Betons densitet - Materials.dk

D55
Betons densitet
Anders Nielsen
Betons densitet kan variere mellem 600 og 6.000 kg/m 3 .
Let beton (600 - 2.000 kg/m 3 ) har interesse ved konstruktioner, hvor egenvægten er
dimensionsgivende, og ved komponenter, hvor man vil have god varmeisoleringsevne.
Normal beton (2.000 - 2.400 kg/m 3 ) er det, som anvendes ved ”normale” konstruktioner.
Tung beton (2.400 - 6.000 kg/m 3 ) anvendes fx ved konstruktion af kontravægte, til
kystbeskyttelsesblokke (Dolosblokke) og til beskyttelsesmure omkring radioaktivt udstyr.
Denne store variation skyldes, at densiteten er bestemt af de indgående delmaterialers
densitet, af blandingsforholdene, af komprimeringsgraden og af hydratiseringsgraden.
Er delmaterialernes type og blandingssammensætning kendt fra betonproportioneringen, og
forudsættes det, at komprimeringen er udført korrekt, kan betonens tørdensitet, ρb, beregnes
af følgende formel, idet der erindres om, at 1 kg cement ved fuldstændig hydratisering binder
0,23 kg vand.
(Formlen forudsætter, at mikrosilicaens hydrauliske reaktion foregår direkte med den
tilstedeværende calciumhydroxid uden binding af ekstra vand.)
Her er
ρb = (1 + α·0,23)·C + F + M + T1 + T2 + T3 + T4 + ··· [kg/m 3 ]
α hydratiseringsgraden,
C mængden cement [kg/m 3 ],
F mængden flyveaske [kg/m 3 ],
M mængden mikrosilica [kg/m 3 ] og
T1, T2, T3, T4 osv. mængden af de indgående typer tilslag (sand og sten) [kg/m 3 ].
Tilslaget har den kraftigste indflydelse på densiteten.
Letbeton kan fremstilles med tilslag af porøse sten, fx ekspanderede lerklinker (Leca), sintret
flyveaske eller vulkanske slaggeaflejringer. Hvis betonen yderligere fremstilles med
mørtelunderskud fremkommer der hulrum mellem stenene, hvorved densiteten yderligere
synker. Denne type beton kaldes hulrumsbeton.
Tunge betontyper fremstilles ved at anvende tunge bjergarter eller metalskrot som tilslag,
enten som groft tilslag eller som både groft og fint tilslag. Den sidste løsning vil dog ofte være
kostbar, fordi de tunge materialer ofte er meget stærke og dermed vanskelige at knuse.
Metalskrot kan være stålkugler eller affald fra produktion af maskindele.

Figur 1 Betons tørdensitets variation med tilslagets gennemsnitsdensitet.
Eksempel
Der ønskes fremstillet en beton med tørdensitet omkring 4.000 kg/m 3 . Det er nødvendigt at
anvende normalt sand med densitet omkring 2.650 kg/m 3 . Af figuren ses, at det da er
nødvendigt at anvende stål som groft tilslag. Man kan opstille nedenstående beregning, idet
mængden af cement og vand og sandets andel af tilslaget er givet af de øvrige
omstændigheder. Observer, at den indgående sandprocent, 50 %, gælder volumenprocent.
Materiale Masse
[kg/m 3 Densitet
]
[kg/m 3 Volumen
]
[m 3 /m 3 ]
Cement, C 250 3.150 0,080
Vand, V 200 1.000 0,200
Luft 0 0 0,020
Sand
Stålkugler
928 =
2747 =
2.650 ·
7.850 ·
0,5·0,7
0,5·0,7 › 0,700
Våddensitet 4125 kg/m 3
Man ønsker at kende tørdensiteten, hvorfor det ikke-bundne vand må fratrækkes
våddensiteten:
Tørdensiteten bliver da
Vfrit = V - C·0,23 = 200 - 250·0,23 = 143 kg/m 3
ρb = 4125 - 143 kg/m 3 = 3.982 kg/m 3
Tilslagets middeldensitet bliver (928 + 2747)/0,700 = 5.250 kg/m 3 .
På ovenstående figur aflæses for denne værdi
3.985 < ρb < 4.350 kg/m 3 ,
hvilket omfatter ovenstående resultat.
Anders Nielsen, dec. 2005. Kilde: Beton-Bogen, Aalborg Portland, 1985, side 46 - 49.