Bergkrossmaterial som ballast i Betong

Bergkrossmaterial som ballast i Betong Björn Lagerblad & Mikael Westerholm CBI Betonginstitutet Hans-Erik Gram Cementa AB ballast Polerad yta 15 cm Ballast ballast cement Tunnslip 5 mm SEM 50 µm 1

Orientering Bakgrunden till detta arbete är Svenska regeringens naturgrusmål som av miljöskäl vill minska användningen av naturgrus. En av de största förbrukarna av är tillverkning av betong där finmaterialet (0-8 mm) huvudsakligen kommer från naturgrus. Om naturgrusmålet skall uppnås måste stora delar av denna sand ersättas med krossprodukter. Krossprodukterna skiljer från naturgrus främst genom att partiklarna är mera kantiga och har en råare yta. Detta beror på att naturgrus även om det ursprungligen kommer från berg har bearbetats och nötts av i naturen, framför allt under istiden. Dessutom har många svagare material under tidens gång brutits ner. Då krossballast har andra egenskaper än naturgrus måste man lära sig förstå dess egenskaper och anpassa betongproportioneringen till dessa. Ett av problemen är att med nuvarande proportioneringsmetodik så kommer övergången från natur- till krossballast att innebära att betong för att uppnå en erforderlig styrka kommer att kräva mera cement. För att motverka detta måste man bättre lära sig att utnyttja krossballastens specifika egenskaper och finna kvalitetskriterier för att kunna reducera cementförbrukningen. Metoder och tester för produktionskontroll är också viktigt. Undersökningen bygger på ett mycket omfattande material och olika typer av undersökningar. Dessa finns redovisade i CBI-rapport 1:2008 och x:2011. Föreliggande rapport är en förenklad version. 2

Sammanfattning Det finns i Sverige en lokal brist på naturgrus. Dessutom vill man av miljöskäl bevara kvarvarande naturgrusförekomster. Krossat berg utgör det mest realistiska alternativet till naturgrus. Krossballast skiljer sig från naturgruset genom annorlunda kornkurva, kornform och partikelyta.. Kornformen är flakigare och kantigare och kornytan är råare, vilket ökar cementbehovet för en viss konsistens och hållfasthet. Filler och mängden finmaterial är ofta för stor. I Sverige ligger bergtäkterna huvudsakligen i granitiskt berg. Bergartstextur och mineralogi avgör kornform och ytstruktur. Metoder att fragmentera berget påverkar framför allt de grövre partiklarnas kornform och yta medan de finaste partiklarnas kornform och yta bestäms av vilka mineral som ingår i bergarten. Granit består av en viss uppsättning mineral, framför allt kvarts, fältspat, plagioklas och glimmer. En färsk betong är en partikelslurry där de olika fragmenten rör sig mot varandra. En flakig och kantig partikel behöver mera av finare material och vatten för att kunna röra sig än en rund. Detta gäller i alla fraktioner ner till det finaste materialet. Krossballast har flakigare och kantigare fragment i alla fraktioner vilket i slutändan medför att man måste öka mängden pasta (cement, filler och vatten) för att få samma rörlighet. Speciellt besvärlig är fri glimmer, som är ett flakigt mineral. Halten glimmer i olika graniter varierar kraftigt från nästan inget till 20-30 %, halter som återspeglas i form av fri glimmer i finfraktionerna. De bergarter som är glimmerfattiga ger det bästa finmaterialet och man kan utan problem tillverka betong med det. En först åtgärd när det gäller krossgrus är därför att finna ett bra berg med låg glimmerhalt. Kalksten och basiska bergarter ger ofta bättre finballast än granitiskt berg, men de kan ge problem med beständighet. Med hjälp av krossningsmetodik (VSI-krossning) kan man få mera kubiska korn ner till en den storlek när fria mineral börjar bli vanligast (mineralgränsen) beror på bergartens grovlek. Fri glimmer är normalt vanligt i fraktioner under runt 0,5 mm. Man kan även minska halten glimmer genom att vindsikta materialet och ersätta fillerfraktionen med något annat. Det finns andra klassificeringsmetoder men de blir dyrbara. Det viktigaste för att få en krossprodukt som passar för betongtillverkning är därför att välja rätt berg, berg med låg glimmerhalt. För att kunna spara cement måste man först se till att ha bra kubisk ballast för att minska vatten behovet. Därefter måste man arbeta med pasta (mikrobruket) och hur man kan öka dess volym utan att behöva höja cementhalten. Provningar har visat att man kan minska halten cement utan att sänka styrkan genom att öka fillermängden samtidigt som hålla vct hålls konstant. Detta kräver emellertid att man ökar mängden flytmedel och att fillern håller god kvalité, dvs. innehåller runda/kubiska partiklar. Betongproduktion kräver en jämn kvalité på ballasten. Det finns en mängd metoder för att göra detta men då variationen mellan olika krossprodukter är stor krävs att man först gör en genomlysande analys för att få fram den specifika ballastens problem och därefter tar fram metoder för kvalitetskontroll. Olika metoder är beskrivna i rapporten, framför allt i huvudrapporterna CBI rapport (2008 och 2011). 3

Innehåll 1 Inledning... 5 1.1 Proportionering-grundkoncept... 5 1.1.1 Karakterisering av ballast... 8 1.1 Krossat berg som betongballast och situationen i Sverige... 9 2 Geologi och krossprodukter... 11 2.1 Geologisk klassificering av bergarter... 11 2.2 Krossprodukter... 12 3 Karakterisering av krossballast... 14 3.1 Petrografisk analys... 15 3.1.1 Mikroskopi... 16 3.1.2 Röntgendiffraktion... 17 3.1.3 Metylenblått... 17 3.2 Kornform... 18 3.2.1 Bildanalys... 18 3.3 Kornstorleksfördelning... 20 3.3.1 Traditionell siktning... 20 3.3.2 Lasersikt... 21 3.4 Ställföreträdande metoder... 22 3.4.1 Flödestal... 22 3.4.2 Packning... 22 3.4.3 Specifik yta-bet yta... 22 3.4.4 Sandekvivalenttest... 23 3.5 Speciella metoder för karakterisering av filler... 24 3.5.1 Vattenbehov-Puntke test... 25 3.5.3 Vattenbehov-Utflyt... 25 4 Arbetbarhet... 26 4.1 Bruksblandningar... 26 4.2 Mikrobruk (<0,25 mm)... 28 5 Rekommendationer... 30 5.1 Proportionering... 30 5.2 Rekommendationer grov ballast... 32 5.3 Finballast... 33 5.4 Förbättringsåtgärder... 34 6 Cementreducering... 36 7 Rekommendationer.... 39 7.1 Nyetablering av täkt... 39 7.2 Ballastanalys för betongproportionering... 40 7.1 Grovballast... 40 7.2.2 Bruk-finballast... 40 8 Referenser... 43 4

1 Inledning Betong består i grunden av ballast, cement och vatten. Som färsk skall den kunna flyta ut och fylla ut en form i vilken den stelnar till en hårdnad produkt. Företrädesvis skall mängden cementpasta vara låg. De flesta fasta material kan användas som ballast i betong såtillvida de inte reagerar med cementpastan på ett negativt sätt. I allmänhet används bergmaterial då det är billigt och lokalt tillgängligt. Normalt är styrkan hos ballasten inget större problem då cementfasen i allmänhet är svagast. De flesta bergarter granitiska krossprodukter som undersökts har inga problem med varken styrka eller beständighet Ballast till betong inte påverka beständigheten negativt och att och den skall vara beskriven på ett sådant sätt att man med utgångspunkt från beskrivningen kan proportionera betong. Olika tester och metoder beständighet beskrivning av betongballast finns i SS-EN 12620. Denna rapport behandlar huvudsakligen vad som krävs för att man skall kunna proportionera betong optimalt med ballast från krossat berg i synnerhet granitiskt berg. Ett syfte med projektet är att är att kunna använda krossberg som ballast utan att behöva öka cementbehovet. Huvudfinansiärer till projektet är Energimyndigheterna (Pnr 30491) och Konsortiet för finansiering av grundforskningen inom CBI Betonginstitutet (Cementa AB, Betongindustri AB, Färdig Betong AB, Swerock AB, Strängbetong AB och A-betong AB).Övriga företag som bidragit med material och egeninsatser är Jehander AB, Nordkalk AB, NCC och SBMI 1.1 Proportionering-grundkoncept Betongproportionering innebär att man sätter samman betongens delmaterial på ett sådant sätt att den hårdnade betongen uppfyller vissa bestämda krav. Ett generellt koncept av hur man proportionerar betong finns beskrivet i Betonghandbok-Material. Beroende på användningsområde kan man proportionera med avseende på arbetbarhet, konsistens, stabilitet, tillstyvnade, lufthalt och styrka etc. Det grundläggande problemet är att betongen som ung ha sådana egenskaper att den kan flyta och fylla ut en form. I grunden baseras proportioneringen på ballastgradering, kornform och vct för hållfasthet och beständighet. För att förstå detta måste man beakta vad som ger rörligheten i den färska betongen. En färsk betong är en partikelslurry där alla partiklar inklusive cement rör sig mot varandra i vatten. I den färska betongen har inte cementet reagerat och är därför också en partikel. Mellan 70 och 80 volym % av betongen består av ballast. Att betongen domineras av partiklar i alla storlekar illustreras på omslagsbilderna. Detta medför att arbetbarheten hos den färska betongen är ett resultat av att de större partiklarna rullar/glider på de mindre. Vattnet fungerar i praktiken endast som glidmedel. 5

Virtuell packning. Flakiga och råa partiklar behöver större rörelsevolym vilket medför att man måste öka mängden finare material. Detta gäller i alla fraktioner. Är stenen flakig måste man öka mängden sand och om sanden är flakig så måste man öka mängden finmaterial och om finmaterialet är flakigt så måste man öka mängden ännu finare material. Det finaste materialet i en färsk betong är mikrobruket som består av cement, filler och vatten. Vid vanlig proportionering skall ballasten vara väl packad men varje partikel behöver en fluid fas bestående av cementbruk och mindre partiklar att röra sig i En flakig partikel behöver mera utrymme att rör sig i. Därför krävs mera pasta/finmaterial. Proportioneringsystemet måste därför kunna ta hänsyn partikelformen i varje fraktion. Fluid fas att röra sig i Partikel Mikrobruket blir bindemedlet-limmet i den hårdnade betongen. Man måste därför behandla det som en separat fas. I det proportioneringsverktyg som utarbetats i projektet benämns allt material större än 0,125 mm (sikt) som den kontinuerliga fasen och mikrobruket som matrisfasen. Den stora skillnaden mellan natur- och krossballast är att krossballasten generellt är mera flakig och kantig än naturballast. När det gäller sten så är detta allmänt känt och man kubiserar den så att partiklarna blir mera kubiska. Med helkross så måste man även beakta finballasten. Även denna är mera kantig och flakig. Detta illustreras i Figur 1 som visar tunnslipsbilder av en typisk naturballast och en krossballast i storlek mellan 0,5 och 1 mm. Detta medför att man måste öka mängden material under 0,5 mm. Figur 2 visar skillnaden mellan typisk naturgrus och krossballast i storlek mellan 0,125 och 0,25 mm. Partiklarna från krossballast är även här betydligt flakigare. De finaste partiklarna är oftast enskilda mineral med mineralets karakteristiska och distinkt form. En större flakighet även här medför att man måste öka mängden mikrobruk för att kunna bibehålla arbetbarheten. Mikrobruket innehåller cement, filler och vatten. För att få en önskad styrka på betongen så måste man ha ett visst vct och detta medför mängden cement för en given hållfasthet kommer att öka. Detta i grunden betyder att en övergång till krossballast generellt kommer att öka cementförbrukningen. Det gäller därför att på något sätt minska flakigheten och optimera kurnkurvan så att mikrobruksfasen eller matrisen kan bli optimal. 6

N3 K55 Figur 1. SEM-bilder i backscatter av naturballast (N3) och krossmaterial (K55) i siktfraktionen 0,5-1,0 mm. Planpolerade prov med fragment i epoxi. Varje fragment innehåller flera mineral. Mineralen kan observeras genom olika atomdensitet som kan observeras som en gråskala i bilderna. N3 K41 Figur 2.SEM-bilder av naturballast (N3) och K41 i fraktionen 0,125-0,25 mm. Planpolerade prov med fragment i epoxi. N3 har ett F min /F max (kapitel 3.2.1) på 0,62 medan K41 har ett på 0,48. Fragmenten består huvudsakligen av enskilda mineral. De flesta av de avlånga och något ljusare kornen är flak av mineralet biotit.. En intressant aspekt är att även filler ingår i matrisfasen och att cementhalten skulle kunna minimeras om man kunde utnyttja denna bättre. Tyvärr så gäller det även här att den inte får vara för flakig. Normalt innehåller krossballast mera filler än naturballast vilket ibland är en fördel. Med moderna superplasticerare kan man idag acceptera mera filler än man kunde tidigare men det kräver att fillern håller god kvalité. Exempelvis så är den grundläggande principen för tillverkning av självkompakterande betong att öka mängden mikrobruk genom att tillför a filler med konstant cement och vattenmängd. I arbeten utförda av Doyle (1972), Ellis (1989), Kwok, (1997), Sahu 2003) har man kommit till en liknande slutsats att flakiga/stängliga/råa partiklar så måste man öka mängden finare material och vatten. Innan 7

superplasticerarna var tillgängliga rekommenderade man ofta att ballasten skulle ha ett partikelgap för att klara den större mängden finmaterial. Med hjälp av speciellt ultrafin filler kan behålla arbetbarheten och styrkan utan att behöva öka mängden cement (Lagerblad & Vogt 2005, Vogt 2010). Effekten av en ökad mängd finmaterial inkluderade filler visas i två examensarbeten presenterade av Dietsch (2010) och Horta (2011). Detta fordrar emellertid filler av bra kvalité på finmaterialet med kubiska korn. Man kan även tillföra reaktiva finpartiklar som flygaska eller någon annan finkornig pozzulan för att ytterligare höja styrkan och tätheten. I grunden gäller det emellertid att krossballasten har så runda/kubiska korn som möjligt och att kornkurvan är optimal. 1.1.1 Karakterisering av ballast För att kunna proportionera betong optimalt måste man kunna bestämma de variabler som styr rörligheten. Man måste sätta kornkurvan i relation till de egenskaper ballasten har i alla storlekar. Man måste kunna karaktärisera de olika partiklarna och beräkna hur de kommer att bete sig i den färska betongen. Det är möjligt att i detalj karakterisera de olika partiklarna i mikroskop med hjälp av bildbehandling men detta är ingen metod man kan använda i produktion. Man kan även göra olika typer av reologiska tester men även dessa är omständliga att utföra. Detta medför att man måste ha en ställföreträdande enklare metod. Krossballasten är ingen enhetlig produkt. Det finns många olika variabler som styr kvalitén. Detta medför att man först måste utföra en omfattande analys av vilka egenskaper en specifik ballast har. Med utgångssynpunkt från detta kan man få fram vilka specifika egenskaper en viss krossballast har och från detta kan man finna en metod att antingen optimera ballasten eller att kunna karakterisera den på ett sätt så att detta kan användas vid proportionering. Ballast från kross har generellt en mera rå yta och är mera flakigt/stängligt än naturgrus. Dessutom har krossballast oftast har en annan partikelfördelning och mängden finmaterial/filler betydligt större i kross än i naturgrus. Krossballast är emellertid inte någon entydig produkt utan egenskaperna varierar med utgångspunkt från det krossade berget och krossningstekniken. Variationen både när det gäller kornsortering och kornform är större än för naturballast. Å andra sidan är krossballast en industriell produkt som det är möjligt att producera med jämn kvalitet förutsatt att råvaran är homogen. I denna undersökning har vi undersökt ett större antal olika bergtäkter och med olika metoder karakteriserat påverkan på arbetbarheten. När det gäller grovballasten kan man oftast direkt observera kornform och det är enkelt att sikta. Det stora problemet är därför att få en bra finfraktion. Därför har projektet speciellt koncentrerat sig på fraktionerna under 2 mm då dessa har störst betydelse för arbetbarheten och speciellt för cementbehovet. I allmänhet kan man kompensera dålig kornform i fraktionerna över 2 mm med att öka mängden ballast under 2 mm under förutsättning att 0/2 fraktionen har bra kvalitet. Detta medför inte att kornformen och fördelningen av korn över 2 mm är oväsentlig men kunskapen om hur man proportionerar med dessa korn är redan till stor del etablerat. Grunden till en resursnål proportionering ligger i finmaterialfasen. Med bra filler och superplasticerare kan man expandera finmaterialfasen och därmed upphäva problem men de 8

andra partikelstorlekarna. Därför behövs inte som tidigare något partikelgap för att få en bra arbetbarhet. 1.1 Krossat berg som betongballast och situationen i Sverige Krossat berg även som finfraktion vid betongtillverkning är vanlig i flera länder och regioner. Det beror i allmänhet på brist naturgrus och långa transportavstånd. Ofta så blandas krossberg med natursand för att få en lämplig sammansättning (CCAA 2007, 2008, Wigum 2009). Karbonatbergarter som kalksten eller dolomit är vanligast och används ofta även som finballast. De är en lättkrossade och ger relativt kubiska partiklar. I regioner med lokal brist på både naturballast och lämplig kalksten används diabas eller basalt. Där man använder dessa bergarter har man lärt sig hur produkten skall se ut och byggt upp en anpassad kontrollverksamhet både för optimal sortering och för att undvika problem med beständighet. Granitiskt berg används ofta som sten men sällan som finballast då det anses ge svårbearbetad betong. Normal ger granitiskt berg inte upphov till beständighetsproblem, men speciellt i varmare länder anses det kunna ge upphov till alkalisilikareaktion i fuktig miljö (se Lagerblad & Trägårdh 1995). I Sverige har under många år granitiskt berg används som grovballast medan finballasten kommer från naturgrus. Det har dock genomförts provningar och undersökningar med helkross. Dessa (Malmberg 1979, Johansson & Klevbo 1981) visade att det gick att tillverka betong med helkross men att vattenbehovet ökade. Det rekommenderades att använda partikelsprång för att få en bättre arbetbarhet. I de genomförda undersökningarna visade det sig dock att man med moderna flytmedel inte längre behöver ett partikelsprång för att få bra arbetbarhet (Schwan 2006). Sveriges berggrund innehåller många olika typer av bergarter. De bergtäkter som finns i Sverige är inte framtagna som betongballast. Framför allt har man inte brytt sig om finballast som ofta har blivit en restprodukt. I första hand och den närmaste framtiden måste vi lära oss att arbeta med det som produceras idag. I framtiden kommer man dock antagligen att behöva ta hänsyn även till kvalité på finmaterialet om det skall användas i betong. Största delen av Sveriges berggrund består av mycket gammalt och väl konsoliderat berg vars krossprodukter ur beständighetssynpunkt lämpar sig väl för betongtillverkning. Det finns dock undantag. De lokalt förkommande prekambriska sandstenarna är ibland porösa vilket medför problem. En del av dessa sandstenar som Dalslandkvartsiten och de kambrosiluriska kvartsitiska sandstenarna (typ Hardebergakvartsit) är homogena och täta. Porfyrer som förkommer lokalt i delar av Småland, Bergslagen och i Norrland är ofta bra men de kan ge problem med alkalisilika reaktion. Bergarterna i fjällkedjan variera kraftigt och det finns bergarter som kan vara besvärliga ur beständighetssynpunkt. Många av de s.k. urkalkstenarna i Mellansverige är täta och homogena och är bra som betongballast men man måste se upp med svälleror (Lagerblad & Jakobsson (1997). De vanligaste bergarterna i Sverige är graniter och graniska gnejser och de flesta bergtäkterna ligger i dessa bergarter. Grovballasten kubiseras ofta och fungerar bra i betong medan finballasten är mera besvärlig. När det gäller finballasten och speciellt de finare partiklarna så är det ingen enhetlig produkt. Med en del krossprodukter kan man nästan ersätta naturgrus 9

direkt medan andra är besvärliga och kräver mycket cement och eller höga doseringar av flytmedel för att kunna ge betongen bra arbetbarhet. Ur miljö- och kostnadssynpunkt vill vi inte använda för mycket cement och/eller flytmedel. Vi finner att de krossberg som är olämpliga oftast innehåller för stora mängder filler och att finmaterialet ofta innehåller för mycket flakigt material. Oftast beror det på att materialen är rika på fri glimmer. Man kan finna glimmerflak upp i fraktioner över 0,5 mm (sikt). Man kan med olika åtgärder såsom exempelvis tvättning och vindsiktning minska mängden glimmer men detta medför en kostnad. För att kunna tillverka bra ballast av berg så måste man kunna klassificera bergarter på ett sådant sätt att man kan finna de lämpligaste. Därför följer nedan en kort genomgång av geologiska begrepp och klassificeringsmetoder. 10

2 Geologi och krossprodukter 2.1 Geologisk klassificering av bergarter Hur man beskriver en bergart (bergartsnomenklatur) är besvärligt. Man använder i princip tre klassificeringssystem. Genes som beskriver hur bergarten bildat. Typexempel är; Sedimentära bergarter som bildats genom sedimentär avsättning i vatten. Typiska bergarter är kalksten, sandsten, lerskiffer, gråvacka etc. De är ofta olämpliga som betongballast då de är porösa, flakiga och ofta innehåller olämpliga leror. Metamorfa bergarter som bildats genom att sedimentära bergarter på djupet utsatts för högt tryck och temperatur. De har kompakterats och har genomgått mineralomvandlingar. Typiska bergarter är marmor (kalksten), kvartsit (sandsten), etc. Det finns en skala från lågmetamorfa sedimentära bergarter till högmetamorfa gnejser med mineralogi och utseende som en granit. En del av dessa bergarter är bra till betong medan andra är dåliga. Magmatiska bergarter som bildats genom att olika mineral kristalliserat från en smälta. Sammansättning baserad på de i bergarten ingående mineralen som i sin tur till stor del beror på den kemiska sammansättningen. Typexempel är granit, granodiorit, gabbro etc. De högmetamorfa bergarterna är ofta halvsmälta och liknar ofta de magmatiska bergarterna. De magmatiska bergarterna är mycket olika men är oftast lämpliga som betongballast. Textur som beskriver hur en bergart ser ut Textur är ett begrepp där man beskriver en bergarts utseende på i makro och mikroskala. Texturen kan vara ett resultat av bildning eller annan påverkan som deformation. En gnejs är exempelvis en högmetamorf sedimentär bergart eller en granit som i halvplastiskt tillstånd deformerats och fått sin karakteristiska slirighet. Som finmaterial liknar det som kommer från en äkta granit. En mylonit är en bergart som deformerats så kraftigt att den krossats upp. En porfyr är en granitisk smälta som kommit upp till ytan och stelnat så snabbt att det bildats ett glas eller mycket små kristaller. En diabas är en gångbergart och basalt en ytvariant av en smälta med gabbro sammansättning. Textur som beror på hur bergarten bildats och vad som den utsatts för. Typexempel är gnejs, mylonit, marmor etc. Mineralogi En bergart är sammansatt av olika mineral. Vilket mineral de innehåller är viktigt för speciellt finmaterialet. Bergarten kan vara sammansatt av en typ av mineral som exempelvis kalksten (kalcit) eller sandsten (kvarts). När det gäller de magmatiska bergarterna så bestäms mineralsammansättningen av smältans sammansättning. En gabbro eller de finkornigare varianterna diabas och basalt innehåller en liknande mineraluppsättning. De domineras av 11

mineral som hornblände, pyroxen och klorit. En granit eller den finkornigare varianten ryolit (mera känd som porfyr) domineras av kvarts, fältspat, biotit och muskovit. Inom de olika grupperna finns en stor variation men definitionsmässigt så innehåller en diabas inte kvarts (mineral) medan en granit skall innehålla minst 10 vikt % kvarts Vittring En annan process som kan vara viktig är vittring. I kontakt med vatten så bryts många mineral ner. Vittringsprodukterna transporteras ofta bort med rinnande vatten och ansamlas i sjöar och hav där de bildar sedimentära bergarter som på stort djup och hög temperatur smälter och bildar en magma. Speciellt i tropiska länder kan vittringen vara mycket tjock och det är ofta svårt att få fram färskt berg för ballasttillverkning. Vittringen ger ofta svaga bergarter men framför allt så resulterar vittringen ofta i leromvandlingar där leran är olämplig i betong. Vittring är generellt en långsam process och den Svenska berggrunden har skrapats av inlandsisen. Detta medför att vittringen är relativt grund. De flesta graniter har bara en vittring på några mm vilket gör att mängden i krossprodukten är försumbar. Basiska bergarter och kalkstenar kan ibland vara mera vittrade och det bildas ofta svälleror som är olämpliga i betong. Man kan emellertid även få vittring i sprickor och sprickzoner. Vittrat berg bör undvikas. Man kan ibland även finna bergarter som drabbats av hydrotermal omvandling. Det är ett resultat av varmt vatten som ibland lokalt i berggrunden. En sådan granit upptäcktes i undersökningen och finmaterialet var besvärligt på grund av lerbildning. Diabaser är ofta hydrotermalt omvandlade och kan innehålla olämpliga leror. 2.2 Krossprodukter När det gäller krossprodukten så styrs fragmentens karaktär av texturen och mineralogin. Formen på de grövre partiklarna påverkas av bergartstexturen, dvs. om bergarten är skiffrig så kommer man att även efter krossning få skiffriga fragment. Denna flakighet kan man påverka genom kubisering där man mekaniskt slår av kanter så kornen blir mera kubiska. Den svagaste länken i en bergart är fasgränsen mellan två mineral vilket medför att man i de finare fraktionerna får fria mineral. När det gäller finmaterialet så styrs det av bergartens mineralsammansättning och storlek på mineralen (grovlek). Undersökningar vid Chalmers (Quist & Ewertsson 2010) visade i sina experiment med VSI-krossning att det är svårt att kubisera fragment mindre än 0,25 mm, dvs. där mineralkornen börjar bli fler än bergartsfragmenten. Detta beror på att finmaterialet huvudsakligen innehåller fria mineralkorn och deras kornform bestäms av det enskilda mineralets kristallform, som är specifikt för varje mineral. När man krossar grovkorniga bergarter som från början har större kristaller så kommer man att få fria mineral i grövre storlekar. Detta är väsentligt för finmaterialets egenskaper i betong och därför har vi infört ett begrepp mineralgräns som säger när majoriteten av partiklarna består av fria mineral. Detta medför att man med utgångspunkt från en bergarts sammansättning och textur i viss mån kan förutsäga en bergtäkts möjlighet att ge bra krossgrus för betongtillverkning, vilket är viktigt om man vill finna ett berg till en ny täkt eller om man vill bryta selektivt för betonggrus. Olika bergarter ger olika krossprodukter. Kalkstenar eller basiska bergarter (diabas, gabbro etc.) har olika mineralsammansättning och textur. Detta medför att de ger olika typer av fragment. Normal ger kalksten och diabas beroende på sin mineraluppsättning och textur mera kubiska fragment än de granitiska bergarterna. 12

I denna undersökning har vi framför allt koncentrat oss på befintliga täkter med huvudsakligen granitiska bergarter men har även inkluderat några kalkstenar och kvartsiter. I en del fall är det homogent berg som ger en relativt homogen produkt men ofta är det blandberg av olika typer av graniter eller granitiska gnejser. Den utförda petrografiska analysen baseras på krossgrusets sammansättning men man kan använda en bergartsnomenklatur för att beskriva krossgruset. Ett problem är dock att i de flesta täkterna så finns det diabasgångar eller basiska partier som innehåller hornblände och klorit/biotit som inte ingår i det huvudsakligen granitiska berget. Granit är en magmatisk bergart som definieras av sitt innehåll av fri kvarts (mineralet kvarts). Dessutom innehåller graniterna kalifältspat, plagioklas och oftast glimmer (biotit/muskovit) i olika proportioner. I mindre mängd finns ofta i krossgruset även pyroxen och amfibol som oftast kommer från diabasgångar och inhomogeniteter i det granitiska berget. Oftast är det glimmern som ställer till med problem och en ganska liten variation i kemin hos bergarten kan ge upphov till stora variationer i mängden glimmer. Därför kan man inte betrakta krossad granit som ett enhetligt material varför varje krossprodukt måste betraktas som en enskild produkt. Förutom de granitiska bergarterna och kvartsiterna skulle man i Sverige som betongballast kunna använda karbonatbergarter som kalksten/marmor eller basiska bergarter som basalt/diabas eller vissa sandstenar. De ger oftast bättre kornform än de granitiska bergarterna men de kan ibland ge upphov till beständighetsproblem vilket fordrar speciella undersökningar (Lagerblad & Trägårdh 1995). Ett annat problem är om bergtäkten ligger i ett blandberg med band av olika bergartstyper. Detta medför att varje sprängsalva eller del av salva kommer att innehålla typer av bergarter. Med ett bandat berg kan man förvänta en ojämn produkt vilket i sig ger problem vid betongframställning. Detta medför att man för att på en homogen produkt måste använda sig av selektiv brytning, klassificering eller finna metoder för homogenisering. I slutändan måste man göra en kostnadsoptimering där man jämför kostnaden för transport, att processa berget eller göra en selektiv brytning för betonggrus. Det är inte upp till oss att göra denna bedömning men vi hoppas att vårt arbete ger möjlighet att kunna bedöma olika produkter så att de olika krossverken och betongtillverkarna får ett beslutsunderlag. I mycket bestämmer typen av berg vilken krossprodukt man får. 13

3 Karakterisering av krossballast Syftet med karakterisering är att få fram vad som är relevant för proportionering, arbetbarhet och den hårdnade betongens egenskaper. För att få fram detta måste man korrelera materialegenskaperna med den effekt som de ger på arbetbarhet/reologi. Hur man karakteriserar och beskriver en ballast till betong finns beskrivet i SS-EN 12620. En del av metoderna och testerna är till för att garantera beständighet medan andra är till för att beskriva ballasten så att man kan proportionera betong. I SS-EN 932-3finns en terminologi och nomenklatur för petrografisk beskrivning. Direkta tester: Siktkurva med hålsikt SS-EN 933-1 Kornkurva för finmaterial med luftstråle siktning (air jet sieving) SS-EN 933-10 Partikeldensitet SS-EN1097-6 Kornformen för grov ballast med spaltsikt SS-EN 933-3 Kornform med formindex SS-EN 933-4 Det finns även en del indirekta tester som: Hålrumsbestämning SS-EN 1097-3 Flödestal SS-EN 933-6 Sandekvivalenttest (finmaterial) SS-EN 933-8 Metylenblåtesten (finmaterial) SS-EN 933-9 Andra metoder och tester som kan användas för karakterisering Kemisk analys av bergart Specifik detaljerad petrografisk analys Röntgendiffraktion för mineralfördelning Bildanalys för kvantifiering av partikelform Specifik yta för finmaterial Lasersikt för fördelning av finmaterial Med hjälp av dessa tester får man fram det mesta man behöver som ingångsdata för proportionering. När det gäller grovballasten räcker det med siktkurva, densitet och kornform för att kunna proportionera betong. För finballasten och då speciellt det finaste materialet behövs mera specifik karakteristik. För optimal rörlighet och arbetbarhet bör ballasten ha en viss kornkurva och kornen skall vara runda och släta. Kornkurvan när det gäller grovballasten kan man relativt enkelt korrigera genom siktning och kornformen kan förbättras genom kubisering. Problemet med krossballast och dess egenskaper gäller därför framför allt finballasten och då speciellt fraktionerna under 2 mm. Mest besvärlig och av störst betydelse är finfraktionen (< 0,25 mm) och speciellt filler fraktionen (< 0,063 mm). Därför har vi i första hand koncentrerat oss på finmaterialet under 2 mm. Generellt kan man upphäva ogynnsam kornform hos den grövre ballasten genom att öka 14

mängden finmaterial, cement och vatten varför finmaterialets egenskaper blir viktiga (se kapitel 1.1). I arbetet har ett av målen varit att få en korrelation mellan bergartstyp och partikelegenskaper och effekt på betongs arbetbarhet. Krossballast egenskaper beror till del på krossmetod men mera på bergartstyp och bergartssammansättning. För framtida betongballast är det viktigt att kunna finna lämpligt berg. Därför är den petrografiska beskrivningen och hur detta styr egenskaperna viktigt. Arbetet med att karakterisera krossballast syftar till att ta fram de relevanta petrografiska data och mätmetoder som ger de data som behövs för att optimalt sätta ihop en betong. 3.1 Petrografisk analys En petrografisk analys går ut på att man identifierar bergarter och mineral. I en vanlig petrografisk analys så analyserar man textur och mineralogi hos en bergart. Detta görs enligt den terminologi som finns beskriven i SS-EN 932-3. I en mera noggrann analys kan man även få fram mängd av olika mineral och hur de sitter ihop. Detta ger en indikation på hur en eventuell krossprodukt kommer att se ut. Speciellt kornformen är viktig. Om en granit är rik på biotit kan man anta att speciellt finmaterialet blir rik på flakiga partiklar av detta mineral. Det är dock inget självändamål för ballast utan det gäller att finna ut de samband som finns mellan petrografi och ballastens egenskaper i betong. Detta medför att man måste sikta upp materialet i olika fraktioner finna och helst kvantifiera vad som karakteriserar kornform och fördelningen av partiklar. Om exempelvis en biotit sitter tillsammans med ett annat mineral blir kommer bergartspartikeln mera kubisk än biotit i sig. Kornformen hos krossfragment hänger samman med den krossade bergartens textur och mineralogi. Vid krossning fragmenteras en bergart i svaghetszoner. Bergarterna fragmenteras efter skiffrighetsplan och mellan mineralkorn. Detta medför att en skiffrig bergart ger mera flakiga partiklar än en mera homogen bergart. Detta gäller framför allt för de grövre medan mineralogin styr formen hos de finare partiklarna. En bergarts skiffrighet kan man ofta identifiera i fält. Man kan även observera hur grovkornig bergarten är och få en första indikation på mineralogin. Varje mineral har en karakteristisk form och denna form kommer att styra bruket eller betongens egenskaper i det färska tillståndet. En besvärlig grupp av mineral är glimrarna som till sin karaktär är flakiga och därmed försämrar rörligheten hos färsk betong (se senare). Typiska glimmer är biotit, muskovit och klorit. Leror, som oftast är mycket finkorniga och har sitt ursprung i vittring, tillhör samma mineralfamilj. För att få fram referens och jämförelsedata har vi infört begreppet mineralgräns (kapitel 3.2.1 i CBI rapport 2008:1) som definieras som den fraktion där mängden bergartfragment är större än antalet fria mineral. Det varierar från <0,1 mm i porfyrer till > 0,5 mm i grova granitiska bergarter. Mineralgränsen eller bergartens grovlek är viktig för krossproduktens kvalité. Mängden fri glimmer är relaterat till mineralgränsen då det endast är den fria glimmern som ställer till med problem. Grova bergarter kan få problem med glimmer i siktfraktioner över 0,5-1mm, medan de finkorniga graniterna endast har fri glimmer i de finaste fraktionerna. Det rekommenderas att använda siktfraktion 0,125-0,25 mm som referens. I allmänhet innehåller alla fraktionerna liknande mängd glimmer men inte alltid. Ofta är exempelvis halten glimmer 15

i fillerfraktionen (< 0,63 mm) lägre (Fig.18 i CBI rapport 2008:1) då glimmer är böjlig/seg medan exempelvis kalifältspat är spröd och därför lätt krossas och anrikas i fillern. Den enklaste metoden för petrografisk analys är i stereomikroskop, som i princip är ett förstoringsglas. I grunden räknar man antalet bergarts- och mineralkorn i de olika fraktionerna och ser hur många procent av partiklarna som är bergart, glimmer, kvarts, fältspat etc. Med bergart menas ett fragment som innehåller två eller flera mineral. Glimmer är ganska lätt att känna igen på sin flakiga form men det är svårare att skilja mellan de andra utan lång erfarenhet. Olika metoder att bestämma mängderna glimmer finns beskrivet i Toosavainen 2010. 3.1.1 Mikroskopi De grövre partiklarna kan identifieras med det nakna ögat. För att karakterisera de något mindre partiklarna behöver man ofta en lupp eller ett strereomikroskop. För de finaste partiklarna kan man använda man tunnslip i polarisationsmikroskop eller ett svepelektronmikroskop. Ett tunnslip är ett preparat där man slipat det så tunt att det släpper igenom ljus vilket medför att man kan analysera enskilda fragment och mineral i ett polarisationsmikroskop. Vid analys av ballast gjuts fragmenten in i epoxi och tunnslip görs av stelnade kroppen Metodiken finns beskriven i kapitel 2.3.1 i CBI-rapport 1:2008. I ett svepelektronmikroskop kan man dels se en förstorad bild av fragmenten dels med energidispersiv göra en kemisk bestämning av hela partikeln eller i en punkt. Man kan dels se på kornen som sådana eller baka in dem i epoxi och göra en snittad och polerad yta. Den analyserade ytan är liten och med en kornstorlek på över 0,25 mm blir det endast ett fåtal korn, varför tunnslip är bättre för dessa fraktioner. Man måste dock beakta att på ytan ser man en tvådimensionell bild och snitteffekten gör att man inte vet det enskilda kornets storlek. I SEM kan man även med hjälp av energi dispersiv analys göra en kemisk analys av bulk eller enskilda korn. Med hjälp av SEM kan man även få en kemisk analys som kan hjälpa till med att klassificera bergarten (kapitel 2.2.1 i CBI-rapport 2011). Den kvantitativa analysen i både tunnslip och SEM görs bäst genom punkträkning. Detta kan göras på två sätt. Antingen genom att man karakteriserar och räknar kornen på en viss yta eller genom att man flyttar preparatet en viss sträcka och analyserar/räknar den punkt som liggen i mitten (punkträkning). De olika metoderna ger olika resultat. Med punkträkning får man ett resultat i volym % medan kornräkning ger partikel %. Flakiga partiklar ger större korn % än volym %. Fraktionen 0,125-0,25 mm används som referens men man kan inte utgå från att alla fraktioner innehåller lika mycket. De mindre partiklarna är mera besvärliga att analysera i polarisationsmikroskop och här har vi polerat ytorna och analyserat i svepelektronmikroskop. 16

0, 1 2 5-0, 2 5 mm 100% 80% 60% 40% 20% 0% K1 K2 K3 K4 K5 K6 K7 K8 K9 K10 K11 K12 K13 K14 K15 K16 N1 P r o v Glimmer Kvarts Fältspat Hornblände Pyroxen Övriga Mafisk Salisk Figur 3. Exempel på mineralfördelning i olika krossberg i fraktionen 0,125 till 0,250 mm. Mafiskt betyder att det är ett bergartsfragment med mörka mineral som biotit, hornblände, pyroxen och salisk betyder att det innehåller mineral som kvarts, muskovit och fältspat. Partiklar i fillerfraktionen måste analyseras med hjälp av SEM. Tjockleken på ett tunnslip är ca 0,025 mm vilket medför att de finare fillerpartiklarna delvis kommer att vara täckta av epoxi och därmed svåra att analysera. Även i SEM är det svårt att analysera partiklarna då man i fillerfraktionen får en stor skillnad i storlekar vilket gör analysen besvärlig. I en snittad yta vet man inte om det är en mycket liten partikel eller toppen/botten av en stor partikel. Man kan emellertid få en uppfattning om innehållet och man kan med kemisk analys identifiera enskilda mineral. Analyser av några produkter finns i kapitel 3.2.2 i CBI-rapport 1:2008 och kapitel m2.2.2 i CBI rapport x:2011. 3.1.2 Röntgendiffraktion Röntgendiffraktion är en metod som mäter kristallplanen som är specifika för varje typ av mineral. Det redovisas som toppar vid vissa vinklar. Detta medför att metoden framför allt används för att kvalitativt identifiera olika i provet ingående mineral (Kapitel 5.2.2 i CBI rapport 2011). I förhållande till tunnslip är det dock en snabb metod och den fordrar inte den erfarenhet som en petrografisk analys fordrar. Genom att mäta intensiteten vid en enskilt topp och jämföra det med toppar från andra mineral kan man få en uppskattning av mängden av ett speciellt mineral. I undersökningen har semikvantitativa data från röntgendiffraktion jämförts med petrografisk analys. De visar att man med hjälp av röntgendiffraktion får en uppskattning av mängd glimmer men att uppskattningen är relativt grov. Metoden är lämplig för att analysera filler där kornen är för små för att kunna direkt identifieras. Data finns i kapitel 2.3 i CBI-rapport x:2011. 3.1.3 Metylenblått Metylenblå testen finns beskriven i SS-EN 933-3 och rekommenderas att användas på ballast med mycket finmaterial/filler. Metoden bygger på att man mäter mängden metylenblå (som är ett starkt färgämne) som sorberas av en viss mängd 0-2 mm grus. Metoden tar främst fram mängden leror och då framför allt mängden svällera. Höga halter av biotit ger en svag förhöjning av mängden sorberad metylenblått. Metoden är en viktig test för orena kalkstenar och basiska bergarter som lätt bildar leror vid hydrotermal omvandling eller vittring. När det gäller sura bergarter som graniter och gnejser bildas sällan svälleror vilket medför att den i de undersökta granitiska bergarterna inte är viktig. Resultaten (Kapitel 4.1.2 i CBI-rapport 1:2008) visar att naturgrus har ett relativt högt 17

värde beroende på vittringsleror. Då den relativa mängden leror är liten har det mindre betydelse men det är känt att höga halter av leror i naturballast kan ge problem. Normalt är icke vittrat berg fritt från leror vilket i sin tur gör att filler från krossberg är bra såtillvida det inte innehåller för mycket glimmer. Dessutom finns det en granit (K8) som uppvisar högre värde både på Metylenblått, BET-yta och Sandekvivalent och som ger en besvärlig reologi. Utan tvättning av finmaterial är prov K8 inte bra i betong men det framkommer bättre i andra tester. Metylenblå bör dock användas för att ta fram kvalitén på kalkstenar och basiska bergarter som basalt etc. När det gäller granitoida bergarter behövs den främst i initialanalysen för att få fram eventuell vittring eller hydrotermal omvandling. Generellt så tyder ett högt metylenblå värde på att ballasten är olämplig i betong och att ytterligare utredning om samband behövs. För finballast bör MB värdet ligga under 2 och de undersökta krossgrusen ligger under 1. Vid högre värden än 1 bör en speciell utredning göras om orsakssammanhanget. För mycket vittrat berg i produkten, höga halter av fin glimmer (sericit) och mycket ultrafint material ger en viss förhöjning av MB-värdet. 3.2 Kornform Det som framför allt skiljer krossprodukter från naturgrus är kornform och kornyta. Detta medför att detta är en viktig variabel när det gäller klassificering. Det finns många direkta och indirekta metoder att göra klassificeringen. Det är relativt enkelt att göra på stora korn men mera besvärligt på de små. In SS-EN 12620 skall grovballast analysera med hjälp av spaltsikt (SS-EN 933-3) eller formindex (SS-EN 933-4). Det saknas direkta metoder för kornformsanalys av finballast men försök har visat att man med spaltsikt kan analysera kornform ner till 1 mm. Kornformen ingår även som en väsentlig variabel i flera indirekta tester som packning eller flödestal. Det är även en variabel i flera andra tester. 3.2.1 Bildanalys Bildanalys är en metod där en dator med utgångspunkt från en digital bild räknar ut ett fragments kornform och yta (Kapitel 2.3.1, CBI Rapport 2011). Det kan göras av en bild på liggande korn eller på snittade korn. Snittade korn kan analyseras på bilder tagna från tunnslip eller SEM. En partikel som ligger kommer att lägga sig på sin mest flata sida. Detta medför att kan bestämma stänglighet då flakiga partiklar blir kubiska. På snittade ytor blir både stängliga och flakiga partiklar stängliga. En jämförelse mellan liggande och snittade ytor (kapitel 3.2.3, CBI rapport 2008) visar att flakigheten dominerar och att det för de finare fraktionerna beror på glimmermineral. Flakighet i bildbehandling beräknas som kvoten mellan det kortaste och längsta avståndet i varje partikel. Då partiklarna är oregelbundna kan flakighetsindex beräknas på olika sätt. Låga värden indikerar en större flakighet (Se Figur 2 och 4). Resultat från olika mätningar visas i Figur x. Naturballast har mest runda/kubiska korn. Generellt är att det mest flakiga naturgruset är ungefär lika som det bästa krossgruset. Generellt är krossgrus något mera kantigt än naturgrus. I de finaste fraktionerna styr halten glimmer, oftast biotit, flakighetsindex, vilket indikeras i Tabell 1. Fältspaterna (alkalifältspat och plagioklas) har en 18

ganska bra form. Kvarts kan vara något flisig. Kalcitkristallerna har oftast en bra form men större kristaller kan ibland vara något flakiga. Hornblände har en relativt bra form. När man jämför olika krossgrus så finner man att flakigheten i finmaterialet generellt minskar med ökande kornstorlek (Tabell 1). Detta blir markant när kornstorleken blir under 0,5 mm eller mera specifikt under mineralgränsen. Tabell 1. Tabell som visar F-aspekt och mängd fri glimmer i volym %. N1 i tabellen är ett naturgrus och de tre andra krossgrus med olika kvalitet. Ett lågt värde på F- aspekt indikerar ett flakigt korn. Glimmern förelåg i form av biotit. Sikt i mm 11-16mm N1 F-asp 0,58 Fri biotit i % 0 % K2 F-asp 0,55 Fri biotit i % 0 % K3 F-asp 0,54 Fri biotit i % 0 % K4 F-asp 0,54 Fri biotit i % 0 % 5,6-8mm 0,58 0 % 0,53 0 % 0,52 0 % 0,53 0 % 4-5,6 mm 0,57 0 % 0,53 0 % 0,52 0 % 0,53 0 % 1-2 mm 0,53 0 % 0,50 0 % 0,48 0 % 0,49 0 % 0,5-1mm 0,59 0,3 % 0,49 0 % 0,46 0,3 % 0,55 3,3 % 0,25-0,5mm 0,58 0,6 % 0,47 6,6 % 0,50 0,3 % 0,49 10,0 % 0,125-0,25mm 0,59 2,3 % 0,44 11,0 % 0,48 0,6 % 0,44 20,3 % 0,075-0,125mm 0,58 3,0 % 0,43 12,6 % 0,47 0,6 % 0,41 22,3 % Detta beror framför allt på att i större fragment så sitter glimmern ofta tillsammans med andra mineral och att kompositen är mindre flakig än det fria glimmermineralet. Bildbehandling är en dyr metod och kräver avancerad teknik. För rutinkontroll av finfraktionerna kan det räcka med att räkna glimmerkorn då det är dessa som primärt ger flakigheten och som ställer till med problem när det gäller arbetbarhet. Flakiga Kubiska Figur 4. Bildanalys på snittade korn i fraktionen 0,125 till 0,250 mm. Kumulativt diagram där låga värden visar flakiga partiklar. N1 är naturgrus och K11 är ett grus med mycket fri glimmer. Prov K18 har låg halt glimmer och har en kornform som ligger nära naturgrus. 19

Passerar [%] 2011 3.3 Kornstorleksfördelning Kornstorleksfördelningen i en ballast kan beräknas genom med hjälp av en hålsikt genom bildbehandling eller med hjälp av en lasersikt. Bildbehandling kan antingen göras på liggande korn men en ny metod som kommer allt mer är att med hjälp av en kamera ta bilder av fallande korn och analysera dessa bilder med bildbehandling. De olika metoderna ger inte samma resultat. Vid vanlig siktning mäter man hur mycket av partiklarna som passerar en viss hålöppning. Om man jämför en rund, flakig och stänglig partikel så kommer antalet korn per viktenhet att bli större för de flakiga och stängliga. Detta kan man visa genom att för hand dela upp ett ballastparti och sedan jämför vikt och antal partiklar. Med flakiga partiklar blir antalet partiklar väsentligt större. Lasersikt gör om alla korn till runda och beräknar sedan fördelningen. Detta medför exempelvis att alla glimmerkorn beräknas som runda vilket i sin tur gör att finballast med mycket glimmer till synes blir mera grovkornig. Skillnaden mot vanlig sikt är att man med lasersikt räknar kornen individuellt (partikel %) medan den vanliga sikten ger vikt %. 3.3.1 Traditionell siktning Resultat från "vanlig siktning av 0-2 mm fraktionen är redovisad i Figur 5. Det visar att variationen är mycket stor. Exempelvis så kan andelen filler variera mellan någon procent upp till 30 viktprocent. Naturgrus har oftast en halt av filler runt 5 vikt % i 0/2 fraktionen medan krossballasten generellt har en halt av filler över 10 vikt %. Det tjocka röda strecket (GK A) visar vad man för ansåg att den övre tolererbara mängden filler låg. Med hjälp av flytmedel kan man dock idag acceptera större mängd filler. Den högre halten av filler i krossberg kommer att påverka arbetbarheten och detta måste beaktas vid proportionering eller så måste man i extrema fall på något sätt exempelvis genom tvättning eller vindsikt minska mängden. 100 90 80 70 60 50 40 30 20 10 GK A N1 K1 K3 K5 K7 K9 K11 K13 K15 K19 GK B N2 K2 K4 K6 K8 K10 K12 K14 K17 0 0.01 0.1 1 10 Sikt [mm] Figur 5. Kornstorleksfördelning enligt hålsikt.n = Naturgrus, K = Krossprodukter GKA och GK2 är rekommenderade gränsvärden för naturgrus. 20

Passerande (%) 2011 3.3.2 Lasersikt I krossballast är generellt mängden filler hög, varför man för bra proportionering måste få mera information. Med hjälp av lasersikt kan man få en uppfattning om fördelningen av partiklar i fillerfraktionen. Resultaten visar liksom vid vanlig siktning att det finns en stor variation (Figur 6). I flera material innehåller 0-0,250 mm fraktionen närmare 20 % material som är finare än 10 µm. Vid utvärderingen av en lasersiktkurva bör man betänka att alla korn värderas utifrån sin största yta, dvs. man överskattar kornstorleken i de fall kornen avviker från sfärisk form. Det finns en stor variation i finpartikelfördelning mellan olika prov. Detta är även fallet när det gäller naturgrus (Figur 17 i CBI-rapport x:2010) som kan innehålla vittringsleror. Det finns en korrelation mellan ultrafina partiklar (<10 µm) och BET-ytan men det finns signifikanta avvikelser beroende på att BET-ytan är känslig och även indikerar med leror. Värdena från lasersikt kan korreleras med det från Sandekvivalent och BET-yta där mycket ultrafint material ger en hög BET-yta och ett lågt värde på sandekvivalent. Typen av ultrafint material är viktigt. Om det består av leror ger det problem med den färska betongens rörlighet medan om det ultrafina materialet består av kubiska korn av fältspat eller kvarts kan användas för att spara cement (se senare). Vad det ultrafina materialet består av kan identifieras med hjälp av mikroskopi eller röntgendiffraktion. Med hjälp av vindsiktning eller tvättning kan man ta bort eller reducera mängden finmaterial. 100 90 80 70 60 50 40 30 20 10 N1 (2650 m2/kg) N3 (2343 m2/kg) K25 (3735 m2/kg) K27 (1330 m2/kg) K29 (1000 m2/kg) K31 (995 m2/kg) K33 (1593 m2/kg) K35 (699 m2/kg) K39 (1623 m2/kg) N2 (3845 m2/kg) K24 (1671 m2/kg) K26 (5097 m2/kg) K28 (1910 m2/kg) K30 (1057 m2/kg) K32 (3224 m2/kg) K34 (547 m2/kg) K38 (2089 m2/kg) K40-3 (1648 m2/kg) K41-1 (917 m2/kg) K44 (11740 m2/kg) K45 (754 m2/kg) K47 (1792 m2/kg) K51 (1181 m2/kg) K55 (1082 m2/kg) K57 (1448 m2/kg) K59 (1619 m2/kg) K46 (11320 m2/kg) K48 2102 m2/kg K52 (2233 m2/kg) K56 (969 m2/kg) K58 (1051 m2/kg) K60 (737 m2/kg) 0 0,1 1 10 100 1000 Kornstorlek (µm) Figur 6. Kornstorleks fördelning för material som passerat 0,25 mm sikt enligt lasersikt. I volym %.Värdena inom ( ) är BET-yta. 21