Pionjärinsatser i betongens barndom - Konstruktionsbetongens historia 1890-1950

Kategori: Material

Samuel A Berg berättar här om konstruktionsbetongens fantastiska utveckling - från otympliga grundkonstruktioner via det monolitiska byggnadsverket till smäckert svävande broar och torn. Kunskapen kom söderifrån via Danmark med tyngdpunkten i Österrike, T

Samuel A Berg berättar här om konstruktionsbetongens fantastiska utveckling - från otympliga grundkonstruktioner via det monolitiska byggnadsverket till smäckert svävande broar och torn. Kunskapen kom söderifrån via Danmark med tyngdpunkten i Österrike, Tyskland och Frankrike. Exemplen är i de flesta fall hämtade från hans kommande avhandling, History of reinforced concrete.

Ordet betong, från franskans beton, har sitt ursprung i det latinska bitumen (jordbeck). Enligt språkforskaren G Bergman är ordet beton, som användes en bit in på 1900-talet, belagt i svenska språket sedan 1665. Med betong avses ett kompositmaterial bestående av cement, sand, sten-grus och vatten. Förutsättningen var ett starkt lim, som kunde hålla ihop ballasten i kompositen. En formidabel jakt efter ett starkt bindemedel inleddes under 1800-talets första hälft, då Europas alla kanalbyggen krävde ett vattenfast lim.

Den hydrauliska kalken, vars råmaterial återfanns i naturliga märglar (finkornig kalkhaltig jordart), tillverkades genom bränning och släckning. Genom fransmannens Vicats och tysken Fuchs ihärdiga kemiska försök på 1810-talet föddes så kunskapen om de ingående materialens egenskaper och de mängdandelar som krävdes för att nå hydrauliska egenskaper. På så sätt kunde de ingående beståndsdelarna utvinnas var för sig, man var inte längre beroende av att hitta naturligt sammansatta kompositer.
Dessa naturmaterials egenskaper hade sedan årtusenden varit kända hos fenicierna och romarna, som även förstod att framställa det hydrauliska bindemedel som ingick i concretum, vilket var beteckningen på den tidens betong.

Portlandcement

Vår tids betong är baserad på en hårdbränd kalk som blandas med lera (silikater), som efter bränningen mals till ett fint pulver och blandas med gips, för att åstadkomma ett lagom snabbt hårdnande. Ordet Portlandcement härstammar från ön Portland utanför Englands sydkust, en utvinningsplats för en eftertraktad sandsten. Cementfabrikören Joseph Aspdin gav detta namn på det romancement (ett ej fullbränt cement) som framställdes i England efter 1824. 1844 är födelseåret för det cement vi idag fortfarande kallar Portlandcement. Aspdins landsman Isaac Johnson kunde då efter otaliga försök framställa det starkast möjliga cementet.

Från stampbetong till gjutbetong

Fram till 1912 stampades betongmassan i formarna med trästämp, ett synnerligen omständligt arbete då formarna kunde ha besvärliga hörn och tät armering. Betongen stampades i lager om 15-20 cm. Anledningen till att man övergav stampandet var troligen att det var dyrt och tog lång tid. Genom att använda sig av ett blandningsrecept med en lösare konsistens, dvs. ökad andel vatten, blev den färska betongmassan enklare att hantera i formen, fyllde lättare och krävde mindre bearbetning i formen. Denna betong kallades gjutbetong.

Vid denna tid var man dock omedveten om vattenhaltens betydelse för betongens hårdnande och sluthållfasthet. Följden blev att betongkonstruktioner uppförda mellan 1912 och omkring 1930 var av klart sämre kvalitet än föregångarna.

Efter 1930 fick amerikanen Duff Abrams vetenskapliga arbete om vattencementtalets (vikt-förhållandet vatten/cement i blandningen) bety-delse ordentligt fotfäste hos ingenjörer och entreprenörer. Hans arbete publicerades redan 1918. 1926 dök en artikel upp i den tidens mest spridda och ansedda nyhetsmagasin för betong, Beton & Eisen, av brokonstruktören och professorn Fritz von Emperger i Wien. Då är att notera att den danske föregångsmannen Edourd Suenson, oberoende av Abrams, publicerat sina resultat 1924 från en mängd försök utförda vid Polyteknisk lære--anstalt. Hans resultat var snarlika Abrams och han var således den förste som offentliggjorde vattenhaltens betydelse för den hårdnande betongen i Europa. Eftersom Abrams publicering angav en direkt koppling till det praktiska resultatet, blev det dock den, som fick genomslagskraft på betongmarknaden.

Från järnbetong till armerad betong

På 1860-talet upptäcktes det förträffliga i att förstärka betongen med järn, först delvis ingjutna primärbalkar (de balkar i ett bärande konstruktionssystem som bär de kraftigaste lasterna) av järn, senare olika typer av helt ingjutna profiljärn, placerade i konstruktionens dragzon. Tidiga objekt i vårt land där järnbetong fick fotfäste var sjukhus och statliga byggnader. Gamla riksarkivet i Stockholm är troligen den första byggnaden i vårt land där profiljärn nyttjades som dragjärn inneslutna i betongen.
1890 lade Paul Neumann i Wien den teoretiska grunden till all efterföljande beräkningsdimensionering för armerad betong. Visserligen hade den tyske ingenjören och regeringsbyggmästaren Matthias Koenen fyra år tidigare utgett en enkel beräkningsteori, som fick stor genomslagskraft då konstruktionsbetongens dimensioner med en gång kunde reduceras till hälften med samma last, men Neumanns teori var vetenskapligt mer genomtänkt. Trots det erhöll den inte det erkännande den förtjänade förrän brobyggnadskonstruktörerna uppenbarade sig i slutet på 1800-talet.
Först i Sverige var civilingenjör Willgot Carling. Med erfarenhet från tysk kanal- och hamnbyggnad fick han i Sverige uppdrag som byggnadschef i Norrköping 1899. Med pondus och elegans genomdrev han Sveriges första armerade betongbrobygge, Bergsbron, fortfarande mäktig att beskåda i Norrköpings museala industrilandskap.

I Danmark hade en av Europas första armerade betongbroar konstruerats av statikern och betongpionjären Asger Ostenfeld redan 1894.

Den maskinella vibratorn

Betongens fortsatta framgång var framförallt beroende av en viktig uppfinning, den maskinella vibratorn (en vibrerande stålstav som sticks ned i betongmassan) genom fransmannen Deniau 1926. Metoden kom i praktiskt bruk I Sverige i mitten på 30-talet genom Vibro-verken AB. Den åstadkom en betydande lättnad av den tunga hanteringen på arbetsplatsen, ett snabbare resultat och framförallt mer homogena betongkonstruktioner. Metoden var en förutsättning för den massiva betongbyggnaden i form av dammar, vägbanor, tunnlar och broar som nu kom igång i USA och Europa.
Ett andra utvecklingssteg var betongstationen. Genom att under kontrollerade former och i skyddad miljö tillverka betong i fabrik lades grunden till den moderna betonghanteringen och en standardiserad kvalitativ betong. I USA fanns betongstationer i bruk på 1930-talet och i Sverige omkring 10 år senare. Dessförinnan hade betongen blandats på arbetsplatsen först med hjälp av handdrivna roterande trummor, senare utbytta till ångdrivna blandare, vilka efterhand ersattes av elmotordrivna efter sekelskiftet 1900.

Svenska bidrag till utvecklingen

De viktigaste svenska bidragen för betongut-vecklingen står arkitekten Axel Eriksson och entre-prenören Rolf Johansson för. Den förre, anställd av professor Henrik Kreüger som asssistent vid avdelningen för byggnadsteknik vid KTH, utförde experiment i en liten autoklav (slutet kärl där kemiska eller fysikaliska reaktioner utförs vid höga temperaturer och högt tryck) med blandningar av skifferkalk, cement och aluminiumpulver i vatten. Då massan fick utstå värme och tryck blev resultatet en helt ny produkt; gasbetong eller autoklaverad lättbetong. Materialet gjorde sitt segertåg över världen och blev ett mycket användbart byggnadsmaterial. Tyvärr såldes licenser till en mängd länder, vilka senare köptes upp av utomstående företag, varvid uppfinningens nyttor för det svenska bolaget skingrades. Ytongbolaget utarmades så pass att det kom på obestånd 2004.

Höjdrekord med svensk glidform

Rolf Johansson, uppfinnare och utvecklare i Stockholmsföretaget AB Bygging, fick strax efter kriget den geniala iden att utveckla en hydrauliskt styrd flyttbar form, en s.k. glidform. Försök att lyfta formar efterhand som betongen hårdnade hade gjorts sedan 1920-talet. Varje klätterdomkraft, fäst på ett extra kraftigt armeringsjärn, krävde en betongarbetare. Rolf Johanssons uppfinning gjorde det möjligt för endast en betongarbetare att sköta samtliga domkrafter. Han tog patent på uppfinningen 1946. AB Byggförbättringar blev med denna uppfinning ett företag med verksamhet på fem kontinenter. Koniska torn och höjdrekord i betongbygg--nad, vilket CN-tornet i Toronto är ett exempel på, hade varit omöjliga att utföra utan den hydrauliska glidformstekniken. Företaget fortlever och heter idag Bygging-Uddemann AB.

Utgiven i nummer:
4/2004
Författare
Samuel A Berg

Tekn. lic. och byggnadshistoriker.

logotyp byggnadsvardsforeningen
Svenska byggnadsvårdsföreningen, Box 6442, 113 82 Stockholm
Telefon: 08-30 17 85 | Email: kansli@byggnadsvard.se
Svenska byggnadsvårdsföreningen
Box 6442, 113 82 Stockholm
Telefon: 08-30 17 85
Email: kansli@byggnadsvard.se

Cart

Cart offcanvas