Sprickor

Temperturförloppet under hydratationen orsakar volymändringar i ung betong.

Dessa volymändringar kan under olika förutsättningar bidra till sprickor. (Petersons, 1994, s. 669)

Det är olika mekanismer som orsakar töjningsrörelser i betongen. Om den aktuella töjningen överskrider gränstöjningen kommer betongen spricka. Detta varierar med betongens ålder och med töjningshastigheten. Genom att använda rätt arbetsteknik som exempelvis detaljutformning och dimensioneringsmetoder kan sprickor

minimeras och begränsas eller elimineras helt under hårdnandet. Genom att begränsa sprickbildningen till en acceptabel nivå i den färdiga betongkonstruktionen, kan kraven gällande funktion och utseende fortfarande uppfyllas. (Petersons, 1994, s. 669)

Det finns olika spricktyper som förväntas uppträda en viss tid efter gjutning. Före betongens hårdnande kan brister i arbetsutförande bidra till sprickbildning i form av plastiska sättsprickor, plastiska krympsprickor, olika rörelsesprickor och

värmehärdningssprickor. Efter betongens hårdnande kan temperaturändringen i form

av avsvalning bidra till genomgående sprickor alternativt ytsprickor. När konstruktionen är färdig är orsaken till sprickorna omgivningens

temperatursänkning, krympning eller lastkoncentrationer. Sprickor kan även uppträda efter belastning och under brukstiden. (Petersons, 1994, s. 670)

1.1.6.1 Värmehärdningssprickor

Värmehärdningssprickor uppstår när betongen är nygjuten, det vill säga innan betongens egentliga hårdnande börjat ske. Vid värmehärdning uppstår inre sprickbildning som orsakar hållfasthetsförluster hos den hårdnade betongen.

(Petersons, 1994, s. 680)

För att eliminera dessa typer av sprickor kan bland annat en viss förhärdning ges innan värmehärdningen påbörjas. Syftet med värmehärdning är att påskynda

betongens hållfasthetstillväxt (Möller, 1992, s. 379), detta innebär att draghållfastheten ökar i betongen och därmed bättre förutsättningar att motstå dragspänningarna som uppstår i betongen under värmehärdningen. (Petersons, 1994, s. 680)

En annan åtgärd är att använda varm betong eller genom användning av slutna och styva formar som kommer förhindra betongen från att utvidga sig. (Petersons, 1994, s.

680)

1.1.6.2 Temperatursprickor

På grund av cementets värmeutveckling stiger temperaturen under betongens hårdnande. Detta i samband med att betongen mothålls (tvång) av anslutande konstruktionsdelar uppkommer tryckspänningar i betongkroppen, eftersom

cementpastan expanderar under hydratationen. Tryckspänningarna är dock små och de deformationer som uppkommer blir plastiska i och med att betongen fortfarande är ung. Upp till efter två dygn har betongen sannolikt nått sin högsta temperatur och börjar därför svalna. Mognadsgraden har ökat vilket leder till att elasticitetsmodulen är större än dess krypbenägenhet och vidare motsvaras sammandragningen nästan helt av elastiska deformationer. Tryckspänningarna kommer därför övergå till dragspänningar eftersom sammandragningen är förhindrad. Om draghållfastheten överskrids kommer sprickor att uppstå genom hela tvärsnittet. Ytsprickor uppstår således om sammandragningen är större i betongens yttre delar än i dess mittparti.

(Petersons, 1994, s. 674–675)

Den primära orsaken till sprickrisken är temperaturökningen. Parametrar som påverkar temperaturförloppet är betongkonstruktionens dimensioner, cementsort, cementhalt, tillsatsmedel, tillsatsmaterial, gjuttemperatur, temperaturförhållandena i omgivningen och i anslutande konstruktionsdelar samt formtyp, isolering, kylning, värmetillförsel. (Bernander & Emborg, 1992)

Temperatursprickor uppkommer som ytsprickor eller som genomgående sprickor.

För att begränsa eller eliminera genomgående sprickor bör skillnaden mellan

betongens maximala temperatur och omgivningens temperatur minimeras. En kombination av olika åtgärder kan vidtas samtidigt såsom att använda cement med låg hydratationsvärme, använda betong med låg cementhalt, använda färsk betong med låg temperatur, använda ingjutna kylrör för kylning av betongen, dela in konstruktionen i lämpliga gjutetapper samt anordna fogar. (Petersons, 1994, s. 682–

683)

1.1.6.2.1 Kylning av betongen med hjälp av ingjutna kylrör

Denna gjutteknik används normalt när risken för temperatursprickor uppstår i grova eller medelgrova konstruktioner. Gjuttekniken används för att minska de

temperaturskillnader som uppstår i betongkroppen. (Petersons, 1994, s. 683)

För att påverka temperaturförhållanden i en betong används en metod som innebär att en kylande vätska eller gas strömmar genom de ingjutna kylrören. Syftet med denna metod är att sänka värmen som hydratationen bidrar till, vilket innebär en reduktion av temperaturstegringen samt att avsvalningshastigheten minskar.

Metoden fungerar även mot sprickor som uppstår från ojämn temperatur i betongkroppen. (Bernander & Emborg, 1992)

Kylningen bör påbörjas redan under pågående gjutning och avbrytas när

temperaturmaximum är passerat, med en marginal på 5 grader. En snabb stegring av temperaturen följt av en långsam avsvalning är mest gynnsamt för att minimera sprickrisken. (Bernander & Emborg, 1992)

I och med avsvalningen kommer konstruktionen i samband med tvång att utsättas för dragspänningar. Genom användning av denna gjutteknik kommer dessa

dragspänningar att förskjutas till en tidpunkt då betongens draghållfasthet blivit större och därmed minskas risken för sprickbildning. (Bernander & Emborg, 1992)

Kapaciteten hos ett kylsystem är huvudsakligen beroende av centrumavståndet mellan kylrören men även skillnaden mellan betongens och kylvattnets temperatur.

Om centrumavståndet ökar, minskas systemets effektivitet eftersom kylrören då skall kyla en större yta. Normalt centrumavstånd brukar ligga mellan 0,5 och 1,5 meter. En annan sak som är av betydelse är rörets värmeledningsförmåga. Röret bör vara av stål eller annan metallegering med en diameter mellan 25 och 50 millimeter. (Bernander &

Emborg, 1992)

1.1.6.3 Krympsprickor

Krympning är de rörelser som uppstår i betongen som orsakas av vattenavgången i den hårdnade betongen. Det är främst en följd av cementpastans sammandragning när vattnet lämnar porsystemet. (Jonasson, 1994, s. 525) Kombinationen av krympning och mothåll orsakar sprickor. Mothållet kan komma från konstruktionens inre del som krymper mindre än ytan. Men även från angränsande konstruktionsdelar,

förankringar, stöd eller grund. (Petersons, 1994, s. 683)

En åtgärd som generellt används mot krympsprickor är att minska krympningens slutvärde och hastighet. Vattenhalten har en stor betydelse i krympningens slutvärde.

Genom att minska vattenhalten kommer även slutvärdet att minskas.

Krymphastigheten regleras genom uttorkningen, vilket innebär att en fördröjd uttorkning minskar hastigheten. (Petersons, 1994, s. 683–684)