Use of Steel Slag in Asphalt An Environmental and Sustainable Solution

Relevanta dokument
SLAGPHALT. Projekt inom SIO-programmet för Metalliska Material Finansierat av Vinnova

Program x Välkommen Tillverkning av slaggasfalt Torbjörn Sörhuus (Ovako Bar AB) Provning och provningsmetoder

Slaggasfalt, delrapport A

Slaggasfalt en tyst och hållbar vägbeläggning för tätbebyggda områden

Polering av asfaltbeläggning Torbjörn Jacobson Investering Teknik & Miljö. Resultaten i presentationen kommer från VTI-rapporter

Bullerreducerande beläggningar Bullerreducerande asfaltbeläggningar. Torbjörn Jacobson Teknik & Miljö Investering

Stålslagg i asfaltbeläggning Fältförsök

Stålslagg i asfaltbeläggning

Asfaltdagen 2013, Hvordan møter man. miljøutfordringene på belegningssiden i Sverige. Torbjörn Jacobson Trafikverket

Egenskap Provningsmetod Utgåva Fält

Omfattning Asfaltbeläggningar. Utbildning BEUM 27 aug 2015 Göteborg. Johanna Thorsenius, Trafikverket. Kort om asfalt. Regelverk och krav

Tunga metaller / Heavy metals ICH Q3d & Farmakope. Rolf Arndt Cambrex Karlskoga

utveckling Begreppet kvalitet - asfaltbeläggningar Allmänt om kvalitet Forskningsfinansiärer och utövare FoU-projekt inom olika områden

Slaggasfalt, delrapport B

Stålslagg & Slaggasfalt

Slaggasfalt en tyst och hållbar vägbeläggning för tätbebyggda områden

SVENSK STANDARD SS-EN

Polymermodifierade bindemedel i asfaltbeläggning - erfarenheter i Sverige

SVENSK STANDARD SS-EN ISO

Nya metoder och hjälpmedel för kvalitetsuppföljning

Typblad, kontrollblad, bindemedel och konstruktionstyper för bitumenbundna lager

Measuring void content with GPR Current test with PaveScan and a comparison with traditional GPR systems. Martin Wiström, Ramboll RST

Lön, lönekostnad och arbetskraftskostnader i olika länder för arbetare inom tillverkningsindutrin år

SOLAR LIGHT SOLUTION. Giving you the advantages of sunshine. Ningbo Green Light Energy Technology Co., Ltd.

SVENSK STANDARD SS-EN ISO

Torbjörn Jacobson Asfaltdagen 2014

Smala körfält en utmaning för beläggningsbranschen? Transportforum Smala körfält - Hur påverkas slitaget av dubbdäcken

Beläggningsslitage från dubbade fordon (slitagemodellen)

SVENSK STANDARD SS-EN ISO

SVENSK STANDARD SS-EN ISO 14534

Laboratoriets kundbilaga Metodnamn Benämning i rapport Metodavsteg

SVENSK STANDARD SS-EN

Metodprov för kontroll av svetsmutterförband Kontrollbestämmelse Method test for inspection of joints of weld nut Inspection specification

SVENSK STANDARD SS-EN ISO 2578

Adding active and blended learning to an introductory mechanics course

RADIATION TEST REPORT. GAMMA: 30.45k, 59.05k, 118.8k/TM1019 Condition D

SVENSK STANDARD SS-EN ISO 11987

SVENSK STANDARD SS-EN

SVENSK STANDARD SS-EN ISO

SVENSK STANDARD SS-EN ISO

Vägytans tillstånd, historik och framtid. Johan Lang

Bakgrund. Cirkulationsplatser

SVENSK STANDARD SS-EN ISO

SVENSK STANDARD SS-EN ISO

HIGH CAPACITY TRANSPORT GROSS WEIGHT DEVELOPMENT. Status, January 24, 2019

Momento Silverline. To further protect the environment Momento introduces a new coating for our impact sockets - Momento Silverline

SVENSK STANDARD SS-EN ISO 9706

Basis for Environmental Product Declaration Smart Development Sweden

Stålbranschen arbetar utifrån ett ekosystemperspektiv exempel från företagen

SVENSK STANDARD SS-EN

Dokumentnamn Order and safety regulations for Hässleholms Kretsloppscenter. Godkänd/ansvarig Gunilla Holmberg. Kretsloppscenter

SVENSK STANDARD SS-EN ISO

NABIN 2016 Deformations resistens och Högpresterande beläggningar. Svenska erfarenheter.

Magnus Angermund Board Member FTTH Council Europe

SVENSK STANDARD SS-EN ISO 8733

SVENSK STANDARD SS-EN ISO

HÅLLBARHETSSTRATEGIER SOM BYGGER FÖRTROENDE IPSOS FRUKOSTSAMTAL 25 MARS

Metoddagen 11 februari, 2010

Energieffektiva beläggningar 2

Inkvarteringsstatistik. Göteborg & Co. Februari 2012

COPENHAGEN Environmentally Committed Accountants

Bilaga 3 Vägbeläggningars reflextionsegenskaper

Cementstabilisering. Per Lindh NCC Teknik, Malmö

SVENSK STANDARD SS-EN ISO 11341

SVENSK STANDARD SS-EN 828

Riskhantering. med exempel från Siemens

SVENSK STANDARD SS-EN ISO 9876

Beständighet hos asfaltvägar. Safwat Said Teknologidagene 2011, okt. Trondheim

SVENSK STANDARD SS-EN ISO 11734

SVENSK STANDARD SS-EN ISO 14889

Provvägsförsök på E4 Huskvarna med bullerreducerande asfaltbeläggning

SVENSK STANDARD SS-EN ISO

Laboratoriets kundbilaga Metodnamn Benämning i rapport Metodavsteg

SVENSK STANDARD SS-EN ISO 140-7

SVENSK STANDARD SS-EN

Hållbara transporter. Anders Bylund. Unrestricted Siemens AG 2016

Klimatpåverkan och de stora osäkerheterna - I Pathways bör CO2-reduktion/mål hanteras inom ett osäkerhetsintervall

Presentation Kenneth Lind

SVENSK STANDARD SS-EN

Vilka utmaningar har vi? Transportforum : Personbilar + 14 % Tung trafik + 48 % : % dubbade fordon

TETRA Chemicals Europe

Kundfokus Kunden och kundens behov är centrala i alla våra projekt

Forskningsledare Väg- och banteknik VTI

SVENSK STANDARD SS-EN ISO

TEXTURED EASY LOCK BLOCK INSTALLATION GUIDE. australianpaving.com.au

SVENSK STANDARD SS-EN 179

systems in Sweden Productivity of slash bundling at landing by a truck mounted bundler prototype Magnus Matisons Nordland Seminar

Inkvarteringsstatistik. Göteborg & Co

Biblioteket.se. A library project, not a web project. Daniel Andersson. Biblioteket.se. New Communication Channels in Libraries Budapest Nov 19, 2007

Why Steam Engine again??

3 rd October 2017

SVENSK STANDARD SS-EN ISO

TEKNISK HANDBOK DEL 2 - ANLÄGGNING. Bilaga 1

Dokumentation från Metoddagen 6 feb 2014

Transkript:

Use of Steel Slag in Asphalt An Environmental and Sustainable Solution Nick Jones Slag Business Development Manager Jernkontoret Seminar March 3 rd 2014 All information included in this presentation, including copyright and trademarks, is expressly reserved and no part of these materials may be reproduced or distributed outside of the customer s organization in any form without Harsco s prior written consent.

The Presentation Background Importance of control Steel slag properties Benefits in asphalt Steelphalt and its products 1

Harsco Global Slag Sales (T) 2

Harsco Global Slag Sales by Slag Type EAF 3

Harsco Slag Sales by Application 4

Benefits to the Steel Producer Reduce need to landfill Reduce cost of landfill/transportation Potentially conserve land Raise environmental profile of the business Potential to generate revenue (dependent on contract terms) 5

Benefits to the End User Improve environmental credentials sustainable material sourcing Improved performance More durable products Cost effective Johor Causeway Singapore 60,000 vehicles per day

Status in the UK Industry by-product Environment Agency Waste Quality Protocols Define point of full recovery to a product Financial impact assessment Technical report Risk assessment Protocol 5 th March Public Consultation Then to European Commission 7

Countries using Steel Slag in Road Construction United Kingdom USA Australia New Zealand South Africa Belgium Brazil Canada Mexico Saudi Arabia Poland France Germany Luxemburg Portugal Malaysia Singapore Norway Japan Romania Czech Republic Guatemala Greece Denmark Holland Italy 8

Steel Slag in Road Construction Unbound foundation layers Capping Sub-base Base Bound Asphalt Hydraulically bound Gbs Fly ash 9

Typical Properties EAF BOS AOD Basalt Particle Density 3.3-3.5 3.2-3.4 2.8-3.0 2.7 Water absorption < 2 < 2 < 2 1.1 Bulk Density (compacted kg/m 3 ) 1780-1860 1740-1800 1690-1720 1520 LA Abrasion Value 14-20 14-20 10-18 10 Polished Stone Value 61-64 60 61-62 62 Aggregate Abrasion Value 1-3 1-3 1-3 7 Micro Deval Coefficient 8-11 8-11 6-9 17 Magnesium Sulphate Soundness 1-2 0-2 1-2 7 10

Controlling Expansion Free lime CaO MgO No direct relationship to content Depends on minerals formed Relates to chemical composition and cooling rate Preferable to test the actual property 11

Controlling Expansion European Standard Test Method Harsco Designed Proprietary Test Equipment Graded sample of steel slag Compacted into a mould Steam passed through sample for 168 hours Volume increase measured Main factory production control for steel slag 12

Control Screen 13

% % Typical Expansion Curves BOS Slag EAF Slag 16.00 14.00 14.00 12.00 12.00 10.00 10.00 8.00 8.00 6.00 6.00 4.00 4.00 2.00 2.00 0.00 0 12 24 36 48 60 72 84 96 108 120 132 144 156 168 Time hr 0.00 0 12 24 36 48 60 72 84 96 108 120 132 144 156 168 Time hr 14

Acceptance Limits EN 13043:2002 Aggregates for bituminous mixtures and surface treatments for roads, airfields and other trafficked areas Type of steel slag BOF slag/eaf slag Expansion Percent by volume < 3.5 <6.5 <10 >10 Category V V 3.5 V 6.5 V 10 V Declared No Requirement V NR

Consequence of Failure Remedial cost liability Reputation of material Prohibition of future supplies of slag based material Potential Moratorium Ontario Closed gates on the slag industry 16

Steelphalt Coating steel slag since in 1934 Steelphalt formed 1964 Coated over 12 million tonnes of both carbon and stainless steel slag into high quality asphalt surfacing materials Manufacture EAF, BOS and stainless steel slag asphalt 17

Beneficial Properties in Asphalt Environmentally sustainable Resistance to deformation Skid resistance Resistance to abrasion Affinity to asphalt binders 6,500 Commercial Vehicle Per Day 18

Environment & Sustainability 100% 100% 80% 80% 60% 60% 40% 40% 20% 20% 0% Natural Aggregate 0% Steel Slag Recycled Aggregate Quarried Aggregate Bitumen

Deformation in the UK!!! 20

Shape Steel Slag Granite 21

Wheeltracker Resistance to deformation rutting Simulative test Test at 60 0 C 22

Steel Slag Asphalt Provides the Solution 10 8 10 6 4 Singapore Granite Steel Slag 2 0 2.4 Wheeltracking rate in mm/hr at 60 0 C 23

SteelSurf 300 Tonnes 3 Axles 15 years old 24

Skid Resistance Polished Stone Value 61-64 25

Grip Tester On-site testing Effects of environment Effects of real traffic Whole life performance 26

Aveerage Grip Number Grip values for steel slag surfacing 1,00 14mm Surface Dressing Laid 1988 0,90 0,80 0,70 0,60 0,50 0,40 0,30 18 Years Old 0,20 0,10 0,00 1991 1993 1995 1997 1999 2001 2003 2005 2007 2009 Year 27

SFC Long Term Performance 0.8 0.7 0.6 0.5 0.4 0.3 0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 22 24 26 Age of Surfacing 10mm Surface Dressing 14mm Surface Dressing 28

Regenerative Skid Resistance of Steel Slag Aggregate Why does slag maintain its skid resistance throughout its life? Study at University of Ulster Tested all basic properties + whether any change or recovery of skid resistance occurred due to the affects of environmental conditions such as rainfall Created different regimes to assess the performance of the slag Several different types of iron and steel slags used in study 29

MDE Abrasion Resistance 100 90 80 70 60 50 40 30 20 10 0 0 5 10 15 20 25 30 AAV Basalt Gritstone Slag 30

Regime 1 Soaked in water for 30 minutes pendulum tested Soaked for a further 90 minutes - pendulum tested Soaked for a further 4 hours - pendulum tested Soaked for a further 24 hours - pendulum tested Soaked for a further 2 days - pendulum tested Soaked for a further 7 days - pendulum tested Soaked for a further 14 days - pendulum tested Soaked for a further 3 months and allowed to dry for a further 2 months - pendulum tested 31

Regime 1 Results Initial drop in wet skid resistance Pronounced increase due to repeated effect of long term soaking 5 of the slags recover to between 20% and 30% above standard PSV Stainless AOD showed a drastic recovery of around 70% above standard PSV 32

% of Standard PSV Regime 1 skid resistance recovery EAF (Eng) Stainless AOD Melter BOS EAF (Wal) EAF (Aus) 180 160 140 120 100 80 60 0.01 0.1 1 10 100 1000 Time (days) 33

Regime 2 Left to dry between pendulum tests Only wetted just prior to testing standard procedure Repeat pendulum tests for subsequent periods of 4 hours 24 hours 2 days 7 days 14 days 164 days 34

Regime 2 Results Recovery of skid resistance was far less than when soaked in water All samples behaved in a similar manner Increases in skid resistance of between 12% and 22% greater than standard PSV 35

% of Standard PSV Regime 2 skid resistance recovery EAF (Eng) Stainless AOD Melter BOS EAF (Wal) EAF (Aus) 180 160 140 120 100 80 60 0.01 0.1 1 10 100 1000 Time (days) 36

Regime 3 3 hours of offset polishing 15 cycles of wetting and drying over a 3 day period Each cycle lasted 3 4 hours and consisted of wetting each mould and allowing to dry naturally at room temperature Wet skid resistance checked using pendulum after 15 cycles Soaked in water for a further 3 months Allowed to dry for a further 2 months and pendulum tested 37

Regime 3 Results Following 3 hours extreme offset polishing After just 15 cycles of wet/dry cycle (3 days) the skid resistance had recovered to between 68% and 87% of the standard PSV After extended soaking and drying (153 days) average recovery rate was 97% of standard PSV 38

% of standard PSV Regime 3 skid resistance recovery 180 EAF (Eng) Stainless AOD Melter BOS EAF (Wal) EAF (Aus) 160 140 120 100 80 60 Unpolished Standard PSV After additional 3 hours offset polishing After 15 w et/dry cycles After 153 days 39

Binder Affinity Granite Steel Slag 40

Bitumen Coverage Asphalt Binder Retention 100 90 80 70 60 50 40 30 20 10 0 0 10 20 30 40 50 60 70 Test Duration Hours Steel Slag Gravel/Sand Granite Gritstone 41

Case Study : Van Reenen s Pass - South Africa Challenge: Due to heavy traffic and steep gradients, Van Reenen s Pass on the N3 in South Africa was experiencing premature road surface deterioration Solution: Based on its UK experience with the asphalt industry, Harsco Metals supplied steel slag aggregate. The Solution was recommended by a consulting Engineer working for the South Africa Highways Authority. Outcome: Following the Success of the Van Reenen s Pass resurfacing, Harsco supplied the road aggregate for the entire N3 upgrading process Stripping of Aggregates 42

Steel slag asphalt laid at the same time as a 68 PSV equivalent (2005) AADT 62,895 CVD 11,711 43

68 PSV asphalt used on approach to island Joints 44

Steel slag in sound condition. Granite failing after only 5 years 67 PSV Granite Steel Slag 45

Emergency patching required on granite asphalt 46

Grip Comparison (Laid 2005) 47

SteelSurf Industries applications 300 tonnes 3 axles Channelized travel >15 years old Local authority roads Low speed High stress locations 48

SteelPave Thin surfacing Stone Mastic Asphalt High texture Reduce spray Reduce noise Low voids - durability Rut resistant First Laid in 1995 still performing well today 49

UtraGrip Developed from Steelpave Polymer modified binder Polymer modified bond coat 10mm nominal size Laid 20mm thick Used mainly on local roads 50

SteelFlow 51

High Friction Surfacing

What is HFS? A High Friction Surfacing used on top of existing road surfaces on high risk sites such as approaches to pedestrian crossings or junctions as well as bends and exists from motorways (freeways) etc Usually consists of a specialised adhesive system using a thin sprinkled on layer of calcined bauxite (1-3mm)

Surface Texture (Steel Slag)

Test Machine

SRV Curves

Class 1 Assessment Site 57

Web-site 58

Summary Steel slag is: - Not a waste A high quality resource Superior to many natural aggregates Steel slag has been used in asphalt for over 80 years in the UK It reduces the need to quarry helping preserve our natural resources Longer lasting roads means reduced costs and reduced environmental impact As global environmental policies are reviewed, steel slag presents an opportunity to make a positive contribution towards sustainability 59

Thank You For Your Attention 60

FoU på slaggasfalt inom Jernkontoret Bruksforskning inom TO55 (55014) SLAGPHALT: Projekt inom SIO-programmet för Metalliska Material Lotta Lind, LindsKAN AB

Projektdeltagare SLAGPHALT Projektledare: Dr Lotta Lind, LindsKAN AB Slaggproducenter: Befesa ScanDust AB Höganäs Sweden AB Outokumpu Stainless AB Ovako Bar AB Ovako Hofors AB SSAB Merox AB Uddeholms AB Vargön Alloys AB Slaggprocessare: Harsco Metals Sweden AB Testutförare: VTI Asfaltentreprenörer: NCC Roads AB PEAB Asfalt AB Sandahls Grus&Asfalt AB Skanska Sverige AB Svevia AB Myndighet: Trafikverket Koordinator, projektadmin. Jernkontoret

Syftet med arbetet är att: Höja kunskapsnivån och ändra attityderna hos intressenter på alla nivåer i samhället Skapa erkännande för de tekniska och miljörelaterade fördelarna med slaggasfalt

Övergripande mål Ta fram produktionsrutiner och produktinformationsblad för slaggasfalt av olika typer och kvalitéer för olika användningsområden.

Genomförande 9 olika slagger från olika ståltillverkare testas Alla slagger, som testas i fullskala är REACHregistrerade: Välkontrollerade m a p hälso- och miljöaspekter Ingen slaggtyp är klassificerad (dvs ofarliga för hälsan och miljön)

Genomförande Ballast-tester på lab Kulkvarn LosAngeles MicroDeval Flisighetsindex Slitage-tester på lab, ABS-asfalt Prall-tester Pilot-test i VTIs vägmaskin med dubbdäck Slagg från Ovako Bar AB, slaggasfalt av två kvalitéer Lab-tester på beständighet och stabilitet hos borrprover Lab-tillverkad ABb-asfalt Borrprover från 3 vägar med slaggasfalt

Stentester SS-EN 1097-9 motstånd mot nötning av dubbdäck (Nordiska kulkvarnsmetoden) SS-EN 1097-2 motstånd mot fragmentering (Los Angelesvärde) SS-EN 1097-1 nötningsmotstånd (micro-deval) SS-EN 933-3 kornform Flisighetsindex VTI s testutrustningar Bilder från VTI Notat: Slaggasfalt

Prall-tester VTI s testutrustning Bild från VTI Notat: Slaggasfalt Asfalt: bergmaterial 0/4 mm och slagg 4/8 och 8/11 mm Provkroppar: h=63 mm, d=100 mm Delas på mitten i höjdled Test enligt SS-EN 12697-16

Trafikverkets krav på ballast till asfaltbeläggning (Ur TRVKB 10 Bitumenbundna lager) Kulkvarnsvärde Slitlager ÅDT k.just x 1000 <0,5 0,5-1,5 1,5-3,5 3,5-7,0 ABT 14 14 10 7 ABS 14 10 7 7 ABD 14 10 7 7 Bindlager* ABb 14 14 14 10 Bärlager* AG 14 14 14 10 */ om den ska trafikeras (annars inga krav på kk) Prall < 20 Mkt bra 20-29 Bra 30-39 Tillfredsst.

Resultat sten- och Prall-tester Slaggtyp Densitet Kulkvarn M DE LA FI Prall Befesa 2,88 14,6 13 18 6 - Befesa 2,88 13,3 - - - - Befesa 2,54 22,1 - - - 46,9 Höganäs, EAF 3,18 20,5 14 26 - - Höganäs 3,45 12,9 9 17 2 & 1 29,9 Höganäs, EAF 3,46 12,9 10 16 3 Merox, BOF 3,54 8,2 - - - 27,7 Merox, ABS 2,71 12,1 11 20 33,6 Merox, ABS 2.72 18 28 13 Merox, ABS 2,71 12,1 11 20 7 Outokumpu, EAF S 3,03 9,1 - - - 30,5 Outokumpu, EAF S 3,03 11,8 8 19 - - Ovako Bar, EAF C 3,81 8,6 - - - 23,8 Ovako Hofors, EAF C 3,58 12,6 9 15 3 25,7 Uddeholm, EAF S 3,56 14,1 - - - - Uddeholm, EAF S 2,68 29,4 - - - - Uddeholm, EAF S 2,85 15,2 - - - 33,0 Vargön, Ferrokrom 3,23 10,5 - - - 25,6 Vargön ID200, Ferrokrom 3,23 10,0 8 16 6 21,4

Vägmaskinstest Slagg från Ovako Bar AB ABS-asfalt (slitlagret) 1. ABS 11: berg-mtrl 0/4 mm, slagg 4/8 + 8/11 mm 2. ABS 8: berg-mtrl 0/4 mm och slagg 4/8 Första testet kört (ABS 11)

VTI s testutrustning Bilder från VTI Notat: Slaggasfalt Vägmaskinstest

Dubbutstick, mm Resultat vägmaskinstest Lågt slitage av slaggasfalten upp till ca 50 000 varv. Problematik kring dubbens beteende försvårar bedömningen vid högre varvtal. Fortsatta utredningar krävs. 2,5 Dubbutstick - vid PVM-körningar på olika material 2,0 1,5 1,0 Slagg Betong ABS ABT 0,5 0,0 0 100 000 200 000 300 000 400 000 Antal varv Bilder från VTI Notat: Slaggasfalt

Resultat vägmaskinstest Svårt att korrelera resultaten från pilot-skala till resultat från vägar VTI Notat 19-2013: Stålslagg i asfaltbeläggning, Fältförsök 2005-2012 ABS 11 asfalt med slagg från Ovako Bar AB Uppföljning av 7 objekt Mycket goda erfarenheter: Stabilitet, Styvhet, Beständighet, Friktion Slitstyrka vid dubbdäcksanvändning Bullerreduktion

Resultat vägmaskinstest: partiklar Bildningen av PM 10 från slagg-beläggningen var jämförbar med de mest lågemitterande ABS11-beläggningar som tidigare provats för PM 10 -bildning i vägmaskinen. PM 10 har en masstorleksfördelning som är mycket lik andra beläggningars med toppar runt 3 och 6 µm. Likaså antalsfördelningen av ultrafina partiklar är likartad andra provade beläggningar med en antalstopp runt 30 nm.

Resultat vägmaskinstest: partiklar Genomförandet av kemiska analyser på partiklarna och tolkningen av resultaten är svåra och kräver fortsatt arbete: Blandning av olika ballastmaterial Dubbslitage Överlapp mellan ämnen

Partiklar i REACH Korttidstest (28 d) genomfört: Råttor, inandning av olika koncentrationer av slaggpartiklar Ingen slaggrelaterad påverkan på råttorna, endast normal påverkan från inandning av damm Fortsatta tester beslutade: Långtidstest (90 d) på råttor In vitro tester (partiklar från slagger och bergkross)

Nästa steg i arbetet Vägmaskinstest med dubbdäck, med samma slaggtyp (Ovako Bar) ABS 8 - Tystare asfalt Andra slitageegenskaper? Fortsatt utredning kring: Beteendet hos dubben Kemisk sammansättning hos bortslitna partiklar

Nästa steg i arbetet Uttag av borrprovkroppar i >10 gamla slaggasfaltsbeläggningar: Rondell i Smedjebacken alt Borlänge Intern väg SSAB Oxelösund Intern väg Vargön Alloys Tillverkning på lab av ABb-asfalt från alla 9 slaggtyperna, Uttag av borrprovkroppar Test på beständighet och stabilitet på alla provkroppar

Målet Sammanfattning av alla genomförda tester, samt erfarenheter från vägar i Sverige och England Framtagande av produktionsrutiner och produktinformationsblad för slaggasfalt av olika typer och kvalitéer för olika användningsområden.

Torbjörn Jacobson Investering Teknik & Miljö Framfört av Leif Viman VTI vid slaggseminarium 3 april 2014 Asfaltbeläggning innehållande stålslagg

Användning av stålslagg Används sedan länge i många länder som ballast i: Obundna lager (bär och förstärkningslager) Asfaltlager (slit, bind och bärlager, båda täta och öppna beläggningar, även till ytbehandling och kall asfalt) Enligt EU-projektet SAMARIS fungerar stålslagg utmärkt i asfaltbeläggningar Många goda egenskaper 2 2014-04-02

Vilka olika slagger finns det? EAF = Electric Arc Furnace, LB (Ljusbågsugnsslagg) BF = Blast Furnace (Masugnsslagg) FeCr = (Ferrokromslagg) Ingår i ballaststandarden, SS-EN 13043 - industriellt framtagen ballast: Volymstabilitet MgO-halt (påverkar lagringstiden, 1 eller 7 dygn) 3 2014-04-02

Lager av stålslagg i Smedjebacken 250 000 ton CaO, FeO, SiO2 (70-90 %) Mindre mängder av många metalloxider Låga halter av fritt CaO och MgO Laktester har visat att endast ringa halter av metaller läcker ut 4 2014-04-02

Beredning av stålslagg till asfaltballast Lagring 1 år utomhus Metall tas bort + krossning + siktning Korndensitet: 3,6-3,8 kg/dmᵌ Kulkvarn: 6-8 Micro-Deval: 6-7 Los Angeles: 11-15 Flisighetsindex: 1-4 Volymbeständighet: god 5 2014-04-02

Slaggasfalt råd och egenskaper Kornstorleksfördelning och temperatur samma som för konventionell asfalt Något lägre bindemedelshalt (0,5 procentenhet) Proportionering måste ta hänsyn till korndensitet Bra stabilitet och styvhetsmodul Bra resistens mot stensläpp (fri kalk fungerar som vidhäftningsmedel) Dynamisk kryptest: 5700 µε ABS11 100/150 3000 Vattenkänslighet, ITSR: 97% Töjning (µε) 9000 8000 7000 6000 5000 4000 3000 2000 1000 0 0 500 1000 1500 2000 2500 3000 3500 4000 Antal belastningar 1B 2B 3B 4B 5B mdv Pressdraghållfasthet (kpa) 2500 2000 1500 1000 500 0 Våta prov Torra prov 1 2 3 4 5 Prov (nr) 6 2014-04-02

Utifrån litteraturstudier och inledande laboratorieförsök har stålslagg och slaggasfalt av EAF-typ visat sig ha följande egenskaper: Utmärkande egenskaper för stålslagg Korndensiteten är hög ca 3,6 kg/dm³ Har ibland något högre bindemedelsabsorption än konventionella stenmaterial p g a. en större mängd ytporer, vilket medför en högre specifik yta Materialet har en lämplig kornform och relativt bra mekaniska egenskaper. Bra volymstabilitet, vilket medför liten risk för svällning under förutsättning att slaggen lagrats en tid Högre fuktinnehåll än konventionella material pga. porerna Slagg måste upphettas mer i torktrumman än konventionella stenmaterial p g a. hög halt av järnoxid med god värmeledningsförmåga Utmärkande egenskaper för slaggasfalt Mycket god resistens mot deformationer Mycket hög styvhetsmodul Utmärkt resistens mot stripping (vatten tvättar bort bindemedel från ballasten), vilket ger hög vattenbeständighet Sämre bearbetbarhet vid handläggning p g a att asfaltmassan är tung och styv Termiska egenskaper asfaltmassan svalnar långsammare jämfört med konventionell asfalt Bra friktion och god resistens mot polering Bullerreducerande egenskaper (effekt av ytporerna) Vägytan förblir mörk p g a att slaggen är mörk Sprickor ger ej upphov till sten- eller bruksförluster (bra vidhäftning mellan bindemedel/ballast) 7 2014-04-02

Erfarenheter från Halmstad ABS11 mm Slagg i 4/11 mm 4 år gammal ÅDT: 20 000 fordon 7 år gammal ÅDT: 30 000 fordon 11 år gammal ÅDT: 33 000 fordon 8 2014-04-02

Erfarenheter i Danmark Skelettasfalt 11 mm 14 år gammal ÅDT: 50 000 fordon Inblandning av ljust stenmaterial för bättre ljusreflektion ABT 11 mm Slagg i 0/5, 5/8 and 8/11 mm Ljust stenmaterial i 8/11 mm 21 år gammal 9 2014-04-02

Provsträckor i Dalarna - Smedjebacken Cirkulationsplats Lagd 2005 ÅDT: 5 000 fordon ABS11, 5,8 % bitumen Slagg 4/11 mm Inga skador Ej mer frosthalka MPD: 0,8 mm 10 2014-04-02

Provsträckor i Dalarna - Borlänge Väg 50/70 Cirkulationsplats Lagd 2006 ÅDT: 30 000 fordon ABS11, 5,8 % bitumen Slagg 4/11 mm Inga skador (ser nylagd ut) Textur, MPD: 0,6 mm 11 2014-04-02

Bullermätning på väg 68, Horndal Bullermätning med Close-Proximity (CPX) Metoden Resultat: -1dBA för slaggasfalt Provsträcka: ABS11 med slagg 4/11 Referens: ABS11 med konv. ballast Textur, MPD: 0,8 mm 12 2014-04-02

Objekt i Dalarna väg 50, Grängesberg - Ludvika Lagd 2008 14 km ÅDT: 3 000 fordon ABS11, 5,8% bitumen 50 % slagg 4/11 + 20 % porfyr 8/11 mm 90 kg/m² (32 mm) Textur: 0,9 mm + en del industriytor och gruvvägar 13 2014-04-02

Försök i Järfälla med en stenrik asfaltbeläggningen 8 mm med något förhöjt hålrum och stålslagg i sortering 2/8 mm. Rester av stål Enligt laboratoriestudier erhöll denna beläggningstyp mycket bra beständighet. Prall: 29. Den har legat i 3 år utan skador. Textur (MPD): 0,9 mm. Bullerreduktion: -3 dba, ÅDT 12 000 fordon, 50 km/h. Modifierat bindemedel + vidhäftningsmedel. Friktion: 0,80 14 2014-04-02

Friktion/polering inventering av PSV Poleringsvärde, PSV 90 80 70 60 50 40 30 20 Ökad friktion Kalksten Porfyr, kvartsit, leptit granit, gnejs Sandsten, diabas Stålslagg 10 0 Kalksten 2 Dolomit Kalksten 1 Kalksten 3 Porfyr 1 Leptitgnejs Kvartsit 2 Naturgrus 2 Granit 1 Kvartsit 1 Gnejs 4 Porfyr 2 Hälleflinta Gnejs 3 Porfyr 3 Diabas 1 Gnejs 2 Naturgrus 5 Naturgrus 6 Granit 4 Granit 5 Granit 3 Naturgrus 7 Granit 7 Granit 9 Granit 2 Porfyr 3 Naturgrus 4 Granit 6 Sandsten 1 Naturgrus 1 naturgrus 3 Gnejs 1 Diabas 2 Gnejs 5 Diabas 3 Naturgrus 8 Granit 5 Kromslagg Merox slagg Leca LD-slagg Sandsten Hyttsten Stålslagg 15 2014-04-02

Bullerreducerande beläggning E4, Husqvarna Dubbeldrän 11 mm, slagg 4/11 mm Bindemedelshalt: 5,9 vol-% Ca 20 % i hålrumshalt Ej stenlossning Bullerreducering efter 3 år: 5,5-7 decibel 2 av 280 st partiklar har släppt efter 3 år 16 2014-04-02

Stålslagg och slaggasfalt - miljöaspekter Klassning som biprodukt Informationsblad Produkten (slaggen) är certifierad Laktester har visat att materialet är inert, dvs. utsläppen är ringa Asfalten kapslar in ballasten Partikelstudier (PM10) pågår på VTI Reach registrering: Ekologisk utvärdering Toxikologisk utvärdering Produkten klassas inte som hälso eller miljöfarlig (CLP): o o o o Klassas ej som farligt gods Produkten är ej märkningspliktig Kan återanvändas Ej irriterande 17 2014-04-02

Slaggasfalt (EAF-slagg) - slutsatser Bättre egenskaper ifråga om beständighet och stabilitet än konventionell asfalt Bör användas där de särskilt goda egenskaperna kommer till sin nytta (utsatta platser) Ger en viss bullerreduktion och bra friktion Lång livslängd ger god ekonomi Slaggasfalt är tyngre, mörkare och mer tungarbetad än konventionell asfalt. 18 2014-04-02

Tack för uppmärksamheten! http://www.vti.se/sv/publikationer/pdf/stalslagg-i-asfaltbelaggning--faltforsok-2005--2012.pdf 19 2014-04-02