BETONGGULV GULV PÅ GRUNN OG PÅSTØP

Transkript

1 Publikasjon nr. 15 BETONGGULV GULV PÅ GRUNN OG PÅSTØP Høringsutkast

2 FORORD Denne utgaven av Norsk Betongforenings Publikasjon nr. 15 Betonggulv gulv på grunn og påstøp» avløser revisjon nr. 1 fra Publikasjonen ble første gang utgitt i Hovedendringene er: Ny oppbygging med oppdatering iht. dagens kunnskap og regelverk Nytt dimensjoneringskapittel Innføring av gulvklasser med rissviddekrav Metoder for å dokumentere totalsvinn og selvuttørking av betong Nye anbefalinger for utførelse av ulike konstruksjonsløsninger Komiteen har bestått av: Tom I. Fredvik, NorBetong, leder Hans Stemland, SINTEF Bernt Kristiansen, AF Gruppen Arne Vatnar, Unicon / Skanska Bjørn Uppstad, Procon Stavanger Ola Bondestad, Tiller-Vimek Dagfinn Eriksen, MesterRåd Kristin Eikemo, Kruse Smith Entreprenør Alf Egil Mathisen, Veidekke / Jernbaneverket Tommy Cielicki, FABEKO Siri Fause / Knut Bryne, Norsk Betongforening Det er flere firma som har gitt økonomisk støtte slik at revisjonen kunne gjennomføres. De største bidragsyterne har vært: Norcem Cemex Sika Norge Bekaert Norge BASF I tillegg har følgende bidratt med økonomisk støtte: RIF Rådgivende Ingeniørers Forening Sola Betong Jærbetong Tiller Vimek Stenseth & RS Entreprenør Thunberg Kruse Smith Entreprenør Unicon Mapei Adda Byggkjemi NorBetong 2

3 INNHOLD 1 INNLEDNING BAKGRUNN OPPBYGGING AV PUBLIKASJONEN DEFINISJONER PROSJEKTERINGSGRUNNLAG KONSTRUKTIVE KRAV Kontrollklasser Eksponeringsklasser Rissvidder Laster Armering Slakkarmering Fiberarmering FUNKSJONSKRAV Bærelag Betongoverflate Slitestyrke Sklisikkerhet Støvfrihet Tetthet Trinnlyd FUGER, SVINN OG FUKT Fuger Gulv på grunn Påstøper Svinn Egenspenninger Kantreising Heft til underlaget Fukt Generelt Krav til fukt i betonggulv RF-målinger i betong Estimering av tørketid GULVKLASSER Krav til svinn Krav til armering Krav til bestandighetsklasse Krav til minimumtykkelse Krav til herdeklasse BETONG - PROPORSJONERING OG EGENSKAPER Innledning Betongproporsjonering Dokumentasjon av betongsammensetningens totalsvinn Dokumentasjon av betongsammensetningens selvuttørking Trykk- og strekkfasthet

4 3 DIMENSJONERING INNLEDNING BRUKSGRENSETILSTANDEN Riss og rissvidder Punktlaster Linjelast Nedbøyning BRUDDGRENSETILSTANDEN Punktlaster Skjærkapasitet Linjelast FIBERBETONG Kapasitet for aksialkraft og moment Kapasitet for skjærkraft Noen generelle kommentarer Dybler KONSTRUKSJONSLØSNINGER INNLEDNING FLYTENDE GULV Beskrivelse Underlag Glidesjikt Betong og armering Tykkelse fra og med 100 mm Tykkelse fra 50 til 90 mm Tykkelse fra 25 til 45 mm Innstøpte varme- og kjølerør Fugeløsninger Bevegelsesfuge Støpeskjøt Fuge mot vegg Sagd fuge Fastholdingspunkter Dybler Lydfuger Detaljer FASTHOLDTE GULV PÅSTØP MED HEFT Forbehandling av underlaget Liming Epoxy Gysemasse Kombinasjon av epoxy-lim og gysemasse Støping Herdetiltak UTFØRELSE INNLEDNING

5 5 5.2 PLANLEGGING AV STØPEARBEIDET Betongtype Valg av armeringstype Støpemønster og etapper Inntransport av betong Kontroll av betongen på byggeplass Metoder for å trekke av betongen Værforhold og nedbør UTFØRELSE AV GULVSTØPEN Innledning Støpeetapper og rekkefølge Utlegging og komprimering SLUTTBEHANDLING AV OVERFLATEN Innledning Avtrekking Avtrekking ved bruk av laser og flytavretter (dissestav) Avtrekking med motorisert avretter Avtrekking med laserstyrt maskin Glattetidspunkt Skuring Skuring med håndbrett Skuring med glattemaskiner Glatting av betong Håndglatting Maskinglatting BESKYTTELSE AV NYSTØPTE BETONGGULV HERDETILTAK Generelt Herdetiltak Herdemembran Vanning Plastfolie Beskyttelse av gulvet mot skader OVERFLATER INNLEDNING Slitestyrke Motstand mot kjemikalier Frostmotstand Farge og utseende Sklisikkerhet Skadetyper Plastiske svinnriss Plastiske setningsriss Uttørkingsriss: Bøyningsriss Krakelering Delaminering Blemmer Flassing OVERFLATER LAGET I FERSK BETONG Frilegging av tilslag Håndbrettskuring med mønster Kostet overflate Mønstret og farget markbetong Avtrukket overflate... 91

6 6.2.6 Skurt overflate Glattskurt overflate Stålglattet overflate Stålglattet med hardbetong OVERFLATER LAGET PÅ HERDET BETONG Slipt og polert betong Blastret overflate VEDLEGG A PROSEDYRE FOR BESTEMMELSE AV REFERANSESVINN I HERDET BETONG VEDLEGG B PROSEDYRE FOR BESTEMMELSE AV BETONGENS RELATIVE FUKTIGHET VED SELVUTTØRKING

7 FIGURER Figur 2.1 Antakelser som legges grunn ved fastsettelse av reststrekkfastheten til fiber Figur 2.2 Sammenheng mellom kapasitetsfaktor og fiberorienteringsfaktor Figur 2.3 Ending i totalsvinn som funksjon av bindemiddelmengde og sammensetning /x/ (skifte ut figur) Figur 2.4 Relativ fuktighet, relativt svinn og relative tøyninger i betongen avhengig av randbetingelsene (layout forbedres) Figur 2.5 Beregning av kantreising og utkragerlengder for en gitt svinn-krumnings tilstand. 29 Figur 2.6 Beregnet utvikling av kantreisingen med tiden for forskjellige platetykkelser Figur 2.7 Utkragerlengder knyttet til kurvene i Figur Figur 2.8 Spenningstilstand ved etablering av samvirke mellom påstøp og underbetong Figur 3.1 Momentverdier for punktlast inne på gulvet (endre layout og notasjon) Figur 3.2 Momentverdier for punktlast ved kanten (endre layout og notasjon) Figur 3.3 Momentverdier for hjørnelast (endre layout og notasjon) Figur 3.4 Momentvirkning i radiell retning fra samtidig virkende punktlaster (endre layout og notasjon) Figur 3.5 Spenningsintensitet i forhold til maksspenningen rett under lasten i tangentiell og radiell retning for punktlast inne på gulvet, og i radiell retning for punktlast ved kanten (endre layout og notasjon) Figur 3.6 Momentfordeling for en intern linjelast (endre layout) Figur 3.7 Maksmomenter for indre linjelast (endre layout og notasjon) Figur 3.8 Maksmomenter for linjelast langs en kant (endre layout og notasjon) Figur 3.9 Deformasjon og bruddlinjemønster for en punktlast inne på et gulv (endre layout og notasjon) Figur 3.10 Sammenligning av opprinnelige og forenklede uttrykk for plastisk kapasitet av innerlast, kantlast og hjørnelast fra Meyerhof /x/ og tilsvarende kapasiteter basert på bruddlinjeteori fra Losberg /x/ med forsøksresultater. De røde punktene er resultater fra nylig utførte forsøk ved NTNU. (endre layout og notasjon) Figur 3.11 Plastisk kapasitet for indre linjelast iht /x/ (endre layout og notasjon) Figur 3.12 Klassifisering av områder avhengig av avstanden til kantene Figur 4.1 Eksempel på flytende gulv uten fastholdingspunkt, med ett fastholdingspunkt og to fastholdingspunkter Figur 4.2 Flytende gulv på konstruktiv betong med glidesjikt Figur 4.3 Flytende gulv på konstruktiv betong med isolasjon og glidesjikt Figur 4.4 Flytende gulv på bærelag og sandavretting med glidesjikt Figur 4.5 Flytende gulv på bærelag og sandavretting med isolasjon og glidesjikt Figur 4.6 Flytende gulv med innstøpt vannrør Figur 4.7 Bilde av støpeskjøt med dybel, utført som endesteng Figur 4.8 Eksempler på fugeprofiler /x/ (layout) Figur 4.9 Sagd fuge er uten gjennomgående armering Figur 4.10 Eksempel på ekstra armering rundt søyler (layout) Figur 4.11 Eksempel på armert påstøp på hulldekker Figur 4.12 Liming av påstøp med epoxy i randsonen og gysemasse på de store arealene Figur 5.1 Komprimering og avretting av bærelag Figur 5.2 Bruk av flytavretter/dissestav (nytt bilde) Figur 5.3 Bruk av motorisert avretter Figur 5.4 Avtrekking med maskin Figur 5.5 Avtrekking med balansert laserstyrt avtrekker på hjul

8 Figur 5.6 Fotavtrykk i betongen som indikerer at det er klart for skuring. I praksis bruker man erfaring og skjønn Figur 5.7 Liten glattemaskin for skuring av mindre flater og kanter Figur 5.8 Samtidig bruk av enkel- og dobbelglatter Figur 5.9 Glattemaskin med stålvinger som egner seg til glatting Figur 5.10 Dobbelglatter er et svært produktivt verktøy for å glatte større gulv Figur 5.11 Tynn folie lagt over ferdig gulv umiddelbart etter glatting Figur 6.1 Eksempel plastiske svinnriss Figur 6.2 Eksempel på plastiske svinnriss som er kommet til syne etter sliping Figur 6.3 Eksempel på uttørkingsriss Figur 6.4 Krakelert overflate Figur 6.5 Delaminering Figur 6.6 Blemmer Figur 6.7 Eksempel på frilagt betonggulv Figur 6.8 Eksempel på mønsterskurt betonggulv Figur 6.9 Eksempler på kostet overflate Figur 6.10 Eksempler på mønstret betonggulv Figur 6.11 Eksempler på mønstret og farget betonggulv Figur 6.12 Avtrukket overflate Figur 6.13 Skurt overflate Figur 6.14 Glattskurt overflate Figur 6.15 Stålglatting Figur 6.16 Stålglattet overflate- Lys grå hardbetong gir gode lysforhold Figur 6.17 Slipt betongoverflate Figur 6.18 Blastring av betongoverflate

9 TABELLER Tabell 2.1 Typiske karakteristiske laster for jevnt fordelt last og punktlaster fra reoler og trucker for forskjellige typer industrigulv /1/ (endre layout) Tabell 2.2 Reststrekkfasthet for stålfiber i gulv på grunnen avhengig av fibermengde Tabell 2.3 Typiske verdier for grunnens stivhet, k /x/ Tabell 2.4 Typiske E-moduler for vanlige EPS og XPS plater (N/mm2) Tabell 2.5 Gulvklasser med krav til rissvidder Tabell 2.6 Maksimale tilsiktede konsistensnivåer for ulike bestandighetsklasser Tabell 2.7 Dokumentasjon av SvinnREF for avvikende betongsammensetninger Tabell 2.8 Dokumentasjon av SvinnREF for avvikende sementtyper Tabell 2.9 Dokumentasjon av selvuttørking for avvikende betongsammesetninger Tabell 3.1 Karakteristiske og anbefalte tillatte strekkfastheter i topp og bunn av gulvet ved bøyningspåkjenning (f.eks. fra punktlaster) Tabell 3.2 Antatte friksjonskoeffisienter mellom betong og forskjellig underlag /x/ Tabell 3.3 Beregnede elastiske lengder (mm) for forskjellige dekketykkelser og grunnstivheter basert på E=30000 N/mm2 og, ν = 0, Tabell 3.4 Maksimalspenninger i gulvet rett under lasten for inner- og kantlast og i overkant av gulvet for hjørnelast for en last på 10 kn for forskjellige gulvtykkelser og grunnforhold for lastflater med diameter 100 og 200 mm Tabell 3.5 Maksspenninger i gulvet fra en linjelast på 10 kn/m inne på gulvet og ved kanten for forskjellige gulvtykkelser, stivheter av grunnen og lastbredder. De viste spenningene er for det positive momentet rett under lasten for innerlast og for det negative momentet for kantlast Tabell 3.6 Nedbøyning ved forskjellig lastplassering som funksjon av dekketykkelse og grunnens stivhet for en punktlast på 10 kn med radius 50 mm Tabell 3.7 Verdier for αc avhengig av dybelens plassering Tabell 3.8 Forslag til utførelse av dybler

10 1 INNLEDNING 1.1 BAKGRUNN Kvaliteten på betonggulv er et hyppig diskusjonstema som følge av at spesifiserte krav og forventninger til gulvet ikke blir tilfredsstilt. Dette resulterer i kostbare utbedringer som kunne vært unngått hvis alle parter fra byggherre og rådgiver til entreprenør og betongleverandør hadde vært innforstått med hvilke forutsetninger som må ligge til grunn for å oppnå et fullgodt resultat. Mange skader oppstår på grunn av mangelfull prosjektering og dimensjonering. Publikasjonene inneholder derfor et nytt kapittel om dimensjonering som beskriver hvilke dimensjoneringstilstander som kan benyttes og hvordan disse bør utføres. Valg av betong med egnede bruks- og langtidsegenskaper, i tillegg til riktig utførelse, er også forhold som svikter i mange tilfeller og som derfor vies stor oppmerksomhet. Feil i byggeprosessen resulterer typisk i oppsprekking, avskalling/flassing, ujevnheter, manglende fall, overflate ikke som forventet, og sviktende egenskaper for betongen. Senskader på gulv og påstøp opptrer gjerne i form av oppsprekking, kantreising, stor slitasje, og tidvis knusing og avskalling. I tillegg løsner belegg eller de tilfredsstiller ikke de funksjonsegenskapene som var forventet. 1.2 OPPBYGGING AV PUBLIKASJONEN I kapittel 2 Prosjekteringsgrunnlag, beskrives det hvilke konstruktive- og funksjonskrav som er vanlig å stille til ulike gulv. Det diskuteres problemstillinger rundt fuger og sammenhengen mellom betongens svinn og risiko for kantreising og heft til underlaget. Forhold rundt fukt og uttørking av betong blir også diskutert. I de to siste delkapitlene presenteres de nye gulvklassene fra I til IV med ulike rissviddekrav, samt anbefalinger når det gjelder betongegenskaper og hvordan betongens totalsvinn og selvuttørkende egenskaper kan dokumenters. Kapittel 3 Dimensjonering, beskriver hvilke dimensjoneringstilstander som bør benyttes og hvordan disse kan utføres. For en gitt lastvirkning, blir det også diskutert forskjellige løsninger, først og fremst; slakkarmerte og fiberarmerte gulv. Kapittel 4 Konstruksjonsløsninger, beskriver løsninger for flytende gulv, fastholdte gulv og påstøp med heft, og gir anbefalinger bla. i forhold til minimumstykkelser, fugeløsninger og utførelse. Kapittel 5 Utførelse, omhandler selve støpearbeidet. Utførelsesmetoder for avtrukket, skurt og glattskurt, og stålglattet overflate blir belyst. Kapittel 6 Overflater, gir en oversikt over ulike typer overflater og hvordan de produseres, enten sluttbehandling foregår i fersk eller herdet betong. I tillegg vises eksempler på de mest vanlige former for overflateskader og årsakene til at skade oppstår blir belyst. I vedlegg A og B presenteres de to metodene: «Prosedyre for bestemmelse av referansesvinn i herdet betong» og «Prosedyre for bestemmelse av betongens relative fuktighet ved selvuttørking». 10

11 1.3 DEFINISJONER Gulv på grunn Gulv på grunn kan utføres flytende og fasthold Påstøp Påstøp kan utføres flytende, limt og fastholdt Membranstrekk Krefter i planet fra f.eks. fastholding ute ved kantene Momentkapasitet Tverrsnittets kapasitet for moment som enten er relatert til en tillatt strekkfasthet for betongen før den risser eller en tillatt spenning i armeringen ganger avstanden til trykkresultanten. Elastisk lengde Fremkommer som et forhold mellom platens og grunnens stivhet og inngår i uttrykkene for spenninger og momentvirkning i platen fra punktlaster. Bevegelsesfuge Fellesbetegnelse på alle typer fugebetegnelser (kontraksjonsfuger, dilatasjonsfuger, randfuger, seksjoneringsfuger og dags- eller støpeavsnittsfuger) hvor det vil bli bevegelser lokalt av samme årsak (svinn og temperatur). Rissanviser Skjært bevegelsesfuge som har gjennomgående armering Sagd fuge Skjært bevegelsesfuge uten gjennomgående armering, ofte utført med dybler for å hindre vertikalbevegelse mellom feltene Totalsvinn Summen av autogent svinn/selvuttørkingssvinn og uttørkingssvinn Uttørkingssvinn Svinn som skyldes uttørking til omgivelsene Autogent svinn / selvuttørkingssvinn Svinn som skyldes en indre uttørking av betongen fra hydratasjonen Referansesvinn En betongs referansesvinn (SvinnREF) er totalsvinn etter 1 år dokumentert etter prosedyren i vedlegg A i denne publikasjonen Gulvklasse Gulv plasseres i gulvklasse I til IV, avhengig av krav til maksimal rissvidde Selvuttørkende betong En betong defineres som selvuttørkende når relativ fuktighet 85% etter 1 år og/eller 80% etter 2 år, dokumentert etter prosedyren i vedlegg B i denne publikasjonen. 11

12 Bøyningsriss Riss forårsaket av kantreisning Sorpsjonsisotermer Sammenheng mellom fuktinnhold og relativ fuktighet i betongen ved henholdsvis uttørking (desorpsjon) og oppfukting (adsorpsjon) Glatting Fellesbetegnelse på skuring, glattskuring og stålglatting Glattskurt overflate Overflate som er skurt 2 eller flere ganger Stålglattet overflate Glattskurt overfalte som er glattet med kun stålvinger på helikopter eller håndglattet med stålbrett. 12

13 2 PROSJEKTERINGSGRUNNLAG I henhold til 6-1 i Teknisk forskrift til plan og bygningsloven kan både kravene i Teknisk forskrift og reglene i plan og bygningsloven anses oppfylt dersom norske standarder benyttes. For gulv gjelder da spesielt til NS-EN , NS-EN og NS-EN med krav til prosjektering, utførelse og materialer til betongkonstruksjoner. 2.1 KONSTRUKTIVE KRAV Kontrollklasser NS-EN 1990 definerer fire pålitelighetsklasser for konstruksjoner avhengig av bruddkonsekvens. Hver klasse er relatert til pålitelighetsindekser som uttrykker bruddsannsynlighet. Ulike konstruksjonsdeler kan plasseres i ulike klasser, og gulv på grunn vil normalt bli plassert i laveste klasse. Det kan være aktuelt å plassere gulv i høyere klasser der hvor det f.eks. skal benyttes høye reoler og høytløftende utstyr. Omfanget av de ulike prosjekterings- og utførelseskontrollene er beskrevet i NS-EN 1990 NA.A1.3.1 (903) og (904) og i tabell NA.A1 (903). Det henvises også til NS-EN 13670, pkt. 4.3 og tillegg B, for nærmere presisering av utførelseskontrollene Eksponeringsklasser Eksponeringsklasser velges i henhold til NS-EN tabell NA.1 eller NS-EN tabell 4.1 og NA.4.1. Dette igjen bestemmer minste krav til bestandighetsklasse for betongen i henhold til NS-EN tabell NA.11, og minste kravet til overdekning for armeringen avhengig av antatt brukstid (50 eller 100 år) i henhold til NS-EN tabellene NA.4.4N og NA.4.5N Rissvidder NS-EN gir også grenseverdier for tillatte rissvidder avhengig av eksponeringsklassene. Dette er i utgangspunktet krav som skal ivareta bestandighet for armeringen og som derfor primært er rettet mot bærende konstruksjoner. Gulv på grunn har som oftest for lite armering til at det kan regnes rissvidder, spesielt i forhold til membranstrekk. Spenningen i armeringen når betongen risser vil også ofte være styrt av andre ting enn de standarden forutsetter. Det er derfor bare i spesielle tilfeller, som f. eks. for gulv i svært aggressivt miljø, at det er naturlig å forholde seg til disse kravene. Rissvidder i gulv vurderes vanligvis ut fra estetiske og funksjonsmessige kriterier. For gulv uten store punktlaster, er armeringen også først og fremst viktig de første årene mens gulvet går seg til. Om tverrsnittet senere reduseres noe, eller det ruster av noen stenger i riss, trenger ikke å bety noe. Det er viktigere at overdekningen er tilstrekkelig så det ikke blir avskallinger i overflaten. Ved beregning av rissvidder i gulv på grunn med mye armering, kan det forutsettes en tilstand med enkeltriss i stedet for en ferdig utviklet tilstand med gjennomgående strekk i armeringen mellom rissene. Som oftest vil det derfor være tilstrekkelig å 13

14 relatere kravet til rissvidder til tillatte spenninger i armeringen avhengig av stangdiameter og senteravstand i henhold til NS-EN tabellene 7.2N og 7.3N. Riss med rissvidder < 0,5 mm brytes vanligvis ikke ned av harde hjul fra trucker og jekktraller. Krakeleringsriss, som en ofte ser i overflaten, er derfor stort sett bare et estetisk problem. For å få bedre kontroll med riss i gulv, er det i denne publikasjonen innført gulvklasser hvor kombinasjonen av betongkvalitet, randbetingelser, armerigsmengde og utførelseskrav er satt sammen til hva som kan forventes av rissvidder i de forskjellige klassene, se mer om gulvklassene og krav til risvidder i kapittel Laster Opplysninger om tyngdetetthet for materialer og produkter og karakteristiske nyttelaster for bygninger er gitt i NS-EN Ved fastsettelse av jevnt fordelt last på gulv må det tas hensyn til stablingshøyde. NS-EN gir en oversikt over hvilke karakteristiske aksellaster det skal regnes med fra gaffeltrucker og vanlige kjøretøy. Det er også angitt akselbredde og utbredelse av punktlaster. For lette kjøretøy (brutto tyngde 30 kn) er utbredelsen satt til 100x100 mm, og for gaffeltrucker og tyngre kjøretøy til 200x200 mm. Dette er for stort for punktlaster fra trucker og traller med harde hjul som bare virker som en stripe/kniv-last mot betongen. Likevel er det også for slike hjul aktuelt å velge en lastflate på 100x100 mm for dimensjoneringen av gulvet, mens den virkelige lastflaten benyttes ved vurdering av flatetrykket. Riktige verdier for størrelse og utbredelse av punktlaster fra kjøretøy, reoler og andre typer utstyr som skal benyttes må derfor avklares med byggherre og utstyrsleverandører i hvert enkelt tilfelle. Vekten til paller kan f.eks. variere fra 500 til 1500 kg. Siden det svikter mye i forhold til dimensjonering av gulv for punktlaster, er det likevel tatt med en oversikt i Tabell 2.1 som er hentet fra Betongrapport nr. 13 /1/ og som viser typiske karakteristiske laster for forskjellige typer industrigulv. En jevnt fordelt last over hele gulvet gir bare en setning, mens feltvis jevnt fordelt last vil gi momenter i gulvet. Slike lastvirkninger er likevel vanligvis betydelig mindre enn fra punktlaster med små lastflater. I tillegg til de vertikale kreftene, vil det også virke akselerasjons- og bremsekrefter fra kjøretøy. Disse virkningene ivaretas vanligvis ved at det benyttes faktorer fra 1,1 til 1,3 på punktlastene /1/. For punktlaster fra kjøretøy skal det også tas hensyn til dynamisk virkning fra ujevn overflate og til omfordeling av lasten (mellom hjulene) ved svingning. NS-EN setter den dynamiske faktoren til 1,4 for luftfylte hjul og til 2,0 for harde hjul. Dette er høyt i forhold til de faktorene som det til nå har vært vanlig å benytte, som er 1,0 for luftfylte hjul og fra 1,2-1,4 for harde hjul. Faktorer mellom 1,2 og 1,4 er også vanlig for lastoverføring mellom hjul ved svingning for begge hjultyper. For gulv som er stålglattet, er det først og fremst aktuelt med en dynamisk faktor for ujevn overflate ved fugene. Der hvor det er oppgitt et tillatt hjultrykk er det bestemmende for lastflaten. 14

15 Det må også tas hensyn til at lastvirkningen fra flere punktlaster vil kunne påvirke hverandre. Tykkelsen til gulv som er utsatt for punktlaster og skal være mest mulig rissfrie bør derfor kontrolleres i forhold til tillatte spenninger i Stadium I (urisset betong) i under- og overkant av gulvet ved punktlasten. Det henvises imidlertid til kapittel 3 for en nærmere diskusjon av dette forholdet. Tabell 2.1 Typiske karakteristiske laster for jevnt fordelt last og punktlaster fra reoler og trucker for forskjellige typer industrigulv /1/ (endre layout) Armering Gulv kan utføres uarmert, men det er likevel vanlig at de armeres. Vanlig armering velges ofte ut fra kravet til minimumsarmering for frittbærende plater iht. NS-EN pkt 9.3. Gulv med krav til rissvidder kan imidlertid ha et betydelig større armeringsbehov. Det armeres vanligvis like mye i begge retninger. De vanligste armeringstypene for gulv er nett- og stangarmering av stål og makro fiber av stål eller syntetisk materiale. For gulv med særs strenge krav til rissfrihet kan det også være aktuelt å benytte spennarmering, vanligvis i form av uinjiserte kabler. Dette er så langt lite benyttet i Norge. I spesielt aggressivt miljø, kan det også være aktuelt å benytte rustfri armering, selv om det skal ganske mye til før vanlig armering som er lagt med riktig overdekning blir et problem for gulv på grunn Slakkarmering Vanlige armeringsdimensjoner i gulv er nett med diameter fra 6-8 mm og stenger med diameter fra 8-12 mm. De vanligste nettene har senteravstand 150 mm mellom stengene (opp til K335, hvor K står for kam eller pregede stenger og 335 for arealet til stengene i mm 2 pr meter bredde). For K402 og K503 er senteravstanden 125 og 100 mm (Ø8 mm). Mindre stangdimensjoner og tettere mellom stengene gir generelt mindre rissvidder. 15

16 Hvis nett legges med omfar, kan det bli opptil fire nett oppå hverandre i hjørner. I tynne gulv blir det da problemer med både armeringsplassering og overdekning. Det anbefales derfor at det i slike tilfeller benyttes enkeltstenger eller nett som bare legges inntil hverandre og som skjøtes med enkeltstenger Fiberarmering Norsk Betongforening publikasjon nr 38 (skal utgis i 2015) omhandler fiberarmert betong, se nærmere for detaljer om fibertyper og beregningsmodeller for bærende konstruksjoner i fiberbetong /x/. Fiber påvirker strekkfastheten til betong forholdsvis lite, slik at det også her er strekkfastheten etter at det er blitt riss som er interessant. Denne kalles reststrekkfastheten til fiberen og det opereres både med en restbøye- og en reststrekkfasthet. For gulv er begge disse fasthetene aktuelle, men beregningene baserer seg først og fremst på reststrekkfastheten som er uttrykk for en jevnt fordelt spenning pr flateenhet fra fiber som krysser risset. Reststrekkfastheten bestemmes ved prøving iht. NS-EN og avhenger først og fremst av fibertype, fibermengde og betongkvalitet. NS-EN baserer seg på 3-punkts bøyeprøving av 150x150x550 mm prismer med et 25 mm dypt (sagd) spor (rissanviser) på midten. For vanlig dimensjonering (i bruddgrensetilstanden) anbefaler /x/ at reststrekkfastheten bestemmes ut fra FR,3, som er lasten ved en rissvidde på 2,5 mm i bunnen av slissen. Ut fra disse antakelsene bestemmes da reststrekkfastheten til fiberen iht. Figur 2.1 som: f ft,res,2,5 = 0,37 fr,3 (1) hvor fr,3 er den tilhørende ekvivalente restbøyestrekkfastheten til et urisset tverrsnitt ved samme lastnivå ( f R,3 = 3 F R,3 L 2 bh2, hvor L er spennvidden og b og h bredden og høyden til tverrsnittet ved sporet). For vanlig dimensjonering normaliseres denne reststrekkfastheten til en verdi hvor det tas hensyn til fiberorientering og evt. avvik i fiberinnhold i forhold til nominell eller tilsatt mengde i forsøkene. I tillegg til at det regnes med karakteristiske verdier. Figur 2.1 Antakelser som legges grunn ved fastsettelse av reststrekkfastheten til fiber For gulv på grunn kan det imidlertid forsvares å regne med en midlere reststrekkfasthet fra prismeprøvene mer direkte. For å ta hensyn til at fibrene må antas å være mer retningsorientert i prismene enn i gulv, kan middelverdien 16

17 multipliseres med en faktor på 0,75 for å komme ned til en kapasitetsfaktor (η0 kapittel 3.4) som er noe lavere enn ren planorientering (η0 = 0,50). Middelverdien bestemmes som middel av seks prøver og korrigeres for forholdet mellom målt og tilsiktet fiberinnhold. Reststrekkfastheten ved beregning for aksialkraft og moment, kan da uttrykkes som: fftm,res2,5,redusert = 0,75 fftm, res 2,5, prisme ( νf, nom / νf, nom) (2) hvor νf, nom er nominelt fiberinnhold iht resepten (i volumprosent) og νf målt fiberinnhold i prøven. Denne reststrekkfastheten kan benyttes direkte ved beregninger i bruksgrensetilstanden både for plater med bare fiberarmering og for plater med både fiberarmering og vanlig armering. Ved eventuell dimensjonering i bruddgrensetilstanden, bør denne verdien reduseres med en materialfaktor på 1,5. Iht /x/ kan reststrekkfastheten også uttrykkes som: hvor: f ftm,res = η 0 v f σ f,mid (3) η0 - kapasitetsfaktor som uttrykker forholdet mellom kraftresultanten normalt på en flate for aktuell fiberorientering og ensrettet fiber med samme spenning νf - volumandel fiber σf, mid - middelspenning for alle fibre som krysser en flate eller et riss med tilfeldig fordelte forankringslengder og retninger Kapasitetsfaktoren η0 er ⅓ for fiber med tilfeldig romlig orientering, ½ for fiber som er planorientert og 1,0 for fiber som er retningsorientert. Sammenhengen mellom kapasitetsfaktoren η0 og orienteringsfaktoren α er vist i Figur 2.2. Vanlige prismeforsøk har vanligvis en orienteringsfaktor på ca. 0,7, noe som gir en kapasitetsfaktor på 0,60. Ved å multiplisere denne med faktoren 0,75 kommer en ned i en kapasitetsfaktor på 0,45, som er 10% under ren planorientering. Beregninger med vanlige heftantakelser (rette fibre) har vist at σf, mid kan antas å være ca. halve maksimalspenningen til fiberen (σ f,mid σ f,max ). For stålfiber tilsvarer 2 dette for tradisjonelle fibre med krok ofte ca. 500 MPa og for syntetisk fiber ca. 350 MPa. Disse verdiene stemmer også bra med det en får ved etterregning av forsøk. Middelspenningen vil imidlertid være avhengig av fibertype, betongens trykk- og strekkfasthet og rissvidden. Hvis en bestemmer f ftm,res,2,5,prisme og orienteringsfaktoren α fra prismeforsøkene, kan imidlertid σf, mid bestemmes direkte fra uttrykket i (3). Fiberleverandøren bør imidlertid kunne gi disse opplysningene for hver fibertype for aktuell betongkvalitet. Det kan iht /x/ interpoleres lineært mellom prøvde betongkvaliteter. 17

18 Figur 2.2 Sammenheng mellom kapasitetsfaktor og fiberorienteringsfaktor Hvis det regnes med en middelspenning på 500 MPa og en kapasitetsfaktor på 0,45, blir reststrekkfastheten for stålfiber avhengig av fibermengden som vist i Tabell 2.2. Tabell 2.2 Reststrekkfasthet for stålfiber i gulv på grunnen avhengig av fibermengde Antatt kapasitetsfaktor Reststrekkfasthet (MPa) Fibermengde (kg/m 3 ) / Volumandel (%) 20 /0,25 40 / 0,5 60 /0,75 80 / 1,0 η0=0,45 0,55 1,10 1,65 2,20 Tabellen viser at det skal mye fiber til før fiberen kan forventes å være rissfordelende hvis gulvet er fastholdt i planet og får membranstrekk. I et slikt tilfelle, må antagelig fiberen minst ha en reststrekkfasthet på 2,0 MPa. Lavere fibermengder er derfor mest gunstige i forhold til momentkapasiteten. Hvis en sammenligner med vanlig minimumsarmering for plater (slakkarmering) med en indre momentarm som er 0,6 ganger tykkelsen til gulvet, så trengs det ca. 45 kg stålfiber pr m 3 betong, forutsatt en kapasitetsfaktor på 0,45, for at en B30 betong skal ha noenlunde samme momentkapasitet med fiber som med vanlig slakkarmering. I stedet for å regne med reststrekkfastheten, kan en for moment regne med en ekvivalent randspenning (lineær spenningsfordeling med nøytralaksen i midten). Sammenhengen mellom den ekvivalente randspenningen og reststrekkfastheten kan forenklet uttrykkes som: σ rand = 2,4f ft,r hvor f ft,r er reststrekkfastheten for aksialkraft og moment. Reststrekkfastheten ved dimensjonering for gjennomlokking av punktlaster bestemmes iht prinsippene i /x/, hvor middelfastheten ut fra orienteringsfaktoren fra 18

19 forsøkene først reduseres til den fastheten en ville fått hvis all fiberen hadde vært volumorientert for så å reduseres ytterligere med en faktor på 0,6. Det kan da forventes en kapasitetsfaktor på ca. 0,20, som er det samme som en sier at 60 % av fiberen er volumorientert og resten planorientert. Det tas imidlertid fortsatt utgangspunkt i middelfastheten fra forsøkene justert for fibervolum uten noen ytterligere reduksjon til karakteristiske verdier. Prøveresultatene regnes om til volumorientert reststrekkfasthet vha. uttrykkene: fftm, res 2,5, volum = (fftm, res 2,5, prisme νf, nom) / (νf (4α-1)) for 0,5 < α < 0,8 fftm, res 2,5, volum = (fftm, res 2,5, prisme νf, nom) / (νf (2α)) for 0,3 < α < 0,5 α en fiberorienteringsfaktor som bestemmes ved telling av fiber i to snitt like ved bruddsnittet (minst 2/3-deler av fiberlengden til hver side for bruddsnittet). Prøvestykkene knuses etterpå, for å bestemme fiberinnholdet νf. Orienteringsfaktoren α bestemmes som α = ρ/νf, hvor ρ er arealforholdet naf/ac; der n er antall fiber som kommer ut av flaten, Af arealet til hver fiber og Ac arealet til flaten. Prøver med 0,3 > α > 0,8 bør ikke forekomme i snitt normalt på en plate. Det bør evt finnes en forklaring på et så stort avvik. α er 0,5 ved ideell volumorientering, 0,64 ved ren planorientering og 1,0 ved full retningsorientering. Ved telling av fiber deles flaten normalt inn i fire like store felt. Beregningen av α kan baseres på middelverdien. Ved signifikant forskjell oppe og nede, bør det legges størst vekt på feltene i underkant av prismet. Under støpearbeider med fiberbetong bør det tas løpende prøver av den ferske betongen for å kontrollere at fiberinnholdet er som beskrevet. 2.2 FUNKSJONSKRAV Bærelag Et tilstrekkelig tykt, godt komprimert og nøyaktig avrettet bærelag er viktig både i forhold til riss i gulv og toleransekravene til ferdig overflate. Det er så langt ingen felleskrav til toleranser for grunn og terrengarbeider i NS I NS 3420 del F: grunnarbeid del 1 pkt FS2 utlegging av løsmasser i lag (2008), står det imidlertid at underlag/bærelag for konstruksjoner skal ha en høydetoleranse på +/- 20 mm og en jevnhet målt med en 3 meter lang rettholt på +/- 10 mm. I tillegg er det viktig å begrense setningsforskjeller, noe som setter krav både til oppbygging av bærelaget og komprimering. Eksempler på bærelag er vist i kapittel 4. Grunnens stivhet beskrives vanligvis med et stivhetstall eller en E-modul. Det anbefales å bruke stivhetstall eller k-verdier som er mer et direkte uttrykk for grunnens respons. Det kan etableres direkte relasjoner mellom k-verdier og de forskjellige lagenes E-moduler /x/, /x/, men dette gås ikke nærmere inn på. 19

20 Typiske verdier for k er vist i Tabell 2.3. Mer nøyaktige verdier kan bestemmes med plateforsøk, hvor en standard plate med diameter 750 mm belastes og presses ned i grunnen. Stivheten bestemmes da som last delt på arealet og tilhørende forskyvning/nedtrenging. Hvis det benyttes en mindre plate, skal resultatet korrigeres. For en 300 mm plate skal den beregnede k-verdien divideres med 2,3 og for en 160 mm plate med 3,8 /x/. Det er den første målingen som er mest representativ for grunnens k-verdi i forhold til gulvets bevegelser, men hvis grunnen er godt komprimert er det ikke noen særlig forskjell på første og påfølgende målinger på samme sted. Hvis kurven ikke er lineær, bestemmes k-verdien ut fra lastforskyvningsforløpet i området mellom 0,5 og 1,0 mm /x/. Tabell 2.3 Typiske verdier for grunnens stivhet, k /x/ 20 Grunnforhold Grunnens stivhet k (N/mm 3 ) Jordbunn 0,01-0,02 Lett komprimert sand 0,015 0,03 Godt komprimert sand 0,10 0,15 Våt leire 0,03 0,06 Tørr leire 0,08 0,10 Knust stein med sand 0,10 0,15 Grov knust stein 0,20 0,25 Godt komprimert knust stein 0,20 0,30 Et underlag vil som regel bestå av flere lag, men i stedet for å forsøke ut en k-verdi basert på E-moduler og tykkelser anbefales det heller å velge en fornuftig gjennomsnittsverdi ut fra Tabell 2.3. Generelt kan en si at: - 0,05 N/mm 3 kan benyttes for relativt dårlige grunnforhold med vanlig komprimering - 0,15 N/mm 3 for en oppbygning med grus og sand med vanlig komprimering - 0,30 N/mm 3 for en mer systematisk oppbygging med godt komprimert stein og sand i normal tykkelse (0,4-0,6 m) på et godt underlag. Ved isolasjon under gulvet, vil dette sjiktet vanligvis være dominerende for stivheten og k kan i de fleste tilfeller bare bestemmes ut fra isolasjonslaget som E/t, hvor E er isolasjonens E-modul og t dens tykkelse. Ved store isolasjonstykkelser vil imidlertid dette bli for konservativt fordi isolasjonen (i hvert fall den mest trykkfaste) også har en skjær- og/eller strekkfasthet som vil bidra til å fordele lasten/deformasjonen over et større område etterhvert som en kommer ned i isolasjonssjiktet. En tilnærming til dette kan være å regne k som E/t ved bare å ta hensyn til tykkelser opp til 150 mm (for større tykkelser settes k = E/150). Typiske E-moduler for forskjellige kvaliteter av EPS og XPS plater er vist i Tabell 2.4. Tabell 2.4 Typiske E-moduler for vanlige EPS og XPS plater (N/mm2) EPS Kvalitet E-modul 1,5 2,5 4,0 5,0 6,0 7,0 XPS Kvalitet E-modul 8,0 8,0 12,0 15,0 20,0 25,0

21 Grunnens stivhet er først og fremst av betydning for punktlaster. Men i de fleste tilfeller er det betongen eller gulvets stivhet som dominerer, slik at en liten feil i vurderingen av grunnens stivhet ikke har så mye å si for valget av gulvtykkelse Betongoverflate NS-EN 13670, NA til Tillegg G, er normativ i Norge i forhold til toleranser på betonggulv hvis ikke noe annet er angitt i produksjonsunderlaget. Kravet varierer med avtrekking/glatte-metoden. Toleranseklasse 1 tilfredsstiller prosjekteringsforutsetningene. Toleransene for lokal planhet i NS-EN er de samme som toleranseklassene PC, PD og PE i NS : Beskrivelsestekster for bygg, anlegg og installasjoner, Del 1: Fellesbestemmelser. I tillegg har NS også krav til total planhet og helning/loddavvik. For gulv er normalkravet til lokal planhet klasse PB, som er strengere enn kravene i NS-EN Klassene PA og PB i NS er normalt knyttet til overflater med utstøpte eller belagte belegg, men toleranser i dette området er også aktuelt hvis det skal kjøres med truck og traller på gulvet. Både NS-EN og NS har et generelt krav til sammensatt byggtoleranse på +/- 15 mm. Henvisning til europeiske standarder (NS-EN) kan innebære at normalkravene i NS settes til side. Det kan imidlertid angis at normalkravene i NS skal gjelde for kontrakten. Ut fra tolkningsreglene i NS 8405 vil da NS overstyre de europeiske standardene. Gulv for høye reoler og høytgående trucker setter normalt strengere krav til planhet og helning enn de som er spesifisert i NS-EN Som en veiledning for slike gulv, henvises det derfor til anbefalte planhetskrav for fri og styrt kjøring iht. engelske retningslinjer /2/, /3/ Slitestyrke Slitasje på gulv kan skyldes flere forhold som sliping, riping, belastning fra hjul, søl av aggressive væsker og bruk av feil rengjøringsmiddel. Betonggulv med mye gangtrafikk slites i hovedsak ved sliping, mens gulv som trafikkeres av harde hjul først og fremst slites ved knusning av partikler i overflaten. Andre hjul vil gi en kombinasjon av disse effektene. Det er en direkte sammenheng mellom trykkfasthet og slitestyrke for betong. Betonggulv har vanligvis god slitestyrke og i de fleste tilfeller vil en ordinær B30 M60 kvalitet ha tilstrekkelig slitestyrke. Slitasje kan likevel være bestemmende for gulvets levetid. I enkelte tilfeller aksepteres det bare slitasje av millimeter størrelse, og slitestyrken vil da være bestemt av egenskapene til betongen i det helt øverste sjiktet. Betong uten separasjonstendens og gode herdebetingelser med riktig bruk av herdemembran, vann og plast er derfor meget viktig for å oppnå høy slitestyrke. 21

22 Gulvbetonger med høy konsistens separere noe, noe som kan føre til et betydelig dårligere overflatesjikt enn det klassen tilsier. Det dårlige overflatesjiktet kan forbedres noe ved å strø i såkalt hardbetong (tørt pulver med spesialtilslag < 4 mm) i toppen, men dette påvirker bare de øverste par millimeterne og som oftest blir det da likevel en for dårlig betong like under det harde sjiktet som kan gi krakelering i overflaten fra hjultrykk og det dårlige sjiktet slites lett bort når toppsjiktet er borte. Slike hardbetongsjikt har også en tendens til å krakelere i seg selv pga. differansesvinn. For denne type hardbetong er det nødvendig at betongen har tilstrekkelig med overskuddsvann som tørrstoffet kan reagere med. Dagens bindemidler inneholder ofte mer type II tilsetningsmaterialer (silikastøv, flygeaske, slagg) som gir mindre bleeding, og dermed mindre overskuddsvann. Dette har ført til at det er blitt vanskeligere å oppnå et fullgodt resultat med hardbetongstrø, også i M60 kvalitet. Det er også flere eksempler på at det er blitt gjort feil fordi betongen er beskrevet ut fra et krav til trykkfasthet i stedet for masseforhold. Det anbefales derfor heller andre løsninger enn denne type hardbetong når det ønskes gulv med stor slitestyrke. En bedre løsning er å legge ut et separat hardbetongsjikt oppå gulvbetongen på mm. Dette er også spesialprodukt med ekstra sterkt tilslag, men det tilsettes i tillegg vann slik at det støpes ut som en vanlig mørtel. Et slikt sjikt kan legges både vått i vått og som en påstøp. En åpenbar ulempe med denne løsningen er høy kostand og fare for delaminering mellom sjiktene. De siste årene har det vært en utvikling i retning av bedre betongkvaliteter og det støpes etter hvert mye gulv i M40 kvalitet. Denne betongen har lavere svinnpotensiale enn M60, den separerer mindre og har så høy trykkfasthet (typisk MPa etter 1 år) at det ikke trengs noen ekstra hardbetong. En M40 betong har også den fordelen at den normalt tørker seg selv ut til et tilstrekkelig lavt RF nivå til at det kan legges (tette) belegg etter relativt kort tid. Ved en tidlig behandling av denne betongen kan en også unngå kantreising. Dokumentasjon av betongs selvuttørkende egenskaper vises i kapittel En M40 betong er imidlertid tyngre å legge ut og det er helt avgjørende med gode herdetiltak for å unngå plastiske svinnriss. Herdemembran må påføres i tilstrekkelig mengder umiddelbart etter avtrekk av betongoverflaten for å begrense avdampingen tilstrekkelig. Se mer om plastiske svinnriss i kapittel Slitestyrken påvirkes først og fremst av tilslagets hardhet og form og at det er god heft mellom tilslag og sementpasta i overflaten. Planhet er også viktig, slik at overflater som er glattet med maskin eller slipt vanligvis er bedre enn overflater som bare er glattet med lett manuelt utstyr. Videre er herdebetingelsene og da spesielt det forholdet at betongen har tilstrekkelig tilgang på vann den første tiden viktig for slitestyrken. Med et godt tilslag, er det også gunstig for slitestyrken med mye tilslag i betongen. Fordelingen mellom sand og grovere tilslag er ikke funnet å være så viktig og antakelig er det mellom-fraksjonene som er viktigst for slitestyrken. Slitestyrken kan også i noen tilfeller økes ved bruk av forskjellige typer belegg (epoxy-, akryl- og polyester-belegg). 22

23 Det finnes egne EU-standarder med angivelse av forskjellige klasser og målemetoder for slitasje av betonggulv, NS-EN Støpte gulvbelegg eller avrettingslag, materialer, egenskaper og krav og NS-EN til 8 (hvor del 3, 4 og 5 angir forskjellige metoder for bestemmelse av slitasjemotstanden). Det er imidlertid ikke gitt noen krav til betongen for klassene i NS-EN slik at det i en overgangsperiode vil være nødvendig å sammenligne med resultater fra andre prøvningsmetoder Sklisikkerhet Vanligvis er sklisikkerhet ikke noe problem for rene betongoverflater. Det finnes flere prøvemetoder for stein og flis som også kan benyttes for betong Støvfrihet Støvavgivelse fra gulvoverflater av betong er nært knyttet til de samme forhold som slitestyrken. Men egenskapene i det øverste sjiktet betyr enda mer for støvdannelse. Fersk betong med god stabilitet og gode herdebetingelser med riktig bruk av herdemembran, vann og plast er viktig for å begrense støvdannelsen. Risikoen for støvdannelse reduseres ved sliping eller kan helt elimineres ved behandling av overflaten med forskjellige produkt eller belegg. Valg av slike produkt bør baseres på tidligere erfaringer eller referanser. Utførelsen må være iht. beskrivelsen fra leverandøren av produktet Tetthet Tetthet er forbundet med betongens permeabilitet og gulvets rissfrihet. Bearbeidingsformen påvirker overflatesjiktets permeabilitet, uten at det trenger å bety så mye for hele gulvets tetthet. Det skilles mellom tetthet for gass og vann. Tettheten øker generelt med avtagende masseforhold og økende fasthet. Vanntett betong skal iht. NA i NS-EN 206 ha et masseforhold lavere enn 0,50. Teknisk forskrift til plan og bygningsloven (TEK 10) krever at nye bygninger skal prosjekteres og utføres med radonforebyggende tiltak slik at inntrenging av radongass fra grunnen kan begrenses. Som et minimumskrav skal alle bygninger for varig opphold ha radonsperre mot grunnen og i tillegg være tilrettelagt for ekstra tiltak hvis radonkonsentrasjonen i inneluften likevel overstiger 100 Bq/m 3. Urisset betong tilfredsstiller kravene til tetthet for radonsperre, men pga. faren for riss i platen og utettheter langs kantene anbefales det å legge radonmembran eller tilrettelegging for ekstra tiltak i hus som er beregnet for varig opphold. En radonmembran er et luft- og diffusjonstett sjikt med tettedetaljer som er godkjent for dette formålet. For mer informasjon henvises det til Byggforskserien, blad Det er ikke gjort noe unntak for industribygg i TEK 10, men det bør være større mulighet for å vurdere behovet for radonsperre her ut fra graden av varig opphold og hvor godt bygget er ventilert. Et betonggulv vil kunne fungere som et tilstrekkelig tiltak i slike bygg. Gulv hvor en er redd for misfarging fra væsker må behandles med et vannavvisende middel (vannglass, olje, voks eller impregneringer av herdeplast). Før valg av metode 23

24 anbefales det prøvefelt med fullskalabehandling. Det er viktig at slike gulv vedlikeholdes jevnlig Trinnlyd Krav til trinnlyd fører ofte til at det må lages påstøper på etasjeskillere av betong. For mer informasjon henvises det til Byggforskserien, blad FUGER, SVINN OG FUKT Fuger Dette kapittelet diskuterer generelt behovet for fuger. Utførelsen av fuger er beskrevet i kapittel Gulv på grunn En fuge defineres som et gjennomgående brudd i gulvflaten eller som en avstand til andre konstruksjonsdeler, f.eks. søyler og vegger. En sagd rissanviser som har fått riss og der det ikke er gjennomgående armering, betegnes som sagd fuge. Mens den tradisjonelle «rissanviseren» har noe gjennomgående armering. Det opereres med en rekke betegnelser på fuger avhengig av hvilken funksjon de er tenkt å ha. I de fleste tilfeller vil det imidlertid være nok å skille mellom konstruksjonsfuger og bevegelsesfuger. Konstruksjonsfuger er fuger som er gjennomgående i hele bygget og er lagt inn for å begrense temperatur- og svinnbevegelse i hver del av bygget. Bevegelsesfuger kan benyttes som en fellesbetegnelse på alle andre typer fugebetegnelser (kontraksjonsfuger, dilatasjonsfuger, randfuger, seksjoneringsfuger og dags- eller støpeavsnittsfuger) hvor det vil bli bevegelser lokalt av samme årsak (svinn og temperatur). En trenger heller ikke å skille ut konstruksjonsfuger som en egen gruppe for gulv på grunn hvis gulvet er fritt fra resten av bygget fordi det da ikke trengs noen slik fuge i gulvet. I dag er det vanlig å skjære såkalte rissanvisere, spesielt i industrigulv, ved at det sages et spor (3 mm bredt) i betongen etter at betongen har fått en viss fasthet. Dybden på disse sporene er vanligvis fra 1/4-del til 1/3-del av tykkelsen til gulvet. En slik oppdeling er en måte å forsøke å begrense frie riss på overflaten. Løsningen forutsetter at det er mindre armering over rissanviseren enn ellers i gulvet. Armeringen i rissanviseren vil da kunne flyte for en kraft som er mindre enn den som skal til for å gi riss mellom rissanviserne. Denne kraften er også mindre enn flytekraften til resten av armeringen og rissanviseren vil derfor også kunne bidra til å begrense rissvidden til eventuelle frie riss. Hvis ikke armeringen i rissanviseren reduseres, vil rissanviseren tilnærmet fungere som andre riss. Rissanviseren kan likevel forventes å risse først, men den vil da ikke ha tilstrekkelig tøyningsevne til å lokalisere bevegelsene av gulvet til disse sporene. Armeringen over rissanviserne bør derfor bare være ca. halvparten av det den er i resten av gulvet, og helst med både over- og underkantarmering hvis gulvet ellers er dobbeltarmert. Behovet for fuger avhenger av blant annet gulvtype, betongens svinnpotensiale, randbetingelser, last og størrelsen på gulvet. Underlaget er også av betydning. Gulv med fuger bør støpes på to lag plast slik at det kan gli lett. Gulv som det skal limes 24

25 flis eller stein på kan også ha et større behov for fuger enn industrigulv hvis det er krav til bevegelsen i fugene. Den prosjekterene må derfor ha nødvendige opplysninger om gulvet før det bestemmes om det er behov for fuger, og evt. i hvilket omfang. Selv om det legges inn fuger og rissanvisere, må det forventes at det også blir riss utenom disse stedene. Spesielt gjelder dette for gulv med rissanvisere hvor det er mange forhold å ta hensyn til for at en skal lykkes med å få riss bare i sagsporene. Det viser seg også ofte at hvis et gulv er rissfritt så er det heller ikke riss i rissanviserne. Fuger og rissanvisere er dessuten med på å svekke gulvet. Dette gjelder spesielt i forhold til punktlaster hvor det blir mer hjørne- og kantområder som har betydelig lavere kapasitet enn resten av gulvet. I industrigulv har det vært vanlig å ha gjennomgående fuger som er dyblet for hver dagsetappe og en oppdeling i mindre felt med rissanvisere i rutenett på 6-9 m. På gulv hvor det kjøres med trucker og traller med harde hjul, kan imidlertid slike sagde spor gi slag som vil bryte ned fugene med tiden. I tillegg har skitt og støv lett for å samle seg i disse sporene. Utviklingen de siste årene, både her til lands og i andre land, har derfor gått mer i retning av fugefrie gulv eller gulv med større avstand mellom fugene og i tillegg mot mindre bruk av rissanvisere mellom fugene. Det anbefales derfor ikke å bruke tradisjonelle rissanvisere i gulv med et relativt stort svinnpotensiale. Dette gjelder spesielt for gulv med tykkelse < 120 mm og hvor det er benyttet betong med referansesvinn > 0,5 o /oo, dvs. betong i Gulvklasse III iht. Tabell 2.5. Det er da bedre å legge inn noe mer armering slik at det blir en mer fordelt opprissing med begrensede rissvidder. Riss med rissvidder mindre enn 0,5 mm brytes ikke ned av trafikk. Det kan likevel være steder på slike gulv hvor rissanvisere kan være et brukbart alternative, men da som enkeltspor og ikke som et systematisk rutenett. I gulv hvor det benyttes betong med lavt svinnpotensiale, og hvor en ikke vil ha frie riss pga. strenge krav til f.eks. hygiene, kan det også være aktuelt å etablere såkalte sagde fuger, dvs. sagde spor uten gjennomgående armering. Lavt svinn og lite kantreising, gjør at det er større sjanse for å få lokalisert rissene bare til de sagde sporene. Dette gjelder spesielt hvis gulvet dekkes med et tett eller delvis tett belegg i i tidlig fase. En slik oppdeling av dagsetapper i mindre felt gjøres ved at armeringen brytes og det legges inn dybler langs feltkantene før det støpes. Etterpå skjæres det så en forholdsvis dypt spor (ca 1/3-del av tykkelsen) langs kantene. For at disse sagde sporene skal fungere som en fuge, må det imidlertid først bli et riss i sporene. Også i forhold til dette alternativet bør en imidlertid først se på mulighetene for å støpe gulvet helt uten sagde spor. Det finnes ingen klare kriterier eller retningslinjer for hvor store slike felt bør velges. Slike valg bør derfor primært gjøres ut fra geometriske hensyn. 25

26 Påstøper Limte påstøper skal generelt ikke ha fuger eller rissanvisere da det øker risikoen for bom. Det eneste unntaket er for påstøper på betongelementer hvor det må skjæres rissanvisere over endeoppleggene hvis det skal legges flis eller stein på gulvene. Hvis elementene er lagt opp på hattebjelker, må det skjæres rissanvisere på begge sider av bjelken. Evt. armering i påstøpen må ikke skjæres av over oppleggene. Flisen/steinen må også tilpasses rissanviserne slik at det blir en fuge over sporene. For påstøper på hulldekker som er lagt opp på stålbjelker er det også aktuelt å etablere sagde fuger langs elementene for ca. hvert 5-6 element. Dette er fordi det da vil kunne bygge seg opp en friksjonskraft mellom elementene og bjelken som sliter av påstøpen. Også i dette tilfellet må fugen tilpasses flisformatet. For flytende påstøp, gjelder generelt de samme kriteriene for fuger og rissanvisere som for flytende gulv på grunn. Slike påstøper er imidlertid som oftest tynne, og de får derfor ofte mye kantreising og knekkes ned hvis det lages fuger. Hvis det skal benyttes vanlig fabrikkbetong bør det benyttes en selvuttørkende betong slik at det kan legges belegg uten at betongen tørker ut til omgivelsene først (se kapittel om selvuttørkende betong). Men selv med denne løsningen, må slike gulv normalt overflatebehandles med et belegg som er tettere enn betongunderlaget for at de ikke skal få kantreising og riss. Dette blir en forholdsvis dyr løsning, men det blir enda dyrere hvis en i stedet må til å reparere etterpå. På grunn av de generelle problemene med fuger og kanter bør derfor påstøper uten heft til underlaget utføres uten fuger. For gulv som bare er fiberarmert, er det vanskelig å få til en fordelt opprissing over gulvet eller riss i flere rissanvisere uten at rissdannelsen i det vesentligste er styrt av egenspenninger og momentvirkning fra kantreising Svinn Alle sementbaserte materialer har et svinn. Svinnet kan deles inn i en uttørkings- og en autogen del og fordelingen mellom disse avhenger av betongens masseforhold. Summen av uttørkingssvinn og autogent svinn kalles totalsvinn. Uttørkingssvinn skyldes uttørking av betongen til omgivelsene, mens autogent svinn er den ytre virkningen av hydratasjonen mellom sement og vann og er derfor en del av det kjemiske svinnet (volumet av vann reduseres med 25 % når det reagerer med sement). Autogent svinn foregår uten noen form for fuktutveksling til omgivelsene. Figur 2.3 gir en indikasjon på hvordan endring av betongens bindemiddelmengde og - sammensetning påvirker totalsvinnet. De to punktene i figuren illustrerer konsekvensen av å endre en betong fra full steinmengde til redusert steinmengde. 26

27 Figur 2.3 Ending i totalsvinn som funksjon av bindemiddelmengde og sammensetning /x/ (skifte ut figur) Egenspenninger Betongen i overflaten tørker raskere ut enn resten av tverrsnittet. Ved ensidig uttørking gir dette svinnvariasjoner som fører til krumning av tverrsnittet med den følge at gulvet vil forsøke å løfte seg fra underlaget. Samtidig oppstår det en spenningstilstand i gulvet som kalles egenspenninger fordi den ikke skyldes ytre lastvirkninger. For å illustrere dette, er det på Figur 2.4 vist sammenheng mellom RF og relativt svinn i betong etter kort tid med tørking. Relativ fuktighet, Relativt svinn Relativ dybde 0 % 20 % 40 % 60 % 80 % 100 % 0,0 0,2 0,4 0,6 0,8 RF Rel svinn Middel Gradient 1,0 Figur 2.4 Relativ fuktighet, relativt svinn og relative tøyninger i betongen avhengig av randbetingelsene (layout forbedres) 27

28 Hvis betongens E-modul er kjent, kan tverrsnittets sammentrekning (midlere svinntøyning og krumning, dvs. svinnets momentvirkning) regnes ut, som vist ved den brune og burgunder linjen på figuren. Egenspenningstilstanden fremkommer da som forskjellen mellom den blå og den burgunder (skrå) linjen, som i dette tilfellet gir strekk øverst, trykk på midten og strekk nederst igjen. Hvis svinnfordelingen er lineær over tverrsnittet blir det ikke egenspenninger (bare en krumning). Egenspenningstilstanden vil bli overlagret av spenninger fra egenvekt, last og fastholding på vanlig måte. Gulv vil derfor bare kunne ha en ren egenspenningstilstand ute ved frie kanter. Et stykke fra kanten vil gulvet være fastholdt mot krumning pga momentvirkning fra egenvekten av den delen som har løftet seg (se neste kapittel). Relatert til tilstanden i Figur 2.4 vil da spenningstilstanden være forskjellen mellom den blå linjen og den (vertikale) brune linjen, med et noe større strekk øverst og et konstant trykk der hvor tverrsnittet ikke har tørket noe ut til omgivelsene. Hvis tverrsnittet er fastholdt for både krumning (moment) og forskyvning (aksialkraft), vil det bli strekkspenninger over hele tverrsnittet iht. til (tøyningene) den blå kurven. Så langt finnes det ikke etablerte modeller for å regne på egenspenninger som funksjon av svinnutviklingen til et tverrsnitt. I en virkelig situasjon, vil også forutsetningene være påvirket av at RF i omgivelsene normalt vil variere med tiden Kantreising Kantreising forekommer for gulv på grunn og for påstøper uten heft til underlaget. Det er mest fremtredende for tynne gulv og det er først og fremst er et problem for gulv som er tynnere enn mm. Kantreisingen vil også utvikle seg raskere i et tynt gulv. Årsaken til dette er at motstandsmomentet (2. arealmoment) er mindre (funksjon av tykkelsen, t 3 ) som gjør at krumningen fra en gitt uttørkingstilstand (gitt dybde) blir større. Hvis krumningen er kjent, kan kantreisingen beregnes. Krumningen er imidlertid avhengig av betongkvalitet, RF i luften, temperatur og til dels armeringsmengde og plassering. Et eksempel på beregning for en gitt tilstand er vist på Figur 2.5. Utkragerlengden, dvs. lengden gulvet har løftet seg, bestemmes ved at krumningen fra momentet fra egenvekten til den utkragede delen settes lik krumningen fra svinnet. Fra der hvor de to krumningene er like, vil gulvet ligge plant mot underlaget videre innover. Usikkerheten ved slike beregninger er først og fremst knyttet til svinnforløpet i betongen. Hvis det er gitt, kan både kantreisingen og utkragerlengden beregnes som funksjon av tiden. Eksempler på slike beregninger er vist for tre forskjellige gulvtykkelser i Figur 2.6 og Figur

29 Oppbøyning fra konstant krumning: x (2 l) 2 / 8 Nedbøyning fra egenvekt: M max = g x l 2 / 2 = M max / EI l q x l 4 / 8 EI Setter: svinn = egenvekt Fast innspent Kantreising Endelig tilstand: l Grunn x l 2 / 4 Figur 2.5 Beregning av kantreising og utkragerlengder for en gitt svinn-krumnings tilstand 5 Kantreising (mm) t = 50 t = 100 t = Tørketid (døgn) Figur 2.6 Beregnet utvikling av kantreisingen med tiden for forskjellige platetykkelser 2,5 Utkragerlengde (m) 2,0 1,5 1,0 0,5 t=50 t=100 t=150 0, Tørketid (døgn) Figur 2.7 Utkragerlengder knyttet til kurvene i Figur

30 Både maksverdiene og tidsforløpet vil variere ganske mye med valgene som gjøres. Det er derfor mest formen på forløpet og innvirkningen av tykkelsen som en kan ta ut fra disse figurene. Over tid går kantreisningen tilbake igjen, men den vil ikke gå helt tilbake til null. Fra det stedet hvor gulvet er fastholdt mot krumning (utkragerlengden fra kanten) og videre innover, vil momentet (i platen) være konstant og det vil kunne danne seg bøyningsriss (fra toppen) hvis svinngradienten blir stor nok. Med det svinnpotensialet mange av dagens gulvbetonger har, må det forventes at det vil bli slike bøyningsriss pga. kantreising hvis betongen får tørke ensidig ut over tid. Gode herdetiltak for å sikre mest mulig homogen fuktprofil er derfor gunstig. Sted og avstand mellom bøyningsrissene vil være styrt av lokale svakheter i betongen, armeringsmengde og plassering i tverrsnittet. I tillegg, vil denne rissformen være påvirket av belastningen på gulvet. Ut fra faren for denne typen riss, er det først og fremst ønskelig med armering i overkant av gulvet Heft til underlaget Forskjeller i svinnpotensiale og alder for betongsjikt kan også gi heftbrudd eller "bom" mellom to lag. Dette problemet er mest aktuelt for limte påstøper hvis svinnet i påstøpen blir for stort i forhold til underlaget. For tykke påstøper kan det da bli bortimot umulig å unngå riss eller «bom» selv med bortimot optimal heft (2,0 MPa). Vanligvis er det påstøpen som har størst svinn og når den forsøker å trekke seg sammen blir det heft- og normalspenninger i overgangssjiktet mellom de to betongene over en viss lengde inn fra kanten som vist på Figur 2.8. Figur 2.8 Spenningstilstand ved etablering av samvirke mellom påstøp og underbetong Disse spenningene vil forsøke å bygge opp en tøyningstilstand i påstøpen som skal kompensere for svinnet. Dersom svinnpotensialet derimot er for stort, vil det enten bli riss i påstøpen eller "bom" til underlaget. Innføringslengden som trengs for å få etablert samvirke mellom to betongsjikt er avhengig av heftfastheten mellom sjiktene. Ved god heft og liten svinnforskjell, kan denne lengden være i området 1-2 ganger tykkelsen til påstøpen, mens den ved dårlig heft kan bli 5-10 ganger tykkelsen. I det siste tilfellet er det da fare for at glidningen mellom sjiktene ute ved kanten blir så stor at heftspenningen brytes helt 30

31 ned og at påstøpen begynner å rakne fra kanten før det er etablert samvirke (ingen glidning) mellom de to sjiktene. Det er dette som gir "bom". Det blir riss i påstøpen når strekkspenningene fra heft- og momentvirkningen i forankringssonen overskrider betongens strekkfasthet. Spenningene vil da forsøke å bygge seg opp på nytt og det blir tilsvarende forhold som de en har ved kanter eller fuger ved alle riss. Farankringsforholdene ved riss forstyrres av glidningen (halve rissvidden) som oppstår når risset dannes, men denne svekkelsen kan oppveies av armering som krysser risset hvis påstøpen er armert. De fleste betonger som benyttes til påstøper har så stort svinnpotensiale at det må forventes riss. For å unngå "bom", er det derfor svært viktig med god heft til underlaget slik at innføringslengden bli kort og rissviddene mindre. Den beste løsningen for å få optimal heftfastheten er å lime påstøpen "vått i vått" med epoxy, men før det velges må det evt. vurderes om det kan ha andre uheldige virkninger (f.eks. fukttekniske). Målet for sementbaserte heftforbindelser er å få til en heftfasthet som er minst like god som strekkfastheten til det svakeste delmaterialet. Heftfastheten kan kontrolleres ved direkte avtrekk av sylinderformede prøver iht. NS- EN Risikoen for "bom" øker i utgangspunktet med tykkelsen på påstøpen. Limte påstøper tykkere enn 50 mm bør derfor armeres. Det bør helst være så mye armering at armeringen ikke flyter når påstøpen risser, men også mindre armeringsmengder vil være gunstig fordi den avlaster heftspenningen ved at en del av den kraften som utløses når påstøpen risser da blir tatt av armeringen. På samme måte vil også fiberarmering være gunstig i forhold til bom for påstøper. Fiberarmering har også den fordelen at den blir tidligere effektiv i forhold til rissvidden, men de relativt lave fibermengder som i dag typisk benyttes gjør at fiberarmering sannsynligvis likevel kommer litt dårligere ut enn vanlig nettarmering Fukt Generelt Fukt i betong blir viet stor oppmerksomhet fordi den endrer seg med tiden og omgivelsene og påvirker både egne og andre materialers egenskaper. Fukten i seg selv er ikke noe problem for betongen, da det trengs vann og sement for at det skal bli betong. For betonggulv innendørs, kan det imidlertid ofte være et problem at betongen avgir mye vann og svinner når den tørker ut til vanlig inneklima (byggfukt). Det kan heller ikke være for mye fukt i en betong som det skal limes tett belegg (f.eks. vinyl, linoleum og gummi) på. De kan løsne og få buler og blærer i belegget hvis betongen er for fuktig. Årsaken til dette er vanligvis at limet "forsåpes" på grunn av det høye alkaliske nivået i vannet i betongen. Limet kan i noen tilfeller også avgi gasser som folk kan reagere på Krav til fukt i betonggulv NS 3511:2014 gir krav til RF-nivå i betongen før legging av forskjellige typer belegg /x/. 31

32 Generelle anbefalinger angående kritisk RF for forskjellige typer belegg er også gitt i Geving og Thue /x/, og i Byggdetaljer "Byggfukt - uttørking og forebyggende tiltak" RF-målinger i betong Måling av RF vha. borehullmetoden er nå den mest vanlige måten å måle fukt i betonggulv på. Det er imidlertid knyttet ganske stor usikkerhet til metoden og da spesielt i forhold til temperatur; både temperatur av sensor i forhold til betongtemperatur og betongtemperatur ved måling i forhold til brukstemperatur. I Sverige er det derfor utviklet et eget autorisasjonssystem for personer som skal utføre fuktmålinger i betong. NS 3511:2014 beskriver hvordan slike målinger skal gjøres og hvilke korreksjoner av måleverdiene som er nødvendige. Denne beskrivelsen baserer seg stort sett på den svenske RBK-metoden og tidligere rutiner og erfaringer hos SINTEF Byggforsk. I Byggdetaljer "Måling av fukt i bygninger", er det gitt en kortversjon av hvordan RF-målinger i betong bør utføres. NS 3420-Del T inneholder egne prisposter for RF-måling, hvor det er lagt opp til måling i innstøpte hull i stedet for å borre hull etterpå. Avsetting av målehull er da spesifisert som egen post i gulvstøpen Estimering av tørketid Det finnes både forskjellige beregningsprogrammer og tabellverk som estimerer tørketid ned til en gitt RF for betonggulv. Men alle disse metodene er forbundet med stor usikkerhet. Dette skyldes både at det må gjøres en del valg/forutsetninger som kan påvirke resultatet mye, men også at det meste av grunnlaget for dette verktøyet er basert på svenske sementtyper som oppfører seg forskjellig fra våre. Det er derfor behov for mer forskning innenfor området før verktøyet kan bli mer pålitelig. For at en skal ha tilstrekkelig kontroll på resultatet, bør en også kjenne desorpsjonsisotermen til betongen for en eller flere betingelser i det aktuelle området. Det er derfor å forvente at det blir mer vanlig å gjøre uttørkingsforsøk for typiske gulvbetonger i fremtiden. Slik situasjonen er i dag, kan derfor det foreliggende verktøyet bare benyttes til å gjøre et estimat over nødvendig tørketid. Men hvis det f.eks. er et eksakt krav til RF i gulvet før legging av belegg, så må RF i gulvet enten måles eller en må ha tilstrekkelig erfaringsdata med tidligere målinger for den aktuelle betongen. Det siste er først og fremst aktuelt for selvuttørkende betonger. Bruk av seluttørkende betong er antakelig sikrere enn målinger av RF med de usikkerheter som ligger i det. Se kapittel for hvordan selvuttørkende egenskaper for betong kan dokumenteres. På grunn av unøyaktigheten i dagens uttørkingstabeller er disse ikke med i denne publikasjonen, og det er forventet at de vil bli forbedret om ikke så lenge. Det henvises derfor bare til Byggforskseriens Byggdetalj "Byggfukt, uttørking og tiltak" som inneholder de mest aktuelle tabellene, og som også oppdateres med jevne mellomrom. 32

33 2.4 GULVKLASSER Gulvklassene som innføres i denne publikasjonen er et virkemiddel til å få prosjekterende, utførende og byggherrer til å tenke bedre gjennom hvilket gulv de ønsker før de ser sluttresultatet. I Tabell 2.5 vises de fire gulvklassene med ulike krav til rissvidder. Gulvklasse I og II er ment for gulv med strenge krav til riss og rissvidder og evt. også slitestyrke, i Gulvklasse I kan det forventes nær rissfrie gulv. De fleste gulv som støpes i dag er i gulvklasse III. I Gulvklasse IV er det ikke noe annet krav enn at det skal være et betongunderlag, der antall riss og rissvidder ikke betyr noe. I kapitlene til begrunnes valgene som er gjort i gulvklassetabellen. Tabell 2.5 Gulvklasser med krav til rissvidder Gulvklasse I 1) II 2) III 2) IV 3) Rissvidde (mm) 0,3 0,5 4) 1,0 4) - SvinnREF ( o /oo) 0,50 0,50 1,00 - Armeringsmengde 6xAs 5) min 6) 2xAs min 6) 1xAs min - Minimumtykkelser (mm) Enkelt/dobbeltarmert gulv 150/ /150,120 7) 100/150 -/100 Enkeltarmert flytende påstøp 60 Bestandighetsklasse M(F)40 M(F)40-M60 M(F)40-M60 M60-M90 Herdeklasse ) Kan være fastholdte gulv og påstøper 2) Forutsettes flytende gulv og påstøper 3) Ingen krav, gulv og påstøper kan utføres uarmert 4) Estetisk krav, må ikke forveksles med bestandighetskrav i NS-EN ) For fastholdte gulv, men også aktuelt med så mye armering i overkant ved spesielt strenge krav til rissvidder for flytende gulv 6) Krav til armering i overkant og evt også i underkant (ved punktlaster) 7) Gjelder M(F)45 og M60 betong Krav til svinn Svinn i kombinasjon med fastholding (også selv om konstruksjonsløsningen tilstrebes å være flytende) er hovedårsaken til skadesakene med gulv. Det er derfor viktig å benytte betong med minst mulig svinnpotensiale hvis en skal få et fint gulv. I gulvklasse I og II er det satt krav til SvinnREF (totalsvinnet) på maksimalt 0,50 o /oo, noe som typisk vil kunne oppnås med en uredusert M(F)40-betong, eller med M(F)45 og M60 med svinnreduserende tilsetningsstoff. I Gulvklasse I ønskes det i tillegg at uttørkingssvinnet utgjør en lavest mulig del av totalsvinnet, se kapittel Kravet på 1,0 o /oo for Gulvklasse III vil også reduserte M60 betonger typisk tilfredsstille. Det er viktig at betongen har minst mulig separasjon slik at en god betong (med lavt svinn) ikke brukes med en så høy konsistens at overflaten blir ødelagt av et slamrikt overflatesjikt med svært høyt svinn. For Gulvklasse I, II og III settes det derfor også krav til maksimale tilsiktede konsistensnivåer iht. Tabell 2.6. Se også hvordan totalsvinnet skal dokumenteres i kapittel

34 2.4.2 Krav til armering I Gulvklasse II er det generelt 2xAs,min både som topp og evt. også som underkantarmering fordi denne mengden armering trengs for å ha en viss kontroll på rissvidden. For dobbeltarmerte gulv i denne klassen kan det likevel være aktuelt å bare benytte 1xAs,min i underkant. Gulvklasse I er først og fremst ment for spesielle estetiske gulv. Grunnen til den høye armeringsmengden er at dette trengs for å få fordelt opprissing hvis gulvet er fastholdt. Hvis gulvet derimot er flytende, vil det være tilstrekkelig med bare halvparten av dette i toppen hvis en aksepterer å se rissene og det ikke er behov for underkantarmering. For slipte gulv hvor det kreves at man ved normalt bruk ikke legger merke til rissene, må det også legges 6xAs,min som ren topparmering. Ved en så høy armeringsmengde er armeringen i stand til å fordele rissene så tett at de ikke er synlige. Gulv i Gulvklasse II og III forutsettes å være flytende (frie fra underlaget, kanter og andre fastholdingspunkter). Gulv i disse klassene med store punktlaster, må ha armering både oppe og nede. Behovet for armering i underkant kan imidlertid vurderes i forhold til tykkelsen på gulvet. Armeringsmengden i Gulvklasse I krever kamstål, gulv i Gulvklasse II og III kan fiberarmeres, men i Gulvklasse II forutsettes det da et den valgte fibermengden er høy nok til å kontrollere rissvidden når gulvet risser for moment, samtidig som den også skal kunne trekke gulvet mot midten. Det er vanskelig å beregne rissvidder i gulv riktig, spesielt hvis det får kantreising ved fuger og riss og det er belastning fra punktlaster på gulvet. Hvis et gulv er armert med nett er vanligvis rissvidden mindre enn 0,5 mm, eller så flyter nettet og da har en ikke lenger noen kontroll på rissvidden. Dette forutsetter imidlertid at armeringen er riktig plassert. Kravet på 1,0 mm for Gulvklasse III er derfor omtrentlig og basert på erfaringsdata for gulv i dag Krav til bestandighetsklasse For Gulvklasse I er det krav til bestandighetsklasse M(F)40 pga. ønsket om lavest mulig uttørkingssvinn og høy stabilitet (minimalisere separasjonsfaren). Når det gjelder de andre gulvklassene står en friere Krav til minimumtykkelse Det sier seg selv at dobbeltarmerte gulv må være noe tykkere enn enkeltarmerte for å få plass til armeringen og selv for denne tykkelsen kan det være aktuelt å legge topparmeringen enten som stenger eller som nett med ekstra stenger som omfar for å få plass og god nok kontroll på plasseringen av denne armeringen. I tillegg er tykkelsen viktig i forhold til kantreising, og siden M(F)45 og M60 betong har en høyere andel uttørkingssvinn enn M(F)40, er det også krav til økt tykkelse i Gulvklasse II. Det er også anbefalt en minstetykkelse på 60 mm for flytende armerte påstøper som er plassert i Gulvklasse I Krav til herdeklasse I Gulvklasse I og II forutsettes det herdeklasse 4, det vil typisk si herdetiltak ved 20 o C i ca. 1 uke. Gulvklasse III er med herdeklasse 3, dvs. herdetiltak i ca. 2 døgn ved 20 o C. 34

35 2.5 BETONG - PROPORSJONERING OG EGENSKAPER Innledning For gulv der det stilles krav til betongoverflaten (Gulvklasse I til III) må betongen proporsjoneres med lavt nok svinn og med god nok fersk stabilitet. For gulv innendørs der det skal legges parkett eller limes belegg og det stilles krav til byggfukt, vil også betongens fuktutvikling kunne styre valg av betongsammensetning Betongproporsjonering Gulvbetong må proporsjoneres med nok finstoff og høy nok konsistens til at god nok stabilitet og utflytning oppnås. Gulvbetong i dag har imidlertid ofte så høy konsistens at den den separer noe slik at toppsjiktet får en anrikelse av finstoff med meget høyt svinnpotensiale, og dermed øke faren for skader, se bekrivelse av skadetyper i kapittel En M60 betong separer normalt mer ved en gitt synk enn en M40 betong, det anbefales derfor å redusere konsistensen med økende masseforhold. Dette vil også være akseptabelt i forhold til utstøpingen siden en M60 betong normalt er mindre tung å jobbe med (lavere viskositet) enn en M40 betong, og vil dermed oppnå en lik støpelighet med en lavere synk. Anbefalte maksimale konsistensnivåer i Tabell 2.6 gjelder for Gulvklasse I, II og III. Tabell 2.6 Maksimale tilsiktede konsistensnivåer for ulike bestandighetsklasser Konsistenstype M60 M(F)45 M(F)40 Synk, vibrerbar betong (mm) Synkutbredelse, SKB (mm) Gulvbetong som skal stålglattes bør ikke tilsettes luftinnførende stoff slik at betongens luftinnhold overstiger 3,0 % pga. fare for delaminering, se kapittel I de tilfeller der det stiles krav til betongoverflaten iht. gulvklassene, må betongens bindemiddelmengde begrenses slik at betongens totalsvinn ikke blir for høyt. Reduserte resepter (betongsammensetninger med for eksempel 25% eller 50% steinreduksjon), som vil kreve høyere bindemiddelmengde, bør derfor generelt unngås, og det vil i de fleste tilfeller være en nødvendighet i Gulvklasse I og II Dokumentasjon av betongsammensetningens totalsvinn Prosedyre for å bestemme totalsvinnet i herdet betong etter 1 år, kalt betongens referansesvinn (SvinnREF), er beskrevet i VEDLEGG A. Når SvinnREF er funnet for en betongsammensetning kan avvikende betongsammensetninger anses dokumentert med likt referansesvinn så lenge betongsammensetningene endres i retning «OK» i henhold til Tabell 2.7 og evt. bytte av sement til en sement med lavere svinnpotensiale i henhold til Tabell

36 Tabell 2.7 Dokumentasjon av Svinn REF for avvikende betongsammensetninger Komponent/ høyere/ lavere/ Kommentar Egenskap større mindre Masseforhold Nei OK Lavere masseforhold ned til ca. 0,40 er OK Høyere masseforhold opp til ca. 0,40 er OK Bindemiddelvolum Nei OK Sementens Nei OK Rangering av sementene i Tabell 2.8. svinnpotensial Steinstørrelse OK Nei Steinmengde OK Nei Konsistens Nei OK Tillatt høyere tilsiktet konsistens enn den dokumenterte betongsammensetningen: Synk: +20mm. Synkutbredelse: +30mm Tabell 2.8 Dokumentasjon av Svinn REF for avvikende sementtyper Svinnpotensialet i sementene blir lavere mot høyre Sementprodusent Rangering av sementene Norcem Industri Standard FA Anlegg FA Aalborg Portland Rapid White Cemex Miljø Lavvarmesement Dokumentasjon av betongsammensetningens selvuttørking Publikasjonen definerer selvuttørkingseffekten ved måling av relativ fuktighet 85% etter 1 år og/eller 80% etter 2 år iht. prosedyren i VEDLEGG B. Når selvuttørkingseffekten er dokumentert for en betongsammensetning kan betongsammensetninger med lavere masseforhold anses dokumentert så lenge bindemiddeltypen er lik. Endres bindemiddeltypen, for eksempel med en annen sement eller at forhold mellom sement og type II tilsetningsmaterialer (silikastøv, flygeaske, slagg) endres, må denne betongsammensetningen også dokumenteres, se Tabell 2.9. Tabell 2.9 Dokumentasjon av selvuttørking for avvikende betongsammesetninger Komponent Høyere Lavere Kommentar Masseforhold Nei OK Bindemiddeltype - - Hver bindemiddelkombinasjon må dokumenteres Trykk- og strekkfasthet Krav til spesielt høy trykkfasthet er vanligvis bare viktig for gulv hvor det skal kjøres med trucker og jekketraller med harde hjul og der hvor det skal benyttes utstyr med spesielt stor slitasje, f.eks. beltevogner. Trykket rett under stålhjul kan bli ganske stort. Se mer om vurderinger og tiltak for å forbedre gulvets trykkfasthet og slitestyrke i kapittel I forhold til det å unngå riss, er det imidlertid strekkfastheten til betongen som er viktigst. Høyere trykkfasthet gir som oftest også høyere strekkfasthet. Høyere strekkfasthet trenger imidlertid ikke å være noen fordel hvis gulvet holdes fast. Det vil 36

37 da bli riss uansett betongkvalitet, og siden kraften når gulvet risser øker med fastheten, vil også rissvidden bli større for en gitt armeringsmengde. Det er imidlertid sjelden at gulv på grunnen armeres ut fra et kriterium om at armeringen alene skal kontrollere rissvidden. Hvis det aksepteres riss, kan det derfor være aktuelt å velge en betong med tilstrekkelig trykkfasthet og så lav strekkfasthet som mulig (trykkfasthet i område 5-10 MPa og strekkfasthet rundt 0,5 MPa). Dette vil imidlertid være en kvalitet med så høyt masseforhold at den ikke vil være iht. NS-EN 206. Et gulv med slik betong vil få mange riss, men med små rissvidder. Dette kan være godt nok for gulv med bare persontrafikk og for gulv som det skal legges parkett eller belegg på. Andre egenskaper som henger sammen med fasthet er støvfrihet og tetthet, se kapitlene og

38 3 DIMENSJONERING 3.1 INNLEDNING I mange skadesaker viser seg å være mangelfull prosjektering og dimensjonering av gulvene. Dette gjelder både for gulv på grunn og for påstøper på bærende undergulv selv om det som står i dette kapittelet stort sett relateres til gulv på grunn. Innledningsvis er det beskrevet hvilke dimensjoneringstilstander som bør benyttes og senere er det vist hvordan disse kan utføres. For en gitt lastvirkning, blir det også diskutert forskjellige løsninger, først og fremst; slakkarmerte og fiberarmerte gulv, menspennarmerte og uarmerte gulv blir også kort omtalt. De viktigste lastforutsetningene for dimensjonering av gulv er beskrevet i kapittel Gulv plasseres vanligvis i pålitelig- eller konsekvensklasse 1, dvs. at det vanligvis er liten sannsynlighet for tap av menneskeliv og relativt små økonomiske og miljømessige konsekvenser ved brudd eller funksjonssvikt. Gulv prosjekteres derfor som oftest ut fra funksjonskrav og det er derfor viktig at disse kravene er tilstrekkelig spesifisert før arbeidet starter. Normalt er det byggherren som er ansvarlig for å gi denne informasjonen. Likevel blir det opp til konsulenten å avgjøre hva som bør vektlegges mest ved prosjekteringen av et gulv. Tiltak for å få til mest mulig fuge- og rissfriegulv kan derfor være viktigere enn krav til kapasitet i mange tilfeller. Det er derfor naturlig å dele prosjekteringen inn i en bruksgrense og bruddgrensetilstand. Bruksgrensetilstanden vil da først og fremst være knyttet til forhold som påvirker riss og rissvidder, og bruddgrensetilstanden forhold knyttet til kapasitet. Dimensjoneringen i dette kapittelet baserer seg forenklede formler som er blitt etablert opp gjennom tiden, men det er selvsagt ikke noe i veien for å benytte både lineære og ikkelineære programmer til dimensjonering av slike gulv. 3.2 BRUKSGRENSETILSTANDEN I bruksgrensetilstanden settes vanligvis både lastfaktorer (γf) og materialfaktorer (γm) lik 1,0. Dette kan i prinsippet også gjøres i dette tilfellet, men for utmatting eller gjentatte belastninger bør detenten regnes med en lastfaktor på lasten eller materialfaktor på tillatte spenninger avhengig av antall vekslinger. Forenklet kan det regnes med følgende faktorer: 38 1,2 for N vekslinger 1,5 for < N vekslinger 2,0 for N > vekslinger I forhold til riss, er det strekkfastheten til betongen som er avgjørende, og det kan ofte være vanskelig å vurdere hvilken reststrekkfasthet en har pga egenspenninger fra svinn og temperatur og andre lastvirkninger. Spesielt i overkant av gulvet kan det tidlig være lite eller ingen reststrekkfasthet igjen i betong med stort svinnpotensiale. Men i stedet for mer detaljerte vurderinger/beregninger, kan det velges en

39 reststrekkfasthet for topp- og bunnsjiktet til gulvet. Som en støtte til dette valget, er det i Tabell 3.1 gitt karakteristiske verdier for et par typiske gulvbetonger. Midlere strekkfasthet er basert på verdiene for sentrisk strekkfasthet i NS-EN På grunn av den generelle usikkerheten rundt strekkfastheten til betong, er det bare delvis tatt hensyn til effekten av spenningsgradient. Kravet til minimumsarmering skal baseres på midlere sentrisk strekkfasthet. Tabell 3.1 Karakteristiske og anbefalte tillatte strekkfastheter i topp og bunn av gulvet ved bøyningspåkjenning (f.eks. fra punktlaster) 39 Betong Strekkfastheter (MPa) fct-middel fct-topp fct-bunn B30 M60 2,9 1,5 3,0 B35/B45 M40 3,8 2,0 4,0 Videre er det gitt en forholdsvis kort beskrivelse av vanlig fremgangsmåte for å bestemme spenninger i gulv fra punktlaster i elastisk tilstand. Dette er samtidig uttrykk som er nyttige i forhold til å vurdere hvilken tykkelse gulvet bør ha hvis det utsettes for punktlaster og skal være mest mulig rissfritt. Det gis ikke noe særlig begrunnelse for disse uttrykkene, da dette er forholdsvis lett tilgjengelig informasjon i en rekke bøker og tidligere veiledninger /x/, /x/ Riss og rissvidder For å kunne kontrollere rissvidder i et gulv, må det i utgangspunktet være så mye armering at den ikke flyter for de lastvirkningene som kan oppstå. Hvis et gulv er fastholdt, vil det da bli mye armering, opp til 4-6 ganger As,min for plater. For frie gulv med begrenset størrelse, vil det imidlertid være friksjonen mot underlaget som bestemmer spenningen i armeringen, og dermed også rissvidden, etter at det er blitt riss. I denne situasjonen, trenger en derfor normalt mye mindre armering for å kunne kontrollere rissene. Betonggulv vil risse pga svinn og temperaturpåvirkning hvis det er holdt fast. Strekktøyningen til betong kan antas å være et sted mellom 0,1 og 0,3 o /oo, mens svinnpotensialet til gulvbetongen typisk ligger fra 0,5 til over 1,0 o /oo. Det er likevel forholdsvis sjelden at armeringsmengden er stor nok til at det utvikler seg et fordelt rissmønster. Rissene opptrer derfor som oftest som enkeltriss, hvor armeringen enten flyter eller har flytt for et fastholdt gulv. For et fritt gulv, kan derimot spenningen i armeringen ved risset være lavere hvis risset først og fremst er initiert fra momentvirkning. Rissvidden til enkeltriss kan iht. tidligere NS 3473 pkt A beregnes som: w = 2 lt (1-β1)(σs2/Es εcs) (1) hvor: lt er forankringslengden til hver side for risset, som kan beregnes iht NS-EN pkt β1 = 0,6 σs2 er spenningen i armeringen etter at gulvet har risset Es = MPa

40 εcs videre svinnutvikling etter at det ble riss Dette kan forenkles til: w = lt (σs2/es) (2) En forutsetning for å kunne bruke dette uttrykket er imidlertid at armeringen ikke flyter når gulvet risser. For et fastholdt gulv trengs det da 4-6 ganger As, min for plater. En del retningslinjer benytter en spesielt høy strekkfasthet (fctk, 0,95) som utgangspunkt for rissberegninger, men pga ofte samtidige egenspenninger og momentvirkning fra kantreising bør det være tilstrekkelig å benytte fctm, og for betong med stort svinnpotensiale kanskje også fctk, 0,05 - som vanligvis settes til 0,7 fctm, for gulv på grunn. Den beregnede rissvidden er et uttrykk for rissvidden ved armeringen, mens det som oftest er rissvidden på overflaten en er mest interessert i. Rissvidden kan variere ganske mye over tykkelsen avhengig av avstanden mellom stengene og plasseringen av armeringen og om det er ren aksialkraft eller en kombinasjon av aksialkraft og moment som virker i risset. I mange tilfeller, kan en derfor like godt bare benytte det forenklede uttrykket for rissvidden (2) sammen med en valgt midlere strekkfasthet for betongen (for å beregne forankringslengden), som et estimat for rissvidden. Denne betraktningsmåten(1) gir generelt litt for store rissvidder fordi den ikke tar hensyn til at strekk-kraften i gulvet går noe ned når risset oppstår. For at det skal bli nye riss, må imidlertid kraften bygge seg opp igjen. De samme prinsippene gjelder også for vurdering av rissvidder i frie gulv. Det vil imidlertid da være friksjonen mot underlaget som bestemmer kraften i gulvet. Kraften vil da bli størst noenlunde midt på gulvet. Siden risset i dette tilfellet er utløst av an kombinasjon av egenspenninger t, momentvirkning og friksjon mot underlaget, trenger ikke armeringen i risset å flyte i dette tilfellet selv om det bare er benyttet minimumsarmering for plater i gulvet.. Hvilke forutsetninger som skal legges til grunn for en vurdering av rissvidden i slike gulv må derfor vurderes ut fra størrelsen på gulvet, last (pr m 2 )fra egenvekt og nyttelast og ut fra friksjonskoeffisienten mot underlaget. En oversikt over vanlige antatte friksjonskoeffisienter mellom betong og forskjellige undelag er vist i Tabell 3.2. Tabell 3.2 Antatte friksjonskoeffisienter mellom betong og forskjellig underlag /x/ Underlag Friksjonskoeffisient (µ) Dårlig avrettet underlag > 2,0 Avrettet komprimert pukk/singel 1,3 1,6 Avrettet betong 1,2 1,5 Isolasjon 1,0 Avrettet sand 0,9 PE-plast på sand 0,7 To lag PE-plast på sand 0,5 40

41 3.2.2 Punktlaster Punktlaster har som oftest en viss utbredelse, og i forenklede beregninger gjøres denne flaten som oftest om til en sirkulær flate med tilsvarende areal når en bestemmer spenningene i gulvet.. Feilen en gjør ved denne tilnærmingen er liten, og til sikker side. De uttrykkene som vanligvis benyttes til å bestemme spenninger i gulv fra punktlaster, ble i sin tid utviklet av Westergaard og er basert på vanlig elastisitetsteori /x/. De vanlige uttrykkene for maksimalspenningen rett under lasten for inner- og punktlast og et stykke inn forbi lasten for hjørnelast, kan iht. Westergaard skrives som: Last inne på gulvet: Ved kant: I hjørner: σ max = 0,275(1 + ν) P t2 log (0,36Et3 ) ka 4 σ max = 0,529(1 + 0,54ν) P log (0,20Et3 ) t2 ka 4 σ max = 3P {1 ( t 2 2 a 0,25) Et ( 3 12(1 ν 2 ) ) 0,6 } hvor: P er opptredende last (N) ϑ tverrkontraksjonen, som for betong kan settes til 0,2 t tykkelsen til gulvet (mm) E betongens elastisitetsmodul (N/mm 2 ) a radius til den ekvivalente sirkulære lastflaten (mm). Avhengig av lastflaten bestemmes denne som: a = 1,6r 2 + t 2 0,675 t for r < 1,724 t a = r for r 1,724 t hvor r = A, hvor A er arealet til lastflaten. π Gulvets elastiske stivhet kan uttrykkes som: D = Eh3 12 (1 ν 2 ) Ved å innføre den såkalte "elastiske lengden" for gulvet, som er definert som: 41

42 4 l = D k hvor k grunnens stivhet (N/mm 3 ) og ved å sette ϑ= 0.2, kan uttrykkene for σmax da forenkles til: Punktlast inne på gulvet: σ max = 1,32 P t 2 log (1,43 l a ) Punktlast ved kant: σ max = 2,34 P t 2 log (1,23 l a ) Hjørnelast: σ max = 3 P t 2 (1 1,23 (a l )0,6 ) Sammenlignet med forsøk og numeriske beregninger har spesielt hjørnelast vist seg å gi for lave spenninger, så vi foreslår derfor at faktoren 1,23 i dette uttrykket sløyfes. Hjørnelast gir også strekk i overkant av gulvet og spenningen vil da være størst ca 2 2al fra hjørnet (langs diagonalen). Alle disse uttrykkene gir imidlertid mest riktige verdier for relativt små a/l forhold (a/l<0,2). Spesielt for hjørnelast er dette åpenbart når a/l blir stor. På grunn av disse begrensningene, er det også tatt med noen diagrammer fra /x/ som viser forholdet mellom maksimalt moment og momentet i avstand x fra lasten i radiell retning som funksjon av a/l og x/l for disse lasttilfellene i Figur 3.1 til Figur 3.3. I disse figurene står a for lastflatens ekvivalente diameter (2 A/π) og r for den elastiske lengden l. M angir intensiteten på momentet i knm/m hvis P er angitt i kn. Disse diagrammene gir også god oversikt over momentforløpet i radiell retning. Se Tabell 2.3 for valg av k-verdier for grunnens stivhet. 42

43 Figur 3.1 Momentverdier for punktlast inne på gulvet (endre layout og notasjon) 43

44 Figur 3.2 Momentverdier for punktlast ved kanten (endre layout og notasjon) Figur 3.2 viser momentintensiteten ved kanten. I radiell retning i overkant av gulvet kan det forventes et negativt moment (strekk i toppen) som er minst to ganger det negative momentet langs kanten. En kantlast kan betraktes som en innerlast når den er mer enn l (den elastiske lengden) eller minst 500 mm fra kanten. 44

45 Figur 3.3 Momentverdier for hjørnelast (endre layout og notasjon) Den "elastiske lengden", uttrykker tilnærmet avstanden fra lasten til det første 0- punktet til det radielle momentet for en innerlast, se Figur 3.4. Beregnede verdier for forskjellige dekketykkelser og stivheter i grunnen, er vist i Tabell 3.3. En ser her at den elastiske lengden først og fremst øker med gulvtykkelsen (fordi stivheten øker med tykkelsen i 3. potens), men at den også avtar en god del når stivheten til grunnen går opp. Tabell 3.3 Beregnede elastiske lengder (mm) for forskjellige dekketykkelser og grunnstivheter basert på E=30000 N/mm2 og, ν = 0,2 Dekketykkelse (mm) Grunnens stivhet, k (N/mm 3 ) 0,05 0,10 0,15 0,20 0, For enkle overslag over lastvirkningen fra flere punktlaster i tangentiell og radiell retning, kan Figur 3.5 benyttes, men for mer nøyaktige beregninger bør det tas hensyn til a/l i hvert enkelt tilfelle som vist i Figur 3.1 til Figur 3.4. Rett under lasten er momentintensiteten like stor i både radiell og tangentiell retning. For flere samtidig virkende punktlaster, er det derfor ofte ringmomentet som blir dimensjonerende for strekkspenningen i underkant. Slik vi vanligvis dimensjonerer gulv, må vi likevel forvente at de fleste gulv som er påkjent av punktlaster over en viss størrelse har riss i underkant. 45

46 Figur 3.4 Momentvirkning i radiell retning fra samtidig virkende punktlaster (endre layout og notasjon) Figur 3.5 Spenningsintensitet i forhold til maksspenningen rett under lasten i tangentiell og radiell retning for punktlast inne på gulvet, og i radiell retning for punktlast ved kanten (endre layout og notasjon) Den elastiske virkningen av punktlaster som er beskrevet så langt er først og fremst viktig i forhold til hvor tykt gulvet må være for at det skal kunne forventes å bli rissfritt hvis det er utsatt for punktlaster. Det blir da en totalvurdering i forhold til hva en trenger av tykkelse for at sannsynligheten for å få riss er akseptabel.. De rissene som betyr mest er imidlertid de som evt kommer på overflaten. For punktlaster, er det det radielle momentet som gir negativ momentvirkning (strekk i overkant) for inner- og kantlast. Dette momentet, som har sin maksimalverdi 1,5-2 ganger l fra lasten, er mye mindre enn det positive momentet (rett under lasten). Ut fra Figur

47 og Figur 3.2 er forholdet ca. 0,10 og 0,16 for a/l lik 0,1 og 0,25 for en innerlast og ca. 0,12 og 0,18 for de samme a/l forholdene for en kantlast. En ser også at M/P forholdet er ganske konstant for det negative momentet for a/l < 1 for både inner- og kantlast og at dette forholdet ligger mellom 0,02 og 0,025 for en innerlast og mellom 0,05 og 0,06 for en kantlast. De negative momentene vil imidlertid øke relativt sett når gulvet begynner å sprekke opp i underkant, og det blir da sannsynligvis ikke galt å sette forholdet mellom negativt og positivt moment til 0,175 og 0,25 for a/l lik 0,1 og 0,25 for begge de to lastplasseringene. For a/l verdier mellom disse kan det interpoleres lineært. Når gulvet har sprukket opp også i overkant, er det forventet at det negative momentet vil gå noe ned igjen. For å kunne vurdere disse forholdene mer eksakt, trengs det ikke-lineære numeriske analyser. Som et videre vurderingsgrunnlag, er det i Tabell 3.4 vist maksimalspenninger for positivt moment for inner- og kantlast og for negativt moment for hjørnelast for en punktlast på 10 kn for forskjellige gulvtykkelser. Beregningene er gjort for a = 50 og 100 mm og for to k-verdier for hver tykkelse. Disse verdiene multipliseres da bare med P(kN)/10. Det kan også i dette tilfellet regnes med et negativt moment for inner- og kantlast som er tilnærmet 0,175 og 0,25 ganger de respektive positive momentene i en vurdering av faren for riss i overkant av gulvet. Tabell 3.4 Maksimalspenninger i gulvet rett under lasten for inner- og kantlast og i overkant av gulvet for hjørnelast for en last på 10 kn for forskjellige gulvtykkelser og grunnforhold for lastflater med diameter 100 og 200 mm. Gulvtykkelse (mm) Grunnens stivhet, k (N/mm 3 ) Lastplassering på gulvet Innerlast Ved kant Hjørne a (mm) Spenning (MPa) 0,10 1,40 1,00 2,33 1,62 2,14 1,69 0,20 1,30 0,90 2,15 1,45 2,05 1,55 0,10 0,70 0,52 1,17 0,86 1,02 0,85 0,20 0,66 0,48 1,09 0,78 0,98 0,80 0,10 0,42 0,33 0,71 0,54 0,59 0,51 0,20 0,40 0,30 0,67 0,49 0,57 0,48 Vi ser fra tabellen at fri kant er litt mer utsatt enn hjørner, men med litt kantreising vil dette forholdet fort snu seg. Spenningsbildet for forskjellige kombinasjoner av punktlaster kan superponeres, men det finnes en rekke eksempler på typiske kombinasjoner i litteraturen /x/. Ut fra Figur 3.5, er det da ringspenningen i underkant av gulvet og det negative momentet i radiell retning som påvirkes først når flere laster står relativt nær hverandre, f.eks. punktlaster fra framhjulene til trucker. Avstanden mellom framhjulene på en truck stemmer ofte ganske bra med 1,5 l og gjør at de momentintensitene som er diskutert ovenfor for negativt radielt moment kan bli fordoblet. Avhengig av hvor en ligger i utnyttelse av strekkfastheten kan det da gjøres en vurdering av om gulvet vil risse eller ikke i overkant. Men siden det er vanskelig å si hvilken strekkfasthet en har, bør det generelt tas høyde for at det vil kunne skje (hvis 47

48 ikke gulvet er spesielt tykt) i hvert fall for både hjørne og kantlast. For at et gulv som er risset i overkant ikke skal brytes ned med tiden ved gjentatte belastninger, må en ha kontroll med rissvidden og sannsynligvis bør ikke variasjonsområdet til slike riss være noe mer enn ca 0,25 mm. Det må derfor være så mye armering i overkant av gulvet at rissmomentet ikke gir noe større rissvidde enn dette. Hvis det benyttes nettarmering (med sveiste knutepunkt), vil det normalt tilsvare at en kan tillate en spenning på ca. 200 MPa i armeringen hvis armeringen ligger høyt nok. For fiberarmerte gulv er det for så vidt tilstrekkelig å kunne ta det negative momentet med reststrekkfastheten, men det bør antakelig legges inn en sikkerhetsfaktor på ca 2,0 for å ivareta effekten av gjentatte belastninger. Dette gjør at det for de fibermengder som vanligvis benyttes vil være aktuelt å kombinere fiber og slakkarmering i de områdene som er mest utsatt for opprissing i overkant (spesielt hjørner) Linjelast Hetenyi /x/ utledet følgende uttrykk for det positive momentet under en ideell linjelast inne på et gulv: M p = P 4λ hvor: P er last pr lengdeenhet (N/mm) λ = ( 3k E c t 3)0,25 (mm -1 ) Momentforløpet for en slik last er vist i Figur 3.6 hvor forholdet mellom det negative (Mn) og det positive (Mp) momentet er 0,21. Figur 3.6 Momentfordeling for en intern linjelast (endre layout) Dette forholdet endrer seg hvis lasten er fordelt over en større bredde. Westergaard /x/ utviklet derfor momentdiagrammer for linjelaster både inne på gulvet og langs en kant som funksjon av bredden (a) og den elastiske lengden (l), som vist på Figur 3.7 og Figur 3.8. Diagrammet for en innerlast viser at momentforholdet mellom negativt og positivt moment øker til 0,25 for a/l = 0,5 og til 0,29 for a/l = 1,0. Det negative momentet for en innerlast kan derfor bestemmes fra 48

49 det positive momentet rett under lasten med en faktor som kan bestemmes med lineær interpolasjon mellom 0,21 og 0,29 for 0 < a/l <1,0. For en kantlast bestemmes det negative momentet direkte, og det blir ikke noe positivt moment uten at lastbredden er spesielt stor. Figur 3.7 Maksmomenter for indre linjelast (endre layout og notasjon) Figur 3.8 Maksmomenter for linjelast langs en kant (endre layout og notasjon) 49

50 Tilsvarende som for punktlaster i Tabell 3.4, er det i Tabell 3.5 beregnet spenninger fra det positive og negative momentet for en innerlast og en kantlast for en linjelast på 10 kn/m for noen gulvtykkelser og grunnstivheter. Som en ser, blir både grunnens stivhet og lastbredden av mindre betydning når gulvet blir tykkere. Tabell 3.5 Maksspenninger i gulvet fra en linjelast på 10 kn/m inne på gulvet og ved kanten for forskjellige gulvtykkelser, stivheter av grunnen og lastbredder. De viste spenningene er for det positive momentet rett under lasten for innerlast og for det negative momentet for kantlast. Gulvtykkelse (mm) Linjelast på gulvet Grunnens Innerlast Ved kant stivhet, k a-lastbredde (mm) (N/mm 3 ) Spenning (MPa) 0,10 0,86 0,78 0,71 1,10 0,92 0,75 0,20 0,72 0,65 0,58 0,92 0,73 0,58 0,10 0,52 0,48 0,45 0,66 0,58 0,51 0,20 0,43 0,40 0,37 0,55 0,47 0,40 0,10 0,36 0,34 0,32 0,46 0,42 0,37 0,20 0,30 0,28 0,26 0,39 0,34 0, Nedbøyning Basert på Westergaard's ligninger er det i /x/ etablert et tilnærmet uttrykk for nedbøyningen av gulv på grunnen fra punktlaster: δ = c ( P kl 2) hvor c er en nedbøyningskoeffisient som er avhengig av lastens plassering. For en indre last er c = 0,125 og for en kantlast er c = 0,442. For hjørnelast er c avhengig av a/l, og beregnes som: c = (1,1 1,24 (a/l)). Noen beregnede verdier avhengig av grunnens stivhet for en punktlast på 10 kn med a = 50 mm på et 100 og 150 mm tykt gulv er vist i Tabell 3.6. Tabell 3.6 Nedbøyning ved forskjellig lastplassering som funksjon av dekketykkelse og grunnens stivhet for en punktlast på 10 kn med radius 50 mm Gulvtykkelse (mm) Grunnens stivhet, k (N/mm 3 ) Lastplassering Innerlast Kantlast Hjørnelast Nedbøyning (mm) 0,05 0,11 0,39 0,85 0,15 0,06 0,22 0,47 0,25 0,05 0,17 0,36 0,05 0,06 0,21 0,48 0,15 0,03 0,12 0,27 0,25 0,03 0,09 0,20 Det er ikke noe tilsvarende enkelt uttrykk for linjelast, så hvis en skal bestemme nedbøyningen i et slikt tilfelle så er det enkleste å benytte de vanlige uttrykkene for nedbøyning av en bjelke på elastisk underlag. 50

51 Alle disse uttrykkene gjelder imidlertid bare så lenge betongen kan antas å ha konstant stivhet for momentvirkning i begge retninger (dvs før den risser og etter at den er noenlunde likt opprisset på begge sider). 3.3 BRUDDGRENSETILSTANDEN Det mest vanlige så langt har vært å kontrollere kapasiteten til plater på grunnen (eller på et elastisk underlag) i forhold til punkt- og linjelaster vha. bruddlinjeteori. I en slik plastisk tilstand har en imidlertid ikke kontroll på riss og deformasjoner. Denne metoden er derfor ikke egnet som dimensjoneringsmetode når det er krav til risstilstanden i gulvet. Hvis en del riss derimot ikke betyr så mye, kan metoden benyttes. Det bør likevel gjøres noen enkle overslag i elastisk tilstand for å unngå at rissene blir så store at en risikerer at gulvet brytes ned ved gjentatt belastning. Noe av denne problemstillingen blir likevel ivaretatt ved at det benyttes vanlige last- og materialfaktorer ved slik dimensjonering. Det finnes kapasitetsformler basert på plastisitetsteori for de fleste lasttilfellene som er aktuelle for gulv. Bakgrunnen for disse uttrykkene er til dels ganske komplisert. De gir heller ikke noe eksakt svar, da det i de fleste tilfellene er lagt inn en del forutsetninger og antakelser som ikke trenger å stemme helt. Uttrykkene er likevel en brukbar tilnærming til kapasiteten siden de i de fleste tilfeller også er verifisert med forsøk. Det er likevel ganske uklart hva som er kriteriet for kapasitet i en slik tilstand, annet enn at armeringen flyter da et gulv på grunnen ikke vil kunne falle ned. Generelt kan en også si at beregnet kapasitet vha. plastiske betraktninger må være minst det dobbelte av dimensjonerende last for at denne metoden skal være et brukbart dimensjoneringskriterie. Noen av de mest vanlige uttrykkene for punkt- og linjelaster er gjengitt nedenfor Punktlaster De uttrykkene som er mest vanlige for plastisk kapasitet ved punktlaster er basert på utledninger av Meyerhof /x/ og tar utgangspunkt i vanlig elastisitetsteori og et antatt deformasjonsforløp under lasten som vist på Figur 3.9. Trykket fra grunnen; p = - kw, hvor k er grunnens stivhet og w er forskyvningen rett under lasten. Figur 3.9 Deformasjon og bruddlinjemønster for en punktlast inne på et gulv (endre layout og notasjon) Samtidig med dette, publiserte også Losberg /x/ en artikkel om samme tema, noe som førte til at Meyerhof justerte sine opprinnelige uttrykk til å ligge mellom sine 51

52 egne og Losberg sine kurver. De justerte uttrykkene er tidligere benyttet i /x/, og de er også beholdt som en brukbar tilnærming til kapasiteten for punktlaster i denne publikasjonen. De justerte uttrykkene til Meyerhof for enkeltpunktlaster er som følger: Punktlast inne på gulvet: P = 6 (1 + 2a l ) (M p + M n ) Punktlast ved kant: P = 3,5 (1 + 3a l ) (M p + M n ) forutsatt at M p = M n Punktlast ved hjørne: P = 2 (1 + 4a l ) M n hvor; M p og M n er positiv og negativ plastisk momentkapasitet for armeringen i gulvet. Det forenklede uttrykket for kantlast forutsetter at M p = M n både langsetter og tvers på kanten. Plastisk momentkapasitet bestemmes som; M = f sd A s z (knm/m) hvor fsd er armeringens dimensjonerende flytespenning, As er armeringsareal pr meter bredde og z er indre momentarm. Losberg benyttet bruddlinjeteori utviklet av Johansen /x/ i sine beregninger. Resultatene ble publisert i diagrammer som senere er videreutviklet av Westerberg /x/. Figur 3.10 viser at det er relativt liten forskjell på de forenklede uttrykkene til Meyerhof og Losberg sine anbefalinger. De opprinnelige uttrykkene til Meyerhof avviker imidlertid ganske betydelig fra disse for a/l < 0,2-0,4. De viste kurvene viser derfor bare et antatt forløp i dette området. Det beste er derfor antakelig å følge Losberg sine anbefalinger, spesielt for lave a/l verdier, men den ene metoden er antakelig like god (eller dårlig) som den andre. I Figur 3.10 er det også plottet inn noen resultater (rød ring med kryss) fra en undersøkelse ved NTNU /x/. Resultatene fra denne undersøkelsen passer relativt godt med de foreslåtte uttrykkene, selv om det bare er for innerlast at resultatet ligger til sikker side for alle uttrykkene. Bruddet i dette tilfellet var imidlertid et gjennomlokkingsbrudd, slik at den reelle momentkapasiteten ligger enda noe høyere. Det gjøres oppmerksom på at Meyerhof /x/ og Westerberg /x/ benytter forskjellige momentverdier langs ordinaten i figurene. I Figur 3.10 (Meyerhof) står M0 for summen av absoluttverdiene til det positive og negative momentet, og det er her forutsatt at disse momentene er like store, mens det hos Westerberg er enkeltmomentene (henholdsvis det positive eller negative) som er vist. 52

53 . 53 Figur 3.10 Sammenligning av opprinnelige og forenklede uttrykk for plastisk kapasitet av innerlast, kantlast og hjørnelast fra Meyerhof /x/ og tilsvarende kapasiteter basert på bruddlinjeteori fra Losberg /x/ med forsøksresultater. De røde punktene er resultater fra nylig utførte forsøk ved NTNU. (endre layout og notasjon) Skjærkapasitet Skjærkapasiteten for punktlaster beregnes i henhold til NS-EN Det kontrolleres både for trykk- og strekkbrudd. For trykkbrudd regnes det ikke med noen reduksjon av lasten fra grunntrykket, mens det for strekkbrudd er blitt foreslått å regnes med en reduksjon tilsvarende ((a+d)/2l) 2 /x/ Linjelast Plastisk kapasitet for en linjelast iht Westerberg er vist i Figur 3.11 /x/. Det er ikke vist noe tilsvarende diagram for linjelast langs kanten, da en i dette tilfellet bare kan få større kapasitet i forhold til elastisk tilstand hvis den plastiske momentkapasiteten er

54 større enn rissmomentet. Figur 3.11 Plastisk kapasitet for indre linjelast iht /x/ (endre layout og notasjon) 3.4 FIBERBETONG Kapasitet for aksialkraft og moment Avhengig av størrelse benyttes ofte begrepene mikro- og makrofiber. Mikrofiber er korte, vanligvis av polymer, som bl.a. finnes i en god del sparkel eller avrettingsmasser, og brukes også som «brannsikringsfiber». Disse fibrene gir materialet en jevnere og høyere strekkfasthet. De bidrar imidlertid lite etter at det er blitt riss. Makrofiber er så lange at de kan tenkes å være forankret på hver side av et riss. De vanligste typene er stål- og polymerfibre. Retningslinjene i dette kapittelet er for makrofiber. Det regnes vanligvis ikke med økt strekkfasthet for betong som er tilsatt makrofiber. Gulv som er tilsatt slik fiber har imidlertid både en strekk- og en momentkapasitet etter at det er blitt riss og fiberen gir også gulvet økt skjærkapasitet. Hvis en kjenner reststrekkfastheten til fibertypen som skal benyttes, kan aksial- og momentkapasiteten bestemmes som henholdsvis: 54

55 N f = 0,75 f ftm,res,2,5,prisme bh M f = 0,4 0,75 f ftm,res,2,5,prisme bh 2 hvor f ftm,res,2,5,prisme er midlere reststrekkfastheten til fiberen ved 2,5 mm rissvidde fra prismeforsøk og b og h bredden og høyden på snittet som betraktes. Disse uttrykkene er i prinsippet de samme som de som er benyttet i /x/, bare at det er benyttet 0.75 ganger midlere reststrekkfastheten fra prismeforsøkene direkte for gulv på grunnen i stedet for en normalisert karakteristisk verdi. Se kapittel Momentfaktoren på 0,4 forutsetter at 80 % av tverrsnittshøyden er i strekk og 20 % i trykk Kapasitet for skjærkraft Skjærkapasiteten for gjennomlokking av punktlaster kan uttrykkes som: VRd,c = VRd,ct + VRd,cf hvor VRd,ct er betongbidraget iht NS-EN og VRd,cf fiberbidraget til kapasiteten. Fiberbidraget beregnes som: VRd,cf = 0,6 fftm,res2,5, volum bw h Hvor 0,6 reduserer kapasitetsfaktoren fra 0,33 (volumorientering) til 0,2, bw er omkretsen til bruddsnittet og h tykkelsen til dekket. Kritisk snitt regnes i avstand h/2 fra lasten. For skjær gjelder reststrekkfastheten for retningen normalt på skrårisset som her er forutsatt å være 45 grader i forhold til gulvplanet. For at en skal kunne regne med en skjærkapasitet for fiberarmert betong er det imidlertid en forutsetning at det enten er en slakkarmering som minst tilsvarer vanlig minimumsarmering på strekksiden, eller at det er så mye fiber i betongen at momentkapasiteten basert på reststrekkfastheten til fiberen er minst like stor som momentkapasiteten til vanlig minimumsarmering. Hvis ikke, har ikke gulv en beregningsmessig skjærkapasitet Noen generelle kommentarer Ved kontroll av kapasitet og rissvidder for fiber i kombinasjon med vanlig armering for gulv kan det regnes med den samme reststrekkfastheten for fiberen som for ren fiber for aksialkraft og moment. Det henvises imidlertid til /x/ for tøyningsantakelser for kontroll for moment. Trykksonehøyden må da bli større fordi den også skal ta kraften fra armeringen. Ved eventuell kontroll for moment fra punktlaster i plastisk tilstand, kan det også regnes med den samme reststrekkfastheten som for aksialkraft og moment for både positivt og negativt moment. Selv om reststrekkfastheten til fiberen kan være forholdsvis liten i forhold til strekkfastheten til betongen, utgjør den likevel en betydelig kraft som vil kunne trekke store felt av gulvet sammen mot midten. En restspenning på 1,0 MPa tilsvarer f.eks. 55

56 en kraft på 150 kn pr meter bredde for et 150 mm tykt gulv. For et gulv på to lag plast, er dette nok til å trekke egenvekten av gulvet over en lengde på ca. 75 meter. Ved last på gulvet, vil dette endre seg, men vanlige fibermengder er likevel i stand til å begrense rissviddene på frie gulvflater ganske mye. Ved fastholdt gulv må det tilleggsarmeres for å ha kontroll på rissviddene. 3.5 Dybler På store gulv benyttes det som oftest dybler i fugene mellom dagsetapper og i noen tilfeller også over fuger som skjæres for å dele dagsetapper opp i mindre felt, se Feil! ant ikke referansekilden.. Hensikten med dyblene er å avlaste kant og hjørner og å hindre at det blir høydesprang på grunn av forskjellig kantreising over fugen. Det finnes forskjellige dybelløsninger, fra enkeltdybler til ferdigmonterte dybler med stålplater på hver side av fugen. Det siste er å anbefale for spesielt industrigulv hvor det kjøres mye med truck over fugene. Når det gjelder dimensjonering av dyblene med tanke på hvilken dimensjon som bør benyttes, hvor tett de bør monteres og kapasitet pr. dybel, så henvises det i utgangspunktet til hver enkelt leverandør, men det er nedenfor tatt med litt enkel teori om hvordan dybler virker for at en skal ha bedre grunnlag for å vurdere de enkelte løsningene. En dybel kan tenkes å virke på tre måter, på bøyning ved at det dannes flyteledd et stykke inne i betongen på hver side av fugen, på skjær hvis det er skjærkapasiteten til den frie dybelen i fugen som bestemmer kapasiteten og på strekk hvis vinkelendringen til dybelen over fugen er av betydning. Det siste er imidlertid lite aktuelt for gulv før fugen er ødelagt. For enkeltdybler er det derfor som oftest momentkapasiteten som bestemmer kapasiteten, mens det for dybler med stålplater blir skjærkapasiteten hvis ikke åpningen i fugen blir så stor. Det er nedenfor gitt noen enkle uttrykk for dybelkapasiteter som kan benyttes til å vurdere forskjellige løsninger. De enkelte produsentene av dybelløsninger opererer imidlertid med tillatte kapasiteter for sine løsninger som en stort sett bør følge. Kapasiteten til en dybel for rent skjær kan estimeres ut fra flytekriteriet til von Mieses som: F v = 1 3 f y A s hvor f y er stålets flytespenning og A s dybelens areal. Hvis kapasiteten derimot er bestemt av momentvirkningen, så kan denne bestemmes ut fra følgende uttrykk hvor det også er tatt hensyn til at dybelen kan virke over en fuge med en viss åpning (2 e) og at det kan være begrenset avstand til sidekantene: 56

57 F v 2 + (10f c e)f v α c 2 4 f c f y = 0 hvor: f c - er betongens karakteristiske trykkfasthet (N/mm 2 ) - er dybelens diameter (mm) e er lastens eksentrisitet, som er halve fugeåpningen (mm) αc er en faktor ( 1,3) som tar hensyn til avstanden til kantene og som kan bestemmes ut fra Tabell 3.7 og Figur Bakgrunnen for dette uttrykket kan finnes i /x/ og /x/. Hvis det regnes med kvadratiske dybler i stedet for runde kan Ø i uttrykket ovenfor forenklet erstattes med 1,1 d, hvor d er sidekanten til den kvadratiske stangen. Tabell 3.7 Verdier for αc avhengig av dybelens plassering Områder iht. Figur 3.12 I II Verdier for αc 0,60 + c 1 (0,027 c 2 + 0,10) 0,90 + 0,03 c 2 III 0,60 + 0,233 c 1 IV 1,3 Figur 3.12 Klassifisering av områder avhengig av avstanden til kantene Hvis fugeåpningen settes til null, blir dimensjonerende dybelkapasitet for bøyning: F vd = 1 γ Rd α c 2 f c f y hvor γ Rd er en sikkerhetsfaktor som det er anbefalt å sette lik 1,3. Med γ Rd = α c = 1,3, blir da F vd = 2 f c f y, som er det vanlige uttrykket for dybelkapasitet som vi er vant med. For at dybelkapasiteten skal bli fullt utnyttet over en fuge i et gulv, trengs det iht Model Code 1990 vanligvis en forskyvning mellom platedelene som er minst 0,1. Forslag til mer nøyaktige last-forskyvnings relasjoner er vist i /x/. 57

58 NCC (National Concrete Consortium) i USA gir en del forenklede retningslinjer for dybler basert på erfaringer fra veidekker /x/. Bl.a. er det anbefalt at dyblene generelt monteres med en avstand på 300 mm og at de har en tykkelse som er ca 1/8-del av tykkelsen til dekket. En skal likevel ned i en avstand på ca halvparten av dette før det kan forventes å bli spalteplan mellom dyblene. Lengden til dyblene på hver side av fugen er videre anbefalt å være fra 8-12 ganger diameteren. Det blir også fremhevet at den første dybelen må plasseres ganske nær hjørnet for at den skal gi tilstrekkelig avlastning og lastfordeling mellom platedelene i hjørnet. Tidligere var det vanlig å plassere den første dybelen bare 150 mm fra hjørnet, mens det er mer vanlig at denne avstanden er fra mm. Det er også viktig å se til at de første dyblene fra hjørner har god bevegelsesmulighet langsetter fugen så en ikke risikerer at de bryter ut hjørnet pga forskjeller i sideveis bevegelse av platedelene. Praksisen for dybler i Norge har vært mer iht. Tabell 3.8 Forslag til utførelse av dyblertabell 3.8 og det har vært lite problemer med denne praksisen. Det må imidlertid vurderes om dette gir tilstrekkelig kapasitet i hvert enkelt tilfelle. I tilfelle punktlaster fra kjøretøy, kan et mulig utgangspunkt da være at minst halvparten av det største hjultrykket må kunne tas av en dybel. Tabell 3.8 Forslag til utførelse av dybler Gulvtykkelse > 200 Dybeldimensjon Diam. (mm) Lengde (mm) Senteravstand (mm)

59 4 KONSTRUKSJONSLØSNINGER 4.1 INNLEDNING Gulv på grunn og påstøper utføres prinsipielt som - flytende uten heft til underlaget eller - fastholdte, enten limt til underlaget eller fastholdt av andre konstruksjonsdeler Flytende konstruksjoner anbefales å ha tykkelse 100 mm eller tykkere, men det finnes spesielle løsninger for tykkelse fra 50 til 90 mm og 25 til 45 mm. Limt påstøp utføres normalt i tykkelse 30 til 80 mm. Se også anbefalinger til minimumstykkelser avhengig av gulvklasse i Tabell 2.5. De mest vanlige skadene på gulv er kantreising og oppsprekking. Hovedårsakene til skadene er feil eller mangelfull prosjektering, armeringsmengde og plassering av armering, mangelfull utførelse spesielt med tanke på herdetiltak samt betongsammensetningens totale svinn. Gulvtykkelsen bestemmes av dimensjoneringsprinsipper, krav til overdekning på armeringen, risiko for opprissing og kantreising. Krav til overdekning kan bestemmes ut fra eksponeringsklassene beskrevet i NS-EN Overdekningen anbefales som minimum 15 mm for å sikre kraftoverførende egenskaper. 4.2 FLYTENDE GULV Beskrivelse Flytende gulv skal ha minst mulig friksjon mot underlaget og skal frigjøres fra alle fastholdingspunkter. Hvis målet er å ha minst mulig riss må gulvet kunne bevege seg fritt og ikke bli fastholdt i forhold til forventet svinn og temperaturbevegelser i bruksfasen. I gulv med f.eks. sluk eller søyler, som må støpes fast i gulvet, må det prosjekteres med en oppdeling som gir muligheter for bevegelse. Figur 4.1 viser eksempel på flytende gulv uten fastholdingspunkt, med ett fastholdingspunkt og to fastholdingspunkter. Figur 4.1 Eksempel på flytende gulv uten fastholdingspunkt, med ett fastholdingspunkt og to fastholdingspunkter Flytende gulv uten fastholdingspunkt(er) vil trekke seg mot senter av gulvet. Hvis det er ett fastholdingspunkt, vil betongen trekke seg mot fastholdingspunktet. Hvis det er flere fastholdingspunkt vil det oppstå strekkspenninger i betongen mellom 59

60 fastholdingspunktene. Enten prosjekteres fuge eller legges inn tilstrekkelig armering for å kunne kontrollere rissviddene. Flytende gulv på grunn og flytende påstøp på bærende konstruksjoner utføres med eller uten isolasjon, som vist i Figur 4.2 til Figur 4.5. Figur 4.2 Flytende gulv på konstruktiv betong med glidesjikt Figur 4.3 Flytende gulv på konstruktiv betong med isolasjon og glidesjikt Figur 4.4 Flytende gulv på bærelag og sandavretting med glidesjikt Figur 4.5 Flytende gulv på bærelag og sandavretting med isolasjon og glidesjikt Underlag Krav til oppbygging av underlaget må vurderes i hvert enkelt tilfelle. Det gjelder: - planhet og stivhet på bærelaget - tykkelse og stivhet/fasthet på eventuell isolasjon 60

61 Underlaget må prosjekteres ut fra de laster som er oppgitt. Se kapittel Glidesjikt For flytende gulv benyttes normalt 1-2 lag 0,2 mm plast som glidesjikt. Tabell for friksjonskoeffisienter for underlag er vist i Tabell 3.2. Friksjonen må vurderes ut fra de totale lastene på gulvet og ikke kun gulvets egenlast Betong og armering Valg av betongkvalitet og armeringsmengde/armeringsføring må gjøres ut fra de belastninger gulvet kan bli utsatt for og kundens forventninger til sluttresultat. Der det stilles krav til rissvidder kan gulvene prosjekteres iht. gulvkalssene kapittel 2.4 og med betong iht. kapittel Tykkelse fra og med 100 mm Flytende gulv med tykkelser fra 100 mm kan utføres med betong med masseforhold og armeringsoverdekning i henhold til eksponeringsklassen det prosjekteres etter, det vil si at alle masseforhold i praksis kan benyttes. Faren for kantreising og bøyningsriss reduseres jo tykkere gulvet er, se kapittel Det anbefales å benytte gulvklassetabellen (Tabell 2.5) ved prosjektering av gulvet Tykkelse fra 50 til 90 mm Mange bygg håndterer ikke vekten av 100 mm påstøp og det kreves en tynnere påstøp. Flytende påstøper med tykkelse under 100 mm er svært krevende og må beskrives og utføres etter spesielle metoder for å sikre et tilfredsstillende resultat. Påstøpene må utføres i Gulvkalsse I eller II i Tabell 2.5. For å begrense risikoen for kantreising anbefales det betong med lavt uttørkingssvinn, dvs. betong med lavt masseforhold, helst M(F)40 kvalitet. Før det foreligger bedre dokumentasjon av langtidsuttørkingssvinnet i M60 betong med svinn-reduserende tilsetningsstoff, anbefales ikke denne løsningen. Umiddelbart etter avtrekking/ dissing gjennomføres herdetiltak iht. kapittel Gode herdebetingelser gir en homogen fuktprofil i tverrsnittet som er med på å begrense risikoen for kantreising. Se kapittel for mer informasjon om kanterising Tykkelse fra 25 til 45 mm Tynne påstøper fra 25 til 45 mm på isolasjon, som underlag for flis og belegg, benyttes på mange gulv der det er liten belastning. Dette kan være gangarealer, kontorer, kantiner etc. Så tynne påstøper med varmerør må armeres. Flytende påstøper med slike tykkelser må utføres med avrettingsmasse. Avrettingsmassen har også svinn, normalt 0,3-0,5 o /oo, og det kreves frigjøring fra alle fastholdingspunkter på lik linje med bruk av ordinær betong. Leverandøren av avrettingsmassen har normalt dokumentert svinn på avrettingsmassene og dette kan legges til grunn for eventuell oppdeling av gulvene. Løsninger med avrettingsmasse på isolasjon har god lyddempende evne og de fleste leverandørene har ferdige løsninger med dokumentert lydreduksjon. 61

62 4.2.5 Innstøpte varme- og kjølerør Det er blitt vanlig med vannbåren varme-/kjølerør i påstøper. Vannrørene er normalt mm i diameter. Bruk av skinner som festeanordninger for rørene vil fungere som rissanvisere. Monteringssystemet av rørene må derfor vurderes nøye i forhold til de krav som stilles til gulvet. Ved prosjekteringen av rørene må det tas hensyn til hvor det evt. skal være fuger og hvordan gulvet skal støpes med tanke på optimal oppdeling. Et eksempel på utførelse av påstøp med varme-/kjølerør er vist i Figur 4.6. Figur 4.6 Flytende gulv med innstøpt vannrør Fugeløsninger Utviklingen i Norge og resten av Europa går i retning av større avstand mellom gjennomgående bevegelsesfuger i innendørs flytende gulv på grunn og i påstøper uten heft. Videre oppdeling av feltene med rissanvisere, med gjennomgående armering, anbefales ikke fordi det erfaringsmessig også ofte kommer riss utenom rissanviserne, se kapittel Størrelsene på feltene bestemmes av betongsammensetning og krav til fugeåpning. Det støpes i dag felter > 2000 m 2 uten fuger. Hverken store eller små felt kan imidlertid forventes å bli helt rissfrie. I noen tilfeller er det likevel nødvendig og lage mindre felter på grunn av krav til bevegelser i fugene. Dette gjelder spesielt utendørs der det i tillegg til svinn må tas hensyn til temperaturbevegelser. Fugene bør dele gulvet inn i så kvadratiske felter som mulig. Lengden bør generelt ikke overstige 2 ganger bredden. Lange smale felt har stor risiko for oppsprekking på tvers av lengden. Feltstørrelsene, og formen på disse, vil i stor grad styres av plassering av søyler, vegger etc. Støpeskjøter er vanligvis knyttet til dagsetapper mens bevegelsesfuger er avgrensing til vegg eller ytterligere oppdeling av gulvet i mindre felt. Plassering av støpeskjøter og fuger skal prosjekteres ut fra: - Byggherrens ønske - Bruksområde, belastninger og arkitektur - Betongens egenskaper, spesielt med tanke på svinn - Armeringsmengde - Rissviddekrav - Forventede temperatur- og svinnbevegelser - Støpekapasitet, planlagte dagsetapper. 62

63 Gulvet må skilles fra andre bygningsdeler som søyler, vegger, fundamenter, sluk, renner etc. med fuger for å tillate bevegelser horisontalt og/eller vertikalt. Fastholdingspunkter, som f.eks. sluk kan alternativt defineres som «nullpunkt» og alle bevegelser i gulvet må forholde seg til dette. Det bør benyttes 20 mm skumplast (Ethafoam) rundt alle fastholdingspunkter/områder. Skumplasten må dekke hele tykkelsen av gulvet, og det bør tapes eller bindes fast før støping starter for at posisjonen skal være sikret Bevegelsesfuge En bevegelsesfuge er alle fuger som tillater bevegelser i gulvet Typiske eksempler er støpeskjøter, fuge mot vegg, fuger som skjæres for å dele opp dagsetapper i mindre felt. Skjærte bevegelsesfuger har ikke gjennomgående armering, men det legges ofte inn dybler der hvor fugene kommer for å hindre vertikalbevegelse mellom feltene Støpeskjøt Støpeskjøt er en gjennomgående fuge i gulvet som kan utføres både med og uten dybler. En støpeskjøt er ofte avslutning på en dagsetappe. Eksempel på støpeskjøt med dybel vises i Figur 4.7. Figur 4.7 Bilde av støpeskjøt med dybel, utført som endesteng Eksempler på fugeprofiler er vist i Figur 4.8. Fugeprofilene er normalt i stål. Det kan benyttes fugeprofiler i andre materialer som for eksempel aluminium eller plast. Hvis gulvet skal slipes er det viktig å velge fugeprofiler som kan slipes, som for eksempel aluminium. Det er viktig å undersøke heften mellom betong og materialet i fugeprofilen 63

64 Figur 4.8 Eksempler på fugeprofiler /x/ (layout) Fuge mot vegg Fuge mot vegg må prosjekteres ut fra forventet bevegelse av gulvet. Det vil i mange tilfeller være tilstrekkelig med plastfolie for å hindre at betonger henger fast i veggene. Men hvis det forventes ekspansjon/utvidelse av betongen eller at gulvet har innvendige hjørner anbefales det og benytte minimum 20 mm skumplast Sagd fuge Sagd fuge kan benyttes for å dele opp støpe etapper i mindre felt. Størrelsen på feltene bestemmes av betongens svinn, forventet bredde på åpning i rissanviseren. For å begrense risikoen for riss må betongen utføres flytende og alle forventede fastholdingspunkter må frigjøres med min. 20 mm etafoam. Rissvidde på eventuelle riss kan bestemmes ved armeringsmengde og armeringsføring. Eksempel på sagd fuge er vist i Figur 4.9. Figur 4.9 Sagd fuge er uten gjennomgående armering Fastholdingspunkter Søyler i rom og innvendige hjørner er typiske fastholdingspunkter. De må frigjøres fra betonggulvet med 20 mm skumplast. Sluk og lange slukrister og andre 64

65 gjennomføringer er vanskelige fastholdingspunkter. Fastholdingspunktene må enten festes i det flytende gulvet og være frigjort fra undergulvet, ellers så må de være festet til undergulvet og frigjort fra det flytende gulvet Dybler Dybler benyttes i hovedsak for å begrense betongplatenes vertikale bevegelser fra hverandre. Når fuger prosjekteres kan bevegelsene i betongplatene også være horisontale fra hverandre. Da må dyblene også kunne følge horisontale tverrbevegelser mellom betongplatene. Dyblene skal være påført hefthindrende middel på halve lengden av dybelen. Dyblene må monteres vinkelrett på fugen for at fri bevegelse skal sikres, både horisontalt og vertikalt. Forslag til prosjektering av dybler er angitt i kapittel 3.5. Der det kan være horisontale forskyvninger mellom betongplater må det benyttes dybler med spesielle hylser som gir mulighet for horisontale bevegelser. Slike dybler må være rektangulære med tilsvarende tverrsnitt som for runde dybler Lydfuger Lydfuger benyttes der det er krav til å bryte trinnlyden gjennom betongen. Lydfugen må prosjekteres ut fra lydkrav i tillegg til krav til eventuelle bevegelsesopptak som krever bruk av dybler Detaljer Flytende gulv bør armeres ekstra der hvor det er størst risiko for oppsprekking: hjørner rundt søyler, som vist i Figur 4.10 sluk, renner Figur 4.10 Eksempel på ekstra armering rundt søyler (layout) 4.3 FASTHOLDTE GULV Fastholdte gulv har ingen mulighet til å bevege seg mellom fastholdingspunkter. I fastholdte gulv må det forventes riss. Rissvidder i fastholdt gulv kan kontrolleres med gulvtykkelse, betongsammensetning og armeringsmengde/armeringsføring. 65

66 Gulv kan utføres med armering av kamstål eller fiber. Ved enkeltarmerte tverrsnitt bør armeringen plasseres i øverste halvdel siden det er med på å begrense rissvidder på grunn av kantreising. Gulv som utsettes for punktlaster, som en parkeringskjeller bør ha armering i to lag. De fibermengdene som i dag normalt benyttes, kg/m3 er ikke rissfordelende. For at gulv armert med fiber skal ha kontrollerte rissvidder må fibermengden prosjekteres som beskrevet i kapittel 3.4. Dette gir ofte fibermengder på kg/m3. Eksempel på fastholdte gulv er påstøp på hulldekker, som skal overføre skjærkrefter fra vegg til vegg. Risiko for bevegelser mellom hulldekkene og bevegelser ved oppleggene krever enten stort omfang av bevegelsesfuger eller et gulv med begrenset heft til underlaget. Påstøpen kan være en avretting for belegg og flis. Påstøpen kan også ha konstruktiv hensikt ved å overføre krefter fra vegg til vegg, f.eks. jordskjelvlast. Hulldekkene produseres og monteres med overhøyde. Tykkelsen på gulvet vil derfor variere avhengig av om det er midt på elementet eller ved oppleggene. En løsning på avretting av hulldekkene er et tynt flytende gulv, mm, som forankres i endene/kantene/veggene med armering, mens på selve flatene behøver det ingen forankring annet enn den rue overflaten på hulldekkene. Armeringen skal monteres med minimum 10 mm overdekning mot hulldekkkene og mot overflaten for å sikre kraftoverførende egenskaper. Normalt benyttes det ikke heftforbedrende tiltak på gulv der armeringen er forankret i endene/kantene/veggene. Ønskes det heft mellom påstøp og hulldekker kan dette løses med enten forvanning, gysing/slemming med sementlateks eller konstruktiv liming med epoxy. Heftforbedrende tiltak er nærmere beskrevet i neste kapittel. Eksempel på påstøp på hulldekker er vist i Figur Figur 4.11 Eksempel på armert påstøp på hulldekker 4.4 PÅSTØP MED HEFT Minimumstykkelse på påstøp som limes fast til underlaget blir i praksis bestemt av tilslagets Dmaks når det limes med epoxy. Betongens sammensetning bestemmes ut fra den tykkelse som påstøpen skal ha. Det anbefales å velge Dmaks som < 1/3 av tykkelsen på påstøpen. Det vil si at 30 mm påstøp bør ha Dmaks < 10 mm. Armering med nett og stenger kan bestemmes ut fra tykkelse på påstøpen og krav til rissvidder. Eksponeringsklassen bestemmer overdekningen. Minste anbefalte overdekning på grunn av kraftoverføring er 10 mm. Fiber er godt egnet armering til påstøper med heft og mengde kan beregnes som beskrevet i

67 4.4.1 Forbehandling av underlaget De aller fleste skader i forbindelse med påstøp skyldes manglende heft og derav bom. Dette skyldes ofte mangelfull forbehandling. Med forbehandling menes metoder som rengjør betongoverflaten for å sikre vedheft. Rengjøring av en betongoverflate betyr å fjerne den tette sementhuden samt fjerne støv, løse partikler, fett/olje som kan gi dårlig vedheft. Metodene som benyttes som forbehandling er fresing, blastring, sandblåsing, høtrykkspyling/vannmeisling og støvsuging/blåsing. For enkelte eldre betongdekker med lav fasthet, kan heftegenskapene være så dårlige at liming av påstøp er en uaktuell metode, uansett hvilke forbehandlingsmetoder en benytter Liming Epoxy Heften til underlaget er avgjørende for å unngå kantreising og bom. Det kan stilles krav til heft > betongens strekkfasthet. Dette kan oppnås ved bruk av epoxylim med de riktige egenskapene. Ved riktig utført påstøp limt med epoxy vil limfugen være kraftoverende. Det vil si at eventuelle heftprøver vil gi brudd i betong og ikke i limfugen. Ved liming med epoxy må underlaget være tørt, fritt for støv og olje og det bør ha en temperatur over + 10 o C. Epoxylimet kan sprøytes, rulles eller svabres utover. Betongen legges ut «vått i vått» i epoxyen og nødvendige herdetiltak gjennomføres. En usikkerhet med å hel-lime med epoxy, er at muligheten for fukttransporten i konstruksjonen endres da epoxy-limet vil gi en tett "membran". Dette kan imidlertid være en fordel dersom en har oppstigende fukt mot et diffusjonstett belegg. Heften bør dokumenteres i hvert tilfelle Gysemasse Gysemasse vil gi en heft fra 1-2 MPa. Gysemassen bør bestå av latex:vann, 1:2 som tilsettes sement og finsand i forhold 1:1. Gysemassen legges ut på forvannet betong, som er lett sugende, og kostes godt inn i underlaget. Det er viktig og ikke legge ut gysemassen på et større areal enn at en rekker å legge ut betong før gysemassen tørker Kombinasjon av epoxy-lim og gysemasse Metoden sikrer at det ikke blir kantreising ved liming med epoxy i randsonen og det kan bli tilfredsstillende heft for å unngå bom der det benyttes gysemasse. Metoden egner seg best der stålfiber benyttes som armering på grunn av at betongen må støpes vått i vått i både epoxylimet og gysemassen. Svært mange stålfiberarmerte påstøper på bruer er utført etter denne metoden. Eksempel på påstøp med epoxy og gysemasse er vist på Figur

68 Figur 4.12 Liming av påstøp med epoxy i randsonen og gysemasse på de store arealene Støping Det skal benyttes betong som er egnet i henhold til de belastningene konstruksjonen er utsatt for. Det anbefales å benytte betong med lite svinn for å begrense risikoen for riss. Betongen støpes vått I vått for å sikre god heft. Hvis betongen påføres limet/gysemassen/slemmemassen etter at det har herdet/bundet av vil limet/ gysemassen virke tilnærmet som slippmiddel. Betongen støpes ut, bearbeides og behandles ut fra krav til overflate og toleranse Herdetiltak For og begrense risikoen for kantreising og bom på påstøper, er herdetiltak avgjørende. Påstøpene er tynne, det er lite vann pr. m 2 betongoverflate og konsekvensen av vann som fordamper i tidlig fase er stor. Herdetiltak på ulike betongsammensetninger er beskrevet i kapittel

69 5 UTFØRELSE 5.1 INNLEDNING Kapittelet omhandler forhold som berører selve støpearbeidet. Forhold som gjelder oppbygging og avretting av bærelag for betonggulv på grunn er også omtalt. Montering av membran, og isolering mot grunnen er ikke behandlet da det ikke direkte berører utførelsen av betonggulvet. Hensikten med kapitlet er å beskrive de rutiner og forutsetninger som må ligge til grunn for å utføre en vellykket gulvstøp. Kapittelet tar for seg kjente metoder, men tar også opp nyere teknikker som kan bidra til å bedre kvaliteten på det arbeidet som blir gjort med betonggulv. Det store flertallet av jobber er mindre gulvstøper fra m 2. I større industri- og lagerbygg snakker vi om store gulvflater på m 2 og større. Arbeidsmetodene varierer etter størrelsen, men de grunnleggende prinsippene og kravet til fagkunnskap er det samme. Det er både i Norge og internasjonalt satt fokus på betonggulv og på kvaliteten og utførelsen av disse. Det utvikles i dag betongsammensetninger for gulv som fokuser på estetikk, krav til rissvidder, store fugefrie felt og holdbarhet. Mange av disse betongsammensetningene er mer utfordrende i forhold til utførelsen. Regelverket eller norske/ europeiske standarder gås ikke inn på utover å henvise til andre kapitler i publikasjonen. Eksempelvis er krav til planhet og retningsavvik behandlet i kapittel 2. Dette kapittelet om utførelse omhandler forutsetninger for en vellykket støp og de støpeteknikkene som kan benyttes for å oppnå spesifikke krav. 5.2 PLANLEGGING AV STØPEARBEIDET Gulv har mange arbeidsoperasjoner i tillegg til selve støpearbeidet: oppbygging av bærelag, kontroll av høyder, isolasjon, forskaling, eventuell radonsperre, fuktsperre, armering, kontroll av overdekning, avisolering mot fastholding, etablering av fuger, herdetiltak og kontroll av toleranse på ferdig gulv. 69

70 En forutsetning for et vellykket gulvprosjekt er at det foreligger et detaljert produksjonsunderlag fra den prosjekterende. I tråd med økende krav til overflater, må betonggulvene få en mer sentral plass i planleggingen. Det betyr at man må planlegge bygging og framdrift slik at man får optimale forhold når gulvet blir støpt. Alle betonggulv med krav til overflate bør støpes og herdes under kontrollerte forhold. Utførelsen av gulvet skal foregå etter en skriftlig støpeplan som utarbeides av hovedentreprenør eller utførende som beskrevet i NS-EN NA 8.2. Sammensetningen av betongen har stor betydning for svinn og opprissing. Hvilken armering man bruker påvirker også framdrift, valg av utstyr og bemanning Betongtype Betongtype avhenger av hvilken eksponeringsklasse, bestandighetsklasse, fasthetsklasse og støpelighet som er beskrevet. I tillegg vil krav i gulvkalssene i Tabell 2.5 påvirke betongsammensetning. Se også anbefalinger til betongsammesetning og -egenskaper i kapittel Valg av armeringstype Hensiktsmessig armering for støpen velges under prosjektering og planlegging. Under vises fordeler og ulemper ved bruk av fiber i stedet for armeringsnett eller stangarmering. Fordeler: 1. Betongbil direkte inn i støpefelt. 2. Sparer tid på armeringarbeid. 3. Mulig med bruk av maskinell utlegging og avretting med tunge maskiner. 4. Gir en betong med økt bruddseighet. 5. Støpefeltet er tilgjengelig helt til støpedagen. 6. Lett å jobbe med (ingen tråkking i armering). 7. En direkte konsekvens av at det benyttes fiberarmering, er at armeringsarbeidet reduseres til utsparinger, søyler, innvendige hjørner, sluk og renner Ulemper: 1. Fiberoppstikk og misfarging. Lang, tynn fiber gir større problemer med oppstikk enn kort. 2. Ved fiberoppstikk kan krater oppstå under stålglatting. 3. Ved fastholding blir rissene ofte færre og større enn med nettarmering. 4. Ved store riss er det stor risiko for at fibrene ryker og det oppstår nivåforskjell. 5. Fare for ujamn fordeling av fiber(fiberballer). 6. Ved syntetisk fiber kan fiberen flyte opp Støpemønster og etapper Mindre gulv på grunnen kan legges ut i en sammenhengende operasjon, mens større gulv ofte deles opp i dagsetapper. Hvor store flater som kan støpes ut i en dagsetappe er avhengig av flere forhold, blant annet omgivelsene rundt gulvet, betongsammensetning, bemanning, støpeutstyr, støpeteknikk og krav til overflate Inntransport av betong Det er viktig å unngå transport som kan føre til separasjon i betongen og tunge manuelle arbeidsoperasjoner. Metoder som benyttes for inntransport må også være i forhold til beregnet størkningstid for betongsammensetningen. 70

71 Utstyr må velges etter hva som er hensiktsmessig. Nedenfor er det listet opp alternative transportmåter: 1. Trillebårer (manuelle eller motoriserte). 2. Betongtobb og kran. 3. Hydrauliske teleskoprenner eller transportbånd (rekkevidde 7-16 meter). Betongen kan leveres i en sektor på 180 o bak bilen. Fordelen med transportbånd i forhold til renne er at betongen kan leveres når oppstillingsplassen ligger lavere enn støpestedet. 4. Tilhengermontert betongpumpe. 5. Betongbil med påmontert pumpe med et 4-delt utleggstårn opptil 30 meter. I tillegg kan man skjøte på rør/slanger for å øke rekkevidden. 6. Mobil pumpe med fordelermast. Disse har en rekkevidde på meter Kontroll av betongen på byggeplass Ved mottak av betongen på byggeplass skal det gjøres en visuell kontroll av betongen og følgeseddel kontrolleres og signeres. I tillegg bør følgende kontrolleres: 1. Støpelighet ved måling av synk og/eller utbredelse. 2. Betongtemperatur. 3. Luftinnhold (ved krav til luftinnføring) Metoder for å trekke av betongen Man velger den metoden som er hensiktsmessig for støpearbeidet. Hvilken metode man velger er avhengig av hvilke krav som stilles til utførelse, størrelsen på gulvet, tilgjengelig mannskap og utstyr og ikke minst hvilken metode man behersker. Forskjellige metoder er beskrevet i kapittel 5.4. Valg av metode må være klarlagt på forhånd, og bør beskrives i støpeplanen Værforhold og nedbør Støpearbeidet må tilpasses værforholdene på støpetidspunktet, så som temperatur, luftfuktighet, vind, direkte solskinn og nedbør. 5.3 UTFØRELSE AV GULVSTØPEN Innledning Underlaget skal være planert innenfor toleranser gitt i produksjonsunderlaget. Underlaget skal være tilstrekkelig komprimert. Grovjustering av bærelaget kan man gjøre med gravemaskin med skjær eller andre maskiner. Til finjustering anbefales fraksjon 0-16 mm og at høyden settes ut med planlaser. Se kapittel for toleranser av bærelaget. Flytende gulv krever et glidesjikt for å hindre fastholding. Krav i TEK 10 tilsier at alle bygg skal ha radonsperre, som i noen tilfeller er tilstrekkelig som glidesjikt. Der radonsperren ikke kan brukes monteres 1-2 lag plast direkte under betongen. 71

72 Figur 5.1 Komprimering og avretting av bærelag Støpeetapper og rekkefølge Støpeetappenes areal og rekkefølge på støpene må planlegges ut fra byggherrens ønsker og praktisk gjennomføringsevne. Hvis gulvet er delt inn med fuger (se kapittel og 4.2.6), vil det vanligvis være hensiktsmessig å tilpasse støpeetappene til enkelte av fugene. Se kapittel for utførelse av fuger. Ved krevende støper kan det være behov for egne støpeplaner og prosedyrer som gjennomgås av partene i forkant av støpen Utlegging og komprimering Betongen skal legges ut kontinuerlig i mest mulig riktig tykkelse og på rett sted, slik at horisontal transport av betongen unngås. Selvkomprimerende betong (SKB) skal ikke komprimeres. Ved bruk av vibrerbar betong med tilstrekkelig flyt, kan komprimeringen baseres på bruk av flytavretter for gulvtykkelser opp til 10 cm. NS- EN anbefaler bruk av vibreringsutstyr som stavvibrator ved gulvtykkelser over 10 cm. Gulvtykkelser over ca. 30 cm deles i to eller flere støpelag for å redusere faren for plastiske setningsriss. Vurder behovet for en pause i støpearbeid før øverste del (fra underkant av den horisontale topparmerningen) støpes. Det er viktig med god komprimering ned i underliggende lag og god kontroll med støpe- og herdefronten. 72

73 5.4 SLUTTBEHANDLING AV OVERFLATEN Innledning I dette kapittelet beskrives de tre mest vanlige måtene å bearbeide overflaten på: avtrukket, skurt/glattskurt eller stålglattet, som alle kan brukes enten som permanent sluttbehandling eller som grunnlag for videre bearbeiding. I kapittel 6.2 og 6.3 vises en mer komplett oversikt over ulike overflater som utføres støpedagen eller når betongen er herdet. En avtrukket overflate utføres med alt fra enkle rettholter til avanserte fagverksbrygger. Overflaten er egnet hvor det skal legges et topplag, avrettingsmasser eller tildekking med tilfarere for gulvoppbygging. Grunnlag for skuring. En skurt overflate utføres med skureskive i en eller flere operasjoner. Skuring foregår når størkningen av betongen er kommet så langt at den kan bære maskinelt utstyr uten å ta skade, betongen har da en trykkfasthet i underkant av 0,2 MPa. Skurt overflate er grunnlag for blant annet stålglatting og slipt gulv. Glattskurt overflate oppnås ved å skure med skureskive i flere omganger slik at overflaten blir jevn uten grader etter skureskiven. En stålglattet overflate utføres med stålvinger. Glattingen foregår når betongens fasthet er ca. 0,3 MPa. Overflaten blir glatt, hard og slitesterk og egner seg på alle synlige betongoverflater innendørs som er utsatt slitasje. Eksempler på dette er gulv i industribygg, lagerbygg og produksjonslokaler. Stålglattet betong brukes også dekorativt i boliger og publikumsbygg Avtrekking Avtrekking beskriver prosessen med avrette betongen i rett høyde, komprimere og samtidig plassere betongen. Utstyr for avtrekking kan variere fra enkle rettholter for manuell behandling til avanserte fagverksbrygger som strekker seg over store spenn. Kostbart og avansert utstyr som laserstyrte bom med eget kjøretøy er blitt vanlige på store støper internasjonalt, men i mindre grad i Norge. Avtrekkingen må planlegges slik at betongen blir lagt i en sammenhengende prosess uten opphold. Prosessen avsluttes før evt. fritt vann stiger til overflaten. I takt med utviklingen av betong og teknologi tas stadig nye metoder i bruk. Det er derfor viktig å holde seg oppdatert på nye produksjonsmetoder, utstyr og utvikling av håndverket. Av alle fasene i støpen er nøyaktig avtrekking mest avgjørende for å oppnå de toleransene som er satt på høyde- og retningsavvik. For å oppnå riktig høyde før betongen plasseres og trekkes av, må det settes av tid for kontroll av høyden Avtrekking ved bruk av laser og flytavretter (dissestav). Betonggulv med tykkelse inntil 100 mm kan komprimeres med flytavretter forutsatt bruk av riktig sammensatt flytbetong. Utlegging og avtrekking med laser og planering med flytavretter er en mye brukt metode for legging av store flater. Kombinasjonen av betongpumpe og høydemåling med laser er produktiv. Denne metoden er utbredt i Norge. Riktig utført med erfarne fagfolk, kan man støpe ut store dagsetapper og samtidig være innenfor strenge toleransekrav. 73

74 Figur 5.2 Bruk av flytavretter/dissestav (nytt bilde) Avtrekking med motorisert avretter Dette er også en effektiv metode godt egnet til store flatestøper og ligner mye på å støpe med laser og dissestav. Fordelen med motorisert avretter framfor dissestøp er at den fungerer bra også med stivere betong og der det er fall. Ved å ta denne metoden i bruk i tillegg til for eksempel flytavretting, blir gulventreprenøren bedre rustet til å variere metoden i møte med forskjellige typer gulv og betongresepter. Motorisert avretter sørger for at overflaten blir godt komprimert. Hvis man ønsker kun en avtrukket overflate, gir metoden en optimal overflate. Figur 5.3 Bruk av motorisert avretter 74

75 Avtrekking med laserstyrt maskin Avtrekking med laserstyrt maskin er en effektiv og nøyaktig metode for utlegging og man kan legge store flater på en arbeidsøkt. Dette er et stort tungt kjøretøy og metoden egner seg der man bruker fiberarmert betong og der man jobber på bakkenivå. Ergonomisk slipper man mange tunge arbeidsoperasjoner og gir derfor et bedre arbeidsmiljø. Ulempen er manglende fleksibilitet og at utstyret er kapitalkrevende. Figur 5.4 Avtrekking med maskin Figur 5.5 viser en mindre og lettere variant som også kan brukes på armerte gulv. Figur 5.5 Avtrekking med balansert laserstyrt avtrekker på hjul 75

76 5.4.3 Glattetidspunkt Hvis gulvet skal skures og/eller stålglattes, må betongen ha størknet tilstrekkelig før glattingen kan begynne. Glattetidspunktet avhenger av forhold som lufttemperatur, temperatur i tilstøtende flater, luftfuktighet, vind, betongresept, gulvtykkelse og betongtemperatur. Å starte glattingen på rett tidspunkt krever kunnskap og erfaring. Det er viktig å vente så lenge som mulig for blant annet å redusere faren for delaminering, se kapittel For betonger som er spesielt utsatt for plastisk svinn (M40/M45-kvalitet) må herdemebran påføres umiddelbart etter avtrekking, noe som også må gjøres ved bruk av M60 betong når værforhold gir spesielt ugunstige avdampingsforhold. Ved for tidlig glatting, mens den underliggende betongen fortsatt er plastisk, oppleves ofte såkalt «hengemyr», dvs. at betongen gynger når en begynner å glatte. Risikoen for hengemyr øker med økende temperatur i betongoverflaten og økende avdamping og økende størkningstid for betongen. Rett glattetidspunkt er viktig for å klare ønskede funksjonskrav. For tidlig glatting vil føre til lavere overflatefasthet og dårligere slitestyrke, samtidig som faren for ulike skadetyper øker, se kapittel For sen glatting fører til at det blir vanskeligere å utføre glattingen, og ved alt for sen glatting kan overflaten være så hard at den ikke oppnår full komprimering med en rimelig glatteinnsats Skuring Hensikten med å skure betongoverflaten er å få en kompakt overflate som gjøre betongoverflaten klar til annen behandling og til stålglatting der dette er beskrevet. Som nevnt i forrige kapittel skal en vente så lenge som mulig med skuringen og skuring må aldri forekomme når det fremdeles er noe fritt vann på overflaten. En pekepinn på når overflaten er klar for skuring er et fotavtrykk i overflaten på 3-4 mm. Arbeidet med skuring må foregå raskt og effektivt. Særlig gjelder dette ved høye temperaturer i kombinasjon med vind og betong med lave masseforhold. Det er viktig å ha mannskap og utstyr nok til å gjennomføre skuringen. Figur 5.6 Fotavtrykk i betongen som indikerer at det er klart for skuring. I praksis bruker man erfaring og skjønn Skuring med håndbrett Skurebrett av plast blir benyttet på små flater og langs kanter, og er viktig for detaljer i utførelsen. 76

77 Skuring med glattemaskiner Glattemaskinen settes på betongen når betongen har størknet tilstrekkelig. Å velge riktig tidspunkt krever fagkunnskap og erfaring. Skuring med maskin utføres med skureplate. På større gulv er det rasjonelt å bruke dobbelglattere. Tunge dobbelglattere venter man med så lenge man kan. I praksis skurer man først med en enkeltglatter langs kantene og på de stedene som er vanskelig å komme til. I etterkant skurer man de store flatene med dobbelglatter. Figur 5.7 Liten glattemaskin for skuring av mindre flater og kanter Figur 5.8 Samtidig bruk av enkel- og dobbelglatter 77

78 5.4.5 Glatting av betong Hensikten med å glatte betongen er å få en tett, glatt og hard overflate. Går glatteprosessen flere runder er dette tidkrevende. Et kontrollert resultat med høy kvalitet krever at fagfolkene er spesialister på prosessen og på utstyret. Under normale forhold må man ta høyde for at hele prosessen tar mer enn en normal arbeidsdag. Det betyr at man på større gulv må planlegge for minst 2 skift Håndglatting Stålbrett benyttes i små rom som ikke er tilgjengelig for glattemaskin. Håndglatting foregår også rundt søyler, langs vegger eller der man etablerer mindre fall mot for eksempel sluk. Det er viktig at mannskapet kan de grunnleggende teknikkene med håndbrett Maskinglatting Akkurat som for håndglatting starter maskinglattingen etter at overflaten er ferdig skurt. Man venter til overflaten er matt og hard nok til at man kan gå på betongen uten å sette markerte merker. Mannskapet må ha trening og erfaring med styring av maskinen før de glatter gulv med krav til overflate og finish. Figur 5.9 Glattemaskin med stålvinger som egner seg til glatting Figur 5.10 Dobbelglatter er et svært produktivt verktøy for å glatte større gulv 78

79 5.5 BESKYTTELSE AV NYSTØPTE BETONGGULV HERDETILTAK Generelt skal gulvet tildekkes med en gang gulvet er støpt og ferdig behandlet. På den måten hindrer man uttørking av gulvet og sikrer gode herdebetingelser. NS 3420-L angir ulike typer herdetiltak. For betonggulv i gulvklasse I og II anbefales herdetiltak etter herdeklasse 4 etter NS EN Der det stilles ytterligere krav til herdetiltak, skal det angis i produksjonsunderlaget. Betongen må ikke utsettes for frost før betongen har nådd en trykkfasthet på 5 MPa Generelt Hensikten med beskyttelse og herdetiltak er å: 1. Redusere risiko for riss og kantreisning 2. Sikre at betongen får den fastheten og bestandigheten som er prosjektert og beskrevet for gulvet i hele tverrsnittet. 3. Hindre at gulvet blir skadet av påkjenninger fra kulde, laster, transport og uttørking i herdetiden. 4. Unngå støvete overflater med dårlig slitasjemotstand. Herdetiltakene skal sørge for at betongen får tilført eller beholder tilstrekkelig fuktighet i herdeperioden. Det er spesielt viktig at overflaten er tilstrekkelig fuktig og ikke tørker ut. Herdetiltakene må settes i verk så snart det er mulig etter at gulvet er utstøpt Herdetiltak Det finnes i hovedsak 4 tiltak for herding av betong. Hvilket tiltak som skal benyttes, må beskrives i produksjonsunderlaget. 1. Herdemembran 2. Vanning 3. Plastfolie/Ethafoam el lign ved frost. 4. Kombinasjoner av 1,2 og Herdemembran Metoden egner seg godt til rask påføring umiddelbart etter avtrekking. Nødvendig mengde herdemembran påvirkes først og fremst betongsammensetning og tørkeforhold. Betong med lavt masseforhold og lavt vanninnhold tåler minst fordamping fra overflaten før skader oppstår. Vannbaserte membranherdere foretrekkes fremfor løsemiddelbaserte pga. HMS. De inneholder akryl, harpiks eller voks. Herdemembraner er ikke egnet for 7-døgn herding, fordi de mister mesteparten av effekten raskt. Noen herdemembraner kan påvirke etterfølgende behandling av gulvet ved at de danner et sjikt som reduserer heft. Følg produktets anvisninger Vanning Normalt er vanning det mest effektive herdetiltaket, men det er ofte upraktisk. Tiltaket trenger tilsyn og kan hindre andre arbeider. 79

80 Plastfolie Dette er en svært utbredt metode der folien fullstendig dekker betongen. Folien hindrer vannet i å fordampe. Metoden krever lite tilsyn og er dermed lite ressurskrevende. Gulv i gulvkalsse I og II må alltid herdes med vann/ plastfolie. Figur 5.11 Tynn folie lagt over ferdig gulv umiddelbart etter glatting Beskyttelse av gulvet mot skader Hvis byggearbeider skal foregå på gulvet, må det beskyttes mot trafikk, stoffer og søl som kan skade eller misfarge gulvet. Dette er spesielt viktig der det er stilt krav til overflaten. Der slike krav stilles, må tiltak for å beskytte gulvet beskrives i produksjonsunderlaget. 80

81 6 OVERFLATER 6.1 INNLEDNING De siste årene er det blitt større fokus på betongoverflater når det gjelder utforming og estetikk. Betong er et dominerende materiale i mange bygg og påvirker omgivelsene våre både ute og inne. Kapittelet gir et overblikk over overflater på betonggulv og hvordan de produseres, tilpasset ønskede ytelser og utseende. Kapitlet omhandler både gulv på grunn innendørs og utendørs. Kapittelet er ment å gi en forståelse av hva som kreves for at overflaten skal få bestemte egenskaper og utseende. Krav til toleranser er behandlet andre steder i publikasjonen, se kapittel Produksjonsunderlaget skal angi spesifikke krav til utseende og egenskaper for overflaten der dette er nødvendig. Byggherre sine krav og forventninger må avklares i mest mulig grad før overflaten beskrives i detalj. Det må også dokumenteres at entreprenøren har kapasitet og evne til å utføre det som er beskrevet. Beskrivelsen av overflaten må angi bestemte krav til ytelse, bruk og utseende. Eksempler på slike krav kan være Rissvidde Slitestyrke Punktlaster Sklisikkerhet Kjemikaliemotstand Vanntetthet Væsketetthet (for eksempel kaffesøl) Betongoverflaten påvirkes både av betongens indre egenskaper og ytre forhold, og det kan derfor være vanskelig å kopiere utseende fra et gulv til et annet. Dette kan være utfordrende både for entreprenøren og bestiller. Ved prosjekter der det stilles helt spesielle krav til overflate og struktur, anbefales en fullskala prøvestøp. 81

82 6.1.1 Slitestyrke Overflaten sin evne til å motstå slitasje blir definert ut fra hvilken evne overflaten har til å motstå rullende, slepende og skjærende objekter og til å motstå slag. Slitasjen oppstår ved at overflaten brytes ned i større eller mindre grad. Slitasjen kan skyldes en rekke forhold og henger sammen med f.eks. kjøring med truck, sleping av tunge gjenstander, bil- og fot-trafikk, oppbremsing og akselerasjon. Slitestyrke er mer detaljert diskutert i kapittel Motstand mot kjemikalier Betongoverflater kan skades av flere typer kjemikalier som blir liggende over tid på overflaten. Betong som kan bli utsatt for gjentatte angrep fra kjemikalier må derfor beskyttes med en egnet overflatebehandling Frostmotstand Betonggulv som blir utsatt for fryse/ tine-sykluser, skal beskrives med luftinnførende stoffer. Produksjonsunderlaget må angi luftinnføring i henhold til NS-EN Farge og utseende Gulv av betong består av naturmaterialer og skuring/glatting er et håndverksmessig arbeid. Det innebærer at man ikke kan kontrollere resultatet på samme måte som i en industriell prosess. Det vil alltid være variasjoner fordi det er mange forskjellige faktorer som er bestemmende for utseende, struktur og farger. Et farget betonggulv vil ikke bli like ensartet som et malt gulv. Et betonggulv kan ikke beskrives med ensartet overflate uten variasjoner. Det betyr også at man må tilstrebe en enighet og en forståelse for disse variasjonene hos eier/ bruker, før man beskriver ønsket overflate. Dette må komme klart fram i kontrakt/ produksjonsunderlag. Når utseende blir særlig viktig, må det vektlegges at dette medfører ekstra tid til planlegging og utførelse av gulvet Sklisikkerhet Skal man beskrive et gulv der det legges stor vekt på sklisikkerhet, og det er stor fare for forurensing og søl som kan gjøre gulvet glatt, bør man velge en annen løsning enn stålglattet gulv. Man må da også i beskrivelsen opplyse om/ta i betraktning at ved å beskrive for eksempel skuring/kosting i stedet for glatting vil man redusere slitasjemotstanden i overflaten. Alle flater man påfører struktur vil øke sklisikkerheten. 82

83 6.1.6 Skadetyper Plastiske svinnriss Plastiske svinnriss oppstår hvis tilstrekkelig mengde vann fordamper fra overflaten når betongen fortsatt er plastisk, dvs. i tidsrommet fra avtrekk til glatting. Plastiske svinnriss opptrer ofte som et «vilt» mønster og kan ha rissvidder opp til 4-5 mm. Plastisk svinnriss går ofte ned til ca. halve tykkelsen av gulvet. Årsaken til plastiske svinnriss er at det ved avdamping av fritt vann fra overflaten dannes et undertrykk i betongens porevann. Dette fører til strekkspenninger i betongen på et så tidlig tidspunkt at betongen foreløpig ikke har utviklet strekkfasthet, noe som fører til at strekkspenningene gir riss. Figur 6.1 Eksempel plastiske svinnriss Avdampingen fra betongoverflaten øker med synkende lufttemperatur og RF, og økende betongtemperatur og vindhastighet. Betonger med lave masseforhold og mye finstoff (for eksempel M40 og SV-betonger) er spesielt følsomme med hensyn til plastiske svinnriss. M60 betonger med reduserte steinmengder inneholder økt bindemiddelmengde og finstoff noe som også fører til mindre robusthet mot denne type opprissing. Tiltak som vil redusere faren for plastiske svinnriss: Påføring av herdemembran umiddelbart etter avtrekk. Tilstrekkelig mengde er først og fremst avhengig av herdemembrantype, betongens masseforhold, betongtemperatur og tørkeforhold. 83

84 Betongkvaliteter med mye stein og høye masseforhold, for eksempel ureduserte sammensetninger i M60 og M90 kvalitet. Figur 6.2 Eksempel på plastiske svinnriss som er kommet til syne etter sliping Plastiske setningsriss Plastiske setningsriss kommer frem som 1-3 mm brede riss over den horisontale topparmeringen og skjer i betongens plastiske fase. Rissene går ofte ned til armeringen eller litt dypere. Risikoen for plastiske setningsriss øker med tykkelsen av gulvet. Tiltak som vil redusere faren for plastiske setningsriss: Et par timers støpepause deretter revibrering og utstøping/vibrering av øverste lag. En godt sammensatt betong med liten risiko for separasjon. Mange av dagens SP-stoffer er positive med tanke på å begrense risikoen for plastiske setningsriss Uttørkingsriss: Utørkingsriss oppstår når betongen tørker ut og gulvet er fastholdt i konstruksjoner eller av sin egen vekt. Denne type riss er normalt gjennomgående gjennom tverrsnittet. Normalt har disse rissene lite å si for styrken og funksjonen til gulvet hvis de er < 0,5 mm, men dette vil være avhengig av hvilken belastning gulvet utsettes for. I forhold til punktlaster vil slike riss vanligvis representere en generell lokal svekkelse et stykke til hver side for risset. Mange faktorer kan bidra til at disse rissene oppstår og det er derfor vanskelig for entreprenøren å garantere rissfrie gulv. Man bør derfor ikke beskrive gulv som rissfrie, men i stedet ha fokus på tiltak som vil begrense faren for riss. 84

85 Ønsker man en helt svinnriss-fri overflate, må det settes inn helt spesielle tiltak som for eksempel kan være ekstra mye armering i toppsjiktet eller at gulvet etterspennes med uinjiserte spennkabler. Figur 6.3 Eksempel på uttørkingsriss Bøyningsriss Bøyningsriss oppstår pga. kantreising hvis betongen får tørke ensidig ut over tid. Med svinnpotensialet betong har i gulvklasse III må det forventes at det vil bli slike bøyningsriss Gode herdetiltak for å sikre mest mulig homogen fuktprofil er gunstig. Sted og avstand mellom bøyningsrissene vil være styrt av lokale svakheter i betongen og armeringsmengde og plassering i tverrsnittet. I tillegg, vil denne rissformen være påvirket av belastningen på gulvet. Ut fra faren for denne typen riss, er det først og fremst ønskelig med armering i overkant av gulvet. Bøyningsriss går typisk forbi midten av gulvet, men vil ikke være gjennomgående Krakelering Krakelering er ørsmå mikroriss i et «vilt» mønster i overflaten. Det er ganske vanlig med slike riss i gulv som er stålglattet. Krakelering har vanligvis kun betydning for utseende og ikke noe effekt på struktur eller vedlikehold. Faren for krakelering øker med økende differansesvinn, det vil si med økende forskjell i svinn mellom overflatesjiktet og lenge ned i betongen. Høy konsistens og separasjonstendens øker differansesvinnet og krakeleringsfaren. Risikoen for krakelering begrenses hvis overflaten ikke stålglattes for hardt eller kun skures/glattskures. 85

86 Figur 6.4 Krakelert overflate Delaminering I de fleste overflater med delaminering, slipper et tett overflatesjikt på typisk 3 til 10 mm fra betongoverflaten. Dette skjer hovedsakelig pga. for tidlig skuring som fører til et svakt sjikt av separert vann og luft under den tette overflaten, og med avsluttende hard stålglatting blir de mekaniske påkjenningene for det svake sjiktet for stort. Betongens overflate kan være delvis opprisset og med fargeforskjeller på grunn av hurtig tørking/størkning av det tynne overflatesjiktet, se Figur 6.5. Delaminering kan være vanskelig å oppdage under glatteprosessen, men kommer ofte til syne etter hvert som betongen herder. Skaden kan oppstå som få tallerkenstore felt, men som kan eskalere til store arealer etter hvert som uttørkingssvinnet og spenningsoppbyggingen i overflatesjiktet øker. Delaminering der flak ikke har løsnet kan oppdages som bom ved at en hører en hul lyd ved å slå på betongoverflaten. Faren for delaminering øker hvis overflaten blir forseglet med skureprosessen så tidlig at den underliggende betongen fortsatt er plastisk, og at dermed vann og/eller luft fortsetter å evakuere opp mot det forseglede toppsjiktet. For tidlig skuring og glatting skjer typisk når det skjer en avdamping fra overflaten før skuringen begynner (avdampingen øker med synkende lufttemperatur og RF, og økende betongtemperatur og vindhastighet). Da vil overflaten bli hard, og oppfattes som klar for skuring, før størkingen av den underliggende betongen har kommet langt nok. Støping på kaldt underlag og retardert betong vil forsterke forskjellen mellom hardhet i toppsjiktet og nedover i betongen, i tillegg vil betong med mye finstoff og lave masseforhold (M40 og M45) være mer sårbare for uttørkingseffekten (som for plastiske svinnriss, se kapittel ). Betong med høy konsistens som fører til et 86

87 pastarikt toppsjikt med større svinnpotensiale enn betongen lengre ned og en overdreven bearbeiding av finstoff opp mot overflaten i skure-/glatteprosessen vil også forsterke faren for delaminering. Figur 6.5 Delaminering Tiltak som vil redusere faren for delaminering: Påføring av herdemebran umiddelbart etter avtrekk. Tilstrekkelig mengde er først og fremst avhengig av herdemembrantype, betongens masseforhold og tørkeforhold. Vent så lenge som mulig med skure-/glatteprosessen slik at mest mulig vann og/eller luft får evakuert. Skuringen utføres uten overdreven opparbeidelse av finstoff til overflaten. Maksimalt 3 % luft i betongen og maksimalt tilsiktet synkmål iht. Tabell 2.6. MF45 og MF40 betong bør ikke stålglattes. Minst mulig temperaturforskjell mellom betongen og underlaget for å få mest mulig lik størkning og fasthetsoppbygging gjennom gulvets tverrsnitt Blemmer Blemmer er små forhøyninger i det tette skurte eller stålglattede overflatesjiktet med vann og/eller luft under. Blemmene opptrer typisk med diameter rundt mm, men kan også bli over 50 mm. Mekanismene og årsaksforholdene er nært beslektet med delaminering, se forrige kapittel, men i tillegg kan de oppstå ved at vann blir arbeidet inn i overflaten og blir under det tette forseglet ved for tidlig skuring eller glatting. Blemmene etterlater små krater (2-3 mm dype) når de knuses. 87

88 Figur 6.6 Blemmer Flassing Flassing er når et svakt overflatesjikt på ca 1 mm slipper fra overflaten. Flassing kan deles i to hovedgrupper: flassing som oppstår som følge av bearbeidingsprossessen av overfalten flassing på grunn av nedbrytning av frost Flassing som følge av bearbeingen av overflaten skylles som oftest bruk av så bløt betong at det blir et separert, svakt toppsjikt, med meget høyt masseforhold, som etter hvert flasser eller løsner under tørking og herding. Det kan også skylles at overflatebehandlingen skjer så tidlig at det fortsatt er bleeding vann på overflaten eller at det brukes vann på overflaten i bearbeidingsprosessen. Når dette vannet bearbeides ned i betongen vil det føre til et svakt overflatesjikt. Flassing på grunn av nedbrytning av frost skylles at det ikke er benyttet MF45 eller MF45 kvalitet, eller at luftinnholdet i den luftinnførte betongen ikke har vært tilstrekkelig høyt. Det kan også være som følgeskader av at bearbeidingsprosessen av overflaten har ført til et separert overflatesjikt, ofte med lavt luftinnhold, som dermed ikke er frostbestandig. 6.2 OVERFLATER LAGET I FERSK BETONG De overflater som dannes i fersk betong og som beskrives her er bearbeiding av betong etter at betongen er skurt eller glattet. Arbeid med spesielle overflater kan være krevende fordi arbeidet ofte må utføres mens man kan bearbeide betongen. Planleggingen må ta høyde for ekstra mannskap og at støpearealet er tilpasset. 88

89 6.2.1 Frilegging av tilslag Figur 6.7 Eksempel på frilagt betonggulv Bruksområde: Utendørs som dekorativt sklisikkert underlag. Grunnlag: Skurt overflate. Materialer: Betong MF40/45, Overflateretarder. Beskrivelse: Tilslagsmønster og frileggingsdybde avklares i prosjektdokumentene. Utførelse: Retarder påføres overflaten etter at overflaten er brettskurt. Når betongen har oppnådd tilstrekkelig fasthet fjerner man øverste sjikt av betongen ved spyling. Ønsker man en jevn tilslagstørrelse kan man benytte betong med partikkelsprang i tilslaget eller strø et sjikt med ensartet tilslag i toppen like før skuring. Prøvestøp anbefales Håndbrettskuring med mønster Figur 6.8 Eksempel på mønsterskurt betonggulv Bruksområde: Grunnlag : Materialer : Beskrivelse : Utendørs som sklisikkert underlag Skurt overflate Betong MF40/MF45 Type mønster 89

90 Utførelse: Repeterende mønster oppnådd ved å skure med håndbrett i en sirkulær bevegelse etter maskinskuring. Kunnskap om bruk av håndverktøy er nødvendig for et godt resultat Kostet overflate Figur 6.9 Eksempler på kostet overflate Bruksområde: Grunnlag: Materialer: Beskrivelse: Utførelse: Utendørs som en dekorativ og sklisikker betongoverflate. Skurt overflate. Betong MF40/MF45 Dybde (1-3 mm) og finhet på kosting / mønster. Der utseende er viktig bør kostingen skje i snorrette drag. For å hindre betongklumper i overflaten, skylles kosten i vann mellom hvert drag. Kosten må være ren før hvert drag. Dette er avgjørende for et godt resultat. Der det skal være dypere mønster, kostes det med stiv kost etter tidlig etter skuring mens betongen er relativt plastisk. Prøvestøp anbefales. Størrelsen på støpefeltet må være håndterlig i forhold til kostemønsteret Mønstret og farget markbetong Mønstret/ farget betong (dekorative overflater) har stor utbredelse i land som USA, Australia, England, Spania m.fl. og har et stort potensiale i Norge. Utførelsen krever at entreprenøren har kunnskap og erfaring på bruk av farger, mønster i betong og forskaling. Figur 6.10 Eksempler på mønstret betonggulv 90

91 Bruksområde: Utendørs og innendørs som dekorativ betong på gangveier, gatetorg, oppkjørsler og terrasser. Grunnlag: Stålglattet Materialer: Betong M(F)40/M(F)45 / M60, Farget hardbetong eller gjennomfarget betong uten grovt tilslag. Polyuretanmatter, slippmiddel. Beskrivelse: Type mønster, farge. Utførelse: Umiddelbart etter stålglatting av betongen (med brede stålbrett) påføres slippmiddel. I et kort tidsvindu blir betongen stemplet med ønsket mønster. Det finnes mange forskjellige mønster tilgjengelig. Metoden er arbeidskrevende og man må behandle små flater (maksimum m 2 ) om gangen. Etter stempling må overflaten herde tilstrekkelig før man fjerner slippmidlet. Etter at overflaten er rengjort, behandles overflaten med en herdemembran som samtidig forsegler overflaten. Man må unngå stort tilslag i overflaten, fordi dette kan gjøre mønstringen vanskelig. For å gjøre overflaten mykere og enklere å mønstres, kan det påføres en herdemebran umiddelbart etter avtrekk. Når overflaten er glattet påføres et nytt lag herdemembran. Like før stempling påføres et slippmiddel. Betongprodusent har mulighet til å tilsette farger i mange varianter i betongen. Figur 6.11 Eksempler på mønstret og farget betonggulv Avtrukket overflate Figur 6.12 Avtrukket overflate 91

92 Bruksområde: Alle typer betonggulv ute og inne. Grunnlag : Utlagt betong Materialer : Betong i alle bestandighetsklasser. Beskrivelse : Overflate som vist i Figur 6.12 Utførelse: Utførelsen er beskrevet i kapittel Skurt overflate Figur 6.13 Skurt overflate Bruksområde: Alle typer betonggulv ute og inne. Grunnlag : Avtrukket betong Materialer : Betong i alle bestandighetsklasser. Beskrivelse : Overflate som vist i Figur Utførelse: Betongen er skurt minst en gang. Utførelsen er beskrevet i kapittel Glattskurt overflate Figur 6.14 Glattskurt overflate 92

93 Bruksområde: Alle typer betonggulv ute og inne. Grunnlag: Skurt betong Materialer: Betong i alle bestandighetsklasser. Beskrivelse: Overflate som vist i Figur Utførelse: Betongen kures flere ganger (uten grader) Glattskurte overflater vil ofte ha noe fargevariasjoner Stålglattet overflate Figur 6.15 Stålglatting Bruksområde: Alle typer betonggulv ute og inne. Grunnlag : Brettskurt overflate Materialer : Betong i alle bestandighetsklasser. Beskrivelse : Overflate utseende og glatthet Utførelse: Utførelsen er beskrevet i kapittel Som et permanent eksponert gulv stålglattes gulvet i flere omganger til ønsket overflateglans. Som grunnlag for belegg, glattes gulvet minst en gang. Stålglattede overflater vil ofte ha noe fargevariasjoner Stålglattet med hardbetong Figur 6.16 Stålglattet overflate- Lys grå hardbetong gir gode lysforhold Bruksområde: Innendørs på alle typer synlige overflater, spesielt der det er ønske om stor slitestyrke. 93

94 Grunnlag : Materialer : Beskrivelse : Utførelse: Brettskurt overflate Underbetong M60/M90/fiber- hardbetong Overflate, utseende og farge Hardbetongen strøs på betongen etter første skuring. Som et permanent eksponert gulv stålglattes gulvet i flere omganger til ønsket overflate. Hardbetongen er et monolittisk toppskikt. For nedfukting av hardbetongen er det viktig at betongen under avgir overskuddsvann. Betong med mindre finstoff er derfor en fordel. Hardbetongen erstatter finstoffet i overflaten. Erfaring viser at hardbetongen må strøs på så tidlig som mulig og før betongen har størknet så mye at den bærer en mann. Best resultat er å bruke bomutlegger som strør hardbetongen i fersk betong. Utførelsen må skje under kontrollerte forhold, dvs ikke under åpen himmel. Det er mange reklamasjoner med denne type hardbetong så det anbefales derfor heller andre løsninger når det ønskes gulv med stor slitestyrke, se kapittel OVERFLATER LAGET PÅ HERDET BETONG Nye og gamle betonggulv er et godt grunnlag for etterbehandling. Etterbehandling får stadig større utbredelse i Norge. Grunnlaget for et godt resultat er et godt faglig utført gulv som ligger innenfor de toleransene som er gitt for gulvet Slipt og polert betong Figur 6.17 Slipt betongoverflate Bruksområde: Grunnlag: Materialer: Beskrivelse: Utførelse: På alle typer eksponerte gulv. Stor slitestyrke og dekorativt utseende Glattskurt overflate Betong i alle bestandighetsklasser. Dybde på slip, utseende, steingradering, betong(sement)farge, farge på tilslag og glans. Underlaget må være glattskurt i henhold til beskrevne toleranser. Ønsker man farger, tilsettes disse under blanding av betongen. 94

95 6.3.2 Blastret overflate Figur 6.18 Blastring av betongoverflate Bruksområde: Grunnlag: Materialer: Beskrivelse: Utførelse: Utendørs på gangveier, gatetorg, oppkjørsler og terrasser. Glattskurt eller stålglattet Betong MF40/45 Utseende som sandblåst overflate. Overflaten framkommer ved at stålkuler slynges mot betongen. 95

96 VEDLEGG A PROSEDYRE FOR BESTEMMELSE AV REFERANSESVINN I HERDET BETONG 1. Formål og bruksområde Prosedyren beskriver en metode for å dokumentere det totale svinnet i betongsammensetninger, det vil si summen av selvuttørkingssvinn (autogent svinn) og uttørkingssvinn. 2. Referanser Prosedyren bygger på SS og Sintef Byggforsk prosedyre KS Utstyr Støpelaboratorium: Rom med temperatur 20 ± 2 C. Prismeformer: 100/100/500 mm stålformer med hull i begge ender for montering av måleknaster. Måleknaster: Spesialdreide metallknaster med endeforankring. Klimarom for lagring og måling: Kondisjonert rom (20 ± 2 C, 50 ± 4 % RF) der prismer kan lagres med avstandsklosser, for eksempel 25 mm armeringsstoler. Lengdemålingsrigg med 500 mm referansestav (invarstål) og måleur med 1/1000 mm inndeling. Rødsprit til vasking av knaster. 4. Betongsammensetning og blanding Spesifiseres i hvert enkelt tilfelle. 5. Utstøping av prøvestykker Utstøping av 3 stk 100/100/500 mm prismer med måleknaster plassert sentrisk i begge kortendene. Betongen fylles i formene i 2 omlag like tykke lag. Hvert lag komprimeres til betongen er homogent utstøpt. Pass særlig på hjørner, langs formens sider og rundt måleknastene. Dersom massen blir vurdert til å være for tørr til at tilfredsstillende komprimering oppnås for hånd, vibreres formene på vibrobord. Overskytende betong fjernes og overflaten jevnes. 6. Lagring av prøvene Umiddelbart etter utstøping tildekkes prismenes overflate med plast. Prismeformene skal stå tildekket i laboratoriet ved 20 ± 2 C fram til avforming og måling ved 24 timers alder. Før avforming skal prismenes overflate (avstrykningsflaten) merkes i en ende (merket angir den enden av prismet som skal vende mot måleuret). Ved avforming kontrolleres at alle måleknaster sitter fast. Hvis de ikke sitter fast forkastes prøvestykkene og ny blanding må utføres. Etter måling av lengde og vekt plasseres prismene i kondisjonert rom ved 20 ± 2 C og 50 ± 4 % RF. Prismene plasseres på avstandsklosser på minst 25 mm (maks to prismer i høyden) og sideveis avstand mellom prismene skal være minst 25 mm. 96

97 7. Måling av prøvene Prismenes lengde og vekt måles.etter følgende aldre: 24 timer, 7 døgn, 14 døgn, 28 døgn, 56 døgn, 91 døgn, 180 døgn, 270 døgn, 360 døgn, + evt. forlenget prøveperiode. Før lengdemåling skal måleuret nullstilles mot referansestaven. Etter hver måleserie skal nullinnstillingen kontrolleres og resultatet noteres (etterkontroll). Hvis etterkontrollen fraviker med mer enn 0,005mm fra nullinnstillingen skal ny måling gjennomføres. Ved alle lengdemålinger skal prismene plasseres på samme måte i måleriggen, og da med avstrykningsflaten opp og med den avmerkede enden mot måleuret. Det må kontrolleres nøye at måleurets følere ligger korrekt mot prismets knaster ved avlesning. Knastene skal rengjøres med rødsprit før måling. I forbindelse med hver måling kan prismene inspiseres for evt. overflateoppsprekking. 8. Beregning av prøveresultater Ut fra forskjellen mellom referanselengde ved 24 timers alder og lengde ved hvert enkelt måletidspunkt i luftlagringsperioden beregnes: - lengdeendring for hvert enkelt av de tre prismene til nærmeste 0,001 mm - midlere lengdeendring for de tre prismene til nærmeste 0,001 mm - midlere svinn for de tre prismene til nærmeste 0,01 av «effektiv prismelengde» Rapportering Betongens referansesvinn bestemmes som midlere svinn for de 3 prismene ved 360 døgns alder, SvinnREF oppgis i (til nærmeste 0,01 ) ved presentasjon av måleresultatene i prøvingsrapporten. Videre oppgis verdien for midlere svinn ved de andre aldrene. Det må bekreftes at prøvingsprosedyren iht. NB er fulgt. 1 Effektiv prismelengde er prismelengden på 500 mm fratrukket avstanden fra endene av prismet og inn til fastholdingspunktet til måleknastene. Det vil si at effektiv prismelengde blir 484 mm dersom fastholdingspunktet til de benyttede måleknastene er 8 mm inn i betongen. 97

98 VEDLEGG B PROSEDYRE FOR BESTEMMELSE AV BETONGENS RELATIVE FUKTIGHET VED SELVUTTØRKING 1. Formål og bruksområde Prosedyren beskriver en metode for å dokumentere betongens selvuttørkende egenskaper. 2. Referanser Prosedyren bygger på erfaring fra studentoppgaver og SINTEF Byggforsk byggdetalj , Måling av fukt i bygninger. 3. Utstyr Støpelaboratorium: Rom med temperatur 20 ± 2 C 110 mm PVC, 20±0,5 cm lange med diffusjonstett lokk i den ene enden. Diffusjonstett epoxy, Mapepoxy L eller tilsvarende, til forsegling av betongoverflaten i PVC-røret. Klimarom for lagring og måling: Kondisjonert rom på 20 ± 2 C. 16 mm betongbor og drill, for boring av hull til sondene. Protimeter, eller tilsvarende utstyr, med sonder for måling av relativ fuktighet. Tape som benyttes som tetting rundt sondene. Utstyret for måling av relativ fuktighet skal ha nøyaktighet på minimum ±2,5 %. Vekt som veier inntil 10 kg med minimum 1 g nøyaktighet. 4. Betongsammensetning og blanding Spesifiseres i hvert enkelt tilfelle. 5. Utstøping og preparering av prøvestykker Utstøping av 3 stk 110 x 200 mm sylindre. Betongen fylles i formene i 3 omlag like tykke lag. Hvert lag komprimeres til betongen er homogent utstøpt. Dersom massen blir vurdert til å være for tørr til at tilfredsstillende komprimering oppnås for hånd, vibreres formene på vibrobord. Sylindrene støpes slik at det er 5 mm fra betongoverflaten til toppen av PVC-røret. Betongoverflaten dekkes med plast og lagres til neste dag. Dagen etter utstøping fjernes plasten og umiddelbart når betongoverflaten er tørr(lys grå) påføres 5 mm diffusjonstett epoxy, Mapepoxy L eller tilsvarende. Etter ca 2 uker 2 for betong i bestandighetsklasse M(F)45 og M(F)40, og etter ca 3 uker for betong i M60 og M90, bores ett 16 mm hull 6-7 cm inn i betongen, gjennom epoxyen. Hullet blåses rent for støv og umiddelbart plasseres en sonde for måling av RF. Det er viktig å sørge for god tetting rundt sondene slik at det ikke kan fordampe vann rundt innfestingen av sondene. Sondene skal stå i hullet hele måleperioden. 2 De fleste sondene på markedet tåler ikke RF over ca 98%. Sondene må derfor ikke plasseres i betongen før RF har sunket under sondens øvre RF nivå. 98

99 6. Lagring av prøvene Sylindrene lagres i kondisjonert rom ved 20 ± 2 C. 7. Måling av prøvene Sylindrene måles første gang 3 dager etter utstøping, dagen etter at sonden er plassert. Sylindrene måles minimum etter 3 døgn, 7 døgn, 14 døgn, 28 døgn, 56 døgn, 91 døgn, 180 døgn, 270 døgn og 360 døgn. Sylindrene kan måles etter 720 døgn (2år) hvis de ikke har stabilisert seg etter 1 år. Målingene består av relativ fuktighet og vekt. Relativ fuktighet måles etter egen måleprosedyre. Vekt måles med 1 g nøyaktighet. Vekten måles for å verifisere at vann ikke er fordampet fra betongen, prøven forkastes ved vekttap større enn 3 gram ila prøveperioden. 8. Rapportering Betongens relative fuktighet oppgis i % og vekt oppgis i gram. Det lages en kurve som viser utvikling av relativ fuktighet over tid, som vist i figuren. Selvuttørkingseffekten er dokumentert ved måling av relativ fuktighet <= 85% etter 1 år og/eller <= 80% etter 2 år. Det må bekreftes at prøvingsprosedyren iht. NB er fulgt. Utvikling av relativ fuktighet 99