Hem Fråga Experten Fråga Experten: Hur stelnar betongen?

Fråga Experten: Hur stelnar betongen?

Fråga Tidskriften Betongs experter

Stelnar betong först på ytan och sedan fortsätter processen inåt? Eller stelnar hela klumpen både på ytan och inne i klumpen samtidigt? En person sa till mig att betongen är stel på ytan men inne är det fortfarande löst. Då menade han att det är efter en dag.
/Alexander

Betong och andra cementbaserade material (bruk, spackel, fix m.m.) får sin hållfasthet av den kemiska reaktionen mellan vatten och cement. Det är ett tvåkomponentssystem, likt epoxilim, kaustiksoda i avloppet, kemisk vulkan (bakpulver med ättika) m.m. Cementet definieras som en hydraul, vilket innebär att det reagerar med vatten (och inte med luften).

I cementbaserade material använder man också flygaska samt slagg och silika, vika definieras som latent hydraul respektive puzzolan, och behöver en aktivator för att komma igång och reagera med vattnet.

Cementet och alternativa bindemedel (flygaska, silika och slagg) har en slags inbyggd energi, något det får från tillverkningen där man tillför energi (hög temperatur). Denna energi frigörs sedan när det reagerar med vatten, i form av att det blir varmt.

Lägger man handen på en betong några timmar efter gjutning, kan man känna att den har ökat i temperatur. Som de flesta kemiska reaktioner, blir det alltså varmt men reaktionshastigheten i sig är också temperaturberoende. Dvs när det är varmt går reaktionerna snabbare, och när det är kalt går de långsamt eller avstannar helt.

Har man en tjock klump med betong kan den bli ganska varm, vilket kan bli problematiskt i de fall när temperaturen kommer över ca 70 grader där det kan resultera i så kallad “försenad ettringit”. Det gör att man ibland kan behöva gjuta in kylslingor i massiva konstruktioner för att få ner temperaturutvecklingen. Å andra sidan, när betongen kommer ner i ca minus 10 grader kommer det kemiska reaktionerna avstanna helt.

Hur snabbt betongen hårdnar ges av faktorer som vatten-cement-talet (vct), cement typ, cementhalt, alternativa bindemedel, tillsatsmedel, osv. Men den viktigaste faktorn för hur snabbt den får sin hållfasthet är betongtemperaturen. Och då ytan ofta är lite kallare (kyls av omgivande luften), går det lite snabbare i konstruktionens mitt där det är varmare. Och den värmen som då genereras kommer påskynda reaktionerna ytterligare, en slags kedjereaktion.

För att få koll på temperatur- och hållfasthetsutveckling, kan man ibland behöva göra en prognos för att avgöra vilka åtgärder som behöver göras, när formen kan rivas, osv. För detta finns bra beräkningsprogram som exempelvis Hett11 och PPB, vilka kan laddas ner gratis.

I konstruktionen kan man sedan gjuta in temperaturgivare för att övervaka utvecklingen på utvalda ställen, och med hjälp av tendenskurvor kan man “översätta” temperaturen till en hållfasthet för betongen.

När man då monterar en temperaturgivare brukar man sätta den i “kritisk punkt”, vilket kan vara där det är som kallast eller där hållfastheten är mest kritisk (ex längst ner i en vägg).

Skulle man isolera formen ordentligt och lägga på en högvärdig täckning, kommer betongens temperatur bli ganska jämn över hela tvärsnittet och så även hållfasthetstillväxten. Detta görs bl.a. vintertid för att inre riskera tidig frysning, men också i tjockare konstruktioner för att inte få problem med temperatursprickor av att temperaturskillnaden mellan ytan och mitten blir stor.

Så för att svara på din fråga, så stelnar (hållfasthet) snabbats där det är som varmast i “klumpen”. Det går alltså snabbast i mitten där det kan bli varmast, eller andra ställen där det kan bli varmt som exempelvis i nedre delen av en platta på mark med underliggande isolering. Skulle solen ligga på, kan ytan också bli ganska varm och då hårdna snabbare där.

För att inte få problem med plastiska krympsprickor och försämrad ythållfasthet/beständighet, bör man skydda betongen från uttorkning direkt efter avlutad gjutning. Speciellt viktigt är det i varmt, soligt, torrt och/eller blåsigt väder.

Utan detta skydd kan uttorkningen också göra att ytan upplevs som att den hårdnar, men detta är bara en effekt av att den torkar ut (likt lera, sand m.m) och är inte önskvärt.

Oskar Esping, tekn. dr. Thomas Betong och Thomas Concrete Group