De flesta människor anser att betong är ogenomtränglig – den används trots allt för att göra simbassänger och köksbänkar. Och den mesta betongen är faktiskt nästan vattentät. Men en ny typ av betong som tillåter vatten att rinna igenom praktiskt taget obehindrat håller på att bli allt populärare. Genomsläpplig betong används främst vid byggandet av parkeringsplatser, men även för trottoarer, cykelvägar, lekplatser och erosionsskydd. Djupgående betongbeläggningar är dock inte lämpliga för områden med hög trafikvolym eller höga hastigheter.

Blandningen är allt

Djupgående betong är ett ganska enkelt material – vanligtvis ärtgrus, portlandcement och vatten (mycket cement, lite vatten och inget fint ballastmaterial). En typisk kubikmeter genomsläpplig betong skulle bestå av 2650 pund grus #89, 600 pund portlandcement och ett vattencementförhållande på cirka 0,30. Denna blandning ger en tryckhållfasthet på cirka 2 500 psi och ett effektivt hålrumsförhållande på 20 %. Det gör att vatten kan rinna in i grundskiktet med en hastighet av 2 till 18 gallon per minut per kvadratfot – 275 till 400 tum regn per timme – mycket mer än vad du någonsin kommer att uppleva.

På en arbetsplats är det dock sällan så enkelt. Olika tillsatser används beroende på aggregatet och miljöförhållandena. ”Vi använder luftinblandare, vattenreducerare, vissa fördröjare och ibland en viskositetsmodifierare”, säger Dale Fisher, PCI Systems, Alpharetta, Ga, en entreprenör som specialiserat sig på genomsläppliga betongbeläggningar. ”Blandningens utformning är allt. Vi måste ofta justera den lite på plats. Vi specificerar betongen efter enhetsvikt, vilket ger oss information om hålrumsstrukturen. Vi använder 15-20 % hålrum för parkeringsplatser. Men på en busshållplats nyligen, med tyngre belastning, gick vi över till en högre enhetsvikt och ca 12 % hålrum för att få högre hållfasthet.” Att använda en liten mängd finkorn är ett vanligt sätt att öka tryckhållfastheten, men det minskar dräneringshastigheten. Ofta består finmaterialet av flygaska eller slaggcement. ”Vi utför tester av enhetsvikten eftersom de talar om för oss vad som händer med blandningen”, säger Fisher. ”Om den är tung kan det betyda mer finkorn, så vi ändrar blandningen för att hålla den lite torrare. Om den är lätt kan vi hälla den lite fuktigare.”

Pervös betong tillverkas vanligtvis i en färdigblandningsanläggning och levereras med mixervagnar, men den kan inte pumpas. Ohio Concrete, som publiceras av Ohio Ready Mixed Concrete Association, sponsrade nyligen en demonstration av genomsläpplig betong som installerades av Ball Brothers Foundations, Monroe, Ohio. Moraine Materials levererade betongen. Ohio Concrete rapporterar att: ”För att blanda en last på maximalt 8 kubikyard lade de till luftinblandande tillsatser först med hälften av vattnet, sedan grovt aggregat, sedan cement och sedan resten av vattnet”. Detta gav en lyckad blandning.

En genomsläpplig beläggning är dock inte bara beläggningen utan snarare ett system av jord, underlag och beläggning (se sidobladet). Varje del av systemet är viktig för att lyckas.

Design och konstruktion

En exempelspecifikation finns på webbplatsen för Charger Enterprises, en betongentreprenör i Seminole, Fla. (www.chargerconcrete.com). Persiverande beläggningar har använts i Florida i många år, och Charger har skaffat sig mycket erfarenhet. Företaget påpekade att ett viktigt första övervägande är jorden under underlaget – vissa kan vara olämpliga eftersom jorden måste kunna bära underlaget, beläggningen och de belastningar som kommer att tillämpas. Be en geoteknisk ingenjör att utvärdera jorden.

Det första lagret mot jorden är vanligtvis en icke vävd geotextilväv (en väv som lätt dräneras). Detta toppas med ett underlag som är konstruerat med minst 6 tum av sten nr 57, väl komprimerat så att det ”inte blir spårat av en fullastad färdigblandad lastbil”, enligt Charger’s webbplats.

Tjockleken på beläggningen kommer att variera beroende på dess konstruktionsbelastning och hur mycket vatten som beläggningen och underlaget förväntas lagra, men 6 tum är en typisk tjocklek för en parkeringsplats. Entreprenören ställer in avjämningsskenorna eller sidoformerna, och skymmer dem ofta under avbaningen ½ till ¾ tum högre än den slutliga ytans höjd för att möjliggöra kompaktering senare med valsar.

Under ett nyligen genomfört PCI-projekt för att bygga en Safeway-parkeringsplats i Denver (se sidofältet) riktade en arbetare in rännan och tryckte ner betongen med handen, som nästan inte hade någon form av sättning. Andra flyttade betongen på plats med hjälp av kom- och långdistanser. När en ny lastbilslast anlände sprutade arbetarna den 15 minuter långa kalla fogen med vatten. När betongen var på plats och grovt avslagen kompakterades och färdigställdes ytan med en avjämningsmaskin som följdes av en handdriven stålrörsrulle som regelbundet besprutades med formsättningsolja för att förhindra att den fastnar. Slutligen satte arbetarna upp kritstreck och skar kontraktionsfogar med standardavstånd med hjälp av en vals med en 1½-tumsfinna. Kanterna bearbetades sedan med verktyg och den slutliga spacklingen avslutades.

Vibration är inte effektivt för genomsläpplig betong. ”När vibrationer kommer i kontakt med normal betong ”smälter” den, eller sjunker ner i en konsoliderad massa som orsakas av både tryck och drag från vibrationsenergin”, säger David Mitchell från Bunyan. ”I perv har den energi som levereras av vibrationer endast dragkraft och bygger upp en sönderfallande massa i stället för att konsolidera den. En avjämningsrulle* använder sig av skjuvning som appliceras på ytan från ytan på ett snurrande rör. Detta komprimerar materialet och konsoliderar det när det rör sig fram över ytan. Det snurrande röret rör sig lätt i båda riktningarna, vilket gör det möjligt för operatörer att så mer material på ytan och slå det igen.”

* Fisher använder en Bunyan Striker.

Oberytans profil är inte kritisk med genomsläpplig betong – du kommer inte att få några fågelbad – och en typisk specifikation kräver en avvikelse på maximalt 3/8-tums avvikelse på 10 fot. ”Planhet är viktigare för botten av underlaget än för beläggningen”, påpekar Fisher. ”Ju plattare marken är, desto mer vatten kan trottoaren och underlaget hålla. Även en lutning på 2 % skulle göra att vattnet rinner ut ganska snabbt och motverka en del av syftet.” På sluttande områden är markytan ibland terrasserad för att hjälpa systemet att hålla kvar vattnet. Vid ett nyligen genomfört parkeringsprojekt i Atlanta för stadsbiblioteket installerade PCI en 4000 kubikmeter stor ”damm” i underlaget (ett system av slitsade och solida PVC-rör). Vattnet som lagras i detta system kommer att användas för bevattning av bibliotekets landskapsarkitektur.

På grund av det mycket låga förhållandet mellan vatten och cement och den öppna matrisen som tillåter luftrörelser genom betongmatrisen kan genomsläpplig betong torka ut mycket snabbt. Härdningen är därför kritisk. ”Jag har sett dåligt härdad genomsläpplig betong som man kan gräva ut med händerna”, säger Fisher. Felaktig härdning kan vara den vanligaste orsaken till att genomsläpplig betong går sönder. Charger rekommenderar att härdningen påbörjas inom 20 minuter efter det att betongen lagts ut. Standard våt härdning, t.ex. med sprinkler, är dock inte ett alternativ, eftersom överskottsvatten skulle rinna igenom och tvätta ner pasta till botten av beläggningen och förstöra genomsläppligheten. Därför täcks beläggningen helt enkelt med 6-mil polyetenplåt som förseglas ordentligt, vilket ibland föregås av en lätt dimma under torra förhållanden.

Hållbarhet i drift

Det har funnits genomsläppliga installationer som inte fungerat som förväntat på grund av bristande erfarenhet av utformning, material eller konstruktion. Om det finns för många finkorn och för mycket vatten kan pastan sedimentera och bilda ett ogenomträngligt lager i botten av beläggningen. Om blandningen är för torr kan den bli obearbetbar. Om entreprenören överbehandlar ytan kan ett ogenomträngligt lager bildas. Om härdningen inte sker på rätt sätt får betongen ingen styrka. Men alla dessa problem kan lätt övervinnas med erfarenhet.

Objektioner som vanligtvis tas upp om genomsläpplig betong i drift är att den kommer att förstöras av frost och töväder eller att den kommer att täppas till av smuts. National Ready Mixed Concrete Association (www.nrmca.org) har tagit fram en utmärkt broschyr om genomsläpplig betong som bemöter dessa anklagelser. Slutsatsen när det gäller frysning/töbildning är att det har funnits många framgångsrika genomsläppliga beläggningar som placerats i kalla klimat. NRMCA uppger att dessa beläggningar ”har två gemensamma konstruktionsegenskaper – cementpastan är luftintagen och den genomsläppliga betongen är placerad på 6 till 12 tum av dränerbart ballastunderlag.”

Pluggning är inte heller något problem, så länge som jorden inte eroderar på beläggningsytan. ”Det borde inte vara något problem med en bra genomsläpplig beläggning”, säger Fisher. ”Du kan tvätta och dammsuga den om du behöver, och det återställer 90 procent av den ursprungliga dräneringen. Om det inte dräneras är det troligare att det är en dålig beläggning än att den är igensatt.”

Pervös betongbeläggning är på väg till en parkeringsplats nära dig. ”Det finns inte så många bra entreprenörer av genomsläpplig betong där ute just nu”, säger Fisher, ”helt enkelt för att de inte har erfarenheten. Det kommer att komma i takt med att fler placeras. NRMCA håller på att skapa en hantverkarcertifiering för genomsläpplig betong som borde hjälpa mycket.”

För information om PCI Systems, gå till www.pervious.com: för information om Bunyan, gå till www.bunyanusa.com.

Fördelar med genomsläpplig betong

• Retenderar dagvatten så att fördröjningsdammar inte behövs för parkeringsplatser.
• Gör det möjligt för dagvatten att infiltrera i marken för att fylla på grundvattenakviferer.
• Håller trottoarytor torra även i våta situationer som i växthus.
• Gör det möjligt för parkeringsplatser att vara isfria i områden med frost och töväder eftersom snösmältning omedelbart dräneras från ytan.
• Gör det möjligt för vatten och luft att nå rötterna på träd inom ett parkeringsområde.
• Aeroba bakterier som utvecklas i beläggningsmatrisen kan bryta ner olja och avlägsna andra föroreningar från vatten som sköljs bort från ytan.
• Ljusreflektivitet som är högre än med asfaltsytor minskar värmeöeffekten och sparar belysningskostnader.
• Gör det möjligt för ett projekt att få LEED-poäng.
• Kan samla upp och hålla kvar vatten som kan användas för bevattning.

Djupgående parkeringsplats

I december 2004 installerade PCI Systems en landmärke i form av en parkeringsplats i genomsläpplig betong vid en Safeway-butik i Denver. ”Parkeringsplatsen var en ersättning, och genomsläpplig betong användes på stadens starka uppmuntran för att kompensera behovet av ett system för dagvattenretention”, säger Dan Huffman, expert på genomsläpplig betong från NRMCA. På grund av det kalla vädret följdes härdningen av isoleringsfiltar. Denna tomt kommer att bli det ultimata testet på hållbarhet vid frost och tjäle, eftersom Denver har soliga dagar och kalla nätter och därför ofta kommer att cykla under fuktiga förhållanden. Ett av beläggningens första stora test var en snöstorm i slutet av april. På eftermiddagen efteråt var fördelarna med genomsläpplig betong uppenbara.

Design av genomsläpplig beläggning

• Bakgrundens lutning bör vanligtvis inte överstiga 5 %.
• Använd inte i områden med potentiell förorening (till exempel bensinstationer).
• Vattennivån måste ligga minst en meter under basen.
• Bedreget måste ligga minst en meter under basen.

Jorden

• Jorden måste vara okompakterad och jämn.
• Den underliggande jordens genomsläpplighet måste testas och vara godtagbar.
• Det får inte finnas något organiskt material som kan brytas ned och möjliggöra sättningar.
• Expansiv lera är inte lämplig.
• Med jordar med dålig perkolation kan systemet utformas så att allt regnvatten hålls kvar.
• Med mycket sandiga jordar kan den genomsläppliga betongen placeras direkt ovanpå sanden.

Geotextilväv

• Underlaget och grävningens sidor måste täckas av en icke vävd geotextilväv; i Pennsylvania Stormwater Management Manual anges Mirafi 140N, Amoco 4547 och Geotex 451 som godtagbara typer.

Aggregatunderlag

• Djupet på underlaget beror på den avrinningsvolym som ska hållas kvar.
• Säkerställ ett hålrum på 40 %.
• Sammanlagd sten föreslås vara 6 till 12 tum av #57 sten.

Vattenbetong

• Blandning med #89 tvättad sten, 600 pund portlandcement per kubikyard, 0,30 w/c-förhållande, men ingen sand.
• Typiskt sett har 20 % till 25 % hålrum.
• Byggd för att möjliggöra en vatteninfiltrationshastighet på 20 tum per timme.
• Det är sex tum eller mer i djup.
• Sköljs av med en vibrerande avjämningsmaskin och rullas med en stålrörsrulle, eller grovt sköljs av och kompakteras med en avjämningsmaskin.
• Täckt med plast och härdat i minst sju dagar.