Energieffektiv framställning av betong baserad på krossballast Björn Lagerblad H-E Gram Mikael Westerholm André Horta
Cement och miljö Krossat berg är mera kantigt och flakigt än naturballast Betong blir mera styv och trögflytande För att kompensera för detta måste man tillföra mera vatten För att behålla styrkan måste då även cementhalten öka Cirka 5 % av all till atmosfären tillförd koldioxid kommer från cementtillverkning Konsekvensen av krossat berg som ballast blir att cementförbrukningen ökar vilket i sig är ett miljöproblem
Vad kan man göra För att minska cementåtgången måste man lära sig att klassificera krossballast på ett sådant sätt att man kan göra en cementoptimal betong Man måste lära sig att välja rätt berg och/eller att processa berg på ett sådant sätt att man kan få en cementoptimal betong
Analysmetodik Beskrivning Arbetbarhet/reologi Ställföreträdande tester Bergartsklassificering Tunnslip Petrografi Tunnslip kornform Röntgendiff Mineralogi. Mikrobruk Bruksreologi Krossgrus -2 mm Sandekvivalent Lasersiktkurva Vanlig siktkurva Betongförsök Packningsgrad BET-yta
Passerande [%] Passerande [%] Variation <2mm: Vanlig sikt, Mineralogi, Lasersikt, Kornform % 8% 6% 4% 2% % 9 8 7 6 5 4 3 2 1 N1 N3 K32 K33 K3 K31 K38 K39 K28 K35 K34 K45 K24 K47 K46 K44 K29 K26 K27 K25 K52 K4-2 K41-2 K4-3 K51 K53 K54 K55-1 K55 K59 K48 K6-1 K58 K57 K56 K4-1 K41-1 K6.1.1, 1 2 5 -, 2 5 mm 1 1 Sikt [mm] K1 K2 K3 K4 K5 K6 K7 K8 K9 K1 K11 K12 K13 K14 K15 K16 N1 P r o v Glimmer Kvarts Fältspat Hornblände Pyroxen Övriga Mafisk Salisk 9 8 7 6 5 4 3 2 1 N1 (265 m2/kg) N2 (3845 m2/kg) N3 (2343 m2/kg) K24 (1671 m2/kg) K25 (3735 m2/kg) K26 (597 m2/kg) K27 (133 m2/kg) K28 (191 m2/kg) K29 ( m2/kg) K3 (157 m2/kg) K31 (995 m2/kg) K32 (3224 m2/kg) K33 (1593 m2/kg) K34 (547 m2/kg) K35 (699 m2/kg) K36-1 (1587 m2/kg) K36-2 (1624 m2/kg) K36-3 (1438 m2/kg) K37-1 (1582 m2/kg) K37-2 (1539 m2/kg) K37-3 (1472 m2/kg) K38 (289 m2/kg) K39 (1623 m2/kg) K4-1 (1541 m2/kg) K4-2 (1279 m2/kg) K4-3 (1648 m2/kg) K41-1 (917 m2/kg) K41-2 (1174 m2/kg) K42-1 (231 m2/kg) K42-2 (88 m2/kg) K43-1 (2464 m2/kg) K43-2 (171 m2/kg) K44 (1174 m2/kg) K45 (754 m2/kg) K46 (1132 m2/kg) K47 (1792 m2/kg) K48 212 m2/kg K49-1 (124 m2/kg) K49-2 (1741 m2/kg) K5-1 (585 m2/kg) K5-2 (442 m2/kg) K51 (1181 m2/kg) K52 (2233 m2/kg) K53 (23 m2/kg) K54 (498 m2/kg) K55 (182 m2/kg) K55-1 (193 m2/kg) K56 (969 m2/kg) K57 (1448 m2/kg) K58 (151 m2/kg) K59 (1619 m2/kg) K6 (737 m2/kg) K6-1 (579 m2/kg).1 1 1 Kornstorlek [µm] N1 C1 (Bra) C7 (Dålig)
2 1,5,25,125,75 <,75 Yield stress [Pa] % Passing 4 Optimal gradering -2 mm material Grading Curves % 8% 6% 4% 2% Grading 1 Grading 2 Grading 3 Grading 4 3 25 2 Grading effect on rheology K5 K49 K43 % Sieve [mm] 15 5 o Grading 1 o Grading 2 o Grading 3 o Grading 4 2 4 6 8 Plastic viscosity [Pa.s]
Flytgränsspänning [Pa] Effekt av gradering (/2 mm) på betongreologi 8 7 6 5 4 Grading Mix 1 Grading Mix 2 Grading Mix 3 Grading Mix 4 /2 Rikssten /8 Rikssten + 8/16 Vendels 35 kg byggcement Vct,57 Konstant flytmedelsdos (SP) Kross K23 3 2 1 2 3 4 5 6 7 8 9 Plastisk viskositet [Pa s]
Yield stress [Pa] Effekt av gradering 4 3 Reference vs original grading Natural Aggregate Original Grading Reference Grading 2 2 4 6 8 1 Plastic viscosity [Pa.s]
Yield Stress [Pa] Yield stress [Pa] Effekt av superplasticerare Effect of SP - Original Grading Effect of SP - Grading 2 4 4 Natural aggregate No SP No SP 2ml SP 3 2 ml SP 3 Natural aggregate 2 2 2 4 6 8 1 2 4 6 Plastic viscosity [Pa.s] Plastic viscosity [Pa.s]
Yield Stress [Pa] Yield Stress [Pa] K2 - Byggcement Reduction K23 - Byggcement Reduction 3, 4, 25, 2, 15, No Red. 5% Red. 1% Red. 15% Red. 35, 3, 25, 2, No Red. 1% Red., 5,, - Gd. 1 - Gd. 2 - Gd. 3 - Gd. 4, 2, 4, 6, 8, 1, Plastic Viskosity [Pa.s] Byggcement Vct = Konst. (,57) 15,, 5,, - Gd. 1 - Gd. 2 - Gd. 3 - Gd. 4, 2, 4, 6, 8, 1, Plastic Viskosity [Pa.s] Byggcement Vct = Konst. (,57)
Sättmått [mm] Blandning av bra och mindre bra ballast. Mätning som sättmått. Högt värde är bättre Sättmått - 7% /2 mm och 3 % 2/4 mm 16 14 12 Inget flymedel Flytmedel ~3g per kg cement 8 6 4 2 K5 - /4 mm K5 - /2 mm K57 - /2 mm K57 - /4 mm K57-2/4 mm K5-2/4 mm
Ökning till /8 mm betong -2mm fraktion P. Viskositet Flytgränsspänning Sättmått K2 (Bra) 14,6 165 24 K57 (Dålig) 12,8 621 115 Tillsats av 12 g flytmedel -2mm fraktion P. Viskositet Flytgränsspänning Sättmått K2 9,2 57 255 K57 21,5 345 21
Tryckhållfasthet [MPa] 5 Tryckhållfasthet med cementreduction/16 mm betong 4 27 kg cement 14 kg filler 184 kg vatten vct =,68 SP 2,4 g/kg cem 3 2 31 kg cement 211 kg water vct =,68 SP,8 g/kg cem 29 kg ocement 51 kg filler 197 kg vatten vct =,68 SP 1,6 g/kg cem 29 kg cement 17,2 kg filler 211 kg vatten vct=,73 SP 1,4 g/kg cem 27 kg cement 34,4 kg filler 211 kg vatten vct =,78 SP,9 g/kg cem 1 w/c const. water constant 5 1 15 2 25 3 35 4 45 Cement reduktion [kg/m3] Cement ersatt med filler med konstant MinBas-dagen mängd 29 SGU-Uppsala vatten och med konstant vct
Slutsatser Välj rätt bergart (lite glimmer) Optimera /2 mm med siktning eller vindsikt Om flisig så kubisera (bergartsberoende) Om fillern bra använd flytmedel Om fillern dålig minska mängden genom tvättning eller vindsikt Ingen leromvandling Optimera recept