Influence of different types of fine aggregate on concrete composition

Transkript

1 Influence of different types of fine aggregate on concrete composition Claus Pade, CBI:s informationsdag, 12 march 2009

2 Types of fine aggregate n n n n Naturgrus 0/8, Sweden, natural pit aggregate Kross B 0/8, Sweden, crushed rock Kross C 0/8, Sweden, crushed rock Søsand 0/4, Denmark, sea dredged Kross Naturgrus Søsand Claus Pade, CBI:s informationsdag, 12 march 2009

3 Grading curves of fine aggregate ) (% g sin a P ,063 0,125 0,25 0, Particle size (mm) Naturgrus 0/8 Kross B 0/8 Kross C 0/8 Søsand 0/4 Claus Pade, CBI:s informationsdag, 12 march 2009

4 Reference concrete composition C30 Material kg/m 3 Byggcement (Skövde) 311,6 Water 181,6 Superplasticizer 1,365 Naturgrus 0/8 1107,7 Kross 8/16 750,5 Water to cement ratio 0,583 SP dosage (% wt of cement) 0,438 Fixed Fine aggr:coarse aggr (volume basis) 60:40 Claus Pade, CBI:s informationsdag, 12 march 2009

5 Particle packing binary diagrams 100% Kross 8/16 0% 100% Kross 8/16 0% Packing = 0,763 Packing = 0,804 0% Naturgrus 0/8 100% Diagrams obtained with 4C- Packing 0% Kross B 0/8 100% Claus Pade, CBI:s informationsdag, 12 march 2009

6 Particle packing binary diagrams 100% Kross 8/16 0% 100% Kross 8/16 0% Packing = 0,815 Packing = 0,786 0% Søsand 0/4 100% Diagrams obtained with 4C- Packing 0% Kross B 0/8 100% Claus Pade, CBI:s informationsdag, 12 march 2009

7 Aggregate grading curves ) (% g sin a P ,063 0,125 0,25 0, ,5 Particle size (mm) 60% Naturgrus 0/8 + 40% Kross 8/16 60% Kross B 0/8 + 40% Kross 8/16 60% Kross C 0/8 + 40% Kross 8/16 48% Søsand 0/4 + 52% Kross 8/16 Claus Pade, CBI:s informationsdag, 12 march 2009

8 Tested concrete compositions Material Naturgrus Kross B Kross C Søsand Mix 1 Mix 2 Mix 1 Mix 2 Mix 1 Mix 2 Mix 1 Mix 2 Cement (kg/m 3 ) Water (kg/m 3 ) , Fine aggregate (kg/m 3 ) Coarse Aggregate (kg/m 3 ) SP (kg/m 3 ) 1,365 1,204 1,808 1,535 1,744 1,552 1,281 1,121 w/c-ratio 0,583 0,583 0,583 0,583 0,583 0,583 0,583 0,583 SP (% of cement) 0,438 0,438 0,438 0,438 0,438 0,438 0,438 0,438 Slump (mm) Claus Pade, CBI:s informationsdag, 12 march 2009

9 Cement requirement ) g / m (k t n te n t c o e n e m C % Kross C 0/8 + 40% Kross 8/16 60% Kross B 0/8 + 40% Kross 8/16 60% Naturgrus 0/8 + 40% Kross 8/16 48% Søsand 0/4 + 52% Kross 8/ Slump (mm) Claus Pade, CBI:s informationsdag, 12 march 2009

10 Concrete images after slump test Concrete with Kross B 0/8 slump 240 mm Concrete with Naturgrus 0/8 slump 205 mm Concrete with Søsand 0/4 slump 205 mm Claus Pade, CBI:s informationsdag, 12 march 2009

11 Conclusions n Concrete made with manufactured (crushed) fine aggregate required significantly more cement - 80 to 100 kg/m 3 - than concrete made with natural fine aggregate to obtain the same consistency. n Concrete made with sea dredged fine aggregate (Søsand 0/4) required the least cement of four types of fine aggregate tested - 15 to 20 kg/m 3 less than natural pit sand (Naturgrus 0/8) to obtain the same consistency. Claus Pade, CBI:s informationsdag, 12 march 2009

12 Concrete aggregates from crushed hard rock - why, - where, - how? Svein Willy Danielsen SINTEF Building and Infrastructure SINTEF Building and Infrastructure 1

13 By considering the development in construction activities, we can estimate that close to 80% of the sand/gravel ever taken out of the nature, has been consumed in our generation. How do we continue from there? SINTEF Building and Infrastructure 2

14 The availability of materials will be one of the important global market drivers in the years to come (Prof. Roger Flanagan UK) SINTEF Building and Infrastructure 3

15 Mineral aggregates can only be extracted where nature has placed them Or alternatively in densely populated areas with protests against dust, noise and traffic So quarries may have to be located in the countryside where constraints against development are intense. SINTEF Building and Infrastructure 4

16 But the aggregates have to be used where society needs them Which may result in traffic pollution and excess use of energy SINTEF Building and Infrastructure 5

17 Some international key figures Global demand for aggregates is some 15 billion tons/year Expected to increase to 22 billion, where China alone will account for some 6 billion European aggregate industry produced >3 billion tons in 2005, at a value of >40 billion 47 % sand/gravel, 45 % crushed hard rock The remaining part was recycled and artificial materials Production took place in quarries European concrete production is almost 600 mill m3, and uses approx 1,2 billion tons of aggregates per year SINTEF Building and Infrastructure 6

18 Europe has approx 500 mill people Expected average consumption of mineral aggregates 10 tons per capita Total of 5 bill tons per year Europe wide Assuming an average equivalent road transport distance of 40 km 200 billion ton-km per year for aggregate transport, which means approx 20 billion tons of CO2 emission annually Two key questions: Where do we find these resources on a long range? How long will society accept this CO2 emission? SINTEF Building and Infrastructure 7

19 SINTEF Building and Infrastructure 8

20 Norwegian relevance Large total resources (sand/gravel) Theoretically 12 m3 450 years Much less available resources (50 15%) Land use conflicts Geological issues / technical quality Location, practical availability Size, production economy About 50% of total resources too far from realistic markets Shortage near most populated areas within years SINTEF Building and Infrastructure 9

21 % distribution for some countries % Crushed Recycled Of European total prod. Of Eur. no. of quarries Norway 72 <<1 1,8 16 Sweden ,6 6,5 Netherlands ,6 0,7 Germany UK ,6 France 54 2,5 13,5 9,5 Spain 65 <<1 15 6,8 SINTEF Building and Infrastructure 10

22 Development in sand/gravel versus crushed rock (Norway) Production value mill. NOK Mill. t 2002 Year Sand/ gravel Crushed hard rock Total % sand/ gravel SINTEF Building and Infrastructure 11

23 Four essential phases in aggregate business 1. Inventory and planning 2. Quarrying and production 3. Use of aggregates in construction 4. Reclamation of mined-out area SINTEF Building and Infrastructure 12

24 Sustainability: Resource management is the key access to resources the main challenge. Any encroach upon nature should be justified by increased values for the society, both relating to the products made and to the area left for later use. SINTEF Building and Infrastructure 13

25 Aggregate technology Materials technology The use of aggregates The basic interdependency in aggregate technology Production technology The processing of aggregates Knowledge of geology The basis for aggregates sources SINTEF Building and Infrastructure 14

26 BEDROCK MAP OF NORWAY WITH IMPORTANT AGGREGATE DEPOSITS Kvalsund, quartzite Tromsø, gneiss Bjørnevatn, gneiss TROMSØ Bø,gabbro Bergneset gabbro Løddingen syenite Sortland, gneiss Ballangen, gabbro Mosjøen, gabbro BODØ Legend PERMIAN ROCKS (OSLO REGION) (250 to 290 million years) Nordmarkite, larvikite, granite Basalt, rhombeporphyry DEVONIAN ROCKS (350 to 400 million years) Sandstone, conglomerate Nord-Fosen, gneiss Bjugn, gneiss Ottersbo,quartzite TRONDHEIM Visnes, ecogite Viken/Fræna, gneiss Rausand gneiss Ålesund, gneiss Bremanger, Dyrstad Bremanger, Gulestø sandstone Hyllestad Trondhjemite Halsvik, gneiss Eikefet, gneiss Ørsjødal, sand/gravel Vassfjellet gabbro and Lia CALEDONIAN ROCKS (400 to 650 million years) Granite, trondhjemite Gabbro, anorthosite, amphibolite Schist, micaceous slates Greenstone Sandstone, schist Marble PRECAMBRIAN ROCKS (BASEMENT) (600 to 2900 million years) Granite Gabbro, anorthosite, amphibolite Basalt, rhyolite Sandstone, micaceous schist Gneiss, migmatite Austerpollen Granite/gneiss OSLO Dal, gneiss Hønefoss gneiss Feiring, gneiss IMPORTANT NORWEGIAN AGGREGATE DEPOSITS IN PRODUCTION Espevik, granite Jelsa, gneiss Ta u, Quartzdiorite STAVANGER Dirdal, gneiss Hellevik, anorthosite Fjordstein, Anorthosite/gabbro Årdal, sand/gravel Helle, sand/gravel Frafjord, sand/gravel Hedrum /Tjølling/ Skien, Svartbukt, larvikite gneiss Kragerø, gabbro Vinterbro, gneiss Juve, granite Himberg/Freste, syenite Brekke, gneiss Aggregate production Aggregate for export 2004 Sand/gravel for export 2004 Hausvik, gneiss Kristiansand, gneiss SINTEF Building and Infrastructure 15

27 Materials technology has to a large degree been developed in dependence of the aggregate resources available, and thus of the local/regional geological conditions SINTEF Building and Infrastructure 16

28 Developments in production and use of manufactured aggregates in Norway A holistic approach to enable local supply and production Utilize local resources of sand and hard rock Minimize long transport of remote materials Obtain a no-waste production Plan for an optimum mass balance in production and market Minimize the need for depositing surplus products Two directions for technology development Improved aggregate production from hard rock A tolerant concrete mix design that plays with the aggregates Development of integrated, industrial plants Aggregate quarry Materials production (asphalt, concrete) Waste handling/recycling SINTEF Building and Infrastructure 17

29 What can we achieve by using crushed rock aggregates in concrete? New developed technology opens new possibilities Aggregate production Concrete proportioning Utilise the properties of different rock types More design opportunities Have a more industrialised production Less surprises Utilise surplus sizes Mass balance Less need for fines deposits no-waste production Competitive but different materials properties SINTEF Building and Infrastructure 18

30 Suitable rock type Pre-conditions to make concrete with exclusively crushed aggregates: Specific proportioning not just replace the natural sand Cubicity in the medium grain size fraction Control of the 0-2 mm grading SINTEF Building and Infrastructure 19

31 Crusher Particle Shape Secondary and Tertiary Compression Crusher Sand BarmacSAND SINTEF Building and Infrastructure 20

32 Feed: 60 tph 0-2 mm Moisture ca 2% Buell dry classifying plant at Skien Quarry Gravitational GI Centrifugal Filter SINTEF Building and Infrastructure 21

33 Splitting strength as a function of density SINTEF Building and Infrastructure 22

34 Splitting strength as a function of w/c ratio. Samples with cubical/rounded aggregates give considerably higher strength values SINTEF Building and Infrastructure 23

35 Sikterest (%) Specially designed 0-2 mm gradations (crushed Skien) used in the research programme ,063 0,125 0,25 0, ,6 8 Sikt (mm) 0 Aggregates used: Skien crushed 2-5 Skien crushed 5-8 Natural sand 0-8 Skien filler Limestone filler Sikterest (%) ,063 0,125 0,25 0, ,6 8 Sikt (mm) SINTEF Building and Infrastructure 24

36 Comparison of filler gradation FA cement Limestone filler Gneiss filler (1) Gneiss filler (2) Filler fraction in natural sand SINTEF Building and Infrastructure 25

37 Future action and research 1. Tools for mineral resource management 2. Concepts and technologies for optimum production and use SINTEF Building and Infrastructure 26

38 Research topics Concepts for competitive use of manufactured aggregates Technology to benefit from specific rock properties Utilisation of secondary aggregates /marginal resources Concepts to constantly obtain mass balance (100% utilisation) Concepts to use more kinds of local materials, all new materials technology? Integrated plant concepts, with cost effective production More economically feasible subsurface quarrying, combined with establishing SINTEF Building underground and Infrastructure space 27

39 Crushed hard rock aggregates for concrete A need A challenge And an opportunity SINTEF Building and Infrastructure 28

40 Krossballastbetong - översikt och framtida planer Björn Lagerblad

41 Regeringens miljömål 2010 ska uttaget av naturgrus i landet vara högst 12 miljoner ton per år och andelen återanvänt material utgöra minst 15 % av ballast användningen Mton Krossberg (Crushed bedrock) Övrigt (Others) * Morän (Till) Naturgrus (Sand and gravel) *) Absoluta merparten av "övrigt" består av krossat berg bl. a. från separata krossar, skrotsten, överskottssten från industrimineral- och prydnadsstensbrytning

42 För närvarande tillverkas cirka 6 miljoner kubikmeter betong Stenen (8-16 mm) är oftast av kross medan gruset (0-8 mm) är naturgrus. År 2008 förbrukades något över 2 miljoner ton cement i Sverige varav huvuddelen gick till betong. Detta motsvarar 7 miljoner kubikmeter betong där varje kubikmeter betong innehåller cirka 1 ton 0-8. Detta medför att betong kräver cirka 7 miljoner ton förädlad naturgrus vilket i sin tur medför att betong förbrukar mer än 1/3 av all naturgrus. Skall vi minska förbrukningen av naturgrus minska så måste vi kunna ersätta 0-8 mm naturgrus med motsvarande krossgrus. Betong är inte den största avnämaren av ballast. Cirka % av all ballast går till betong.

43 Problem Största delen av Sverige är uppbyggd av granitiska bergarter. De flesta befintliga bergtäkter ligger graniska bergarter Internationellt undviker man ofta att göra betong av finmaterial från granitiska bergarter Vanligast är att förutom naturballast använda finballast från utvalda kalkstenar. Dessutom används finballast från krossad kvartsit eller diabas/basalt Alla olika bergarter ger olika problem vilket fordrar kunskap vid brytning och användning

44 Granit som finballast i betong Problemet ligger i att granitiska bergarter ger finmaterial med flisig och flakig form. Framför allt beror detta på att de kan innehålla höga halter glimmer. För att lösa detta måste man; Välja rätt bergart Välja rätt krossteknik Mineralbearbeta Sikta, tvätta etc Proportionera betongen med hänsyn tagen till krossballastens egenskaper.

45 Forskningsprojekt med medel från energimyndigheterna Med dagens ballast och betongframställningsteknik resulterar en övergång från naturgrus till krossgrus i en ökning av cementbehovet med ca. 5 % på grund av ogynnsam kornform och kornkurva samt 3 % på grund av minskad tryckhållfasthet. Detta motsvarar en energiförbrukning vid cementproduktionen på 200 GWh. Projektets mål är att helt motverka denna ökning i cementbehov och att också vidareutveckla tekniken så att en generell minskning med 5 % sker trots övergång till krossad ballast. Projektet skall resultera i: Riktlinjer för etablering av bergtäkt inbegripande kriterier avseende bergets lämplighet för tillverkning av fingrus till betong Riktlinjer för betongtillverkarens kravspecifikation av ballast till betong Proportioneringsprogram som beaktar grusets kornform och kornfördelning Inom projektet skall ett antal Case-studies genomföras där konsekvenserna av en övergång från naturgrus till krossgrus studeras och utvecklade verktyg testas.

46 Forskningsprojekt med medel från MinBas II Ger övergången till krossballast några problem; Hur påverkas luftporsystemet och frostbeständigheten Kan finballast från graniter ge ASR Hur påverkas krympningen. Krympning, 0,8 0,7 0,6 0,5 0,4 0,3 0,2 0,1 0,0 Grundrecept Naturgrus Grundrecept Grundrecept 0,0 0,2 0,4 0,6 0,8 1,0 1,2 1,4 Flytmedelsdos % Naturgrus Gladö Kolmetorp Kleva Med sämre finmaterial krävs mera flytmedel vilket i sin tur ger större krympning

47 Granitens problem är flakighet i finfraktionen F-shape µm Flakig Kubisk Lic A-L Persson KTH F-shape är kvoten mellan längsta och kortaste avståndet i en partikel.

48 Geometriska data från olika graniter N1 C10 (Bra) C7 (Dålig)

49 Geometrisk skillnad mellan olika fraktioner i olika typer av grus.

50 Flytgränsspänning [Pa] N1 C1 C3 C5 C7 C9 C11 C13 N2 C2 C4 C6 C8 C10 C12 C Finmaterial < 0.25 mm [vol.- %] Samma betong men med olika 0-2 mm material. Finmaterialet är den mest väsentliga variablen Olika finmaterial ger olika reologi Samma betong olika grus 0-2 Underås Enhörna Vambåsa Vambåsa* Kleva Gladö Arlanda Kållered Vändele Kolmetorp Enhörna* Stöningsberget 0 Betong

51 Petrografisk analys på olika graniter 100% 0,075-0,125 mm 75% 50% 25% 0% 100% K1 K2 K3 K4 K5 K6 K7 K8 K9 K10 K11 K12 K13 K14 K15 K16 N1 0,125-0,25 mm 75% 50% 25% 0% 100% K1 K2 K3 K4 K5 K6 K7 K8 Prov K9 K10 K11 K12 K13 K14 K15 K16 N1 1-2 mm 75% 50% 25% 0% K1 K2 K3 K4 K5 K6 K7 K8 K9 K10 K11 K12 K13 K14 K15 K16 N1 Glimmer Kvarts Fältspat Hornblände Pyroxen Salisk Mafisk

52 Effekt av vindsiktning 1 0,75 N3 Vindsiktad 0,063-0,5 Vindsiktad 0,5-2 Visar två fraktioner separerade med vindsikt F-aspekt 0,5 Den flakigare formen hos 0,063-0,5 beror på att glimmerpartiklarna vid vindsiktningen hamnar här. 0,25 0 0,075-0,125 0,125-0,25 0,25-0,5 0,5-1 Detta medför att man kan minska glimmerhalten genom att vindsikta och sedan endast använda den grövre fraktionen. Fraktion

53 Granitfamiljen. Olika graniter har olika sammansättning. Om man väljer rätt granit utan glimmer och med mycket fältspat så får man en bra finballast för betongtillverkning. Kvarts 100 % Kvartsrik granit Kvartssyenit Granit Granodiorit Kvartsdiorit Kvartsmonsonit Syenit Diorit Alkalifältspat 100 % Kvarts 0 % Plagioklas 100 %

54 Vad gör man Väljer rätt bergart Kubiserar (fungerar sämre på finballast) Vindsiktar (Glimmeranrikning i finare fraktioner Tvätta (Tar bort överskott av filler) Ta bort glimmer (magnetseparation, flotering Optimal proportionering anpassad för den specifika krossprodukten

55 Diskussion-Transportavstånd Det finns graniter och kalkstenar vars finmaterial fungerar i det närmaste lika bra som naturballast i betong. Detta fordrar emellertid transporter vilket är dyrt och energikrävande. För att lösa detta bör man öppna mindre täkter nära betongfabrik med optimal ballast. Detta fordrar att kriterierna för täkttillstånd omprövas. Bättre kross och bearbetningsteknik kan möjliggöra användning av lokalt restberg.

56 Inverkan av produktionsteknik på krossballasts vatten- och cementbehov i bruk CBI:s informationsdag 2009 Mikael Westerholm André Horta 1

57 Energieffektiv framställning av betong med krossat bergmaterial Mål: att motverka den ökning i cementbehov som en övergång till krossballast generellt leder till. Bild. Cementa AB Bild. Cementa AB Val av berg Produktionsteknik Proportionering 2

58 Ballasten utvärderas i cementbruk (0/2 mm) Cirka 50 olika ballastmaterial Cementbruk med vct 0,57 Viskometer τ Skjuvspänning [Pa] τ = τ 0 + μ pl γ τ 0 1 μ pl Skjuvhastighet [1/s] γ 3

59 Reologi/arbetbarhet hos 0/2 mm bruk 700 Flytgränsspänning [Pa] Naturgrus Ballastens egenskaper avgör dess lämplighet för betongtillverkning: Kornform Mineralogi Gradering Plastisk viskositet [Pa s] 4

60 Reducera finmaterialmängden - vindsiktning Ballast Luftintag Grövre material Quarry Management Journal, Juni 2008 Finmaterial Luftintag Passerande [%] Dela upp ballasten i flera fraktioner och anpassa graderingen Glimmer kan delvis avskiljas Naturgrus Krossballast 0,01 0, Sikt [mm] 5

61 Reducera finmaterialmängden - vindsiktning 700 Flytgränsspänning [Pa] Spridning vid lika gradering Ballastens gradering av mycket stor betydelse! Den högre viskositeten kan relateras till skillnader i kornform Plastisk viskositet [Pa s] 6

62 Reducera finmaterialmängden - potentiell cementbesparing 250 Naturballast (N3) Flytgränsspänning [Pa] Konkrossad (K40) "Vindsiktad" (K40) +10 % cement +5 % cement Vindsiktning ger en potentiell cementbesparing på ca. 10 % för detta krossgrus Plastisk viskositet [Pa s] 7

63 Krossteknik - kornform N1 Ballast från två täkter: Konkross VSI-kross (Kubisering) C10 (Bra) C7 (Dålig) F-aspekt= D min / Dmax 8

64 Krossteknik - kornform 1 0,75 Naturgrus (N3) Konkross (K40) VSI-kross (K40) VSI-kross (kubisering): Förbättrad kornform F-aspekt 0,5 0,25 Störst effekt på grövre fraktioner Ingen förbättring i kornform hos finmaterialet 0 0,075-0,125 0,125-0,25 0,25-0,5 0,5-1 Fraktion 9

65 Krossteknik - kornform F-aspekt 1 0,75 0,5 0,25 Naturballast (N3) Konkross (K55) VSI-kross (K55) VSI-kross (kubisering): Förbättrad kornform Störst effekt på grövre fraktioner Ingen förbättring i kornform hos finmaterialet 0 0,125-0,25 0,25-0,5 0,5-1 Fraktion 10

66 Krossteknik - reologi Flytgränsspänning [Pa] Naturgrus (N3) Konkross (K40) VSI-kross (K40) VSI-kross (kubisering): Tydlig förbättring av reologin. Medelbra 1 0,75 Naturgrus (N3) Konkross (K40) VSI-kross (K40) bra 0 F-aspekt 0, ,25 Plastisk viskositet [Pa s] 0 0,075-0,125 0,125-0,25 0,25-0,5 0,5-1 Fraktion 11

67 Krossteknik - reologi Flytgränsspänning [Pa] N3 Konkross (K55) VSI-kross (K55) VSI-kross (kubisering): Tydlig förbättring av reologin. Dåligt 1 0,75 Naturballast (N3) Konkross (K55) VSI-kross (K55) medelbra 0 F-aspekt 0, ,25 Plastisk viskositet [Pa s] 0 0,125-0,25 0,25-0,5 0,5-1 Fraktion 12

68 Potentiell cementbesparing genom VSIkrossning Flytgränsspänning [Pa] N3 Konkrossad (K40) "Vindsiktad" (K40) VSI-krossad (K40) +15 % cement VSI-krossning +vindsiktning ger en potentiell cementbesparing på ca. 15 % för detta krossgrus Plastisk viskositet [Pa s] 13

69 Sammanfattning Ballast från krossat berg har generellt en ogynnsam kornform samt stort finmaterialinnehåll. Vindsiktning ger en signifikant minskning av de flesta krossgrus vatten/cement/flytmedelsbehov. Potentiell cementbesparing på 10 %. VSI-krossning resulterade i en signifikant förbättring av ballastens kornform. Framförallt i grövre fraktioner. 14

70 Sammanfattning I finfraktionen observerades dock ingen förbättring av kornformen. Signifikant förbättring av reologin. Medelbra till bra. Potentiell cementbesparing på ca. 15 %. 15

71 Hur välja ballast till helkrossbetong? Gram 2009

72 Grov ballast 8-16 mm Gram 2009

73 Grov ballast 4-8 mm Gram 2009

74 Metoder att bestämma stenens kornform LT-index, SS EN Flisighetsindex, SS EN Handgripligen mäta och väga Bildanalys på korn ingjutna i betong eller plast Gram 2009

75 Handgripligen mäta och väga Längd mm Bredd mm Vikt g L/D ,06 3,3 21 8,5 2,47 2, ,15 3, ,33 2,6 23 8,5 3,06 2, ,96 2, ,13 3,8 21 8,5 2,66 2, ,45 1,4 27 8,5 3,02 3,2 20, , ,69 2, ,07 1,8 19,5 11 2,3 1, ,7 2, ,64 2,4 19,5 7,5 1,6 2, ,8 396,5 164,5 47,29 2,4 22,0 9,14 2,63 2,4 Gram 2009

76 Grov ballast Flisighetsindex - harpsikt Flisighet Flisighet Fraktion 8-16 mm 4-8 mm , , , , , ,0 22 Gram 2009

77 Bildanalys Gram 2009

78 Kornformens betydelse L/D = 1 Volymbehov: π*r 3 /3/r 3 Stenhalt 800 kg/m3 38% Vikt: 5,05 g L/D = 3,4 Densitet: 2630 kg/m 3 Volymbehov: 3,4*1*1/5,05/2630 Stenhalt 700 kg/m3 56% Gram 2009

79 Kornformens betydelse och konsistensens betydelse Konsistens S2 tenhalt 650 kg/m 3 66 % Konsistens - SKB tenhalt 500 kg/m 3 96 % Gram 2009

80 Kornformens och konsistensens betydelse för cementbehovet Mindre bra kornforn lägre stenhalt Lösare konsistens lägre stenhalt Lägre stenhalt ökat cement- och vattenbehov! Gram 2009

81 Välj således sten med så lågt flisighetsindex som möjligt Flisighetstal < 5 Bra 5-10 Acceptabelt? Besvärligt > Olämpligt till lösa betonger? Men ballast < 4 mm? Gram 2009

82 Ballastkorn < 4 mm? Även här är kornformen viktig!! Här finns ingen standard för kornform Bildanalys omständigt. Gram 2009

83 0-4 mm kan delas in i tre områden < 0,125 mm >1,0 mm Upp till 30% Upp till 50 % Gram 2009 Filler

84 Fin ballast Fraktion > 1,0 mm Bestämning av flisighetstal Lars Stenlid, Skanska Gram 2009

85 Ej normerat men nedskalning från SS-EN Flisighetsindex fraktioner < 4 mm Fraktion Vikt (g) Spalt, mm Vikt passerar 3,15/ ,2 14 1,6/ ,8 12 1/1, ,63 1,2 6 Flisighetstal Gram 2009 Lars Stenlid, Skanska

86 Fin ballast Flödestid Packning CamFlow Fraktion 0-4 mm Torra fraktioner 0,063-2 mm 1,6-2 mm Bruk eller mikrobruk Gram 2009

87 Flödestiden ger mått på både kornform och ytråhet Flödestid för 125 g: Fraktion Natur Kross Kross 4 5 3,15/4 x x x 2-3,15 x x x 1,6/2 5,71 6,09 7,10 1,25-1,6 4,78 5,39 6,07 1/1,25 4,15 4,81 5,36 Ju kortare flödestid, desto bättre reologi Gram 2009

88 Lös packning samma sak Lös packning Fraktion Natur Kross Kross 4 5 3,15/4 50,6 2-3,15 49,9 50,4 47,6 1,6/2 48,9 48,9 44,8 1,25-1,6 49,4 48,1 43,8 1/1,25 49,6 47,2 43,2 Ju högre värde, desto bättre reologi Gram 2009

89 Fin ballast Fraktionen mellan 0,125 och 1 mm < 0,125 mm >1,0 mm Fraktionen eller delar därav kan också studeras med hjälp av lös packning och flödestid eller CamFlow/utflyt med kon Upp till 50 % Upp till 30% Fill Gram 2009

90 Fin ballast Fraktioner < 0,125 mm - Fillerfraktionen CamFlow utflyt med kon < 0,125 mm >1,0 mm Upp till 30% Upp till 50 % Gram 2009 Fill

91 Fin ballast Filler < 0,125 mm Blanda cement och vatten med vct=0,4 fyll kon mät diametern Byt ut 50% av cementet mot fillern, jämför. 100 % Cement 50 % Stenmjölsfiller 50 % Kalkfiller Gram 2009

92 Sammanfattning Kornformen har stor inverkan på betongens reologi Detta gäller i alla fraktioner Ju mindre kornen är desto svårare att bestämma kornformen Flisighetstalet är en enkel metod för fraktioner ner till 1 mm Flödestid och lös packning ger mått på både kornform och yta Flödestid och lös packning underlättar jämförelsen mellan olika grus Bruks- och mikrobruksförsök med Hägermankon underlättar också jämförelsen mellan olika fin ballast. 1-4 mm 0,125-1 mm < 0,125 mm Gram 2009