CEMENTBASERAD BERGSINJEKTERING BRUKSSAMMANSÄTTNINGENS PÅVERKAN PÅ TUNNELDRIFTEN 10 APRIL 2014 TOMAS CEDERHAMMAR/PERNILLA PETERSÉN SIKA SVERIGE AB
CEMENTBASERAD BERGSINJEKTERING Kort bakgrund- varför arbetar Sika med bergsinjektering? Material för cementbaserad bergsinjektering Vad finns det för möjligheter? Referensprojekt Summering 2 2014-04.10 NVF seminarium/workshop Injektering
KORT BAKGRUND- VARFÖR ARBETAR SIKA MED BERGSINJEKTERING? Året var 1910 och allt började med vattentätning! Sika grundades av Kaspar Winkler i Zürich år 1910 Första produkten var Sika-1, en vattentätande tillsats för cementbruk, och denna finns fortfarande i sortimentet! 3 2014-04.10 NVF seminarium/workshop Injektering
KORT BAKGRUND- VARFÖR ARBETAR SIKA MED BERGSINJEKTERING? 4 2014-04.10 NVF seminarium/workshop Injektering
KORT BAKGRUND- VARFÖR ARBETAR SIKA MED BERGSINJEKTERING? Idag: vattentätning inom en mängd olika tillämpningsområden Kompletta inom tunnelbyggnad! Arbetet med injekteringen i fält/projekt passar oss (koncept för sprutbetong)! Stor utvecklare av tillsatsmedel inom betongteknologi 5 2014-04.10 NVF seminarium/workshop Injektering
KORT BAKGRUND- VARFÖR ARBETAR SIKA MED BERGSINJEKTERING? Vattentätning Bergsinjektering (injekteringscement & tillsatsmedel) Injektering (kemisk injektering- material & utrustning) Foglösningar (fogband, svällprofiler, injekteringsslangar, limmade lösningar) Dräneringssystem Tunnelmembran Shotcrete Acceleratorer Fiber Torrsprutningsbruker (inkl. brandskyddsbruker) Betonglining Betong (mix design, tillsatsmedel inkl. vattentätande tillsatsmedel, pigment etc.) Skyddssystem (Sika TubbingProof-1) Ytterligare produkter: Bultbruker Reparationssystem Hydrofobering, ytskydd, färg mm 6 2014-04.10 NVF seminarium/workshop Injektering
MATERIAL FÖR CEMENTBASERAD BERGSINJEKTERING Sika isystem Injekteringscement Namn Inj30 MF20 UF16 UF12 Klinker Anl. cem Bas. cem Anl. cem Anl. cem D95 (μm) 30 20 16 12 BET-yta (m 2 /kg) 1300 2650 1600 2200 Tillsatsmedel Namn Sika iflow-1 Sika iacc-1 Cementa HPM Cementa SetControl II Typ Dispergering Accelerator Flyttillsats Accelerator / (Flyttillsats) 7 2014-04.10 NVF seminarium/workshop Injektering
MATERIAL FÖR CEMENTBASERAD INJEKTERING Brukets egenskaper Mätningar & metoder som vi tillämpar: Filtreringsegenskaper - Filterpump (SS-EN 14497:2004) - NES-utrustning (spaltmetod) Reologi (rheometer) Bindetid (fallkon) Indirekt reologi- Marshkon Densitet (luftinnehåll) Vattenseparation (SS-EN 445) 8 2014-04.10 NVF seminarium/workshop Injektering
MATERIAL FÖR CEMENTBASERAD INJEKTERING Nyckelegenskaper Inträngningsegenskaper Brukets förmåga att tränga in i bergets spricköppningar Mäts genom filteregenskaper Spridningsegenskaper Brukets förmåga att transporteras/spridas i bergssprickan Mäts genom reologiska egenskaper- skjuvgräns och viskositet Bindetid 9 2014-04.10 NVF seminarium/workshop Injektering
MATERIAL FÖR CEMENTBASERAD INJEKTERING Labbtester Parametrar som påverkar bruksegenskaperna: Cement Tillsatsmedel Vattencementtal (vct) Blandning Tid (ålder) Temperatur 10 2014-04.10 NVF seminarium/workshop Injektering
MATERIAL FÖR CEMENTBASERAD BERGSINJEKTERING Dispergeringsmedel, vad är det? Ett tillsatsmedel som genom sin starka elektrostatiska och steriska effekt repellerar de fina cementpartiklarna under injekteringsprocessen 11 2014-04.10 NVF seminarium/workshop Injektering
MATERIAL FÖR CEMENTBASERAD BERGSINJEKTERING Dispergeringsmedel, vad är det? - Förbättrade filteregenskaper (inträngningsförmåga) miljömässigt perspektiv! - Verkar över tid - Möjlighet att justera reologi - Möjlighet att sänka vct med bibehållna/förbättrade flytegenskaper, vilket resulterar i: - Stabilt bruk - Möjliggör tillsats av dispergeringsmedel vilket i sin tur påverkar filteregenskaperna - Förkortad bindetid - Minskad krympning (risk för nya läckagevägar) - Ett tätare bruk med bättre hållbarhet (motstånd mot aggressivt vatten etc) 12 2014-04.10 NVF seminarium/workshop Injektering
MATERIAL FÖR CEMENTBASERAD BERGSINJEKTERING Dispergeringsmedel- kontentan är: Använd alltid ett effektivt dispergeringsmedel! 13 2014-04.10 NVF seminarium/workshop Injektering
MATERIAL FÖR CEMENTBASERAD BERGSINJEKTERING Lignosulfonat statisk repulsion Naftalensulfonat statisk repulsion Melaminsulfonat statisk repulsion 2L Vinylcopolymer sterisk repulsion Polykarboxylat sterisk repulsion 14 2014-04.10 NVF seminarium/workshop Injektering
VAD FINNS DET FÖR MÖJLIGHETER? Möjlighet att skräddarsy.. Här med Injektering 30, vct 0,8 15 2014-04.10 NVF seminarium/workshop Injektering
VAD FINNS DET FÖR MÖJLIGHETER?..utan att påverka bindetiden 16 2014-04.10 NVF seminarium/workshop Injektering
VAD FINNS DET FÖR MÖJLIGHETER?.och samma för finare cementsorter 17 2014-04.10 NVF seminarium/workshop Injektering
VAD FINNS DET FÖR MÖJLIGHETER? Hallandsåsen Norsborg Citybanan Ulricehamnstunneln (RV40) Tanumshede Kvarnholmsförbindelsen 18 2014-04.10 NVF seminarium/workshop Injektering
VAD FINNS DET FÖR MÖJLIGHETER? Så var det det här med bindetiden.. Är den viktig? Olika skolor 19 2014-04.10 NVF seminarium/workshop Injektering
VAD FINNS DET FÖR MÖJLIGHETER? Oavsett- finns det i specifikationerna så är det väl viktigt för entreprenören.. Urklipp ur modern specifikation: Betyder det att man kan få en snabbare tunneldrift? 20 2014-04.10 NVF seminarium/workshop Injektering
VAD FINNS DET FÖR MÖJLIGHETER? Minska vct! Bindetiden är en av alla positiva effekter.. Bindetidsaccelerator Typvärden Injektering30, tid till 0,5 kpa i 20 C vct utan bindetidsacc med bindetidsacc 0,6 3 h 1,5 h 0,8 6 h 3 h 1,2 > 6 h 5 h Och lågt vct är inte ett tjockt bruk - justeras med dispergeringsmedel! 21 2014-04.10 NVF seminarium/workshop Injektering
VAD FINNS DET FÖR MÖJLIGHETER? Pluggaccelerator (momentan härdning dvs)- varför inte?! Mixerhus anpassat för säker dosering 22 2014-04.10 NVF seminarium/workshop Injektering
VAD FINNS DET FÖR MÖJLIGHETER? Idag mäts bindetiden genom s.k. muggtest på site Om bindetiden är viktig tekniskt, bör den mätas med bättre metod? Om bindetiden är viktig för framdriften, skulle en bättre mätmetod minska säkerhetsmariginalen vad gäller väntetid? 23 2014-04.10 NVF seminarium/workshop Injektering
VAD FINNS DET FÖR MÖJLIGHETER? Inom sprutbetong idag- Sika Pulsment Patenterad Mätning med hjälp av ultraljud Möjligt även med injekteringsbruk! 24 2014-04.10 NVF seminarium/workshop Injektering
SLUTSATS Effektivare tunneldrivning genom: - Rätt material på rätt plats dvs specifika bruksegenskaper för att undvika onödig injektering (liten utbredning med hög täthet på skärmen) - Förkortad bindetid genom sänkt vct (med bibehållna reologiska egenskaper) - Förkortad bindetid genom tillsats av bindetidsaccelerator - Förkortad väntetid genom tillsats av pluggaccelerator - Förkortad väntetid genom förbättrad mätmetod för bindetid Verktygslådan, och därmed möjligheten, för en effektivare tunneldrivning är stor! 25 2013-10-30 Workshop ÅF-Bergteknik - Cementbaserad bergsinjektering