BETONWORKSHOP 2019Betonteknologi Tirsdag d. 22/10 2019Lars Andersen, Kroghs A/S

- Hvad er beton?- Opfindelsen af Portlandcement- Bestanddele- Guds gave til byggeriet > 4 mia. ton cement/år

- Hvad kan beton?- Styrke- Holdbarhed

- Hvordan produceres beton?- Recept- Fremstilling- Udstøbning

1BETONTEKNOLOGI/BETONWORKSHOP 2019/ KROGHS A/S

Kalkmørtel et bindemiddel fra middelalderen

2

Kalksten/kridtCaCO3

Brændt KalkCaO

Læsket KalkCa(HO)2

”Kalktrekanten”

Ved hærdning/tørring H2O CO2

Brænding CO2

Blanding med vand H2O

BETONTEKNOLOGI/BETONWORKSHOP 2019/ KROGHS A/S

Opfindelsen af Portlandcement

3

- Idé: Blande ler(Si) i kalken(Ca) inden den brændes i ovnen.

- Joseph Aspdin: ”Artificial Stone” Patent 1824 Leeds

- En ”kunstig” sten med samme farve som de naturlige sten fra øen Portland

BETONTEKNOLOGI/BETONWORKSHOP 2019/ KROGHS A/S

Isle of Portland

Portlandcement som bindemiddel

4

” Reagerer med vand”, hærder

” Reagerer under vand”

” Kan modstå vand”

Uhydratiseret

5 minutter

6 dage

BETONTEKNOLOGI/BETONWORKSHOP 2019/ KROGHS A/S

Calcium-silikat-hydrater

0,04 mm

Tobermorit lignende forbindelser: Ca5Si6O16(OH)2·4H2OCa5Si6(O,OH)18·5H2O

Opfindelsen af Portlandcement

5

- Genopfindelse af Romersk cement, brændt kalk(Ca) og vulkansk aske(Si)

BETONTEKNOLOGI/BETONWORKSHOP 2019/ KROGHS A/S

Pantheon: Opførelsen startede under kejser Hadrian år 124 e.Kr.

Puzzoli

Produktion af Portlandcement

6

Forbrug i Danmark: 2-3 mio. tonsKilde:

Artikel i CornerStone 2015:The Rise and Potential Peak of Cement Demand in the Urbanized World, Peter Edwardshttp://cornerstonemag.net/the-rise-and-potential-peak-of-cement-demand-in-the-urbanized-world/

Cementproduktion står for 3-10 % af al CO2 udledning i atmosfæren

BETONTEKNOLOGI/BETONWORKSHOP 2019/ KROGHS A/S

”Portland cement er Guds gave til byggeindustrien”

Cementfabrikker i Aalborg

7

Cementfabrikker i Aaalborg:Siden 1978 kun Rørdal

BETONTEKNOLOGI/BETONWORKSHOP 2019/ KROGHS A/S

BetonCement

VandLuft

Sand

Sten

BETON

Cementpasta

Tilslag

8BETONTEKNOLOGI/BETONWORKSHOP 2019/ KROGHS A/S

Beton terminologi

9

Frisk beton Hærdet beton Cement

Resten af ugen er der forbud mod at sige:

- Han slog hovedet ned i cementen ….

- Betonen tørrer til i morgen ……..

BETONTEKNOLOGI/BETONWORKSHOP 2019/ KROGHS A/S

Beton styrke

10BETONTEKNOLOGI/BETONWORKSHOP 2019/ KROGHS A/S

Trykstyrken: Trækstyrkenfck = 45 N/mm2 ft = 3,8 N/mm2

(≈ 450 kg/cm2)

God til at optage trykspændinger

Ikke god til at optage trækspændinger

Betonen der udleveres torsdag

Beton styrke

11BETONTEKNOLOGI/BETONWORKSHOP 2019/ KROGHS A/S

Stål er lige så god til at optage trækspændinger som trykspændinger →

Jernbeton

Amtmand Hoppes Bro Langå, 1905Formodentlig Danmarks ældste vejbro af jernbeton.

Mange typer af beton

12BETONTEKNOLOGI/BETONWORKSHOP 2019/ KROGHS A/S

Gasbetonfck: < 5 N/mm2

Letbetonfck: 5-15 N/mm2

Traditionel betonfck: 10-60 N/mm2

Højstyrkebeton fck: 60-100 N/mm2

Ultra-High-Performance-Fibre Reinforced-Concretefck: 100-400 N/mm2

Variation:StyrkeRumvægtHoldbarhedLevetid……Parameter:v/c talletLuftindhold……

Nøgleparameter for styrke og holdbarhed

• Vand-cementtallet V/CMængden af vand i forhold til mængden af cement

13

v/c= 0,70 v/c= 0,50 v/c=0,30

0

20

40

60

80

100

000 000 000 001 001 001 001

Tryk

styr

ke (M

Pa)

v/c

Typisk sammenhæng mellem v/c og trykstyrke

(uden luftindblanding)

BETONTEKNOLOGI/BETONWORKSHOP 2019/ KROGHS A/S

HoldbarhedBeton vil, som naturskabte bjergarter, nedbrydes

Norge (nedrevet efter 29 år) Mellemøsten (efter 10-15 år) Danmark (efter 70 år) Rom (efter 2000 år)

Rustdannelse, Alkali/kisel reaktioner, Frost

14

Holdbarhed

15

Rustfri armeringsstål (1.4301, AISI 304)

Almindelig sort armeringsstål

BETONTEKNOLOGI/BETONWORKSHOP 2019/ KROGHS A/S

Holdbarhed

16

HUSK DÆKLAGET PÅ JERES KONSTRUKTIONER !!

DæklagAfstand fra betonoverfladen og ind til armeringen

BETONTEKNOLOGI/BETONWORKSHOP 2019/ KROGHS A/S

Holdbarhed Eksponeringsklasser Miljøpåvirkning

17

MiljøpåvirkningEksponeringsklasser Anvendelsesområde

Passiv (P)X0, XC1 •Konstruktioner i indendørs, tørt miljø

•Jorddækkede fundamenter i lav og normal sikkerhedsklasse

Moderat (M) XC2, XC3, XC4, XF1, XA1 •Funderingspæle, fundamenter delvist over terræn

•Jorddækkede fundamenter i høj sikkerhedsklasse•Udvendige vægge, facader og søjler •Udvendige bjælker med konstruktiv beskyttet overside •Altanbrystninger, installationskanaler, ingeniørgange •Elevatorgruber,

Aggressiv (A) XD1, XS1, XS2, XF2, XF3, XA2

•Udvendige dæk, udvendige bjælker uden konstruktiv beskyttet overflade, støttemure, lyskasser, udvendige trapper •Kælderydervægge delvist over terræn, kanaler, funderingspæle og gruber i moderat aggressivt grundvand, konstruktionsdele i moderat aggressivt grundvand

Ekstra aggressiv (E) XD2, XD3, XS3, XF4, XA3 •Altangange, plader og konsoller

•Parkeringsdæk, svømmebade, brosøjler, kantbjælker på broer •Marinekonstruktioner, kanaler, funderingspæle og gruber i stærkt aggressivt grundvand, konstruktionsdele i stærkt aggressivt grundvand

Hovedprincip:

Miljøpåvirkning P:Tør beton

Miljøpåvirkning M:Vandmætning eller frost

Miljøpåvirkning A: Vandmætning og frost

Miljøpåvirkning E:Vandmætning, frost og salt

Vand Volder Vanskeligheder! Vis Vand Væk!

BETONTEKNOLOGI/BETONWORKSHOP 2019/ KROGHS A/S

Beton sammensætning

18BETONTEKNOLOGI/BETONWORKSHOP 2019/ KROGHS A/S

l/m3 kg/m3

147 Hvid cement 465

168 Vand 168

0 Luftindblanding 0,4

2 Plastificering 2,8

197 0-1 mm Sand 521

85 5-8 mm Granit 231

340 8-16 mm Granit 925

60 Luft 0

1000 Sum: 2313

Cement

Vand

0-1 mm

5-8 mm

8-16 mm

Luft

Cement

Vand

0-1 mm

5-8 mm

8-16 mm

Sammensætning af betonen I skal støbe med torsdag:

Beton fremstilling

19BETONTEKNOLOGI/BETONWORKSHOP 2019/KROGHS A/S

Lagerpladser for tilslag

Transport til doseringsanlæg

Beton fremstilling

20BETONTEKNOLOGI/BETONWORKSHOP 2019/ KROGHS A/S

BetonproduktionBlandemester

Kontrol af konsistensSætmåls måling

Beton udstøbning

21BETONTEKNOLOGI/BETONWORKSHOP 2019/ KROGHS A/S

SætmålsbetonUdstøbning med vibration

FlydebetonSCC betonUdstøbning uden vibration

Portlandcement som bindemiddel

22

Uhydratiseret

5 minutter

6 dage

BETONTEKNOLOGI/BETONWORKSHOP 2019/KROGHS A/S

Den kemiske proces tager tid!Jo varmere, jo hurtigere går det.

Alder ved 20 oC (døgn)

Varmeudvikling Vinterstøbninger

23

Uhydratiseret

5 minutter

6 dage

BETONTEKNOLOGI/BETONWORKSHOP 2019/KROGHS A/S

Den kemiske proces danner varme!

Hvid cement danner omkring 400 kJ/kg.Betonen på fredag vil danne ca. 167 MJ/m3 beton, svarende til energiindholdet i 4 liter benzin.

Svind Revnedannelse

24BETONTEKNOLOGI/BETONWORKSHOP 2019/KROGHS A/S

Deformationsændringer:Udtørring – plastisk svind Dannelse af fine porer Fortsat dannelse af fine porerKontraktion Betydelig del af det kemisk svind Fortsat kemisk svindSætninger pga. afluftning og bleeding Totalt ca. 6 ml/100 g cement Udtørringssvind til balance

Beton udstøbning

25BETONTEKNOLOGI/BETONWORKSHOP 2019/ KROGHS A/S

Hvis den friske beton mister vand, inden kemien er kommet godt i gang, opstår der plastiske svindrevner.

Moist curing after concrete hardens

AFDÆKNING MED PLASTFOLIE / PRESENNING / CURING COMPOUND

Plastic shrinkage crackingRevnedannelse i lerjord pga. plastisk svind

Beton sammensætning

26BETONTEKNOLOGI/BETONWORKSHOP 2019/ KROGHS A/S

v/c = 167,9/465,9 = 0,36

Betonteknologi

27BETONTEKNOLOGI/BETONWORKSHOP 2019/ KROGHS A/S

Betonteknologi indeholder:Fysik, Kemi, Matematik og Geologi.

Faget giver rige muligheder for:Håndværkeren, Arkitekten, Konstruktøren, Ingeniøren, og Forskeren.

Yderligere information kan søges hos: Dansk Betonforening: betonhaandbogen.dkBetoncenteret Teknologisk Institut: teknologisk.dkVejdirektoratet: søg ”vejdirektoratet HETEK”Aalborg Portland: aalborgportland.dk/Brochure downloadDansk ByggeriDansk Beton med sektionerne:

FabriksbetonforeningenBetonelement-ForeningenDansk Beton BelægningsgruppenDansk Beton Blokstenforeningen Dansk Beton Letbeton elementgruppenDansk Beton Afløbsforeningen

Tak for jeres opmærksomhed.