Projekt 12771 – Avslutat Teknik och användning av krossad betong som ballast i betongtillverkning

Av olika orsaker kasseras inom prefabindustrin en viss del av betongelementen som produceras. Denna hårdnade betong läggs ofta på deponi eller krossas för att användas som bärlager i vägar eller planer.

Syftet med projektet är att undersöka olika tekniker för att krossa hårdnad betong som kasserats från prefabtillverkning och därefter utvärdera det som ballast för ny betongtillverkning.


Slutsatserna från de olika delarna som undersökts sammanfattas nedan i punktform:

1) Flytegenskaper:
Den färska betongens egenskaper påverkades mest av ersättning i 0/4 mm fraktionen eftersom denna fraktion har högst specifik yta (BET) och utgör störst andel av totala mängden ballast (48 vol. %). Plastisk viskositet påverkades mer än flytgränsspänning. Den mängd flyttillsatsmedel som krävdes för att nå samma flytsättmått som för referensbetongen var mycket högre för betong med ballast från håldäck än för betong med ballast från järnvägssliprar. Detta gäller för ersättningsnivåer upp till 66 vol.%. Redan vid 5 % ersättning av 0/4 mm naturballast märktes en skillnad för håldäcksbetongen medan en signifikant skillnad märktes först vid 22-33% volymersättning i betongen med ballast från slipers. Det var möjligt att ersätta 100 vol. % av 4/8 mm fraktionen utan att behöva öka flytdosen mycket jämfört med referensbetongen. Den utgjorde 12 vol. % av total ballastmängd. När 100 % av 8/16 mm byttes ut mot krossad betong så hade 8 % mer flyttillsatsmedel använts jämfört med referensbetongen. Den utgjorde 40 vol. % av total ballastmängd.

2) Tryckhållfasthet:
Tryckhållfastheten förbättrades eller förblev oförändrad med ökande andel krossad betong som ballast när fraktionerna 8/16 och 4/8 mm ersattes. Som mest ökades tryckhållfastheten med 18 %. Det var alltså möjligt att ersätta upp till 100 vol. %. När 0/4 mm fraktionen av naturballast ersattes upp till 33 vol. % observerades ingen signifikant skillnad i tryckhållfasthet. Utöver denna nivå försämrades tryckhållfastheten.

3) Uttorkningskrympning:
När 0/4 mm fraktionen ersattes till 100 % med krossad betong, blev krympningen 0,67 ‰ (+ 15 %) jämfört med referensbetongen. När 0/4 mm ersatte natur upp till 33 vol. % observerades ingen signifikant skillnad jämfört med referensen. Vid 100 % ersättning av 8-16 mm fraktionen noterades en krympning på 0,70 ‰ (+ 20 %) och 0,65 ‰ (+ 12 %) för (S) respektive (HCS).

4) Frostbeständighet:
SKB-betonger med olika ersättningsnivåer frysprovades enligt gällande standard SS 137244: 2005. Betongerna hade vct 0,40 och 420 kg Anläggningscement/m3 betong och en luftinblandning som medförde ca 4,5 vol. % luft. Samtliga var recept var frostbeständiga och en maximal avskalning av 0,05 kg/m2 noterades.

5) Kloridmigration:
Några utvalda betongrecept provades ytterligare för kloridmigration enligt NT BUILD 492 och resultaten var positiva med kloridmigrationskoefficienter mellan 6,6- 7,3 x 10-12 m2/s. Normalt för en SKB med vct 0,40 är en migrationskoefficient < 10 x 10-12 m2/s.

6) Ballastens partikelfördelning, specifik yta och vattenabsorption:
Partikelfördelningen av slipermaterialet var något finare i fraktionen 0/4 mm. I 8/16 mm fraktionen innehöll håldäcksbetongen också en större andel grova partiklar (> 11 mm). Resultatet från analys av laserdiffraktion av fillerfraktionen (< 0,125 mm) blev, liksom för siktkurvan > 0,125 mm, att slipermaterialet är finare i sin partikelfördelning. Den specifika ytan i fillerfraktionen var nästan 2 ggr. så stor som för håldäcksmaterialet (4430 mot 2321 m2/kg). Vattenabsorptionen, och därmed porositeten, var betydligt högre för krossat slipermaterial än för håldäcksmaterialet. Detta gällde speciellt för 4/8 mm fraktionen.

7) CO2 upptag av betongkrossmaterialet:
Det fanns ett tydligt samband mellan materialets specifika yta och karbonatiseringsgraden i 0/4 mm fraktionen. Slipermaterialet hade signifikant högre karbonatiseringsgrad och specifik yta än håldäcksmaterialet. På grund av begränsad luftgenomströmning så var karbonatiseringsgraden högre på ytan och i botten jämfört med i mitten av högen. För övriga fraktioner var karbonatiseringsgraden lika mellan materialen och lika vertikalt genom högen.