lättbetongmaterialet - Materials.dk
lättbetongmaterialet - Materials.dk
lättbetongmaterialet - Materials.dk
Create successful ePaper yourself
Turn your PDF publications into a flip-book with our unique Google optimized e-Paper software.
ALLMÄNT LÄTTBETONGMATERIALET<br />
Lättbetonghandboken 1993<br />
LÄTTBETONGMATERIALET<br />
Innehåll<br />
Historia ___________________________________________ 6<br />
Tillverkning ________________________________________ 7<br />
Tekniska egenskaper ________________________________ 8<br />
5
6<br />
LÄTTBETONGMATERIALET ALLMÄNT<br />
Lättbetonghandboken 1993<br />
Tekn dr Axel Eriksson uppfinnare av ånghärdad lättbetong<br />
HISTORIA<br />
Lättbetong är en högtrycksånghärdad porös produkt av finmald sand eller<br />
sandsten med cement och kalk som bindemedel.<br />
Denna produkt uppfanns i mitten av 1920-talet av tekn dr Axel Eriksson.<br />
Hans uppfinning, som då baserades på skifferbränd kalk, började 1929 tillämpas<br />
i industriell skala vid en fabrik som uppfördes i Hällabrottet av Yxhults<br />
Stenhuggeri AB. Produkten kallades i början ”ånghärdad gasbetong” men<br />
fick 1940 namnet Ytong.<br />
I början av 1930-talet framställde en forskargrupp inom cementindustrin<br />
under ledning av civilingenjör Ivar Eklund och professor Lennart Forsén lättbetong<br />
med cement och sand som utgångsmaterial. Produkten kallades Siporex.<br />
Ånghärdad lättbetong har rönt stor efterfrågan även i utlandet och tillverkas<br />
i såväl egen regi som på licens vid ett 60-tal fabriker över hela världen.<br />
Utgångsmaterialen för Siporex och Ytong är något olika, men de färdiga<br />
produkterna är dock mycket lika till sina egenskaper som byggmaterial. Detta<br />
är bl a en orsak till att Siporex AB och Yxhult AB ger ut en gemensam handbok.
Siporex tillverkas med cement och kalk som bindemedel<br />
och finmald sand. Utgångsmaterialen för Ytong är bränd<br />
kalk, cement och finmalen sandsten. Porositeten erhålls<br />
genom tillsats av aluminiumpulver som verkar som jäsmedel.<br />
Dessutom tillsätts små mängder kemikalier för de kemiska<br />
förloppen.<br />
Råmaterialen blandas med vatten till en massa med<br />
vällingliknande konsistens. Den tappas i formar där den<br />
jäser upp och styvnar. När massan uppnått lagom styvhet<br />
skärs eller sågas den med tunna ståltrådar till önskade dimensioner.<br />
Därefter sker härdning i autoklaver med mättad<br />
vattenånga under högt tryck, varvid kemiska föreningar<br />
bestående av kalciumhydrosilikat byggs upp, som ger<br />
den autoklaverade lättbetongen dess höga tryckhållfasthet<br />
och volymbeständighet. Då lättbetongen tas ut ur autoklaven<br />
är den helt färdighärdad och några väsentliga<br />
ändringar av dess egenskaper äger inte rum därefter.<br />
Lättbetongen kan tillverkas oarmerad eller armerad. I<br />
det senare fallet placeras ameringen i formen före gjutningen<br />
eller sänks ned i massan omedelbart efter gjutningen.<br />
Vid trådskärning eller trådsågning av lättbetongmassan<br />
erhålls parallellepipediska element. Not och fjäder,<br />
fogspår och fasning utförs i samband med skärning i den<br />
våta massan eller efter autoklavering genom fräsning eller<br />
annan mekanisk bearbetning.<br />
Lättelement är ett flerskiktselement som tillverkas av två<br />
armerade lättbetongskivor limmade mot en mellanliggande<br />
skiva av styv polystyrencellplast.<br />
Siporex: Cement<br />
Sand<br />
Ytong: Bränd kalk<br />
Sandsten<br />
Skärning<br />
Figur 1. Schema över tillverkning av lättbetong<br />
Malning i kvarn<br />
Jäsning<br />
ALLMÄNT LÄTTBETONGMATERIALET<br />
Lättbetonghandboken 1993<br />
TILLVERKNING<br />
Oarmerad<br />
Ånghärdning i autoklav<br />
Armeringen i lättbetong utgörs av släta stänger av<br />
svetsbar stålkvalitet. Armeringsstängerna svetsas ihop till<br />
mattor eller korgar som därefter rostskyddsbehandlas genom<br />
doppning i speciellt sammansatta rostskyddsmassor.<br />
Armerad<br />
Vägning<br />
Blandning<br />
Al-pulver<br />
Vatten<br />
Gjutform<br />
Svetsning av<br />
armering<br />
Rostskyddsbad<br />
Leverans<br />
7
8<br />
LÄTTBETONGMATERIALET ALLMÄNT<br />
Färg och yta<br />
Lättbetongmaterialet är vitt eller gråvitt. Lättbetongens yta<br />
är finporig med visst inslag av större porer. Produktytorna<br />
är släta.<br />
Porstruktur<br />
Lättbetong innehåller runda slutna makroporer med diametern<br />
0,5-1,5 mm. I porväggarna mellan makroporerna<br />
förekommer dessutom mindre porer, mikroporer, som är<br />
öppna och som därigenom ger en viss förbindelse mellan<br />
makroporerna.<br />
I lättbetong kvalitetsgrupp 500 utgör porvolymen ca<br />
80 % och den fasta substansen ca 20 %.<br />
Kvalitetsgrupper<br />
Lättbetong tillverkas i de fyra standardiserade kvalitetsgrupperna<br />
400, 450, 500 och 600. Yxhult AB tillverkar<br />
även element i kvalitetsgrupp 750, men denna är ej standardiserad<br />
och ej underställd kontroll av värmekonduktivitet.<br />
Kvalitetsgrupp 400 är den kvalitet som väger minst,<br />
har bästa värmeisoleringsförmågan men lägsta hållfastheten.<br />
Kvalitetsgrupp 600 väger mest, har sämsta värmeisoleringsförmågan<br />
men högsta hållfastheten.<br />
Beteckningarna för kvalitetsgrupperna anger respektive<br />
materials ungefärliga densitet i kg/m 3 i uttorkat tillstånd.<br />
Mått<br />
I produktredovisningen anges de mått som gäller vid<br />
handbokens utgivning. För kontroll av gällande mått hänvisas<br />
till Siporex AB:s och Yxhult AB:s försäljningskontor.<br />
Mått angivna i M är modulmått. 1 M=100 mm.<br />
Mått angivna i mm är tillverkningsmått.<br />
Modulmåttsatta element är avsedda att tillsammans<br />
med mellanliggande fogar uppfylla modulmåtten. Så är<br />
t ex Takelement med längden 60 M tillverkade med längden<br />
5980 mm. Detta ger då 20 mm breda stötfogar.<br />
Toleranser<br />
Toleranser för standardiserade produkter följer kraven i<br />
svensk standard för lättbetongprodukter.<br />
Svensk standard<br />
Vid tiden för denna handboks utgivning gäller följande<br />
Svensk standard för lättbetongprodukter.<br />
BST 104 Översikt<br />
SS 137304 Översikt<br />
SS 137305 Provning - Torrdensitet<br />
SS 137306 - Fuktkvot<br />
SS 137307 - Tryckhållfasthet<br />
SS 137308 - Böjdraghållfasthet<br />
SS 137309 - Elasticitetsmodul vid tryck<br />
SS 137310 - Krympning vid uttorkning<br />
SS 137311 - Armerings korrosionsskydd<br />
SS 227230 Murblock och mursten - Fordringar<br />
Lättbetonghandboken 1993<br />
TEKNISKA EGENSKAPER<br />
SS 228150 Block för tunnfogning - Mått<br />
SS 812501 Liggande väggelement<br />
SS 812502 Takelement<br />
SS 812503 Bjälklagselement<br />
SS 812504 Stående väggelement<br />
SIS 021121 Måttbestämning av byggvaror - Sten,<br />
block, fogplattor m m. Bestämning av<br />
mått-,vinkel- och formavvikelser.<br />
Vikt<br />
Densiteten för oarmerad lättbetong anges i kg/m 3 .<br />
Den armerade lättbetongens densitet är något högre<br />
än den oarmerades, eftersom armeringens vikt tillkommer.<br />
I produktredovisningarna anges såväl leveransdensitet<br />
som den tyngd hos materialet man bör räkna med vid<br />
projektering.<br />
Normer och kontroll<br />
Lättbetongprodukter från Siporex och Ytong är typgo<strong>dk</strong>ända<br />
av Boverket vilket innebär att de tillverkas och kontrolleras<br />
enligt anvisningar i SBN Go<strong>dk</strong>ännanderegler,<br />
Lättbetongprodukter, PFS 1980:3.<br />
Tillverkningskontrollen är go<strong>dk</strong>änd av Boverket och<br />
kontrolleras av officiell provningsanstalt. Produkterna får<br />
därför märkas med Boverkets kontrollmärke .<br />
Värmeisoleringsförmågan kontrolleras av officiell<br />
provningsanstalt enligt reglerna för VIM-kontroll och är<br />
därför klassificerad.<br />
Hållfasthet<br />
Tryckhållfasthet<br />
Tryckhållfastheten utvärderas statistiskt från provbelastning<br />
av kuber med 150 mm kantlängd och 10 vikt-% fuktkvot.<br />
Sambandet mellan fuktkvot och tryckhållfasthet framgår<br />
av figur 2.<br />
Tryckhållfastheten för resp kvalitetsgrupp anges i tabellen<br />
under elasticitetsmodul.
Relativ tryckhållfasthet<br />
1,4<br />
1,3<br />
1,2<br />
1,1<br />
1,0<br />
0,9<br />
0 10 20 30 40<br />
Fuktkvot i vikt-%<br />
Figur 2. Approximativt samband mellan fuktkvot<br />
och tryckhållfasthet<br />
Elasticitetsmodul<br />
Elasticitetsmodulen hos lättbetong uppvisar liksom för andra<br />
material vissa variationer och dessutom erhålls olika<br />
värden beroende på sättet att prova. I tabellen angivna<br />
värden är korttidsvärden.<br />
Kvalitetsgrupp Elasticitetsmodul Nominell hållfasthet<br />
enligt SS 137304<br />
Mpa Mpa<br />
400 1000 1.7<br />
450 1200 2.3<br />
500 1700 3.0<br />
600 2500 5.0<br />
Draghållfasthet<br />
Draghållfastheten är starkt beroende av provningsförfarandet<br />
och extraspänningar på grund av fuktgradienter.<br />
Normalt erhålls värden på draghållfastheten som är ca<br />
1/6 av tryckhållfastheten.<br />
Böjdraghållfastheten<br />
Böjdraghållfastheten är liksom draghållfastheten starkt<br />
beroende av eventuella fuktgradienter och provningsförfarandet.<br />
Dess storlek ligger normalt vid ca 1/5 av tryckhållfastheten.<br />
Skjuvhållfasthet<br />
Skjuvhållfastheten för ett material som lättbetong är inte ett<br />
entydigt begrepp då ett så kallat skjuvbrott alltid är ett<br />
dragbrott och är helt beroende av spänningsfördelningen<br />
vid provningen. Vid ren genomstansning med cirkulär<br />
stans mot ett mothåll med lika stort cirkulärt hål blir medelskjuvspänningen<br />
vid brott 25-30 % av tryckhållfastheten.<br />
Om däremot mothållet har så stort hål att det inte hindrar<br />
ursprängningen av en kon, sjunker brottlasten mycket kraftigt.<br />
Brotthållfastheten, beräknad med 45°-kon så som brukar<br />
ske för betong, motsvarar en skjuvspänning av endast<br />
2-3 % av tryckhållfastheten. I armerade produkter kan högre<br />
skjuvhållfasthet erhållas.<br />
Dimensionerande bärförmåga<br />
Dimensionerande bärförmåga för murverk redovisas i avsnittet<br />
om blockprodukter i denna handbok.<br />
Genomsläpplighet för luft<br />
Luftgenomsläppligheten hos en lättbetongvägg bestäms<br />
helt av fogarnas utformning. Lättbetongens egenskaper är<br />
i detta sammanhang försumbara.<br />
ALLMÄNT LÄTTBETONGMATERIALET<br />
Lättbetonghandboken 1993<br />
Genomsläpplighet för vattenånga<br />
Ånggenomsläpplighetskoefficienten för lättbetong i kvalitetsgrupp<br />
500 är ca 3 x 10 -6 m 2 /s. Detta värde avser vatten<br />
huvudsakligen transporterat genom ren diffusion. Vid<br />
provningar erhålles alltid en fuktgradient i provkroppen,<br />
som resulterar i en viss kapillär fukttransport, varför den<br />
skenbara diffusionen beroende på provningsförfarandet<br />
kan uppgå till högre värden.<br />
Kapillaritet<br />
De synliga cellernas kapillära sugförmåga är obetydlig.<br />
Kapillärsugning sker nästan uteslutande i de tunna cellväggarna.<br />
Kapillärtransporten är låg vid fuktkvoter mindre<br />
än 30-40 vikt-% men stiger vid högre fuktkvoter.<br />
Jämviktsfuktkvot<br />
Nytillverkad lättbetong innehåller upp till ca 160 kg<br />
fukt per m 3 .<br />
Fuktinnehållet i lättbetong uttrycks som fuktkvot i vikt-%<br />
varmed avses fuktmängden i procent av materialets vikt i<br />
uttorkat tillstånd. Bestämning av fuktkvot sker genom vägning<br />
av provmaterialet före och efter torkning vid 105°C.<br />
Lättbetong i jämviktsfuktläge med omgivande luft innehåller<br />
normalt 3-6 vikt-% fukt. Jämviktsfuktläget inträder i normalt<br />
utförda och uppvärmda byggnader inom något år.<br />
Jämviktsfuktkvoten hos lättbetong ligger inom det i<br />
figur 3 visade intervallet.<br />
Fuktkvot i vikt-%<br />
40<br />
30<br />
20<br />
10<br />
0<br />
0 25 50 75 100<br />
Relativ ånghalt %<br />
Figur 3. Fuktjämviktskurva för lättbetong kvalitetsgrupp 500<br />
och vid 20°C<br />
9
10<br />
LÄTTBETONGMATERIALET ALLMÄNT<br />
Löslighet i vatten<br />
De hållfasthetsgivande komponenterna i lättbetong är<br />
olösliga i vatten. Trots detta kan lättbetong innehålla vattenlösliga<br />
salter, som under ogynnsamma uttorkningsbetingelser<br />
kan avsättas på ytan. Benägenheten för saltutfällning<br />
beror dock inte i första hand på mängden lösliga<br />
beståndsdelar utan hänger främst samman med de kapillära<br />
egenskaperna, som påverkar hastigheten för fukttransporten<br />
och uttorkningsbetingelserna. Vid normal uttorkningshastighet<br />
uppstår sällan saltutfällning av praktisk<br />
betydelse.<br />
Uttorkning, krympning och svällning<br />
Uttorkningshastigheten är starkt beroende av temperaturgradienten,<br />
konstruktionens dimensioner, framförallt<br />
tjockleken och den omgivande luftens temperatur, fuktighet<br />
och rörelsehastighet. Det är därför inte möjligt att ange<br />
några praktiskt användbara siffror på uttorkningshastigheten.<br />
I figur 4 ges en normal kurva över lättbetongs längdändring<br />
vid sjunkande fuktkvot, så som den erhålls vid<br />
krympningsmätning från vattenmättat tillstånd till jämvikt<br />
med luft vid 43% relativ ånghalt. I praktiken är endast den<br />
del av kurvan som ligger mellan leveransfuktkvot ca 30<br />
vikt-% och jämviktsfuktkvot (3 á 4 vikt-%) av betydelse. Kurvans<br />
form kan givetvis variera något, men de variationer<br />
som förekommer är störst över fuktkvoter på 30 vikt-%,<br />
medan formen under 30 vikt-% är relativt likartad för olika<br />
lättbetongmaterial. Kurvan avser kvalitetsgrupp 500.<br />
Krympning mm/m<br />
0,50<br />
0,40<br />
0,30<br />
0,20<br />
0,10<br />
0<br />
1 2 3 4 5 10 20 30 40 50 100<br />
Fuktkvot i vikt-%<br />
Figur 4. Kurva över krympning i luft vid rumstemperatur och<br />
43% relativ ånghalt mätt från vattenmättat tillstånd till fukttillstånd<br />
vid jämvikt. Streckad kurvdel antyder krympning, då<br />
relativa ånghalten sänks ytterliggare<br />
Det visade sambandet är inte helt entydigt<br />
eftersom provningstiden har en viss betydelse.<br />
Det bör observeras att kurvan stiger brant vid<br />
mycket låga fuktkvoter. En extrem uttorkning till fuktkvoter<br />
Lättbetonghandboken 1993<br />
under ca 2 vikt-% kan därför öka det totala krympvärdet<br />
med 50-100 %. Detta förhållande kan vara av betydelse<br />
för tunna konstruktioner inomhus t ex mellanväggar, vilka<br />
relativt snabbt anpassar sig till den omgivande luften, särskilt<br />
in- nan ytbehandling skett. Man bör alltså undvika sådan<br />
alltför hård och snabb uttorkning som kan ske t ex vid<br />
användning av byggtorkar.<br />
Längdutvidgningskoefficient<br />
Längdutvidgningskoefficienten är för lättbetong ca<br />
0,8x10 -5 mm/mm K, dvs något lägre än för betong och<br />
stål.<br />
Motståndsförmåga mot frost<br />
Risken för frostskador sammanhänger främst med fuktkvoten.<br />
Om lättbetongen innehåller mindre än ca 60 vikt-%<br />
fukt behöver frostskador inte befaras, men över detta värde<br />
uppstår risk för frostskador, som ökar ju större fuktkvoten<br />
blir.<br />
Värmekonduktivitet<br />
Klassificerad värmekonduktivitet kl för lättbetong är<br />
Kvalitetsgrupp W/m K<br />
kl<br />
Siporex Ytong<br />
400 0,100 0,100<br />
450 0,120 0,110<br />
500 0,140 0,140<br />
600 0,160 0,160<br />
Praktiskt tillämpbar värmekonduktivitet p är något högre<br />
på grund av materialets fuktinnehåll. Den redovisas i<br />
kapitlet ENERGIHUSHÅLLNING.
Värmekapacitet<br />
Den specifika värmekapaciteten C är vid de fuktkvoter<br />
som förekommer i praktiken 1,0-1,1 kJ/kgK.<br />
Smältpunkt<br />
Vid en temperatur av ca 1000°C börjar lättbetongen sintra,<br />
men mera utpräglad smältning sker först vid 1100 -<br />
1200°C.<br />
Verkan av eld och hög temperatur<br />
Lättbetong är helt obrännbar och sprider alltså inte eld.<br />
Motståndsförmågan mot brand framgår av uppgifter i<br />
kapitlet BRAND.<br />
Prov har gjorts på kuber av lättbetong som upphettats<br />
under 4 timmar till olika temperaturer och sedan fått svalna.<br />
Ändringen i vikt, dimensioner och hållfasthet har bestämts.<br />
Proven visade, som framgår av figur 5, att tryckhållfastheten<br />
stiger med temperaturen upp till 400°C för<br />
att sedan falla och passera utgångsvärdet vid 740°C. Vid<br />
1100 -1200°C börjar materialet sintra.<br />
Ändring av hållfastheten %<br />
+ 80<br />
+ 60<br />
+ 40<br />
+ 20<br />
+<br />
–<br />
0<br />
– 20<br />
– 40<br />
– 60<br />
– 80<br />
– 100<br />
200 400 600 800 1000<br />
Temperatur °C<br />
Figur 5. Ändring av hållfastheten efter upphettning av lättbetongkuber<br />
till olika temperaturer med påföljande avsvalning<br />
Stark och långvarig upphettning åsta<strong>dk</strong>ommer sprickbildning,<br />
vilken ökar i intensitet med den temperatur till<br />
vilken upphettning skett. I praktiken spelar också upphettningstiden<br />
roll. Sålunda ökade sprickbildningen vid provning<br />
efter upphettning till ca 500°C i 4 timmar och materialet<br />
var då känsligt för återfuktning. Erfarenheter från<br />
bränder visar emellertid, att lättbetongkonstruktioner klarat<br />
betydligt högre temperaturer under kortare tid utan att<br />
lida allvarlig skada.<br />
Sprickbildningen beror på att kemiskt bundet vatten<br />
drivs bort, varvid materialet krymper. Figur 6 visar krympningen<br />
efter upphettning under 4 timmar och avsvalning.<br />
Man ser att krympningen efter upphettning börjar efter<br />
upphettning till 150°C och ligger konstant mellan 300<br />
och 740°C, som är en för lättbetong karakteristisk om-<br />
ALLMÄNT LÄTTBETONGMATERIALET<br />
Lättbetonghandboken 1993<br />
Krympning i %<br />
160<br />
140<br />
120<br />
100<br />
80<br />
60<br />
40<br />
20<br />
0<br />
200 400 600 800 1000<br />
Temperatur °C<br />
Figur 6. Krympning efter upphettning av lättbetongkuber<br />
vandlingspunkt (jfr figur 5). I ett begränsat temperaturintervall<br />
kring 740°C sker en markant krympning. Vid högre<br />
temperaturer inträffar en märkbar ökning av krympningen<br />
först i närheten av sintringstemperaturen.<br />
Utdrivning av fysikaliskt och kemiskt bundet vatten<br />
medför att lättbetong förlorar vikt under upphettning.<br />
Värmeledningsförmågan påverkas av temperaturen.<br />
För kvalitetsgrupp 500, som vid rumstemperatur har ett<br />
-värde på ca 0,14 W/mK, ökar värdet med högre temperatur<br />
och blir vid 500°C ca 0,21 W/mK.<br />
Kemisk aggressivitet i förhållande till<br />
andra material<br />
Lättbetong angriper inte vanliga byggmaterial kemiskt. Å<br />
andra sidan ger den inget korrosionsskydd åt stål som t ex<br />
betong, eftersom all cement resp kalk reagerar kemiskt<br />
under härdningen med kiselsyran i det finmalda sandmaterialet.<br />
Risk finns att t ex inslagna järndetaljer kan rosta<br />
på grund av den fukt som finns i lättbetongen under byggtiden<br />
eller tillförs denna genom regn eller kondens.<br />
Inverkan av koldioxid<br />
Om lättbetong används i byggnader där luften håller hög<br />
halt av koldioxid t ex fruktlager eller bryggerier, bör man<br />
beakta att koldioxidhalter över ca 0,2 % kan medverka till<br />
en alltför snabb karbonatisering av materialet. Denna kan<br />
ge skadlig krympning och uppsprickning. För närmare information<br />
kontakta Siporex AB eller Yxhult AB.<br />
Fysikaliska och kemiska egenskaper<br />
Lättbetong är ett luktlöst mineraliskt material. Materialet är<br />
basiskt. pH i koncentrat är 9-10, dvs syraneutraliserande.<br />
11
12<br />
LÄTTBETONGMATERIALET ALLMÄNT<br />
Indentifierade Emissionsfaktor<br />
ämnen µg/m 2 h<br />
Totalt VOC