meters bredd har flera påtagliga för­ delar. Isoleringseffekten är god och materialet är okäns­ ligt för småskador. Materialet tar inte upp vatten och har ringa vidhäftning mot betongen. Hanteringen vid ut­ läggning är enkel och täckningen sker snabbt. Erfarenhe­ terna visar inte bara att täckningen sker snabbare, meto­ den får också ett klart arbetsmiljöplus. Inte heller intäckningen av fasad under valvet är särskilt väl genomtänkt på många arbetsplatser. De presenningar som används för ändamålet har helt andra format än de öppningar som skall täckas. Följden blir dålig täckning med många draghål. Uppsättningen av presenningarna är dessutom besvär­ lig och tidsödande. Proven visar att tät fasadintäckning har stor betydelse då uppvärmning under valvet behöver till­ gripas. Det rekommenderas att specialsydda presenningar an­ vändes. Dessa presenningar har dessutom fastsättningsanord- ningar som medger att presenningarna kan följa valvbordet och därmed i hög grad förenkla fasadintäckningen. Traditionell uppvärmning med oljedrivna torkar är mycket energikrävande och har nackdelar i en hantering som är tids­ ödande och tung. Av de uppvärmningsmetoder som provats, har infrastrålning, dvs riktad värme, klara fördelar. Tillsammans med en till­ verkare har den praktiska utformningen av infrastrålare med försörjningssystem vidareutvecklats. Gasolflaskorna har pla­ cerats i ställ på lastpallar, sex på varje pall, och två sådana ställ har kopplats samman med en automatisk omkoppla­ re. Omkopplaren byter ställ när det första batteriet flaskor är tömt. Till systemet hör också en reduceringsventil som sänker trycket på gasolen. Hela anläggningen styrs av en mekanisk timer, som också utvecklats i vår provserie. Det är 11 viktigt att uppvärmningen tidsstyrs, så att när erforderlig hållfasthet på betongen uppnåtts, uppvärmningen kan avbry­ tas. Att systemet är helt mekaniskt är en fördel eftersom det blir driftsäkrare än ett elmekaniskt system. Hanteringen av täckningsmaterial och uppvärmningsutrustning är ett område där enkla metodförbättringar kan underlägga arbetet och spara tid och pengar. Täckningsmaterialet för­ varas och transporteras lämpligen i stora nätkassar och om gasolflaskorna placeras i ställ monterade på lastpallar, kan de flyttas mellan användningsställena med kran eller traktor. För att man skall vara säker på att tillräcklig hållfast­ het uppnåtts, måste betongen provtryckas på ett eller annat sätt. En mätare som heter TNS är enkel att använda och ger snabbt information om betongens styrka. Provmetoden innebär att i det nygjutna valvet trycks ned ett plaströr. När håll­ fastheten hos betongen skall bestämmas provtrycks den be­ tongcylinder som är innesluten i röret. Kraften som erfordras för brott registreras. Genom en så enkel metod att följa upp betonggjutningen kan den betongansvarige skaffa sig en mycket ingående kunskap om betongens egenskaper och hur olika yttre påverkande faktorer påverkar betongkvaliteten på aktuellt bygge. En jämförelse mellan alternativa varmhållningsmetoder vid valvgjutning ger följande resultat (angivna kostnader är ungefärliga): 12 Varmhållningsmetod För-resp nackdelar Totalkostnad per vinter Energikostnad per etapp 200 m2, tjocki. 20 cm J Strålningsvärme + täckning Effektiv värmekälla Låg hanter, kostn. Låg driftkostnad 57.000 160 Oljeeldad byggtork + täckning Dyr i inköp o drift Hög hant. kostnad Problem m olja o sot på valv Kräver elström 153.000 800 Gasolkanon + täck- Kräver noggrann in- 166.000 960 ning täckning 2/fack Hög hant. kostnad Dyr i inköp o drift Kräver elstrcm 86.000 l/fack 480 Motståndstrådar ingjutna i be­ tongen + täck­ ning Kräver elstrcm Hög hant. kostnad 94.000 Varmbetong + täckning Mycket låg hant.— kostnad Kräver snabb täckn. Kräver träform el. isolerad valvform 52.000 125 Varmbetong + täckning o iso­ lerad valvform Kan bli ekonomiskt vid ökade energi­ priser 73.000 125 13 För att betongen skall uppnå tillräcklig hållfasthet, 10 MPa, under de 20 timmar som står till buds innan täckningen i regel tas bort, krävs det att temperaturen i betongen kan hållas på en tillräckligt hög nivå. Betongtemperatur och uppmätt tryck­ hållfasthet i betongen efter 20 timmar vid olika uppvärmnings- metoder och en utomhustemperatur av -5°C, visar att det enda alternativet som uppfyller ställda hållfasthetskrav (10 MPa) är uppvärmning med strålningsvärmare. Alternativet med isolerat valvbord kan klara hållfasthetskraven om man använder varmbe­ tong. Orsaken till att 20 timmar valts som gräns är, att man normalt efter den tidsrymden vill börja med väggformsättningen på det nygjutna valvet. Då måste täckningen tas bort från valvet och då är det inte heller någon mening med fortsatt uppvärmning. Att låta uppvärmningen pågå ytterligare ett dygn är att elda för kråkorna visar utförda prov. Med strålningsvärmare, god fasadintäckning och en betongtäck­ ning med Ethafoam betyder att valvgjutning när utetemperatu­ ren sjunker ner mot —20°C ändå kan ge en temperatur i betongen av +50°C. Väggjutning är strängt taget ett större problem än valvgjutning. Det finns inga bra metoder för att behålla värmen i betongen vid väggjutning. Isolering av väggformarna med cellplast och liknande har nackdelen att isoleringen ganska snart blir skadad och effekten reduceras påtagligt. Den tryckhållfasthet en gjuten vägg har efter 20 timmar när yttertemperaturen legat kring och under nollstrecket är mycket liten. Sådana väggar kan utan svå­ righet knuffas omkull och utgör därmed latenta riskmoment. 15 1. UTMANING OCH UTVECKLING Betong är ett omistligt byggnadsmaterial. När arbetskrafts­ brist, rekryteringssvårigheter, produktivitetsnedgång och arbetskostnadsgenomslag ytterligare accentueras för betong­ arbetet måste det utlösa ett självklart intensivt utvecklings­ arbete. Den platsgjutna betongens konkurrenskraft är en funk­ tion av effektiviteten vid formsättning, armering och gjutning som hänger samman med maskinprestanda, byggarbetarnas arbets­ insatser och uppnådd kvalitet. 5 miljoner m^ platsgjuten betong är storleksordningen för 1980 års byggande. Beräkningen baseras på en andel av 56% av den totala cementförbrukningen 2,3 miljoner ton. Enligt en utredning av Cementa fördelas den platsgjutna betongen med 27% på vertikala bärverk, 28% på horisontella bärverk och 45% på grundkonstruktioner. Siffrorna gäller 1976 års byggproduktion. Fördelade på typ av byggobjekt tar industribyggnader största betongmängden med 27,5%, anläggningar 17,5%, småhus 17%, fler- bostadshus 15%, övriga byggnader 16,5% och övrigt 6,5%. 1.1 Byggarbetskraften Perioden från krigsslutet 1945 till början av 70-talet känne­ tecknades av ett ständigt ökat byggande. Trots 50-talets omda­ ning av byggandet genom mekaniseringen och en under 60-talet lika markerad vidareutveckling genom prefabricering och produktions­ styrning dröjde det till mitten av 60-talet innan produktivite­ ten balanserade byggvolymökningen. Under en lång period ökade byggnadsarbetarkåren för att svara mot anspråken på ökat byggande. Som framgår av medlemsutvecklingen i Byggnadsarbetarförbundet (fig 1) kunde byggarbetarkåren minskas mot slutet av 60-talet även om byggvolymen fortfarande ökade. Produktivitetstillväxten var genom en rad samverkande faktorer mycket hög. När byggvolymen drastiskt reducerades några år in på 70-talet betydde detta att byggarbetarkåren måste minskas kraftigt. Byggnadsindustrins spe­ ciella kännetecken att vara mycket flexibel visade sig gälla 16 Fig. 1. Byggnadsarbetarförbundets medlemsantal under perioden 1938 - 1979. även under dessa specifika förhållanden. Byggnadsarbetarkåren har emellertid fortsatt minska under resten av 70-talet vilket ställt oss inför en betydande arbetskraftsbrist på många håll i landet. Självfallet lämnade den stora avgången av byggarbetare inte rek­ ryteringen till byggyrkesutbildningen opåverkad. 1974 och 1975 kunde inte tillgängliga utbildningsplatser för byggyrkena i gym­ nasieskolan på långt när utnyttjas. En brett upplagd rekryterings- kampanj har emellertid haft gynnsam effekt och antalet första- handssökande till byggyrkesutbildningen överstiger nu klart an­ talet utbildningsplatser. Den positiva utbildningsbilden gäller dock inte betongarbetar- utbildningen. Betongarbetarkåren har fortsatt sjunka från 21.115 man 1975 till 17.288 man 1979. Intagningen till betongutbild­ ningen för ungdomar var 1975 inte mer än 517 elever och 1979 togs 622 elever in. Då skall dock noteras att man lyckades få 791 nya elever 1977 men att attraktionskraften inte är tillräckligt hög. Därtill kommer dock en viss AMU-utbildning. Samtidigt kan jäm­ föras med träarbetarutbildningen där antalet intagna 1975 var 2.063 elever. 1979 hade intagningen nått upp till 3.159 med en jämn ökning år efter år. 17 Träarbetarkåren har också varit praktiskt taget densamma under hela femårsperioden 1975 - 1979, drygt 39.000 man. 75 76 77 78 79 75 76 77 78 79 Nyintagna Fig. 2. Trä- och betongarbetarkårens storlek samt den årliga nyintagningen under senare delen av 70-talet. Träarbetarutbildningen är i särklass den mest attraktiva bygg- yrkesutbildningen och för att något balansera underskottet för betongarbetarutbildningen får på vissa håll träarbetareeleverna en betongutbildning under en fjärdedel av sin utbildningstid. Det är främst betongarbetsmiljön som påverkat rekryteringssitua- tionen för betongutbildningen, men även bristen på lämpliga öv- ningsobjekt för kvalificerat betongarbete har på sina håll i lan­ det hållit igen utbildningen. Det går också igen i synpunkten på byggyrket från yrkesverksamma betongarbetare. 2 - A7 Ungdomar i byggyrkesutbildning har uttalat sig om byggyrkets fördelar och nackdelar. 18 dSlig MILJÖEJ SVAR ANNAN NACKDEL- TIDIGA MOR NAR—y LÄNGA RESORy'l, VIDMHUSARBTt^. TUNGT ■NÖGTAKT oSlIGfÖRTJ. OTRVSGT ARBETE ■BRA BETALT SER RESULTAT PRAKTISKT AR8ETE— BRA KAMRATER BRA MED JOBB Fördelar Nackdelar Fig. 3. Synpunkter på byggyrket från ungdomar i byggyrkes­ utbildning . Enkäten poängterar ytterligare hur negativt dålig arbets­ miljö och tungt arbete upplevs. Betongarbetet måste göras mer attraktivt genom att det blir fysiskt lättare och intressantare. Det kan bara ske genom förbättrade maskiner och flera tekniska hjälpmedel. Betongarbetaren måste i högre grad bli maskinoperatör vilket höjer yrkets status och fångar intresset både för utbildningen och arbetsuppgifterna. Minskningen av betongarbetarkåren och den dåliga rekryteringen har också inverkat på åldersfördelningen bland betongarbetarna Medelåldern ligger högt och slagsidan i åldersfördelningen är alarmerande. Det är en avsevärd skillnad gentemot träarbetar­ gruppen vilket också kan tänkas få konsekvenser i öppenhet för nya produktionsprocesser, material, maskiner och arbetsupp- läggning. 19 Antal 1000-tal träarbetare betongarbetare murare Ålder -19 -24 -29 -34 -39 -44 -49 54 -59 -64 Fig. 4. Åldersfördelningen hos byggnadsarbetare. 1.2 Arbetsmiljön Tunga, svåra, riskfyllda, smutsiga och tråkiga arbetsuppgifter ger tillsammantagna en mer eller mindre oacceptabel arbetsmiljö Platsgjuten betong har i ökande grad belastats av sin arbets­ miljö. Det markeras ytterligare av den genomgående förbättrade byggarbetsmiljön för snart sagt alla andra arbetsuppgifter. 20 Fig. 5. Ett arbetsmoment för betongarbetaren. Arbetsmiljöansträngningarna för betongarbetet måste inriktas i första hand på att eliminera otillfredsställande arbetsmoment och därnäst att göra arbetena lättare, tystare, renare och ofar­ ligare. Att tömma en viss typ av bask fordrar att man rycker upp luckan. Den som gör detta står ofta också med dålig balans. På­ frestningarna på rygg och axlar blir för stora. Det är i hög grad motiverat med utveckling av en bask vars tömmningsanordning är avbalanserad för minsta arbetsansträngning. De betongfickor som töms med automatik är också ett inslag i en arbetsvänligare betonghantering. Genom automatisk fyllning av basken när denna kommer under fickan elimineras ett tungt arbets­ moment . 21 Vid väggjutningar ser man ofta två man som tar emot, styr och tömmer basken och vibrerar betongen. Med en hydrauliskt öpp­ ningsbar lucka skulle tömningen kunna ske säkrare och snabbare. Hur går vibreringen till vid gjutning av väggar? Stavvibratorn med slang väger 23 kg och ska sänkas ned och tas upp ett antal gånger i en betong som i början ligger på cirka 2,5 m djup. Den som utför jobbet har en framåtböjd ställning och utsätts för en förslitning av rygg och axlar. Man får därför anta att vibreringsarbetet i praktiken skiljer sig från rekommenderat utförande. Man bör alltså utveckla en vibreringsutrustning som höjer och sänker staven efter vibratorskötarens styrning eller ha enbart formvibratorer. Valvgjutningar sysselsätter en del folk som tömmer basken på några ställen och sedan sidoförflyttas betongen genom skyffling och vibrering innan den egentliga vibreringen sätts in. Att dra i en vibrobalk för avjämning av ytan betyder påfrestningar för bl a ryggen. För valvgjutningar borde utvecklas en maskin som arbetar efter samma princip som när man gjuter betongfar- banor. Den skulle ta emot och fördela betongen, vibrera ned och packa den samt dra av och utvibrera betongytan. Den kunde göras självgående och rulla på skenor eller på formsidorna. Vissa problem är förknippade med formoljan, som kan framkalla eksem hos den som applicerar oljan genom t ex sprutning. När formarna avisas vintertid genom ångblåsning så försvinner olja ofta på ett flertal fläckar, vilket gör att betongen eller formen skadas vid rivningen. På detta område behövs en utveckling av material och metoder. Just genom utveckling av maskiner och apparatur kan arbetsmiljön förbättras. 22 1.3 Produktivitet Ur kapacitets- och kostnadssynpunkt är det av vital betydelse att det ständigt pågår ett utvecklingsarbete på alla områden som inverkar på byggandet. Konstruktion, produktion, bygg­ materialtillverkning, normer, utbildning som exempel pekar på det stora fältet för utvecklingsinsatser som kan ge fort­ satt produktivitetsökning. Krav på förbättrad arbetsmiljö skulle kunna uppfattas som negativa produktivitetsfaktörer men preciseringar av de arbetsmoment som är otillfredsställan­ de betyder att rationaliseringen blir i än högre grad effektivi- tetsinriktad. Sedan mitten av 60-talet har Byggförbundet regelbundet gjort omfattande produktivitetsmätningar. Dessa mätningar avser ar- O betsproduktiviteten mätt som producerad byggvolym (m ) för olika hustyper per arbetad timme på byggplatsen. Arbetstimmar­ na redovisas både för traditionella byggarbetare (träarbetare, betongarbetare och murare) och sido- eller underentreprenörer (rör, el, måleri etc).Ett sådant produktivitetsmått har natur­ ligtvis brister i att arbetsproduktiviteten endast blir ett summamått av alla olika åtgärder som påverkar arbetsinsatsen på byggplatserna,. Om arbetsinsatserna flyttas från byggplats till fabrik genom ökad prefabricering ökar således produktiviteten utan hänsyn till vilka resurser som prefabriceringen tar i anspråk. Regelbundna produktivitetsmätningar tillsammans med en kunskap om byggandets karaktär och tekniska, administrativa och ekonomiska förändringar ger ett betydligt säkrare mått på utvecklingstrenden. Det som måste betecknas som mycket alarmerande är att inte sedan arbetsproduktiviteten började registreras i mitten av 60-talet har vi förrän i senare delen av 70-talet fått en negativ pro­ duktivitetsutveckling. På goda grunder finns det anledning att tala om en obruten produktivitetstillväxt från 50-talet till mitten av 70-talet. En negativ arbetsproduktivitetsutveckling får mycket snabbt kostnadsgenomslag eftersom lönekostnaderna stiger obrutet. 23 1967 1971 1975 1977 1978 1979 Arbetsproduktivitet (m^/tim) 0,530 0,716 0,932 0,912 0,819 0,791 Timförtjänst (m'Vtim) 12,74 17.00 25.43 33.00 35,38 38,08 X förenklad diagramform kan situationen med det kritiska kostnadsgapet åskådliggöras på följande sätt Förtjänst Produktivitet -70-71 Fig. 6. Det kritiska kostnadsgapet. Förtjänstutveckling och produktivitetsutveckling under 60- och 70-talet. 24 1 . 4 Ytfinish Ett stort problem i platsgjutningen är att skapa betongytor med stor planhet och släta ytor. En byggare ser det som en del i systemet platsgjuten betong att få en produkt som läm­ par sig direkt för målning, tapetsering eller golvläggning. Hur ser det ut i dag? Förhållandena kan beskrivas bildmässigt, men studier av arbetstider för utlagning, golvspackling, skrot­ ning, slipning och bilning visar att de inte står i rimligt förhållande till övriga tider för platsgjutning. Vid ett stu­ dium av ett större objekt med flerfamiljsbostäder tog det ca 23 timmar för valvet och ca 18 timmar för väggarna, medan efter- lagningen tog ca 30 timmar per lägenhet. FLERFAMILJSHUS NEDLAGT ARBETE PER LÄGENHET ANTAL TIMMAR 10 20 30 ■ i -- 1 ............... -... Lm VALV: FORM. ARMtRING, GJUTNING PN. VÄGGAR: FORM, ARMERING. GJUTN SKROTNING, SL utlagning GOLVSPACKLING BlLMlNG—^ Fig. 7. Andelen efterarbeten vid betongarbete står inte i rimlig relation till den primära arbetsinsatsen. 25 Det behövs med andra ord en bättre teknik för att producera nära nog perfekta betongytor. Om utlagningskostnader helt kunde eli­ mineras så skulle material och maskiner absorbera ökade kostna­ der : VÄGGAR: 15 - 20 kr/m2/sida motsvarande + 200 kr/m2 betong eller 2 + 1.000 kr/m på formpriset eller + 500.000 kr i maskininvestering. VALV: undersida 5-6 kr/m2 eller 2 översida 20 kr/m (golvspackel) motsvarande + 130 kr/m3 betong eller + 500.000 kr i maskininvestering. Investeringarna i maskiner kan tillåtas vara högre om löne­ kostnaderna för stommen samtidigt kan reduceras. Siffrorna ovan visar på ett område där produktionsteknisk forsk­ ning skulle kunna leda till metoder som väsentligt skulle ned­ bringa kostnader för platsgjuten betong. 26 1.5 Vinterqiutninq Under hälften eller mer av året bygger vi med betong i vinterkli­ mat i mellersta och norra Sverige. Vintermerkostnaderna är väl kända men ändå ger en av energikrisen aktualiserad studie av energihushållning vid betonggjutning överraskande resultat. Bygg- produktionens energiprofil (SBEF-rapport) visar att uppvärmning vid betonggjutning under vintern tillhör de mest energikrävande byggmomenteen. Möjligheterna att tom avsevärt reducera energiåt­ gången genom omsorgsfull täckning av gjutna betongvalv med speciel­ la isolermattor, bättre intäckning mellan valven i fasadlivet och uppvärmning med infravärmare är enkla att uppnå. Denna forskningsrapport behandlar i detalj dessa typer av åtgärder för att minska energiåtgången i följande kapitel. Det som frapperar är att besparingsmöjligheterna är så stora om alla de speciella vintermerkostnaderna angrips. Nedanstående dia­ gram visar hur man genom en systematisk analys kan nedbringa vin­ terkostnaderna på ett betongbygge från 6.600 kr per byggdag till 4.600 kr/byggdag;(1977 års priser) , vilket i 1980 års priser be­ tyder att ca 9.000 kr per byggdag kan reduceras till ca 6.100 kr per byggdag. Se fig. 8 nästa sida. 27 Tusental kr/arb.dag ca 9000=-(990000=-/år) 6600=-(726OOO^/ar) ca 6100=- (671000=-/år) i 11980 års priser Tillfälliga 6- anordningar BODAR, fÖRFÅD 5 VERKSTÄDER GASOLKANON: Stom kom­ plettering 4600=-(506000:/är) 1977årS priser .termostater HANTERING VINTERTILLÄGG BETONGStomme boooooo3000OOOC ooOOOOO o O O OOOOlOOOOOOC OOP OOOO, ÅNGA - HYRA7DRIVMEDEL 1NTÅCKNING + MATTOR HYRA DRIVM€D£L GASOLKANOKJ: Nuvarande Förbättrat Fig. 8. Vintermerkostnaderna per vinterdag i nuvarande nivå och med systematiska förbättringsåtgärder. Kostnadsnivå 1977 och uppskattning av totalkostnadsnivån 1980. De energibesparingsåtgärder som föreslås i denna rapport är med hänsyn till den samlade kostnadsbilden utformade för att också minimera hanteringskostnader. 28 1.6 Utveckling Bättre arbetsmiljö, ökad kapacitet, högre kvalitet och lägre kostnader är riktlinjerna för en angelägen utveckling av be- tonggjutningen. I många fall är det t o m så att lösningarna finns färdiga för applicering men det behövs en anpassning till våra arbetsförutsättningar. Ibland kanske det bara är ovanan som lägger hinder ivägen eller möjligen normer och bestämmelser som inte passar till en ny verklighet. En provkarta på tillgängliga metoder, maskiner, material etc med reflexioner om lämplig svensk tillämpning kanske bättre än principresonemang ger utvecklingspotentialer för betong­ arbete den rätta dimensionen. Högt upp på önskelistan för svensk byggnadsindustri kommer betongbilar med doseringsut- rustning för flyttillsatser, acceleratorer m m som blandas in i betongen strax innan tömning. Kan man dessutom få betongen uppvärmd till önskad temperatur med hjälp av t ex ett ångaggre- gat som är monterat på betongbilen kan vintergjutning göras med en mycket låg energiåtgång och till ett lågt pris. Det här kan innebära en match med myndigheterna som är väl värd att ta. Bilarna ska också förses med så lång ränna som möjligt och den ska kunna svängas runt i horisontalled minst 180°. 29 Fig. 9. Den här betongbilen är t o m sin egen betongstation. Transportband används på inånga håll i världen. Vid längre sido- förflyttningar förekommer det att man seriekopplar ända upp till tiotalet transportband. Vid gjutning av platta på mark, väggjutningar upp till tio meters höjd och en- till tvåvånings­ hus med väggar och valv i betong klarar ett standard transport­ band all betongtransport. Kompletteras bandet med ytterligare ett band kan 3- till 4 våningshus gjutas utan kran och ficka. Dessutom sparas ett par betongarbetare vid gjutningen. 30 Om vi som form har vinkel- eller tunnelform gjuter vi alltså vägg och valv samtidigt med hjälp av två transportband och 3 - 4 man. Vågar vi dessutom ta ett utvecklingssteg till monterar vi höj- och sänkbara vibratorer på transportbandet eller sätter form- vibratorer på formen för att klara vibreringen. På samma räls på valvet som transportbandet går på lyfter vi upp en maskinell avdragare och vi får ett mycket plant valv, med en brädriven yta. Idealisk som underlag för självutjämnande spackel. Ändå billigare är en stålglättad yta som är så bra att den inte behöver spacklas alls. En "glättningsmoped" ger en avsevärt förbättrad arbetsmiljö 2 och kapaciteten 1.200 m /dag tal all jämförelse med gängse metoder. Fig. 10. Slipmoped - bra och produktiv arbetsmiljö. 31 Vad har vi eventuellt uppnått om dessa vilda idéer fungerar och är ekonomiskt riktiga lösningar? Vi har en man på glättningsmopeden, en man på avdragningsmaskinen, en man vid transportband på valvet, en man vid transportband på marken. Ingen av dessa fyra betongarbetare rör vid betongen, vibra torerna eller behöver kämpa med avdragsbryggor, baskar eller skyff ling. De har däremot ett stimulerande maskinskötarjobb. Kan vi dessutom bygga ihop glättaren, avdragsmaskinen och de två transportbanden med varann, kan den skötas av 1 - 2 man. Nu har vi en ekonomiskt och miljömässigt oslagbar lösning som vi givet­ vis även ska sälja på bl a USA-marknaden1 Flytbetong, dvs betong med sättmått större än 20 cm är ett mate­ rial med intressanta egenskaper. Försök i Sverige syns indikera att ett sättmått på 24 cm bör eftersträvas. Flytbetong har en stor andel av den platsgjutna betongen runt om i världen men i Sverige lägger normerna hinder i vägen. Kostnadstillägget för flyttillsat- sen har naturligtvis samband med användningsfrekvensen men är än så länge ändå omotiverat högt. Ännu mer så i betraktande av att betongarbetsmiljön är byggnadsindustrins mest angelägna ut­ vecklingsområde. Alla intressenter i betongbyggande måste ta till­ vara varje möjlighet som bjuds att underlätta betongarbetet. Arbetsmiljön, kapaciteten och kostnaderna pekar alla i högsta O grad på flytbetong. Ett exempel från en valvgjutning (40 m betong) ger onekligen förbluffande siffror. 32 Fig. 11. Valvgjutning med "vanlig" betong respektive flyt- betong. Totala arbetsinsatsen 980 manmin resp. 250 manmin. Fyra man i drygt fyra timmar har mycket mera ansträngande arbete enligt traditionell gjutmetod än de två betongarbe­ tarna som på drygt två timmar gör samma valv med flytbetong 33 1.7 Energisnål betonggjutning De energikrävande momenten i husbyggnadsproduktionen är uppvärmning och uttorkning av byggobjektet, tillfällig belysning på byggplatsen, uppvärmning av bodar och förråd samt maskinarbete och transporter inom arbetsplatsen. Uppvärmning, uttorkning och belysning är i stor utsträck­ ning att hänföra till vinterperioden. Vinterbyggnadsmetoderna har ägnats stor uppmärksamhet och intresset har koncentrerats till att medge kontinuerligt byggande med så få negativa effekter på sysselsättningen som möjligt. Energiinsats och energikostnader har kommit helt i skymundan. Till detta har givetvis bidragit att energi i alla användningsformer varit billig. Kravet på en medveten energihushållning och dagens energipriser med en sannolik fortsatt kraftig prisutveckling har ändrat situationen radikalt. Betonggjutning på vintern Direkt och indirekt energiinsats under byggproduktions- skedet som har samband med betonggjutning är en dominerande energipost. Som framgår av studien Byggproduktionens energi­ profil (Rapport nr 19 från Svenska Byggnadsentreprenörföre­ ningen, forskningsanslag från BFR). För uttorkningen är den dominerande metoden uppvärmning och ventilation. Fukten i byggmaterialen transporteras bort genom uppvärmning av luften och samtidig, kraftig ventila­ tion. En energikrävande metod med låg verkningsgrad. På senare år har avfuktare börjat användas i större omfatt­ ning. Det har visat sig innebära både energisnålare, därmed billigare, och effektivare uttorkning. Samma förhållande gäller da varmhållning av den nygjutna betongen erfordras för att und­ vika frysning under vinterperioden. Det beror på att intäckningen av byggnaden och täckningen av betongen betraktas som en provi­ sorisk åtgärd och därför ägnas föga uppmärksamhet. 3 - A7 34 Betongen måste skyddas för frysrisk vintertid. Med hänsyn till betongens härdning finns det anledning att tala om vintergjut- ning redan när temperaturen går under +5°C. Den kritiska perio­ den kan anses passerad då betongen uppnått en hållfasthet på ca 5 MPa. Det finns ofta ett preciserat krav på att tillräcklig betonghållfasthet skall uppnås för att tillåta form­ rivning i samma takt på vintern som under sommarmånader­ na. Man eftersträvar självfallet hög och jämn produk­ tionstakt året om och man vill om möjligt undvika att behöva sätta in större formpark under vintern för att därigenom säkerställa oförändrad produktionstakt. Under perioder på året då yttertemperaturen och övriga klimatbetingelser kan innebära frysrisker för nygjuten betong, står en rad olika åtgärder till buds. I princip har man ett temperaturområde där det räcker med isolering av betongen och formen. Sjunker temperaturen ytterligare, krävs uppvärmning. Gränserna mellan temperaturområdena kan emellertid förskjutas genom olika åtgärder med betongen. Om den nygjutna betongens temperatur kan ökas genom använd­ ning av varm betong (enl normen högst 30°C), förskjutes gränsen där uppvärmning erfordras. Liknande effekt kan uppnås genom inblandning av 1 ä 1 1/2% kalciumklorid i betongen. Om standardcement utbyts mot snabbcement, minskar också det temperaturområde inom vilket uppvärmning erford­ ras. Av samma skäl kan det också vid vinterarbeten vara en fördel att höja cementhalten något. ïE§ditionell_täckning^intäckning_och_uppvärmning Tekniken att täcka nygjutna valv är i allmänhet mycket otillfredsställande. Det vanligaste förfarandet är att 35 Fig. 12. Traditionell betongtäckning. använda betongtäckmattor av mineralull med ett plast­ överdrag. Mattorna hålls på plats med träreglar. Det finns flera svagheter med den här metoden. Mattorna blåser lätt bort, även om de är belastade, och i vart fall får man lätt pumpeffekt vid hörn och avslutningar. Ytterhöljet punkteras lätt, varefter mineralullen suger upp vatten och tappar isoleringseffekt. Dessutom täcker man i regel först när hela gjutetappen är klar och betongen redan kylts ner. Inte heller tekniken att täcka in fasaden under det nygjutna valvet är speciellt bra genomtänkt. De presenningar man an­ vänder för detta ändamål har helt andra format än de öppningar som skall täppas till och följden blir en dålig täckning med många draghål. 36 Fig. 13. Den vanliga metoden med presenningar för in- täckning av fasaden. Den vanligaste metoden för uppvärmning vid platsgjutning under vintern är att använda oljedrivna byggtorkar. En mycket energikrävande metod som därmed idag också är kost­ sam. Uppvärmningen sker genom att den under valvet inne­ slutna luften uppvärms och i sin tur värmer valvformen som överför värme till betongen. En lång och störningskänslig kedja som genom bristfällig täckning och intäckning får dålig verkningsgrad. Nya metoder Utgångspunkten för att uppnå en verkligt energisnål betong- gjutning måste vara att dels ägna täcknings- och intäcknings- förfarandet stor omsorg dels söka ett effektivare uppvärm- ningssystem. Täckningsförfarande Vad gäller täckningsförfarandet eftersträvas ett material som har mycket goda isoleringsegenskaper, tål hanteringssituatio- nen på en byggarbetsplats och tillåter en rationell utläggning. Två material har utvalts enligt de uppställda kriterierna. Ethafoam respektive Alveolit. 37 Ethafoam är en expanderad polyeten som levereras i rullar om 75 m med 2 m bredd. Tjocklek 7 mm, 10 mm och 15 mm. I provserier~ na har 7 mm och 10 mm Ethafoam använts men hållfastheten i den omilda behandlingen är inte helt tillfredsställande varför 15 mm tjocklek rekommenderas. En fördel är att isoleringen kan läggas ut direkt på den nygjutna betongen, lätt avlägsnas efter härd- ningen och betongytan lämnas utan skador av täckningen. Det har stor betydelse att täckningen kan göras så snart som möjligt efter gjutning och inte görs först sedan hela gjutetappen är klar. Både materialets egenskaper och den snabba utläggningen som kan åstadkommas genom att i vårt fall i ett moment rulla ut 20 m medverkar till att betongens härdning får ett säkrare förlopp och ett förlopp som minimerar energiinsatser. Metoden ger också en låg lönekostnad. 38 Alveolit tillhör samma materialgrupp som Ethafoam, men är släta­ re och något starkare. Den släta ytan gör att det går lätt att tejpa ihop materialet till önskad bredd. En nackdel är dock att Alveolit inte kan fås med större bredd än 1,6 m. Med tanke på hanteringshållfastheten förordas 10 mm tjock Alveolit. För att få en tillfredsställande intäckning i fasad måste presenningar, figursydda för ändamålet, användas. Presenningen måste helt sluta till öppningen i fasaden och dessutom ha sådan fästinsättning att en säker uppsättning sker snabbt och enkelt så att fasadintäckningen inte av tidsskäl görs slarvigt. Det är uppenbart att värmning under valvet inte blir effektivt och optimalt energisnål om fasadintäckningen är dålig. En fasad- intäckning som är genomtänkt och inte betraktas som ett provi­ sorium betyder att specialsydda presenningar är en investering som snabbt betalar sig i lägre lönekostnader. En specialsydd presenning i rätt utformning skall sitta kvar på formen, vilket dels säkerställer en god intäckning dels ger ytterligt kort hanteringstid. Nästa steg är att formtillverkarna från början utformar lämplig infästning på formarna. Fig. 16. Skräddarsydda presenningar med perma nenta infästningsanord ningar formborden. 39 yPEYâESSiSS Traditionella uppvärmningsmetoder är oljeeldade byggtorkar eller gasolkanoner. Kostnaderna står i direkt proportion till energiförbrukningen och är därmed förhållandevis höga. Olje­ eldade byggtorkar har i allmänhet stor kapacitet med en olje­ förbrukning på 8 kg/tim. I många fall är uppvärmningskapaci- teten inte särskilt väl avpassad till uppvärmningsbehovet för ett fack i byggnaden. Gasolkanonerna ligger i storlek 2 kg gasol per tim, vilket visar sig vara lättare att anpassa till uppvärm­ ningsbehovet i flerbostadsproduktion. Med tanke på den höga oljeförbrukningen och låga verkningsgraden, finns det all anledning att söka efter nya uppvärmningsalterna- tiv. Av de uppvärmningsmetoder som provats har gasoldrivna strål- ningsvärmare visat sig innebära en drastisk sänkning av energi­ åtgång och kostnader. Strålningsvärmarna har tagit 0,5 kg gasol per tim. Strålningsvärmarna är renare och mycket lättare att handskas med, vilket ger låga lönekostnader. Strålningsvärmarna kan med fördel monteras fast på formbord, vinkelform och tunnel­ form. Studieobjekt Utvecklingsprojektet har genomförts under två vintersäsonger i Stockholmsområdet. Under vintern 1978, huvudsakligen perioden januari - mars, gjordes provserierna i Nacka på ett bostads- objekt omfattande 115 lägenheter fördelade på tio tvåvånings- radhus. Våningsytan var totalt 10.680 rrr. Byggtakt 85 m vånings- yta per dag. Valvtjocklek 18 cm men i enstaka fall också 16 cm. I den första provserien koncentrerades proven till att mäta effek­ ten av betongtäckning och fasadintäckning. Som uppvärmningsanord- ning användes gasolkanoner. Vartefter proven fortskred aktualise­ rades också en metod med infravärmare för att finna radikalt bätt­ re alternativ till uppvärmning. 40 Under vintern 1979 gjordes proven i Sollentuna på ett objekt bes- 2tående av 163 tvåvånings radhus. Våningsytan var totalt 27.113 m . 2 Byggtakt 67 m vaningsyta per dag. Valvtjocklek 16 cm och 20 cm. Den andra provserien koncentrerades på att vidareutveckla metoden med infravärmare som i de första primitiva försöken visat mycket lovande resultat. Under den andra provserien kompletterades också mätningarna med hållfasthetskontroll med tanke på de praktiska konsekvenserna. De energiinriktade mätningarna och åtgärderna vi­ sade sig leda in på komplexet betong i tidig ålder som har stor praktisk betydelse för riktig hantering av betong på byggarbets­ platserna. Under den andra provperioden gjordes också mätningar vid väggjutning. 41 2 . BETONG I TIDIG ÅLDER Det skede som kan betecknas som betong i tidig ålder visar sig vara svårt att exakt precisera. Under betongens första stadium efter tillverkningen sker ingen nämnvärd tillstyvning. Betongen säges då vara färsk. Tidig ålder inträder när betongen börjar hårdna och inte längre betraktas som färsk. Det sker normalt 3-5 timmar efter tillverkning, fig.17. Hållfasthet Hårdnad betong”Nästan“hårdnad betongTidig ålder Tillstyvnad Fig. 17. Olika stadier under betongens hårdnande. Betong i tidig ålder karaktäriseras av snabb tillstyvning och därmed snabb hållfasthetstillväxt. Ett till tre dygn efter till­ verkningen börjar normalt tillstyvnandet att avta. Betongen är då nästan hårdnad. Efter 28 dygn kan man tala om hårdnad betong och därefter sker ingen nämnvärd tillstyvning eller hållfast­ hetsökning. Som figuren visar händer det mesta med betongen i tidig ålder. Eftersom osäkerheten ännu är stor om betongens egenskaper i tidig ålder finns det anledning att bättre följa förloppet ute på arbets platserna. Detta bl a för att kunna utnyttja betongen rationella­ re t ex genom att minska tiden innan formen kan rivas. De faktorer som främst påverkar betongens egenskaper i tidig ålder är: temperatur cement (mängd, typ och fabrikat) vattencementtal (vet) tillsatsmedel En ökad kunskap och kontroll av betongens hårdnande de första dygnen kan korta tiden till formrivning betydligt. Speciellt gäller detta vintertid då olika metoder förekommer för att på­ skynda hårdnandet. Om formarna binds kortare tid kan formparken minskas och även en högre produktivitet uppnås, vilket leder till bättre ekonomi. I detta sammanhang bör också nämnas risk för olycksfall och ekonomiska bakslag som förorsakas av för tidig formrivning. Känner man betongens härdningsförlopp och planerar produktionen därefter elimineras många felgrepp. Betongen har helt naturligt stor deformationsförmåga i tidig ålder. Denna deformation är övervägande icke-elastisk fig.13. Har t ex ett valv deformerats i tidig ålder är det omöjligt att rätta till efteråt. vet = 0,40 0,58 1,00 Temp-. -5°. 20°C Cement: 3 olika fabrikat Prismor. 100 * 100 »400 . fuktlagrade Fig. 18. Andelen elastisk deformation av brottstukningen vid olika tryckhållfastheter. 43 2.1 Hållfastheten hos betong Hållfastheten tilltar snabbast i tidig ålder och är viktig att känna till för att kunna uppskatta formrivningstiden eller hastig­ heten vid glidformsgjutning. För att öka tillväxthastigheten kan man öka temperaturen som framgår av fig. Lägre vattencementtal, användning av tillsats­ medel eller "snabbare" cement ökar också tillväxthastigheten. Nu hävdas dock att om tillväxthastigheten blir för stark kan det inverka menligt på långtidshållfastheten och även öka sprickbild­ ningen. Våra erfarenheter pekar på att sprickbildningsbenägenheten helt kan elimineras genom att betongytan täcks med ett diffu- sionstätt material. Både ethafoam och alveolit har sådana egen­ skaper . temp : konst log Ålder vet- konst Fig. 19. Principskiss över inverkan av temperatur och vet på hållfasthetstillväxten. Vid användande av tillsatsmedel måste även dess negativa effek­ ter beaktas. Som accelererande medel används vanligen kalcium- klorid CaCl2. I för stora mängder ger det upphov till korrosions- skador på armeringen och är därför förbjudna i konstruktion som utsätts för fuktig miljö t ex broar. Mycket accelererande medel gör också att betongen börjar hårdna kort tid efter tillverk­ ningen och den ställer då speciella krav på hanteringen. 44 2.2 Mätteknik För att uppskatta betongens hållfasthet finns ett flertal olika metoder. 1. Teoretisk beräkning baserad på lagringstid och tempera­ tur . Betongtemperaturen läses av med vissa tidsintervall. Som temperaturgivare används lämpligen motståndstråd. Mog­ nadsgraden beräknas med hjälp av TT- eller Arrhenius- funktionen. Tendenskurvor ger sedan tryckhållfastheter för aktuell betong. Exempel. Betong K 250 Std lagras i 48 timmar vid 20°C. TT-faktorn blir: 2 (20 + 10) = 60 Tendenskurvor ger (f ^ = 6,5 MPa ca. Arrhenius M2q -faktor blir enligt sid 38: 24 Tendenskurvor ger > 20 11 21 23 O > 43 41 39 - 8 3 16 24 30 29 29 G G 25 12 25 28 w 45 42 40 - 9 4 17 27 37 34 34 '4 Ç 29 12 30 33 ;£ 45 43 41 - 9 5 18 33 42 39 39 G H3 33 13 35 37 ►3 47 44 42 -10 6 19 38 48 45 44 £ ö £ o 36 13 39 42 & ö 47 45 42 -12 7 20 43 50 49 48 M G wG 40 14 44 47 MG 47 46 43 -13 8 21 47 53 53 52 G G 44 15 48 51 G 48 47 44 -14 9 22 48 55 56 55 i 46 15 50 54 z 49 48 45 -15 > > > 10 23 49 57 57 57 ►3 »-3 48 16 52 55 na 49 49 46 -15 11 23 50 57 57 58 G G G G 50 17 53 56 G G 50 49 46 -15 12 24 49 57 58 58 G G>: 50 17 54 57 G >: 50 50 46 -16 13 24 50 57 58 59 O M O G 50 18 54 57 OM 50 50 47 -16—- —- 14 25 51 57 59 59 50 19 54 57 50 50 47 -17 15 26 51 57 59 60 50 20 54 57 50 50 47 -18 16 27 49 57 58 60 50 21 53 57 50 50 47 -19 17 27 50 56 58 60 49 21 53 57 50 49 46 -19 18 27 51 56 58 59 49 21 52 56 50 49 46 -20 19 27 51 55 57 58 49 20 50 56 50 49 46 -12 20 26 50 55 56 57 48 20 50 55 51 49 46 -10 21 26 50 53 54 55 49 20 48 54 51 50 47 -10 22 26 50 53 5.4 55 47 20 48 53 51 51 48 -10 23 26 49 53 54 55 48 20 48 53 52 52 49 -10 24 26 49 53 54 55 49 20 47 53 52 52 49 -10 60 Provserie 1978 Prov Betongkvalitet Betongtäckning Fasadintäckning Uppvärmning under valv A K250 CaCl2 1.0% Utan täckning Polytenmatta Ethafoam 7 nun Plastfolie med luft­ bubblor Aluminiumpapp Tetofol Utan intäckning Utan värmning B K250 CaCl2 1,5% Utan täckning Polytenmatta Ethafoam 10 mm Trad, intäckning Gasolkanon C K250 CaCl2 1,0% Ethafoam 7 mm " 10 mm Trad, intäckning Tät intäckning Gasolkanon D K250 CaCl2 1,5% Ethafoam 10 mm Tät intäckning Gasolkanon Infrastrålare E K250 CaCl2 1,0% Ethafoam 10 mm Specialsydd intäckning Utan värmning F K250 CaCl2 1,5% Ethafoam 10 mm Specialsydd intäckning Infrastrålare G K250 Utan täckning Ethafoam 10 mm Utan intäckning Specialsydd intäckning Utan värmning Infrastrålare H K250 CaCl2 1,0% Ethafoam 10 mm Specialsydd intäckning Infrastrålare utan termo­ stat Infrastrålare med termo­ stat 61 PROV A - VALVGJUTNING OLIKA TÄCKNINGSMATERIAL Under likartade yttre temperaturförhållanden prövades utfallet av fem olika täckningsmaterial vid valvgjutning. Som jämförelse gjordes också gjutning utan någon täckning. Syftet med detta prov var att få ett mått på olika täck- ningsmaterials förmåga att bevara betongens egenvärme. Ingen intäckning av fasaden eller uppvärmning under valv­ borden förekom under denna provserie. Valvbordens överyta bestod av plyfa. De material som provades var: Polytenmatta (dvs den vanliga betongtäckmattan) Ethafoam 7 mm Plastfolie med luftbubblor Aluminiumpapp Tetofol vindspärr För enkelhetens skull har ovanstående förenklade beteckningar använts. Enligt uppgift skulle plastfolien inte tåla lägre temperatur än -10°C. Samtliga material förvarades därför under cirka 1 dygn i -26°C. Inget tydde emellertid på att materialen tog skada. It^afoam är en lätt, strängsprutad flexibel polyetylencell- plast. Materialet anges hålla sin flexibilitet inom tempera­ turområdet -40°C till +70°C. ﮣofol vindspärr är ett högtöjbart våtstarkt kraftpapper, nätarmerat med 0,25 mm massiv HF-polyeten tråd belagd med svart LD-polyeten och perforerat med små hål för ånggenom- släpplighet. Proven utfördes på följande sätt: Direkt efter gjutningen täcktes betongen med de olika materia­ len bredvid varandra och med lite överlapp. Ett elrör placera- 62 des i betongen under varje del. En känselkropp som var kopplad till en temperaturmätare stoppades i elrören. Elrörens längd var så anpassade att känselkroppen skulle komma centriskt i betongen. Temperaturskrivaren fungerade så att den för var 20:e sekund registrerade temperaturen i betongen under varje täck- ningsmaterial. Med sex olika färger - en för varje känselkropp - ritade skrivaren kurvor över temperaturförloppet. Från det att gjutningen avslutats till det att temperaturskriva­ ren startades hade det förflutit cirka en timme. Vid leverans hade betongen en temperatur av +14°C och vid täckningstillfället +10°C. Betongen som användes var K 250 std fin/ärt med tillsats av 1,0% CaCl2. Vinden var under båda dagarna svag. Med hjälp av Arrhenius funktion har mognadsgraden hos betongen beräknats för de olika täckningsmaterialen vilket gav följande cirkavärden efter 21 timmar. Polytenmatta 2,3 MPa Ethafoam 7 mm 1,6 -"- Plastfolie 1,0 -"- Aluminiumpapp 0,7 Tetofol vindspärr 0,6 Utan täckning 0,5 -"- Vid betong utan täckning sjönk temperaturen från +11°C till +8°C på cirka 4 timmar. Betongens överyta blev bäst vid användande av Ethafoam. Använd­ ning av Ethafoam som täckningsmaterial avpassad efter rums- bredden kan således vara ett sätt att få ner efterbehandlings- kostnaderna för betongytan. 63 Kostnaderna för täckningsmaterialet blir till stor del be­ roende av antalet möjliga användningsgånger. Aluminium­ pappen och Tetofol vindspärr kan ej användas flera gånger i det utförande de hade i provserien. Betongtemperaturen under de första 21 timmarna för de fem undersökta täckningsmaterialen och betongen utan täckning redovisas i nedanstående figur. Temperatur Ethafoam 10 mm Poly ten matta ,** 2,3 MPa Ethafoam 1,6 MPa ,»*** 7 mm Plastfolie med ^ luftbubblor 1,oMPa Aluminiumpapp 0,7MPa Tetofol vindspärr 0,6MPa *Utan täckning O.sMPa 0 Omgivning 20 Tim Fig. 29. Betongens temperatur de första 21 timmarna efter gjutning. Valvgjutning med olika täckningsmaterial (och som jämförelse också utan täckning) men utan vare sig fasad- intäckning eller uppvärmning under valv. 64 PROV B - VALVGJUTNING TRADITIONELL FASADINTÄCKNING OCH UPPVÄRMNING UNDER VALV Effekten av traditionell fasadintäckning och uppvärmning under valvet studeras närmare i provserie B för den vanligen använda betongtäckmatta, polytenmattan, och 10 mm Ethafoam liksom be­ tong utan täckning. Intäckningen skedde med vanliga presenningar fastbundna i valvborden. För uppvärmningen under valvet användes fyra gasolkanoner. Varje gasolkanon var kopplad till två stycken 45 kg gasoltuber. Gasolförbrukningen per gasolkanon var ca 2 kg/timme. Betongkvaliteten K250 fin/ärt T med en tillsats av 1% CaC^- I fig redovisas temperaturdata från provserien. Betongen hade en temperatur av +16°C vid leveransen. Från gjutningen till täckningen av betongen tog det cirka en timme. Gasolkanonerna hade termostat som kände av temperaturen under valvet. 'Den dåliga intäckningen som kännetecknar dagens tradi­ tionella intäckning innebar emellertid att gasolkanonerna gick för fullt trots att betongtemperaturen var +35°C. Polytenmattan har god isoleringsförmåga när den är ny som var fallet vid våra prov. Den är dock känslig för skador av uppstickande armeringsjärn och liknande. Skadorna gör att mattan suger upp vatten och den förlorar då mycket av sin isolerings­ förmåga. Mattans format 1 x 2 m gör den besvärlig och tidskrä­ vande att lägga ut och dessutom skadar den betongytan. Det finns därför all anledning att söka finna ett täckningsmaterial med god isoleringsförmåga som är lätthanterligt och inte skadar betongytan. Helst skall materialet tåla hanteringen på bygg­ platsen så väl att antalet användningsgånger kan hålla priset nere. Isolering med 10 mm Ethafoam visade sig ge samma effekt som en ny polytenmatta. Ethafoam som levereras i rullar är lätt att snabbt lägga ut och är mycket oöm. Den behåller sin goda iso­ leringsförmåga även efter ett flertal användningsgånger. Etha­ foam visar sig vara skonsam mot betongytan som redan visade sig i provserie A. 65 Temperatur Ethafoam 10 mm Polyten matta 8,7 MPa Utan täckning 2,4 MPa £ Omgivning —13°°- Fig. 30. Betongens temperatur vid valvgjutning med tradi­ tionell fasadintäckning och uppvärmning under valvet. 5 - A7 66 PROV C - BETONGTÄCKNING ETHAFOAM OCH UPPVÄRMNING UNDER VALV Den traditionella intäckningen av fasaden vid användning av byggtork görs mycket provisoriskt. För bättre energihushållning borde en tätare intäckning vara en angelägen åtgärd. I provserie C jämfördes traditionell och tät intäckning. Denna tätare intäckning utfördes i de första försöken utan hänsyn till hanterbarhet och snabbhet vid upp­ sättningen. Syftet var att få en uppfattning om hur mycket en så tät fasadintäckning som möjligt betyder för energihushåll­ ningen. Mätningarna utsträcktes till 90 timmar. Resultaten är dock inte helt jämförbara eftersom betongtäckningen vid den tätare fasadintäckningen utgjordes av 10 mm Ethafoam och vid den traditionella täckningen av 7 mm Ethafoam. Proven visar dock alldeles påtagligt hur stor betydelse en riktig fasad- intäckning har för betongens temperaturförlopp. Uppvärmning under valvet med fyra gasolkanoner. Gasolförbrukningen per gasolkanon var ca 2 kg/timme. Betongkvalitet K 250 fin/ärt L med en tillsats av 1% CaCl Betongen hade en temperatur av +16°C vid leveransen. Från gjutningen till täckningen av betongen tog det ca en timme. Temperaturen under valvet vid traditionell täckning var 18°C. Vid den omsorgsfulla, täta täckningen var temperaturen under valvet +30°C. Gjutetappen var 170 m^. Av temperaturkurvorna enligt fig framgår vilken effekt som upp­ nås med den täta fasadtäckningen. Det framgår också klart hur snabbt betongtemperaturen sjunker när betongytan avtäckes trots att uppvärmningen under valvet bibehålies. Det bör således upp­ märksammas att om valvet täcks av bör också uppvärmningen under valvet upphöra. 67 Temperatur I—► Avtäckning av betongytan I—► Slut pà uppvärmning 133 MPa Ethafoam 10mm m. bra intäckning 10,3 MPa Ethafoam 7mm m.dålig intäckning Omgivningens temperatur Fig. 31. Jämförelse mellan traditionell och tät fasad- täckning. Betongtäckning med Ethafoam och uppvärmning under valv med gasolkanon. 68 PROV D - JÄMFÖRELSE GASOLKANONER - INFRASTRÄLARE Tidigare prov har inriktats på att finna alternativa metoder att täcka betongen och göra en fasadintäckning samt utvärdera effekterna av olika lösningar. Ur energibesparingssynpunkt är det också mycket näraliggande att utvärdera olika uppvärmnings- alternativ. Den traditionella byggtorken, den oljeeldade luftvärmaren, har inte tagits med i prov­ serien då tidigare tillämp- ningserfarenheter gett gasol- kanonen företräde. Gasolkanonen i det använda utförandet har inbyggd fläkt, termoelektrisk tändsäkring som stänger gastillförseln om gaslågan slocknar, mag- netventil som stänger gas­ tillförseln om den elektris­ ka strömmen bryts och ter­ mostat till skydd för över­ hettning. Gasolkanonen har också drifttermostat som automatiskt reglerar rums­ temperaturen till önskad nivå. Effekt 5 000 - 22 000 kcal/tim, luftkapacitet 1 200 mVtim. Ett mera oprövat uppvärm- ningsalternativ vid betong- gjutning är strålningsvär- mare som arbetar med infra­ röd strålning. Vid proven användes en gasoldriven infrastrålare. 69 2eller på var 15:e m har vid prov med ute­ temperaturer ned till - 20°C visat sig fullt tillräcklig. Strålaren placeras ca 1 m från En strålare per valvbord formens underkant och riktas mot centrum på ytan, som skall värmas. För att minska hanteringen av strålarna syns det vara lämpligt med montering på formen. Strålaren kräver ingen elström och har i jämförelse med traditionella gasolkanoner visat god effekt, stor driftsäkerhet, lägre gasolförbrukning samt mindre hanteringskostnader. Gasolförbrukningen var 0,5 kg/timme. Intäckningen under valvet måste vara tät, eftersom ca 30 % av strålarens värmeenergi avges i form av avgasvärme. Special­ sydda presenningar som kan sitta kvar på formen vid flytt­ ning är att föredra. Jämför med den täta intäckning som gjordes i prov C. Här har en praktiskt hanterbar modell provats. 70 Prov D avser en jämförelse mellan gasolkanoner och infra- strålare. Täckningen av betongen gjordes med 10 mm Etha- foam, fasadintäckning med täckplast för att få så tät in- täckning som möjligt. Uppvärmningen skedde med två gasolkanoner respektive sex 2 infrastrålare. Valvytan var i bägge fallen 85 m . Under provet drog infrastrålarna tillsammans 3 kg gasol/timme och gasolkanonerna tillsammans 4 kg gasol/timme. Betongkvaliteten K 250 fin/ärt L 1,5% CaC^. Betongtemperaturen vid leveransen var 16°C. Temperaturen närmast under valvformen understeg inte på någon punkt +20°C vid uppvärmning med infrastrålare. Med gasolkanon höll sig också temperaturen kring 20°C. Provresultaten redovisas i fig. 32. Temperatur 30- •«'■«••• '"V ’ Ethafoam 10mm+ infrastrålare 9,3MPa Jk .i# ''••«■■■e Ethafoam AQmm-t- Gasolkanoner 4,5 MPa \ k \J 0- TT T 22 » Omgivningens temperatur Z ► T1"1 Fig. 32. Jämförelse mellan uppvärmning med infrastrålare och gasolkanon. Betongtäckning med 10 mm Ethafoam i bägge fallen och tät fasadintäckning. 71 PROV E - FASADINTÄCKNING UTAN UPPVÄRMNING UNDER VALV Värdet av tät fasadintäckning har framkommit vid de tidigare proven. För att speciellt studera effekten av omsorgsfull fa- sadintäckning gjordes en gjutning utan uppvärmning under val­ vet. Intäckningen gjordes med för provet specialsydda presen­ ningar och betongytan täcktes med 10 mm Ethafoam. Yttertempe- raturen höll sig under provet kring 0°C, svag vind och mulet. Betongkvalitet K 250 fin/ärt L 1% CaClj. I fig. 33 visas betongtemperaturen vid mätpunkt mitt i valvet samt vid vägg och valvkant. Betongvintern börjar i princip redan vid en yttertemperatur av +5°C. En bra täckning av den nygjutna betongen och en omsorgsfull fasadintäckning ökar i hög grad säkerheten då temperaturen kryper mot nollgradigt. Behovet av uppvärmning inträder då senare och blir energisnåla­ re när yttertemperaturen kräver extra uppvärmning. Temperatur ? \Vu; r- ► Avtäckning V Ethafoam 10mm, mitt på valvet 4,5 MPa I V • Ethafoam 10mm. vid vägg Q vaivkant 1,1 MPa - Omgivningens temperatur r-r 1200- 4 ' à ' é T—I I I I I10 12 14 16 18 ------- 2400-------------------------- 20 Tim Tid Fig. 33. Betongtemperaturen vid omsorgsfull fasadintäckning (specialsydd presenning) men utan uppvärmning under valvet. 72 PROV F - FASADINTÄCKNING OCH UPPVÄRMNING UNDER VALV Detta prov avsåg att visa effekten av optimala förutsättningar vad avser fasadintäckning, betongtäckning och uppvärmning under valv vid låg yttertemperatur. För fasadintäckningen användes den specialsydda presenningen som utöver god tätning var utfor­ mad för att medge snabb och enkel täckning så att en god täck­ ning verkligen kommer till stånd under vanliga arbetsplatsför­ hållanden . Betongen täcktes med 10 mm Ethafoam. 2 För uppvärmningen användes för gjutetappen (170 m ) tolv infra- strålare. Sammanlagd gasolförbrukning 6 kg/timme. Betongkvalitet K 250 fin/ärt L 1,5% CaC^. Temperaturen närmast under valvet var ca 50°C. Som framgår av temperaturkurvorna som visas i fig. 34, har be­ tongen redan efter ett dygn en hållfasthet som tillåter form­ rivning. Observera den stora skillnaden mellan betongtemperaturen och omgivningens temperatur i detta prov. Temperatur Avtäckning Ethafoam 10mm 1Ä6MPa 20- Ovanför betongvägg 1 (där täckningen inte är fullgod) 5,1 MPa "»•"# Omgivningens temperatur 22 24 Fig. 34. Betongtemperatur vid tät fasadintäckning (special­ sydd presenning) och uppvärmning med infrastrålare. PROV G - JÄMFÖRELSE OLIKA FASADINTÄCKNINGAR MED OCH UTAN UPPVÄRMNING UNDER VALV 73 Under en gjutetapp jämfördes alternativ god fasadintäckning med specialpresenningar, betongtäckning med 10 mm Ethafoam med respektive utan uppvärmning under valvet. Samtidigt gjor­ des också mätningar på betong utan någon täckning. 2 Uppvärmningen skedde med infrastralare, tva stycken per 30 m Betongkvalitet K 250 fin/ärt men ingen inblandning av CaC^. Temperaturkurvorna som visas i fig. 35 nedan, ger en åskådlig bild av betongtemperaturförloppet och illustrerar tydligt hur olika grad av varmhållning påverkar härdningsförloppet. God intäckning och betongtäckning ger bra effekt. Vid jämförelse med tidigare provserier framgår att en kalciumkloridtillsats i betongen skulle ha gett en betydligt ökad betongtemperatur. Ethafoam 10mm - Infra - Spec.presenningar 11,0 MPa r**"* Ethafoam 10mm-Spec.presenningar 3,2 MPa Utan täckning 1,0 MPa Omgivningens temperatur t—► Tim Fig. 35. Jämförelse av temperaturförloppet med och utan upp­ värmning under valvet vid tät fasadintäckning och god betong­ täckning. I provserien ingick också betong utan täckning och samtidigt ingen fasadintäckning och ingen uppvärmning under valvet. 74 PROV H - INFRASTRÂLARE MED OCH UTAN TERMOSTATSTYRNING Infrastrålare har i de tidigare proven visat sig ge låg gasolförbrukning och effektiv betonguppvärmning. Sannolikt skulle ännu lägre energiförbrukning kunna uppnås om strålarna kunde styras direkt efter betongens temperatur. I prov H jämfördes infrastrålare med och utan termostatstyr­ ning. Termostaten, som placerades i betongen, var inställd på +20°C. Intäckningen under provet gjordes med de special­ sydda presenningarna. Betongen täcktes med 10 mm Ethafoam. Betongkvalitet K 250 fin/ärt L med 1,0% CaCl^. Betongens leveranstemperatur +16 C. Tid från gjutning till täckning ca 2 timmar. Betongtemperaturen redovisas i fig. 36. utan termo­ stat med termo­ stat Vikt på 3 st gasoltuber vid provets början kg 256,3 249,3 Vikt på 3 st gasoltuber vid provets slut kg 181,3 199,7 Gasolförbrukninq _ _ ÎS3 . 75,0 49,6 Förbrukning per timme för 6 strålare kg 3,6 2,4 En strålares förbrukning kg 0,6 0,4 Möjligheten att styra infrastrålaren med termostat vållar inga svårigheter 75 Temperatur Avtäckning 10mm Ethafoam + Infrasträtare utan termostat 10,5 MPa 10mm Ethafoam + Infrasträlare med termostat på*20° 7,2 MPa termostat Omgivningens temperatur Fig. 36. Infrastrålare med och utan termostatstyrning. Vid studium av temperatureffekten finns det anledning konstatera att termostatreglering enligt den tankegång som motiverade provet inte är en fördel. Även om energi­ åtgången kan minskas står det-'klart att den viktiga håll- fasthetstillväxten hos betongen reduceras i allför hög grad. PROVSERIE 19794 . Em = PLATSKONTOR CENTRAL­ KONTOR Fig. 37. Områdesplanen för bebyggelsen i provserie 1979. 163 radhuslägenheter i 23 huskroppar. Lägenhetsyta 25.160 2 2 oVåningsyta 27.113 m och byggtakt 67 m våningsyta/dag. 78 Mätutrustning Utrustningen som användes var en temperaturskrivare typ Honeywell med 16 mätpunkter. Temperaturintervallet var -25°C till +75°C. Trådarna drogs upp underifrån genom hål i valvborden och fästes med tejp i armeringen. Tjock tejp isolerade järnet. Trådarna kom att ligga unge­ fär 4 mm ovanför valvytan. Se fig. 38 nedan. Temperaturgivarnas montering på valvet Mätpunkternas placering i valv och vägg Fig. 38. Temperaturgivarnas montering och mätpunkternas placering. 79 Provserie 1979 Prov Betongkvalitet Betongtäckning Fasadintäckning Uppvärmning under valv 1 K 250 CaCl2 1% Ethafoam 10 mm utan täckning Utan intäckning Utan värmning 2 K 250 SH Ethafoam 10 mm utan täckning Utan intäckning Utan värmning 4 K 250 SH Utan täckning Utan intäckning Utan värmning 6 K 250 SH Ethafoam 10 mm Utan intäckning Strålningsvärmare 8 K 250 1,5% CaCl2 Ethafoam 10 mm Utan intäckning specialsydda presenningar Utan värmning Strålningsvärmare 10 K 250 1% Betokem A Ethafoam 10 mm Specialsydda presenningar Strålningsvärmare 12 K 250 1,5% CaCl2 Ethafoam 10 mm Specialsydda presenningar Strålningsvärmare 15 K 250 1% Betokem A Betongtäck- mattor Utan intäckning Strålningsvärmare 16 K 250 1% Betokem A Ethafoam 10 mm Utan intäckning Utan värmning 17 K 250 1% CaCl2 Ethafoam 10 mm Utan intäckning Utan värmning Prov Betonqkvalitet Betöngtäckning Provobjekt 19 K 250 Ethafoam 10 mm Isolerad platta på mark 20 K 200 SH Cellplastiso­ lering Betongvägg 22 K 250 Cellplastiso­ lering Betongvägg 23 K 250 1,5% CaCl2 Cellplastiso­ lering Betongvägg 80 PROV 1 - BETONG MED OCH UTAN CaCl2"TILLSATS; ETHAFOAMTÄCKNING Under en och samma gjutetapp uppmättes betongtemperaturens variation vid täckning med 10 mm Ethafoam samt vid tillsats av 1% Kalciumklorid (CaCl2). Vid försöket användes valvbord av plåt. Ingen intäckning av fasaden eller uppvärmning under valvborden förekom. Betongkvaliteten vid försöket var K 250 med och utan CaCl,,. Valvtjockleken var 200 mm och betongtem­ peraturen vid leverans 10°C. Provet genomfördes på fyra fack som göts i samma gjutetapp. Fack 1 hade varken täckning eller CaCl2-tillsats. Fack 2 hade täckning med 10 mm Ethafoam men ingen CaClj-tillsats i betongen Fack 3 hade såväl täckning med 10 mm Ethafoam som tillsats av 1% CaCl2 och Fack 4 ingen täckning men tillsats av 1% CaCl2. Tiden mellan gjutning och täckning var 1,5 timme. Utetempera­ turen var omkring 3°C de första 24 timmarna. I övrigt var det kraftig vind och mulet. Avtäckning skedde efter 22 timmar. I början sjönk temperaturen kraftigt beroende på att form och armering höll samma temperatur som omgivningen. Med täckning och tillsats av 1% CaCl2 var temperaturen (mitt i fack) de första 24 timmarna i genomsnitt 6.2°C högre än utan täckning och CaCl2-tillsats. Genomsnittstemperatur °C (mitt i fack) under 24 timmar Omgivning Utan täckning Utan täckning Täckning Täckning utan tillsats tillsats 1% utan till- tillsats CaCl 2 sats 1% CaCl2 2.9 4.8 7.1 7.3 11.0 81 ---------Omgivning ---------1% Ca Cl,, täckning 10 mm Ethafoam mitt i fack ---------1%CaCI2,mittifack - 0%CaCi,,täckning 10mm Ethafoam mitt i fack r- Avtäckning 0%CaCl2.mitti fack Fig. 39. Temperaturutvecklingen under 90 timmar vid olika täckningsförfaranden och CaCl2-tillsats. Efter ungefär 40 timmar följer betongtemperaturen omgivningens temperatur med viss förskjutning i tiden. I kanten ansluter sig betongtemperaturen snabbare till omgivningens temperatur. (Unge­ fär 12 timmar) . Med täckning och 1% CaCl2-tillsats fås en mar­ kant temperaturtopp efter 22 timmar. Sprickor förekom då CaCl2~ tillsats användes utan att betongen täcktes. Täckningen av be­ tongen visade sig ge ett fördelaktigare temperaturförlopp än betong med 1% CaCl2-tillsats. Bästa förlopp uppnåddes med både täckning och CaCl2-tillsats och klart ogynnsammaste temperatur­ förlopp visade betong utan täckning och CaCl2-tillsats. Se fig. 40 nästa sida. 6 - A7 Omgivning +2,9 "C 1%CaCI2 + täckning Ingen åtgärd Fig. 40. HålIfasthetstiIlväxten för alternativ 1% CaC^-tillsats och täckning med 10 mm Ethafoam respektive utan tillsats och utan täckning. 83 PROV 2 - SH BETONG MED OCH UTAN TÄCKNING För att undersöka effekten av täckning med 10 mm Ethafoam vid gjutning med SH-betong mättes temperaturutvecklingen med och utan täckning. Vid försöket användes valvbord av plåt. Ingen intäckning av fasaden eller uppvärmning under valvborden före­ kom. Betongkvaliteten var K 250 SH och betongens temperatur vid leverans 10.5°C. Valvtjockleken var 200 mm. Provet genomfördes på två fack. Ena facket täcktes med 10 mm Ethafoam 30 minuter efter gjutning. På det andra facket vidtogs ingen åtgärd. Utetemperaturen var omkring 9°C. Vädret var i övrigt soligt och det var nästan vindstilla. Täckning 10 mm Ethafoam, SH-betong, mitt i fack SH-betong, mitt i fack Avtäckning Omgivning Fig. 41. Temperaturutvecklingen under 70 timmar för SH-betong utan täckning respektive täckning med 10 mm Ethafoam. 84 Ingen markant avkylning av betongen under de första timmarna har skett. Anledningen är att utetemperaturen, och därmed valv­ ytans temperatur, var relativt hög. Betongen som var täckt med Ethafoam har i genomsnitt haft 3° högre temperatur under de två första dygnen. Genomsnittstemperatur under 24 timmar (°C). täckning med 10 mm Ethafoam 13.8 10.9 omgivning 8.7 mitt i fack kant utan täck­ ning 10.8 9.8 Med täckning fås en jämnare betongtemperatur än utan täckning. Temperaturen steg till ett max. värde efter knappt 25 timmar. Därefter sjönk temperaturen igen trots att täckningen låg kvar. Betongväggen magasinerar värme och ger därmed upphov till en jämnare temperatur ovanför väggen. Fält— Med täckning Utan täckning Omgivning +8°C Fig. 42. Hållfasthetstillväxten med och utan täckning av betongen. 85 PROV 4 - JÄMFÖRELSE HÄLLFASTHETSBERÄKNING OCH TNS-TEST Provet utfördes för att undersöka överensstämmelser mellan teoretisk hållfasthetsberäkning och TNS-test. Samtidigt erhölls ytterligare prov på temperaturförloppet i betongen utan täckning eller värme. Betongkvaliteten var K 250 SH och betongtemperaturen vid leverans var 11°C. Valvtjocklek 200 mm. I samband med gjutningen placerades provcylindrar i betongen. Temperaturen mättes som tidigare. Vädret var regnigt och det var mycket blåsigt. Yttertemperaturen var +10°C. Hållfast- hetsprov utfördes efter 24 och 96 timmar. —Omgivning Fig. 43. Betongtemperaturen under 90 timmar. Ingen täckning, värmning eller CaC^-tillsats. Betongtemperaturen sjunker nästan rätlinjigt ner mot omgiv­ ningens temperatur de första 40 timmarna. Därefter följer be­ tongen i stort omgivningens temperatur. Mitt i fack är tempe­ raturen ungefär 1,5°C högre än i kanten. , 86 Efter 24 timmar hade betongen enligt TT-faktor en hållfast­ het av 5 MPa och enligt Arrhenius metod ca 1,8 MPa. Håll- fasthetsprovet enligt TNS visade 2,2 MPa. Efter 96 timmar gav beräkning enligt TT-faktor 13 MPa, enligt Arrhenius metod 17,5 MPa och med TNS provet 18,6 MPa. TNS-prov och beräkning enligt Arrhenius-funktion visar god överensstämmelse. TT-funktionen överskattar kraftigt håll- fasthetsutvecklingen till en början för att efter de första dygnen istället underskatta hållfastheten. Omgivning +5 C Fält Utan täckning Fig. 44. Hållfasthetstillväxten mitt i fack respektive kant. 87 PROV 6 - UPPVÄRMNING MED OLIKA STARTTIDPUNKT En jämförelse har gjorts mellan två valv med uppvärmning under formborden. Värmen har slagits på vid olika tidpunkter. Betong­ kvaliteten var K 250 SH, valvtjocklek 200 och 160 mm. Betong­ temperatur vid leverans 10°C. Under fack 1 sattes värmen på innan gjutning. Täckningen var på efter 1 timme. Betongen i fack 2 låg utan åtgärd i 4 timmar innan den täcktes. Efter ytterligare 1 timme sattes värmen på under formbordet. Värmarna var placerade nära de fyra hörnen på 75 cm:s avstånd från valvbordet. Ingen fasadintäckning före­ kom. Vädret var mulet med måttlig vind och temperaturen var -1°C. I fack 1 har temperaturen varierat mycket. Över värmarna steg betongtemperaturen till 50°C. Efter avtäckning och avstängning av värmen sjönk temperaturen lika snabbt som den stigit. I kan­ ten och över betongväggen uppgick temperaturen till 13°C respek­ tive 11°C som mest. Vita fläckar bildades ovanför värmarna. I fack 2 sjönk temperaturen snabbt efter gjutningen och steg sedan inte alls i likhet med fack 1. Resultatet visar vikten av att värmen sätts på innan gjutningen så att formen är varm när betongen kommer. De vita fläckarna lokalt över värmarna tyder på att de sitter för nära valvbordet. 88 Genomsnittstemperaturen de första 24 timmarna ( C). Över varmare i kant Fack 1 Fack 2 37,5 8,3 8,8 4,1 i fält i kant i fält i kant Omgivning A Täckning B Värmen på C Avtäckning D Värmen av ±0 — Fig. 45. Temperaturför­ loppet vid olika start­ tidpunkt för strålnings­ värmarna . qlMPa) I Över varmare (start innan gjutning) Över varmare (start 5 tim. etter gjutn.) __-Kant ( värme på innan gjutn.] Omgivning —1°C Fig. 46. Hållfasthetstillväxten vid olika starttillfällen för värmarna och på olika ställen i valvet. 89 PROV 8 - FASADINTÄCKNING OCH OLIKA UPPVÄRMNINGSFÖRUTSÄTTNINGAR En provserie på tre fack utfördes för att närmare studera effekten av fasadintäckning och olika uppvärmningsförut- sättningar. Vid samtliga prov täcktes betongen med 10 mm Ethafoam. Betongkvalitet K 250 Std med 1,5% CaCl2. Betongtemperatur vid leverans 18 - 20°C. Valvtjocklek 160 mm. Vädret var mulet med svag vind och temperaturen låg kring 0°C. Fack 1 hade ingen fasadintäckning men uppvärmning med full effekt på strålningsvärmarna. Fack 2 hade fasadintäckning men lägre effekt på värmarna. Fack 3 hade fasadintäckning men ingen uppvärmning. Värmen sattes på 15 minuter före gjutning i förekommande fall. I fack 1 stängdes värmen av redan efter knappa 20 timmar medan värmarna i fack 2 inte stängdes av förrän efter två dygn. Genomsnittstemperatur efter de första 24 timmarna (°C). Utan värme Värme Värme med fasad- utan fasad- och fasad- intäckninq intäckning intäckning i fält 10,8 18,1 22,2 Ingen fasadintäckning - Full effekt på värmarna mellan strålningsvärmarna mitt i fack i kant Värmen av Avtäckning Omgivning 60 tim Fig. 47. Temperaturförloppet under 60 timmar i fack 1 Utan fasadintäckning men med full effekt på värmarna. Med fasadintäckning - Lägre effekt på värmarna mellan strålningsvärmarna mitt i fack r- i kant Avtäckning Värmen av- Omgivning 60 tim Fig. 48. Temperaturförloppet under 60 timmar i fack 2 Fasadintäckning men lägre effekt på värmarna. 91 Med fasadintäckning - Ingen värme Plåtform: mitt i fack i kant Avtäckning------» ±0- =-' Omgivning Fig. 49. Temperaturförloppet under 60 timmar i fack 3. Fasadintäckning men utan värme. Med fasadintäckning uppnås samma temperaturförlopp med lägre effekt på strålningsvärmarna. Fasadintäckningen minskar temperaturskillnaderna mellan fält och kant. Det kan också noteras att fortsatt uppvärmning efter avtäck­ ning av betongen har mycket liten effekt och således närmast kan betecknas som energislöseri och en onödig kostnad. Fig. 50. Hållfasthets- tillväxten med värmare och fa­ sadintäckning resp. utan värm- ning men med fasadintäckning. Mitt i fack Med värme Låg effekt, Intäckning Mitt i fack Utan värme Omgivning ± 0°C 92 PROV 10 - UPPVÄRMNING MED FULL RESP. REDUCERAD EFFEKT Undersökning av olika effekt på strålningsvärmare samt olika värmningstider. Betongkvalitet K 250 Std med tillsats av 1% Betokem A. Betong- temperaturen var vid leveransen 18,5 - 20°C. Valvtjocklek 160 mm. Två valv har jämförts. Det ena med full effekt på värmarna och det andra med reducerad effekt. Värmen under fack 1 stängdes av först. Avtäckning av båda facken efter 23 timmar. Vädret var växlande med måttlig vind och temperaturen omkring 0°C. r Värmen av facki r—Avtäckning i—Värmen av fack 2 Full effekt på värmarna ----------- i fält ------------i kant Låg effekt på värmarna ------------i fält ------------i kant Fig. 51. Temperaturförlopp vid olika effekt på värmarna. Högst temperatur i betongen blev det med full effekt på vär­ marna. Maximum kom efter 14 timmar varefter temperaturen börja­ de sjunka. Temperaturen sjönk snabbt när värmningen upphörde. I det andra facket kom maximum efter 20 timmar. När värmen stängdes av sjönk temperaturen kraftigt även här. Ungefär på samma sätt som när täckningen togs bort. Hög betongtemperatur vid gjutningen gör att temperatur­ maximum uppnås snabbare. Betongtemperaturen mättes vid avgång från betongstation och när betongen var utlagd på valvet. 93 Uppvärmninqssätt betongstation valv varmvatten 27 20 varmvatten + ånga på ballasten 21 20 qlMPa) 16- 14- 12- 10- 8- 6- 4- 2- / / // / Fält — Full effekt — Låg effekt “~T“ 40 “1“ 5010 20 30 I......... 60 Tim Fig. 52. Hållfasthetstillväxten vid full effekt respektive låg effekt på strålningsvärmarna. 94 PROV 12 - KORT OCH LÄNG VÄRMNINGSTID Provet gjordes för att belysa temperaturutvecklingen vid olika värmningstider samt i betongkuber som placerades under valvet. Betongkvalitet K 250 Std med 1,5% CaC^-tillsats. Betongtempe­ ratur vid leverans var 20°C. Valvtjocklek 200 mm. Värmen sattes på två timmar före gjutning. I det ena fallet stängdes den av redan efter 6 timmar och i det andra fallet efter 57 timmar. Täckningen låg kvar i båda fallen. Vädret var mulet, utan vind och temperaturen var -3°C. När värmen stängdes av efter 6 timmar steg temperaturen i ytter­ ligare 6 timmar innan den började sjunka mot omgivningstempera­ turen. Längre tids värme ger drygt 5 graders högre maximum och en något långsammare avsvalning. Temperaturen i betongkuben var mycket lägre än i valvet. ....... 10 mm Ethafoam Värme 57 tim —----10mm Ethafoam Värme 6 tim Värmen av, fack2Värmen av, facki \ Omgivning 70 tim Fig. 53. Temperaturutvecklingen vid 6 respektive 57 timmar uppvärmningstid. - Värme 57 tim Värme 6 tim Omgivning-4C Fig. 54. Hållfasthetstillväxten vid 6 respektive 57 timmars uppvärmningstid. För att uppnå hållfastheten 5 MPa skiljer 1 timme mellan de båda alternativen. För 10 MPa skiljer den 6 timmar. Ga- solåtgången och därmed uppvärmningskostnaden skiljer sig kraftigt åt. (10 kg .resp. 90 kg för 4 st varmare). Prov­ tryckning av betongkuben som förvarats under valvet ger dålig uppskattning av hållfastheten i valvet. 96 PROV 15 - STRÄLNINGSVÄRMARE VID PLYWOODFORM Undersökning av strålningsvärmarens effekt vid användning av plywoodform. Betongkvaliteten var K 250 Std med 1% Betokem A. Betongtempe­ raturen vid leverans var 18°C. Valvtjockleken var 190 mm. Mätning gjordes i valv med värme under och jämfördes med valv utan värmetillskott. Täckning med vanliga betongtäckmattor. Vädret var soligt, svag vind och temperaturen var -3°C. Värmen av_, .—Avtäckning i fält värme i fält Ingen värme Omgivning 70 tim Fig. 55. Temperaturförlopp med och utan uppvärmning vid användning av plywoodform. I valvet med värmning stiger temperaturen i fält till 9°C över betongens starttemperatur. I det andra valvet uppnås efter ca 15 timmar max. temperatur vilket är ungefär samma temperatur som vid gjutningens start. Strålningsvärme på plywoodform visar sig fungera lika väl som på plåtform. 97 Omgivning -10 °C Med väime Utan värme Fig. 56. Hållfasthetstillväxten med och utan uppvärmning. 7 — A7 98 PROV 16 - VÄLISOLERAT FORMBORD OCH PLYWOODBORD Ett isolerat valvbord med K-värde 0.27 W/m^ °C har jämförts med plywoodbord. Betongkvalitet K 250 Std med tillsats av 1% Betokem A. Betong­ temperaturen vid leverans var 21 - 23°C. Valvtjockleken var 160 mm. Täckning utfördes med 10 mm Ethafoam och ingen värme tillfördes. Vädret var växlande med svag vind och temperaturen var +1°C. |—Avtäckning Isolerad form: -----Mitten ---- -Kant Plywoodform: -----Mitten -----Kant Omgivning- 50 tim Fig. 57. Temperaturförloppet i betongen vid isolerat form­ bord och form av plywood. Temperaturförloppet skiljde sig markant i de bägge fallen. Pa det isolerade valvbordet höjs temperaturen i likhet med plåt­ bord med värme under. Temperaturen steg 15°C från begynnelse­ temperaturen. På plywoodbordet når temperaturen i mitten unge­ fär upp till startvärdet medan den i kanten sjunker kraftigt mot omgivningstemperaturen. Isolerat valvbord torde klara även mycket kallare väderlek om betongen håller hög temperatur vid ankomsten. Fält Isolerat valvbord Fält Plywood bord Omgivning +1°C Fig. 58. Hållfasthetsutvecklingen vid isolerat valvbord och plywoodbord. 100 PROV 17 - VÄLISOLERAT FORMBORD, PLYWOODBORD OCH PLÂTFORM Detta prov genomfördes som prov 16 men dessutom tillfördes plåtform. Betongkvalitet K 250 Std med tillsats av 1% CaCl2. Betong­ temperaturen vid leverans var 14°C. Valvtjockleken var 160 mm. Täckning med 10 mm Ethafoam och ingen värmetillförsel. Vädret var mulet med måttlig vind och temperaturen var nära 0°C. Isolerad formAvtäckning—► ^—V Plywoodform Plåtform ±0- / Omgivning so tim Fig. 59. Temperaturförlopp vid isolerad form plywoodform och plåtform. Ingen värmning. Med isolerat formbord höjdes temperaturen 12°C från start­ värdet. Plywoodform och plåtform visade samma temperatur­ förlopp i betongen med några graders högre temperatur för plywoodformen. 101 Omgivning ±0°C Isolerat valvbord Plywood Plåt Fig. 60. Hållfasthetstillväxten vid jämförelse mellan isolerat valvbord, plywoodform och plåtform. 102 PROV 19 - PLATTA PÅ MARK Temperaturen har mätts i olika delar på en grundplatta på mark. I mitten var plattan 80 mm tjock och i kanten 450 mm. Under betongen låg 80 mm cellplast som också dragits upp runt kantbalken. Betongkvalitet K 250 Std med tillsats av 1,5% CaCl2. Betong­ temperaturen vid leverans var mellan 17 och 24°C. Innan gjutningen värmdes armering och isolering med Kocoverk. Efterhand täcktes betongen med 10 mm Ethafoam. Ingen värme­ tillförsel förekom efter gjutningen. Vädret var mulet, svag vind och temperaturen kring -2°C. Avtäckning efter 68 timmar. Efter 71 timmar togs TNS-prov. Täckning 10 mm Ethafoam -Kantbalk d-0,45 -------Fält d»O,08m Omgivning Fig. 61. Temperaturförloppet i isolerad platta på mark. Temperaturen var högst i kantbalken. De högsta temperaturer­ na inträffade efter ungefär 15 timmar. Den höga genomsnittstemperaturen i fält beror till stor del ; på hög begynnelsetemperatur (24°C). Den är ändå anmärkningsvärd eftersom tjockleken inte är mer än 80 mm. 103 Mätningarna på en isolerad platta på mark som gjuts på tjäl- fri mark visar att någon extra uppvärmning inte krävs vid temperaturer kring 0°C. Det bör dock observeras att täckningen skall ske så snart som möjligt. Om betongens leveranstempera­ tur höjs kan gjutning utan tillskottsvärme ske vid flera minus­ grader . d"450mm d*80mm Omgivning — 2°C Fig. 62. Hållfasthetstillväxten i platta och kantbalk för en isolerad platta på mark. Teoretisk hållfasthetsberäkning ger efter 71 timmar enligt TT-faktor 10.2 MPa och enligt Arrhenius funktion 17.2 MPa. Enligt TNS-prov uppmäts hållfastheten till 15 MPa. 104 PROV 20 - VÄGGFORM MED HEL RESP: DEFEKT ISOLERING Det visar sig att isoleringen på väggformar ofta är defekta. För att utröna vilken betydelse väggisoleringens utformning har gjordes mätningar på väggformar av plåt med fullödig iso­ lering och defekt sådan. Ingen uppvärmning förekom vid provet. Betongkvaliteten var K 200 SH. Betongtemperatur vid leverans 9,5°C. Väggtjocklek 220 mm. Givare monterades i en vägg där isoleringen var defekt i en vägg med god isolering. Vid gjuttillfället var vädret soligt med svag vind och temperaturen var +4°C. Omgivningens tempera­ tur under det första dygnet var i genomsnitt -0,8°C. __y Hel isolering —Defekt isolering Omgivning Fig. 63. Temperaturförloppet i betongväggar med hel respektive defekt formisolering. Högsta temperaturen uppmättes i mitten och den lägsta i över­ kanten på respektive vägg. I väggen med hel isolering har tem­ peraturen (9.6°C) i genomsnitt under det första dygnet varit 5.1°C högre än i den med defekt isolering (4.5 C). Den defekta isoleringen ger mycket klart påvisbar temperatur­ sänkning och pekar på att speciell observans på formisoleringen är i hög grad motiverad och betalar sig väl. 105 PROV 22 - TEMPERATURFÖRLOPP I OLIKA DELAR AV EN VÄGG Undersökning av temperaturen i olika delar av en vägg. Betongkavlitet K 250. Betongtemperaturen vid leverans 16°C. Väggtjockleken var 120 mm. Givare placerades på olika höjd i en vägg med hel cell­ plastisolering. Vädret var mulet med svag vind och tempe­ raturen var -2°C. Mitten ______—överkant •'----------Roten ±0 — Omgivning 14 lo IB 20 22 tim Fig. 64. Temperaturförloppet i olika delar av en betongvägg. Temperaturen var högst i mitten på väggen. I överkant och under­ kant är temperaturförloppet ungefär likvärdigt. Genomsnittstem- peraturen under de första 24 timmarna var i mitten överkanten roten 8.5°C 4.6°C 4.0°C 106 PROV 23 - VÄGGJUTNING UTAN VÄRMNING VID MYCKET KALL VÄDERLEK Gjutning av väggar utan värmning vid mycket kall väderlek. Betongkvaliteten K 250 Std med tillsats av 1,5% CaCl,,. Betong­ temperatur vid leverans var 14°C. Väggtjocklek 200 och 220 mm. Temperaturen har mätts i två väggar med vanligen förekommande, något defekt isolering. Vädret var klart med svag vind och tem­ peratur -10°C. -Mitten d-0,22 •överkant d-0,20 •Mitten d*0,20 Omgivningen i r~r Fig. 65. Temperaturförloppet i betongväggar vid kall väderlek. Temperaturen gick snabbt ner till -0°C, Lägst temperatur upp­ mättes i den tunna väggen och ingen större temperaturskillnad mellan mitt och överkant. Efter 20 timmar togs hållfasthets- prov i överkanten som visade att betongen frusit. Låg omgivningstemperatur vid gjuttillfället gör att betongen kyls snabbt och temperaturen faller hela tiden. 107 5. KOSTNADER FÖR VINTERGJUTNING Som framhållits vid diskussionen av erfarenheter från prov­ serierna finns påtagliga kostnadsbesparingsmöjligheter vid vintergjutning inte bara genom bättre energihushållning. Mer­ kostnaderna för en vinterdag är betydande och utgörs inte minst av hanteringskostnader som till en del är att hänföra till att många arbetsmoment betraktas som provisorier och därför ägnas liten uppmärksamhet. X detta kapitel görs en mera detaljerad kostnadsgenomgång base­ rad på kostnadsnivån i mitten av 1979. Den första kostnadssam- manställningen är baserad pa en gjuttakt 100 m valv/dag och behandlar betongtäckning, fasadintäckning och uppvärmning enligt förekommande och prövade metoder. Kostnaderna har också beräk- nats för en gjuttakt om 50 m valv/dag. Kostnad för olika betong­ kvaliteter och tillsatsmedel har sammanställts liksom uppgifter om täckningsmaterial och fasadintäckning. Varm betong - leveranstemperatur kring 30°C - har intressanta egenskaper vid vintergjutning. En särskild kalkyl över uppvärm- ningskostnaderna är därför av intresse vid diskussion av den to­ tala energi- och kostnadseffekten vid alternativ varm betong. Vilken betongtäckning, fasadintäckning och uppvärmningsinsats som erfordras vid vintergjutning beror på produktionstakten och tillgänglig formpark. Ytterst är det fråga om när betongen upp­ nått tillräcklig hållfasthet så att formen kan rivas. Värmnings- tid och kostnad för att uppnå viss hållfasthet har beräknats för olika leveranstemperatur för betongen och en omgivningstem­ peratur på -5°C redovisas även i detta kapitel. 108 Gjuttakt 100 m2 per dag 2 Gjuttakten är 100 m per dag med valvtjockleken 200 mm. 2 Vid varje gjuttillfälle gjuts i genomsnitt 200 m . Objektet sträcker sig över en vinter vilket motsvarar 110 byggdagar. » 2 2 Formparken uppgår till 600 m . Varje fack är 50 m . Vintertillägg Betong 6:63 kr/m2 1:32 kr/m2 Täckning Materialet håller hela byggtiden. 2 Förstörd yta 1:- kr/m 10 mm Ethafoam Kapital 250 m2 x 9:45 = 2.363:- 2.363 110 x 100 0:21 kr/m2 Hantering 1,0 persontimme/gjuttill- fälle 1 x 82:- 0:41 kr/m2 200 Returvärde 30% på 2.363 kr. (+) 0:06 kr/m2 lj_ 56_kr/n\2 Täckmattor typ Metzler Kapital 250 m2 x 8:- = 2.000: 2.000 110 x 100 0 :18 kr/m2 Hantering 1,5 persontimmar/gjuttill- fälle 1,5 x 82:- o:62 kr/m2 ii§0_kr/m2200 109 Ethafoam är minst känsligt för åverkan eftersom de slutna cellerna omöjliggör fuktvandring inom materialet. Isolerings­ förmågan bibehålls därmed trots eventuella repor och hål och har efter användning ett visst restvärde jämfört med täck­ mattorna . Fasadintäckning Materialet håller hela byggtiden 2 Traditionell presenning 425 m Kapital 425 m^ x 14:50 = 6.162:- 6.162 110 x 100 0:56 kr/m2 Hantering 2 persontimmar/gjuttill- fälle 2 x 82:- 0:82 kr/m2 200 Krantransport 2 timmar/gjuttill- fälle 2 X 125:- 1:25 kr/m2 200 Restvärde 30% på 6.162 (+) 0:17 kr/m2 2_£46_kr/m2 Specialsydda presenningar följer formen vid flyttning Kapital 425 m^ x 15:30 = 6.502:- 6.502 110 x 100 0:59 kr/m2 Hantering 1 persontimme/gjuttill- fälle 1 x 82:- 0:41 kr/m2 200 Restvärde 30% på 6.502:- (+) 0:18 kr/m2 2i82_kr/m2 110 Uppvärmning Bränslemängd per gjuttill- f älle A. Strålningsvärmare. 8 timmars brinn- tid vid varje gjuttillfälle. 4 värma- 2 re per fack a 50 m . I genomsnitt gjuts 4 fack samtidigt. En värmare drar 0,5 kg gasol per tim. Den här me­ toden kräver en mekanisk klocka som stänger avvvärmarna. Fast mohtering på valvborden. Totalt 34 värmare till 8 fack och 2 i reserv. Kostnad Kapital 34 x 350 : - 110 x 100 1:08 kr/m2 Kapital restvärde 50% på 1:08:- Hantering 2 persontimmar/gjutti11- fälle 2 x 82 : - 200 1 traktortimme/gjuttillfälle 1 x 95:- 200 (+) 0:54 kr/m2 0:82 kr/m^ 0:48 kr/m2 Drivmedel 8 tim x 4 st x 4 fack x 0,5 kg x 3:- 200 64 kg 0:96 kr/m2 2^80_kr/m2 111 Uppvärmning Bränslemängd per gjuttill- f alle Kostnad B. Värmarna flyttas av varje gjut- tillfälle, i övrigt lika A. Totalt 18 värmare till 4 fack och 2 i reserv. Kapital 18 x 350:- 110 x 100 Kapital restvärde 50% på 0:57 Hantering 6 persontimmar/gjuttill- fälle 6 x 82:- 200 2 traktortimmar/gjuttillfälle 2 x 95:- 200 0:57 kr/m2 (+) 0:29 kr/m2 2:46 kr/m2 0:95 kr/m2 Drivmedel 64 kg 0:96 2:65 C. Gasolkanon 24 timmar brinntid vid varje gjuttillfälle. En kanon 2 per fack à 50 m och 2 i reserv. I genomsnitt gjuts 4 fack samtidigt. En kanon drar 2 kg gasol per tim. kr/m2 kr/m2 Hyra 6 x 13:30 100 0:80 kr/m2 Hantering 4 persontimmar/gjuttill- fälle 4 x 82:- 200 1:64 kr/m2 2 traktortimmar per gjuttillfälle 2 x 95:- 0:95 kr/m2 200 112 Uppvärmning Bränslemängd per gjuttill- f älle Kostnad Drivmedel 24 tim x4stx2kgx3:~ 200 192 kg 2:88 kr/m2 §i27_kr/m2 D. Oljeeldad byggtork. 2 En byggtork per 50 m och 2 i re­ serv. En oljetork drar 200 1 olja per dygn. Hyra 6 x 41 :- 100 Hantering 6 persontimmar/gjuttill- fälle 6 x 82 :- 200 2:46 kr/m2 2:46 kr/m2 2 traktortimmar/gjuttillfälle 2 x 95:- 200 Drivmedel 200 1 (dygnet/st) 200 1 x 4 st x 0:95 200 0:95 kr/m2' 800 1 3:80 kr/m2 ii§Z_]SEZin2 Ovanstående metod med byggtork ger en högre betongtemperatur än övriga. Byggtorkarna skulle egentligen kun­ na stängas av efter 12 timmar och därmed betongens tillväxt vara rela­ tivt lika i jämförda alternativ. Eftersom avstängningen i så fall skall ske någon gång på natten sker 113 Uppvärmning Bränslemängd per gjuttill- f älle Kostnader sällan avstängning vid mest ekono­ miska tidpunkt. Men anser man att det klarar vi av på vårt bygge kan bränsleåtgången och därmed kostna­ den reduceras med 400 1 1:90 kr/m2 7:77 kr/m2 Vid större byggen byts traktortim- mar mot krantimmar i samma stor- leksordning. Driftsäkrast har strålningsvärmarna varit under våra prov bl a därför att de inte kräver elström. På ett bygge med angiven byggtakt beläget från Mälardalen och norrut är det anledning att räkna med 100 uppvärmningsdagar per år. Kostnadsskill­ naden mellan den vidareutvecklade metoden med strålningsvärmare och t ex oljeeldade byggtorkar för ett bygge under en vintersäsong blir 100 dgr x 100 m^/dag x (9:67-2:80), vilket gör totalt ca 69.000:- Kostnadsskillnaden mellan betongtäckning och Ethafoam för täckning av valvet är 100 dgr x 100 m2/dag x (1:93-1:56), vilket gör totalt ca 4.000:- Kostnadsskillnaden i fasadintäckning med special­ sydda presenningar jämfört med vanliga presenningar är 100 dgr x 100 m2/dag x (2:46-0:82), vilket gör totalt ca 16.000:- Sammanlagt blir kostnadsbesparingen med före­ slagna metoder jämfört med de nu vanligen före­ kommande metoderna ca 89.000:- 8 - A7 I norra Sverige blir kostnadsbesparingen ännu större. Allt tyder idag på att kostnaderna för energi kommer att öka mer än för övriga kostnader i angivna metoder. Ett energipris som ökar till det dubbla skulle i dagens penningvärde öka kostnaderna med ca 28.000:- vilket ger en total kostnadsbesparing för före­ slagna energisnålare metoder på ca 117.000:- Den mest intressanta metoden är naturligtvis att helt eliminera uppvärmningen genom att isolera formborden mycket väl och under gjutningen täcka in valvet mycket noga. Metoden kräver dock en rätt hög leveranstemperatur på betongen vid låga yttertemperaturer. De prov på välisolerade form­ bord utan någon uppvärmning som utförts pekar på intressanta möjligheter och bör studeras närmare. Metoden kan kombineras med t ex varm betong. Då klarar man säkert även mycket sträng kyla utan uppvärmning på byggplatsen. 114 E. Extra välisolerat valvbord k-värde 0.27 W/m^°C polyuretanskumelement O Kapital tillägg 68:-/m form 68:- x 600 110 x 100 F. Isolering på platsen av ply- woodbord med cellplast 14 cm 2 Kapital tillägg 35:-/m form 35:- x 600 = 3:71 kr/m^ 110 x 100 = 1:91 kr/m8 115 Dessa metoder kräver ingen intäck- ning av fasaden jämfört med metoden A - B. G. Varm betong på oisolerade ply- woodformar med intäckning av fasad 15:85/m3 x 0.20 m valvtjockelk = 3:17 kr/m2 Fasadintäckning med specialsydda presenningar 0:82 kr/m2 3:99_kr/m2 En metod som är ekonomiskt riktig vid all traditionell formsättning. Kostnadsskillnaden under en vintersäsong mellan oljeeldade byggtorkar och platsiso- lerat valvbord blir 100 dgr x 100 m2/dag x (9:67-1:91), således totalt ca 78.000:- Kostnadsskillnaden mellan täckningsmetoder av valvet 100 dgr x 100 m2/dag x (1:93-1:56), vilket gör totalt ca 4.000:- Kostnadsskillnaden i fasadintäckning med vanliga presenningar och ingen täckning 100 dgr x 100 m2/dag x (2:46-0), gör totalt ca 25.000 tillsammans ca 107.000:- Med en fördubbling av energipriset ökar skillnaden med ca 47.000:- 154.000:-tillsammans ca Med varm betong blir skillnaden totalt och med fördubblade energipriser ca ca 74.000:- 81.000:- Gjuttakt 50 m valv per dag. 2 2 Gjuttakten halverad till 50 m valv per dag, i övrigt samma förutsättningar som tidigare. Täckning 10 mm Ethafoam förstörd yta 1: — kr/m2 kapital 0:42 _ II _ hantering 0:41 _ II _ restvärde ( + ) 0:13 _ II _ 1:70 kr/m2 Täckmattor typ Metzler förstörd yta 1: — kr/m2 kapital 0:36 _ II_ hantering 0:62 __ II _ 1:98 kr/m2 Fasadintäckning Traditionell intäckning med presenning kapital 1:12 kr/m2 hantering och krantransport 2:07 _ II _ restvärde 30% ( + ) 0:34 _ II _ 2:85 kr/m2 Specialsydda presenningar som följer formen vid flyttningen kapital 1:18 kr/m2 hantering 0:41 _ II _ restvärde 30% ( + ) 0:35 1:24 kr/m2 117 Uppvärmning Strålningsvärmare (fast montering) kapital 2:16 kr/m2 hantering och traktortransport 1:30 _ 11 _ drivmedel 0:96 _ II __ restvärde 50% ( + ) 1:08 _ 11 _ 3:34 kr/m2 Strålningsvärmare (flyttas vid varje gjutning) kapital 1:14 kr/m2 hantering och traktortransport 3:41 _ II _ drivmedel 0:96 _ II _ restvärde 50% ( + ) 0:57 _ II_ _ 4:94 kr/m2 Gasolkanon hyra 1:60 kr/m2 hantering och traktortransport 2:59 _ 11 _ drivmedel 2:88 _ II _ 7:07 kr/m2 oljeeldad byggtork hyra 4:92 kr/m2 hantering och traktortransport 3:41 _ II _ drivmedel 3:80 _ II _ 12:13 kr/m2 118 Extra välisolerat valvbord k-värde Q.21 W/m2°C Polyuretanskumelement 7 cm kapital 7:40 kr/m2 isolering på platsen av plywoodbord med cellplast 14 cm kapital 3:82 kr/m2 119 5.1 Betongkostnader Merkostnad jämfört med K 250 Std fin/ärt trög 190,80 kr/m3 (enligt Betongindustrins prislista nr 70) valvtjocklek K 300 9:20 kr/m3 = 1.84 kr/m2 K 350 19:50 kr/m3 = ■ 3.90 kr/m2 1,5% CaCl2 K 250 4:50 kr/m3 = 0,9 kr/m2 K 300 14:50 kr/m3 = 2,9 kr/m2 K 350 25:65 kr/m3 = 5,13 kr/m2 1% Betokem A K 250 7:55 kr/m3 = 1,51 kr/m2 K 300 17:90 kr/m3 = 3,58 kr/m2 K 350 29 :.10 kr/m3 = 5,82 kr/m2 Varmbetong 25°C K 250 1% Betokem A 15:85 kr/m3 = 3,17 kr/m2 1,5% 18:25 kr/m3 = 3,65 kr/m2 SH-cement K 250 13:60 kr/m3 = 2,72 kr/m2 K 300 (9.20+15:50) 24:70 kr/m3 = 4,94 kr/m2 Vintertillägg 6:60 kr/m3 = 1,32 kr/m2 120 5.2 Materialsammanställning Täckningsmaterial Material /\ - värde (W/m°Cj tjocklek (mm) K-värde (W/m °C) Cirka^pri (kr/m2) Ethafoam 0,043 10 4,30 9 :50 15 2,87 13:75 Alveolit 0,035 12 2,92 16: — 15 2,33 20 : — Traditionella betongtäck- mattor 13:85 8 : — Met zier Alveolit är slätare och något starkare än Ethafoam. Den släta ytan gör att det går lätt att tejpa ihop till valfri bredd. Nackdelar är att det bara kan fås i 1,6 m:s bredd medan Etha­ foam kan fås i 2 m:s bredd. Erfarenheten visar att 10 mm Etha­ foam är något för klen i hanteringen och därför rekommenderas 15 mm Ethafoam eller 12 mm Alveolit. Betongtäckmattan ger i praktiken ett lägre praktiskt k-värde eftersom mattorna snabbt blir trasiga och blöta, inte ligger kant i kant och ger "pumpning" i hörnen. av fasadenPresenningar för intäckning vanlig presenning 4,5 x 7 m specialsydd presenning i varierande storlek Uppvärmning Strålningsvärmare Gasolkanon Gasol 14:40 kr/mz 15:30 kr/m2 350 kr/st avskrivn. 3 år = 1,06 kr/byggdag (330 vinterbyggdagar) 13:30 kr/byggdag 3 kr/kg 121 5.3 Formbord Material- och arbetskostnad anges för delarna ovanför bockryggarna. Underredena antas lika och frånses därmed i nedanstående prisjämförelser. Formbord med polyuretanisolering (d=95 mm, k-värde 0.27 W/m2oC) formflaket levereras från fabrik. Material plywood skum reglar board 25:- kr/m2 15:75 -"- 30:--- "- 4:75 -"- 65:50 kr/m2 arbetskostnad 0,75 x 82:- 60:— kr TOTALT 135:- kr/m2 form Formbord av plywood med 150 mm cellplastisolering (d=170 mm, k-värde 0,27 W/m2 °C) formbordet tillverkas på platsen. Material plywood 25:- kr/m2 reglar 30 :- isolering 17 :- 72:- arbetskostnad 0,37 x 82 = 30 :- TOTALT 102: 2 - kr/m form Dito utan isolering material plywood 25:- kr/m2 reglar 30:- 55:- arbetskostnad 0,14 x 82 = 11:50 TOTALT 67:- 2 kr/m form 122 5.4 Energiåtgång för "normalbetong" respektive varmbetong För att erhålla en betongtemperatur av 30°C (varmbetong) på arbetsplatsen bör delmaterialen värmas till +40°C med hänsyn till tillverknings- och transportförluster. Motsvarande "normalbetong" +20°C. Mängd kg/itr Spec. värme kcal/kg Ingångstemperatur Cement 300 0.22 + 25 Grus 1030 0.22 4- 3 Sten 840 0.22 - 3 Fukt 3,5% 40 1.0 - 3 Tillsatt vatten 140 1.0 + 6 Produktion: 25 m'Vtim Uppvärmning av ballast till +5°C Spec, värme is 80 kcal/kg isvatten 0,5-"- Smältning is = 80 x 40 =3200 kcal Uppvärmning smältvatten - 3° - + roII 0O x 0,5 x 40 1 OkOII _ 11 _ + - ovatten - 0 - + 5° = 5 x 1,0 x 40 = 200 _ 11 _ grus ~ o - + 00II 0m x 0.22 x 1030=1820 _ II _ sten - 3° - + COII 0un x 0.22 x 840 =1480 6760 kcal 123 Uppvärmning av delmaterial med vatten: "Normalbetong" Mängd kg/m3 Värme kcal/°C Uppvärmning °C Värmemängd kcal Cement 300 66 - - Grus 1030 227 15 3410 Sten 840 185 15 2780 Fukt 40 40 15 600 Vatten 140 - - - 6790 kcal Varmbetong Mängd kg/m Värme kcal/°C Uppvärmning Värmemängd kcal Cement 300 66 15 990 Grus 1030 227 35 7950 Sten 840 185 35 6840 Fukt 40 40 35 1400 Vatten 140 - - - 16820 kcal Värmemängd kcal Värmemängd kcal/tim W "Normalbetong" 13340 333500 387860l OBS I Varmbetong 23370 584250 679480 ’ 25m3/tim Värmeinnehållet i 1 kg eldningsolja X motsvarar 10200 kcal/kg. Densiteten 0,84 kg/dm3 ger 12100 kcal/lit. Med en totalverkningsgrad av 90% hos värmeanläggningen erhålles 10900 kcal/lit. 124 5.5 Värmningstid och pris för viss hållfasthet Avtäckning antas ske efter 20 timmar för att möjliggöra 2utsättning av väggar. Gjuttakten är 100 m per dag. Betong K 250 Std med tillsats av 1,5% CaC^ Betongtemperatur +20°C Omgivningstemperatur -5°C 2 0_ timmar_ ef ter_ gj utning 5 MPa 10 MI’a 15 MPa Tid Pris Tid Pris Tid Pris Strålningsvärme, plåtbord 3 tim 6:80 kr/m^ 8 tim 7 :40 kr/m^ _ - Gaslokanon, plåtbord 5 " 7:76 " - - “ Isolerat valvbord, k-värde 0,3 W/m2 °C 7:49 " _ _ _ Plywoodbord 3:78 " " 4 4_ timmar_ ef t e r_ gj utning 15 MPa10 MPa5 MPa PrisPris Pris 9:32 kr/n?7:04 kr/m' 24 timvärme krävsingen Plywoodbord 15 MPa uppnås endast med strålningsvärmare under angivna förut­ sättningar. Med de andra metoderna fordras längre täckhingstid och högre betongkvalitet. 125 Betongtemperatur +10°C Omgivningstemperatur -5°C 20 timmar_efter gjutning 5 MPa 10 MPa 15 MPa Tid Pris Tid Pris Tid Pris Strålningsvärme, plåtbord Gasolkanon, plåtborg Isolerat valvbord, k-värde 0,3 W/mI 2 °C Plywoodbord 8 tim 7:40 kr/m2 20 " 9:54 " " _ - 4 4 yt immar _efter.aiutning 5 MPa 10 MPa 15 MPa Pris Pris Pris 6:80 kr/m' 10 tim 7:64 kr/m3 tim 11:30 Plywoodbord I priserna ingår inte något pristillägg för 20-gradig betong jämfört med 10-gradig. 126 5.6 Kostnadssammanställning Som utgångspunkt har valts Betong K 250 Std fin/ärt trög. Exklusive ångning, snöskottning, förstörd betongyta över uppvärmning. Gjutta)ct 100 m2/dag 50 m2/dag 1. Täckning 10 mm Ethafoam 2.88 kr/m2 3.02 kr/m2 a. 1,5% CaCl2 3.78 3.92 b. K 300 4.72 4.86 c. SH-cement 5.60 5.74 2. Varmbetong (25° C) inkl. 1% Betokem A och täckning 6.05 kr/m2 6.19 kr/m2 3A Strålningsvärmare (min. temp. ca 10°C), täckning och intäck- ning (fast montering) 6.50 kr/m2 7.60 kr/m2 a. 1,5% CaC^ 7.40 8.50 b. K 300 8.34 9.44 " c. SH-cement 9.22 10.32 3B Löst monterade värmare 3.35 kr/m2 9.20 kr/m2 a. 1,5% CaCl2 9.25 10.10 b. K 300 10.19 11.0 4 c. SH-cement 11.07 11.92 4. Gasolkanon, täckning o intäckn 9.10 kr/m2 10.46 kr/m2 a. 1,5% CaCl2 10.00 11.36 b. K 300 10.9 4 12.20 c. SH-cement 11.82 " 13.18 5A Isolerat valvbord (min. temp. ca 20°C) typ polyuretenskum- element o täckning 6.59 kr/m2 10.42 kr/m2 a. 1,5% CaCl2 7.49 11.32 b. K 300 8.43 12.26 c. SH-cement 9.31 13.2 4 d. Varmbetong o 1% Betokem A 9.76 13.59 127 5B Isolering med cellplast på arbetsplatsen o täckning a. 1,5% CaCl2 b. K 300 c. SH-cement d. Varmbetong och 1% Betokem Gjuttakt 100 m2/dag 50 m2/dag 5.61 kr/m2 6.84 kr/m2 6.51 7.74 " 7.45 8.68 8.33 9.56 8.78 10.01 128 5.7 Kostnadsjämförelse För att belysa kostnadssambanden för olika värmningstider under olika täckningsförhållanden har fyra kostnadsdiagram sammanställts. Det första diagrammet baseras på värmnings- tidens inverkan och samtidigt har kostnaderna för olika isoleringsalternativ, men utan uppvärmning, tagits in. De följande diagrammen är beräknade efter uppnådd 2-dygns- hållfasthet med olika omgivnings- och betongleveranstempe- ratur. polyu retansku melement+varmbetong " ™^-*-strålningsvärmare ga solkanon polyuretanskumelement platsi solerat endast täckning 20 Värmningstid(tim) Fig. 66. Kostnad som funktion av värmningstider jämfört 2med metoder utan uppvärmning. Gjuttakt 100 m per dag. ga so I kanon ' ^ polyuretanskumelement + —— i varmbetong I strålningsvärmare polyuretanskumelement platsisolerat Fig. 67. Kostnad som funktion av 2-dygnshållfastheten. 2 Gjuttakten 100 m per dag och betong K 250 Std med 1,5% CaCl2. Betongtemperatur vid start 20°C. Omgiv­ ningens temperatur -5°C. polyuretanskumelement-t-varmbetong ^ .gasol kanon polyuretanskumelement strålningsvärmare platsisolerat Fig. 68. Kostnad som funktion av 2-dygnshållfasthet. Gjuttakten 100 m per dag och betong K 250 Std med 1,5% CaCl2. Betongtemperatur vid start 10°C. Omgiv­ ningens temperatur -5°C. 130 ^trålningsvärmarega solkanon I I I I "T O^MPa Fig. 69. Energikostnad som funktion av 2-dygnshållfasthet. Betong K 250 Std med 1,5% CaCl2 och temperatur +10°C. En strålningsvärmare per 13 m2 form. Gasolförbrukning 0,5 kg/h. o En gasolkanon per 50 m form. Gasolförbrukning 2 kg/h. Gasolpris 3 kr/kg. Avtäckning efter 20 timmar. 4 6 8 10 MPa Strålningsvärme Gasolkanon 0.15 0.23 0.3 0.6 0.55 1.29 0.97 Kr/m2 Kr/m2 131 6. SAMMANSTÄLLNING AV PRAKTISKA RÖN 6.1 Hållfasthetsutvecklinq Fem olika alternativ har jämförts A Strålningsvärmare, täckning, fasadintäckning och plåtform B Gasolkanon, täckning, fasadintäckning och plåtform C Täckning och isolerat valvbord, K-värde 0.27W/m2 °C D Täckning och plåtform E Plåtform Betong K 250 Std med 1,5% CaC^ I förekommande fall har täckning och värme varit på i 20 timmar efter gjutningen. Temperaturutvecklingen har baserats på de prov som utförts och hållfastheten har uppskattats med hjälp av M^q - funktionen. CaCl2 - tillsats ger en ökning av temperaturen. Någon eventuell ytterligare hållfasthetsökning, förutom den som temperaturhöjningen ger, har inte beaktats. Metoderna A och B är minst känsliga för variation i omgiv­ nings- och betongtemperatur. Utan täckning ansluter sig betongtemperaturen snabbt till om­ givningens temperatur. Vid låga temperaturer sker därför ingen nämnvärd hållfasthetsökning i betongen. Frysrisk föreligger. Vanlig rivningshållfasthet ligger omkring 9 MPa (90 kp/cm2). Enligt kurvorna är det bara alternativ A och B som klarar det­ ta värde i samtliga fall. Om starttemperaturen i betongen kan hållas närmare 20°C klarar även alternativ C en låg utetempe­ ratur. Tryckförsök tyder på att M2Q-funktionen underskattar hållfastheten vid lägre betongtemperatur än 15°C. Omgivningstemperatur +5°C och -5°C. Betongens starttemperatur +10°C och +20°C. Hållfasthetstillväxten som funktion av tiden redovisas för de fyra valda temperaturförutsättningarna i fig. 70 - 73. Omgivning -5°C Betongens starttemp +10t på valvformen 2 dygn Fig. 70. Omgivning -5°C. Betongens start­ temperatur +10°C. Omgivning -5°C Batongens starttemp +2Öfc på valvformen tftMPa) 2 dygn1dygn Fig. 71. Omgivning -5°C. Betongens start­ temperatur +20°C. 133 Omgivning +5°C Betongens starttemp +101 på valvformen 2dygn Fig. 72. Omgivning +5°C. Betongens start­ temperatur +10°C. Betongens starttemp +20t på vaivformen 2 dygn Fig. 73. Omgivning +5°C. Betongens start­ temperatur +20°C. 10 - A7 134 Tid för att uppnå viss hållfasthet Betong K 250 med 1,5% CaCl2. I förekommande fall är värmen och täckningen på i 20 timmar efter gjutning. 2 Gjuten valvyta 54 m Omgivningstemperatur - 5°C (konstant) Starttemperatur för betongen K) O 0 o H O O o 5 MPa Strålningsvärme, full effekt 4 st 10 timmar 15 timmar " reducerad effekt 4 st 14 19 Gasolkanon 1 st 16 20 Isolerat valvbord utan värme 16 32 Plywoodbord 22 uppnås ej Stålbord 24 _ M _ 10 MPa Strålningsvärme, full effekt 4 st 16 timmar 22 timmar " reducerad effekt 4 st 2 2 uppnås ej Gasolkanon 1 st 31 _ ii _ Isolerat valvbord utan värme 26 _ H _ Stålbord uppnås ej 15 MPa Strålningsvärme, full effekt 4 st 80 timmar uppnås ej övriga uppnås ej _ h _ 135 Omgivningstemperatur +5 C (konstant) Starttemperatur för betongen 20°C 10°C Strålningsvärme, full effekt 4 st 10 timmar 14 timmar II Gasolkanon 1 st reducerad effekt 4 st 12 15 II II 19 II Isolerat valvbord utan värme 15 II 22 II Plywoodbord _ II_ _ II _ 18 II 31 II Stålbord _ II _ _ II _ 19 II 36 II 10 MPa Strålningsvärme, full effekt 4 st 15 timmar 20 timmar II reducerad effekt 4 st 20 II 28 " Gasolkanon 1 st 25 II 36 II Isolerat valvbord utan värme 22 II 44 II Plywoodbord _ II _ _ II _ 32 II 70 II Stålbord _ II _ _ II _ 36 II uppnås ej 15 MPa Strålningsvärme, full effekt 4 st 35 timmar 72 timmar Övriga uppnås ej uppnås ej 136 6.2 Strålningsvärmare En strålningsvärmare (typ PRIMUS GM-12SR) per 15:e m valvform har visat.sig ge gott resultat. Betydligt högre betongtempera­ tur än med gasolkanon har uppnåtts. Strålningsvärmarna är drift- säkra och kräver ingen elström, vilket gör dem flexibla. Det är lämpligt med permanent montering på formen så att hanteringskost­ naden och därmed totalkostnaden kan hållas nere. Värmaren bör placeras på 1,25 meters avstånd från valvytan och 1,5 m från vägg respektive från fasadliv och riktas snett inåt. Den täcker då in betongens känsligaste ställen över vägg och i kant. Om värme och täckning är på i 20 timmar nås en hållfast­ het av ungefär 11 MPa (110 kp/cm^) med K 250 Std, 1,5% CaC^ redan efter 24 timmar. Det förutsättes då att värmarna haft full effekt och att täckningen varit 10 mm Ethafoam som lagts på i samband med gjutningen. Täckning av betongen bör göras så fort som möjligt för att ta vara på den värme betongen har vid. leverans. Pa valvet svalnar den fort utan täckning. Intäckning av valvet är viktigt. Den höjer effekten av värmarna samtidigt som den utjämnar temperaturvariationerna. Presenningar som specialsys och sitter kvar på formen vid flyttning minskar hanteringskostnaden. Tillsammans med tillverkaren har metoden vidarutvecklats. Ett praktiskt system består av två ställ gasolfläskor (6 flaskor i vardera). Mellan ställen finns en automatisk omkastare som skiftar ställ när ett batteri flaskor tömts. En reduceringsven- til sänker trycket på gasolen. Detta för att få lämplig takt på gasuttaget så att all gasol i flaskorna kan tas ut. Anlägg­ ningen styrs av en mekanisk timer som tagits fram för ända­ målet. Det är viktigt att uppvärmningen tidstyrs så att den kan avbrytas direkt när betongen uppnått behövlig hållfasthet. 2 137 /MANOMçreR Fig. 74. Komplett arrangemang för strålningsvärmare. Gasoltryck Högt tryck i ledningarna ger ökad gasolförbruk- ning. Gasen kan övergå i vätska vid för högt tryck. 2 Lämpligt tryck är 2 kp/cm och ledningen bör dimen­ sioneras därefter. Butan ger sämre tryck vid kyla. Förbrukning Värmarna drar 0,5 kg/timme vid rätt tryck. Ut­ taget ur flaskorna får inte gå för fort, 1 kg/tim, annars blir det gas kvar i flaskorna. 12 värmare per flaskpaket är därför lämpligt. Ledningar Färdiga längder som skarvas är lämpligt. 138 6.3 Betongvalv En serie prov har gjorts vid varierande omgivningstemperatur. Begynnelsetemperaturen hos betongen har varit mellan 15° - - 20° C. Antalet varmare och effekten på dem har varierat. Täckningsmaterialet har varit 10 mm Ethafoam. När intäckning av fasaden förekommit har specialsydda presenningar använts. 4 st karaktäristiska kurvor redovisas i fig. För att komma fram till detta resultat har en del antaganden gjorts. Omgiv­ ningstemperaturen är konstant - 5° C. Betongens begynnelse­ temperatur är 20° C. Mätpunkten ligger enligt fig.38. Värmen sätts på 2 timmar innan gjutning, så att formen hinner värmas upp. Avtäckning och stopp av värmen efter 20 timmar. OMGIVNINGST£MP. -5°C BTG-T-EMP °c STRAIN.VARMARE 0t=l?MPa(12OKp/cnf40- - ■ISOLERAT VALVBORD Ot~8MPa -GASOLKANON tft = 7MPA ENDAST TÄCKNING dt» 3.5 MPa Fig. 75. Karaktäristiska temperaturkurvor vid olika täcknings- och uppvärmningsalternativ. 139 Sänks begynnelsetemperaturen på betongen erhålls ungefär samma temperaturförlopp, men med viss förskjutning i tiden. Omgiv­ ningstemperaturen har endast betydelse efter avtäckning och avstängning av värmen samt innan täckningen kommer på. Med mycket omsorgsfull täckning av betongen och bra fasadintäck- 2ning samt en värmare per 13 m kan temperaturen fas att stiga till över 50° C. Effektivare värme gör att max-temperaturen i betongen höjs och uppnås på kortare tid. Efter denna tidpunkt sjunker tempera­ turen även om värmen och täckningen fortfarande är på. Tiden för temperaturmaximum varierar mellan 12 och 20 timmar efter gjutning. Temperaturen har maximum ovanför värmaren och avtar sedan med avståndet från denna. Minskas avståndet mellan valv och värmare ökar temperaturen precis ovanför värmaren, men minskar vid sidan om. Den kritiska punkten ligger i valvets ytterkant. För att höja temperaturen i kanten kan avstängaren isoleras och täckningsmaterialet läggas över. Helst gjuts en kantisolering av t ex lättbetong. Avtäcks valvet sjunker temperaturen dras­ tiskt, även om värmen är på. Det lönar sig därför inte att värma utan att ha täckning på betongens ovansida. En bra in- täckning av fasaden ökar temperaturen överlag och utjämnar samtidigt temperaturvariationerna i valvet. 140 6.4 Isolerat valvbord Begynnelsetemperaturen hos betongen har vatit olika. Det­ samma gäller omgivningstemperaturen. Valvtjocklek 160 mm. Tyvärr har inget prov genomförts vid riktigt kall väderlek. Betongen har täckts med 10 mm Ethafoam. Formens k-värde var 0.27 W/m2°C. Temperaturkurvor i fig. 76 visar skillnaden mellan form av plåt, plywood och polyuretanisolerad form. Resultatet är vägt och grundar sig på de två försöken samt en del antagan­ den. Betongens begynnelsetemperatur har valts till 20°C. Om­ givningstemperaturen är konstant -5°C. Avtäckning har skett efter 20 timmar. Dessa antaganden har gjorts för att möjlig­ göra en jämförelse med andra metoder. r—Avtäckning Isolerat vaivbord Plywood Fig. 76. Temperaturförlopp vid tre olika valvbord. Det isolerade valvbordet har k-värde 0.27 W/m °C. Plywoodbord k-värde 1,5 W/m °C. Betong K 250 1% Betokem A. 141 6.5 Betongvägg En serie prov har gjorts med olika variabler. Betongkvalitet, tillsatsmedel, omgivningstemperatur, väggtjocklek och begynnelsetemperatur. Formarna som använts har varit isolerade med 20 mm cellplast. Isoleringen har varit något defekt, vilket är vanligt. Temperaturförlopp enligt fig. 76. De väggar som göts vid —10°C har efter 22 timmar lägre hållfasthet än 1 MPa. De övriga mellan 1 och 2 MPa enligt Arrhenius m2g - funktion. K 250 SH; OMG1VN.-T&MR MELLAN -*-4 OCH -4t^TJOCKLEK 220 ■ K 250; 1,5 CaCI2; OMGIVN.-TEMP -2 TlLL-O'C; TJOCK- ' __ I ris nk ni ai ■» •njuu; ivo oauizi umuiviN.-iemr. -it; uuusl&k ^K200SH; OMGIVN.-TEMP 0 TIU-lt; T30CKLEK 220 MM 250; 1,5 CaClz ; OMGIVN.-TEMP. -10 TI LL-201 ; TJOCKLEK 220MM K 25°; 1,5% CaCI2 ; OMGIVN-TEMP -10 TILL-20 °C: TJOCKLEK 200 MM Fig. 76. Temperaturförlopp vid olika alternativ för väggjutning. 142 De faktorer som styr temperaturförloppet är främst omgivnings­ temperaturen och betongens begynnelsetemperatur. Låg omgiv­ ningstemperatur gör att form och armering kyler betongen mer. För att kompensera detta fordras högre betongtemperatur från början. Provresultaten visar att temperaturen stiger ungefär 12°C från startvärdet. Tiden för maximum varierar mellan 15 och 20 timmar och är kortast vid högre temperaturer. Fig.70-72 visar hållfasthetstillväxten i några speciella fall. Resultatet visar att temperaturförloppet är ungefär detsamma som med värme under plåtform. Ökad valvtjocklek ger ändå bättre resultat. Metoden är känsligare och kräver god täck­ ning. Beaktas bör också att betongväggen inte tillförs någon värme förrän den permanenta värmen sätts på. Problem med hållfastheten kan därmed uppstå. 143 Betongvägg En serie prov har gjorts med olika variabler. Betongkvalitet, tillsatsmedel, omgivningstemperatur, väggtjocklek och begynnelsetemperatur. Formarna som använts har varit isolerade med 20 mm cellplast. Isoleringen har varit något defekt, vilket är vanligt. Temperaturförlopp enligt fig. 76. De väggar som göts vid -10°C har efter 22 timmar lägre hållfasthet än 1 MPa. De övriga mellan 1 och 2 MPa enligt Arrhenius m2g - funktion. K 250 SH; OMGIVNj-TEMR MELLAN +-4 OCH -4ti;TJOCKLEK 220 /K 250:1,5 CaCI2; OMGlVN.-TEMR -2 TILL -Ot ; TJOCK- A — LEK 120 MM »>'*>K300; 1% CaCl2i OMGlVN.-TEMP. -2t ; TJOCKLEK 150. ***S*##K 250; 1,5 Ca Cl j ; OMGIVN.-TEMP. -10 TlLL-201; TJOCKLEK 220MM K 250; 1,5% CaCI2 ; OMGIVNrTEMP "10 TILL-201; TJOCKLEK 200 MM 30 tim Fig. 77. Temperaturförlopp vid olika alternativ för väggjutning. 144 Låg temperatur i omgivningen vid gjutningen gör att formen kyler betongen hastigt. Betongens förmåga att själv utveckla värme vid den kemiska processen minskas därmed. Detta leder i sin tur till långsam hållfasthetstillväxt. Avformningen sker ofta efter kortare tid än 20 timmar. Någon större håll­ fasthet finns då inte i väggen. Fortsätter sedan den kalla väderleken dröjer det lång tid innan någon nämnvärd hållfast­ het fås. Ingen tendens till deformation har iakttagits trots de låga hållfasthetsvärdena. Väggarna får ett extra värmetill­ skott om uppvärmning sker vid den efterföljande valvgjutningen. 145 NÅGRA RE KOMMENDATIONER Väggjutning 12 - 20 cm tjocka Bättre isolering än vad som är brukligt idag. Vid sträng kyla görs gjutningen med så varm betong som möjligt. Tunna väggar måste man vara extra försiktig med. CaCl2 tillsats bör alltid användas vid kall väderlek. Valvgjutning med form 16 - 20 cm I första hand täcks valven successivt, var­ efter gjutningen framskrider. Täck alltid om det är risk för köldgrader och blåst inom de närmaste 2 dygnen. Uppstickande järn kan ofta vara ekonomiskt riktigt att ersätta med wire eller liknande lösningar som genom att möjliggöra bättre täckning innebär att uppvärmningen kan minskas. Om det är risk för köldgrader och blåst, slå på värme. Billigast och driftsäkrast är då strålningsvärmare. Vid stålbord måste värme slås på även vid några plusgrader. När värmen slås på skall alltid fasaden och valvet vara väl intäckt t ex med specialsydda presenningar och Ethafoammattor på valv. Om betongstationen kan ge en leveranstempera­ tur på +20° - 25° varm betong är ett väliso- lerat plywoodbord ett ekonomiskt intressant alternativ. CaCl2 används alltid vid kall vä­ derlek. Valvgjutning med traditionell formsättning 20 - 30 cm tjocka 146 En bra täckning av valvet görs alltid vid kall väderlek. X första hand används betong med en leveranstemperatur på ca +25°C vid köldgrader. Fasaden täcks in väl. Måste uppvärmning ske används löst monterade strål- ningsvärmare. CaC^ används alltid vid kall väderlek. 147 LITTERATURFÖRTECKNING Akhonov, V S, 1972, Beton; Zhelezobeton (no 12) Bennett, F, 1977, Temporary protection of cold weather construction, Alaska, USA. Building research and practice, 1977, Using hot-mixed concrete, 1977:5. Byfors, Jan, 1979, Betong i tidig ålder, CBI: s infor- mationsdag 1979. Hansen, P. Freiesieben & Petersen, Erik J., 1977, måleinstrument til kontrol af bétons haerdning, Nordisk betong, 1 - 1977. Jonson, J- & Lennartsson P-A, 1979, Vinterbygge. Betong­ arbete, Byggforskningen Informationsblad 1979:B 1, Stockholm. Jonson J- & Lennartsson P-A, 1979, Vintergjutning av betong. Cement & Betong (1971), Stockholm. Mattson John, Byggnadsaktiebolag byggforskningen 1978, Energibesparande metoder vid betonggjutning, Stockholm. Penttala, Vesa, 1977, Infraröduppvärmning av betong­ konstruktioner under arbetsplatsförhållanden. Nordisk Betong, 5 - 1977. Roethig, Horst, 1978, Winterbaustellen - richtig beheizt? Tiefbau 20, nr 10 - 1978. Rumpf, 1977, Tips und Hinweise für den Winterbau, Baugewerbe 57, nr 18. Samuelsson, Paul, 1979, Vilken korttidshållfasthet behövs i Sverige? 148 Schönberg, Günter; Dotier, Manfred; Werthwein, Heinz, 1978, Vergleichende Untersuchung alternativ möglicher Winterbau- Schutzmassnahmen bei verschiedenen Witterungsbedingungen, Bonn. Statens tekniska forskningscentral, 1978, Seminarium för upp­ värmning och värmebehandling av färsk betong under arbetsplats­ förhållanden, Espoo. Svenska Cementföreningen, 1971, Materialet Betong, Halmstad. Teschke, Frank, 1978, Differenzierter Vergleich von Bauverfahren unter Berücksichtigung stochastischer Einflussgroessen - dargestellt am Vergleich von Winterbauverfahren, Braunschweig. Vaulamo, R, 1977, Transport av färdigblandad betong i kyla, Byggmästaren 1977, nr 12. Denna rapport hänför sig till forskningsanslag 771428-0 från Statens råd för byggnadsforskning till John Mattson Byggnads AB, Stockholm R16:1981 ISBN 91-540-3439-6 Art.nr: 6700316 Abonnemangsgrupp: V. Anläggningsteknik Distribution: Svensk Byggtjänst, Box 7853 103 99 Stockholm Statens rid för byggnadsforskning, Stockholm Cirkapris: 35 kr exkl moms