De fleste mennesker anser beton for at være uigennemtrængelig – det er trods alt det, der bruges til at lave svømmebassiner og køkkenvaske. Og det meste beton er faktisk næsten vandtæt. Men en ny slags beton, som tillader vand at strømme næsten uhindret igennem, er ved at blive mere og mere populær. Gennemtrængelig beton anvendes især til anlæg af parkeringspladser, men også til fortove, cykelstier, legepladser og erosionsbekæmpelse. Dugivende betonbelægning er dog ikke egnet til områder med stor trafikmængde eller høje hastigheder.

Blandingen er alt

Dugivende beton er et ret simpelt materiale – typisk ærtegrus, portlandcement og vand (meget cement, lidt vand og ingen fint granulat). En typisk kubikmeter gennemtrængelig beton består af 2650 pund #89 grus, 600 pund portlandcement og et vand-cementforhold på ca. 0,30. Denne blanding giver en trykstyrke på ca. 2500 psi og et effektivt hulrumsforhold på 20 %. Det vil gøre det muligt for vand at dræne ind i bærelaget med en hastighed på 2 til 18 gallon pr. minut pr. kvadratfod – 275 til 400 tommer regn pr. time – meget mere end du sandsynligvis nogensinde vil opleve.

På en byggeplads er tingene dog sjældent så enkle. Der anvendes forskellige tilsætningsstoffer afhængigt af tilslagsmaterialet og miljøforholdene. “Vi bruger luftfremkaldende midler, vandreducerende midler, nogle retarderende midler og nogle gange en viskositetsmodifikator”, siger Dale Fisher, PCI Systems, Alpharetta, Ga., en entreprenør, der har specialiseret sig i gennemtrængelige betonbelægninger. “Blandingsdesignet er alt afgørende. Vi er ofte nødt til at justere den en smule i marken. Vi specificerer betonen efter enhedsvægt, hvilket fortæller os om hulrumsstrukturen. Vi bruger 15-20 % hulrum til parkeringspladser. Men på et busstoppested for nylig med tungere belastninger gik vi over til en højere enhedsvægt og ca. 12 % hulrum for at opnå en højere styrke.” Anvendelse af en lille mængde finstoffer er en almindelig måde at øge trykstyrken på, men det vil reducere drænhastigheden. Ofte er de fine stoffer flyveaske eller slaggecement. “Vi udfører test af enhedsvægten, fordi de fortæller os, hvad der sker med blandingen”, siger Fisher. “Hvis den er tung, kan det betyde, at der er flere finstoffer, så vi ændrer blandingen for at holde den lidt tørrere. Hvis den er let, kan vi hælde den lidt vådere.”

Pervøs beton produceres typisk i et færdigblandet anlæg og leveres med blanderbiler, men den kan ikke pumpes. Ohio Concrete, der udgives af Ohio Ready Mixed Concrete Association, sponsorerede for nylig et demonstrationsarbejde med gennemtrængelig belægning, som blev installeret af Ball Brothers Foundations, Monroe, Ohio. Moraine Materials leverede betonen. Ohio Concrete rapporterer, at “for at dosere en maksimal belastning på 8 kubik yard, tilsatte de luftindtrængende tilsætningsstoffer først med halvdelen af vandet, derefter det grove aggregat, derefter cementen og derefter resten af vandet”. Dette gav en vellykket blanding.

En gennemtrængelig belægning er imidlertid ikke blot belægningen, men snarere et system af jord, underlag og belægning (se sidebar). Hver del af systemet er afgørende for succes.

Design og konstruktion

Et eksempel på en specifikation findes på webstedet hos Charger Enterprises, en betonentreprenør i Seminole, Fla. (www.chargerconcrete.com). Der har i mange år været anvendt perverse belægninger i Florida, og Charger har opnået stor erfaring. Det blev bemærket, at en vigtig første overvejelse er jorden under underlaget – nogle kan være uegnede, da jorden skal kunne bære underlaget, belægningen og de belastninger, der vil blive anvendt. Få en geoteknisk ingeniør til at vurdere jorden.

Det første lag mod jorden er typisk et ikke-vævet geotekstilstof (et stof, der let dræner). Dette toppes med et underlag, der er konstrueret med mindst 6 tommer sten nr. 57, der er godt komprimeret, så det “ikke vil blive sporet af en fuldt lastet færdigblandet lastbil”, ifølge Charger’s websted.

Brolægningens tykkelse vil variere alt efter dens designbelastning og hvor meget vand, som belægningen og underlaget forventes at lagre, men 6 tommer er en typisk tykkelse for parkeringspladser. Entreprenøren indstiller afretningsskinnerne eller sideformerne, idet han ofte under afstribningen afskærer dem ½ til ¾ tomme højere end den endelige overfladehøjde for at muliggøre en senere komprimering med valser.

Under et nyligt PCI-projekt, hvor der blev bygget en Safeway-parkeringsplads i Denver (se sidebar), dirigerede en arbejdsmand renden og skubbede betonen med hånden nedad med næsten nul-sump-betonen. Andre flyttede betonen ind på plads med come-alongs. Når et nyt lastvognslæs ankom, sprøjtede arbejderne den 15 minutter lange kolde fuge med vand. Da betonen var på plads og groft afskåret, blev overfladen komprimeret og færdigbehandlet med en spærgulv efterfulgt af en håndbetjent stålrørsvalse, der jævnligt blev sprøjtet med formningsolie for at forhindre klæbning. Til sidst satte arbejderne kridtstreger og skar sammentrækningsfuger med en standardafstand ved hjælp af en rulle med en 1½-tommers finne. Kanterne blev derefter bearbejdet med værktøj, og den endelige spartling blev afsluttet.

Vibration er ikke effektiv til gennemtrængelig beton. “Når vibrationer kommer i kontakt med normal beton, “smelter” det eller synker ned i en konsolideret masse forårsaget af både skub og træk fra vibrationsenergien”, siger David Mitchell fra Bunyan. “I perv har den energi, der leveres af vibrationer, kun skub og opbygger en smuldrende masse i stedet for at konsolidere den. En afretningsrulle* anvender skubning, der påføres overfladen fra overfladen af et roterende rør. Dette komprimerer materialet og konsoliderer det, mens det bevæger sig frem over overfladen. Det snurrende rør bevæger sig let i begge retninger, hvilket gør det muligt for operatørerne at lægge mere materiale på overfladen og slå det igen.”

* Fisher bruger en Bunyan Striker.

Overfladeprofilen er ikke kritisk med gennemtrængelig beton – du får ingen fuglebade – og en typisk specifikation kræver en maksimal afvigelse på 3/8 tommer i 10 fod. “Planhed er vigtigere for bunden af underlaget end for belægningen”, påpeger Fisher. “Jo fladere jorden er, jo mere vand kan fortovet og underlaget holde til. Selv en hældning på 2 % vil gøre det muligt for vandet at løbe ud ret hurtigt og ødelægge en del af formålet.” På skrånende arealer er jordoverfladen nogle gange terrasseret for at hjælpe systemet med at holde på vandet. På et nyligt projekt med en parkeringsplads i Atlanta for byens bibliotek installerede PCI en 4000 kubikfod stor “dam” i underlaget (et system af slidsede og massive PVC-rør). Det vand, der lagres i dette system, vil blive brugt til vanding af bibliotekets landskabspleje.

På grund af det meget lave vand-cementforhold og den åbne matrix, der tillader luftbevægelse gennem betonmatrixen, kan pervious beton tørre meget hurtigt ud. Hærdning er derfor kritisk. “Jeg har set dårligt hærdet gennemtrængelig beton, som man kunne grave ud med hænderne”, siger Fisher. Forkert hærdning kan være den hyppigste årsag til fejl på gennemgående beton. Charger anbefaler, at hærdningen påbegyndes inden for 20 minutter efter betonens placering. Standard våd hærdning, f.eks. med sprinklere, er dog ikke en mulighed, da overskydende vand vil løbe igennem og vaske pastaen ned i bunden af belægningen og ødelægge permeabiliteten. Derfor dækkes belægningen simpelthen med 6-mil polyethylenplader, der forsegles tæt ned, nogle gange forud for en let tåge under tørre forhold.

Holdbarhed i brug

Der har været gennemtrængelige anlæg, der ikke har fungeret som forventet på grund af manglende erfaring med design, materialer eller konstruktion. Hvis der er for mange finstoffer og for meget vand, kan pastaen bundfælde sig og danne et uigennemtrængeligt lag i bunden af belægningen. Hvis blandingen er for tør, kan den være ubearbejdelig. Hvis entreprenøren overbehandler overfladen, kan der dannes et uigennemtrængeligt lag. Hvis hærdningen ikke er korrekt udført, får betonen ikke styrke. Men alle disse problemer kan let overvindes med erfaring.

Objektioner, der typisk rejses om gennemtrængelig beton i brug, er, at den vil blive ødelagt af frost/ tøbrud, eller at den vil blive tilstoppet af snavs. National Ready Mixed Concrete Association (www.nrmca.org) har udarbejdet en fremragende brochure om gennemtrængelig beton, der imødegår disse anklager. Det vigtigste i forbindelse med frost og tøbrud er, at der er blevet anlagt mange vellykkede gennemtrængelige belægninger i kolde klimaer. NRMCA anfører, at disse belægninger “har to fælles designtræk – cementpastaen er luftindtrængt, og den gennemtrængelige beton er placeret på 6 til 12 tommer drænbart underlag af aggregat.”

Spukning er heller ikke rigtig et problem, så længe jorden ikke eroderer ind på belægningsoverfladen. “Tilstopning bør ikke være et problem med en god gennemtrængelig belægning”, siger Fisher. “Du kan vaske og støvsuge det, hvis du har brug for det, og det vil genoprette 90 % af den oprindelige dræning. Hvis det ikke vil dræne, er det mere sandsynligt, at det er en dårlig belægning end at den er tilstoppet.”

Pervøs betonbelægning er på vej til en parkeringsplads i nærheden af dig. “Der er ikke ret mange gode entreprenører af gennemtrængelige belægninger derude lige nu”, siger Fisher, “simpelthen fordi de ikke har erfaringen. Det vil komme efterhånden som flere bliver placeret. NRMCA er ved at oprette en håndværkercertificering for gennemtrængelige belægninger, som burde hjælpe meget.”

For oplysninger om PCI Systems, gå til www.pervious.com: for oplysninger om Bunyan, gå til www.bunyanusa.com.

Fordele ved gennemtrængelig beton

• Retenderer regnvand, så der ikke er behov for tilbageholdelsesbassiner til parkeringspladser.
• Gør det muligt for regnvand at infiltrere i jorden for at genopfylde grundvandsmagasinerne.
• Holder belægningsfladerne tørre, selv i våde situationer som f.eks. drivhuse.
• Gør det muligt for parkeringspladser at være isfri i områder med frost/tøvejr, da snesmeltning straks løber af overfladen.
• Gør det muligt for vand og luft at komme til træernes rødder inden for et parkeringsområde.
• Aerobiske bakterier, der udvikles i belægningsmatrixen, kan nedbryde olie og fjerne andre forurenende stoffer fra vand, der skylles af overfladen.
• Lysreflektivitet, der er højere end ved asfaltoverflader, reducerer varmeøeffekten og sparer belysningsomkostninger.
• Gør det muligt for et projekt at opnå LEED-point.
• Kan opsamle og tilbageholde vand, som kan bruges til vanding.

Perforerende parkeringsplads

I december 2004 installerede PCI Systems en skelsættende perforerende betonparkeringsplads ved en Safeway-butik i Denver. “Parkeringspladsen var en udskiftning, og der blev anvendt gennemtrængelig beton efter kraftig opfordring fra byen for at kompensere for behovet for et regnvandsopbevaringssystem”, sagde NRMCA’s ekspert i gennemtrængelig beton Dan Huffman. På grund af det kolde vejr blev hærdningen fulgt op med isoleringsdækkener. Denne grund vil blive den ultimative test af frost/dug-bestandighed, da den med Denvers solrige dage og kolde nætter ofte vil være fugtig. En af belægningens første store test var en snestorm i slutningen af april. Den følgende eftermiddag var fordelene ved gennemtrængelig beton indlysende.

Design af gennemtrængelig belægning

• Hældningen af jorden bør typisk ikke overstige 5 %.
• Det må ikke anvendes i områder med potentiel forurening (f.eks. tankstationer).
• Vandspejl skal være mindst 1,5 meter under soklen.
• Bedsten skal være mindst 1,5 meter under soklen.

Jorden

• Jorden skal være ukomprimeret og jævn.
• Den underliggende jords gennemtrængelighed skal være testet og fundet acceptabel.
• Der må ikke være organisk materiale, der kan nedbrydes og give mulighed for sætning.
• Ekspansive lerarter er ikke egnede.
• Med dårligt nedsivningsdygtige jorde kan systemet udformes til at tilbageholde alt regnvand.
• Med meget sandede jorde kan den gennemtrængelige beton placeres direkte oven på sandet.

Geotekstilvæv

• Undergrunden og siderne af udgravningen skal dækkes af et ikke-vævet geotekstilvæv; i Pennsylvania Stormwater Management Manual er Mirafi 140N, Amoco 4547 og Geotex 451 anført som acceptable typer.

Aggregatunderlag

• Dybden af underlaget afhænger af den afstrømningsmængde, der skal tilbageholdes.
• Sørg for et hulrum på 40 %.
• Den anbefalede sten er 6 til 12 tommer #57 sten.

Pervøs beton

• Blandes med #89 vasket sten, 600 pund portlandcement pr. kubikyard, 0,30 w/c-ratio, men intet sand.
• Typisk har 20 % til 25 % hulrum.
• Bygges til at tillade en vandinfiltrationshastighed på 20 tommer pr. time.
• Er seks tommer eller mere i dybden.
• Slagtes af med en vibrerende afretningsmaskine og rulles med en stålrørsvalse eller groft slagtes af og komprimeres med en rulleafretningsmaskine.
• Dækkes med plast og hærdes i mindst syv dage.