För att reducera risken för temperatursprickor vid motgjutningar kan motgjutna betongkonstruktioner värmas upp för att minska de temperaturdifferenser som orsakar temperatursprickorna. Inom anläggningsbyggandet är ingjutna värmekablar den vanliga metoden för att åstadkomma detta. Två nackdelar med värmekablarna är dels att de måste förberedas för och gjutas in vid en tidigare gjutning, dels att de kan gå sönder vid gjutningen och därmed bli obrukbara. Som ett alternativ och komplement till värmekablarna utformades och producerades under 2014 en ny typ av värmematta avsedd för uppvärmning av betongkonstruktioner. Denna nya värmematta är uppbyggd på samma sätt som så kallade tjältiningsmattor men har en lägre elektrisk effekt. Tack vare den lägre effekten ska den utan att överhettas kunna användas kontinuerligt i ett antal dagar och på så vis öka medeltemperaturen i betongen. I detta arbete undersöks vilken uppvärmande funktion värmemattan har på den underliggande betong som ska värmas upp. Detta undersöktes i fyra fältförsök genom temperaturmätningar på olika höjder i de betongkonstruktioner som värmdes upp. Försöken gjordes på bottenplattor och valv och värmemattorna täcktes vid försöken med 10 mm betongtäckmatta av cellplast. Försöken genomfördes i både soligt och torrt samt molnigt och regnigt väder. Mätdata från dessa försök användes sedan för att ta fram ett förslag för hur värmemattans uppvärmande funktion kan modelleras i programmet Contest. Detta förslag presenteras i avsnitt 5.1.2och är det huvudsakliga resultatet av detta arbete. Det kan användas för att inkludera värmemattans funktion vid bedömningar av sprickrisk i Contest. I denna uppsats beskrivs också två verkliga gjutningar av en tunnelkonstruktion där värmemattan använts som sprickbegränsande åtgärd. Slutligen gjordes en ekonomisk betraktelse av värmemattan som sprickriskbegränsande åtgärd där den jämfördes med alternativet att använda värmekablar. Slutsatsen av denna uppsats är att värmemattans uppvärmande funktion på ett enkelt och ändamålsenlig sätt kan modelleras i programmet Contest genom den metod som föreslås. I förslaget tas hänsyn till att nederbörd och solstrålning påverkar uppvärmningen. Därför kan den verkliga uppvärmningen bli högre än vad som erhålls med förslaget, som ger en uppvärmning på den säkra sidan. Denna konservativa, medvetet något lågt bedömda uppvärmning motsvarar den som fås av konventionella värmekablar monterade på överkantsarmering med 40 cm c/c-avstånd. Ur ekonomisk synvinkel innebär ett inköp av värmemattor en relativt stor initial investeringskostnad jämfört med värmekablar. Värmemattan som metod är därför dyrare initialt, men blir så småningom lönsam eftersom värmemattan kan återanvändas ett stort antal gånger. Utifrån de ekonomiska antaganden som gjordes i denna uppsats var värmemattorna billigare än värmekablarna efter ungefär 30 gångers användning. / In order to reduce the risk of thermal cracks in a concrete structure it is recommended to reduce the temperature differences between already existing concrete parts and the newly cast parts. Therefore, adjacent and already cast parts of the structure are sometimes heated up prior to casting of a new concrete part. This reduces the temperature differences within the structure and thus the risk of thermal cracks. This heating is generally done via heating cables placed in the concrete. This method has two drawbacks: firstly, one has to plan for the heating cables in an early stage and secondly, the cables sometimes break when cast in. As an alternative and compliment to the heating cables, a new type of heating mat for heating of concrete structures was designed and produced during 2014. It is built the same way as frost thawing mats but has a lower electrical effect to avoid overheating when heating the concrete. The main subject that is investigated in this thesis is the effect the heating mat has on the underlying concrete. This was investigated in four field trials by measuring the temperature in concrete members while heating them up with the heating mats. The field trials were effected on concrete slabs and vaults and the heating mats were covered with a concrete curing mat made of 10 mm cellular plastic. The field trials were conducted in sunny and dry conditions as well as in cloudy and rainy conditions. Data from the field trials were used to produce a proposal on how to model the heating mat’s warming effect in Contest. This proposal is presented in Section 5.1.2and is the main result of this thesis. It can be used to include the heating mat’s effect in simulations to estimate thermal crack risks in Contest. In addition, two real castings of a tunnel structure are described in which heating mats were used to reduce the risk for thermal cracks. These two castings are studied regarding the risk for thermal cracking. Finally, an economical comparison is made where using heating mats is compared to using heating cables. The conclusion of this thesis is that the warming effect of the heating mat can be modeled in Contest in a simple and appropriate manner according to the proposed method. The proposed method considers that precipitation and sunshine influence the heating of the concrete. The actual temperature rise in the heated concrete might therefore be greater than what is obtained using the method in Contest, which gives a rise in temperature on the safe side. This conservative, slightly low estimation of the rise in temperature corresponds to using heating cables mounted on the upper reinforcement with a c / c distance of 40 cm. From an economic point of view, the purchase of heating mats means a relatively important initial investment cost compared to heating cables. Using heating mats instead of heating cables is therefore initially more expensive, but will eventually be profitable since the heating mats are not consumed. Based on the economic assumptions made in this thesis the heating mat was less expensive than heating cables if used more than about 30 times.

Vattenbyggnadsbetong används som en samlande beteckning på betongkonstruktioner relaterade till vattenkraftanläggningar, dammar och tyngre anläggningar. Med stor framgång har man använt betong under mycket lång tid för dessa typer av konstruktioner. Dessa konstruktioner ställer höga krav på betongens kvalitet och konstruktionsutformning eftersom de förväntas ha en livslängd på ett hundra år eller mer.   Vid gjutning så utsätts betongen för en temperaturstegring som kan leda till sprickbildning i den nygjutna konstruktionen. Eftersom temperaturstegringen är den primära orsaken till sprickrisken så kan man använda olika metoder för att minska detta. Ett verksamt sätt för att minska temperaturstegringen är att försöka hålla cementhalten i betongen så låg som möjligt, eftersom man vid adiabatiska förhållanden kan säga att den totala temperaturstegringen är direkt proportionell mot cementhalten i betongen. Ett verksamt sätt är att minska denna temperaturstegring är att använda sig utav en del flygaska istället för cement. Flygaska är en pulvermassa som fås vid tillverkning av el- och värmeproduktion på kolkraftverken och kraftvärmeverken. Flygaska är ett puzzolant material vilket innebär att det reagerar med kalciumhydroxid och vatten, och kan på så vis delvis ersätta klinker i cement.   Syftet med denna rapport är att ge en ökad förståelse i hur flygaska påverkar vattenbyggnadsbetong. Genom att läsa denna rapport så får man till en början grundläggande kunskaper om vad betong, vattenbyggnadsbetong och flygaska är för något. Vidare avsnitt som behandlas är sprickbildning i vattenbyggnadsbetong, allmän kunskap följt utav orsaker och åtgärder. En jämförelse har gjorts mellan en typisk vattenbyggnads konstruktionsdel, med respektive utan flygaska. Det som jämförts är hur konstruktionen påverkats med respektive utan flygaska med avseende på hållfasthet, beständighet och risk för sprickbildning. Vidare så har temperatursprickberäkningar utförts med programmet HACON. Syftet med beräkningarna var att visa hur olika parametrar med respektive utan flygaska påverkar risken för sprickbildning i en typisk vattenbyggnadskonstruktion.   Resultatet av temperaturberäkningarna visar att man får en lägre temperaturutveckling i en monolit gjuten med flygaska och anläggningscement jämfört med en monolit gjuten med anläggningscement utan flygaska. I och med den reducerade temperaturutvecklingen så uppstod det lägre spänningar i flygaskemonoliten. I undersökningen som utförts i denna rapport visar resultatet att det uppstår dragspänningar som överskrider draghållfastheten i monoliten utan flygaska och därmed spricker konstruktionen. I monoliten som undersökts med flygaska som sprickförebyggande åtgärd uppstår dragspänningar som är lägre än draghållfastheten och därmed spricker inte konstruktionen. Resultatet visar att sprickrisken i en typisk vattenbyggnadskonstruktion kan reduceras med flygaska som sprickförebyggande åtgärd. / Engineering Concrete is used as a collective term for concrete structures related to the hydropower plants, dams and heavier plants. With great success, concrete has been used for a very long time for these types of structures. These constructions make high demands on the concrete quality and construction design as they are expected to have a lifetime of a hundred years or more.   In casting such concrete is exposed to a temperature which can lead to cracking of the newly cast structure. Because the temperature rise is the primary cause of cracking, you can use various methods to reduce this. An effective way to reduce the temperature rise is to try to keep the cement content in the concrete as low as possible, because at the adiabatic conditions may say that the total temperature rise is directly proportional to the cement content in the concrete. An effective way to reduce the temperature rise is to use out some fly ash instead of cement. Fly ash is a powder mass obtained in the production of electricity and heat in coal-fired plants and cogeneration plants. Fly ash is a puzzolanic material which means that it reacts with calcium hydroxide and water, and can thus partially replace cement clinker.   The purpose of this report is to provide a better understanding of how the fly ash affecting hydraulic concrete. By reading this report you will get at first a basic knowledge of what the concrete, hydraulic concrete and fly ash are. Furthermore, the section that dealt with the cracking of the hydraulic concrete, general knowledge followed out causes and remedies. A comparison has been made between a typical water building structural component, with and without fly ash. What has been compared are how the construction affected with and without fly ash on strength, resistance and the risk of cracking. Furthermore, the temperature dot calculations performed with the program HACON. The purpose of the calculations was to show how the different parameters with and without fly ash affects the risk of cracking of a typical hydraulic structures.   The result of the temperature calculations show that you get a lower temperature development in a monolith cast with the fly ash and the construction cements compared to a monolith molded with construction cement without fly ash. With the reduced temperature development arose lower tensions in the flyashmonolith. In the survey carried out in this report, the results show that there is tension that exceeds the tensile strength of the monolith without fly ash and thereby bursting the structure. The monolith examined with fly ash as crackreducing action occurs tensile stresses which are lower than the tensile strength and thus does not crack structure. The results show that the cracking in a typical hydraulic structures can be reduced with fly ash.

The heat development that occurs due to the hydration of cement is important to consider during casting of massive concrete structures. By using computer programs that are based on finite element methods (FEM), simulations can be performed on the heat- and strength development. In this project, a FE program called ConTeSt has been used in order to predict the temperature- and strain development in a massive concrete wall. If the potential risks in a concrete structure are evaluated before casting, economical savings, including a better casting plan could be obtained. The structure under investigation was a concrete wall behind one of the spillways in the hydro power dam of Storfinnforsen. Due to a re-construction of the wall, an opportunity occurred to develop a measurement plan of the casting and perform simulations on the wall. A sensitivity analysis was performed in order to investigate the effects on the temperature- and strain development, by varying the cement content, ambient temperature, wind speed and degree of restraint in translation. The results showed, that a higher cement content increased the rate of hydration and hence the temperature in the concrete. Higher wind speeds contributed to more cooling of the concrete which, in some cases, resulted in cracking due to contraction of the material. Cracking due to contraction also occurred when the ambient temperature was decreased. The ambient temperature did not have a significant impact on the rate of hydration, but instead the impact was larger from the initial temperature of the fresh concrete. A higher initial temperature of the fresh concrete increased the rate of hydration, which increased the temperature in the material. The degree of restraint could only be varied in translation in ConTeSt and hence the effect on the strain development was not that significant. A crack risk analysis was performed where the developed tensile stresses were compared with the tensile strength of the concrete. The same factors were varied as in the sensitivity analysis. The results showed that the tensile strength was exceeded for most of the cases and thus that the crack risk was high. The required equipment, in order to perform the measurements on site, consisted of 7 strain gauges of the module KM-100B from TML Tokyo Sokki Kenkyujo, 2 data loggers of the module Spider-8 from HBM, at least a 25 m ø9 mm 5-core shielded cable and a computer with the software Catman Easy. / Värmeutvecklingen som uppstår på grund av hydratationen av cement är viktig att beakta vid gjutning av massiva betongkonstruktioner. Detta brukar göras genom simuleringar av värmeutvecklingen och hållfasthetstillväxten med hjälp av olika finita element (FE) program. I detta projekt har programmet ConTeSt använts för att på förhand kunna förutse temperatur - och töjningsutvecklingen i en massiv betongvägg. I och med detta kan bl.a. gjutningen planeras bättre samtidigt som ekonomiska besparingar kan åstadkommas om eventuella risker kan kartläggas innan gjutningen påbörjas. En ledmur bakom ett av utskoven i Storfinnforsens kraftverk undersöktes närmare i samband med en ombyggnad. Möjligheten uppstod att planera en mätning av gjutningen av ledmuren samt att utföra simuleringar av väggen i ConTeSt. En känslighetsanalys utfördes för att undersöka effekterna på temperatur- och töjningsutvecklingen genom att variera cementhalten, omgivningstemperaturen, vindhastigheten och graden av tvång i förskjutningen i längdriktningen av väggen. Resultaten visade att högre cementhalter ökade graden av hydratation vilket ökade temperaturen i betongen. Högre vindhastigheter bidrog till snabbare kylning av betongen vilket i vissa fall lett till sprickor på grund av kontraktion av materialet. Sprickor till följd av kontraktion uppstod även då omgivningstemperaturen sänktes. Omgivningstemperaturen hade ingen större påverkan på hydratationen, utan istället var det temperaturen av den färska betongmassan som visade större påverkan. Högre temperatur av den färska betongmassan ökade graden av hydratation vilket ökade temperaturen i betongen. Graden av tvång kunde i ConTeSt endast varieras i förskjutningen i längdriktningen av väggen vilket inte hade någon större effekt på töjningsutvecklingen. En sprickrisk analys utfördes där den utvecklade dragspänningen jämfördes med draghållfastheten. Analysen utfördes genom att variera samma faktorer som varierades i känslighetsanalysen. Resultaten visade att draghållfastheten överskreds i de flesta fall och att därmed sprickrisken var hög. För att genomföra mätningen blev slutsatsen att det behövs 7 st töjningsgivare av modell KM-100B från TML Tokyo Sokki Kenkyujo, 2 st data logger av typ Spider8 från HBM samt minst en 25 m ø9 mm skärmad 5-kärnkabel, inklusive en dator med programvaran Catman Easy.