Betong

Fra Wikipedia, den frie encyklopedi

Betong er et byggemateriale som lages ved å blande sement og vann med sand, stein og tilsetningsstoffer. Sementen reagerer kjemisk med vannet, prosessen kalles hydratisering, og resultatet blir betong. Betong er et allsidig materiale og er et av de mest brukte byggematerialene i verden i vår tid. Bare fantasien setter grenser for betongens formbarhet. Betong kan støpes i faste former eller den kan støpes med glidende forskaling som ved støping av broer og tårn. Riktig produsert og ved normal bruk har betong lang levetid og stor styrke. Et moderne samfunn er avhengig av betong som byggemateriale til bygging av f.eks. bygninger, industrianlegg, broer, tunneler, kaier, flyplasser, dammer og oljeplattformer.

Innhold 1 Materialet 1.1 Bestanddeler 1.2 Materialegenskaper 1.3 Spesialbetong 1.4 Nedbryting 2 Bruksområder 3 Kjente byggverk i betong 4 Helse og miljø 4.1 Helseskader 4.2 Klimagasser 5 Historie 5.1 Tidlig betonghistorie 5.2 Moderne betonghistorie 5.3 Norsk betonghistorie 6 Faguttrykk 7 Litteratur 8 Eksterne lenker 8.1 Forskning og utvikling 8.2 Sertifisering og godkjenning 8.3 Foreninger 8.4 Produsenter 8.5 Betonghistorie

[rediger] Materialet

Læren om materialet betong kalles betongteknologi.

Betong består av vann, sement, tilslag og tilsetninger. Blandingen av vann og sement kalles sementlim eller sementpasta. Tilslaget, som er et samleord for sand, stein og pukk, blir blandet sammen med sementpastaen. Vanligvis, men ikke alltid, blander man også i tilsetningsstoffer. Det er stoffer som utgjør en relativt liten andel målt i vekt og volum, men som har stor innvirkning på hvilke egenskaper betongen vil få.

Betong er et mer eller mindre flytende materiale rett etter blanding, og er derfor lett å forme. Men etterhvert som hydratiseringen pågår gjennomgår betongen en herdeprosess og blir et fast materiale. Utstøping og bearbeiding må foregå i løpet av få timer etter blanding, mens betongen fremdeles er mulig å bearbeide.

Til en kubikkmeter vanlig betong vil det normalt gå med 140 - 190 liter vann, 300 - 350 kg sement, 950 kg sand og 900 kg stein/pukk, tilsammen ca 2300 kg. Ved å endre blandeforholdet mellom vann, sement, tilslag og tilsetninger kan man styre egenskapene til betongen, og til en viss grad lage betong som har de egenskapene man ønsker at den skal ha.

Betong produseres i flere forskjellige kvaliteter. Det er først og fremst styrke og bestandighet som skiller kvalitetene fra hverandre. Hvis man sammenligner de betongkvalitetene som brukes mest (B20, B25, B30, B35 og B45), kan man grovt sett si at den beste (B45) er 2-3 ganger sterkere enn den dårligste (B20). Forskjellen i levetid vil være omtrent den samme, dvs 2-3 ganger, men her kan det være større forskjeller. Levetiden er også sterkt avhengig av hvilke omgivelser betongkonstruksjonen står i, f.eks. om den står i tørre og frostfrie omgivelser innendørs, eller om den er utsatt for frost, vann og veisalter utendørs.

Som regel blir betongkonstruksjoner armert. Det vil si at det støpes inn armeringsstenger av stål i betongen. Årsaken er at betong er et sprøtt materiale som lett sprekker opp når det utsettes for strekkrefter. Da er det armeringen som holder den sammen. Betong og armering fungerer sammen som et komposittmateriale - armert betong - der betongen bærer trykkreftene og armeringen strekkreftene. Enkelte konstruksjoner armeres ikke, rett og slett fordi de utformes slik at de kun blir utsatt for trykkrefter. Et godt eksempel er gravitasjonsdammer, som er demninger som utformes slik at vanntrykket i kombinasjon med egenvekten til dammen sørger for at betongen alltid vil stå under trykk.

[rediger] Bestanddeler

Sementen er bindemidlet i betongen. Den blir produsert av kalkstein, iblandet forskjellige tilsatskomponenter, malt til pulver og brent. Etter brenningen blir den tilsatt gips, malt på nytt, og tilsatt jernsulfat. Det blir produsert flere typer sement, som alle har forskjellige egenskaper mht rask eller langsom herding, og høy eller lav styrke.

Tilslaget, sand og stein, utgjør mesteparten av betongvolumet (60-70 %). Ulike sammensetninger av bestanddelene vil gi betong med ulike egenskaper. For å gi best mulig betongkvalitet bør tilslaget være velgradert. Det vil si at det bør være sammensatt av alle steinstørrelsene opp til en gitt maksimumstørrelse, slik at det ikke blir store hulrom som opptar mye sementpasta.

Brukere av betong vil helst prøve å oppnå alle betongens gode egenskaper, og samtidig unngå de mindre gode. For å klare det i størst mulig grad er man avhengig av å bruke tilsetningsstoffer. Begrepet «tilsetningsstoffer» er definert i Norsk Standard NS-EN 206-1 som «Materiale som tilsettes under blanding i små mengder i forhold til sementmengden for å endre egenskapene til fersk eller herdnet betong.» Det finnes mange forskjellige tilsetningsstoffer som påvirker betongen på forskjellig måte. Tilsetningsstoffene deles inn i klasser etter hvilken funksjon de har:

• A - akselererende (gjør at betongen herder raskere)
• P - vannreduserende, eller plastiserende (gjør at vi kan bruke mindre vann i betongen)
• R - retarderende (gjør at betongen herder langsommere)
• I - injiserende (øker flyteevnen til betongen)
• L - luftinnførende (øker luftinnholdet i betongen)

I tillegg finnes det andre stoffer for helt spesielle formål.

Betongen har stor trykkstyrke, men liten strekkstyrke. For at en betongkonstruksjon skal kunne tåle strekkpåkjenninger må den armeres. Det er to armeringsprinsipper som benyttes: slakkarmering og spennarmering. Forskjellen er at ved spennarmering settes armeringen under spenning ved at den strekkes. Dette medfører at armeringen overfører krefter til betongen og trykker betongen sammen. Slakkarmering er tradisjonelle armeringsstenger som ligger innstøpt i betongkonstruksjonen. Både spennarmering og slakkarmering lages av stål. Nye armeringsprodukter, blant annet basert på karbonfiber, er under utvikling men ennå ikke kommersielt konkurransedyktig med stål.

Slakkarmerte konstruksjoner kan utføres med fiberarmering istedet for stangarmering. Fiberarmering er fibre av ståltråd eller polypropylen. De er typisk ca 5 cm lange, har forankringer i begge ender, og blandes inn i betongen på blandeverket. Fiberarmering blir mest benyttet i sprøytebetong. Fiberarmert betong kan oppnå stor seighet.

[rediger] Materialegenskaper

Betong lages i mange forskjellige kvaliteter. Norsk Standard NS-EN 206-1 klassifiserer betong etter de to viktigste egenskapene til materialet: fasthet og bestandighet.

• Fasthetsklassene for normalbetong og tungbetong er B10, B20, B25, B30, B35, B45, B55, B65, B75, B85 og B95. Fasthetsklassene for lettbetong er LB12, LB20, LB25, LB30, LB35, LB45, LB55, LB65 og LB75. Tallet angir trykkfastheten i MPa, og trykkfastheten er høyere jo større tallet er.
• Bestandighetsklassene er M90, M60, M45, MF45, M40 og MF40. Tallet angir vanninnholdet i betongen, og bestandigheten er høyere jo lavere tallet (vanninnholdet) er. F-en står for frostsikker.

Andre egenskaper som bør nevnes er stivhet, vanntetthet og evne til brannmotstand.

Når vi snakker om betongens fasthet mener vi trykkfasthet. Med trykkfasthet menes det maksimale trykket betongen kan utsettes for uten å gå til brudd. Trykket måles i megapascal MPa. De mest brukte fasthetsklassene er B20-B45.

Uopprisset betong har også en viss strekkfasthet, dvs at betong kan overføre strekkrefter. Men strekkfastheten er betydelig mindre enn trykkfastheten, inntil ca 10%. I de fleste tilfeller ønsker vi å utnytte betongens store trykkfasthet på en økonomisk fornuftig måte. Skal vi gjøre det så vil det nesten alltid bli områder i betongkonstruksjonen der strekkspenningene blir større enn betongens strekkfasthet. Det mest vanlige stedet hvor det vil opptre så store strekkspenninger i en betongkonstruksjon er på undersiden av en bjelke, eller et dekke. For å forsterke betongen blir slike områder av konstruksjonen armert. Vanlig armering, som er laget av stål, har en strekkfasthet på minimum 500 MPa, noe som er mer enn 200 ganger høyere enn betongens strekkfasthet.

Det er betongens trykkfasthet som bestemmer hvor store dimensjoner en betongkonstruksjon må ha for å klare de lastene den skal bære. Desto større trykkfasthet betongen har, desto mindre dimensjoner trenger konstruksjonen å ha.

Betongens stivhet, eller elastisitetsmodul, er sterkt avhengig av fastheten. Det er derfor ikke nødvendig å klassifisere betong etter stivhet. Stivheten avgjør hvor store deformasjoner en konstruksjon vil få når den påsettes en last. Desto større stivhet betongen har, desto mindre deformasjoner vil konstruksjonen få.

Betongens bestandighetsegenskaper forteller noe om hvor godt egnet betongen er til å motstå ytre påkjenninger over tid. Betong som blir utsatt for vær og vind vil med tiden brytes ned. Når betongen produseres er det viktig å være klar over hva slags miljø den kommer til å stå i. Da kan man lage betong med de egenskapene den trenger for å få en tilstrekkelig lang levetid i det miljøet. Eksempler på forskjellige miljøer er:

• tørt og frostfritt innendørs
• fuktig, vått og samtidig utsatt for vekselvis fryse- og tineperioder
• utsatt for sjøsprøyt, veisalter eller kjemikalier

Betong som er utsatt for sjøvann eller veisalter, som f.eks kaier og broer, trenger helt andre bestandighetsegenskaper enn en innendørs betongvegg som aldri utsettes for verken vann, salt, kjemikalier eller frost.

Trykkfasthet, stivhet og bestandighet er tre forskjellige egenskaper.

• Trykkfastheten bestemmer hvor store laster en betongkonstruksjon med gitte dimensjoner kan bære.
• Stivheten bestemmer hvor store deformasjoner en betongkonstruksjon med gitte dimensjoner vil få.
• Bestandighetsegenskapene bestemmer hvor lang levetid en betongkonstruksjon i et gitt miljø vil få.

Materialteknisk er sammenhengen mellom dem er så sterk at vi ikke klarer å lage en betong der en av egenskapene er svært god samtidig som at de to andre er mindre gode - eller motsatt.

På grunn av at hydratiseringen mellom vann og sement pågår i lang tid etter utstøping vil betongen få bedre egenskaper etterhvert som tiden går inntil et visst punkt da hydratiseringen stopper opp. Etter 28 døgn vil trykkfastheten normalt være ca 80-90 % av ferdig trykkfasthet.

[rediger] Spesialbetong

Vanlig betong, som på fagspråket kalles normalbetong, har en densitet på 2000-2600 kg/m³. Ved å bruke tilslag som er lettere enn sand og stein, som f.eks ekspandert leire (Leca), pimpstein eller skumplastperler, kan man lage lettbetong. Densiteten blir vanligvis under 1800 kg/m³, og kan bli laget helt ned mot ca 300 kg/m³. På grunn av at den er mer porøs har lettbetong lavere trykkfasthet enn normalbetong, men den har til gjengjeld bedre varmeisolerende egenskaper. Lettbetong er spesielt interessant å bruke der det er nødvendig å spare vekt, f.eks ved dårlige grunnforhold.

Tungbetong blir laget ved å bruke tunge tilslagsmaterialer som magnetitt eller barytt og kan få en densitet på opp mot 5600 kg/m³, som er over det dobbelte av normalbetong. Eksempler på bruksområder for tungbetong er som motvekter på kraner, ballast i skip, og beskyttelse mot radioaktiv stråling.

SKB, eller selvkomprimerende betong, er betong som er tilsatt superplastiserende stoffer og derfor har spesielt gode flyteegenskaper. For å få vanlig betong til å fylle formen helt under utstøping må den normalt vibreres slik at luftlommene drives opp til overflaten. Det gjøres ved å stikke en vibrator ned i den ferske betongen og trekke langsomt opp slik at luften trekkes med opp og ut av betongen. Selvkomprimerende betong letter støpearbeidet betydelig fordi SKB er så tyntflytende at det ikke er nødvendig å vibrere. Det er spesielt fordelaktig i slanke konstruksjoner, der armeringen ligger tett, og der det er overforskaling som gjør det vanskelig å komme til med vibrator. En ulempe med SKB er at forskalingen må lages tettere enn ved bruk av vanlig betong.

Betong som blir sprøytet på en annen overflate, vanligvis fjell eller gammel herdet betong, ved hjelp av trykkluft kalles sprøytebetong. I dag er det to metoder for sprøytebetong i bruk, tørrsprøyting og våtsprøyting. Ved tørrsprøyting blir tørrstoffene sement og tilslag ført fram til munnstykket der vann blir tilsatt. Ved våtsprøyting blir betongen blandet før den føres fram til munnstykket. Sprøytebetong blir ofte armert med fiberarmering. Et av anvendelsesområdene til sprøytebetong er fjellsikring. Et lag sprøytebetong, typisk ca 70-100mm tykt, kan brukes i kombinasjon med fjellbolter for å sikre at løse steiner ikke faller ut fra vertikale utsprengte fjellskjæringer eller fra tak i tunneler. Et annet bruksområde er betongrehabilitering. Da blir skadet betong fjernet, armeringen frilagt, overflaten rengjort, og ny betong blir sprøytet på for å beskytte armeringen og gjenoppbygge betongkonstruksjonen.

[rediger] Nedbryting

Mange anser betongkonstruksjoner for å være vedlikeholdsfrie og tilnærmet evigvarende. Slik er det ikke. Betong vil brytes ned med tiden akkurat som andre materialer. Moderne betongkonstruksjoner av god kvalitet kan man forvente at vil stå i 50-200 år uten å behøve vedlikehold av betydning. Men hvis man har bygget med en betongkvalitet som er uegnet i det miljøet konstruksjonen står, eller har gitt konstruksjonen en uheldig utforming, kan den være moden for omfattende vedlikehold eller riving allerede etter bare 20-30 år.

Nedbryting av armert betong skjer enten ved at betongen brytes ned, armeringen korroderer, eller ved en kombinasjon. Betong brytes ned hvis den blir utsatt for påkjenninger den ikke er laget for å motstå. Det kan være mekaniske påkjenninger, frost eller kjemiske reaksjoner med stoffer som kommer i kontakt med betongen. Hvis armeringen begynner å ruste skyldes dette nesten alltid enten karbonatisering eller kloridinntrengning.

Armeringen ligger beskyttet inne i betongen. Denne beskyttelsen virker av to grunner. Den ene grunnen er at betongen i stor grad hindrer vann å komme inn til armeringen. Den andre grunnen er at betong er svært basisk, har en pH-verdi på 11-13, og derfor danner en beskyttende oksidfilm på ståloverflaten. Betongen herder ved at vann og sement reagerer kjemisk. Noen av reaksjonsproduktene fra herdeprosessen har den negative egenskapen at de reagerer med CO₂ i luften og senker pH-verdien i betongen. Dette kalles karbonatisering. Hvis pH-nivået i betongen synker til under 9,5 vil oksidfilmen forsvinne. Det sjiktet der betongen har pH-verdi på 9,5 kalles karbonatiseringsfronten. Karbonatiseringen starter ytterst i betongoverflaten, der betongen først kommer i kontakt med CO₂, og karbonatiseringsfronten jobber seg innover i betongen med en hastighet på noen millimeter pr tiår. Karbonatiseringsfronten når etterhvert fram til armeringen, som normalt ligger 25-60mm innenfor betongoverflaten. Da forsvinner oksidfilmen fra overflaten av stålet, og risikoen for rustangrep på armeringen øker betydelig.

Betong kan inneholde klorider når den blir produsert. Det skjer hvis den blir tilsatt sjøvann eller kloridinnholdig tilslag, noe som vil være veldig uheldig. Klorider kan også bli tilført den herdede betongen senere, f.eks. hvis den utsettes for sjøvann eller veisalt. Hvis en tilstrekkelig mengde klorider trenger inn til armeringen, og det er tilgang på vann og oksygen, vil det nesten alltid resultere i rustangrep på armeringen. Hva som er kritisk kloridinnhold varierer fra betongkonstruksjon til betongkonstruksjon.

Betongen kan brytes ned på grunn av frostskader. Fritt vann i betongens porer vil kunne fryse og medføre strekkspenninger i betongen med påfølgende skader. Det er kun for porøse betonger, f.eks. i bestandighetsklasse M90 (høyt v/c forhold), at deler av det frie vannet fysisk fryser til is. I de fleste betongkvaliteter er det andre effekter, som osmose, som påfører betongen strekkspenninger. En betong som står tørt er ikke utsatt for nedbryting på grunn av fryse- og tinesykluser, mens en betong som er utsatt for saltholdig vann er meget utsatt for denne typen nedbryting. Et godt eksempel på utsatte konstruksjoner er veirekkverk av betong.

Mekanisk nedbryting av betong vil forekomme i tilfeller der betongen er utsatt for stor slitasje. Et godt eksempel er veidekker av betong som utsettes for piggdekk. Konstruksjoner kan også fra tid til annen bli utsatt for større laster enn de er dimensjonert for å bære. Det vil i beste fall føre til oppsprekking og en begynnende nedbryting av betongen, i verste fall til at konstruksjonen kollapser.

Kjemisk nedbryting av betong er en fellesbetegnelse for nedbrytingsmekanismer der kjemiske reaksjoner mellom betongen og et fremmed stoff reduserer betongens levetid. Det kan enten være reaksjoner som oppløser bindemidlet i betongen, eller det kan være reaksjoner som gir et reaksjonsprodukt med større volum og dermed virker sprengende på betongen. Syreangrep havner i den første kategorien, og løser opp sementlimet. Sulfater og nitrater reagerer med stoffer i sementen og danner forbindelser som binder vann og sveller.

[rediger] Bruksområder

Plasstøpt betong i bygg- og anlegg er et svært viktig bruksområde for betong. Plasstøpt betong vil si betong som blir fylt i formen og herder på byggeplassen. Det har til nå vært den mest vanlige måten å bygge i betong på, og blir brukt til f.eks. å bygge:

• hus som skoler, sykehus, fengsler, kontor- og boligblokker
• industrianlegg, fabrikker og fabrikkpiper
• samferdselsanlegg som kaier, flyplasser, vei- og jernbanebroer, kulverter og tunneler
• dammer, oljeplattformer, kjernekraftverk

Betongeventyret i Nordsjøen startet med Ekofisk-tanken i 1973. Deretter har det blitt bygget en lang rekke betongplattformer, både i Nordsjøen og andre steder i verden. Det foreløpige høydepunktet for betongplattformene er Troll A-plattformen som er 472m høy og ble installert på 303 meters havdybde i 1995. Så sent som i 2005 ble det bygget to betongplattformer på Sakhalin i Østsibir i Russland.

En byggemetode som har blitt mer og mer vanlig å bruke de siste årene er «prefab». Det vil si at betongkonstruksjoner blir produsert som elementer på en fabrikk og deretter fraktet ut til byggeplassen for montering. I Norge startet vi med prefabrikkering av betong på begynnelsen av 1950-tallet. Det å prefabrikkere betongelementer framfor å plasstøpe kan ha flere fordeler. Betongelementene kan produseres inne i industrihaller. Der kan man holde en optimal temperatur og er beskyttet mot vær og vind i herdefasen, noe som gjør det lettere å styre kvaliteten på det ferdige produktet. Elementene kan produseres før byggeplassen er klar for bygging, eller samtidig med at grunnarbeidene pågår, og på den måten kan man redusere byggetiden. Prefabrikkerte betongelementer blir ofte spennarmert slik at man kan oppnå slanke elementer.

Betongvarer er småartikler av betong som blir produsert industrielt, ofte for lager, og deretter transportert enten til en forhandler eller til byggeplassen for montering. Betongvarer produseres både med og uten armering. For å få til en rasjonell produksjon av elementer og betongvarer må forskalingen kunne fjernes umiddelbart etter utstøping uten at betongen mister sin form. Det stiller store krav til sammensetningen av betongen, og særlig til vanninnholdet. Eksempler på betongvarer er:

• kommunalvarer som rør og kummer
• jernbanesviller
• heller og belegningsstein
• støttemurselementer
• takstein

Betong har også blitt brukt til bygging av båtskrog. De første betongbåtene ble bygget på midten av 1800-tallet, den første av franskmannen Joseph Louis Lambot i 1848. Dette var betongkonstruksjoner som ble armert med et finmasket nett av ståltråd. De fleste betongbåtene ble bygget i perioder med knapphet på stål, og interessen for betongbåter var på topp i tiden rundt første verdenskrig. Det ble også bygget flere betongbåter i Norge, for det meste mindre prammer og lektere. I 1918 ble det bygget en 1000-tonner ved verftet i Moss.

Etterhvert som lettbetongen har blitt utviklet har det blitt vist ny interesse for å bruke betong i båtbygging. Siden 2001 har Det Norske Veritas og Aker Yards jobbet med å utvikle en ny type betongskrog. Dette skroget, som er bygget opp som en sandwich-konstruksjon av stålplater på innsiden og utsiden fylt med lettbetong i mellom, er ennå ikke satt i kommersiell produksjon.

[rediger] Kjente byggverk i betong

• Troll A-plattformen - Condeep-plattformen
• Svinesundsbroen - Saltstraumen bru - Grenlandsbrua
• Nationaltheatret stasjon
• Operahuset i Sydney - Grieghallen
• Holmenkollbakken - Lysgårdsbakkene
• Berlinmuren
• Israelmuren
• Colosseum - Pantheon

[rediger] Helse og miljø

Betong som er et av verdens mest brukte byggematerialer har konsekvenser for samfunnet, også noen negative. Sementproduksjon er svært energikrevende og fører til utslipp av store mengder CO₂, ca 5% av de totale CO₂-utslippene på verdensbasis. Betong kan også være helseskadelig. Personer som kommer mye i kontakt med fersk betong risikerer å pådra seg etseskader, eksem eller kromallergi. Omtrent 10% av alle som jobber med fersk betong til daglig rammes av dette i større eller mindre grad.

[rediger] Helseskader

Sementpastaen, blandingen av vann og sement, har en pH-verdi på 11-13. Det er meget høyt og vil forårsake irritasjon og etseskader i kontakt med hud og slimhinner. Sement inneholder også vannløselige kromsalter som kan forårsake kromallergi. All sement som selges i Norge er dekromatisert, og skal ikke inneholde mer enn 2 mg krom pr kilo sement. Dekromatiseringen blir gjort ved å tilsette jernsulfat i sementmalingen under produksjonen. Sementen blir dekromatisert for å redusere faren for at personer som er mye i kontakt med sement skal utvikle kromallergi.

Den etsende og irriterende effekten av våt sement reduseres ikke av at krominnholdet reduseres. Man skal derfor alltid bruke verneutstyr som hansker, briller, tette støvler og ikke sugende knebeskyttelse når man jobber med fersk betong. Når en arbeider med sement, f.eks. ved blanding av betong, skal en også benytte ansiktsmaske for å hindre sement i å komme i kontakt med slimhinner og lunger.

[rediger] Klimagasser

Det er først og fremst de store utslippene av CO₂ under fremstilling av sement som gjør at betong har negative miljøkonsekvenser av betydning. På global basis slippes det ut ca ett tonn CO₂ for hvert tonn sement som produseres, eller ca 300 kg CO₂ for hver m³ betong. Omtrent halvparten av dette kommer fra spalting av kalkstein under oppvarming (prosessutslipp), den andre halvparten kommer fra bruk av fossile brensel (forbrenningsutslipp). Dette utgjør tilsammen ca 5% av de totale CO₂-utslippene i verden. Her er det viktig å være klar over at den prosessen som slipper ut CO₂ ved spalting av kalkstein delvis reverseres når betongen over tid karbonatiseres. Under karbonatiseringen reagerer stoffer i betongen med CO₂ i luften, og betongen binder på den måten 5-20% av den CO₂-en som ble sluppet ut under sementproduksjonen. Utslippene fra sementproduksjonen i Norge er vesentlig lavere enn de globale gjennomsnittstallene. I Norge slippes det ut ca 45 millioner tonn CO₂ årlig (2004), og omtrent 1% av dette kommer fra norges to sementfabrikker som tilsammen slipper ut 450 000 tonn CO₂ pr år.

Både i Norge og internasjonalt forskes det på hvordan man kan redusere CO₂-utslippene. En mulighet er å bruke energikilder som slipper ut mindre CO₂ enn de man bruker i dag. Store deler av energien som brukes til sementproduksjon hentes i dag fra kullkraft. En annen mulighet er å finne metoder som gjør at vi klarer oss med mindre sementmengde i betongblandingen. Det jobbes både med å utvikle tilsetningsstoffer man kan blande i betongen, og med å finne metoder for å male sementen finere slik at hydratiseringen blir mer effektiv. Begge deler vil føre til at sementforbruket per kubikkmeter betong kan reduseres.

[rediger] Historie

[rediger] Tidlig betonghistorie

«Det finnes et pulver - Genus pulveris - som av natur lager fantastiske ting. Når det blandes med kalk og stein, og tilsettes vann, vil det herde og bli solid. Det gir ikke bare vanlige bygninger stor styrke, men også murer som bygges i havet blir så sterke at selv ikke bølger og strøm klarer å ødelegge dem.» Sitat av Vitruvius

Det eldste funnet av et sementlignende bindemiddel er gjort ved bredden av elven Donau. Hyttegulvet som ble funnet er 25 cm tykt og laget av kalksement. Funnet er datert til ca år 5600 f.Kr. Fra antikkens tid har vi flere eksempler på at man behersket kunsten å lage «kunstig stein». Assyrerne brukte leire og bitumen i sine byggeprosjekter. Egypterne brukte gips og kalk da de bygde pyramidene. Grekerne brente kalk, og romerne framstilte pozzolan-sementer fra knust vulkansk aske. Sitatet over er hentet fra verket De architura libri X av Vitruvius fra år 25 f.Kr, og beskriver sementen som romerne brukte da de oppførte byggverk som Colosseum og Pantheon.

Det engelske ordet for betong concrete kommer fra det latinske ordet concretus som betyr blandet eller grodd sammen. Romerne tok med seg kunnskapen om sement ut i Europa, men med romerrikets fall forvitret også kunnskapen om sementen. Sementen dukket imidlertid opp igjen flere steder i Europa, og på 1100-tallet ble det blant annet bygget en større statue i Salzburg og en kirke på de britiske øyer.

I 1824 ble sementkvaliteten kraftig forbedret da den engelske mureren Joseph Aspdin tok patent på et produkt han kalte Portlandsement. Da Themsen-tunnelen ble bygd i 1828 ble det brukt Portlandsement istedet for den tradisjonelle «Romersk cement», og det til tross for at Portlandsementen kostet det dobbelte av Romersk Cement. I Norge var man også tidlig ute, og den første norske sementen ble framstilt i 1840-årene. Den franske gartneren Monier fant ut hvordan han kunne bruke armering til å forsterke blomsterpotter av betong, og han tok patent på armert betong i 1867.

Da fikk betongen sitt virkelige gjennombrudd som byggemateriale.

[rediger] Moderne betonghistorie

Betong slik vi kjenner den i dag har en kort historie. Det var først et godt stykke ut på 1800-tallet at man begynte å bruke det byggematerialet vi kjenner som betong. Men da armert betong ble tatt i bruk i stor skala på tampen av 1800-tallet utviklet det seg raskt. Nyvinninger som sprøytebetong, betongpumpeutstyr og prefabelementer kom rett etter århundreskiftet. Og rundt 1930 kom spennarmeringen og tilsetningsstoffene. Men det var først i forbindelse med gjenoppbyggingen av Europa etter andre verdenskrig at betongforbruket virkelig skjøt fart. Det var også i denne tiden at spennarmeringen fant sitt bruksområde i brobyggingen utover på 1950-tallet.

Hvis man studerer betongforbruket gjennom 1900-tallet finner man at det i perioden fra 1930 til 2000 har blitt mer enn tjuedoblet, fra ca 220 mill m³ i 1930 til over 5000 mill m³ i 2000. Det meste av denne økningen skyldes at betong har blitt tatt i bruk i stor skala over stadig større deler av verden gjennom denne perioden. Til sammenligning har betongforbruket «bare» blitt firedoblet i USA i løpet av samme periode.

Noen milepeler og høydepunkter i moderne betonghistorie:

• 1889 - Den første armerte betongbroen ble bygd. Broen som hadde to spenn, hvert på 5 meter, ble bygd i landsbyen Stolt i Ungarn.
• 1903 - Den første skyskraperen av betong, Ingall-bygningen i Cincinnati i USA, ble bygd.
• 1904 - De første prefabelementene ble produsert.
• 1911 - Utviklingen av sprøytebetongen startet.
• 1913 - Betongpumpen ble patentert.
• 1927 - Utviklingen av spennarmert betong ble påbegynt av Eugene Freyssinet.
• 1930 - Luftinnførende tilsetningsstoffer ble introdusert.
• 1936 - De første store betongdammene, Hoover-dammen og Grand Coulee-dammen, ble bygd.
• 1970-tallet - Fiberarmeringen kom.
• 1973 - Operahuset i Sydney i Australia, bygningen som på grunn av sin karakteristiske arkitektur har blitt selve symbolet på byen, ble innviet.
• 1980-tallet - Utviklingen av de superplastiserende tilsetningsstoffene og SKB ble påbegynt.
• 1985 - Den første sementen som er tilsatt microsilica kom.
• 1989 - En av verdens mest berømte betongkonstruksjoner - berlinmuren - falt.
• 1995 - Verdens største flyttbare betongkonstruksjon, den 472 meter høye og 678 000 tonn tunge oljeplattformen Troll A, ble slept ut til Troll-feltet og ble den største konstruksjonen som noensinne har blitt transportert.
• 1990-tallet - De kombinerte bro- og tunnelforbindelsene over Storebelt og Øresund ble bygd.

[rediger] Norsk betonghistorie

Norsk sementindustri startet for alvor i 1888 da selskapet Christiania Cement Aktiebolag ble grunnlagt av svenske og tyske forretningsmenn. Selskapet bygde den første sementfabrikken på Slemmestad, og startet sementproduksjon i 1890. Etter en trang start, og et par konkurser, ble sementfabrikken overtatt av A/S Christiania Portland Cementfabrik i 1892. Denne fabrikken var alene om å produsere sement i Norge helt fram til første verdenskrig, da tre nye sementfabrikker så dagens lys i løpet årene 1916-1918. Det var Cementfabrikken Norge i Lier, A/S Dalen Portland Cementfabrik i Brevik, og Nordland Portland Cementfabrik A/S i Kjøpsvik. Cementfabrikken Norge gikk overende i 1927, og i 1968 fusjonerte de tre andre og dannet A/S Norcem. Fabrikken på Slemmestad ble nedlagt i 1989. I dag (2006) har A/S Norcem to sementfabrikker i Norge, en i Brevik og en i Kjøpsvik.

Inntil 1928 brukte man bare importert armering i Norge. Da startet Christiania Spigerverk produksjon av armeringsstenger. Og i 1953 lanserte Spigerverket det første norskproduserte kamstålet. Norsk Jernverk i Mo i Rana begynte med produksjon av armeringsstenger i 1950, og er nå den eneste norske produsenten etter at Christiania Spigerverk ble nedlagt i 1988.

Det var ikke lett å få aksept for å bygge i betong de første årene etter århundreskiftet. Jernbanen, som var en av datidens store byggherrer, aksepterte ikke jernbetong som armert betong ble kalt på den tiden. Bygningsvesenet ville ikke gi tillatelse til å bygge fordi ingen visste hvordan man skulle beregne armert betong. Men verden gikk framover, industrien ekspanderte og trengte kraft, og utbygging av vannkraftverkene utover på 1900-tallet åpnet et stort marked for betongen.

[rediger] Faguttrykk

• Betong - Byggemateriale som blir framstilt ved å blande sement, vann, tilslagsmaterialer og tilsetningsstoffer.

• Normalbetong - Betong med densitet mellom 2000 kg/m³ og 2600 kg/m³.
• Lettbetong - Betong med densitet under 2000 kg/m³.
• Tungbetong - Betong med densitet over 2600 kg/m³.
• Høyfast betong - Betong som har høyere fasthet enn B55 (55MPa).
• Magerbetong - Betong med lavt sementinnhold og lavere fasthet enn B15 (15MPa).
• Ferdigbetong - Betong framstilt utenfor byggeplassen, eller på byggeplassen men da av en annen enn brukeren.
• Betongelement / Prefabelement - Betongelement som er støpt og herdet på et annet sted enn det endelige bruksstedet.
• Sprøytebetong - Betong som blir sprøytet med høyt trykk på en annen overflate.
• SKB - Selvkomprimerende betong. Svært tyntflytende betong.

• Sement - Pulver som blandet med vann blir bindemiddelet i betongen. Råvaren kalkstein utvinnes, bearbeides industrielt, og gir sement.

• Portlandsement - Sement som er fremstilt av Portlandklinker.
• Sementlim / Sementpasta - Blandingen av vann og sement.

• Tilslag - Mineralsk materiale, sand og stein, som tilsettes sementpastaen.

• Tilsetningsstoff - Materiale som, i små mengder i forhold til sementmengden, tilsettes betongen under blanding.

• Armering - Stålstenger som støpes inn i betongkonstruksjonen for å forsterke denne.

• Kamstål - Armeringsstang med kammer (riller) på overflaten som gjør at den får spesielt god forankring til betongen.
• Slakkarmering - Se Armering
• Spennarmering - Armeringsstenger, eller wire, som strekkes (spennes opp) før de festes til betongen for å virke sammen med denne.
• Fiberarmering - Tråd- eller stangformede armeringsfibre som blandes inn i betongen før utstøping.

• Forskaling - Midlertidig konstruksjon som former den ferske betongen og holder den på plass til den har herdet.

• Tradisjonell forskaling - Forskaling som er bygd opp av trevirke, plank, bord og finerplater, på tradisjonell måte.
• Systemforskaling - Forskalingselementer som kan monteres raskt og brukes om igjen flere ganger.
• Klatreforskaling - Forskaling som løftes oppover konstruksjonen etappevis etterhvert som byggearbeidene skrider fram.
• Glideforskaling - Forskaling som glir med jevn fart oppover konstruksjonen etterhvert som byggearbeidene skrider fram.

• Betongblander - Maskin som brukes til å blande delmaterialene i betongen sammen.

• Blandeverk - Fabrikk som inneholder en eller flere betongblandere og produserer betong som deretter kjøres til byggeplassen med betongbil.
• Betongbil - Bil med trommel som inneholder betong og frakter denne fra blandeverket til byggeplassen.
• Pumpebil - Bil med utstyr som kan pumpe betongen det siste stykket fra betongbilen fram til formen ved avstander inntil ca 20-30 meter.
• Tobb - Beholder som løftes med kran og brukes til å frakte betongen det siste stykket fra betongbilen fram til formen.

• Betongarbeider - Yrkestittel. Anleggsarbeider som jobber med betong.
• Forskalingssnekker - Yrkestittel. Anleggsarbeider som jobber med å bygge forskaling.
• Jernbinder - Yrkestittel. Anleggsarbeider som jobber med å binde og montere armering.

[rediger] Litteratur

• Betongboka, Norcem, Universitetsforlaget, 1995
• Forskalingsboka, Landsforeningen for Bygg- og Anlegg, Universitetsforlaget, 1995
• Armeringsboka, Landsforeningen for Bygg- og Anlegg, Universitetsforlaget, 1997
• Grunnleggende betongteknologi, BA forlaget, 1998
• Fra Farris til Troll, Norsk Betongforening, 1995
• Norsk Standard NS-EN 206-1 Betong, Nasjonalt tillegg NA, Standard Norge, 2001
• Fersk mørtel og betong kan gi etseskader og eksem, Arbeidstilsynet Best.nr 447, 2005

[rediger] Eksterne lenker

[rediger] Forskning og utvikling

• Sintef

[rediger] Sertifisering og godkjenning

• Kontrollrådet for Betongprodukter

[rediger] Foreninger

• Norsk Betongforening
• Norsk Fabrikkbetongforening
• Betongelementforeningen
• Norsk forening for Betongrehabilitering
• The International Federation for Structural Concrete (engelsk)
• The Concrete Society (engelsk)
• American Concrete Institute (engelsk)

[rediger] Produsenter

• Norbetong AS
• Unicon AS Norge

[rediger] Betonghistorie

• De architectura Libri X (latin)/(engelsk)
• The History of Concrete and the Nabataeans (engelsk)
• Concrete Contractor (engelsk)
• Cement statistics (engelsk) (pdf)
• Historical timeline of concrete (engelsk)
• Evolution of Concrete Skyscrapers (engelsk)
• History of Concrete Bridges (engelsk)
• Concrete Ships (engelsk)