Detta examensarbete är baserad på experimentella studier. Det handlar om framställning och utvärdering av Självkompakterande Betong (SKB) med hjälp av återvunnen krossbetongballast (eng. Recycled Concrete Aggregate, RCA). I studien ersätts naturballasten i ett betongrecept mot 100 % återvunnen krossbetongballast. Projektet är en del av ett forskningsprogram som heter RE:Concrete och fokuserar på betongens arbetbarhet och tryckhållfasthet. Arbetet genomfördes i samarbete mellan Högskolan i Borås och RISE CBI Betonginstitutet. Syftet med examensarbetet var att framställa en SKB med 100 % RCA. Vidare skulle gjutna kuber ge en tryckhållfasthet som motsvarar 40 MPa efter 7 dygn och 60 MPa efter 28 dygn. Återvinning av byggnadsmaterial är ett hett ämne i dagens samhälle och intresset för det ökar ständigt. Detta arbete handlar om sluten återvinning i den meningen att det har erhållits återvunnen krossbetongballast från bärande element för att tillverka självkompakterande betong för bärande element. Idag finns det en standard i Sverige som reglerar användning av återvunna byggnadsmaterial i betongtillverkningen. Standarden behandlar enbart ersättning av grovballast i begränsade proportioner. Resultaten som har erhållits i arbetet visar att det är möjligt att tillverka en betong för bärande konstruktioner. Det högsta tryckhållfasthetsvärde som har erhållits vid denna studie är 56,1 MPa efter 7 dygn med utbredningsmått som uppfyller kraven för självkompakterande betong, dock hade inte den färska betongen en godtagbar arbetbarhet till följd av hög dos av superplasticerare. I det sista försöket har det uppnåtts ett utbredningsmått på 750 mm med god arbetbarhet och en tryckhållfasthet efter 7 dygn på 26,1 MPa. Det sistnämnda ger en självkompakterande betong med en hållfasthetsklass C20/25. / This project is based on experimental studies. It is about the preparation and evaluation of self-compacting concrete (SCC) using Recycled Concrete Aggregate (RCA), replacing all natural aggregate fractions with 100% RCA. This degree project is part of RE:Concrete and focuses on concrete workability and compressive strength. The work was carried out in collaboration between the University of Borås and RISE CBI Concrete Institute. The purpose of the thesis was to produce a SCC with 100% RCA. Furthermore, cast cubes would give a compressive strength equivalent to 40 MPa after 7 days and 60 MPa after 28 days. Recycling of building materials is a hot topic in today's society, and interest in it is constantly increasing. This work is about closed loop recycling in the sense that RCA has been obtained from supporting elements to make SCC for supporting elements. As of today, there is a standard in Sweden regulating the use of recycled building materials in concrete production. The standard only deals with replacement of coarse aggregates in limited proportions. The results obtained in this work show that it is fully possible to manufacture a concrete for supporting structures. The highest compressive strength value obtained in this study is 56.1 MPa after 7 days with a slump flow meeting SCC requirements, however, this concrete had poor workability due to high dose of superplasticizer. In the last experimental casting, a slump flow of 750 mm has been achieved with good workability and a compressive strength after 7 days at 26.1 MPa. The latter provides a SCC with a strength class C20 / 25.

The following thesis is a comparison study which was performed in cooperation with Sika Sverige AB. The project was to examine concrete’s behaviour while being subjected to different accelerators which is used to speed up the hardening process in young concrete. Sika provided the materials and the instructions for the tests that were made. The tests used where almost like the tests being performed at Sika’s laboratories but with some adjustments to the testing equipment. According to the results of the tests a clear difference between the different accelerators were found. The conclusion that the efficiency of the different accelerators were affected on several variables such as cement type, hardening age and hardening temperature were drawn. Because of the corona outbreak (2020) the tests could not be performed in Sikas laboratories. The tests were therefore carried out at a temporary laboratory without any direct supervision and some professional equipment could not be obtained which resulted in replacements with creative solutions. These changes affected the individual test results with high certainty but should not interfere with the conclusions on account that all test samples were subjected to the same circumstances.

Självkompakterande betong (SKB) eller som den också kallas vibreringsfri betong upptäcktes och utvecklades i Japan i slutet av 1980- talet. Anledningen till detta utvecklingsarbete var att betong gjutning väldigt kämpigt och tillgången på erfarna betongarbetare började bli låg. I Sverige använde man självkompakterande betong året 1993 som tekniken hämtades hem av CBI Betonginstitutet. Användning av självkompakterande betong leder till många fördelar som skiljer sig från den vanliga betongen avseende arbetsmiljö t.ex. slipper man vibrering och undviker tungt arbete som i konsekvens minskar antal skador på arbetsplatsen. Utöver detta ger SKB förkortad arbetstid, bättre utförande och möjlighet till arbetskraftbesparing. Sedan 1997 har Sverige ökat användning av SKB i platsgjutning medan andra länder som Danmark har gått fram till ca 30 % av sin platsgjutning. Den låga användningen beror på att självkompakterande betong är väldigt känslig och dyrare eftersom den innehåller mer tillsatsmaterial. Huvuddelen av projektet bestod av att ställa frågor till experter i byggbranschen om självkompakterande betong för att få största möjliga mängd av informationer. Informationer som vi har fått var emellan åtta besök och sex mail. Syftet med examensarbete är att öka kunskap om orsaken till låg utveckling av SKB på platsgjutning och kunskap om arbetsmiljö. Vidare syftar arbetet till att lyfta fram de arbetsmiljömässiga och konstruktiva fördelarna samt sprida information om dessa. Informationerna visar att anledningen till den låga användningen av SKB framför allt är priset.  Men tidigare misslyckanden och varierande betongegenskaper är också en av anledningarna. Genom att öka användning av SKB där man många fördelar bland annat ekonomisk vinst på lång sikt och framför allt bättre arbetsmiljö med tanke på samhället. / Self-compacting concrete (SCC) or vibrated concrete was invented and developed in Japan in the late 1980's. Working with concrete is very hard and all of that is because of injuries that come from using of the usual concrete.  In Sweden, they used self-compacting concrete since 1993 when the technology has brought to Sweden from Japan by the Swedish cement and concrete Research institute. Self-compacting concrete has many advantages that are different from the traditional concrete according to the work environment which include avoidance of vibration and heavy work and all these can reduce the number of injuries at workplace. Shortened construction time and possibilities to save manpower are additional benefits. Today, self-compacting concrete is used for about 10 % on site casting in Sweden. Many other countries have gone forward in using of SCC, Denmark uses about 30%. The low use is due to the sensitivity of SCC and expensive because it contains more filler. The main work of the project consists of the interviews with the related persons in the building branch and questions to them about self-compacting concrete to get the maximum amount of information. Information that we have received was between eight visits and six mail. The aim of the thesis is to increase knowledge about the cause of the low development of SCC in place casting and knowledge of the work environment. Furthermore, this work aims to highlight the work environment and constructive advantages and disseminate information about them. The study shows that the reason for the low use of SCC is especially the price. But the previous failures and varying concrete properties are also such of these reasons. Increasing the use of SCC leads to many benefits including economic profit in the long term, and especially from the society side.

Att gjuta med betong under vatten är utmanande, och det ställs höga krav på både betongen och utförandet för att resultatet ska bli bra. Peab Anläggning har uppmärksammat en del problem med denna typ av gjutningar och ville därför tydliggöra problematiken för att öka chansen för bra resultat vid framtida undervattensgjutningar. Problemen bestod dels av gjutskador på den färdiga betongkonstruktionen, och dels av problem med betongen under gjutningens gång i form av skum och separation. Examensarbetet sammanställer svårigheterna med undervattensgjutning med självkompakterande betong (SKB) och undersöker vilka faktorer som påverkar det färdiga gjutresultatet. Detta har gjorts genom en litteraturstudie, intervjuer med kunniga personer inom ämnet samt besök på arbetsplatser där undervattensgjutningar utförts. De svårigheter som identifierats delas in under fyra huvudrubriker; planering inför gjutning, betong, form samt utförande. Planeringen inför gjutningen är mycket viktig men svår då många faktorer måste tas hänsyn till, såsom väder och trafik. För att minimera risken för oönskade gjutuppehåll krävs det även en förberedande plan med lösningar på problem som kan uppstå under gjutdagen. Svårigheten med färsk betong är att det är ett levande och därmed oförutsägbart material. Det är nödvändigt att betongen har god sammanhållning så att betongens cementpasta inte vaskas ut i vattnet. Det är även viktigt att betongen har rätt konsistens för att kunna omsluta all armering och fylla ut hela formen. Betongen testas när den kommer till arbetsplatsen. Bland annat kontrolleras betongens lufthalt samt homogenitet och flytbarhet, det senare med hjälp av flytsättmått. Det är viktigt att ta hänsyn till dessa kontroller och att ta beslutet att inte gjuta med dålig betong. Det ställs även höga krav på formen vid undervattensgjutningar. Den måste vara helt tät och byggas på rätt sätt så att skum och bottenslam kan rinna ut ur formen. En svårighet är att dykarna behöver utföra en del av formbyggandet under vattenytan. Utförandet är en stor utmaning, då arbetsmomentet är komplicerat och man gjuter i blindo. Metoden går ut på att betong pumpas ner under vattenytan genom ett betongrör med en undervattensventil. Under gjutningens gång är det viktigt att rörets mynning hela tiden är under betongytan och att gjutröret hålls vertikalt. Slutligen är det värt att nämna att litteraturen som finns idag om undervattensgjutningar är bristfällig, något som gör det svårt att lära sig om ämnet. De förslag på lösningar som grundas på slutsatsen är att all betong som kommer till arbetsplatsen bör testas, trots att det inte alltid är ett krav. Detta så att ett beslut kan tas kring varje enskilt betonglass om betongen är godkänd att gjuta med. För att öka chansen att betongen har önskade egenskaper är det viktigt att betongbilen som levererar betongen till arbetsplatsen är ren och inte innehåller rester av annan betong. Det krävs under hela arbetet en god kommunikation mellan både pumpmaskinist, dykare och arbetsledning för att de gemensamt ska kunna lösa eventuella problem som uppstår. Slutligen rekommenderas att ta hjälp av varandra och dra nytta av den kompetens och erfarenhet som finns inom företaget. / Casting with concrete under water is challenging, and requires high standards on both the concrete and the work practice to achieve good results. Peab noticed problems with this type of casting, and wanted to clarify the difficulties to increase the chance of good results with future underwater castings. The problems were injuries on the finished concrete structure and troubles with the concrete during casting such as foam and separation in the concrete. This paper compiles the difficulties with underwater casting with self-consolidating concrete (SCC) and investigates the factors that affect the final result. This has been done through interviews with experienced people, a literature review and visits to construction site that performed underwater casting. This paper identifies four main issues; pre-casting planning, concrete quality, form and work procedure. The planning is very important but difficult, as many factors need to be considered, such as weather, land traffic and boat traffic. In order to minimize the risk of unwanted breaks during casting, it is good to have a preparatory plan with solutions to problems that may occur. The difficulty with concrete is that it's a living, and thus unpredictable, material. It is very important that the concrete has good cohesion so that the concrete's cement paste is not washed out in the water. It is also necessary that the concrete has good consistency to ensure it will enclose all reinforcement and fill in the entire form. The concrete is tested when it arrives to the construction site. Among other things, the air content as well as homogeneity and flowability are controlled, the latter controlled by a slump flow test. It is important to take these controls into consideration, and to make the decision not to cast with bad concrete. The requirements on the form used during underwater casting are high. It must be completely dense and properly constructed so that foam and sludge can flow out of the form. One difficulty is that the divers sometimes need to build parts of the form under the water. The work practice is challenging as it's complicated and done blindly. The used method is to pump concrete under the water surface through a concrete pipe with an underwater valve. During the casting process, the mouth of the pipe must always be below the concrete surface and the casting tube should be kept vertically. Finally, it is worth mentioning that the literature available today about underwater casting is inadequate, which makes it difficult to learn about the subject. The suggested solutions presented in the report are that all concrete coming to the construction site should be tested, even though it is not always a requirement. Thus, the decision of whether the concrete had a high enough quality for casting would be made for each delivery. In order to increase the chances of the concrete having desired properties, it is important that the truck delivering concrete to the construction site is clean and does not contain residues of a different concrete. Throughout the work, a good communication between pump operator, diver and management is needed to jointly solve problems. At last, it is recommended to help each other and take advantage of the expertise and experience within the company.

Idag är intresset för högpresterande betong (HPB) växande runt om världen då fördelarna är många, eftersom slankare, tätare, starkare och lättare konstruktioner kan tillverkas.   Detta examensarbete handlar om materialförsök och modellering för en typ av HPB som ska användas i husbyggnation. Arbetet inleddes med materialförsök i färskt tillstånd, där god gjutbarhet och konsistens eftersträvades. Utgångspunkten var från ett grundrecept med två olika ballastsorter (slaggballast med flygaska och krossballast från asfaltindustrin med silikastoft), vilka namngavs till pilotförsök 1 och pilotförsök 2. Vidare valdes pilotförsök 1 att provas i hårdnat tillstånd då det visades att det var mer ekonomiskt lönsam eftersom ballasten inte behövde siktas, lägre vct tillhandhölls och att flygaskan som användes i pilotförsök 1 är billigare än silikastoft som användes i pilotförsök 2. Resultaten efter 28 dygn för de materialförsök som utfördes i hårdnat tillstånd var: Tryckhållfasthet; 141,9 MPa Draghållfasthet; 7,0 MPa Böjdraghållfasthet; 10,0 MPa Elasticitetsmodul; 46,4 GPa Krympning efter 56 dygn; 0,5 ‰ Samtliga försök utfördes enligt svenska standarder (SS).   Dessutom vidareutvecklas och förbättrades ett redan arkitektoniskt gestaltat Attefallshus ur ett konstruktions- och hållbarhets perspektiv, där fokus låg på transport- och produktionsförutsättningar. Det resulterade i att horisontella avstyvningar tillades i väggelementen för att öka styvheten och minska risken för brott under transport och produktion. Huset är tänkt att produceras med prefabriceringsteknik. Avslutningsvis modellerades ett oarmerat väggelement i FE-programmet Abaqus under linjärt elastiskt tillstånd. Vid modelleringen användes de materialparametrar som erhölls från materialförsöken.  Det resulterade i att deformationer, spänningar samt knäcknings- och bucklingsanalys kunde redas ut. Väggelementen i huset klarar normenliga laster enligt modelleringen. / Nowadays the interest for high-performance concrete (HPC) is growing around the world as the benefits are many, for example slender, denser, stronger and lighter structures can be manufactured.   This thesis is about material and design experiments for a type of HPC to be used in building construction. The work began with materials experiments in the fresh state, where good workability and consistency were tried to be obtained. The starting point was from a basic recipe with two different aggregate types (slag aggregates with fly ash and crushed aggregates from the asphalt industry with silica fume), which were named as the pilot test 1 and the pilot test 2. Furthermore pilot test 1 was elected to be tested in hardened state as it turned out to be more economically profitable, had a lower vct, and that the flyash was cheaper than the silica fume used in the pilot test 2. The results after 28 days when the materials experiments were carried out in the hardened state were: Compressive strength; 141,9 MPa Tensile strength; 7,0 MPa Flexural strength; 10,0 MPa Modulus of elasticity; 46,4 GPa Shrinkage after 56 days; 0,5 ‰ All experiments were performed according to Swedish standards SS.   Moreover, an existing architecturally portrayed Attefallshus was further developed and improved from a design and a strength perspective that mainly focused on transport and production. It resulted in the horizontal stiffeners to be installed in the wall elements to increase rigidity and reduce the risk of breakage during shipment and production. The house is intended to be built with prefabrication technology. Finally the unreinforced wall elements were modeled in the FE program ABAQUS under linear elastic condition. During modeling the material parameters obtained from material tests were used in the model. Consequently, strain, stress and buckling analysis could be made. The wall sections in the house met the norm loads according to the model.

As a response to the ever denser cities, skyscrapers have become yet more popular and are growing more and taller than ever. A new efficient structural system for skyscrapers has been proposed by Tyréns AB, called the Tubed Mega Frame. This structural system consists of hollow concrete tubes at the perimeter of the building. Since this structural system has not yet been used in any skyscraper several aspects have still not been studied or investigated. An important aspect having an impact on the system’s competitiveness compared to traditional structural systems is how a skyscraper using this new structural system could be built. This thesis treats the construction methodology of Tubed Mega Frame structures. The construction methodology of a prototype building is evaluated to connect the findings to a plausible real project. Building very tall concrete structures sets a lot of demands on the concrete used and having an effective construction is essential. The elastic modulus of the concrete has been identified as one of the most important concrete properties why this topic has been studied. Comparisons of the formulas of different codes for estimating the elastic modulus have been made to see what elasticity can be achieved. Concrete recipes that have been used in already built skyscrapers have been reviewed to see what elastic moduli are feasible to reach and expect. Pumping concrete to high levels sets demands on the concretes flowability and self-compacting concrete is necessary to use. Ways of improving the concrete properties are also studied. All studies show that the Tubed Mega Frame structural system would be possible to construct with today’s concrete and pumping technology even though improvements can be expected from future development in concrete technology. As most skyscrapers that are built today, a Tubed Mega Frame structure would preferably be built with a self-climbing formwork system rising one level at a time. From a review of available construction methodologies, the thesis shows that these systems would be applicable on a Tubed Mega Frame structure with minor adaptions of the systems. The floor cycle time, i.e. the time it takes to complete an entire floor before proceeding to the next level, has a significant importance in determining the construction time of a skyscraper. For this reason a floor cycle with all activities related to the structural system and their sequences have been developed for the prototype building. By determining all the relations that are between activities and using productivities for estimating their durations it has been possible to evaluate the time it would take to complete a standard floor. By the use of Microsoft Project the duration of a stated average floor cycle has been estimated to a little more than 4 days. / Som en reaktion på att allt fler människor bor i städer har skyskrapor kommit att växa sig allt fler och högre. Traditionellt har skyskrapor oftast utnyttjat någon form av kärna som stomsystem vilken upptar stor yta av våningsplanen. Som en möjlig metod att göra skyskrapors stomsystem effektivare har Tyréns utvecklat det nya stomsystemet Tubed Mega Frame. Då detta bärande system ännu inte har använts i någon skyskrapa är det ett flertal aspekter som inte har blivit studerade och undersökta. En viktig aspekt som är av stor vikt för systemets konkurrenskraft gentemot mer traditionella system är hur det skulle gå till att bygga en skyskrapa som använder detta nya stomsystem. Det här examensarbetet behandlar byggnationsmetodiken för Tubed Mega Frame. Byggnationen av en prototypbyggnad som använder detta system utvärderades för att koppla resultaten till en möjlig verklig byggnad. Att bygga väldigt höga konstruktioner i betong ställer stora krav på betongen som används, och att ha en effektiv byggnation är också av stor vikt. Betongens elasticitetsmodul har identifierats som en av de viktigaste egenskaperna för betongen och därför har detta område studerats djupare. En jämförelse av hur olika normer beräknar elasticitetsmodulen har gjorts och vilka elasticitetsmoduler det ger. De betongsammansättningar som har använts i tidigare skyskrapebyggande har studerats för att se vilka elasticitetsmoduler som kan förväntas. Att pumpa betong till höga höjder ställer stora krav på betongens pumpbarhet. För att göra detta möjligt är det nödvändigt att använda självkompakterande betong. Vilka olika sätt som finns tillgängliga för att styra betongens egenskaper har också studerats. Undersökningarna visar på att det skulle kunna vara möjligt att med dagens betong och pumpteknologi bygga en skyskrapa som använder Tubed Mega Frame som bärande system. Med framtida framsteg inom betongteknologi kan man även förvänta att bättre lämpad teknik kommer att utvecklas. En skyskrapa med stomsystemet Tubed Mega Frame skulle liksom de flesta av dagens skyskrapor lämpligtvis byggas med hjälp av självklättrande formsystem, och därigenom bygga en våning i taget. Studier av teknik och byggnationsmetoder som finns tillgängliga idag har visat på att dagens teknik skulle vara möjliga att applicera på Tubed Mega Frame med endast mindre justeringar. Det som har ett stort inflytande på byggtiden av en skyskrapa är våningscykeltiden, d.v.s. den tid det tar att bygga en våning innan det är möjligt att fortsätta på nästa. Av denna anledning har en våningscykel med alla relevanta moment som ingår blivit bestämd och utvärderad för prototypbyggnaden. Genom att ha klargjort alla relationer mellan olika aktiviteter och den tid de tar att utföra har det varit möjligt att utvärdera den tid en hel våningscykel skulle ta. Med hjälp av Microsoft Project har en våningscykel för en våning som bedömts som representativ för hela prototypbyggnaden kommit att ta drygt fyra dygn.