Abstract: Sprutbetong, både fiberarmerad och oarmerad, är tillsammans med förankringsbultar de mest betydelsefulla förstärkningsmetoderna vid byggande och underhåll av tunnlar och bergrum. Ofta utförs sprutbetongen med samverkande bultförankringar, men det vanligaste är att sprutbetongen fungerar främst genom vidhäftning till underlaget.
I förslag till projekt ”Sprutbetong-mekanismer”, som inlämnas till Vägverket FUD-BT samtidigt med detta, avses att göra modellering av sprutbetongs verkan i hårt berg. Sådan modellering är viktig för att förstå bl.a. sprutbetongs verkan i tidiga skeden. För en korrekt modellering krävs korrekta indata i form av materialparametrar. Hittills har man fått nöja sig med uppgifter rörande tillväxt av hållfasthet etc. för vanlig betong.
Ett annat problemområde gäller dräner. Smala dräner uppvisar mera sällan sprickor medan breda dräner ofta har sprickor bredare än 0,3 mm. Då breda dräner inte kan undvikas lägger man in fogar. Det vore bra om vi förstod, behärskade och även kunde eliminera krympningen. Sprutbetong är i krympningshänseende en extrem betong p.g.a. hög cementhalt och hög vattenhalt. Vidare ökar alkalifria acceleratorer krympningen. Den förhållandevis lilla mängden stålfibrer gör att sprutbetongens bärförmåga före uppsprickning är större än efter. Härigenom erhålls endast en spricka, som kan bli mycket bred.
Vi börjar allt mer förstå hur mycket sprutbetong skiljer sig från vanlig betong. Spruttekniken med acceleratorer innebär att strukturen inte är plastisk den första tiden såsom vid vanlig betong. Ofta sprutas betong på kallt underlag. Den kanske inte vattenhärdas ordentligt. Den utsätts för ventilation, som ger torr luft på vintern och fuktig på sommaren.
Krympning är ibland besvärande, men vissa pilotstudier i laboratorium tyder på att inblandning av glasfibrer i den stålfiberarmerade sprutbetongen kan förhindra att sprickor utvecklas. Detta behöver prövas i stor skala med riktiga sprutriggar.
Projektet avser att ingående undersöka följande egenskaper hos sprutbetong som funktion av ålder, lufttemperatur, underlagets temperatur, luftfuktighet, fibertillsats samt ventilation med syftet att klarlägga väsentliga skillnader mellan sprutbetong och konventionell betong:
1. Tryckhållfasthet
2. Vidhäftningshållfasthet
3. Böjdraghållfasthet
4. Elasticitetsmodul
5. Krympning
6. Krypning
I första hand bör en noggrann litteraturstudie genomföras för att sammanfatta vad som har utförts tidigare inom de aktuella områdena. Därefter bör välinstrumenterade laboratorie- och fältförsök genomföras för att kartlägga ovan nämnda materialparametrars beroende av omgivningens och tidens inverkan. Vissa helt nya provningsmetoder kommer att behöva utvecklas.
Projekten föreslås genomföras med en doktorand under handledning av specialister på betong med vana att arbeta med sprutbetong. En lämplig forskarmiljö finns på KTH, avdelningen för Betongbyggnad. Den av Vägverket finansierade adjungerade professorn Björn Lagerblad kommer att ha en viktig roll i projektet.
SveBeFos programråd rekommenderade vid sammanträde 2007-10-04 en vidareutveckling av den preliminära projektskissen.
Sammanfattningsvis kan man säga att detaljerad kunskap om sprutbetongens materialegenskaper ger möjligheter att väsentligt bättre förstå sprutbetongens samverkan med berg i undermarksanläggningar.
En teknologie doktor inom området kommer att vara en behövd expert inom framtida bergbyggande.Abstract: Study of Shot concrete - characteristics