Industrigolv av betong: Betongrapport nr 13 - Johan Silfwerbrand
-
Upload
svenska-betongfoereningen -
Category
Technology
-
view
861 -
download
45
description
Transcript of Industrigolv av betong: Betongrapport nr 13 - Johan Silfwerbrand
Industrigolv av betong – Svenska Betongföreningens
betongrapport nr 13
Johan Silfwerbrand Sv. Betongföreningen, Väst, Gbg 11 sept. 2013
• Industrigolv – rekommendationer för projektering, materialval, produktion, drift och underhåll
• Svenska Betongföreningens betongrapport nr 13
• Kommittéarbete 2004-2009
Innehållsförteckning
1. Kravidentifiering & kravformulering, upphandling
2. Skador 3. Materialval & materialegenskaper 4. Utförande av industrigolv
Innehållsförteckning (forts)
5. Drifttagande, drift & underhåll 6. Platta på mark 7. Pålunderstödd platta 8. Pågjutningar 9. FoU-behov
Innehållsförteckning (forts) – bilagor
A. Protokollbilaga B. Diagram för dimensionering C. Beräkning av momentkapacitet D. Analys av sprickbildning & beräkning av
sprickbredd vid inverkan av tvång E. Förslag till översättning av fiberbetongs
böjegenskaper bestämda enligt olika metoder F. Kontroll av fiberbetong
Rapportens struktur
• Del 1 – kapitel 0 – omfattande sammanfattning (viktigaste rekommendationerna, 32 sidor)
• Del 2 – kapitel 1-9 (rekommendationer med bakgrundstext, förklaringar & figurer, 211 sidor)
• Bilagor A-F (olika hjälpmedel, 52 sidor)
Läsanvisning
• Avsikten med de båda delarna är att alla läser den omfattande sammanfattningen (kap 0).
• Beställaren kan sedan koncentrera sig på kap 1, • Materialtillverkaren på 3, • Entreprenören på 4, • Brukaren på kap 5 och • Projektören på kap 1, 3, 6, 7 & 8. • (Alla bör läsa kap 2 för att undvika skador).
Arbetsgrupp
• Jonas Carlswärd, Betongindustri & LTU (kap 3) • Jerry Hedebratt, utredningsman, Tyréns & KTH
(kap 2 & 6) • Bo Malmberg, WSP (kap 1) • Johan Silfwerbrand, ordf., CBI Betonginst & KTH
(kap 0, 7, 8 & 9) • Bengt Ström, NCC (kap 4) • Göran Hällerstål, Färdig Betong & Anjobygg (kap
5)
Funktionskrav • Lastkapacitet • Beständighet • Slitstyrka • Slagstryrka • Jämnhet, buktighet &
lutning • Sprickbegränsning &
fogar • Fuktsäkerhet • Installationer &
ingjutningsgods
• Utseende, kulör • Dammfrihet • Täthet för vätska &
gas • Halksäkerhet • Rengörbarhet &
hygien • Gångbehaglighet • Brandmotstånd &
rökutveckling
Huvudsakliga laster
• Punktlaster från fordon och lagerpallar • Tvångslaster av förhindrad krympning
Laster • Punktlaster från lagerhanteringssystem • Hjullaster från truckar & andra fordon • Linjelaster från väggar • Fördelade laster (t.ex. vid lagring av bulkvaror
som grus & sand) • Laster av tvång (förhindrad krympning, förhindrad
temperaturrörelse) • Fem praktiska tabeller ifall beställaren inte kan
ange dem. Dynamiskt tillskott > 25 %
Beständighet
• Innemiljö är det normala ⇒ karbonatisering. • Finns fukt & om den varierar ⇒ risk för
armeringskorrosion. • Hantering av kemikalier kan förekomma.
Beror de på olycka eller är de frekventa? • Upprepad frostpåverkan sällsynt.
Förslag på exponeringsklasser
Golvets användning Exp.klass
Obelagt lagergolv med trucktrafik inne- & utomhus. Omväxlande fuktighet. Inga tösalter.
XC3
Obelagt lagergolv med lastbilar. Tösalter.
XC3 + XD3
Industrigolv. Varierande fukt. Hantering av ämnen med pH 5.
XA2
Täckande betongskikt
• Krav anges i SS 13 70 10. • Skyddsbehandling kan utnyttjas för att reducera
krav på TB (upp till 10 mm). • Omslutning av armering vid dmax = 32 mm ⇒ TB
≥ 30 mm. • Golv på mark: TB ≥ 50 mm. • Golv på isolering eller folie: TB ≥ 35 mm. • Fiberbetong: ”Offerskikt” = 5 à 10 mm för
korrosionsrisk. Stor risk: osprucken fiberbetong.
SBF:s golvkommitté föreslår sprickbreddsklasser
I. Mycket höga krav på säkerhet mot uppsprickning. Säkrast med spännarmering.
II. Sprickbredder som normalt erhålls vid minimiarmering enligt BBK 04.
III. Krav på begränsning ej nödvändigt annat än för viss tvärkraftsöverföring.
IV. Konsekvensen av sprickor är försumbar.
Vad krävs för att nå en viss spricksäkerhetsklass?
Klass I II III IV
Fri krympning 0,5 ‰ 0,6 ‰ 0,8 ‰ Inga krav
Armering enl ”Skärpt” BBK
BBK ½ BBK Inga krav
Utförandeklass I II II III
Härdningsklass (% fcck(28 d))
4 (70) 3 (50) 3 (50) 2 (35)
Armering för högsta klasserna
Klass I: Armering för hela betongtvärsnittet. Max utnyttjad dragspänning 160 – 280 MPa beroende på armeringens diameter (enligt EK 2).
Klass II: Armering för hela betongtvärsnittet. Max utnyttjad dragspänning följer BBK 04 (420 MPa).
Skador – innehåll
• Vanliga problem • Orsaker till skador • Statistiskt material om skadors förekomst • Kostnader för skador • Reparation av skador
Markuppbyggnad, schematiskt
Betonggolv
Förstärkningslager
Schaktbotten/sprängbotten
Ev kapillärbrytande skiktEv ångspärr/glidskikt
Underbyggnad
Undergrund
Allmänt
• Fokus bör förskjutas från hållfasthet mot funktion. • Begränsad krympning & god arbetbarhet normalt
viktigare. • Viktigt att veta hur förändringar i receptet
påverkar egenskaperna. • Ökad cementhalt ⇒ högre hållfasthet &
vintergjutbarhet, men större risk för plastiska krympsprickor & ökat armeringsbehov.
Proportionering • Lägre vct ger högre hållfasthet, större slitstyrka &
större täthet. • Om í första hand vattnet reduceras, minskar även
krympningen. Men krympningen sker snabbare. Betongen blir sprödare. Sprickrisken kan öka.
• Risken för plastiska krympsprickor ökar pga snabbar uttorkning av ytan.
• vct = 0,55 med c = 325 kg/m3 bra kompromiss.
Begränsa fria krympningen!
• Viktigast: hålla nere vattenhalten. • Samtidigt: tillräcklig arbetbarhet mht
aktuell produktionsmetod. • Reducera cement- & sandinnehållet, använd
vattenreducerare eller superplasticerare & största dmax.
Cement
• Byggcement dominerar kraftigt. • SH-cement används ibland vid
vintergjutning. • Anläggningscement för kemiska angrepp,
t.ex. sulfathaltigt processvatten. Även gynnsamt för lägre krympning, vakuumbehandling & massiva golv.
Tillsatsmedel
• Flyttillsats mkt vanlig i modern betong. Används för reducerat vattenbehov. Försiktig användning vintertid, särskilt vid glättning, då de är retarderande.
• Krympningskompenserande tillsatsmedel för expansion under härdningsfasen. Syfte: tryck- eller mkt små dragspänningar i (det armerade) golvet.
• Krympreducerande tillsatsmedel kan minska krympningen med 40 %.
Fyra tekniska skäl för låg krympning
1. Mindre sprickrisk 2. Mindre sprickvidd 3. Mindre fogöppning 4. Mindre kantresning
Mindre krympning ⇒ lägre spänning ⇒ mindre sprickrisk
kryptal1styvhetkrympningtvångspänning
+××=
ctccs
t 1fE
<+⋅
⋅=ϕ
εψσ
sthetdraghållfangdragspänni <
Armering
1. Nätarmering, stångarmering 2. Armeringsstöd 3. Speciella armeringslösningar 4. Fibrer 5. Spännarmering
Konventionell armering • Nätarmering & lösa armeringsstänger
vanligast. • Armering i underkant ger störst
momentkapacitet i fältmitt. • Armering i överkant ger dito över pålar & är
mest effektiv som sprickfördelare. • Dubbelarmering bäst vid stora punktlaster. • Armeringens läge skall kontrolleras före
gjutning.
Ställ krav på fiberbetongen! • Låga fiberinnehåll ger ingen effekt. • Man karakteriserar fiberbetong som
sprickhämmande, sprickfördelande & töjningshårdnade.
• Normalt efterstävas sprickhämmande eller bättre. • Residualhållfasthetsfaktorn bör då vara minst R10,20
= 60 %. • Fibertyp, fiberlängd & betongrecept påverkar ⇒
provning normalt säkrast för materialbestämning.
Plastfibrer = något för framtiden? • Olika material förekommer men polypropylen
dominerar. • Skilj mellan mikro- (6-12 mm långa) &
makrofibrer (c:a 50 mm). • Mikrofibrer ger motstånd mot plastiska
krympsprickor & explosiv spjälkning vid brand. • Makrofibrer kan även ge sprickfördelning. • Dagens makrofibrer bara hälften så effektiva som
stålfibrer. (> 1 % fibrer kan vara svårt att blanda.) • Långtidseffekterna måste beaktas.
Spännarmering
• Kan ses som den mest exklusiva lösningen & säkraste metoden att förhindra uppsprickning.
• Tryckspänningar byggs upp i golvet. De sjunker då betongen krymper & kryper men kvarstår på trycksidan.
• Dimensioneringen måste beakta förlusterna. • Relativt vanligt i USA. Globengolvet svenskt
exempel.
Atlanta Bonded Warehouses
A = 10 125 m2
Strimlor: 98×8,5 m
h = 150 mm
σL = 1,7 MPa
σT = 1,4 MPa
(Vejvoda, 1993)
Golv med eller utan fogar?
• Fogar med små avstånd & lämplig fogindelning kan förhindra okontrollerade sprickor.
• Fogen utgör dock en svaghetszon i betonggolvet & kostar pengar.
• Fogindelning i 4×4 m2 stora fält ger 4800 m fog per 10 000 m2.
Krav på hållfasthetsklass
Krav på (hög) hållfasthet behövs för • Bärförmåga • Slitstyrka (normalt högre) • Tidig hållfasthet (vintergjutning) Krav på (lågt) vattencementtal (vct) ställs samtidigt
för • Beständighet • Uttorkning
0
0.1
0.2
0.3
0.4
0.5
0.6
0.7
0.8
0.9
1
C16/20 C20/25 C25/30 C28/35 C30/37 C32/40 C35/45 C40/50 C45/55
Hållfasthetsklass
Arm
erin
gsin
nehå
ll (%
) friktionglidning
Ju högre hållfasthet desto mer armering (efter BBK 04)
Högre hållfasthet ⇒ mer fibrer
JC = Carlswärd (2002), W&P&N = Westin m.fl. (1994)
w max = 0,2 mm
0
20
40
60
80
100
120
K30 K40 K45 K50
Hållfasthetsklass
Fibe
rinne
håll
(kg/
m3)
JC tempJC krymp 60 mmJC krymp 120 mmW&P&NLinjär (W&P&N)Linjär (JC temp)
Praktiska råd
• Sätt gränser för vct (max & min)! • Dimensionera minimiarmeringen från min-
värdet. (Gäller principiellt även fiberbetong.) • Eftersträva vct = 0,55. • Komplettera med vakuumbehandling,
ytskyddande behandling eller beläggning vid skärpta krav på RF, slitstyrka eller täthet.
Hårdbetong
• Hårdbetong = Cement blandat med utvalt hårt ballastmaterial (och vatten).
• Utläggning som torrströat skikt eller med vatten som våt hårdbetong.
• Normalt t = 2-3 mm för torrströ och t = 10 mm för hårdbetong.
• Största fördelar: Slit- & slagstyrka, men även motstånd mot sulfat & klorid. Infärgning en estetisk möjlighet.
Att undvika okontrollerad sprickbildning
Problem: Lösningar:
Eliminera orsakerna
Begränsa konsekvenserna
Krympsprickor
Minska krymp-ningen
Armera Lägg in fogar
Minska tvånget
Utförande – Innehåll
1. Arbetsberedning & startmöte 2. Utförande vid gjutning inomhus & utomhus 3. Betonggjutning 4. Hårdbetong 5. Ytbehandling 6. Efterbehandling 7. Utförande av fogar
Startmöte • Ordna möte med beställare, projektör,
konstruktör, materialtillverkare, entreprenör & underentreprenör i förväg.
• Kom överens om krav, tidsplan, bemanning, kompetens, kompletterande utbildning, klimatrisker, utläggningsmetod, fogar, maskiner, vakuumbehandling, härdning, provning & kontroll.
Drift & underhåll – Innehåll • Drifttagande • Drift & underhåll • Planerad drift & underhåll • Skötselinstruktioner • Ytbehandling av golvytor • Ytbeständighet – Avnötning, urslag & repor • Städning • Fogar • Sprickor • Återvinning
Platta på mark – Innehåll
1. Vanliga problemområden & åtgärder 2. Förutsättningar för projektering &
dimensionering 3. Val av materialegenskaper 4. Dimensionering 5. Konstruktionslösningar för vanliga
detaljer
Dimensionering – Innehåll 1. Dimensioneringsteorier 2. Dimensioneringskriterier 3. Tvångsspänningar 4. Temperaturspänningar 5. Krympning & -rörelser 6. Lastfördelning 7. Lastöverföring 8. Dynamiska laster 9. Undergrundens styvhet 10. Böjande moment
11. Tvärkrafter 12. Stansning 13. Prägling 14. Utdrags- & genom-
tryckningsbrott 15. Fuktdimensionering 16. Sprickbredds-
begränsning
Residualhållfasthetsfaktor R (%) för sprickbegränsning
Sprick-bredds-klass
I II III IV
Fiber-betong
Rek. ej 70 40 30
Komb. (arm. + fiberbtg)
cthef10,20ss )100/1( fARA ⋅⋅−≥⋅σ
Noggrannare beräkning i bilaga D.
Konstruktionsdetaljer (24 illustrativa ritningsdetaljer)
• Pelarfundament • Försänkta installa-
tioner (styrslingor) • Golvvärme • Fuktsäkra lösningar
• Radonskydd • Fogar • Kantförstärkningar • Stom-
kompletteringar
Exempel 1: Räls för kranar eller vagnar Exempel 2: Styrslingor för datastyrda truckar Exempel 3: Brunnar, rännor & spygater
a3
Risk för brott
a3
Pålunderstödd platta – Innehåll
1. Allmänt 2. Användningsområde 3. Internationella erfarenheter 4. Funktion 5. Undergrunden & pålarna 6. Dimensionering 7. Redovisning
Allmänt
• Stora laster på plattor på dålig mark (allt vanligare!) kräver pålning.
• Är den pålunderstödda plattan bärande? • I verkligheten: samverkan mellan mark & pålare.
Hur ser lastfördelningen ut? Sannolikt ökar pålarnas andel över tid pga markens sättning.
⇒ Lastbärande funktion ⇒ normer för bärande konstruktioner (BBK & EK 2) ⇒ ger enbart slakarmerade alternativ.
Dilemma
• Fiberbetong lämpligt för platta på mark, men BBK & EK 2 kräver slakarmering.
• Traditionell svensk lösning: Kombination. • Utländska helfiberlösningar tränger in. • Goda erfarenheter nödvändigt men ej tillräckligt
villkor för dessa lösningar. • Säkerhetsmarginalen kan ha reducerats. • Rapporten innehåller förslag till fiberbetong-
lösning ifall våra myndigheter kan acceptera dem.
Dimensionering
• Dimensionering mot böjbrott • Dimensionering mot genomstansning • Dimensionering i bruksstadiet • Fogar
Residualhållfasthetsfaktor R (%) för sprickbegränsning
Sprick-bredds-klass
I II III IV
Över pålar
Rek. ej 85 50 30
I fält 85 70 40 30
Pågjutningar – Innehåll
1. Materialval 2. Dimensionering 3. Vidhäftning 4. Provning 5. Vertikala fogar
Dimensionering
1. Fall med olika grad av vidhäftning 2. Behandling av motgjutningsytan 3. Laster & påkänningar 4. Beräkningar av påkänningar av
differenskrympning 5. Tillåten skjuvspänning i fogen 6. Dimensionering av tjocklek, armering &
fiberbetong
FoU-behov Sammanlagt ett 40-tal förslag inom • Krav & upphandling (5 st) • Material (11) • Utförande (2) • Platta på mark (5) • Pålunderstödd platta (4) • Pågjutningar (12)
Exempelsamling
• Syfte: Att utarbeta en exempelsamling som ansluter till Betongföreningens nya rapport om industrigolv.
• Finansiering: SBUF, Bekaert Svenska, Betongindustri, CBI Betonginstitutet, Färdig Betong, Linotolgolv, NCC, Skanska och Tyréns
• Utredare: Jerry Hedebratt, fd Tyréns, nu Byggnadstekniska byrån, & Johan Silfwerbrand, CBI Betonginstitutet
• Preliminärt slutdatum: Vintern 2013/14.
Metodik
• Val av lämpliga praktiska exempel • Utarbetande och utformning av exemplen • Granskning av exemplen och deras
lösningar • Sammanställning av rapport • Tryckning av rapport
Ingående exempel 1. Platta på mark tillhörande en lagerlokal med lättare laster. 2. Platta på mark tillhörande en lagerlokal med tunga laster
och stora krav. 3. Pålunderstödd platta tillhörande en lagerlokal med lättare
laster. 4. Pålunderstödd platta tillhörande en lagerlokal med tunga
laster och stora krav. 5. Pågjutning till en industrilokal. 6. Pågjutning på TT-kassetter. 7. Stormarknad.