betong

Betong er et av de aller viktigste byggematerialene og brukes både i plasstøpte konstruksjoner som dammer, broer, kaier, petroleumsplattformer og bygninger, og i prefabrikerte betongelementer som søyler, bjelker, vegg- og dekkeelementer. Det produseres også en rekke andre byggevarer av betong, som rør, bygningsstein og takstein.

Rosverdig bruk av betong i byggverk belønnes med tildeling av Betongtavlen.

Når sement blandes med vann, fås sementlim. Dette fyller ut hulrommene mellom tilslaget. Tilslaget kan være sand og singel eller sand og knust stein (pukk). Grus, som er en naturlig blanding av sand og singel, kan også brukes. Hvis man ønsker å redusere betongvekten brukes ofte lettklinker (korn av porøs, brent leire) som tilslag.

For å få en god betong må tilslagsmaterialene ha tilstrekkelig fasthet og værbestandighet, kornene bør ha en rund eller kubisk form og ikke ha spesielt glatt overflate. Kornsammensetningen bør være slik at små korn kan fylle hulrommene mellom de større, slik at tilslaget kan pakkes tettest mulig i betongen. Da kreves også mindre sementlim i betongen for å fylle hulrommene. Største tilslagskorn skal ikke være større enn ¼ av konstruksjonens minste tverrmål og maksimum 40 millimeter.

I armert betong skal størrelsen være mindre enn fri avstand mellom armeringsstengene. Både tilslaget og vannet må være så rent som mulig fordi organiske humusstoffer kan hindre herdingsreaksjonene, og leire og slam kan ødelegge heften mellom sementlim og tilslag. Sjøvann/sjøsand bør unngås i betong.

Utmåling av delmaterialene må være nøyaktig og bør helst skje ut fra vekt. Delmaterialene blandes sammen i roterende blandemaskiner som kan arbeide etter to prinsipper: frifallsblanderen (horisontal akse) og tvangsblanderen (vertikal akse). Tvangsblanding gir den mest homogene betongen, men er mer tidkrevende og brukes mest ved betongvareproduksjon og på betongfabrikker. På større byggeplasser har man ofte sentrale blande- eller proporsjoneringsverk, og betongen fraktes da fra blandestedet ut til de ulike deler av byggeplassen, som oftest med kran. Spesielle betongfabrikker rundt om i landet kan levere fersk betong til byggeplasser innenfor et stort område. Betongen blir da transportert i lastebil med roterende trommel som skal hindre separasjon.

Den ferske betongen plasseres i støpeformer hvor eventuelt armeringsstål allerede er montert. Betongen må være på plass i formen før den begynner å størkne, det vil si innen cirka 1½ time etter blanding ved vanlig sommertemperatur. Størkningen utvikler en god del varme. Det er i alminnelighet nødvendig å bearbeide betongen slik at den pakker seg tett sammen, omslutter armeringen overalt og fyller formen helt. Denne bearbeidingen, komprimeringen, kan utføres ved staking med en lekt eller lignende, eller mer effektivt ved vibrering. En vibrator overfører meget hurtige svingninger til den ferske betongen, og dette ryster de enkelte partiklene sammen slik at man får god pakking. Selv meget stiv betong kan komprimeres godt ved vibrering.

Under den påfølgende herdingen foregår det en gradvis kjemisk reaksjon mellom sement og vann parallelt med at vannet trenger inn i sementkornene. Det tar lang tid, og i hele dette tidsrommet må betongen holdes fuktig om reaksjonene skal kunne fortsette. I kaldt vær går herdingen langsomt eller stopper helt opp. Ved vinterstøpning må betongen derfor beskyttes mot kulde enten med isolerende midler eller den må varmes opp kunstig.

Materialene i støpeformen, forskalingen, velges etter de krav som stilles til konstruksjonens eller byggevarens overflate. Aktuelle materialer er uhøvlede eller høvlede bord, kryssfinér, plastbelagte plater og stål. Nå bygges forskalingen oftest sammen av prefabrikerte forskalingslemmer, såkalt systemforskaling, hvor også komponenter for sammenbinding og avstiving av forskalingen inngår i systemet.

Tilføring av betong kan blant annet foretas med betongpumpe.

Kvaliteten for herdet betong angis med dens trykkfasthet i N/mm² (newton per kvadratmillimeter) ved en alder av syv og/eller 28 døgn etter støpingen. C 35 er for eksempel kravet til vanlige, armerte husbyggingskonstruksjoner og sier at betongen skal tåle en trykklast på 35 N/mm². De enkleste aktuelle kvalitetene er gradert i en skala som går fra C 15 til C 65 med sprang på 10 N/mm². For spesielle konstruksjoner kan høyere trykkfasthet være aktuelt (høyfast betong). Kvaliteten kan kontrolleres ved knusing av prøveterninger. Det må også tas hensyn til andre egenskaper hos betongen, for eksempel vanntetthet, frostbestandighet og slitestyrke, men stort sett vil disse egenskapene følge trykkfastheten.

Betong har dårlig strekkstyrke, og strekk-krefter i konstruksjonene må derfor tas opp av stålstenger som støpes inn. Dette kalles armert betong.

Betongens trykkfasthet bestemmes først og fremst av dens vannsementforhold, v/c, som er antall liter vann per kilo sement i blandingen. Ved herdingen bindes en vannmengde tilsvarende 40 prosent av sementvekten i betongen – lavere v/c-forhold enn 0,4 er derfor lite aktuelle. Jo lavere v/c den ferske betongen har, jo større fasthet får den i herdet tilstand. Ved et bestemt forhold mellom sement og tilslag er det imidlertid begrenset hvor lavt v/c man kan bruke. Under en viss grense blir den ferske betongen så tørr og stiv at den ikke lar seg plassere skikkelig i støpeformen. Det kreves med andre ord at betongen skal ha en brukbar konsistens. Den må være bløtere jo trangere formen er, jo tettere det er med armering og jo mindre effektiv bearbeidingen er. Man kan imidlertid alltid oppnå en brukbar konsistens for et bestemt vannsementforhold ved å øke mengden av sementlim i forhold til tilslaget, altså ved å øke mengden av både sement og vann.

Densiteten for herdet betong er 2200–2500 kilo per kubikkmeter (kg/m³), avhengig av sammensetning og tilslagstype. Om spesielt lett tilslag anvendes kan densiteten bli betydelig lavere. Lettklinkerbetong kan eksempelvis ha densitet helt ned i cirka 600 kg/m³.

Betongens varmekonduktivitet vil avhenge av densitet, fuktinnhold, tilslagets egenskaper og mengden armering i betongen. Betong vil likevel alltid lede varme vesentlig bedre enn de vanlige varmeisolasjonsmaterialene. Betongkonstruksjoner som bryter gjennom varmeisolasjonen i bygninger vil derfor danne kuldebroer. Aktuelle verdier for dimensjonerende varme- og fukttekniske egenskaper er gitt i den internasjonale standarden NS-EN ISO 10456. For vanlig betong med densitet 2400 kg/m³ regner man med en dimensjonerende varmekonduktivitet lik 2,0 watt per meter · kelvin W/(m K). Med armeringsmengde minst to prosent stål settes denne verdien lik 2,5 W/(m K). Er densiteten lavere kan en lavere verdi for konduktiviteten benyttes, eksempelvis 1,35 W/(m K) for densitet 2000 kg/m³. Med lett, varmeisolerende tilslag, som lettklinker eller polystyrenperler, kan man redusere (lett-)betongens varmekonduktivitet betydelig, helt ned mot cirka 0,2 W/(m K).

For å oppnå eller fremheve spesielle egenskaper hos fersk eller herdet betong brukes en del tilsetningsstoffer: akselererende stoffer som påskynder herdingen, retarderende stoffer som forsinker størkningen, luftinnførende stoffer som gjør den herdede betongen mer frostsikker, plastiserende stoffer som får den ferske betongen til å bli mer lettbearbeidelig og tettende stoffer som skal øke vanntettheten. Riktig anvendt kan disse stoffene gi gode resultater, men brukes de med uforstand, kan de gjøre mer skade enn nytte. De må derfor aldri benyttes uten i samråd med en fagmann og uten at man har betryggende kontroll.

Betonglignende materialer har vært laget siden oldtiden. Egypterne brukte gips som bindemiddel. Dette materialet var løselig i vann, men ble allikevel benyttet i pyramidene. Grekere og romere brente kalk til fremstilling av murmørtel, og fikk dermed et pulver som herder ved blanding med vann, og som deretter blir vannbestandig. Romerne brukte betong blant annet til badeanlegg og vannledninger. Den romerske betongen bestod av brent kalk, vulkansk aske og knust teglstein. Pantheonkuppelen i Roma, som ble fullført ca. 140 evt., er et av de mest kjente eksempler på romernes bruk av betong.

Fremstilling av sement ved å brenne en blanding av leire og kalk ble utviklet på 1800-tallet i Storbritannia. Denne sementtypen kalles fortsatt portlandsement fordi betongtypen som fremtilles av portlandssementen, ligner steiner man finner på øya Portland på Englands sørkyst.

Omkring 1890 ble betong et vanlig byggemateriale, og man la også inn armering for å ta opp strekkpåkjenning.

• armert betong
• sement