Material, konstruktion och arkitektur

Hydrauliska bruk har utvecklats och använts av fenicier, greker, romare och andra folk runt Medelhavet sedan 700-talet f.Kr. Några exempel är cisterner på ön Santorini, kupolerna över Pantheon i Rom och Hagia Sofia i Istanbul samt murverket i Pont du Gard i Provence. Antydningar om att hydrauliska bruk använts ännu tidigare finns bland annat i Bibeln.

Hydrauliska bindemedel, exempelvis bränd kalk blandad med importerad pozzulanum (trass) till romancement, användes för att ge konstruktionerna kring krutkammaren i Kalmar slott (1600-tal) en godtagbar stadga och bärförmåga mot befarade påfrestningar.

Uppfinningen av den moderna cementtypen brukar tillskrivas engelsmannen Joseph Aspdin, som 1824 brände kalksten tillsammans med lera och därmed framställde portlandcement. Det är inte omöjligt att små partier av detta cement genast började importeras till Sverige. Armerad betong har använts utomlands sedan 1800-talets början - men under tidigare år oftast tillsammans med hönsnät, järnbalkar och andra järnprodukter som tillverkats i andra syften än som armering.

Cement och betong har haft sin egentliga användning i svenskt byggande sedan 1860-talet, med en tydlig storhetstid som började på 1930-talet. Det finns flera exempel på att betong använts under 1800-talets senare hälft, både som förtillverkade fasadsmyckningar och som platsgjutna konstruktioner. Byggsystem som utvecklades i Europa och USA vann som regel snabbt terräng även i Sverige (se "Byggsystem och teorier").

Begreppet cement har använts i Sverige som benämning på hydrauliska bruk även före portlandcement. Bergsingenjören Sven Rinman använde termen på 1700-talet om ett bruk som bereddes av kalk som blandats med rödfyr (bränd alunskiffer), krossad tegel eller krossad slagg. (Se Rinman ). Här följer en kortfattad svensk historik (se även Rothstein, Dravnieks och Johansson B J O samt Mureri).

1860-talet: betong börjar användas främst inom anläggningsbyggande, i bland annat hamn- och kajbyggnader och som olika fundament inom industrin. Under denna tid importerades portlandcementet från främst England.

1870- och -80-talen: cementbetong och cementbruk används i förtillverkade element som ersätter huggen sten i ornament och detaljer på husfasader, (se "Produktformer och användningsområden"). Tegelmurar putsas med cementputs.

Under 1870-talet börjar man utföra betongen armerad, först med skrot i form av järnvägsräls. I slutet av årtiondet börjar armeringsjärn specialtillverkas för ändamålet, först som smidda fyrkantsstänger och därefter som slätvalsade rundprofiler.

År 1873 startar Skånska Cement AB Sveriges första cementtillverkning i Lomma. Kalksten och lera hämtas från Limhamn.

1880-talet: i källarbjälklag i bostadshus, och i industribyggnader även mellanbjälklag, ersätts stickvalv av tegel med valv av platsgjuten oarmerad betong. Platsgjutna oarmerade betongsulor börjar ersätta rustbäddar av trä vid grundläggning av husbyggnader och broar. Eventuellt kan slaggcementplattor ha börjat tillverkas i Sverige redan detta årtionde.

1890-talet: betongen börjar användas även i pelare och i inre och yttre murar i källarvåningar samt i trappor och trapphus i byggnader med speciella brandkrav. Murarna gjuts med ett visst inslag av knytnävsstora "sparstenar" och får i stort sett samma mått som tidigare stenmurar. Gips börjar blandas i cementet för att fördröja hydratiseringen. Grundsulor börjar armeras med längsgående järnbalkar. Mellanbjälklag börjar utföras armerade enligt de utländska byggsystemen (se "Byggsystem och teorier"). Man börjar tillverka profilerade och vridna armeringsstänger, vilket skapar en bättre samverkan mellan stål och betong.

Från 1905 till 1940 utförs betongbjälklagen i bostadshus allt oftare armerade, enkelspända (armering i endast en riktning), relativt tunna och med plan undersida - men likaledes upplagda på väggar och balkar med antingen synliga eller ingjutna underflänsar och balkliv. Allteftersom tekniken och materialens hållfasthetsegenskaper utvecklas kan bjälklagens spännvidd öka med bibehållen, relativt liten, tjocklek. Man kan därför utesluta mellanupplag i form av stålbalkar, om rummens mått hålls inom rimliga gränser och bjälklagen görs dubbelspända.

Omkring 1930 startar svensk tillverkning av gasbetong, först "Ånghärdad gasbetong" av Yxhults stenhuggeri AB (från 1940 Ytong) och ett par år senare Siporex av cementindustrin.

Från cirka 1930 börjar sparsten slopas. Murarna börjar utföras rutnätsarmerade och kan av den anledningen göras slankare.

År 1940 byggs den första svenska spännarmerade betongbron, (med efterspänd armering). Även hallbyggnader och andra byggnader med krav på stora spännvidder utförs med spännarmerade konstruktioner, men då oftast med förespända prefabricerade (förtillverkade) byggnadsdelar (se även "Produktformer och användningsområden").

År 1941 valsas i Smedjebacken de första armeringsjärnen med kammar. Dessa kamjärn förbättrade samverkan mellan armering och betong jämfört med slätvalsad armering.

På 1950-talet inleds rekordåren i svenskt bostadsbyggande och förtillverkade volymelement, med kök och våtrum, lanseras. Efter 1950 byggs inga murar med sparsten.

På 1970-talet introduceras den fiberarmerade betongen. Rekordåren upphör 1975.

Byggsystem och teorier

Bland betongens förgrundsfigurer märks fransmännen Monnier som 1867 fick patent på en konstruktionsform av cementputs på armeringsnät, och Hennebique, som var teoretiker och som 1892 konstruerade bärande bjälklag av armerad betong. Hennebique är även upphovsman till namnet "beton armé".

Även i Tyskland fanns stora teoretiker, bland andra Köhnen (teori 1886, byggsystem 1898) och Wayss (teori och byggsystem 1887). Amerikanen Turner och schweizaren Maillart konstruerade, var för sig, de första pelardäcken omkring år 1900.

Bland de svenska teoretikerna kan nämnas Hjalmar Granholm som på 1930- och 1940-talen utvecklade beräkningstekniken. Fransmannen Freyssinet anses vara spännbetongteknikens upphovsman (teori 1935). (Se Dravenieks och Johansson B J O).

Under senare delen av 1800-talet utvecklades således både tekniken och beräkningsteorierna kring armerad betong i flera länder i Europa och i USA. År 1877 utkom de första beräkningsnormerna i Tyskland och 1903 de första i Schweiz.

Sveriges första normsamling utkom 1907 under namnet "Bestämmelser för utförande av arbeten av betong och armerad betong". Denna normsamling hade dock föregåtts av normförslag och tyska översättningar. Sedan dess har normer utkommit år 1924-1926, 1934-1943, 1949-1957, 1960-1968 och 1979. Den senaste utgåvan av den i dag gällande, Bestämmelser för betongkonstruktioner, BBK, utkom 1994. Även för spännbetong, lättklinkerbetong och lättbetong finns nya och gamla normer och standarder. (Se Tepfers och Johannesson).

Arbetsmetoder

Fram till omkring 1910 blandades betongen med mycket litet vatten, så kallad stampbetong. Det gav visserligen en hållfast produkt när den bearbetades väl, men det gjorde även den färska betongen svårarbetad med bland annat dålig formutfyllnad som följd.

"Torrperioden" avlöstes av en "våtperiod" då betongen fick ett stort vatteninnehåll. Det gav en lättarbetad färsk betong, men man fick nu en färdig produkt med stor krympning, sprickighet, porositet och med låga hållfasthetsvärden. Den i Frankrike uppfunna vibreringsmetoden började användas i Sverige på 1930-talet, vilket gjorde att även styvare betong lättare kunde bearbetas och komprimeras. (Se även "Hållfasthet").