Figur 1: 3D-utskrivna betongformar och form i hårdpapp före gjutning med SKB. Längst ned till vänster skymtar rätblocket ur vilket provkroppar för beständighetsprovning borrades.
Artikelförfattare: Johan Silfwerbrand, KTH
Självkompakterande betong (SKB) och 3D-utskriven betong är två spännande tekniker med stor potential att öka produktiviteten inom byggsektorn. Resultatet från ett KTH-projekt visar att samverkanspelare bestående av en kvarsittande 3D-utskriven betongform med en igjuten SKB-kärna utvecklar lika hög bärförmåga som motsvarande homogena betongpelare. I försöken ingick även provning av frostbeständighet, kloridmigration och karbonatisering med litet blandade resultat.
I år är det precis 200 år sedan engelsmannen Joseph Aspdin tog patent på portlandcement. På båda sidor av Engelska kanalen började man armera betongen på 1850-talet, första patentet på spännbetong kom 30 år senare. I vårt land var Ivar Krueger en betongens pionjär. Han hämtade hem armeringsteknik från USA och använde den i konstruktionen av NK på Hamngatan I Stockholm. Han var också en av grundarna av Svenska Betongföreningen 1912. På 1930-talet började man vibrera betong och ett par årtionden senare rationaliserade man betongbyggandet ytterligare genom pumpning. Men vad har hänt sedan dess? Elaka tungor gör gällande att ingenting har hänt på de senaste 50 åren och jämför med den mycket snabba utvecklingen inom IT. Jag tycker att jämförelsen är dubbelt orättvis. Halvledare och andra elektroniska komponenter kan göras hur små som helst men så länge vi inte utvecklar en mindre människoras behöver allt som byggs relatera till mänskliga mått. Och tänk så många nya betongtyper som utvecklats under det senaste halvseklet; fiberbetong, högpresterande betong, självtorkande betong, självkompakterande betong, grön betong och nu senast 3D-utskriven betong. Ingen av dessa betongtyper kan lösa alla produktivitets- och hållbarhetsproblem men genom kombinationer kan man nå ganska långt.
I en försöksserie på KTH har vi kombinerat 3D-utskriven betong med självkompakterande betong (SKB). SKB utvecklades på tidigt 1990-tal i Japan och kom snabbt till Sverige. Trots flera fördelar som effektivare gjutning (färre betongarbetare) och bättre arbetsmiljö (inga vita fingrar av vibrering och mindre buller) har tekniken bara nått cirka 15 procent av marknaden inom platsgjuten betong. Inom förtillverkad betong används SKB till de flesta elelement som inte kräver jordfuktig konsistens (till exempel håldäck och marksten). Orsaken till detta är att SKB är känsligare för störningar och litet dyrare än klassisk betong. 3D-utskriven betong (eller 3D-printed concrete, 3DPC, som anglosaxarna skriver) har också sina rötter i 1990-talet men det var först på 2010-talet som utvecklingen tog verklig fart. Denna teknik har potential att rationalisera byggprocessen genom automatisk betongproduktion 24 timmar per dygn. Andra fördelar är nya möjligheter till spännande arkitektoniska former, optimering av betongelement där tjockleken följer kraftflödet, bättre arbetsmiljö och mindre spill. Nackdelarna man brottas med är inläggningen av armeringen, det höga cementinnehållet i betongreceptet (som beror på skrivarens munstycke där flertalet sätter begränsningar i max stenstorlek till 2 eller 4 mm) och fogarna mellan lagren som kan utgöra en svaghetszon och som ger en randig struktur som inte alla uppskattar. Men det sker en snabb utveckling för att lösa dessa problem vilket nyligen visades vid den internationella konferensen Digital Concrete 2024 i München med 400 deltagare från 38 länder.
