SE1400498A1 - Betongblandning och tillämpningar av betongblandningen - Google Patents

Abstract

Nya betongblandningar åstadkoms, innefattande pozzolanhaltiga cementer i kombination med mineralbaserade armeringar.Därutöver beskrivs flera tillämpningar för de nya betongblandningarna.

Description

BETONGBLANDNING OCH TILLÄMPNINGAR AV BETONGBLANDNINGEN Konventionellt används betong för olika typer av konstruktioner. En viss betongblandning består åtminstone av cement, ballastmaterial och armering.

Som cement kan exempelvis portlandcement användas. Det är även känt, exempelvis frånUS 2014/0275349 A1, att använda en cementblandning bestående till viss del av pozzolan-material, såsom flygaska, vilket kan åstadkomma en cement med goda egenskaper i ter-mer av bland annat nötningsmotstånd samt motstånd mot frysning samt angrepp från sy- ror och klorid.

Som armering kan användas stänger av järn eller stål. Det är även känt att använda fiber-formiga armeringsmaterial. Ett exempel är att använda mineraliska armeringsmaterial, såsom basalt.

För att erhålla önskade egenskaper, såsom tryckhållfasthet, flytbarhet, samt resistens motkyla och värme hos betongen, kan cementens och ballastens sammansättning och egen-skaper varieras. Dessutom kan olika additiv tillsättas till betongblandningen. Sådana addi-tiv kan exempelvis öka flytbarheten hos betongen, eller göra betongen självkompakter-ande ("SKB"), vilket medför att mindre vibrering krävs för att betongen helt ska fylla ut enanvänd gjutform. Exempel på additiv innefattar hydratiserad kalk, kalksten, krita, talk, slagg eller lera, och olika i sig konventionella syntetiska additiv.

Eftersom olika cementtyper uppvisar olika egenskaper under olika betingelser, där egen-skaperna dessutom kan variera exempelvis med tryck, temperatur och töjning, vidare ef-tersom olika typer av armering medför olika typer av modifierade egenskaper hos be-tongen, samt eftersom dessutom olika additiv medför ytterligare förändringar av betong-ens egenskaper, finns ett mycket stort antal olika möjliga betongblandningar, vilka var och en uppvisar förhållandevis olika egenskaper över ett flertal olika varierbara parametrar, 141022 140064813 ver 4,docX. 2014-[0-22 såsom tryckhållfasthet, motstånd mot olika typer av yttre påverkan, töjbarhet, sprickbenä-genhet, åldringsbeständighet, miljöbelastning, energibehov vid tillverkning, återvinnings- barhet, och så vidare.

Det är speciellt ett problem att tillverkning och återvinning av konstruktionsdetaljer av be-tong belastar miljön i stor utsträckning, i synnerhet genom utsläpp av koldioxid men ävenav mer direkt miljöskadliga ämnen. I många fall är det önskvärt att åstadkomma konstrukt- ionsdetaljer med ökad hållfasthet, förbättrad korrosionsbeständighet, och så vidare.

Följaktligen får olika konstruktionsdetaljer som tillverkas av olika betongblandningar också väsentligen olika egenskaper.

Uppfinningen erbjuder, i en första aspekt, en speciellt fördelaktig betongblandning för an-vändning i krävande tillämpningar och till låg totalkostnad och ringa miljöbelastning.Betongblandningen innefattar cement, pozzolanmaterial, ballast, vatten och additiver samt basaltfibrer för armering.

Enligt en utföringsform innefattar betongblandningen pozzolanmaterial i en mängd som uppgår till minst 50% torrvikt, företrädesvis mellan 75% upp till 82%.

Enligt en annan utföringsform uppgår mängden basaltfiber till mellan 0,1% till 4% torrvikt.Företrädesvis är basaltfibrerna behandlade med polymer. Ytterligare fördelar uppnås ombasaltfibrerna är samlade i knippen. Bäst vidhäftning mot betongen har basaltfiberknippena om en basaltfiber är omlindad kring knippet som en skruvspiral.

Basaltfiberknippena är mellan 5 och 60 mm långa, företrädesvis mellan 15 och 50 mm långa,och allra helst mellan 20 och 46 mm långa. Omkretsen på basaltfiberknippena är mellan 0,5och 1,0 mm, företrädesvis mellan 0,6 och 0,8 mm. Företrädesvis har polymeren en smält- punkt över 400 grader Celsius, företrädesvis över 475 grader Celsius. 141022 14006455 ver 4.docx, 2014-10-22 Enligt en andra aspekt åstadkoms ett sandwichelement, såsom ett väggelement för använd-ning i ett hus, som erbjuder en väsentligt minskad totalkostnad för tillverkning och monte-ring, samt betydligt lägre miljöbelastning. Sandwichelementet innefattar ett ytterelement,ett isoleringsskikt och ett innerelement, varvid ytterelementet och innerelementet åstad-koms av den uppfinningsenliga betongblandningen. Enligt en utföringsform åstadkoms ettytterelement som har en tjocklek mellan 35 och 50 mm, företrädesvis mellan 40 och 45 mm.Enligt en ytterligare utföringsform åstadkoms ett innerelement som har en tjocklek mellan70 och 95 mm, företrädesvis mellan 80 och 85 mm. I en föredragen utföringsform åstad-koms ett innerelement för temporära byggnader, såsom till exempel nödbostäder, där in-nerelementet snarare är mellan 30 och 50 mm. Sådana tunna innerväggar blir tillräckligtbäriga för den typen av ändamål när de nya betongblandningarna enligt uppfinningen an- vänds.

Enligt en tredje aspekt åstadkoms en väsentligen vattentät konstruktionsdetalj, för använd-ning som exempelvis en byggnadssockel eller så kallad "sea-wall", som också är förknippadmed väsentligt lägre totalkostnad och miljöbelastning där en uppfinningsenlig betongbland- ning används.

Enligt en fjärde aspekt åstadkoms en konstruktionsdetalj för installation i kontakt med ellerflytande på vatten, som medför lägre totalkostnad och miljöbelastning, samt även längre livstid där en uppfinningsenlig betongblandning används.

Enligt en femte aspekt åstadkoms en pelare för användning i installationer av exempelviselsystem, som erbjuder högre flexibilitet för olika konkreta tillämpningar till lägre kostnadoch lägre miljöbelastning, och som även kan uppvisa högre bärighet, där en uppfinningsen- lig betongblandning används.

Enligt en sjätte aspekt åstadkoms en laddplatta för induktiv laddning av ett batteri, såsom iett fordon, i utsatta miljöer, med bättre tålighet än konventionella lösningar där en uppfin-ningsenlig betongblandning används. Spolen och elektroniken kan bäddas in i betongbland- ningen. 141022 140064SE ver 4.docx. 2014-10-22 Enligt en sjunde aspekt åstadkoms en ytbeläggning för trafik, såsom vägar och i synnerhetpå broar eller viadukter, som erbjuder bättre livscykelekonomi, samt ett förfarande för attunderhålla en sådan ytbeläggning. Förfarandet innebär att den översta delen av ytbelägg-ningen skrapas bort med hjälp av en skrapa som är anpassad för att skrapa mineraliskamaterial men företrädesvis inte för att skrapa metallmaterial såsom järn eller stål, varefterett nytt ytmaterial, bestående av en basaltfiberarmerad, pozzolanhaltig betongblandning enligt uppfinningen påläggs för att ersätta det bortskrapade översta lagret.

Enligt en åttonde aspekt av uppfinning används betongblandningen för att åstadkommasandwichelement, socklar, sea-walls, installationer i eller i delvis i kontakt med vatten, pe-lare, laddplattor för induktiv laddning av fordon betongslitytor för trafik, såsom vägbanor och broar.

Kombinationsmöjligheterna är inte uppenbara utan kräver ingående kunskaper om de olika materialens egenskaper och konstruktion/sammansättning.

Med den flygaskebaserade betongen som t ex VHSC i Huston Texas, enligt US2014/0275349 A1, tillverkar, tillförs några av dessa egenskaper i cementen varför vissa ty-per av additiv kan uteslutas samtidigt som cement i sig själv gör att en betydlig reduceringav cementmängden kan göras, ca 50 % mindre, för att uppnå samma betongkvalitet som tidigare.

Genom att addera till den ovan nämnda cementen basaltfiberarmering som de som exem-pelvis marknadsförs under varumärkena Minibars” och Basbarsm, ges ett flertal recept-kombinationsmöjligheter vilka påverkar pris, miljö, vikt, livslängd, motståndskraft mot klo-rider, etc. Receptkombinationsmöjligheterna är inte uppenbara utan kräver mycket godförståelse för materialens egenskaper. Minibarsm' fungerar på ett annorlunda sätt än vadstålfiber och plastfiber gör. Stål och plastfiber verkar inte förrän betongen har börjatspricka (krymp- och mikrosprickor) emedan Minibarsf" motverkar dessa sprickor genom sin höga vidhäftning i betongen. Härigenom uppnås en nästan helt sprickfri betong vilken l41022 l40064SE ver 4.docx, 2014-lO-22 kan sägas bli tätare och därmed mindre benägen att släppa igenom kloridjonerna. Några olika receptkombinationsmöjligheter är: 1. Halverad cementmängd med basaltfiberarmering medger tunnare tjock-lekar på betongprodukterna genom att täckskikt för stålarmeringen redu-ceras eller helt tas bort. Effekterna av detta är att den färdiga produktensläpper ut mindre växthusgaser, upp till 80 % reduktion beroende på pro-dukt. Utöver detta reduceras materialkostnaden med upp till 35 %, mot-ståndet gentemot kloridinträngning ökar beroende på att cementen inteär kloridkänslig samt att armeringen inte korroderar. 2. Samma mängd cement som tidigare, ger en högre tryckhållfasthet medca 50 % innebärande att mängden basaltfiberarmering kan reducerasmed upp till 40 % för att bibehålla samma hållfasthetsegenskaper somtidigare samt övriga egenskaper enligt 1. 3. Cementen tillsammans med basaltfiberarmering ger ökat kloridmotståndoch därmed ökad livslängd för produkten även i kombination med stålar-mering. Detta beroende dels på den pozzolanhaltiga cementens mot-ståndskraft gentemot kloridjoner, dels på Minibarsf" egenskaper. I övrigt tillförs egenskaper och konsekvenseri enlighet med punkten 1.

En ytterligare komplicerande faktor med Portlandcementen i betongen är att efter pro-duktens livstid skall den destrueras. Med dagens miljöbestämmelser skall betong med stå-larmering separeras så att stålet frigörs och läggs i en särskild deponi och betongen i enannan. Betongen fortsätter sitt sönderfall även liggande i deponin där vissa miljöfarligaämnen läcker ut i naturen. Se IVL ”Jämförelse av miljöpåverkan från ledningsstolpar avolika material - en livscykelanalys. Martin Erlandsson 82004 oktober 2011”. Med en kom-bination av den pozzolanhaltiga cementen och basaltfiberarmering minimeras och/eller upphör helt detta läckage.

Ytterligare en fördel med de nya betongblandningarna, där nämnda cement förekommer i l4l022 l40064SE ver 4.docx. 2014-10-22 kombination med basaltfiberarmering, är att energiförbrukningen kan reduceras och an-passas vid tillverkning av olika betongprodukter. Med mindre betong med en cement somkräver mindre energi att framställa och tunnare och starkare produkter sparas energi iflera led. Den totala energiförbrukningen kan reduceras med upp till 60% beroende på produkt.

Generellt kan nämnas att Portlandcementen i allmänhet har en låg kloridresistens, varförolika metoder har utvecklats för att höja denna. Dessa tillför kostnader, påverkar ofta mil- jön negativt och innebär högre produktionskostnader och högre energiförbrukning.

Figurbeskrivning Figur 1 illustrerar ett första exemplifierande väggelement enligt uppfinningen.Figurerna 2a-2c illustrerar ett andra exemplifierande väggelement enligt uppfinningen.

Figur 3 illustrerar en laddplatta enligt uppfinningen. âgecifika områden och produkter 1. Sandwichelement Ett sandwichelement med Portlandcement produceras idag normalt med följande dimens-ioner, ytterelement med en tjocklek om 70 - 80 mm, en isolering med ca 200 mm tjocklek(kan variera beroende på u-värde, typ av byggnad, etc) samt ett innerelement med entjocklek mellan 120 - 200 mm. Tjockleken beror i huvudsak på att stålarmeringen behövertäckskickt för att fördröja korrosionen av stålarmeringen. Ytterelementet väger ca 165 -190 kg/kvm, isoleringen är inte alternativskiljande, innerelementet väger ca 285 - 470kg/kvm med en specifik vikt på betongen om 2 350 kg/kbm. I Sverige använder vi ca 450kg Portlandcement till denna typ av betong. Med den pozzolanhaltiga cementen kanmängden reduceras till ca 225 kg. Med endast denna åtgärd reducerar vi vikten med ca 9,5% och reducerar kostnaden för cementen från ca 420 kronor till 94,50 kronor. Den ge- 141022 l40064SE ver 4.docx, 2014-10-22 nomsnittliga växthusgasreduktionen för cementen ingående i betongen är ca 77%. Nor-malpris för denna betong är ca 900 kronor/kbm vilket innebär ett pris om ca 207 kro-nor/kvm exklusive armering. Stålarmering ca 64 kronor/kvm totalt 271 kronor/kvm. Medanvändningen av cementen i detta fall ökar vi tiden för kloridinträgningen med 4% och därmed en måttlig ökning av livslängden.

Kombinerar vi cementen med t ex fiberarmering i basalt t ex Minibars” kan tjockleken påytterelementet reduceras till 40 mm, motsvarande tjocklek på isoleringen enligt ovansamt ett innerelement med en tjocklek på 80 mm. Tjockleken kan reduceras beroende påatt fiberarmeringen är korrosionsfri varför inga täckskikt behövs. Reduktionen i innerele-mentet kan strukturellt göras tunnare men p g a ljudutbredningen har denna tjocklekvalts. Ytterelementet väger ca 85 kg/kvm och innerelementet väger ca 170 kg med en spe-cifik vikt om 2 125 kg/kbm (reducerat den specifika vikten med reduktionen av cementen).Summa reduktion av vikt med ca 46 %. Med priset för den pozzolanhaltiga cementen kos-tar en kbm betong ca 575 kronor. En kvadratmeter kostar i detta fall 69 kronor/kvm exklu-sive armering. Basaltfiberarmering ca 100 kronor/kvm totalt 169 kronor/kvm. En bespa-ring om ca 38% per/kvm. Genom att elementen är lättare och tunnare kan fler element taspå en lastenhet där tidigare vikten var den begränsande faktorn. Tre element i stället förtvå innebär en besparing på transporten med 33 %. Med en lägre vikt kan mindre kranaranvändas på byggarbetsplatsen, mindre fundament, större boyta genom tunnare element,kortare etableringstider, etc. lnräknat alla faktorer reducerar vi växthusgasutsläppen medca 70 - 80 %. Med denna konstruktion reduceras kloridinträngningens påverkan till attendast beröra själva betongen varför livslängden ökar markant, ingen påverkan på arme- ringen. 2. SocklarVi har två typer av socklar varav en med sandwich konstruktion liknande sandwichelementsamt en enklare variant med en betongsida plus isolering. Resonemanget är likartat medsandwichelementet och besparings- och variationspotentialen likartad. Konstruktionen kan även användas som avskiljare och stöd mellan vatten och mark, sk sea-walls. 141022 140064SE ver 4.docx. 2014-10-22 Sea-walls är ofta utsatta för vatten med höga halter av klorider varför både en kloridresi-stent cement och korrosionsfri armering är nödvändig för att uppnå lång livstid. I detta fallkan samtliga variabler enligt ovan användas för att uppnå den optimala konstruktionenvad avser kostnader, miljöpåverkan, vikt och livslängd. Dessutom kan, vid mycket höga på- frestningar hybridlösningar åstadkommas utan att viktförhållandena påverkas nämnvärt.

Med samma mängd av den pozzolanhaltiga cementen som med Portlandcement ökastryckhållfastheten med 50 % med mindre koldioxidutsläpp, ca 70 %. Härigenom ökas klo-ridbeständigheten samtidigt som behovet av fiberarmering reduceras med bibehållen håll-fasthet samt minskar eventuella krymp- och mikrosprickor vilket ytterligare förstärker klo-ridbeständigheten och livstiden för produkten. Med en tunnare konstruktion upp till ca50% kan även en s k hybridlösning genomföras där kombinationen av den pozzolanhaltigacementen och Minibars” ger nödvändigt skydd mot korrosion för en eventuell stålarme- ring.

Kostnaderna för en konstruktion enligt ovan reduceras med ca 25% jämfört med motsva-rande konstruktion med Portlandcement genom att mindre betong behövs samt mindrekostnader för ingående armering. Skulle man öka cementinnehållet av den pozzolanhal-tiga cementen med 50%, ökas tryckhållfastheten ytterligare samtidigt som ballastens sikt-kurva förändras uppnår man likheter med en högpresterande betong. En sådan betong ikombination med cementens kloridtålighet och basaltfiberarmeringens egenskaper görden i princip vattentät och därmed mkt lämplig för kloridrika miljöer som t ex i hav och vissa öknar. 3. Flytande och nära vattenrelaterade betongkonstruktioner Flytande och nära vattenrelaterade betongkonstruktioner definieras som konstruktioner ibetong som är avsedda att helt eller delvis befinna sig i vatten och/eller vatten och påland. Exempel på sådana konstruktioner är flytande pontoner fritt flytande och/eller med landförbindelse, oljeplattformar, pråmar helt eller delvis i betong, flytande kassuner fört 141022 I40064SE ver 4.docx. 2014-10-22 ex fyrar, bojar, etc. Dessa kan bära och/eller ha andra konstruktioner kopplade till sig, eneller flera. Andra typer av konstruktioner som ligger helt eller delvis i vatten och på landsom kommer i kontakt med båda medierna. Exempel på sådana konstruktioner är kajer, broar med pelare och landfästen, pirar, lastområden i anslutning till hamnar, pålar, etc.

Idag är man tvungen att använda sig av olika tjocklekar på täckskikten och/eller välja rost-fri och syrafast stålarmering, och/eller epoxi laminerat svartstålsarmering för att uppnåtillräcklig lång livstid på konstruktioner i ovan beskrivna områden. Dessa faktorer varierasberoende på kloridhalten i området där produkten är avsedd för. Detta har medfört attkonstruktionerna ofta är onödigt stora och tunga samtidigt som konstruktionen då inne- bär en hög miljöbelastning vid tillverkning och transport.

Med en kombination av den pozzolanhaltiga cementen och basaltfiberarmering inklusivehybridlösningar kan ovanstående nackdelar reduceras med olika kombinationer av denpozzolanhaltiga cementen och olika armeringslösningar samt tjockleken och tryckhållfast-heten på betongen. Genom sin kloridtålighet och förmåga till ökad tryckhållfasthet kanmängden betong reduceras med ca 10 -40 % beroende på konstruktion och behov avböj/draghållfasthet. Kombineras betongen med Minibarsm' ökas betongens täthet genomatt mikro- och krympsprickor (uppstår när betongen brinner) reduceras avsevärt samtidigtsom behoven av minimiarmering tas bort. Minimiarmeringen är till för att reducerakrympsprickor i täckskikten avsedda för att skydda den strukturella svartstålsarmeringen ikonstruktionen. Med andra ord kloridtåligheten i kombination med Minibars” och högretryckhållfasthet ger en tätare betong vilken skyddar den strukturella armeringen underlängre tid. Mindre betong innebär mindre transporter, lägre växthusgasutsläpp, lägre kost-nader, lägre underhållskostnader, etc. Kombinationsmöjligheterna är goda inom ramenför dessa betongkonstruktioner genom att betongen och dess tjocklek kan anpassas efterrådande kloridförhållanden, kraven på livslängd, kraven på lastförmåga, kraven på miljöoch vilka nivåer för växthusgasutsläppen som eftersträvas. Detta åstadkoms genom att an-vända rätt mängd av den pozzolanhaltiga cementen i kombination med tjocklek, krav på hållfasthet och armering, etc. Dimensioneringen blir kostnadseffektiv och miljövänligare 141022 l40064SE ver 4.docx, 2014-10-22 lO än vad som tidigare varit möjligt. Reducering av växthusgasutsläppen upp till ca 50%, kost-nadsreducering med upp till mellan 35 -40%, livslängdsökning med upp till 50%, LLC redu-cering med upp till 30%, m m. 4. SmartPo|e@, pelare och jordpålar SmartPole® är en konstruktion för i första hand elkraftöverföring med stora utvecklings-möjligheter inom ramen för Smart Grid konceptet. Konstruktionen bygger på en kombi-nation av förspända basaltfibrer med Minibarsm för sprickkontroll i en högpresterande be-tong. Med den pozzolanhaltiga cementen kan SmartPole® design och hållfasthet och ar-meringsinnehåll varieras beroende på var i en kraftledning SmartPole® skall placeras. Utö-ver detta förbättras kloridresistensen vilket innebär en ytterligare livstidsförlängning i klo- ridutsatta områden som t ex nära hav, i öknar och andra kloridhöga områden.

Med den pozzolanhaltiga cementen skapas ytterligare en variabel i designen av Smart-Pole® vilken inte tidigare funnits och på så sätt kan kostnadseffektanalysen förbättras förrespektive geografiska område och därmed även kostnaderna för denna. Med olika ce-mentmängder och med varierande mängd armering kan hållfastheten anpassas för olikakrafter och klimat. En sådan anpassning har inte tidigare varit ekonomiskt och miljömäss-igt möjlig eftersom ökad mängd cement negativt påverkat miljön. Ännu tunnare skikt kanåstadkommas med bibehållen hållfasthet varvid både material och kostnader sparas. Ener- giåtgången vid produktion och transport reduceras ytterligare.

Eftersom kloridtåligheten ökas i kombination med basaltfiberarmering kan mycket tunnakonstruktioner åstadkommas även med stålarmering varför andra användningsområdenmöjliggörs exempelvis pelare, jordpålar för pålning i mark med dålig bärighet t ex gamlasjöbottnar, etc. Härigenom åstadkoms en konstruktion som får flera användningsområdeni en och samma form och tillverkningslina varför produktionskostnaderna reduceras avse- värt samtidigt som de andra egenskaperna hålls intakt. l4l022 l40064SE ver 4.docx, 2014-10-22 ll Pelare och jordpålar bygger på samma princip att de skall kunna bära vertikala laster.Höga vertikala laster kräver ofta stålarmering varför cementens egenskaper tillsammansmed basaltfibern gör det möjligt att med tunna täckskikt klara korrosionskraven i kombi- nation med basaltfiber.

Kombinationen ger en mkt låg energiförbrukning vid tillverkningen av produkterna genom att materialåtgången, betong och armering är låg och materialens sammansättning vid produktionstillfället har en lågt energibehov.

. Laddplattor för induktiv laddning av fordon Idag använder många material som plast, glas etc för att skydda de känsliga delarna, elekt-ronik och spolen som överför energin mellan ladd plattan och mottagaren i fordonet i såkallade induktiva ladd plattor. Vi kan jämföra processen med hur laddningen av våra elekt-riska tandborstar sker. Materialen som används idag är inte anpassade för den miljö somfinns i många länder med vinter, kyla och snö samt vid extrem värme. Andra mer robustamaterial krävs. Ett material som klarar dessa förhållanden är betong. Svårigheten ligger iatt med traditionell stålarmering, både standard och stålfiber, bryts det elektromagnetiskafältet och/eller låses in i en så kallad Farradays bur. Lösningen liggeri att använda en ar-mering som inte påverkar det elektromagnetiska fältet som t ex basaltfiberarmering. Tes-ter gjorda vid KTH har visat att en sådan armering tillsammans med betong ger mycket låga förluster ungefär i storleksordningen 1 - 2%.

I samband med snö och kyla plogas och saltas vägarna och andra platser lämpade för in-duktiv laddning varför ett mycket tåligt material krävs som t ex i detta fall betong. Be-tongen behöver vara av en god kvalitet d v s ha en hög tryckhållfasthet och samtidigt varakloridtålig. Genom att kombinera den pozzolanhaltiga cementen och basaltfiberarmeringoch/eller annan fiberarmering utan elektromagnetisk påverkan uppnås en mycket högmotståndskraft mot både kloridangreppen och den mekaniska påverkan vid snöröjning.

Eftersom syftet med elfordon är att minska växthusgasutsläppen så torde lösningar med 141022 l40064SE ver 4.docx. 2014-10-22 12 Portlandcement i höga doser för att uppnå hög tryckhållfasthet vara kontraproduktivt ef-tersom den bevisligen har höga växthusgasutsläpp. Med betongblandningar innefattandeden pozzolanhaltiga cementen i kombination med t ex basaltfiberarmering, Minibars"",uppnås en konstruktion som motstår den mekaniska påverkan samtidigt som kloridtålig-heten är hög. Genom detta skyddas de elektroniska komponenterna samt utrustningenvilken genererar det elektromagnetiska fältet vilket förlänger livslängden och därmedminskar underhålls- och ersättningsbehoven över tiden. Användandet av materialkombi-nationen ger låg energiförbrukning, lägre kostnader, lång livslängd, etc vilket innebär attkonceptet passar väl in det övergripande syftet med övergången från förbränningsmoto- rer till eldrivna fordon. 6. lnfrastruktur, betongslityta på vägar och broar/viadukter Idag används både asfalt och betong som slityta på vägar och broar/viadukter. Analyseröver ett 40 års perspektiv har visat att investerings- och underhållskostnaderna är lägreför asfalt än betong under de första 8 åren. Under de efterkommande 32 åren är betong-slitytan mycket billigare, lägre LLC. Problemet är att i länder med kyla och snö används klo-rider för halkbekämpning vilket påverkar betongen tillverkad med Portlandcement nega-tivt dels genom den lägre kloridresistensen och en lägre tryckhållfasthet. Att åstadkommahögre tryckhållfasthet är dels dyrare och dels högre växthusgasutsläpp genom att enstörre mängd cement måste tillföras betongen. Vid broar/viadukter armeras ofta slitytanför att undvika krymp- och mikrosprickor med medföljande täckskikt för att undvika attkloriderna tränger ner dels ner till nät armeringen och dels till strukturella armeringen. I detta sammanhang bör också problematiken med minimiarmeringen nämnas.

Med den pozzolanhaltiga cementen tillsammans med basaltfiberarmering generellt och isynnerhet Minibars” ges konstruktörerna nya möjligheter att använda olika kombinat-ioner av materialen utan att därför öka kostnaderna och miljöpåverkan. Genom att an-vända sig av samma mängd av den pozzolanhaltiga cementen som med Portlandcementenuppnås en högre tryckhållfasthet vilket ger en tätare betong och därmed högre förmåga att förhindra kloridinträngning. Samtidigt är den pozzolanhaltiga cementens kloridtålighet 141022 l40064SE ver 4.docx, 20l4-l0-22 13 högre samt ger lägre växthusgas utsläpp vid samma mängd Portlandcement. Högre tryck-hållfasthet ger möjligheter till att minska mängden betong och därmed vikterna vilket på-verkar hela konstruktionen och därmed även de krav som ställs på markförhållandena, bä-righeten att kunna bära hela konstruktionens vikt. Ger större valmöjligheter var konstrukt-ionen kan placeras. Tillförs basaltfiberarmeringen, Minibarsm' betongen ökas betongenstäthet ytterligare varför kloridinträngningen begränsas ytterligare. Sammantaget kanbetongslitytan tjocklek reduceras när stålarmeringen byts ut mot basaltfiberarmeringen.Ytterligare en nackdel med stålfiberarmering är att slitytan med stora svårigheter kan sli-pas eftersom kombinationen mellan stål och betong kräver specialslipverktyg som ärmycket dyra varför denna kombination av kostnadsskäl inte är möjlig. Däremot är kombi-nationen med basaltfiber möjlig att slipa, eftersom både betong och basalt är sten. Antaletmöjliga kombinationer vid val av material och konstruktion ökar med den pozzolanhaltiga cementen i kombination med basaltfiberarmering.

Sammantaget reducerar kombinationen kostnader både vad avser investering och LLC, re- ducerar mängden växthusgasutsläpp, arbetstid, transporter, och ger en längre livslängd.

Med Portlandcement kan man utan större mängder av tillsatsämnen som t ex silikatuppnå tryckhållfasthet upp till ca 80 MPa. Vid högre tryckhållfasthet behöver man tillsättasilikat och andra additiv. Med den nya cementen kan man åstadkomma tryckhållfasthetupp till ca 120 MPa vid samma cementmängd som för Portland cementen. Därefter kanman öka tryckhållfastheten med hjälp av olika additiv på samma sätt som för Portland ce-menten. Genom att man kan uppnå högre tryckhållfasthet med den pozzolanhaltiga ce-menten kan betong med bättre egenskaper erhållas med mindre mängd additiv. Detta in- nebär en mindre miljöbelastning än tidigare i dessa konstruktioner. 141022 l40064SE ver 4.docx, 2014-10-22

Claims (1)

1. 10. Betongblandning innefattande cement, pozzolanmaterial, ballast, vatten och even-tuella additiver, samt innefattar basaltfibrer för armering, kännetecknad av attmängden pozzolanmaterial uppgår till mellan 75% upp till 82% torrvikt.Betongblandning enligt krav 1, i vilken mängden basaltfiber uppgår till mellan 0,1%till 4% torrvikt. Betongblandning enligt krav 1 eller 2, i vilken basaltfibrerna är behandlade med po-lymer. Betongblandning enligt krav 1, 2 eller 3, i vilken basaltfibrerna är samlade i knippen.Betongblandning enligt krav 4, i vilken basaltfiberknippena har en basaltfiber omlin-dad sig som en skruvspiral. Betongblandning enligt krav 4 eller 5, i vilken basaltfiberknippena är mellan 5 och 60mm långa, företrädesvis mellan 15 och 50 mm långa, och allra helst mellan 20 och46 mm långa. Betongblandning enligt något av kraven 4-6, i vilken omkretsen på basaltfiberknip-pena är mellan 0,5 och 1,0 mm, företrädesvis mellan 0,6 och 0,8 mm.Betongblandning enligt krav 3, i vilken polymeren har en smältpunkt över 400 graderCelsius, företrädesvis över 475 grader Celsius. Betongbla nd ning enligt något av de föregående kraven, kännetecknat av att betong-blandningen används för att åstadkomma sandwichelement, socklar, sea-walls, in-stallationeri elleri delvis i kontakt med vatten, pelare, laddplattor för induktiv ladd-ning av fordon betongslitytor för trafik, såsom vägbanor och broar. Förfarande för att dimensionera en viss konstruktionsdetalj i betong för att åstad-komma viss hållfasthet, kännetecknat av att dimensioneringen utgår från en viss be-fintlig konstruktionsdetalj, vilken befintliga konstruktionsdetalj är tillverkad av enkonventionell betongblandning och innefattar ett skyddsskikt i oarmerad betong, avatt den vissa konstruktionsdetaljen utformas i en betongblandning enligt något avföregående krav, av att den vissa konstruktionsdetaljen dimensioneras med en profilsom är smalare än den befintliga konstruktionsdetaljen, och av att den vissa kon- struktionsdetaljen saknar särskilt oarmerat skyddsskikt. 11. 12. 13. 14.15. 16.17. 18. Sandwichelement innefattande ett ytterelement, ett isoleringsskikt och ett innere-lement, kännetecknat av att en betongblandning enligt något av de föregående pa-tentkraven används i ytterelementet och innerelementet. Sandwichelement enligt krav 11, i vilket ytterelementet har en tjocklek mellan 35och 50 mm, företrädesvis mellan 40 och 45 mm. Sandwichelement enligt krav 11, i vilket innerelementet har en tjocklek mellan 70och 95 mm, företrädesvis mellan 80 och 85 mm. Sea-wall innefattande en betongblandning enligt något av kraven 1-9. Installation i eller i delvis i kontakt med vatten innefattande en betongblandning en-ligt något av kraven 1-9. Pelare innefattande en betongblandning enligt något av kraven 1-9. Laddplattor för induktiv laddning av fordon, kännetecknad av den innefattar en be-tongblandning enligt något av kraven 1-9 med en spole och elektronik inbäddad ibetongen. Betongslityta för trafik, såsom vägar och broar, kännetecknad av att betongslitytan innefattar en betongblandning enligt något av kraven 1-9.