lättbetongmaterialet - Materials.dk

ALLMÄNT LÄTTBETONGMATERIALET
Lättbetonghandboken 1993
LÄTTBETONGMATERIALET
Innehåll
Historia ___________________________________________ 6
Tillverkning ________________________________________ 7
Tekniska egenskaper ________________________________ 8
5

6
LÄTTBETONGMATERIALET ALLMÄNT
Lättbetonghandboken 1993
Tekn dr Axel Eriksson uppfinnare av ånghärdad lättbetong
HISTORIA
Lättbetong är en högtrycksånghärdad porös produkt av finmald sand eller
sandsten med cement och kalk som bindemedel.
Denna produkt uppfanns i mitten av 1920-talet av tekn dr Axel Eriksson.
Hans uppfinning, som då baserades på skifferbränd kalk, började 1929 tillämpas
i industriell skala vid en fabrik som uppfördes i Hällabrottet av Yxhults
Stenhuggeri AB. Produkten kallades i början ”ånghärdad gasbetong” men
fick 1940 namnet Ytong.
I början av 1930-talet framställde en forskargrupp inom cementindustrin
under ledning av civilingenjör Ivar Eklund och professor Lennart Forsén lättbetong
med cement och sand som utgångsmaterial. Produkten kallades Siporex.
Ånghärdad lättbetong har rönt stor efterfrågan även i utlandet och tillverkas
i såväl egen regi som på licens vid ett 60-tal fabriker över hela världen.
Utgångsmaterialen för Siporex och Ytong är något olika, men de färdiga
produkterna är dock mycket lika till sina egenskaper som byggmaterial. Detta
är bl a en orsak till att Siporex AB och Yxhult AB ger ut en gemensam handbok.

Siporex tillverkas med cement och kalk som bindemedel
och finmald sand. Utgångsmaterialen för Ytong är bränd
kalk, cement och finmalen sandsten. Porositeten erhålls
genom tillsats av aluminiumpulver som verkar som jäsmedel.
Dessutom tillsätts små mängder kemikalier för de kemiska
förloppen.
Råmaterialen blandas med vatten till en massa med
vällingliknande konsistens. Den tappas i formar där den
jäser upp och styvnar. När massan uppnått lagom styvhet
skärs eller sågas den med tunna ståltrådar till önskade dimensioner.
Därefter sker härdning i autoklaver med mättad
vattenånga under högt tryck, varvid kemiska föreningar
bestående av kalciumhydrosilikat byggs upp, som ger
den autoklaverade lättbetongen dess höga tryckhållfasthet
och volymbeständighet. Då lättbetongen tas ut ur autoklaven
är den helt färdighärdad och några väsentliga
ändringar av dess egenskaper äger inte rum därefter.
Lättbetongen kan tillverkas oarmerad eller armerad. I
det senare fallet placeras ameringen i formen före gjutningen
eller sänks ned i massan omedelbart efter gjutningen.
Vid trådskärning eller trådsågning av lättbetongmassan
erhålls parallellepipediska element. Not och fjäder,
fogspår och fasning utförs i samband med skärning i den
våta massan eller efter autoklavering genom fräsning eller
annan mekanisk bearbetning.
Lättelement är ett flerskiktselement som tillverkas av två
armerade lättbetongskivor limmade mot en mellanliggande
skiva av styv polystyrencellplast.
Siporex: Cement
Sand
Ytong: Bränd kalk
Sandsten
Skärning
Figur 1. Schema över tillverkning av lättbetong
Malning i kvarn
Jäsning
ALLMÄNT LÄTTBETONGMATERIALET
Lättbetonghandboken 1993
TILLVERKNING
Oarmerad
Ånghärdning i autoklav
Armeringen i lättbetong utgörs av släta stänger av
svetsbar stålkvalitet. Armeringsstängerna svetsas ihop till
mattor eller korgar som därefter rostskyddsbehandlas genom
doppning i speciellt sammansatta rostskyddsmassor.
Armerad
Vägning
Blandning
Al-pulver
Vatten
Gjutform
Svetsning av
armering
Rostskyddsbad
Leverans
7

8
LÄTTBETONGMATERIALET ALLMÄNT
Färg och yta
Lättbetongmaterialet är vitt eller gråvitt. Lättbetongens yta
är finporig med visst inslag av större porer. Produktytorna
är släta.
Porstruktur
Lättbetong innehåller runda slutna makroporer med diametern
0,5-1,5 mm. I porväggarna mellan makroporerna
förekommer dessutom mindre porer, mikroporer, som är
öppna och som därigenom ger en viss förbindelse mellan
makroporerna.
I lättbetong kvalitetsgrupp 500 utgör porvolymen ca
80 % och den fasta substansen ca 20 %.
Kvalitetsgrupper
Lättbetong tillverkas i de fyra standardiserade kvalitetsgrupperna
400, 450, 500 och 600. Yxhult AB tillverkar
även element i kvalitetsgrupp 750, men denna är ej standardiserad
och ej underställd kontroll av värmekonduktivitet.
Kvalitetsgrupp 400 är den kvalitet som väger minst,
har bästa värmeisoleringsförmågan men lägsta hållfastheten.
Kvalitetsgrupp 600 väger mest, har sämsta värmeisoleringsförmågan
men högsta hållfastheten.
Beteckningarna för kvalitetsgrupperna anger respektive
materials ungefärliga densitet i kg/m 3 i uttorkat tillstånd.
Mått
I produktredovisningen anges de mått som gäller vid
handbokens utgivning. För kontroll av gällande mått hänvisas
till Siporex AB:s och Yxhult AB:s försäljningskontor.
Mått angivna i M är modulmått. 1 M=100 mm.
Mått angivna i mm är tillverkningsmått.
Modulmåttsatta element är avsedda att tillsammans
med mellanliggande fogar uppfylla modulmåtten. Så är
t ex Takelement med längden 60 M tillverkade med längden
5980 mm. Detta ger då 20 mm breda stötfogar.
Toleranser
Toleranser för standardiserade produkter följer kraven i
svensk standard för lättbetongprodukter.
Svensk standard
Vid tiden för denna handboks utgivning gäller följande
Svensk standard för lättbetongprodukter.
BST 104 Översikt
SS 137304 Översikt
SS 137305 Provning - Torrdensitet
SS 137306 - Fuktkvot
SS 137307 - Tryckhållfasthet
SS 137308 - Böjdraghållfasthet
SS 137309 - Elasticitetsmodul vid tryck
SS 137310 - Krympning vid uttorkning
SS 137311 - Armerings korrosionsskydd
SS 227230 Murblock och mursten - Fordringar
Lättbetonghandboken 1993
TEKNISKA EGENSKAPER
SS 228150 Block för tunnfogning - Mått
SS 812501 Liggande väggelement
SS 812502 Takelement
SS 812503 Bjälklagselement
SS 812504 Stående väggelement
SIS 021121 Måttbestämning av byggvaror - Sten,
block, fogplattor m m. Bestämning av
mått-,vinkel- och formavvikelser.
Vikt
Densiteten för oarmerad lättbetong anges i kg/m 3 .
Den armerade lättbetongens densitet är något högre
än den oarmerades, eftersom armeringens vikt tillkommer.
I produktredovisningarna anges såväl leveransdensitet
som den tyngd hos materialet man bör räkna med vid
projektering.
Normer och kontroll
Lättbetongprodukter från Siporex och Ytong är typgodkända
av Boverket vilket innebär att de tillverkas och kontrolleras
enligt anvisningar i SBN Godkännanderegler,
Lättbetongprodukter, PFS 1980:3.
Tillverkningskontrollen är godkänd av Boverket och
kontrolleras av officiell provningsanstalt. Produkterna får
därför märkas med Boverkets kontrollmärke .
Värmeisoleringsförmågan kontrolleras av officiell
provningsanstalt enligt reglerna för VIM-kontroll och är
därför klassificerad.
Hållfasthet
Tryckhållfasthet
Tryckhållfastheten utvärderas statistiskt från provbelastning
av kuber med 150 mm kantlängd och 10 vikt-% fuktkvot.
Sambandet mellan fuktkvot och tryckhållfasthet framgår
av figur 2.
Tryckhållfastheten för resp kvalitetsgrupp anges i tabellen
under elasticitetsmodul.

Relativ tryckhållfasthet
1,4
1,3
1,2
1,1
1,0
0,9
0 10 20 30 40
Fuktkvot i vikt-%
Figur 2. Approximativt samband mellan fuktkvot
och tryckhållfasthet
Elasticitetsmodul
Elasticitetsmodulen hos lättbetong uppvisar liksom för andra
material vissa variationer och dessutom erhålls olika
värden beroende på sättet att prova. I tabellen angivna
värden är korttidsvärden.
Kvalitetsgrupp Elasticitetsmodul Nominell hållfasthet
enligt SS 137304
Mpa Mpa
400 1000 1.7
450 1200 2.3
500 1700 3.0
600 2500 5.0
Draghållfasthet
Draghållfastheten är starkt beroende av provningsförfarandet
och extraspänningar på grund av fuktgradienter.
Normalt erhålls värden på draghållfastheten som är ca
1/6 av tryckhållfastheten.
Böjdraghållfastheten
Böjdraghållfastheten är liksom draghållfastheten starkt
beroende av eventuella fuktgradienter och provningsförfarandet.
Dess storlek ligger normalt vid ca 1/5 av tryckhållfastheten.
Skjuvhållfasthet
Skjuvhållfastheten för ett material som lättbetong är inte ett
entydigt begrepp då ett så kallat skjuvbrott alltid är ett
dragbrott och är helt beroende av spänningsfördelningen
vid provningen. Vid ren genomstansning med cirkulär
stans mot ett mothåll med lika stort cirkulärt hål blir medelskjuvspänningen
vid brott 25-30 % av tryckhållfastheten.
Om däremot mothållet har så stort hål att det inte hindrar
ursprängningen av en kon, sjunker brottlasten mycket kraftigt.
Brotthållfastheten, beräknad med 45°-kon så som brukar
ske för betong, motsvarar en skjuvspänning av endast
2-3 % av tryckhållfastheten. I armerade produkter kan högre
skjuvhållfasthet erhållas.
Dimensionerande bärförmåga
Dimensionerande bärförmåga för murverk redovisas i avsnittet
om blockprodukter i denna handbok.
Genomsläpplighet för luft
Luftgenomsläppligheten hos en lättbetongvägg bestäms
helt av fogarnas utformning. Lättbetongens egenskaper är
i detta sammanhang försumbara.
ALLMÄNT LÄTTBETONGMATERIALET
Lättbetonghandboken 1993
Genomsläpplighet för vattenånga
Ånggenomsläpplighetskoefficienten för lättbetong i kvalitetsgrupp
500 är ca 3 x 10 -6 m 2 /s. Detta värde avser vatten
huvudsakligen transporterat genom ren diffusion. Vid
provningar erhålles alltid en fuktgradient i provkroppen,
som resulterar i en viss kapillär fukttransport, varför den
skenbara diffusionen beroende på provningsförfarandet
kan uppgå till högre värden.
Kapillaritet
De synliga cellernas kapillära sugförmåga är obetydlig.
Kapillärsugning sker nästan uteslutande i de tunna cellväggarna.
Kapillärtransporten är låg vid fuktkvoter mindre
än 30-40 vikt-% men stiger vid högre fuktkvoter.
Jämviktsfuktkvot
Nytillverkad lättbetong innehåller upp till ca 160 kg
fukt per m 3 .
Fuktinnehållet i lättbetong uttrycks som fuktkvot i vikt-%
varmed avses fuktmängden i procent av materialets vikt i
uttorkat tillstånd. Bestämning av fuktkvot sker genom vägning
av provmaterialet före och efter torkning vid 105°C.
Lättbetong i jämviktsfuktläge med omgivande luft innehåller
normalt 3-6 vikt-% fukt. Jämviktsfuktläget inträder i normalt
utförda och uppvärmda byggnader inom något år.
Jämviktsfuktkvoten hos lättbetong ligger inom det i
figur 3 visade intervallet.
Fuktkvot i vikt-%
40
30
20
10
0
0 25 50 75 100
Relativ ånghalt %
Figur 3. Fuktjämviktskurva för lättbetong kvalitetsgrupp 500
och vid 20°C
9

10
LÄTTBETONGMATERIALET ALLMÄNT
Löslighet i vatten
De hållfasthetsgivande komponenterna i lättbetong är
olösliga i vatten. Trots detta kan lättbetong innehålla vattenlösliga
salter, som under ogynnsamma uttorkningsbetingelser
kan avsättas på ytan. Benägenheten för saltutfällning
beror dock inte i första hand på mängden lösliga
beståndsdelar utan hänger främst samman med de kapillära
egenskaperna, som påverkar hastigheten för fukttransporten
och uttorkningsbetingelserna. Vid normal uttorkningshastighet
uppstår sällan saltutfällning av praktisk
betydelse.
Uttorkning, krympning och svällning
Uttorkningshastigheten är starkt beroende av temperaturgradienten,
konstruktionens dimensioner, framförallt
tjockleken och den omgivande luftens temperatur, fuktighet
och rörelsehastighet. Det är därför inte möjligt att ange
några praktiskt användbara siffror på uttorkningshastigheten.
I figur 4 ges en normal kurva över lättbetongs längdändring
vid sjunkande fuktkvot, så som den erhålls vid
krympningsmätning från vattenmättat tillstånd till jämvikt
med luft vid 43% relativ ånghalt. I praktiken är endast den
del av kurvan som ligger mellan leveransfuktkvot ca 30
vikt-% och jämviktsfuktkvot (3 á 4 vikt-%) av betydelse. Kurvans
form kan givetvis variera något, men de variationer
som förekommer är störst över fuktkvoter på 30 vikt-%,
medan formen under 30 vikt-% är relativt likartad för olika
lättbetongmaterial. Kurvan avser kvalitetsgrupp 500.
Krympning mm/m
0,50
0,40
0,30
0,20
0,10
0
1 2 3 4 5 10 20 30 40 50 100
Fuktkvot i vikt-%
Figur 4. Kurva över krympning i luft vid rumstemperatur och
43% relativ ånghalt mätt från vattenmättat tillstånd till fukttillstånd
vid jämvikt. Streckad kurvdel antyder krympning, då
relativa ånghalten sänks ytterliggare
Det visade sambandet är inte helt entydigt
eftersom provningstiden har en viss betydelse.
Det bör observeras att kurvan stiger brant vid
mycket låga fuktkvoter. En extrem uttorkning till fuktkvoter
Lättbetonghandboken 1993
under ca 2 vikt-% kan därför öka det totala krympvärdet
med 50-100 %. Detta förhållande kan vara av betydelse
för tunna konstruktioner inomhus t ex mellanväggar, vilka
relativt snabbt anpassar sig till den omgivande luften, särskilt
in- nan ytbehandling skett. Man bör alltså undvika sådan
alltför hård och snabb uttorkning som kan ske t ex vid
användning av byggtorkar.
Längdutvidgningskoefficient
Längdutvidgningskoefficienten är för lättbetong ca
0,8x10 -5 mm/mm K, dvs något lägre än för betong och
stål.
Motståndsförmåga mot frost
Risken för frostskador sammanhänger främst med fuktkvoten.
Om lättbetongen innehåller mindre än ca 60 vikt-%
fukt behöver frostskador inte befaras, men över detta värde
uppstår risk för frostskador, som ökar ju större fuktkvoten
blir.
Värmekonduktivitet
Klassificerad värmekonduktivitet kl för lättbetong är
Kvalitetsgrupp W/m K
kl
Siporex Ytong
400 0,100 0,100
450 0,120 0,110
500 0,140 0,140
600 0,160 0,160
Praktiskt tillämpbar värmekonduktivitet p är något högre
på grund av materialets fuktinnehåll. Den redovisas i
kapitlet ENERGIHUSHÅLLNING.

Värmekapacitet
Den specifika värmekapaciteten C är vid de fuktkvoter
som förekommer i praktiken 1,0-1,1 kJ/kgK.
Smältpunkt
Vid en temperatur av ca 1000°C börjar lättbetongen sintra,
men mera utpräglad smältning sker först vid 1100 -
1200°C.
Verkan av eld och hög temperatur
Lättbetong är helt obrännbar och sprider alltså inte eld.
Motståndsförmågan mot brand framgår av uppgifter i
kapitlet BRAND.
Prov har gjorts på kuber av lättbetong som upphettats
under 4 timmar till olika temperaturer och sedan fått svalna.
Ändringen i vikt, dimensioner och hållfasthet har bestämts.
Proven visade, som framgår av figur 5, att tryckhållfastheten
stiger med temperaturen upp till 400°C för
att sedan falla och passera utgångsvärdet vid 740°C. Vid
1100 -1200°C börjar materialet sintra.
Ändring av hållfastheten %
+ 80
+ 60
+ 40
+ 20
+
–
0
– 20
– 40
– 60
– 80
– 100
200 400 600 800 1000
Temperatur °C
Figur 5. Ändring av hållfastheten efter upphettning av lättbetongkuber
till olika temperaturer med påföljande avsvalning
Stark och långvarig upphettning åstadkommer sprickbildning,
vilken ökar i intensitet med den temperatur till
vilken upphettning skett. I praktiken spelar också upphettningstiden
roll. Sålunda ökade sprickbildningen vid provning
efter upphettning till ca 500°C i 4 timmar och materialet
var då känsligt för återfuktning. Erfarenheter från
bränder visar emellertid, att lättbetongkonstruktioner klarat
betydligt högre temperaturer under kortare tid utan att
lida allvarlig skada.
Sprickbildningen beror på att kemiskt bundet vatten
drivs bort, varvid materialet krymper. Figur 6 visar krympningen
efter upphettning under 4 timmar och avsvalning.
Man ser att krympningen efter upphettning börjar efter
upphettning till 150°C och ligger konstant mellan 300
och 740°C, som är en för lättbetong karakteristisk om-
ALLMÄNT LÄTTBETONGMATERIALET
Lättbetonghandboken 1993
Krympning i %
160
140
120
100
80
60
40
20
0
200 400 600 800 1000
Temperatur °C
Figur 6. Krympning efter upphettning av lättbetongkuber
vandlingspunkt (jfr figur 5). I ett begränsat temperaturintervall
kring 740°C sker en markant krympning. Vid högre
temperaturer inträffar en märkbar ökning av krympningen
först i närheten av sintringstemperaturen.
Utdrivning av fysikaliskt och kemiskt bundet vatten
medför att lättbetong förlorar vikt under upphettning.
Värmeledningsförmågan påverkas av temperaturen.
För kvalitetsgrupp 500, som vid rumstemperatur har ett
-värde på ca 0,14 W/mK, ökar värdet med högre temperatur
och blir vid 500°C ca 0,21 W/mK.
Kemisk aggressivitet i förhållande till
andra material
Lättbetong angriper inte vanliga byggmaterial kemiskt. Å
andra sidan ger den inget korrosionsskydd åt stål som t ex
betong, eftersom all cement resp kalk reagerar kemiskt
under härdningen med kiselsyran i det finmalda sandmaterialet.
Risk finns att t ex inslagna järndetaljer kan rosta
på grund av den fukt som finns i lättbetongen under byggtiden
eller tillförs denna genom regn eller kondens.
Inverkan av koldioxid
Om lättbetong används i byggnader där luften håller hög
halt av koldioxid t ex fruktlager eller bryggerier, bör man
beakta att koldioxidhalter över ca 0,2 % kan medverka till
en alltför snabb karbonatisering av materialet. Denna kan
ge skadlig krympning och uppsprickning. För närmare information
kontakta Siporex AB eller Yxhult AB.
Fysikaliska och kemiska egenskaper
Lättbetong är ett luktlöst mineraliskt material. Materialet är
basiskt. pH i koncentrat är 9-10, dvs syraneutraliserande.
11

12
LÄTTBETONGMATERIALET ALLMÄNT
Indentifierade Emissionsfaktor
ämnen µg/m 2 h
Totalt VOC