mini|Ein kubikkmeter betong. Betong er eit byggjemateriale som vert laga ved å blanda sement og vatn med sand, stein (pukk) og andre tilsetjingsstoff. Sementen reagerer kjemisk med vatnet i ein prosess kalla hydratisering og blandinga stivnar. Betong kan støypast i faste former eller i forskalingar.
Armering, det vil seie å styrke konstruksjonen ved å plassere eit system av stålstenger, stålnett eller liknande i betongen, skjer som slakkarmering eller spennarmering. I det siste høvet vert armeringa sett under spenn eller strekk før ein støyper. Då vert det overført krefter til betongen som trykkjer han saman. Slakkarmering er tradisjonelle armeringsstenger som vert støypte inn i betongen. Båe typane av armering blir gjort av stål og plassert i forma eller forskalinga før betongen vert fylt i.
Riktig produsert og med normal bruk held betongen lenge og har stor styrke. Ein kan nytta han i faste anlegg som hus, bruer, demningar, golv og oljeplattformer, men òg til små og store lause ting som blomekasser og takelement.
Betong blei utvikla og teken i bruk på 1800-talet, og bruken blei vidareutvikla gjennom heile 1900-talet. Materialet er særleg knytt til funskjonalistisk arkitektur, men er også brukt i andre typar bygg, som det ekspresjonistiske Operahuset i Sydney.
mini|Betongbru. Lake Street Bridge i Minneapolis i USA
Materialet mini|Blandeforhold (vektfordeling)
Betong blir laga av vatn, sement, tilslag og tilsetjingar. Blandinga av vatn og sement vert kalla sementlim eller sementpasta. Tilslag er eit samleord for sand, stein og pukk. Dette vert blanda inn i sementpastaen. Til vanleg vert det òg blanda inn tilsetjingsstoff. Det er stoff som gjer lite av seg i vekt og volum, men som har stor verknad på eigenskapane til betongen.
Rett etter blanding er betongen ein flytande graut og lett å forma. Hydratiseringa får betongen til å herda og verta eit fast materiale. Utstøyping og anna arbeid med betongen må difor skje få timar etter blanding.
Til ein kubikkmeter vanleg betong går det vanlegvis med om lag 190 liter vatn, 320 kg sement, 950 kg sand og 900 kg stein og pukk. Til saman vert dette om lag 2360 kg. Ein kan endra blandingstilhøvet mellom vatn, sement, tilslag og tilsettingar for å styre eigenskapane til betongen etter kva han skal nyttast til.
Betong vert laga i ulike kvalitetar. Det er særleg styrken og kor lenge han held som skil dei frå einannan. Dersom ein samanliknar dei mest nytta kvalitetane (B20, B25, B30, B35 og B45) ser ein at grovt sett er den beste (B45) 2-3 gongar sterkare enn den dårlegaste (B20). Skilnaden i levetid er grovt sett den same. Men levetida varierer òg kraftig med kva slags påkjenningar betongen vert utsett for, t.d. om han står tørt og frostfritt innomhus eller i vatn, frost og vegsalt utomhus.
Som regel vert betongkonstruksjonar armert. Det vil seia at stålstenger vert støypte inn i betongen. Dette fordi betongen er sprø og toler strekkrefter dårleg. Det gjer derimot stålstengene. Til saman vert stål og betong eit komposittmateriale - armert betong - der betongen ber trykkreftene og armeringa strekkreftene. Nokre konstruksjonar vert ikkje armert av di dei berre vert utsett for trykkrefter. Eit godt døme er gravitasjonsdammar. Det er demningar som er laga slik at vasstrykket saman med eigenvekta til dammen syter for at betongen alltid står under trykk.
Samansetnad mini|Frilagd betongoverflate Sement held betongen saman. Han vert laga av kalkstein og ei rekkje tilsetjingar som vert male, brent og male igjen til eit fint mjøl. Ein lagar ulike typar, med omsyn til herdetid, styrke og andre eigenskapar.
Tilslaget, sand og stein, utgjer størsteparten av volumet i betongen, 60-70 %. Tilslaget bør vera velgradert. Det tyder at ein bør ha alle storleikar opp til eit visst maksimum, slik at det ikkje blir store holrom der det legg seg mykje sementpasta.
For å tilpassa eigenskapane til betongen best mogleg til førrmålet nyttar ein tilsetjingsstoff. I Norsk Standard NS-EN 206-1 blir tilsetjingsstoff definert som «Materiale som tilsettes under blanding i små mengder i forhold til sementmengden for å endre egenskapene til fersk eller herdnet betong.» Det finst mange ulike tilsetjingsstoff som påverkar betongen på ulike måtar. Tilsetjingsstoffa vert delte inn i klassar etter kva for funksjon dei har: A - akselererande (gjer at betongen herdar raskare) P - vassreduserande, eller plastiserande (gjer at me kan nytta mindre vatn i betongen) R - retarderande (gjer at betongen herdar seinare) I - injiserande (aukar flyteevna til betongen) L - luftinnførande (aukar luftinnhaldet i betongen) Det finst òg andre stoff for spesielle føremål.
Materialeigenskapar Betong vert laga i mange ulike kvalitetar. Norsk Standard NS-EN 206-1 klassifiserar betong etter dei to viktigaste eigenskapane til materialet: Fastleik og haldbarheit. Fastleiksklassane for normalbetong og tungbetong er B10, B20, B25, B30, B35, B45, B55, B65, B75, B85 og B95. Fastleiksklassane for lettbetong er LB12, LB20, LB25, LB30, LB35, LB45, LB55, LB65 og LB75. Talet gjev trykkfastleiken i MPa, og trykkfastleiken er høgare dess større talet er. Haldbarheitsklassane er M90, M60, M45, MF45, M40 og MF40. Talet viser vassinnhaldet i betongen, og motstandsevna er høgare dess lågare talet (vassinnhaldet) er. F-en står for frostsikker. Andre eigenskapar som bør nemnast er stivleik, vasstettleik og evne til brannmotstand.
mini|Undersida av ein bjelke er utsett for strekk og må armerast for at ikkje bjelken skal brekka. (pilene symboliserer lasta som kviler på bjelken) Når ein snakkar om fastleiken til betongen meiner me trykkfastleik. Med trykkfastleik meiner ein det største trykket betongen kan verta utsett for utan å knekkja. Trykket vert målt i megapascal (MPa). Dei mest brukte fastleiksklassane er B20-B45.
Betong har ein viss strekkfastleik, altså kan han overføra strekkrefter. Men denne evna er mindre enn ein tidel av trykkfastleiken. Som regel vil ein utnytta den store trykkfastleiken på ein økonomisk fornuftig måte. Då vert det nesten alltid område i konstruksjonen der strekkspenningane vert større enn strekkfastleiken i betongen. Undersida av ein bjelke eller eit dekke er dei vanlegaste stadene der ein får slike store strekkspenningar. Difor armerer ein betongen for å forsterka han. Vanleg armering av stål har ein strekkfastleik på minst 500 MPa. Det er meir enn 200 gongar høgare enn strekkfastleiken til betongen.
Når ein reknar på dimensjonane på ein betongkonstruksjon er det trykkfastleiken som set grenser for kor stor last han kan bera. Er trykkfastleiken høg klarar ein seg med ein mindre konstruksjon.
Stivleiken (òg kalla elastisitetsmodulen) heng nøye saman med fastleiken. Det er difor ikkje naudsynt å klassifisera betong etter stivleik. Stivleiken avgjer kor stor formendring betongen får når han får ei viss last på seg. Dess større stivleiken er, dess mindre deformert vert betongen.
mini|Typisk fastleiksutvikling dei fyrste to månadane Haldbarheita til betongen fortel noko om kor godt betongen står mot ytre påkjenningar over tid. Betong som blir utsett for vêr og vind vert broten ned med tida. Oppskrifta på betongen vert difor tilpassa miljøet han skal stå i. Døme på ulike miljø er: tørt og frostfritt innomhus fuktig og vått, og med vekslande frost og tøvêr utsett for sjøsprøyt, vegsalt eller andre kjemikal Betong i det siste miljøet, i t.d. kaier eller bruer, treng heilt andre eigenskapar enn betong i den fyrste gruppa.
Trykkfastleik, stivleik og haldbarheit er tre ulike eigenskaper, men dei heng så nøye saman at ein ikkje kan laga betong der den eine eigenskapen er svært god medan dei andre er mindre gode.
På grunn av at hydratiseringa mellom vatn og sement pågår i lang tid etter utstøyping vil betongen få betre eigenskapar etterkvart som tidan går, opp til eit visst punkt der hydratiseringa stoppar opp. Etter 28 døger vil trykkfastleiken normalt vera ikring 80-90 % av den maksimale trykkfastleiken.
Spesialbetong Vanleg betong, som på fagspråket vert kalla normalbetong, har ein massetettleik på 2000–2600 kg/m3. Ved å bruka tilslag som er lettare enn sand og stein, som t.d. ekspandert leira (Leca), pimpstein eller skumplastperler, kan ein laga lettbetong. Tettleiken vert vanlegvis under 1800 kg/m3, og kan verta heilt ned mot om lag 300 kg/m3. Fordi han er meir porøs har lettbetong lågare trykkfastleik enn normalbetong, men til gjengjeld isolerer han varme betre. Lettbetong er særleg interessant å bruka der ein vil spara vekt, som t.d. om grunntilhøva er dårlege.
Tungbetong vert laga ved å bruka tunge tilslagsmaterial som magnetitt eller barytt og kan få ein tettleik på opp mot 5600 kg/m3, som er meir enn det dobbelte av normalbetong. Døme på bruksområde for tungbetong er som motvekter på kranar, ballast i skip, og vern mot radioaktiv stråling.
SKB, eller sjølvkomprimerande betong, er betong som inneheld superplastiserande stoff og difor har særleg gode flyteeigenskapar. For å få vanleg betong til å fylla forma heilt under utstøyping må han normalt vibrerast så luftlommene kjem opp til overflata. Det gjer ein ved å stikka ein vibrator ned i den ferske betongen og trekkja han seint opp att så han trekk lufta opp og ut av betongen. Sjølvkomprimerande betong lettar støypearbeidet fordi SKB er så tyntflytande at han ikkje treng vibrerast. Særleg er dette ei føremon i slanke konstruksjonar, der armeringa ligg tett, og der overforskaling gjer det vanskeleg å koma til med vibrator. Ei ulempa med SKB er at forskalinga må byggjast tettare enn ved bruk av vanleg betong.
mini|Sprøytebetong på ei vegskjæring i Oslo.(Foto: Kjetil Lenes). Betong som vert sprøyta på ei anna overflata, vanlegvis fjell eller gamal herda betong, ved hjelp av trykkluft vert kalla sprøytebetong. To metodar vert brukt for sprøytebetong i dag, tørrsprøyting og våtsprøyting. Ved tørrsprøyting fører ein dei tørre stoffa, sement og tilslag, fram til munnstykket på sprøyta, der ein tilfører vatn. Ved våtsprøyting vert betongen blanda før han vert ført fram til munnstykket. Sprøytebetong vert ofte armert med fiberarmering. Fjellsikring er eitt av bruksområda for sprøytebetong. Eit lag sprøytebetong, vanlegvis om lag 70–100 mm tjukt, kan brukast saman med fjellboltar for å sikra at lause steinar ikkje fell ut frå vertikale utsprengde fjellskjeringar eller frå tak i tunnelar. Eit anna bruksområde er betongrehabilitering. Då fjernar ein skada betong, legg armeringa fri, reingjer overflata og legg på ny betong for å byggja opp att konstruksjonen og festa armeringa.
Nedbryting Mange ser på betongkonstruksjonar som vedlikehaldsfrie og nærmast evigvarande konstruksjonar. Dette er ikkje tilfelle. Betong vil verta broten ned med tida, nett som andre material. Ein kan forventa at moderne betongkonstruksjonar av god kvalitet vil stå i 50-200 år utan å trengja særleg mykje vedlikehald. Men om ein har brukt ein betongkvalitet som ikkje eignar seg for det miljøet konstruksjonen står i, eller har forma konstruksjonen på ein uheldig måte, kan han trengja omfattande vedlikehald eller måtta rivast etter berre 20-30 år.
Nedbryting av armert betong skjer anten ved at betongen vert broten ned, ved at armeringa korroderer, eller ved ein kombinasjon. Betong vert broten ned om han vert utsett for påkjenningar som han ikkje er laga for å motstå. Det kan vera mekaniske påkjenningar, frost eller kjemiske reaksjonar med stoff som kjem i kontakt med betongen. Når armering byrjar å rusta skuldast det nesten alltid anten karbonatisering eller kloridinntrenging.