Stabila träbjälklag för säkra våtrum

Joakim Norén

SP Trätek SP Rapport 2010:84

Stabila träbjälklag för säkra våtrum

Abstract

New building codes have resulted in increased needs for new products and systems for wet areas in timber buildings. The goal of this project is to develop moisture proof timber floor structures to be used in combination with floor heating systems and ceramic tiles with the aim to increase stiffness and reduce moisture related distortions.

The aim of this project is to evaluate moisture related distortion and stiffness in timber floor structures used in wet areas and to investigate possible measures to improve the function of the floor structure regarding these parameters. The aim is also to evaluate a floor structure with less construction height than the conventional timber floor structures used today.

The method used in this project includes full-scale experiments in laboratory and experiments in new one family timber houses during their service live.

In the project two floor structures in wet areas have been tested and evaluated in new timber buildings. Measurements of temperatures, moisture related distortions and moisture contents have been

performed for a period of two years. Expected results are examples of good designs for timber floor structures to be used in wet areas. This will reduce the amount of water related damages.

Key words: Timber floor structures, ceramic tiles, wet areas, moisture distortions, lightweight concrete, floor heating system

SP Sveriges Tekniska Forskningsinstitut

SP Technical Research Institute of Sweden SP Rapport 2010:84

ISBN 978-91-86622-31-2 ISSN 0284-5172

Innehållsförteckning

2.1  Mätningar i bjälklag på laboratorium 10 

2.1.1 Material och tillverkning 10 

2.1.2 Försöksmetod 11 

2.2  Mätningar i bjälklag i nyproducerade hus 13 

2.2.1 Enfamiljshus i Riksten 13 

2.2.2  Instrumentering 14  2.2.3  Produktion av våtrumsbjälklag med lättballastbetong 16 

3  Experimentella resultat 17 

3.1  Temperatur och fuktutveckling i bjälklag 17 

3.2  Deformationer i bjälklag 20 

3.2.1  Krympning hos träbalkar 20 

3.2.2  Nedböjning av bjälklaget 21 

3.3  Styvhet 23 

3.4  Mätningar i bjälklag i nyproducerade hus 25 

3.5  Erfarenheter från gjutning av lättballastbetong 30 

4  Rekommendationer 31 

5  Diskussion och slutsatser 32 

Förord

Föreliggande rapport redovisar resultat från projektet ”Stabila träbjälklag för säkra våtrum”. Projektet består av två delar, dels laboratorieförsök med bjälklag som finansierats av EPSCement, KIMA, Länsförsäkringar, Kiilto, Myresjöhus, LMR, Byggkeramik rådet och Golvbranschen GVK, dels en fallstudie med bjälklag i nyproducerade hus som finansierats av LMR med stöd från SBUF. Myresjö-hus har stått för tillverkning och leverans av träbjälklag samt har givit stöd till projektet i form av provningsobjekt. EPSCement, Kiilto och KIMA har stått för material och sakkompetens vid till-verkningen av våtrumsbjälklagen. LMR Bygg & Fastighet har uppfört husen som ingår i fallstudien.

Ett stort tack riktas till alla finansiärer som har gjort detta projekt möjligt att genomföra. Till SBUF riktas ett stort tack för det finansiella stödet som möjliggjort fallstudien med mätningar nyproducerade hus. Ett tack riktas också till EPSCement, Myresjöhus, Kiilto och KIMA som även givit stöd till projektet i form av material, provningsobjekt och sakkompetens. Ett särskilt tack riktas till alla på LMR som helhjärtat ställt upp i samband med mätningarna i husen i Riksten.

Sammanfattning

Skärpta krav i BBR avseende konstruktioners fuktsäkerhet innebär ett ökat behov av att utveckla nya produkter och lösningar med förbättrade funktioner anpassade till den nuvarande och kommande moderna träbyggnadstekniken.

Föreliggande projekt har haft till syfte att studera fuktrelaterade rörelser och styvhet i träbjälklag för våtrum och undersöka möjliga åtgärder för att förbättra bjälklagets funktion med avseende på dessa parametrar. Syftet var också att utvärdera en konstruktionslösning som medför mindre bygghöjd hos övergolvet än dagens lösningar. Målsättningen med projekt var att undersöka om det finns förutsätt-ningar för att utveckla ett fuktsäkert träbjälklag som underlag för golvvärme och keramiska plattor. Fuktrelaterade rörelser, temperaturgradienter och klimat hos våtrumsbjälklag med golvvärme har stu-derats i laboratorium och i två nyproducerade och bebodda hus. Två olika våtrumsbjälklag ingår, ett konventionellt uppbyggt med spånskiva och avjämningsmassa som utgör referensbjälklag och ett bjälklag där en lättballastbetong gjutits mellan bjälkarna.

Mätningarna visar att träbjälklaget med lättballastbetong mellan bjälkarna har bättre styvhet både globalt och lokalt mellan bjälkarna än den konventionella lösningen med spånskiva och avjämnings-massa. Mätningarna visar också att styvheten reduceras efter den första vintern hos båda bjälklagen. Gjutningen av lättballastbetong mellan reglarna har inte medfört ökat fuktinnehåll i bjälkarna. Plast-folien skyddar bjälkarna effektivt mot fukt och skapar ett mikroklimat där den relativa luftfuktigheten motsvarar klimatet vid den aktuella fuktkvoten hos bjälken. Mätningarna visar att den årliga varia-tionen i relativ luftfuktighet närmast bjälken minskar betydligt. Detta medför att de fuktrelaterade rörelserna hos bjälkarna reduceras.

Den initiala krympningen hos bjälkarna är ogynnsam för våtrumsbjälklagen, särskilt för det kon-ventionella bjälklaget där avjämningsmassan skall förhindra dessa rörelser. Bjälklaget med lättballast-betong är en flytande konstruktion som är mindre känslig för bjälkarnas individuella rörelser. Den globala nedböjningen påverkas inte av fuktrelaterade rörelser hos bjälkar och spånskiva. Hos det konventionella bjälklaget förhindrar avjämningsmassa och armering nedböjningen på grund av spånskivans krympning.

1. Introduktion

1.1

Bakgrund

Träbjälklag av konstruktionsvirke i kombination med golvvärme och keramiska plattor är en konstruk-tion som ibland medför problem med rörelser som leder till skador i form av sprickor, lösa plattor och i värsta fall spruckna tätskikt. Problemen uppstår främst i nybyggda hus i samband med den initiala torkningen hos bjälklagen då rörelserna är som störst [1]. Mätningar visar att en bjälke med höjden 220 mm initialt kan krympa upp till 8 mm. Mätningarna visar också att spridningen i krympning mellan olika bjälkar är stor, se figur 1.

Figur 1. Till vänster: Krympning i höjdled hos konstruktionsvirke 45x220 mm vid torkning från 18 % till 9 % fuktkvot [2]. Till höger: Krympning i mellanbjälklag av konstruktionsvirke i två

nyproducerade hus med initial fuktkvot 12 % (blå kurva) respektive 18 % (grön kurva) [1].

Olika konstruktionslösningar används för att öka ett träbjälklags styvhet, t ex bjälkar c300, armerad avjämningsmassa, övergjutning med armerad betong, utfyllnad med lättballastbetong etc, se tabell 1. Dessa lösningar har olika för- och nackdelar både avseende konstruktion och produktion. Även om konstruktionen har tillräcklig styvhet med avseende på statisk last kan dess förmåga att klara fuktrelaterade rörelser hos bjälkar och träskivor vara otillräcklig.

För att uppnå tillräcklig styvhet hos bjälklag som skall beläggas med keramiska plattor används nor-malt tätare reglar c 300 mm. Detta innebär också att det kan uppstå stora nivåskillnader på en kort sträcka tvärs bjälkarna som övergolvet skall klara. Med en armerad övergjutning som är tillräckligt tjock kan dessa rörelser tas upp utan att övergolvet spricker. Denna lösning medför dock oftast alltför stor bygghöjd vilket kan medföra oönskade nivåskillnader mellan golv i intilliggande rum. I badrum eftersträvas normalt en låg bygghöjd så att golvet är i nivå med övriga golv vilket oftast fås med ett tunt lager fiberförstärkt avjämningsmassa. Avjämningsmassan appliceras vanligtvis direkt på en golv-spånspånskiva, alternativt på en golvgips ovan spånskivan. Styvheten hos detta skikt är därför inte tillräcklig för att ta upp rörelserna i träbjälkarna, vilket kan leda till problem med skador.

Även styvheten i golvet mellan bjälkarna har betydelse. Problem med läckande tätskikt och lösa klinkerplattor uppstår ofta där avjämningsmassan blivit för tunn t ex i samband med uppbyggnad av fall runt avloppsbrunnar eller på grund av att golvbrunnen monterats i spånskivan utan kortlingar [6]. Försäkringsbranschens kostnader för vattenskador är i dag ca 5 miljarder kronor per år. I en

vattenskadeundersökning [7] redovisas att 27 % av skadorna sker i form av läckage i konstruktionen. Av dessa skador har 77 % skett på träbjälklag och 12 % på uppreglat trägolv.

0 1 2 3 4 5 6 K ry m pni ng (m m ) 1 3 5 7 9 11 13 15 17 19 Prov nr -8,00 -6,00 -4,00 -2,00 0,00 2,00 0 90 180 270 360 450 dygn mm

Tabell 1. Exempel på våtrumsbjälklag i trähus

Konstruktion Material Fördelar Nackdelar

Avjämningsmassa Träbaserad skiva Träbjälkar c300-600 Tillverkning Produktionskostnad Prefabriceringsgrad Torrt byggande Rörelser Styvhet Anslutning golvbrunn Fuktkänslig Risk för byggfel Förhöjd bygghöjd Avjämningsmassa Lättballast betong Blindbotten (plywood) Träreglar c600 Rörelser Styvhet Fuktsäker Anslutning golvbrunn Icke förhöjd bygghöjd Tillverkning Produktionskostnad Prefabriceringsgrad Våt byggprocess Avjämningsmassa Betong med armering Glidskikt Trä/träbaserad skiva Träreglar c600 Styvhet Rörelser Anslutning golvbrunn Förhöjd bygghöjd Våt byggprocess Vikt Prefabriceringsgrad Avjämningsmassa Cementbunden skiva Träreglar c600 Rörelser Fuktsäker Tillverkning Prefabriceringsgrad Torr byggprocess Anslutning golvbrunn Produktionskostnad Förhöjd bygghöjd

Av de i tabellen ovan angivna lösningarna har vi i detta projekt valt att studera lösningen med

lättballastbetong mellan bjälkarna (konstruktion nr 2). Denna lösning syftar till att förbättra bjälklagets styvhet och minska inverkan av fuktrelaterade rörelser i trästommen. Avsikten är att skapa ett plant och stabilt golv som underlag för keramiska plattor.

Arbetet har utförts i två delar. Den första delen omfattar laboratorieförsök med två träbjälklag i full skala, ett med lättballastbetong och ett konventionellt med spånskiva och avjämningsmassa. Den andra delen är en fallstudie där konstruktionen används och utvärderas i nyproducerade hus.

Det finns i dag ett ökat intresse bland trähustillverkare och byggare att använda lättballastbetong i träbjälklag för att minska risken för framtida fuktskador i främst våtrum. Samtidigt finns det en viss osäkerhet för hur denna lösning kommer att fungera i praktiken både vad gäller produktion på bygg-arbetsplatsen och funktion under bruksstadiet.

2

Experimentell metod

Experiment och provningar av två olika träbjälklag för våtrum har utförts i laboratorium och i nypro-ducerade hus. Fallstudien med bjälklagen i nypronypro-ducerade hus är av stor betydelse som gör det möjligt att bedöma bjälklagens funktion under verkliga förhållanden. Detta är av stor vikt vid implantering av nya tekniska lösningar inom branschen.

2.1

Mätningar i bjälklag på laboratorium

I en experimentell studie genomfördes provningar av två våtrumsbjälklag i full skala med elektrisk golvvärme. Syftet med försöken var att undersöka bjälklagens styvhet och fuktrelaterade deforma-tioner under väldefinierade förhållanden med avseende på klimat och ingående material. Syftet var också att ta fram underlag för projektering av två bjälklag till fallstudien.

2.1.1

Material och tillverkning

Bjälklagen hade måtten 2,4 m x 4,2 m och bestod av en trästomme med fem bjälkar orienterade i ele-mentets längdriktning med en tvärgående kantbalk i varje ände, se figur 2. Avståndet mellan bjälkarna var 600 mm. Samtliga virkesstycken i bjälklaget var av konstruktionsvirke C24 med dimensionen 45 mm x 220 mm. Virket var av gran, Picea Abies och var dimensionshyvlat vid en fuktkvot av 18 %. Bjälklagen var tillverkade vid Myresjöhus anläggning i Myresjö med undantag för gjutning av lätt-ballastbetong och beläggning med avjämningsmassa. Färdigställande av dessa moment gjordes vid SP Träteks laboratorium i Stockholm [4].

Det ena våtrumsbjälklaget baseras på ett konventionellt uppbyggt träbjälklag med en ovansida av 22 mm spånskiva som är spiklimmad mot bjälkarna, se figur 2. Ovanpå spånskivan har 20 mm

fiberarmerad avjämningsmassa applicerats med ett armeringsnät och elektrisk golvvärme. På undersidan har bjälklaget en spikad glespanel 28 mm x70 mm c 400 mm. Bjälklaget är fullisolerat med 220 mm stenull. Detta bjälklag utgör referensbjälklag och benämns i studien som konventionellt bjälklag med avjämningsmassa. Det andra bjälklaget består av träbjälkar i kombination med en lätt-ballastbetong som gjutits mellan bjälkarna, se figur 3. Bjälklaget har en förstärkt blindbotten av 12 mm konstruktionsplywood av gran. Utrymmet mellan bjälkarna är fyllt med en lättballastbetong upp till bjälkarnas överkant. Allt synligt trä i bjälkar och blindbotten skyddas av en plastfolie mot fukt samt för att lättballastbetongen inte ska bli för torr vid härdningen [3]. Ovansidan av bjälklaget utgörs av ca 20 mm fiberförstärkt avjämningsmassa med armeringsnät och elektrisk golvvärme.

20 mm fiberförstärkt avjämningsmassa Armeringsnät 100 mm x100 mm, ø 3 mm Golvvärme, elektrisk 22 mm spånskiva Träbjälkar 45 mm x220 mm c 600 mm 220 mm stenull, 26 kg/m³ Glespanel 28 mm x 70 mm c 400 mm

20 mm fiberförstärkt avjämningsmassa Armeringsnät 100 mm x100 mm, ø 3 mm Golvvärme, elektrisk 163 mm lättballastbetong, 450 kg/m³ 0,2 mm plastfolie Träbjälkar 45 mm x220 mm c 600 mm 12 mm plywood Träläkt 45 mm x 45 mm Glespanel 28 mm x 70 mm c 400 mm

Figur 3. Bjälklag med lättballastbetong mellan bjälkar

2.1.2

Försöksmetod

Givare monterades mot bjälkarna för att mäta temperatur, relativ luftfuktighet och tvärgående krymp-ning/svällning, se figur 4. I det konventionella bjälklaget mättes temperatur och RF i tre positioner, RT1-RT3, på den mittersta bjälken. Temperatur och RF mättes även i avjämningsmassan mellan två bjälkar nära mitten av bjälklaget. I bjälklaget med lättballastbetong placerades en givare, RT1, mot träbjälken innanför plastfolien ca 80 mm från bjälkens överkant. I lättballastbetongen och avjämnings-massan mättes temperatur och RF vid halva tjockleken i respektive skikt. Temperatur och klimat i omgivningen registrerades ca 1m ovanför golvet. Tvärsnittets krympning/svällning i höjdled mättes i mitten av de tre mellersta bjälkarna i varje bjälklag.

RT1

RT2

RT3

RT4

K1

RT1-RT3: Temperatur och RF vid bjälke RT4: Temperatur och RF i avjämningsmassa K1: Krympning/svällning hos bjälke

RT1 RT2

RT3

K1

RT1: Temperatur och RF vid bjälke RT2: Temperatur och RF i lättballastbetong RT3: Temperatur och RF i avjämningsmassa K1: Krympning/svällning hos bjälke

Figur 4. Placering av givare för mätning av temperatur och relativ luftfuktighet (RT1-RT4) och krympning/svällning hos bjälke (K1)

Under provningen styrdes klimat och golvvärme för att efterlikna verkliga förhållanden inomhus under sommar och vinter. Eftersom provningslokalen var konditionerad vintertid byggdes ett plasttält över bjälklagen som möjliggjorde klimatstyrning under denna period. Sommartid fick klimatet följa den naturliga variationen i den övriga lokalen. Under vinterperioden 2007-10-22 till 2008-03-28 var

golv-värmen påkopplad och den relativa luftfuktigheten reglerad till ca 20 %. Avsikten var att åstadkomma en kraftig uttorkning hos trästommen under den första vinterperioden. Golvvärmen reglerades så att effekten var 75 W/m2. Temperaturen på golvet valdes till ca 25 °C. Under en efterföljande period efter den egentliga klimatprovningen fortsatte mätningarna i bjälklaget vid det klimat som rådde i

provningslokalen. Under denna period var golvvärmen inte påslagen.

Styvheten hos bjälklagen i längdled samt lokal styvhet mellan balkarna i tvärled undersöktes, dels innan klimatförsöken påbörjades, dels efter den första vinterperioden. Den globala styvheten bestäm-des med hjälp av en linjelast som applicerabestäm-des tvärs bjälklaget på halva spännvidden, se figur 5. Be-lastningen bestod av vikter placerade på en stålbalk. Vid försöken ökades lasten stegvis med 100 kg (ca 1 kN). Nedböjningen i mitten av bjälklaget bestämdes vid varje laststeg med en mätrigg. Mät-riggen användes även för att undersöka om det uppstår en nedböjning hos det obelastade bjälklaget på grund av fuktrelaterade rörelser i ingående material.

Figur 5. Konventionellt bjälklag belastat med linjelast

Den lokala styvheten mellan bjälkarna bestämdes i tolv punkter enligt figur 6. Belastningen utgjordes av en cirkulär punktlast med diametern 25 mm vilket används vid provning av golvkonstruktioner enligt SS-EN 1195 [10]. Kraften valdes till 1 kN och applicerades med hjälp av en hävarm. Den lokala nedböjningen bestämdes tvärs bjälkarna på en mätlängd av 600 mm.

Figur 6. Hävarm med lastcell och digital klocka för mätning av lokal nedböjning i golvet mellan bjälkar. Punktlasten påfördes med hjälp en hävarm och vikter som anpassades med hjälp av lastcellen.

2.2

Mätningar i bjälklag i nyproducerade hus

2.2.1

Enfamiljshus i Riksten

Mätningar har utförts i två hus belägna i området Riksten i Huddinge kommun. Husen är producerade vid Myresjöhus anläggning i Myresjö och monterade av LMR bygg och fastighet AB. Husen är fri-stående villor med två våningar, se figur 7. Grunden består av en betongplatta på mark och mellan-bjälklaget av kontinuerliga bjälklagselement med konventionell uppbyggnad. Uppvärmningen sker med vattenburen golvvärme i bottenplattan och radiatorer på övervåningen. Badrummen där mät-ningarna är utförda ligger på övervåningen. Badrummen har måtten 2,23 x 2,62 m och längsta spänn-vidd hos bjälkarna mellan upplag är 3,875 m. Våtrumsbjälklagen har olika utförande i de två husen och motsvarar de som ingår i laboratorieförsöken. Hus 1 är utfört med ett konventionellt bjälklag med 20 mm avjämningsmassa armeringsnät och elektrisk golvvärme. I den del av bjälklagselementet där våtrummet är placerat har bjälkarna centrumavståndet 300 mm. Bjälklaget är oisolerat. I hus 2 har våtrumsbjälklaget utförts med lättballastbetong som gjutits mellan bjälkarna.

Båda bjälklagen levererades med spånskiva på ovansidan. I bjälklaget som skulle utföras med lätt-ballastbetong togs spånskivan bort och återanvändes som blindbotten. Färdigställande av övergolv och ytskikt gjordes på byggarbetsplasten.

Hus 1 restes 2008-03-05 och instrumenterades med givare 2008-04-23. Hus 2 restes 2008-03-11 och instrumenteringen genomfördes 2008-04-22. Vid tidpunkten för instrumenteringen hade husen tidvis varit uppvärmda med byggfläktar under 5-6 veckor.

Figur 7 . Ett av husen i Riksten under uppförande våren 2008.

Figur 8. Planritning för entré- och övervåning. Källa: Myresjöhus

2.2.2 Instrumentering

Bjälklagen har instrumenterats med lägesgivare och givare för att mäta temperatur och relativ luft-fuktighet, se figur 9-11. Givarna har placerats i nära anslutning till golvbrunnen under en av bad-rummets två duschar, se figur 9. Klimatet i badrummet mäts på väggen intill badrumsdörren ca 1,3 m över bjälklaget. Alla data registreras med hjälp av en datalogger som fjärravläses via ett GSM-modem. Mätningarna av klimat och rörelser startade direkt efter instrumenteringen 2008-04-22 (hus 1) respek-tive 2008-04-23 (hus 2). Färdigställandet av husen blev dock försenat på grund av en vikande marknad vilket också påverkade mätningarna i bjälklagen under det första året. I hus 1 applicerades avjäm-ningsmassan på bjälklaget först 2009-03-27. Tätskikt och klinker monterades ca en vecka senare.

Figur 9. Placering av givare för mätning av temperatur och RF (3st) samt lägesgivare på bjälke intill golvbrunnen. Installationsrören kapades och justerades efter gjutning så att givarna satt på rätt nivå i lättballastbetong och avjämningsmassa.

Figur 10. Givare för att registrera krympning och svällning hos bjälkar i det konventionella bjälklaget. Observera att bjälkarnas centrumavstånd är 300 mm.

Figur 11. Instrumentering av bjälklag före gjutning med lättballastbetong. Plastfolien har klippts upp för montage av givare på bjälkarna intill golvbrunnen. Öppningarna tejpades noggrant före gjutning. Notera att plastfolien är klämd mellan gipsskivor och syll.

2.2.3

Produktion av våtrumsbjälklag med lättballastbetong

Före gjutning med lättballastbetong skyddades bjälkar och blindbotten mot fukt med 0,2 mm plast-folie. Plastfolien skall också förhindra uttorkning av lättballastbetongen närmast trämaterialen vilket försämrar styrkeegenskaperna. Plasten var monterad med häftklammers och tejp avsedd för byggfolie. Vid väggen var plasten klämd mellan syll och gipskiva. Samtliga genomföringar med avloppsrör var noggrant tätade med tejp. Även hål för montage av givare var noggrant tätade. Bjälklagets två golvbrunnar fixerades med hjälp av träläkt som spikades i bjälkarna. Under gjutningen placerades en stötta på undersidan av bjälklaget för att undvika en permanent nedböjning på grund av viktökningen från lättballastbetongen. Denna avlägsnades när badrumsgolvet var klart

Gjutningen genomfördes av HP Bygg AB 2008-05-25. Vid gjutningen användes en pumpbar variant av lättballastbetong typ EPSCement som blandades utanför byggnaden och pumpades upp till bjälk-laget, se figur 12. Lättballastbetongen göts upp till bjälkarnas överkant vilket ger en tjocklek av ca 150 mm. Ytan avjämnades därefter med ett svärd (decolitstål). Avjämningsmassan med golvvärme och armeringsnät applicerades 2008-05-28.

Figur 12. Till vänster: Pumpning av lättballastbetong i badrumsbjälklaget har påbörjats. Till höger: Gjutningen med lättballastbetong är avslutad och ytan har jämnats av.

3

Experimentella resultat

Under experimentella resultat har samtliga mätningar som genomförts inom projektet sammanställts. Dessa omfattar laboratorieförsöken med bjälklag, mätningar i nyproducerade hus, samt erfarenheter från gjutningen av bjälklaget med lättballastbetong

3.1

Temperatur och fuktutveckling i bjälklag

Resultaten från mätningarna på de två bjälklagen i laboratoriet redovisas i figur 13-22. Mätningarna omfattar 870 dagar under perioden 2007-05-09 till och med 2009-09-23.

Temperaturer uppmätta i och ovanför respektive bjälklag redovisas i figur 13 och 14.

Under sommarperioden varierar temperaturen på ungefär samma sätt i båda bjälklagen. Hos det konventionella bjälklaget är temperaturen i underkant av bjälken dock något lägre än övriga tempe-raturer beroende på dess placering nära underliggande betonggolv, vilket framträder tydligt under vinterperioden då temperaturskillnaden mellan bjälklagets över- och undersida är ca 12 °C. I bjälklaget med lättballastbetong stiger temperaturen vid bjälken kortvarigt till ca 65 °C i samband med att lättballastbetongen brinner. Temperaturen är uppmätt mellan bjälke och plastfolie. I lättballast-betongen påbörjades temperaturmätningen först efter ca 24 timmar för att undvika problem med kondens på givaren. Under sommarperioden med avslagen golvvärme är temperaturerna i bjälklaget i stort sett lika med omgivande temperatur. När golvvärmen slås på i början av oktober uppstår en temperaturgradient i bjälklaget samtidigt som temperaturen i bjälklaget stabiliseras. Temperaturen i den omgivande luften innanför plasttältet stiger med ca 5 °C till följd av golvvärmen och att volymen är begränsad. I övriga lokalen utanför tältet är temperaturen ca 20° C.

Figur 13. Temperaturer i bjälklag med konventionellt utförande.

Figur 14. Temperaturer i bjälklag med lättballastbetong.

Den relativa luftfuktighet RF är under den inledande sommarperioden densamma som i provnings-hallen. RF varierar under denna period mellan 40-55 %. Under vinterperioden som startar 07-10-22 är bjälklagen inneslutna i ett plasttält och den relativa luftfuktigheten RF reglerad till ca 20 % vilket är normalt under en vinter i stockholmstrakten. I det konventionella bjälklaget finns under sommar-perioden ingen tydlig gradient hos RF över bjälkens tvärsnittshöjd. RF är lägst på halva bjälkens höjd och högst i underkant av bjälken närmast det kalla betonggolvet, se figur 15. RF i överkant är något högre än i mitten sannolikt beroende på fukttillskottet från avjämningsmassan. Av figuren framgår att RF i överkant vid spånskivan ökar kort efter gjutning. I avjämningsmassan är RF ca 92 % 1 dygn efter gjutning och minskar därefter till 50 % på ca 22 veckor. Observera att uttorkningen sker snabbt på grund av att fuktspärr och ytskikt inte monterats på avjämningsmassans ovansida. Under

vinterperioden sjunker RF snabbt både i avjämningsmassa och inne i bjälklaget då golvvärmen är

0 10 20 30 40 50 60 70

apr-07 aug-07 dec-07 apr-08 aug-08 dec-08 apr-09 aug-09 dec-09

T e m per at ur [ °C ] Datum

Bjälke vid spånskiva Bjälke halva höjden Bjälke underkant Avjämningsmassa 0,8 m över bjälklag Konventionellt träbjälklag 0 10 20 30 40 50 60 70

apr-07 aug-07 dec-07 apr-08 aug-08 dec-08 apr-09 aug-09 dec-09

T e m per at ur [ °C ] Datum

Bjälke halva höjden EPSCement halva höjden Avjämningsmassa 0,8 m över bjälklag

påslagen. Det finns även en tydlig gradient hos RF över bjälkens tvärsnittshöjd. Skillnaden i RF mellan bjälkens över- och underkant är under perioden ca 15 %.

I bjälklaget med lättballastbetong är RF intill bjälken på en jämn nivå, ca 50-53% under hela sommar-perioden. Detta kan förklaras av att det uppstår ett mikroklimat närmast bjälken eftersom den är in-plastad på tre sidor och enbart kan torka eller fuktas upp från undersidan. Det finns dock en viss inverkan från det omgivande klimatet fram för allt då RF i lokalen sjunker under sommarperioden. Detta beror sannolikt på att luften kan cirkulera genom små fickor mellan plast och bjälke som står i förbindelse med omgivningen. Dessa fickor kan uppstå när plasten veckat sig eller längs kablar till givare. Under vinterperioden sjunker RF i bjälken långsammare än i det konventionella bjälklaget och är som lägst ca 28 %. I lättballastbetongen har RF på motsvarande höjd sjunkit till ca 66 %.

Figur 15. Relativ luftfuktighet inne i och ovanför det konventionella bjälklaget.

Figur16. Relativ luftfuktighet inne i och ovanför bjälklaget med lättballastbetong.

0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100

apr-07 aug-07 dec-07 apr-08 aug-08 dec-08 apr-09 aug-09 dec-09

R e lativ luftfuk tighet [% ] Datum

Bjälke vid spånskiva Bjälke halva höjden Bjälke underkant Avjämningsmassa 0,8 m över bjälklag Konventionellt träbjälklag 0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100

apr-07 aug-07 dec-07 apr-08 aug-08 dec-08 apr-09 aug-09 dec-09

R e lati v luftfuk tighet [% ] Datum

Bjälke halva höjden Lättballastbetong halva höjden Avjämningsmassa

0,8 m över bjälklag

3.2

Deformationer i bjälklag

3.2.1

Krympning hos träbalkar

Krympning och svällning hos de tre mellersta bjälkarna i båda bjälklagen redovisas i figur 17 och 18. Av figurerna framgår att bjälkarna i bjälklaget med lättballastbetong under perioden krymper mindre än det konventionella bjälklaget. Orsaken är att plastfolien som skyddar tre sidor av bjälkarna vid gjut-ning skapar ett ”mikroklimat” som beror av bjälkarnas fuktkvot [5]. Medelkrympgjut-ningen hos bjälkarna i bjälklaget med lättballastbetong är ungefär hälften så stor som hos bjälkarna i det konventionella bjälklaget. Bjälkarna i det konventionella bjälklaget uppvisar en större spriding i krympningen vilket främst beror på sågningsmönstret d v s hur årsringarna är orienterade i bjälken. Uppgifter om denna parameter saknas dock och har inte beaktats i försöken.

I samband med att golvvärmen stängs av ökar krympningen kortvarigt hos bjälkarna i båda bjälklagen. Denna förändring har iakttagits i tidigare försök med träbjälklag och golvvärme [1]. Orsaken är dock oklar.

Figur 17. Krympning/svällning hos bjälkar i konventionellt bjälklag

-4 -3 -2 -1 0

apr-07 aug-07 dec-07 apr-08 aug-08 dec-08 apr-09 aug-09 dec-09

K ry m pning [ m m ] Datum Bjälke 2 Bjälke 3 Bjälke 4 Konventionellt träbjälklag

Figur 18. Krympning/svällning hos bjälkar i bjälklag med lättballastbetong

3.2.2

Nedböjning av bjälklaget

Nedböjningens variation längs den mellersta bjälken i varje bjälklag redovisas i figur 19. Kurvan avser obelastat prov efter avslutat klimatförsök och är uppmätt med en rätskiva över spännvidden 4 m. Nedböjningen tar således inte hänsyn till balkarnas krympning. För bjälklaget med lättballastbetong är nedböjningen ungefär lika stor som den initiala nedböjningen som uppmättes efter gjutning vilket tyder på att det finns en viss permanent nedböjning. I figur 20 och 21 redovisas mittnedböjning hos de tre mellersta bjälkarna i varje bjälklag. Mätningarna genomfördes under vinterperioden. I figuren har även bjälkarnas individuella krympning medtagits som jämförelse. Av figur 20 framgår att nedböj-ningen hos det konventionella bjälklagets i stort sett sammanfaller med bjälkarnas krympning under vinterperioden. Spånskivan krympningsegenskaper har således liten eller ingen inverkan på den globala nedböjningen vilket de har utan en övergjutning med avjämningsmassa [1]. Hos bjälklaget med lättballastbetong följer nedböjningen krympningen under perioden oktober till december men böjer därefter uppåt samtidigt som bjälkarna fortsätter att krympa, se figur 21. Den uppmätta nedböj-ningen är liten och resultatet bedöms som osäkert. Det går därför inte att dra några slutsatser beträf-fande nedböjningen under vinterperioden. En trolig förklaring till att nedböjningen ökar är att mät-riggen flyttats ur sitt läge under försöket.

-4 -3 -2 -1 0

apr-07 aug-07 dec-07 apr-08 aug-08 dec-08 apr-09 aug-09 dec-09

K ry m pning [ m m ] Datum Bjälke 2 Bjälke 3 Bjälke 4

Figur 19. Permanent nedböjning hos båda bjälklagen uppmätt med rätskiva på en längd av 4 m.

Figur 20. Nedböjning i bjälklagets mitt, streckad linje samt uppmätt krympning hos de tre mellersta bjälkarna, heldragen kurva i det konventionella bjälklaget.

-6 -5 -4 -3 -2 -1 0 0 1 2 3 4 N edb öj n ing [ m m ] Läge [m] Konventionellt bjälklag Lättballast -4 -3 -2 -1 0 1

apr-07 jun-07 aug-07 okt-07 dec-07 feb-08 apr-08 jun-08

N edböj ning/ k ry m pning [ m m ] Nedböjning bjälke 2 Nedböjning bjälke 3 Nedböjning bjälke 4 Krympning bjälke 2 Krympning bjälke 3 Krympning bjälke 4 Konventionellt träbjälklag

Figur 21. Nedböjning i bjälklagets mitt, streckad linje samt uppmätt krympning hos de tre mellersta bjälkarna, heldragen kurva i bjälklaget med lättballastbetong.

3.3

Styvhet

Styvheten hos bjälklagen i längdled samt lokal styvhet mellan balkarna i tvärled undersöktes inled-ningsvis innan klimatförsöken påbörjades. En utförlig beskrivning av resultaten från dessa försök redovisas i [4]. Efter avslutat klimatförsök genomfördes ytterligare en mätning av bjälklagets totala styvhet som redovisas nedan.

Global styvhet

Styvheten i längdled bestämdes genom att belasta bjälklagen med en linjelast tvärs bjälkarna på halva spännvidden. I figur 22 redovisas sambandet mellan last och nedböjning från de två genomförda för-söken med linjelast. Resultaten baseras på en medelnedböjning för de tre mellersta bjälkarna. Figuren visar även beräknad nedböjning för ett bjälklag utan samverkan genomförd vid två olika tvärsnittsmått hos bjälkarna, dels nominellt mått 45x220 mm, dels ett tvärsnitt med reducerade dimensioner 44,6 mm x 217 mm som motsvarar krympningen efter vinterperioden med golvvärme. Beräkning av bjälkens krympning och nedböjning framgår av bilaga 1. Resultaten visar att bjälklaget med lättballastbetong är något styvare än det konventionella bjälklaget både före och efter vinterperioden. Det framgår också att styvheten hos bjälklagen är lägre efter vinterperioden samtidigt som skillnaden mellan bjälklagen ökat något. Hos bjälklaget med lättballastbetong har styvheten minskat till ca 50 % av den

ursprungliga. Detta kan förklaras av att samverkan mellan bjälkarna och lättballastbetongen försämras när bjälkarna krymper under vinterperioden. Hos det konventionella bjälklaget har styvheten minskat till 40 % av ursprungligt värde. I detta fall har samverkan mellan avjämningsmassa och spånskiva försämrats. En förklaring kan vara att det uppstår plastiska deformationer i spånskivan när den försöker krympa samtidigt som avjämningsmassan inte krymper. De plastiska deformationerna kan medföra att vidhäftningen mellan spånskiva och avjämningsmassa försvagas.

-4 -3 -2 -1 0 1

apr-07 jun-07 aug-07 okt-07 dec-07 feb-08 apr-08 jun-08

N e d böj ning/ k ry m pning [ m m ] Krympning bjälke 2 Krympning bjälke 3 Krympning bjälke 4 Nedböjning bjälke 2 Nedböjning bjälke 3 Nedböjning bjälke 4

Figur 22. Nedböjning som funktion av last för båda bjälklagen. Lasten utgörs av en linjelast i bjälklagets mitt. Streckad blå och röd linje anger resultat före klimatförsök. Heldragen blå och röd linje anger resultat efter klimatförsök.

Lokal styvhet mellan balkar

Avjämningsmassans inverkan på styvheten mellan balkarna studerades inledningsvis på det konven-tionella bjälklaget med spånskiva [4]. Mätningarna gjordes i tolv punkter både före och efter pågjut-ning med avjämpågjut-ningsmassa. Belastpågjut-ningen utgjordes av en punktlast 1 kN med diametern 25 mm. Resultaten visar att avjämningsmassan har stor inverkan på den lokala styvheten i golvet mellan bjälkarna, se tabell 2. Av tabellen framgår att nedböjningen i mellan bjälkarna i medeltal minskar från ca 1,1 mm till ca 0,1 mm efter gjutning med 20 mm avjämningsmassa i kombination med

armeringsnät. I bjälklaget med lättballastbetong har avjämningsmassan ingen märkbar inverkan på den lokala styvheten.

Tabell 2. Nedböjning mellan bjälkar före och efter pågjutning av avjämningsmassa. Konventionellt bjälklag [4]

Punkt Nedböjning innan pågjutning [mm] Nedböjning efter pågjutning [mm] Differens [mm] 1 0,99 0,11 0.88 2 0,99 0,11 0,88 3 0,98 0,11 0,87 4 1,00 0,10 0,90 5 1,06 0,12 0,94 6 1,05 0,13 0,92 7 1,02 0,13 0,89 8 1,17 0,13 1,04 9 1,07 0,12 0,95 10 1,11 0,11 1,0 11 1,12 0,11 1,01 Medelv 1,06 0,12 0,95 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 0,0 2,0 4,0 6,0 8,0 10,0 L a s t [k N ] Nedböjning [mm]

Konventionellt bjälklag före Lättballastbetong före Konventionellt bjälklag efter Lättballastbetong efter Bjälke h=220 Bjälke h=217

3.4

Mätningar i bjälklag i nyproducerade hus

Resultaten från mätningarna i de två husen i Riksten redovisas i figur 23-28

Mätningarna i de två husen i Riksten började 2008-04-22 vilket var ca 7 veckor efter det att husen rests på byggplatsen. Båda husen var under denna period tidvis uppvärmda. Detta medför att konstruktionsvirket som inledningsvis har 18 % fuktkvot har börjat torka och krympa något innan mätningarna startade. Denna uttorkning börjar normalt redan i husfabriken och fortsätter under hela byggprocessen förutsatt att virket inte har utsatts för fukt. Bjälklagen var även öppna för installationer från undersidan vilket ger en snabbare uttorkning av bjälkarna. En kontroll med elektrisk

fukt-kvotsmätare i samband med instrumenteringen med givare, visar att fuktkvoten i virket var ca 12 % i det konventionella bjälklaget och ca 14 % i bjälklaget med lättballastbetong. Skillnaden beror främst på att bjälkarna i bjälklaget som skulle gjutas med lättballastbetong var inplastade vilket har minskat uttorkningen.

Temperatur och relativ luftfuktighet

I figur 23 och 24 och redovisas temperaturen i de två bjälklagen. Av figurerna framgår att temperatu-ren i bjälklag och rumsluft varierar kraftigt under byggperioden fram till inflyttning i husen. Särskilt tydligt är detta i hus 2 med bjälklaget av lättballastbetong. Under en stor del av byggperioden har husen värmts upp enbart med en byggfläkt som bidragit till temperaturvariationerna. Under perioden förekommer även ett antal strömavbrott. Eftersom färdigställandet av husen blev framskjutet är denna period också längre än vanligt. I hus 1 med konventionellt bjälklag är temperaturen jämn under den första vintern jämfört med hus 1 vilket troligtvis beror på att det förekommit färre strömavbrott än hus 2. Inflyttning ägde rum 2009-06-24 och golvvärmen i våtrummet var påslagen från mitten av

september till i början av maj 2010. Under uppvärmningsperioden är temperaturvariationerna i det konventionella bjälklaget något större än i bjälklaget med lättballastbetong vilket främst beror på temperaturen hos golvvärmen har justerats vid ett flertal tillfällen. Temperaturen är även något högre i det konventionella bjälklaget och varierar inom intervallet 27-33° C. I hus 2 med bjälklag av

lättballastbetong ägde inflyttning rum 2009-05-27. Golvvärmen i badrummet sattes på i slutet av september vilket framgår av att avjämningsmassan har högst temperatur, se figur 24. Av figuren framgår också att temperaturen är jämn under uppvärmningsperioden och ligger över 25° C i bjälk-lagets tre mätpunkter.

Figur 23. Temperaturer i och ovanför konventionellt bjälklag i hus 1.

0 10 20 30 40 50 60

mar‐08 jul‐08 nov‐08 mar‐09 jul‐09 nov‐09 mar‐10 jul‐10 nov‐10

Te m p er at u r  [° C ]  Temp avjämningsmassa Temp bjälke Temp rum Riksten 2

Figur 24. Temperaturer i och ovanför bjälklag med lättballastbetong i hus 1. Den kortvariga temperaturökningen till ca 60°C i början av mätperioden beror på värmeutvecklingen när lättballastbetongen brinner.

Relativ luftfuktighet

Den relativa luftfuktigheten uppmätt i och ovanför de två bjälklagen visas i figur 25 och 26. I båda husen är den årstidsvisa svängningen i RF normal och överstämmer väl med tidigare mätresultat från hus i stockholmstrakten [1]. Dock förekommer kortvarigt förhöjda RF nivåer under dygnet i samband med att de boende duschar. Det finns en liten skillnad i RF mellan husen som beror på beteendet hos de boende, bland annat hur ofta och hur länge som duschen används. Detta resulterar i något högre RF i badrummet i hus 1 jämfört med hus 2. I hus 2 förekommer flera strömavbrott under byggperiodens första del som gör resultaten otydliga, se figur 26. Vid gjutningen av lättballastbetong och av-jämningsmassa är RF i dessa material ca 90 % efter ett dygn. Eftersom bjälklaget inte färdigställdes direkt har det kunnat torka ut under den första vintern. I början av mars 2009 återupptogs arbetet med att färdigställa huset. På våtrumsbjälklaget applicerades en fuktspärr och därefter ett klinkergolv. I samband detta arbete stiger RF i lättballastbetongen till ca 65 % på fyra dagar och är kvar på denna nivå fram till dess att golvvärmen sätts på i slutet av september. RF i lättballastbetongen är under samma period ca 50-55 %. Orsaken är sannolikt att givarens läge har justerats och att mätningen efter färdigställande av golvet sker i ett mer slutet utrymme inne i lättballastbetongen. När golvvärmen sätts på minskar RF till ca 43 %. Den relativa luftfuktigheten vid bjälken är kortvarigt förhöjd i samband med gjutningen och därefter ca 50 % fram tills dessa att uppvärmningsperioden börjar i september 2008. Efter inflyttning varierar RF i bjälken inom intervallet

32- 48%.

I hus 1 med det konventionella bjälklaget applicerades avjämningsmassan 2009-03-27. Under tiden fram till dess har givarna följt RF i inomhusluften, se figur 25. Efter inflyttning i huset varierar RF i bjälken inom intervallet 13- 50% . I avjämningsmassan sjunker RF från ca 73 % till ca 57 % vid tiden då golvvärmen sätts på. Därefter sjunker RF något snabbare till som lägst ca 10 %.

0 10 20 30 40 50 60

mar‐08 jul‐08 nov‐08 mar‐09 jul‐09 nov‐09 mar‐10 jul‐10 nov‐10

Te m p er at u r  [° C ]  Temp bjälke Temp EPS Temp avjämningsmassa Temp rum

Figur 25. RF i och ovanför konventionellt bjälklag i hus 1.

Figur 26. RF i och ovanför bjälklag med lättballastbetong i hus 2.

0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100

mar‐08 jul‐08 nov‐08 mar‐09 jul‐09 nov‐09 mar‐10 jul‐10 nov‐10

Rel at iv  lu ft fu kt ighe t  [% ] RF avjämningsmassa RF bjälke RF rum Hus 1 0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100

mar‐08 jul‐08 nov‐08 mar‐09 jul‐09 nov‐09 mar‐10 jul‐10 nov‐10

Re la ti v  lu ft fu kt ig h et  [% ] RF bjälke RF lättballastbetong RF avjämningsmassa RF rum Hus 2

Krympning/svällning

Förändringen i golvbjälkarnas höjder hos de två bjälklagen visas i figur 27 och 28. I figurerna gäller den uppmätta krympningen för den startfuktkvot som var aktuell vid instrumenteringen. För hus 1 gäller en startfuktkvot på ca 12 % och för hus 1 ca 15 %. Skillnaden i startfuktkvot beror till stor del på vilket klimat som de utsatts för innan instrumenteringen och hur länge de har exponerats för detta klimat. Bjälkarna kan bland annat torka under lagring, transport och byggnation. Den högre start-fuktkvoten hos hus 2 kan även bero på att bjälkarna har varit inplastade för gjutning under en längre tid. Figur 27 visar att krympningen i bjälklaget med lättballastbetong varierar mindre under det första året. Den minskade variationen beror främst på att det skapas ett mikroklimat närmast bjälkarna på grund av att de är inplastade. En tydlig ökning i krympningen sker först då golvvärmen sätts på september 2009. Detta beror främst på lägre RF och betydligt högre temperatur i bjälklaget under den andra vinterperioden. Den årliga variationen i krympning är som mest 2 mm vilket stämmer väl överens med tidigare mätningar [1]. Hos det konventionella bjälklaget varierar krympningen något mer första vintern än hos bjälklaget med lättballastbetong. Orsaken är främst att RF i bjälklaget bättre följer omgivningens RF men även att uppvärmningen av hus1 har fungerat bättre än i hus 2. Sprid-ningen i krympning beror till stor del på hur virket är sågat ur stocken. Bjälkar som är tagna nära märgen med stående årsringar krymper mindre än de som är tagna längre ut från centrum.

Figur 27. Krympning hos bjälkar i konventionellt bjälklag.

‐5 ‐4 ‐3 ‐2 ‐1 0 1 2 3 4 5

mar‐08 jul‐08 nov‐08 mar‐09 jul‐09 nov‐09 mar‐10 jul‐10 nov‐10

K ry m pni ng /s vä llni ng  [m m ] Bjälke 1 Bjälke 2 Bjälke 3 Riksten 2 Korrigera krympningen med 2,7 mm pg av  lägre startfuktkvot (12%)

Figur 28. Krympning hos bjälkar i bjälklag med lättballastbetong. ‐5 ‐4 ‐3 ‐2 ‐1 0 1 2 3 4 5

mar‐08 jul‐08 nov‐08 mar‐09 jul‐09 nov‐09 mar‐10 jul‐10 nov‐10

K ry m pni ng /s vä lln in g  [mm] Bjälke 1 Bjälke 2 Bjälke 3 Riksten 1 Korrigera  medelkrympningen med  1,4 mm pg av lägre  startfuktkvot !!!!

3.5

Erfarenheter från gjutning av lättballastbetong

I tabell 3 redovisas tidpunkten för olika faser vid gjutningen av lättballastbetong i träbjälklaget. Tidsåtgången från det att pumpningen påbörjas tills det att gjutningen är avslutad är ca 25 minuter.

Tabell 3. Tidpunkt för olika faser i vid gjutningen av lättballastbetong

Tid Aktivitet Kommentar

11:18 Entreprenören anländer till

byggarbetsplatsen i Riksten. Utrustning och material lastas ut.

11:32 Beredning av lättballastbetong sker utanför huset. Pumpningen av lättballast har precis påbörjats.

11:32 Lättballastbetongen börjar pumpas ut i bjälklaget på övervåningen.

11:36 Halva bjälklaget är utfyllt med lättballastbetong.

11:45 Golvbrunnens läge justeras.

11:51 Lättballastbetongen jämnas av med ett svärd.

11:57 Gjutningen med lättballastbetong är avslutad.

4

Rekommendationer

Nedan redovisas generella rekommendationer som förbättrar fuktsäkerheten för våtrums golv på träbjälklag. Rekommendationerna baseras på resultatet från detta projekt och fokuserar på åtgärder som minskar inverkan av fuktrelaterade rörelser samt förbättrar styvheten hos bjälklaget både lokalt och globalt. Dessa får ses som ett komplement till gällande branschregler för våtrum från

Byggkeramikrådet och GVK [8, 9]

Ett sätt att minska problemen med fuktrelaterade rörelser i träbjälklag är att använda torrare konstruktionsvirke. Om virke med 12 % fuktkvot används i bjälkarna halveras den initiala

krympningen hos bjälkarna jämfört med om fuktkvoten varit 18 %. För en bjälke med tvärsnittshöjden 220 mm motsvara det ca 4 mm. Ett alternativ är att använda andra produkter som LVL (Kerto), lättbalkar (Swelite) eller limträ som samtliga har lägre fuktrelaterade rörelser än konstruktionsvirke. Inverkan av den initiala krympningen hos bjälkarna kan även minskas om bjälklaget får möjlighet att torka ut innan lättballastbetong och avjämningsmassa appliceras. En lämplig fuktkvot hos bjälkarna är ca 10-12 %.

Vid gjutning med lättballastbetong skall alla synliga träytor hos bjälkar och blindbotten skyddas mot fukt med en plastfolie (polyetenfolie). Lämplig tjocklek hos plastfolien är 0,07–0,12 mm. En tunnare plastfolie är mer flexibel och lättare att applicera men är samtidigt känsligare för skador. Plastfolien bör därför skyddas om den måste beträdas i samband med andra arbeten innan gjutning. Skador och hål i plasten skall tejpas med tejp avsedd för plastfolie. Plastfolien monteras plant mot underlaget med tejp och häftklammers. Plastfolien monteras före installation av avloppsrör vilket förbättrar tätheten vid genomföringar.

Golvbrunnen skall fixeras i rätt nivå före gjutning d v s så att golvbrunnens fläns hamnar i nivå med underlaget för tätskiktet. Vid gjutning med lättballastbetong fixeras brunnen med träläkt som spikas mot bjälkarna. Läkten avlägsnas innan avjämningsmassan appliceras. I det konventionella

träbjälklaget skall kortlingar monteras mellan reglarna runt brunnen för att öka styvheten i golvet. Golvbrunnen skall monteras i en monteringsplatta som skruvas i trästommen. En utförlig beskrivning av viktiga detaljer som bör beaktas för ett fuktsäkert montage av golvbrunn i träbjälklag redovisas i [6].

Gjutning av lättballastbetong och avjämningsmassa skall alltid utföras enligt materialtillverkarnas rekommendationer. Rätt blandningsförhållande och rätt tjocklek viktiga parametrar för att erhålla bra funktion hos våtrumsgolvet. Lättballastbetong som gjuts mellan träbjälkar skall ha en tjocklek på minst 150 mm. Skydda alltid lättballastbetongen från alltför snabb uttorkning genom att täcka ytan med en plast.

Vid längre spännvidder bör bjälklag med lättballastbetong stöttas underifrån i samband med gjutningen för att minska risken för permanenta nedböjningar.

Använd avjämningsmassor som är kompatibla och godkända för det aktuella underlaget.

Avjämningsmassan skall alltid appliceras på rena och dammfria ytor för att få bra vidhäftning mot underlaget. Det är viktigt för att uppnå god samverkan vilket medför ökad styvhet hos bjälklaget. Hos det konventionella bjälklaget med spånskiva skall avjämningsmassan vid golvbrunn ha en tjocklek av minst 15 mm om golvet har elektrisk golvvärme. För golvet i övrigt skall tjockleken hos

avjämningsmassan vara minst 20 mm. Hos bjälklaget med lättballastbetong skall avjämningsmassan vid golvbrunn vara minst 20 mm tjock. Armeringsnät skall alltid användas, även i mindre badrum. Använd ett tätskiktsystem av folietyp med högt ånggenomgångsmotstånd. Använd endas produkter som är godkända av Byggkeramikrådet och GVK. Följ alltid monteringsanvisningarna för det aktuella tätskiktet.

5

Diskussion och slutsatser

Resultatet av projektet visar att det finns goda förutsättningar att åstadkomma ett styvt och stabilt våt-rumsbjälklag med bärande stomme av trä som underlag för keramiska plattor.

Mätningarna visar att träbjälklaget med lättballastbetong mellan bjälkarna har bättre styvhet både globalt och lokalt mellan bjälkarna än den konventionella lösningen med spånskiva och avjämnings-massa. Mätningarna visar också att styvheten reduceras efter den första vintern hos båda bjälklagen. Störst är reduktionen i det konventionella bjälklaget. Detta tyder på att samverkan mellan avjämnings-massa och spånskiva har försämrats vilket sannolikt beror på krympningen hos spånskivan. Bjälklaget med lättballastbetong är i princip en flytande konstruktion där samverkan mellan bjälkar och lätt-ballastbetong förhindras av plastfolien. En viss samverkan finns dock alltid i konstruktionen, dels på grund av ojämnheter i bjälkar, dels på grund av ”byrålådseffekt” och valvverkan tvärs bjälkarna i de gjutna facken. Reduktionen i styvhet efter vinterperioden beror på att bjälkarna har krympt vilket skapat utrymme för större rörelser. Den totala styvheten i längdled är främst beroende av styvheten hos de gjutna materialskikten.

Hos det konventionella bjälklaget har avjämningsmassan stor inverkan på den lokala styvheten i golvet mellan bjälkarna. Mätningarna visar att nedböjningen mellan bjälkarna minskar från ca 1,1 mm till ca 0,1 mm efter gjutning med 20 mm avjämningsmassa i kombination med armeringsnät. I bjälk-laget med lättballastbetong har avjämningsmassan ingen märkbar inverkan på den lokala styvheten. Den lokala styvheten är särskilt viktig vid golvbrunn där skador i träbjälklag ofta uppstår.

Gjutningen av lättballastbetong mellan reglarna har inte medfört ökat fuktinnehåll i bjälkarna. Plast-folien skyddar bjälkarna effektivt mot fukt och skapar ett mikroklimat där den relativa luftfuktigheten motsvarar klimatet vid den aktuella fuktkvoten hos bjälken. Mätningarna visar att den årliga varia-tionen i RF närmast bjälken minskar betydligt. Detta medför att de fuktrelaterade rörelserna hos bjälkarna reduceras. Mätningarna visar att krympningen hos bjälkarna varierar mindre i bjälklaget med lättballastbetong jämfört med det konventionella. Det finns dock en relativt stor spridning i resultaten vilket främst beror på virkesstyckenas krympningsegenskaper bland annat årsringarnas orientering i bjälkens tvärsnitt.

Hos bjälklagen i husen har en stor del av den initiala krympningen skett innan de instrumenterades och mätningen startades. Störst initial krympning har bjälkarna i det konventionella bjälklaget. I bjälklaget med lättballastbetong var bjälkarna inplastade en tid före instrumenteringen vilket förhindrade uttork-ningen. I båda husen uppmättes den största krympningen i bjälkarna under den första vintern då golv-värmen varit påslagen.

Den initiala krympningen hos bjälkarna är ogynnsam för våtrumsbjälklagen, särskilt för det konven-tionella bjälklaget där avjämningsmassan skall förhindra att dessa rörelser då ytskiktet består av keramiska plattor. Bjälklaget med lättballastbetong är en flytande konstruktion som är mindre känslig för bjälkarnas individuella rörelser. Den initiala krympningen hos bjälkarna kan minskas till hälften om konstruktionsvirke med 12 % fuktkvot används. Det är också fördelaktigt att låta bjälkarna torka ut under byggfasen så att fuktkvoten blir ca 10-12 % innan gjutningsarbetet påbörjas. Alternativt kan andra produkter som LVL och limträ med mindre fuktrelaterade rörelser användas.

I bjälklag med lättballastbetong bör tätskiktet på ovansidan ha ett högre ånggenomgångsmotstånd än plastfolien som skyddar bjälkar och blindbotten. Detta för att möjliggöra en uttorkning nedåt eller via träbjälkarna. Detta är särskilt viktigt om det finns en tydlig temperaturgradient över bjälklaget till exempel vid kryprumsbjälklag eller i randzonen intill ytterväggar. Alternativt kan plastfolien mot blindbotten bytas ut mot en s k ångbroms som tillåter en viss diffusion nedåt genom bjälklagets under-sida. Bjälkar skall som tidigare skyddas med en plastfolie. Mätningarna i huset under den inledande bruksfasen tyder inte på att RF har ökat i avjämningsmassa och lättballastbetong.

Projektet har visat träbjälklag i kombination med lättballastbetong medför ett styvt och stabilt under-lag för våtrumsgolv med keramiska plattor. Konstruktionen har hög lokal styvhet då den utsätts för punktlaster och dess globala styvhet är likvärdig eller något högre än det konventionella våtrumsbjälk-laget med avjämningsmassa på spånskiva. För keramiska plattor är det främst den lokala styvheten i underlaget som är viktig. Med hög lokal styvhet uppstår inga vinkeländringar i underlaget som kan skada tätskikt och plattor. Lättballastbetongen medför även en enkel och fuktsäker infästning av golvbrunn där hög styvhet runt golvbrunnen kan uppnås utan särskilda förstärkningsåtgärder vilket minskar risken för utförandefel. Produktionen av våtrumsbjälklag med lättballast är rationell och fungerar både vid nybyggnation och vid renovering av äldre träbjälklag till exempel efter vatten-skador. Normalt krävs inga förstärkningar i mindre våtrum. Vid stora spännvidder måste bärande stomme kontrolleras för lastökningen och nedböjningen under bruksfasen.

6

Referenser

[1] Rosenkilde, A., S. Ormarsson, J. Norén, H. Ödeen, M. Fogelberg, C-J. Johansson. 2006. Fuktrelaterade deformationer i träbjälklag. SP RAPPORT 2006:61

[2] Esping, B. J-G Salin och P. Brander. 2005. Fukt i trä för byggindustrin. SP INFO 2005:24 [3] Östberg, J. Stabila bjälklag för säkra våtrum. Innovativ kombination av trä och EPSCement,

Examensarbete vid Högskolan i Gävle, 2006. SP RAPPORT2006:35

[4] Carstenius, C. Bjälklagskonstruktioner för fuktsäkra våtrum. Examensarbete vid KTH. SP RAPPORT2007:28

[5] Norén, J. Fuktsäkra träbjälklag för våtrum. Bygg&teknik nr 2. 2008.

[6] Jansson, A. 2010. Våtrumsgolv med keramiska plattor på träbjälklag. SP RAPPORT 2010:05 [7] SBUF Informationsblad 03:09

[8] Byggkeramikrådets branschregler för våtrum, BBV 10:1. Februari 2010 [9] Säkra Våtrum – GVKs Branschregler för tätskikt i våtrum. Juni 2009

[10] SSEN 1195:1997. Träkonstruktioner – Golv på reglar – Provning med statisk och dynamisk punktlast

SP Sveriges Tekniska Forskningsinstitut

Box 857, 501 15 BORÅS

Telefon: 010-516 50 00, Telefax: 033-13 55 02 E-post: info@sp.se, Internet: www.sp.se www.sp.se

SP Trätek

SP Rapport 2010:84 ISBN 978-91-86622-31-2 ISSN 0284-5172

Mer information om SP:s publikationer: www.sp.se/publ

SP Sveriges Tekniska Forskningsinstitut

Vi arbetar med innovation och värdeskapande teknikutveckling. Genom att vi har Sveriges bredaste och mest kvalificerade resurser för teknisk utvärdering, mätteknik, forskning och utveckling har vi stor betydelse för näringslivets konkurrenskraft och hållbara utveckling. Vår forskning sker i nära samarbete med universitet och högskolor och bland våra cirka 9000 kunder finns allt från nytänkande småföretag till internationella koncerner.