Stenmjöl eller naturgrus i betong – En jämförande studie220755/FULLTEXT01.pdf ·...

Institutionen för teknik och design, TD

Stenmjöl eller naturgrus i betong –

En jämförande studie Crushed fine aggregate or natural gravel in concrete -

a comparative study

Växjö, 310509 15Hp

Examensarbete/BY9903 Handledare: Jan Lillieblad, Abetong AB

Handledare: Benny Fransson, Växjö universitet, Institutionen för teknik och design Examinator: Bertil Bredmar, Växjö universitet, Institutionen för teknik och design

Examensarbete nr: TD 014/2009

Henrik Johansson, Niklas Hedberg

II

Organisation/ Organization Författare/Author(s)

VÄXJÖ UNIVERSITET Henrik Johansson Niklas Hedberg Institutionen för teknik och design Växjö University School of Technology and Design

Dokumenttyp/Type of Document Handledare/tutor Examinator/examiner Examensarbete/Diploma Work Benny Fransson Bertil Bredmar

Titel och undertitel/Title and subtitle Stenmjöl eller naturgrus i betong - en jämförande studie/ Crushed fine aggregate or natural gravel in concrete - a comparative study

Sammanfattning (på svenska) Detta examensarbete har genomförts vid institutionen Teknik och Design på Växjö universitet under våren 2009 i samarbete med Abetong och Cementa.

I Sverige idag finns sexton stycken miljökvalitetsmål som är fastställda av riksdagen. Ett av dessa miljömål är God bebygg miljö. Ett av delmålen i denna rapport är att uttaget av naturgrus ska minskas och tillslut försvinna helt. Det är enbart krossat berg som i tillräcklig mängd kan ersätta naturgrus som ballast.

Målet med detta examensarbete är att undersöka skillnaden på den färska betongens arbetbarhet när krossgrus ersätter naturgrus som ballast för de lägre fraktionerna. Med hjälp av laborationer kommer packning, flöde och flisighet på sex krossade material och tre naturmaterial undersökas och sedan jämföras med utflytningsmått som genomförts på bruksblandningar med hjälp av hägermannkon.

Nyckelord Stenmjöl, krossgrus, ballast, betong, reologi, arbetbarhet.

Abstract (in English) The objective of this thesis is to examine the difference in workability in fresh concrete, when crushed fine aggregate replaces natural gravel. The shape of the fine aggregate, packing and flow of six crushed material and three natural materials will be determined by easy studies, the results will be compared with a slump cone test.

Key Words

Crushed aggreagate, rheology, concrete, workability.

Utgivningsår/Year of issue Språk/Language Antal sidor/Number of pages 2009 Swedish 63

III

Sammanfattning Detta examensarbete har genomförts vid institutionen Teknik och Design på Växjö universitet under våren 2009 i samarbete med Abetong och Cementa AB.

I Sverige idag finns sexton stycken miljökvalitetsmål som är fastställda av riksdagen. Ett av dessa miljömål är God bebygg miljö, ett av delmålen är att uttaget av naturgrus ska minskas och tillslut försvinna helt.

Detta innebär att naturgrus för ballast användning inom betongindustrin kommer vara högst begränsad i framtiden, vilket i sin tur innebär att betongbranschen måste hitta ersättningsmaterial till naturgrus som ballastmaterial för fortsättning av betong tillverkning. Det är enbart krossat berg som i tillräcklig mängd kan ersätta naturgrus som ballast.

Krossballast får man genom att spränga och krossa berg. Egenskaperna på ballasten bestäms av bergart, mineralsammansättning, mineralogi, hur sprängningen går till och vilken krossteknik man använder.

Målet med detta examensarbete är att undersöka skillnaden på den färska betongens arbetbarhet när krossgrus ersätter naturgrus som ballast för de lägre fraktionerna. Med hjälp av laborationer kommer packning, flöde och flisighet på sex krossade material och tre naturmaterial undersökas och sedan jämföras med utflytningsmått som genomförts på bruksblandningar med hjälp av hägermannkon.

För att möjliggöra ett jämförande på de olika materialens reologi utan inverkan av gradering så anpassades alla materialen till en och samma graderingskurva. Resultaten från utflytningsförsöken visade tydligt att bruksprover med stenmjöl hade ett sämre utflyt än bruksblandningar med naturgrus.

Ett samband mellan de tre testerna som genomfördes och utflytningsmåtten på de olika materialen visade sig tydligt i resultatet. Ett flisigt material hade en hög flödestid och en låg packningsgrad vilket medför att utflytet i hägermannkonen blev dåligt.

IV

Summary This thesis was made at the Department of Technology and Design at Växjö University in spring 2009 in cooperation with Abetong and Cementa AB. In Sweden today there are sixteen environmental quality objectives adopted by the parliament. One of these environmental quality objectives is Good Built Environment. One of the sub-goals is that natural gravel will only be used where it is not possible to use substitutes in specific applications. This means that the use of natural gravel for aggregate in the concrete industry will be very limited in the future, which in turn means that the concrete industry must find substitute for natural gravel as aggregate for the continuation of concrete production. It is only crushed rock, which in sufficient quantity can replace natural gravel as aggregate in concrete. Crushed aggregate is created by blowing up and crushing rock. The characteristics of crushed aggregate are determined by the rocks geology, mineral composition, mineralogy, the blasting procedure and the crushing technique. The objective of this thesis is to examine the difference in fresh concrete workability when crushed rock replaces natural gravel as aggregate for the lower fractions. With the help of three tests carried out on six crushed material and three natural materials will packing, flow and the shape of the gravel be examined. The result of these tests will be compared with a slump cone test carried out on mixtures using hägermannkon. To enable a comparison of the different types of materials rheology without the impact of the natural grading curve we adapted all materials to the same grading curve. The results from the slump cone tests clearly showed that the concrete with fine crushed aggregate had worse workability than the mixtures with natural gravel. There was a clear connection between the three tests and the result from the slump cone tests of the various materials. A material with difficult shape had a high flow and a low packing degree which in turn led to a bad result with the slump cone test.

V

Abstract The objective of this thesis is to examine the difference in workability in fresh concrete, when crushed fine aggregate replaces natural gravel. The shape of the fine aggregate, packing and flow of six crushed material and three natural materials will be determined by easy studies, the results will be compared with a slump cone test.

Keywords: Crushed aggreagate, rheology, concrete, workability.

VI

Förord Detta arbeta har genomförts vid institutionen Teknik och Design på Växjö universitet och

Cementa AB i Stockholm.

Tack till Abetong och Cementa för att vi har fått göra examensarbetet hos dem.

Vi vill speciellt tacka våra handledare från företagen Jan Lillieblad, Abetong och Hans-Erik

Gram, Cementa för bra ideer och stöd under hela arbetet.

Vill även tacka Jonaz Nilsson för all hjälp i labbet.

Till sist vill vi tacka vår handledare från skolan Benny Fransson.

Växjö, maj 2009

Henrik Johansson & Niklas Hedberg

VII

Innehållsförteckning Sammanfattning ................................................................................................III

Summary............................................................................................................ IV

Abstract............................................................................................................... V

Förord ................................................................................................................ VI

Innehållsförteckning........................................................................................ VII

Beteckningar & definitioner.............................................................................. IX

1. Introduktion ......................................................................................................1 1.1 Bakgrund..............................................................................................................................................1 1.2 Mål och Syfte.......................................................................................................................................1 1.3 Avgränsningar .....................................................................................................................................2

2. Teori................................................................................................................. 3 2.1 Cement .................................................................................................................................................3 2.2 Vatten ...................................................................................................................................................3 2.3 Tillsatsmedel........................................................................................................................................4 2.4 Ballast ...................................................................................................................................................4 2.4.1 Gradering..........................................................................................................................................4 2.4.2 Packning............................................................................................................................................5 2.5 Krossballast .........................................................................................................................................6 2.5.1 Kornform .........................................................................................................................................6 2.5.2 Krossningstekniker .........................................................................................................................6 2.5.2.1 Kompressiv krossning.................................................................................................................6 2.5.2.2 Konkrossar....................................................................................................................................7 2.5.2.3 Slagkrossning ................................................................................................................................7 2.5.2.4 VSI..................................................................................................................................................7 2.6 Arbetbarhet .........................................................................................................................................8 2.6.1 Reologi ..............................................................................................................................................8

3. Metod..............................................................................................................10 3.1 Mekanisk siktning.............................................................................................................................10 3.2 FAA Strikeoff Guide Apparatus ....................................................................................................11 3.3 Hägermannkon .................................................................................................................................11 3.4 Harpsikt..............................................................................................................................................12

VIII

5. Resultat ...........................................................................................................13 5.1 Gradering...........................................................................................................................................13 5.2 Utflytningsmått med hägermannkon ............................................................................................15 5.3 Fillertest..............................................................................................................................................17 5.4 Flödestid ............................................................................................................................................18 5.5 Packning.............................................................................................................................................19 5.6 Flisighet ..............................................................................................................................................20 5.7 Utflytningsmått på blandade material ...........................................................................................21

6. Diskussion och slutsatser .............................................................................. 23

8. Referenser ...................................................................................................... 28

9. Bilagor............................................................................................................ 29

IX

Beteckningar & definitioner

Stenmjöl - Krossat berg 0-4mm Petrografi - Läran om bergarter Mikrobruk - Bruk med ballast 0-0,125mm Skrymdensitet - Densitet mått på materialet, inklusive porer Kompaktdensitet - Densitet mått på materialet, exklusive porer Reologi - Läran om materialens deformations och flytegenskaper

1


1. Introduktion

1.1 Bakgrund I Sverige idag finns sexton stycken miljökvalitetsmål som är fastställda av riksdagen. Tanken med dessa mål är att nästa generation ska få leva i ett samhälle där de stora miljöproblemen är lösta. Ett av dessa miljömål är God bebygg miljö. Boverket som har huvudansvaret för God bebygg miljö har utformat en rapport som underlag för miljömålsarbetet. Ett av delmålen i denna rapport är att minska uttaget av naturgrus. År 2010 ska utvinningen av naturgrus högst vara 12 miljoner ton per år. Det finns även ett förslag till ny delmålsformulering för år 2020 som säger att naturgrus bara ska användas inom de områden där inget lämpligt ersättningsmaterial finns och att inga uttag av naturgrus sker där dricksvattenförsörjningen och natur- och kulturlandskapet påverkas stort (Boverket 2007).

Detta innebär att naturgrus för ballast användning inom betongindustrin kommer vara högst begränsad i framtiden, vilket i sin tur innebär att betongbranschen måste hitta ersättningsmaterial till naturgrus som ballastmaterial för fortsättning av betong tillverkning.

Det är enbart krossat berg som i tillräcklig mängd kan ersätta naturgrus som ballast (Lagerblad , B m.fl. 2008). Högre fraktioner krossat berg (> 8 mm) används redan i nuläget som ballast i betong på grund av brist på naturgrus. Att byta ut även de mindre fraktionerna är mer problematiskt på grund av dess kornform, detta medför att rörligheten i den färska betongen försämras (Lagerblad , B m.fl. 2008).

1.2 Mål och Syfte

Syftet med detta examensarbete är att undersöka krossat bergs egenskaper och dess inverkan på betongens färska egenskaper. Med hjälp av laborationer kommer vi att utreda skillnaden på betongens färska egenskaper när stenmjöl ersätter naturgrus som ballast i bruk, men även försöka hitta ett samband mellan brukets färska egenskaper och resultaten från de enkla metoderna för bestämning av packning, flöde och flisighet. Utvärdering av testmetoderna kommer också att genomföras.

2


1.3 Avgränsningar Vilka egenskaper för betong som eftersträvas varierar mellan de områdena betongen ska användas inom. De egenskaper som eftersträvas för betong avsedd för gjutning i form eftersträvas även i detta projekt, det vill säga ej direktavformad betong.

Arbetet begränsas enligt följande:

• 9 olika grussorter undersöks, varav 3 är naturballast och 6 är krossadballast.

• Det är endast ballasten och de färska egenskaperna hos bruk som undersöks.

• Ballasten som undersöks har fraktionerna 0-2mm. Endast vid flisighet undersöks 0-4mm.

• Studien har inte gjorts på betong, utan bruk med maximal kornstorlek på 2 mm. Detta bruk utgör 50 % av en normal betong.

• Försöken har baserats på krossgrus vars petrografi och krosshistoria inte är känd.

3


2. Teori

Betong är ett viktigt byggnadsmaterial, främst som stommaterial. Det ställs höga krav på material som ska användas i bärande konstruktioner främst på hållfasthet och beständighet. (Burström, P-G. 2007)

Betong är ett byggmaterial uppbyggt av ballast, cement, vatten och tillsatsmedel. Betongens färska och hårdnade egenskaper varierar i förhållande till delmaterialens mängder och egenskaper. (Betonghandboken, 1994)

2.1 Cement Cement är ett hydrauliskt bindemedel vilket menas med att det reagerar med vatten och bildar en hård vattenbeständig massa. Den färska betongens egenskaper, hållfasthetsutveckling och beständighet påverkas av cementens egenskaper och förhållandet mellan viktandel vatten och cement (Betonghandboken, 1994)

2.2 Vatten Det finns inga större krav på kvalité på vatten som ska användas i betong, en tumregel är att allt drickbart naturligt vatten kan användas. Förorenat vatten kan försämra betongens hållfasthet och beständighet. (Betonghandboken, 1994)

Vattencementtalet, förkortat vct är förhållandet mellan vatten och cement i betongen. Betongens arbetbarhet bestäms till stor del av storleksförhållandet mellan vatten och cement (Burström, P-G. 2007). Ett lågt vattencementtal medför att det finns mindre överflödigt vatten som inte reagerat med cementen vid härdning. Det vill säga mindre vatten som vid avdunstning blir hålrum i betongen, vilket i sin tur leder till en mer kompakt betong med högre hållfasthet. (Dahlborg, S. Johansson, S. 2001)

vct = W / C

W = Mängden blandningsvatten [kg], [kg/m3] eller [l/m3];

C = Mängden cement [kg] eller [kg/m3].

4


2.3 Tillsatsmedel Olika egenskaper på betongen kan modifieras med tillsatsmedel, både betongens färska och hårda egenskaper kan förändras enligt behov (Betonghandboken, 1994). Flyttillsats är ett exempel på tillsatsmedel. Flyttillsatsmedel i betong ändrar konsistensen kraftigt, vattenhalten i betongen kan då reduceras med 10 - 30 %. Minskad vattenhalt möjliggör tillverkning av betong med högre hållfasthet och bättre beständighet. (Burström, P-G. 2007)

Tillsatsmedlet som har använts i försöken är Sika CemFlux Prefab 30. Enligt Sikas tekniska datablad är flytmedlet av tredje generationen och ger betongen god arbetbarhet och god styrkeutveckling.

2.4 Ballast Ballast är bergartsmaterial som används i betong. Materialen som används kan antingen vara singel, naturligt okrossat material med rundare korn, eller makadam, krossat material. (Betonghandboken 1994)

De ballastegenskaper som framför allt påverkar betongens sammansättning är gradering, fillerhalt, slamhalt, maximal kornstorlek samt kornform och ytbeskaffenhet. Dessa egenskaper styr i hög grad den färska och indirekt den hårdnande betongens egenskaper. (Betonghandboken 1994 s. 71)

Kornstorleksgränser för ballastmaterial:

Beteckning Kornstorlek mm Sten > 8 Fingrus ≤ 8 Sand ≤ 4 Filler ≤ 0,063

2.4.1 Gradering Kornstorleksfördelningen påverkar packningen stort. I en ideal fördelning av stenmaterialen fyller de mindre fraktionerna hålrummen mellan de större fraktionerna och de kvarstående hålrummen fylls av cementpasta. (Burström, P-G. 2007)

För att bestämma kornstorleksfördelningen för ett ballastmaterial används oftast vanliga siktar eller hålsiktar. Siktanalys av ett krossat material kan ge en falsk bild av graderingen eftersom siktmetoden är framtagen för användning på runda eller kubiska material. De krossade materialet innehåller en del korn med flisig och stänglig form, vilket medför att fler korn kommer passera till en relativ liten sikt. (Lagerblad , B m.fl. 2008)

5


De mindre ballastmaterialens fördelning har stor betydelse för den färska betongens arbetbarhet och den hårdnande betongens hållfasthet (Betonghandboken 1994). Genom att ändra på fördelningen av finmaterial kan betongens arbetbarhet förbättras (Lagerblad , B m.fl. 2008).

För att möjliggöra ett jämförande på de olika materialens reologi utan inverkan av gradering så anpassades alla materialen till en och samma graderingskurva. Under arbetets gång har en optimerad siktkurva används, (Grading 2). Denna kurva har tagits fram genom att ett material har siktats upp och satts ihop fyra gånger med olika fraktionsindelningar för att förbättra de reologiska egenskaperna. Grading 2 är den av de fyra kurvorna som visat bäst reologiska egenskaper. (Lagerblad , B m.fl. 2008).

För siktkurva "Grading 2", se Resultat, Figur 2.

2.4.2 Packning Rörlighet i färsk betong bestäms delvis av kontakten mellan de olika ballastkornen och dess ytor (Norberg, K 2006). Krossgrus har oftast oregelbunden form och vassa kanter vilket leder till större hålrumsvolym. Det vill säga, en mindre effektiv packning och därmed ett större behov av cementpasta.

(Lagerblad, B m.fl. 2008 s.25) Det finns flera olika metoder för att bestämma packningsgraden för ballast, dessa metoder är till större del framtagna för att mäta hålrumsvolym på ett material som har en relativ rund eller kubisk form (Lagerblad , B m.fl. 2008). Metoderna som används för bestämning av packningsgrad består oftast av att hälla i en blandning av ballast eller en specifik fraktion av ballast i en behållare och där efter mäta nettovikten av materialet i behållaren. Vikten av materialet i förhållande till volymen på behållaren blir skrymdensiteten. Skrymdensiteten kan sedan jämföras med kompaktdensiteten på materialet och packningsgrad och hålrumsvolymen räknas ut.

Skrymdensitet = Vikt ballast i behållaren / Volym på behållaren

Packningsgrad = Skrymdensitet / kompaktdensitet

Hålrumsvolym = 100 % - Packningsgrad

6


2.5 Krossballast Krossballast får man genom att spränga och krossa berg. Egenskaperna på ballasten bestäms av bergart, mineralsammansättning, mineralogi, hur sprängningen går till och vilken krossteknik man använder. (Bergkross i betong - Krossat berg ersätter naturgrus, Cementa)

2.5.1 Kornform Kornformen och texturen bestäms av bergets egenskaper, krossningsteknik och sprängningsteknik. I Sverige är det berg av granit och gnejs som det finns mest av. Ballastkornen från de bergen blir ofta lite flisiga eller flakiga. Ett i granit och gnejs vanligt förekommande mineral är glimmer, som frigör vid krossning och som utgörs av ark-liknande partiklar. Dessa ger betong och bruk en besvärlig reologi. (Bergkross i betong - Krossat berg ersätter naturgrus, Cementa)

Ballastens totala yta, som behöver beläggas med vatten vid blandning av bruk, ökar när kornstorleken minskas. Speciellt filler med flakiga partiklar ger en mycket stor yta per viktenhet. De mindre fraktionerna i en krossballast består av enskilda mineraler medan de större fraktioner är uppbyggt av en variation av de olika mineralerna som finns i bergarten. (Lagerblad , B m.fl. 2008)

2.5.2 Krossningstekniker De krossningstekniker som är av industriellt intresse är kompressiv krossning, nötning och slagkrossning. (Öberg 2003)

2.5.2.1 Kompressiv krossning Materialet i en kompressionskross krossas genom att partiklar kläms mellan två ytor. När materialet trycks ihop bildas dragspänningar som i sin tur resulterar i sprickor. När sprickorna blivit tillräckligt stora eller länkats samman med varandra så skapas mindre fraktioner. (Öberg 2003)

Partiklarna som krossas kan delas in i två storleksklasser. Det större skapas när de på grund av dragspänningen spricker. Det mindre finmaterialet skapas genom skjuvkrafter i kontaktytorna. (Öberg 2003)

Det finns flera krossar som arbetar enligt denna metod, bl.a Kon-, gyratoriska, kärft-, och rullkrossar. Rullkrossen skiljer sig lite från de övriga då den bara behandlar materialet en gång. Den vanligaste tekniken som används för att tillverka ballast till betong är konkross. (Öberg 2003)

7


2.5.2.2 Konkrossar Konkrossar används oftast i efterdelen. Typiska fraktionerna som skapas genom krossningen är 0-20mm och används till produkter i byggindustrin som t.ex. betongballast och vägmaterial. krossningen sker till stor del genom att kornen krossar mot varandra, vilket normalt ger en bra kornform. Eftersom kornen krossas mot varandra så minskar det slitaget på krossen. För att man ska kunna uppnå det så är det viktigt att krossen går full hela tiden. (Öberg 2003)

2.5.2.3 Slagkrossning Slagkrossning går till så att en rotor accelererar partiklarna till önskad hastighet och därefter slås mot en vägg där de fragmenteras. Ju högre hastighet på rotorn desto mindre blir fraktionerna. Slagkross ger en jämn kornkvalitet och bildar även en hel del finmaterial. Vid slagkrossning sönderdelas materialet omedelbart vid kollision, vilket gör att det inte blir några spänningar i materialet som det kan bli vid kompressiv krossning. Slagkrossar används begränsat då det sliter mycket på maskiner och då ger extra höga kostnader. Oftast så används slagkrossen endast när hög kvalitet på produkten krävs. (Öberg 2003)

2.5.2.4 VSI Vertical shaft impact crusher (VSI) kan användas för att slå av skarpa hörn och kanter och "slipa" ballastytor för att förbättra partiklarnas kornform och minska ytråheten. Effekten av VSI-krossen avtar med minskad partikelstorlek och har endast begränsad effekt på mineralkorn.

8


2.6 Arbetbarhet Arbetbarhet hos betong omfattar den färska betongens egenskaper att formas enligt önskade krav och dess möjlighet att uppnå ett bra slutresultat, med andra ord en god gjutbarhet. För att få en uppfattning om arbetbarhet mäts betongens konsistens, som används för att beskriva flytegenskaper. (Burström, P-G. 2007)

2.6.1 Reologi Reologi är läran om materialens deformation och flöde, vilket skildrar det inbördes förhållandet mellan kraft, deformation och tid. Reologin på cementbaserade material påverkas till stor del av vattenhalt, cementhalt, ballastgradering, mängd filler men även kornform, ballastens ytegenskaper och eventuella tillsatsmedel. (Esping, O. 2004)

Vätskor kan delas in i tre reologiska huvudgrupper:

1. Newtonsk vätska Ett ideal-reologiskt material beter sig enligt Newtons modell, med det menas att skjuvspänningen visar ett linjärt samband med skjuvhastighet och att spänningen är noll när skjuvhastigheten är noll. Newtonsk vätska: Exempel på vätskor som beter sig enligt denna modell är etanol, vatten och de flesta oljor.

2. Generell icke-newtonsk vätska En icke-newtonsk vätska och har antingen ett förtjockande eller ett förtunnade beteende när skjuvhastigheten ökar, men liksom en newtonsk vätska så är skjuvhastigheten noll då skjuvspänningen är noll.

3. Viskoplastisk icke-newtonsk vätska En vätska enligt denna modellen måste uppnå en flytgränsspänning i materialet innan den kan flyta ut. Efter flytgränsspänningen är uppnådd kan vätskans viskositet(skjuvspänning) antingen vara proportionell mot skjuvhastigheten, enligt Binghams-plastisk ideal modell, eller binghams-plastisk icke-ideal som säger att viskositeten(skjuvspänningen) närmar sig en konstant viskositet ju större skjuvhastighet. Betong, blod och färg är exempel på vätskor som beter sig enligt denna modellen. (Esping, O. 2004)

9


Binghams-modell

Reologin hos betong, som beter sig som en viskoplastisk icke-newtonsk vätska, kan beskrivas med binghams-modell (ideal).

Binghams modell:

Flytgränsspänningen ger ett mått på den spänning som måste överskridas i materialet innan det kan börja flyta medan den plastiska viskositeten beskriver hur trögt betongen flyter när den väl är satt i rörelse. Den plastiska viskositeten kan betraktas som ett mått på materialets inre friktion. (Lagerblad , B m.fl. 2008 s.26)

(Öberg, P. 2003 s.5)

Bilden visar sambandet för skjuvspänning och skjuvhastighet för newtonsk vätska och binghams-modell.

Reologi utnyttjas i detta arbete när bruk och mikrobruk studeras i hägermannkon, det finns en korrelation mellan brukets utbredning och flytgränsspänning. Reologi kan ses även vid bestämning av flödestid, när de olika ballastfraktionerna rinner ut ur en tratt. Der finns en korrelation mellan flödestid och viskositet som i sin tur påverkas av kornform och yta

10


3. Metod Under arbetets gång så har fyra testmetoder används för att bestämma olika egenskaper hos ballasten och det färska bruket.

• Mekanisk siktning - Bestämning av graderingskurvor och uppdelning av materialet i olika fraktioner.

• FAA Strikeoff Guide Apparatus - Används för att bestämma packningsgrad och flödestid. Vilket i sin tur ger en uppfattning om ballastens kornform och ytråhet.

• Hägermannkon - Används för att bestämning av konsistens på färskt bruk. Tester utfördes på 0-2 mm, 0-2 optimerad kurva och fillertest, dvs. mikrobruk. Fillertestet genomfördes för att undersöka hur mycket vatten cementen krävde i förhållande till ballastfraktionen 0-0,125.

• Harpsikt - Används för bestämning av flisighetstal på tre olika fraktioner. På samma fraktioner gjordes även tester på packningsgrad och flödestid för att se om det finns något samband mellan de olika testerna.

3.1 Mekanisk siktning Testerna utfördes enligt europastandarden EN 933-1:1997, exklusive tvättning av materialet. Först så torkades materialet i en ugn (110ºC). Enligt standarden så finns en minsta provmängd beroende på vilka fraktioner som siktas (se tabell 1). Provmängden som siktades var alltid 700g. Därefter så vibrerades siktarna i 20 minuter. Efter siktningen är genomförd så vägs de olika fraktionerna upp. Siktarna som användes var 16, 8, 5.6, 4, 2, 1, 0.5, 0.25, 0.125 och 0.074 mm. En siktkurva gjordes för varje test. Vågen som använts har haft en noggrannhet på 0,1g.

Tabell 1

Övre kornstorleksmängd (mm) Minsta vikt hos analysprov (kg)

16 2,6

8 0,6

≤4 0,2

(Burström, P G. 2001. s 213)

11


3.2 FAA Strikeoff Guide Apparatus FAA Strikeoff Guide Apparatus används till att beräkna skrymdensiteten med hjälp av lös packning, den används även för bestäming av flödestid.

Provningen för att få fram skrymdensiteten går till så att man håller för hålet i konen, fyller det med material och rör om. Hålet öppnas sedan för att rinna ner i cylindern. Ytan på cylindern skrapas sedan av och därefter så vägs materialet. Skrymdensiteten beräknas genom att den uppmätta vikten divideras med cylinderns volym (100 cm3). Vågen som användes hade en noggrannhet på 0,1g.

Flödestiden mättes genom att man tog tiden på när 125g provmaterial rann ut ur konen. Tidtagaruret som användes hade en noggrannhet på 0,01s.

3.3 Hägermannkon En hägermannkon används till att bestämma utflytningsmått på bruk. Testet går till så att man fyller konen med bruk, konen lyfts sedan rakt upp. När bruket flutit ut mäts diametern från två håll. Utflytningsmåttet blir sedan medelvärdet av de två mätningarna. Bruket blandades i en degblandare och startade med torrblandning i en minut innan vatten tillsattes. Materialet blandades sedan i ytterligare tre minuter. När vi sedan fått utflytningssmåttet så blandades samma bruk igen i 1 minut, fast nu med flytmedel i. Därefter togs ett nytt utflytningsmått. Vågen som använts har haft en noggrannhet på 0,1g. Den nedre konöppningen är 100mm vilket medför att alla utflyt blir minst 100mm.

12


3.4 Harpsikt Det finns inget normaliserat sätt att bestämma flisighet på fraktioner under 4mm. För bestämning av flisighet så användes ett flisighetsindex som är en nedskalning av SS-EN 933-3 som gäller för de större fraktionerna.

Försöket utfördes med hjälp av en harpsikt och en våg med 0,01 noggrannhet. En mängd material från en fraktion vägs upp, som sedan skakas i en harpsikt. De flisiga kornen som faller igenom ställs i förhållande med ursprungsvikten som bildar ett flisighetstal.

Passerad mängd / Ursprunglig mängd = Flisighetstal

Försöken utfördes på följande fraktioner:

Fraktioner som siktats upp (mm) Spalt storlek harpsikt (mm) 3,15‐4 2 1,6‐2 1 1‐1,25 0,63

.

13


5. Resultat

5.1 Gradering

Figur 1) Resultat av siktningen 0-8mm. För exakta värden se tabell i bilaga 1

14


Figur 2) Resultat av siktning på fraktioner 0-2 mm. För exakta värden se tabell i bilaga

2

15


5.2 Utflytningsmått med hägermannkon Tabell 2. Recept som användes under försöken.

Recept 1 Försök A Försök B Material Vikt (g) Vikt (g) Bygg cement 360 360Grus 0-2 mm 790 790Vatten 216 21650% vatten och 50 % cemflux prefab 30 0 1,8

Figur 3) Utflytningsmått. Tabell finns i bilaga 3.

16


Tabell 3. Recept som användes under försöken. Recept 2 Försök A Försök B Material Vikt (g) Vikt (g) Bygg cement 360 360Grus 0-0,074 mm 55,3 55,3Grus 0,074-,0125 mm 23,7 23,7Grus 0,125-0,25 mm 110,6 110,6Grus 0,25-0,5 mm 142,2 142,2Grus 0,5-1 mm 221,2 221,2Grus 1-2 mm 237 237Vatten 216 21650% vatten och 50 % cemflux prefab 30 0 1,8

Figur 4) Utflytningsmått. Tabell finns i bilaga 3.

17


5.3 Fillertest Tabell 4. Recepten som användes vid fillertest

Recept

Försök A Försök B Försök C Försök D Försök E

Försök F

Material Vikt (g) Vikt (g) Vikt (g) Vikt (g) Vikt (g) Vikt (g) Bygg cement 330 330 495 495 660 660Filler 0-0,125 mm 330 330 165 165 0 0Vatten 264 264 264 264 264 26450% vatten och 50 % cemflux prefab 30 0 1,7 0 2,5 0 3,3

Figur 5. Utflytningsmått på filler 0-0,125 i hägermannkon. Tabell finns i bilaga 4.

18


Figur 6. Utflytningsmått på filler 0-0,125 i hägermannkon. Tabell finns i bilaga 4.

5.4 Flödestid

Figur 7. Flödestider för hela 0-2mm fraktionen samt för delfraktionerna 0.074-0.125 mm,

0.125-0.25 mm, 0.25-0.5 mm, 0.5-1 mm och 1-2 mm. Tabell finns i bilaga 5.

19


5.5 Packning

Tabell 5 Lös packning. Medelvärden packningsgrad i procent

Material 0,074-0,125 mm

0,125-0,25 mm

0,25-0,5 mm 0,5-1 mm 1-2 mm 0-2 mm

Oby (natur) 48 49 51 53 56 62Falkenberg (natur) 51 52 52 52 55 61Skanska natur 44 47 48 49 52 56Räppe x 45 45 47 49 56Falkenberg kross 44 46 47 47 51 57Aitik x 45 44 45 48 58Fröland 38 43 45 47 50 55Mineralia 38 40 41 42 44 51Gladö 39 41 44 47 50 55

Figur 8. Packningsgrad för hela 0-2mm fraktionen samt för delfraktionerna 0.074-0.125

mm, 0.125-0.25 mm, 0.25-0.5 mm, 0.5-1 mm och 1-2 mm. Från Tabell 4

20


5.6 Flisighet

Figur 9. Flisighetstal på fraktioner 1-1.25, 1.6-2 & 3.15-4 mm. Tabell på flisighetsindex,

löspackning & flödestid finns i bilaga 7.

21


5.7 Utflytningsmått på blandade material Tabell 6. Recepten som användes i de olika försöken.

Recept Försök A Försök B Material Vikt (g) Vikt (g) Bygg cement 360 360Grus 0-2 mm 790 790Vatten 216 21650% vatten och 50 % cemflux prefab 30 0 1,8

Figur 10. Utflytningsmått med olika blandningar på Oby och Räppe. Tabell finns i

bilaga 8.

22


Figur 11. Utflytningsmått med olika blandningar på Falkenberg kross och Falkenberg

Natur. Tabell finns i bilaga 8.

23


6. Diskussion och slutsatser Ballastmaterialets sätt att fungera i betong bestäms av huvudsakligen 3 faktorer och det är dessa faktorer som diskussionen kommer fokuseras på.

• Graderingskurva

• Kornform

• Kornens yta - ytråhet

Utav de krossade ballastmaterialen visade endast Falkenberg kross utflyt när ursprungsgraderingskurvan användes. Falkenberg kross har en mindre andel filler än de övriga krossmaterialen. Orsaken till de övriga materialen mindre utbredning är att en stor andel filler resulterar i ett stort antal partiklar med stor sammanlagd partikelyta som ska vätas med vatten. Detta kan man också konstatera när en optimerad graderingskurva med lägre fillerandel används då samtliga materialen får ett utflyt förutom Mineralia.

I tabellen nedan ser man tydligt att mer fillermängd ger sämre utflyt.

Kvaliteten på fillerfraktionerna har studerats med mikrobruk, samtliga filler gav ett bättre utflyt än cement. Alltså var det inget filler som krävde mer vatten än cement. Mineralia och Fröland med flytmedel låg närmast cementet. Medan Skanska natur, Oby och båda Falkenberg hade en stor positiv inverkan på utbredningen.

Material Fillermängd Utbredning (mm) Utbredning med flytmedel (mm)

Skanska natur 7% 175 257,5 Fröland 14% 100 192,5

24


Jämförande diagram med packningsgrad, flödestid och utflytningsmått finns i bilaga 9

De tre Naturmaterialen Oby, Skanska och Falkenberg uppvisar bäst resultat vad gäller lös packning, flödestid och utbredningsmått i hägermannkon. Av kross materialen är Falkenberg kross det klart bästa. Medan Mineralia verkar vara det som fungerar sämst.

Genom att använda den optimerade graderingskurvan ”Grading 2” i bruket fås en uppfattning av inverkan av kornform och ytstruktur. Naturgrusen Oby, Skanska och Falkenberg ger bäst utbredningen medan Mineralia, Fröland och Räppe ger sämst utbredning utan flyttillsats. Resultatet var väntat då naturgruset har en rundare kornform, vilket ger bättre rörlighet i bruket.

Rangordning av olika tester på 0‐2mm Utflytningsmått löspackning Flödestid Utan flyt Med flyt Oby (natur) 1 1 1 2Falkenberg (natur) 2 2 3 3Skanska natur 5 3 2 1Räppe 5 8 5 4Falkenberg kross 4 4 4 5Aitik 3 7 5 8Fröland 7 5 5 6Mineralia 9 6 5 9Gladö 7 9 5 6

25


Rangordning av olika tester på 0‐2mm Flisighetstal Utflytningsmått 3,15‐4 1,6‐2 1‐1,25 Utan flyt Med flytOby (natur) 1 1 1 1 2Falkenberg (natur) 2 x x 3 3Skanska natur 4 4 2 2 1Räppe x 8 7 5 4Falkenberg kross x 2 4 4 5Aitik 5 7 6 5 8Fröland x 5 5 5 6Mineralia 6 6 8 5 9Gladö 3 3 3 5 6

Jämförande diagram på flisighetstal och utflytningsmått finns i bilaga 9

Flisighetstalen stämmer ganska bra överrens med utflytningsmåttet. Oftast när det är ett lågt flisighetstal så blir det stor utbredning. Vilket kan förklaras med att ju högre flisighet, ju sämre rörlighet i bruket.

Gladö är det materialet som minst stämmer överens med att ett lågt flisighetstal ger bra utflyt. Anledningen till det är att det har en hög andel filler. Jämför man utflytet i fillertesten 50 % och 25 % ser man att Gladös filler är väldigt dåligt, trots en låg flisighet.

26


Rangordning 1‐1,25 mm

Flisighetstal flödestid packningsgradUtflytningsmått optimerad kurva

1‐1,25 1‐1,25 1‐1,25 Utan flyt Med flytOby (natur) 1 1 1 1 1Falkenberg (natur) x 2 2 1 2Skanska natur 2 3 3 3 3Räppe 7 7 6 6 6Falkenberg kross 4 4 4 4 5Aitik 6 8 8 5 4Fröland 5 6 6 6 8Mineralia 8 9 9 9 9Gladö 3 5 4 8 7

Rangordning 1,6‐2 mm

Flisighetstal flödestid packningsgradUtflytningsmått optimerad kurva

1,6‐2 1,6‐2 1,6‐2 Utan flyt Med flyt

Oby (natur) 1 1 1 1 1Falkenberg (natur) x 2 2 1 2Skanska natur 4 5 5 3 3Räppe 8 6 7 6 6Falkenberg kross 2 3 3 4 5Aitik 7 8 8 5 4Fröland 5 7 5 6 8Mineralia 6 9 9 9 9Gladö 3 4 3 8 7

Flisighetstal, flödestid och packningsgrad har ett samband med utflytningsmåttet. Ett lågt flisighetstal, snabb flödestid och en hög packningsgrad verkar ge en bra utbredning.

27


Skillnaden mellan naturgrus och krossgrus är stor i testerna. Då naturgrusen är bland de bästa i alla testerna så kan man dra slutsatsen att de har en klart bättre kornform och ytråhet. Även fillerandelen är bland de lägre på naturgrusen.

Krossgrusen har stor skillnad mellan varandra i fillerhalt. Räppe, Aitik och Gladö är de som har störst andel filler.

När Räppe och Oby undersöktes i olika blandningsförhållande såg man att 25/75 och 50/50 i stort sett hade samma utbredning. Klart bäst var ju när man bara använde Oby. Räppe är även ett material med ganska hög flisighet. Så skulle man efterbehandla det med t.ex. med VSI, så skulle det troligtvis få ett ännu bättre utflytningsmått.

Falkenberg kross och Falkenberg natur undersöktes även de i olika blandningsförhållanden. Bäst resultat blev det när man hade 25 % kross och 75 % natur. Då utbredningen sen blev sämre ju mer kross man använde så rekommenderas blandningen 25/75 att användas.

Flödestid, lös packning och flisighet var alla bra tester som stämde bra överens med utflytningsmått i hägermannkon. Men flisighetstestet är det vi rekommenderar, då vi tyckte att det var det enklaste och smidigaste att genomföra.

Mineralia synes vara ett material som har låg förbättringspotential, eftersom skillnaden mellan utflyten i hägermannkonen enligt recept 1 och 2 inte skiljde särskilt mycket. Fillertestet visade också att Mineralia var sämst på fillersidan. Vilket beror på att det hade högst flisighetstal på fraktionen 1-1.25 och flisigt filler leder till stor partikel yta som i sin tur kräver mer vatten.

Förslag till vidare forskning

Det skulle vara intressant att genomföra packning och flödestester på 0-2mm när den optimerade graderingskurvan (Grading 2) användes. Då skulle troligtvis rangordningen mellan de olika materialens utflyt och packning och flöde stämma bättre överens.

Undersöka tryckhållfastheten på betong kuber.

Petrografin och krosshistoria skulle vara intressant att undersöka för att få en bättre helhetsbild av varför gruset beter sig som det gör.

28


8. Referenser Burström, P-G. (2001). Byggnadsmaterial - Uppbyggnad, tillverkning och egenskaper. ISBN 978-91-02738-8.

Norberg, K. (2006). Packing theory for crushed aggregates in concrete. Luleå Universitet.

Lagerblad, B., Westerholm, M., Fjällberg, L.& Gram, H-E (2008). Bergkrossmaterial som ballast i betong, CBI rapport 1:2008. CBI Betonginstitutet, Stockholm. ISBN 978-91-976070-1-8.

Dahlborg, S. Johansson, S. (2001). Betong färgad med pigment - Komponenters och tillsatser inverkan på tekniska egenskaper samt problematik kring kalkutfällningar. Chalmers Tekniska Högskola.

God Bebygg miljö (Boverket 2007) ISBN: 978-91-85751.

Betonghandbok Material, utgåva 2. (1997). ISBN 91-7332-799-9.

Bergkross i betong - Krossat berg ersätter naturgrus, Cementa

Öberg, P. (2003). Självkompakterande betong - Förändring av egenskaper vid användning av krossad ballast. Luleå Tekniska Universitet. ISSN 1402-1617.

Esping, O. (2004). Rheology of cementitious Materials - Effects of geometrical properties of filler and fine aggregate. Chalmers University of Technology, Göteborg. ISSN 1652-3806.

29


9. Bilagor Bilaga 1: Siktkurvor 0-16 mm

Bilaga 2: Siktkurvor 0-2 mm

Bilaga 3: Utflytningsmått med hägermannkon

Bilaga 4: Fillertest

Bilaga 5: Flödestid

Bilaga 6: Packning

Bilaga 7: Flisighet

Bilaga 8: Utflytningsmått blandade material

Bilaga 9: Jämförande diagram

30


BILAGA 1 (antal sidor: 1) Siktkurvor 0-16 mm

Passerande mängd %

Sikt mm Oby (natur) Falkenberg (natur) Skanska natur Räppe

16 100 100 100 100 8 98 99 98 100 5,6 93 94 91 100 4 87 88 84 100 2 74 79 70 94 1 55 67 49 64 0,5 35 48 25 42 0,25 19 25 11 28 0,125 12 10 5 18 0,074 3 4 2 8

Sikt mm Falkenberg kross Aitik Fröland Mineralia Gladö

16 100 100 100 100 1008 100 100 100 100 1005,6 100 100 100 100 1004 100 84 100 99 912 92 59 91 86 741 62 42 61 63 550,5 42 34 37 40 380,25 25 27 22 23 260,125 11 19 13 12 160,074 4 11 7 6 10

31


BILAGA 2 (antal sidor: 1) Siktkurvor 0-2 mm

Passerande mängd % Sikt mm

Oby 0-8 (natur)

Falkenberg (natur)

Skanska natur Räppe

Falkenberg kross

2 100 100 100 100 1001 75 84 70 68 680,5 47 60 36 45 460,25 26 31 15 30 270,125 16 12 7 20 120,074 5 5 2 9 5 Passerande mängd %

Sikt mm Aitik Fröland Mineralia Gladö

Hägermannkon uppdelade fraktioner

2 100 100 100 100 1001 71 67 72 74 700,5 56 40 46 52 420,25 44 24 26 35 240,125 31 14 14 22 100,074 18 7 7 13 7

32


BILAGA 3 (antal sidor: 2) Utflytningsmått med hägermannkon

Recept 1 Försök A Försök B Material Vikt (g) Vikt (g) Bygg cement 360 360Grus 0-2 mm 790 790Vatten 216 21650% vatten och 50 % cemflux prefab 30 0 1,8

Material Försök A (mm) Försök B (mm)Oby 0‐8 (natur) 185 252,5Räppe 0‐2 100 220Falkenberg 0‐2 125 215Falkenberg 0‐8 (natur) 165 242,5Aitik 100 160Fröland 100 192,5Mineralia 0‐4 100 107,5Gladö 100 192,5Skanska natur 175 257,5

33


Recept 2 Försök A Försök B Material Vikt (g) Vikt (g) Bygg cement 360 360Grus 0-0,074 mm 55,3 55,3Grus 0,074-,0125 mm 23,7 23,7Grus 0,125-0,25 mm 110,6 110,6Grus 0,25-0,5 mm 142,2 142,2Grus 0,5-1 mm 221,2 221,2Grus 1-2 mm 237 237Vatten 216 21650% vatten och 50 % cemflux prefab 30 0 1,8

Material Försök A (mm) Försök B (mm)Oby 0‐8 (natur) 185 280Falkenberg 0‐8 (natur) 185 277,5Skanska natur 162,5 262,5Räppe 0‐2 110 220Falkenberg 0‐2 140 225Aitik 127,5 235Fröland 110 182,5Mineralia 0‐4 100 142,5Gladö 105 212,5

34


BILAGA 4 (antal sidor: 1) Fillertestet utfördes genom utflytningsmått i hägermannkon

Recept

Försök A Försök B Försök C Försök D Försök E

Försök F

Material Vikt (g) Vikt (g) Vikt (g) Vikt (g) Vikt (g) Vikt (g) Bygg cement 330 330 495 495 660 660Filler 0-0,125 mm 330 330 165 165 0 0Vatten 264 264 264 264 264 26450% vatten och 50 % cemflux prefab 30 0 1,7 0 2,5 0 3,3

Material

Försök A (mm)

Försök B (mm)

Försök C (mm)

Försök D (mm)

Försök E (mm)

Försök F (mm)

Oby (natur) 317,5 357,5 245 315 Falkenberg (natur) 325 357,5 230 310 Skanska natur 280 310 245 300 Räppe 235 290 177,5 275 Falkenberg kross 282,5 310 205 295 Aitik 252,5 290 205 290 Fröland 200 252,5 177,5 262,5 Mineralia 177,5 237,5 165 267,5 Gladö 170 260 150 265 Cement 117,5 237,5

35


BILAGA 5 (antal sidor: 3) Flödestid

Flödestid 0,074-0,125 mm Material Flöde 1 (s) Flöde 2 (s) Flöde 3 (s) Medelvärde flöde (s) Oby (natur) 3,67 3,64 3,63 3,65 Falkenberg (natur) 3,33 3,29 3,33 3,32 Skanska natur 3,53 3,65 3,61 3,60 Räppe x x x x Falkenberg kross 3,83 3,76 3,8 3,80 Aitik x x x x Fröland 5,49 5,29 5,63 5,47 Mineralia 4,55 4,6 4,81 4,65 Gladö 6,09 5,98 6,19 6,09

Flödestid 0,125-0,25 mm Material Flöde 1 (s) Flöde 2 (s) Flöde 3 (s) Medelvärde flöde (s) Oby (natur) 3,28 3,15 3,18 3,20 Falkenberg (natur) 3,01 2,97 3 2,99 Skanska natur 3,18 3,11 3,12 3,14 Räppe 5,87 5,04 5,61 5,51 Falkenberg kross 3,56 3,56 3,58 3,57 Aitik 3,58 3,5 3,72 3,60 Fröland 4,07 4,17 4,1 4,11 Mineralia 3,98 4 4,04 4,01 Gladö 4,02 4,08 4,1 4,07

36


Flödestid 0,25-0,5 mm Material Flöde 1 (s) Flöde 2 (s) Flöde 3 (s) Medelvärde flöde (s) Oby (natur) 3,16 3,1 3,1 3,12 Falkenberg (natur) 3,06 3 2,9 2,99 Skanska natur 3,1 3,07 3,15 3,11 Räppe 3,73 3,7 3,7 3,71 Falkenberg kross 3,43 3,42 3,41 3,42 Aitik 3,5 3,49 3,5 3,50 Fröland 3,71 3,73 3,85 3,76 Mineralia 3,85 3,96 3,74 3,85 Gladö 3,6 3,7 3,53 3,61

Flödestid 0,5-1 mm Material Flöde 1 (s) Flöde 2 (s) Flöde 3 (s) Medelvärde flöde (s) Oby (natur) 3,66 3,58 3,66 3,63 Falkenberg (natur) 3,51 3,58 3,54 3,54 Skanska natur 3,59 3,6 3,6 3,60 Räppe 4,15 4,31 4,33 4,26 Falkenberg kross 3,9 3,91 3,8 3,87 Aitik 4,31 4,15 4,23 4,23 Fröland 4,16 4,19 4,1 4,15 Mineralia 4,66 4,67 4,63 4,65 Gladö 4,19 4,23 4,15 4,19

Flödestid 1-2 mm Material Flöde 1 (s) Flöde 2 (s) Flöde 3 (s) Medelvärde flöde (s) Oby (natur) 4,53 4,43 4,54 4,50 Falkenberg (natur) 4,86 4,9 4,86 4,87 Skanska natur 4,62 4,6 4,65 4,62 Räppe 5,5 5,68 5,61 5,60 Falkenberg kross 5,56 5,48 5,49 5,51 Aitik 5,81 5,88 5,69 5,79 Fröland 5,2 5,35 5,51 5,35 Mineralia 6,14 6,3 6,37 6,27 Gladö 5,54 5,29 5,29 5,37

37


Flödestid 0-2 mm Material Flöde 1 (s) Flöde 2 (s) Flöde 3 (s) Medelvärde flöde (s) Oby (natur) 2,84 2,74 2,85 2,81 Falkenberg (natur) 2,8 2,8 2,87 2,82 Skanska natur 3,16 3,16 3,18 3,17 Räppe 4,47 4,47 4,44 4,46 Falkenberg kross 3,52 3,41 3,5 3,48 Aitik 4,18 4,2 4,22 4,20 Fröland 3,9 4 4,03 3,98 Mineralia 4,13 4,17 4,15 4,15 Gladö 4,51 4,5 4,53 4,51

38


BILAGA 6 (antal sidor: 4 ) Packning

Packning

0,074-0,125 mm

Material Vikt 1 (g)

Vikt 2 (g)

Vikt 3 (g)

Medelvärd e vikt

Kompaktdensi tet (kg/m³)

Skrymdensit et (kg/m³)

Hålrums volym

Packnings grad

Oby (natur) 128 127,8 128,1 128,0 2670 1280 52% 48%Falkenberg (natur) 137 136,3 136,6 136,6 2680 1366 49% 51%Skanska natur 123,5 123,4 123,7 123,5 2800 1235 56% 44%Räppe x x x x 2680 x x x Falkenberg kross 123,6 123,5 123,5 123,5 2800 1235 56% 44%Aitik x x x x 2850 x x x Fröland 101,4 101,8 102,6 101,9 2650 1019 62% 38%Mineralia 105,4 105,8 105,6 105,6 2750 1056 62% 38%Gladö 106,4 107,1 107,5 107,0 2720 1070 61% 39%

Packning

0,125-0,25 mm

Material Vikt 1 (g)

Vikt 2 (g)

Vikt 3 (g)

Medelvärd e vikt


Skrymdensit et (kg/m³)

Hålrums volym

Packnings grad

Oby (natur) 130,5 131,3 131,3 131,0 2670 1310 51% 49%Falkenberg (natur) 139,3 139,5 139,8 139,5 2680 1395 48% 52%Skanska natur 130,2 130,1 130,4 130,2 2800 1302 53% 47%Räppe 121,1 119,7 121,2 120,7 2680 1207 55% 45%Falkenberg kross 128,4 128,7 128,6 128,6 2800 1286 54% 46%Aitik 127,1 127,6 127,3 127,3 2850 1273 55% 45%Fröland 113 112,8 112,8 112,9 2650 1129 57% 43%Mineralia 110,9 111,1 111,6 111,2 2750 1112 60% 40%Gladö 112,6 112,2 112,6 112,5 2720 1125 59% 41%

39


Packning 0,5-1 mm

Material Vikt 1 (g)

Vikt 2 (g)

Vikt 3 (g)

Medelvärde vikt


Skrymdensit et(kg/m³)

Hålrums volym

Packnings grad

Oby (natur) 141,1 140,8 141,6 141,2 2670 1412 47% 53%Falkenberg (natur) 139,1 139,1 138,9 139,0 2680 1390 48% 52%Skanska natur 138,3 137,7 137,5 137,8 2800 1378 51% 49%Räppe 125,2 124,8 124,6 124,9 2680 1249 53% 47%Falkenberg kross 132,4 132,5 132,5 132,5 2800 1325 53% 47%Aitik 128,2 129 128,2 128,5 2850 1285 55% 45%Fröland 124,7 124,7 124,7 124,7 2650 1247 53% 47%Mineralia 115,3 115 116 115,4 2750 1154 58% 42%Gladö 127,7 127,7 127 127,5 2720 1275 53% 47%

Packning 0,25-0,5 mm

Material Vikt 1 (g)

Vikt 2 (g)

Vikt 3 (g)

Medelvärde vikt



Hålrums volym

Packnings grad

Oby (natur) 137 137,8 137,3 137,4 2670 1374 49% 51%Falkenberg (natur) 139,8 139,7 139,7 139,7 2680 1397 48% 52%Skanska natur 135,7 135 135,1 135,3 2800 1353 52% 48%Räppe 119,1 119,6 119,3 119,3 2680 1193 55% 45%Falkenberg kross 130,9 131,3 131,1 131,1 2800 1311 53% 47%Aitik 126,5 125,9 126,9 126,4 2850 1264 56% 44%Fröland 118,4 118,8 118,8 118,7 2650 1187 55% 45%Mineralia 112,2 112,1 111,7 112,0 2750 1120 59% 41%Gladö 119,3 119,2 119,1 119,2 2720 1192 56% 44%

40


Packning 1-2 mm

Material Vikt 1 (g)

Vikt 2 (g)

Vikt 3 (g)

Medelvärde vikt



Hålrums volym

Packningsgrad

Oby (natur) 149,8 150,7 150,1 150,2 2670 1502 44% 56% Falkenberg (natur) 146,3 146,4 146,4 146,4 2680 1464 45% 55% Skanska natur 146,1 146,3 146,8 146,4 2800 1464 48% 52% Räppe 132,1 130,4 130,1 130,9 2680 1309 51% 49% Falkenberg kross 141,5 140,7 142 141,4 2800 1414 50% 51% Aitik 137,9 136,9 136,4 137,1 2850 1371 52% 48% Fröland 131,3 130,6 131,9 131,3 2650 1313 50% 50% Mineralia 121,7 122,8 122,2 122,2 2750 1222 56% 44% Gladö 135,7 136,7 137,2 136,5 2720 1365 50% 50%

Packning 0-2 mm

Material Vikt 1 (g)

Vikt 2 (g)

Vikt 3 (g)

Medelvärde vikt



Hålrums volym

Packningsgrad

Oby (natur) 166,9 166,3 166,6 166,6 2670 1666 38% 62%Falkenberg (natur) 162,3 161,8 163,2 162,4 2680 1624 39% 61%Skanska natur 158,8 157,9 157,8 158,2 2800 1582 44% 56%Räppe 149,4 150,4 150,1 150,0 2680 1500 44% 56%Falkenberg kross 158,3 158,4 158 158,2 2800 1582 43% 57%Aitik 165,3 164,8 166,5 165,5 2850 1655 42% 58%Fröland 147 146,8 147,2 147,0 2650 1470 45% 55%Mineralia 140,4 139,1 139,6 139,7 2750 1397 49% 51%Gladö 150,2 148,5 149,1 149,3 2720 1493 45% 55%

41


Lös packning. Medelvärden packningsgrad i procent Material 0,074-0,125 mm 0,125-0,25 mm 0,25-0,5 mm 0,5-1 mm 1-2 mm 0-2 mmOby (natur) 48 49 51 53 56 62Falkenberg (natur) 51 52 52 52 55 61Skanska natur 44 47 48 49 52 56Räppe x 45 45 47 49 56Falkenberg kross 44 46 47 47 51 57Aitik x 45 44 45 48 58Fröland 38 43 45 47 50 55Mineralia 38 40 41 42 44 51Gladö 39 41 44 47 50 55

42


BILAGA 7 (antal sidor: 9 ) Flisighetsindex , löspackning och flödestid

OBY Flisighetsindex Fraktioner < 4mm

Fraktion Vikt (g) Spalt, mm Vikt passerar Flisighetstal

3,15‐4 60,05 2 0,98 1,6 1,6‐2 40,01 1 0,73 1,8 1‐1,25 20 0,63 0,4 2,0 Löspackning Fraktion 1 2 3 4 5 Medelvärde3,15‐4 mm x x x x x x2‐3,15 mm x x x x x x1,6‐2 mm 149,27 149,77 149,34 149,52 149,57 149,491,25‐1,6 mm 147,03 146,83 147,23 146,81 147,11 147,001‐1,25 mm 144 144,23 144,1 144,12 144,08 144,11 Flödestid för 125g Fraktion 1 2 3 4 5 Medelvärde3,15‐4 mm x x x x x x2‐3,15 mm x x x x x x1,6‐2 mm 4,54 4,75 4,72 4,78 4,63 4,681,25‐1,6 mm 4,13 4,1 4,22 4,22 4,15 4,161‐1,25 mm 3,84 3,9 3,75 3,85 3,88 3,84

43


Falkenberg (natur) Flisighetsindex Fraktioner < 4mm

Fraktion Vikt (g) Spalt, mm

Vikt passerar Flisighetstal

3,15‐4 60,03 2 1,04 1,7 1,6‐2 x 1 x x 1‐1,25 x 0,63 x x Löspackning Fraktion 1 2 3 4 5 Medelvärde3,15‐4 mm x x x x x x2‐3,15 mm x x x x x x1,6‐2 mm 145,47 145,26 145,36 145,3 145,38 145,351,25‐1,6 mm 142,43 142,39 142,61 142,41 142,39 142,451‐1,25 mm 139,75 140,34 139,64 140,15 139,95 139,97 Flödestid för 125g Fraktion 1 2 3 4 5 Medelvärde3,15‐4 mm x x x x x x2‐3,15 mm x x x x x x1,6‐2 mm 5,13 4,95 4,84 4,84 4,93 4,941,25‐1,6 mm 4,41 4,5 4,4 4,5 4,44 4,451‐1,25 mm 3,97 4,13 4 3,91 3,99 4,00

44


Skanska natur Flisighetsindex Fraktioner < 4mm


3,15‐4 60,03 2 6,21 10,3 1,6‐2 40,01 1 3,48 8,7 1‐1,25 20 0,63 0,81 4,1 Löspackning Fraktion 1 2 3 4 5 Medelvärde3,15‐4 mm x x x x x x2‐3,15 mm x x x x x x1,6‐2 mm 138,43 137,86 137,92 137,53 138,02 137,951,25‐1,6 mm 139,49 139,07 138,82 138,75 138,53 138,931‐1,25 mm 138,91 139,19 139,16 139,36 139,2 139,16 Flödestid för 125g Fraktion 1 2 3 4 5 Medelvärde3,15‐4 mm x x x x x x2‐3,15 mm x x x x x x1,6‐2 mm 5,88 5,97 5,94 5,91 5,96 5,931,25‐1,6 mm 4,87 4,97 4,84 4,89 4,86 4,891‐1,25 mm 4,41 4,31 4,31 4,29 4,3 4,32

45


Räppe Flisighetsindex Fraktioner < 4mm


3,15‐4 x 2 x x 1,6‐2 40,01 1 5,98 14,9 1‐1,25 20,01 0,63 3,17 15,8 Löspackning Fraktion 1 2 3 4 5 Medelvärde3,15‐4 mm x x x x x x2‐3,15 mm x x x x x x1,6‐2 mm 129,44 129,94 129,88 129,91 129,6 129,751,25‐1,6 mm 127,07 127,1 127,08 127,11 127,05 127,081‐1,25 mm 125,52 125,67 125,64 125,58 125,67 125,62 Flödestid för 125g Fraktion 1 2 3 4 5 Medelvärde3,15‐4 mm x x x x x x 2‐3,15 mm x x x x x x 1,6‐2 mm 6,25 6,22 6,37 6,22 6,25 6,261,25‐1,6 mm 5,5 5,62 5,38 5,41 5,45 5,471‐1,25 mm 4,91 4,91 4,84 4,9 4,9 4,89

46


Falkenberg kross Flisighetsindex Fraktioner < 4mm


3,15‐4 x 2 x x 1,6‐2 40 1 1,54 3,9 1‐1,25 20,02 0,63 1,21 6,0 Löspackning Fraktion 1 2 3 4 5 Medelvärde3,15‐4 mm x x x x x x2‐3,15 mm x x x x x x1,6‐2 mm 139,69 139,38 139,75 139,41 139,71 139,591,25‐1,6 mm 136 136,39 136,6 136,48 136,4 136,371‐1,25 mm 134,01 134,86 134,41 134,48 134,82 134,52 Flödestid för 125g Fraktion 1 2 3 4 5 Medelvärde3,15‐4 mm x x x x x x 2‐3,15 mm x x x x x x 1,6‐2 mm 5,81 5,53 5,56 5,69 5,44 5,611,25‐1,6 mm 4,9 4,97 5,04 4,96 4,98 4,971‐1,25 mm 4,4 4,5 4,44 4,43 4,49 4,45

47


Aitik Flisighetsindex Fraktioner < 4mm


3,15‐4 60,03 2 6,54 10,9 1,6‐2 40,01 1 5,46 13,6 1‐1,25 20 0,63 2,23 11,2 Löspackning Fraktion 1 2 3 4 5 Medelvärde3,15‐4 mm x x x x x x2‐3,15 mm x x x x x x1,6‐2 mm 135,33 135,1 134,38 134,92 135,13 134,971,25‐1,6 mm 130,92 130,97 131,33 131,07 131,09 131,081‐1,25 mm 129,39 130,14 129,28 130,02 129,52 129,67 Flödestid för 125g Fraktion 1 2 3 4 5 Medelvärde3,15‐4 mm x x x x x x2‐3,15 mm x x x x x x1,6‐2 mm 6,69 6,25 6,31 6,42 6,28 6,391,25‐1,6 mm 5,9 6 5,78 5,78 5,78 5,851‐1,25 mm 5,13 5 5,13 5,18 5,13 5,11

48


Fröland Flisighetsindex Fraktioner < 4mm


3,15‐4 x 2 x x 1,6‐2 40,01 1 4,5 11,2 1‐1,25 20 0,63 1,85 9,3 Löspackning Fraktion 1 2 3 4 5 Medelvärde3,15‐4 mm x x x x x x2‐3,15 mm x x x x x x1,6‐2 mm 131,22 131,26 131,4 130,6 130,72 131,041,25‐1,6 mm 128,01 127,52 128,43 128,22 127,86 128,011‐1,25 mm 125,68 125,6 126,16 125,82 125,75 125,80 Flödestid för 125g Fraktion 1 2 3 4 5 Medelvärde3,15‐4 mm x x x x x x2‐3,15 mm x x x x x x1,6‐2 mm 6,41 6,25 6,35 6,29 6,38 6,341,25‐1,6 mm 5,35 5,15 5,38 5,4 5,36 5,331‐1,25 mm 4,93 4,87 4,69 4,78 4,76 4,81

49


Mineralia Flisighetsindex Fraktioner < 4mm


3,15‐4 60 2 17,67 29,5 1,6‐2 40 1 5,19 13,0 1‐1,25 20 0,63 4,05 20,3 Löspackning Fraktion 1 2 3 4 5 Medelvärde3,15‐4 mm x x x x x x2‐3,15 mm x x x x x x1,6‐2 mm 122,42 121,14 121,45 121,75 121,63 121,681,25‐1,6 mm 118,69 118,68 118,72 118,7 118,63 118,681‐1,25 mm 117,08 117,36 117,01 117,15 116,81 117,08 Flödestid för 125g Fraktion 1 2 3 4 5 Medelvärde3,15‐4 mm x x x x x x2‐3,15 mm x x x x x x1,6‐2 mm 7,12 7,47 7,1 7,33 7,18 7,241,25‐1,6 mm 5,9 6,09 6,09 6,01 6,08 6,031‐1,25 mm 5,35 5,4 5,31 5,22 5,31 5,32

50


Gladö Flisighetsindex Fraktioner < 4mm


3,15‐4 60,02 2 1,53 2,5 1,6‐2 40,01 1 2,11 5,3 1‐1,25 20,01 0,63 0,9 4,5 Löspackning Fraktion 1 2 3 4 5 Medelvärde3,15‐4 mm x x x x x x2‐3,15 mm x x x x x x1,6‐2 mm 134,63 134,8 134,74 134,69 134,76 134,721,25‐1,6 mm 132,02 131,8 131,95 132,28 132,1 132,031‐1,25 mm 129,23 129,5 129,51 129,93 129,75 129,58 Flödestid för 125g Fraktion 1 2 3 4 5 Medelvärde3,15‐4 mm x x x x x x2‐3,15 mm x x x x x x1,6‐2 mm 5,75 5,85 5,94 5,79 5,83 5,831,25‐1,6 mm 5,03 5,06 5,25 5,15 5,08 5,111‐1,25 mm 4,68 4,69 4,57 4,7 4,63 4,65

51


BILAGA 8 (antal sidor: 1)

Utflytningsmått räppe, oby, Fb kross och Fb natur

Recept Försök A Försök B Material Vikt (g) Vikt (g) Bygg cement 360 360Grus 0-2 mm 790 790Vatten 216 21650% vatten och 50 % cemflux prefab 30 0 1,8

Andel grus i % Utflytningsmått (mm) Räppe Oby Försök A Försök B

100 0 100 22075 25 110 182,550 50 145 24025 75 155 237,5

0 100 185 252,5 Andel grus i % Utflytningsmått (mm) Fb kross Fb natur Försök A Försök B

100 0 125 21575 25 152,5 217,550 50 160 22525 75 175 255

0 100 165 242,5

52


0,0

5,0

10,0

15,0

20,0

25,0

30,0

35,0

Flisighe

tsta

lUtflytn

ings

måt

t cm

Flisighet 3,15‐4 mm 1,6 0,5 10,3 0,0 0,0 10,9 0,0 29,5 2,6

Flisighet 1,6‐2 mm 1,8 0,0 9,0 15,0 3,9 13,7 11,3 13,0 5,3

Flisighet 1‐1,25 mm 2,0 0,0 4,0 15,8 6,0 11,2 9,3 20,3 4,5

Utflytningsmått utan flyt 18,50 18,50 16,25 11,00 14,00 12,75 11,00 10,00 10,50

Utflytningsmått med flyt 28,0 27,75 26,3 22 22,5 23,5 18,3 14,3 21,3

Oby (natur)Falkenberg (natur)

Skanska natur Räppe Falkenberg

krossAitik Fröland Mineralia Gladö

BILAGA 9 (antal sidor: 1)

0%

10%

20%

30%

40%

50%

60%

70%

80%

90%

100%

Oby (natur)

Falkenberg (natur)

Skanska natur

Räppe

Falkenberg kross

Aitik

Fröland

Mineralia

Gladö

Packningsgrad 0‐2 mm

Flödestid 0‐2 mm

Utflytningsmått utan flyt

Utflytningsmått med flyt

Figur 10. Jämförande diagram packningsgrad, flödestid och utflytningsmått

Figur 11. Jämförande diagram flisighetstal och utflytningsmått

53


54


Institutionen för teknik och design 351 95 Växjö

tel 0470-70 80 00, fax 0470-76 85 40

www.vxu.se/td

Stenmjöl eller naturgrus i betong – En jämförande studie220755/FULLTEXT01.pdf ·...

Documents

Transcript of Stenmjöl eller naturgrus i betong – En jämförande studie220755/FULLTEXT01.pdf ·...