32
Uthållig produktion av finkorniga produkter från bergmaterial Rebecka Stomvall

Konsten att ersätta grus med berg – Ny forskning om ersättningsmaterial för naturgrus, Rebecka Stomvall, Chalmers

Embed Size (px)

DESCRIPTION

Den ändliga resursen naturgrus används i många produkter såsom betong, anläggningsjordar, gungsand, på golfbanor, för vattenrening, som ridbaneunderlag, mm. Under många år har man försökt ersätta natursanden, oftast med krossat berg. Forskning har bedrivits under många år, men det har funnits en tröskel för att ta fram ersättningsmaterial och nå ut med detta. Sedan 2012 pågår projektet Uthållig produktion av finkorniga produkter från bergmaterial inom MinBaS Innovation med stöd från VINNOVA. I projektet har en semimobil kross- och vindsiktningsanläggning tagits fram och körts runt i hela Sverige. I anläggningen har produkter med rundare korn och mindre filler producerats. Anläggningen har stått på 12 platser och producerat material från 22 olika bergtäkter (och gruvor). Laborations- och storskaletester av produkter från de provade materialen pågår. De preliminära resultaten är att det går att ersätta naturgrus i många fall. Dessutom har ballastproducenterna själva fått chansen att få sitt material tillverkat i anläggningen för vidare förädling mot deras egna produkter.

Citation preview

Page 1: Konsten att ersätta grus med berg – Ny forskning om ersättningsmaterial för naturgrus, Rebecka Stomvall, Chalmers

Uthållig produktion av finkorniga produkter från bergmaterialRebecka Stomvall

Page 2: Konsten att ersätta grus med berg – Ny forskning om ersättningsmaterial för naturgrus, Rebecka Stomvall, Chalmers
Page 3: Konsten att ersätta grus med berg – Ny forskning om ersättningsmaterial för naturgrus, Rebecka Stomvall, Chalmers

Syfte

3

Uthållig försörjning av samhället med ballastprodukter

Bättre slutprodukter genom maskinellt framställda material

Ersätt naturgrus och säkra Miljömål 9 & 15

Demonstrera möjligheterna på stor bredd• Testanläggning på turné

Page 5: Konsten att ersätta grus med berg – Ny forskning om ersättningsmaterial för naturgrus, Rebecka Stomvall, Chalmers
Page 6: Konsten att ersätta grus med berg – Ny forskning om ersättningsmaterial för naturgrus, Rebecka Stomvall, Chalmers

Flyttas med två jumbotrailers

Page 7: Konsten att ersätta grus med berg – Ny forskning om ersättningsmaterial för naturgrus, Rebecka Stomvall, Chalmers

Luleå November 2013

Page 8: Konsten att ersätta grus med berg – Ny forskning om ersättningsmaterial för naturgrus, Rebecka Stomvall, Chalmers

Turné genom Sverige

• Anläggningen har varit på turné under 49 veckor

• Den har stått uppställd på tolv olika platser

• Den har transporterats 409 mil totalt

Page 9: Konsten att ersätta grus med berg – Ny forskning om ersättningsmaterial för naturgrus, Rebecka Stomvall, Chalmers

Världsunik testserie

• 27 st olika material har krossats i anläggningen– Varav 21 st ingår i de analyser som utförs inom spåren.

• För varje täkt har minst 10 olika tester utförts och minst 60 stprover plockats ut.

Page 10: Konsten att ersätta grus med berg – Ny forskning om ersättningsmaterial för naturgrus, Rebecka Stomvall, Chalmers

X

X

X

XXXX

X

X – Täkt vars material krossats i testanläggningen

- Täkt där anläggning har stått

uppställd

XX

XX

X

X

X

X

X

X

X

LKAB Kiruna

Skanska Luleå

Swerock Umeå

Jehander Gävle

Skanska Borlänge

Omya Sala

Nordkalk Forsby

SMA Mineral Filipstad

NCC Uddevalla

NCC Ubbarp

X

Zinkgruvan, Kristineberg

Swerock Gillstad

Skanska Gävle

NCC Gävle

X NCC Skyttorp

Jehander Bro

Jehander Enhörna

Skanska ÖssjöSwerock Önnestad

Page 11: Konsten att ersätta grus med berg – Ny forskning om ersättningsmaterial för naturgrus, Rebecka Stomvall, Chalmers

Maskinernas inverkan

Page 13: Konsten att ersätta grus med berg – Ny forskning om ersättningsmaterial för naturgrus, Rebecka Stomvall, Chalmers

1-2 mm

0,5-1 mm

0,25-1mm

0,125-0,25 mm

V3V4

V6

V7

V8 V9

V10V12

V7_2 K3K4

K6

K7

K8K9

K10

44

49

54

59

Vo

id V

olu

me [

%]

Void volume [1-2]

V3V4 V6

V7

V8 V9

V10 V12

V7_2 K3K4

K6K7

K8K9

K10

44

49

54

59

Vo

id V

olu

me [

%]

Void volume [0,5-1]

V3V4

V6V7

V8V9

V10

V12

V7_2 K3 K4

K6K7

K8

K9K10

44

49

54

59

Vo

id V

olu

me

[%

]

Void volume [250-500]

V3V4

V6 V7V8

V9

V10

V12

V7_2 K3K4

K6 K7 K8K9

K10

44

49

54

59

Vo

id V

olu

me [

%]

Void volume [125-250]

Påverkan på kornform

Page 14: Konsten att ersätta grus med berg – Ny forskning om ersättningsmaterial för naturgrus, Rebecka Stomvall, Chalmers

VindsiktDelar upp i två produkter. Skär vid 63 μm

Page 15: Konsten att ersätta grus med berg – Ny forskning om ersättningsmaterial för naturgrus, Rebecka Stomvall, Chalmers

Påverkan på Partikelstorleksfördelning

0%

10%

20%

30%

40%

50%

60%

70%

80%

90%

100%

0.06 0.6 6

Mas

s p

roce

nt

[%]

Partikle storlek [mm]

Feed

f-2

Page 16: Konsten att ersätta grus med berg – Ny forskning om ersättningsmaterial för naturgrus, Rebecka Stomvall, Chalmers

Anläggningsjordar

Page 17: Konsten att ersätta grus med berg – Ny forskning om ersättningsmaterial för naturgrus, Rebecka Stomvall, Chalmers

Anläggningsjordar

• Krukförsök

• Fältförsök i Malmö

Page 18: Konsten att ersätta grus med berg – Ny forskning om ersättningsmaterial för naturgrus, Rebecka Stomvall, Chalmers
Page 19: Konsten att ersätta grus med berg – Ny forskning om ersättningsmaterial för naturgrus, Rebecka Stomvall, Chalmers
Page 20: Konsten att ersätta grus med berg – Ny forskning om ersättningsmaterial för naturgrus, Rebecka Stomvall, Chalmers

Flytspackel

Page 21: Konsten att ersätta grus med berg – Ny forskning om ersättningsmaterial för naturgrus, Rebecka Stomvall, Chalmers

Studie av Flytspackel

• Laboratorieprover på flytsspackel har gjorts med

– Tre natursandsreferenser

– Fyra krossballastmaterial krossat på olika hastigheter.

Page 22: Konsten att ersätta grus med berg – Ny forskning om ersättningsmaterial för naturgrus, Rebecka Stomvall, Chalmers

• Målvärde 240-250 mm. Efter 20 min får det inte minska mer än 10 mm

• Utflyt okej för alla prover med ett undantag

Utflytsprov

Page 23: Konsten att ersätta grus med berg – Ny forskning om ersättningsmaterial för naturgrus, Rebecka Stomvall, Chalmers

• Målvärde 10 ton/h

• Två krossballastmaterial når upp till målvärdet.

Beräknad pumpkapacitet

Page 24: Konsten att ersätta grus med berg – Ny forskning om ersättningsmaterial för naturgrus, Rebecka Stomvall, Chalmers

• Målvärde 25 MPa

• Små skillnader i tryck och böjdragshållfasthet mellan krossad sand och natursand.

Hållfasthet

Page 25: Konsten att ersätta grus med berg – Ny forskning om ersättningsmaterial för naturgrus, Rebecka Stomvall, Chalmers

Gungsand

Page 26: Konsten att ersätta grus med berg – Ny forskning om ersättningsmaterial för naturgrus, Rebecka Stomvall, Chalmers

Gungsand

• Provkropp släpps från 3 resp. 2 m

• Retardationen mäts

• Max-värdet efter 3 släpp ger HIC-värde

Page 27: Konsten att ersätta grus med berg – Ny forskning om ersättningsmaterial för naturgrus, Rebecka Stomvall, Chalmers

Gungsand

0

200

400

600

800

1000

1200

1 2 3

HIC-värden 3 m fallhöjd

M3

M4

M7

M9

M10

M13

M14

M15

M16

M17

M18

M190

200

400

600

800

1000

1200

1 2 3

HIC-värden 2 m fallhöjd

Page 28: Konsten att ersätta grus med berg – Ny forskning om ersättningsmaterial för naturgrus, Rebecka Stomvall, Chalmers

0

200

400

600

800

1000

1200

0 1 2 3 4 5

HIC-värde som funktion av P90

Fallhöjd 3 m

Fallhöjd 2 m

0

200

400

600

800

1000

1200

41 42 43 44 45 46 47

HIC-värde som funktion av flödeskona

Fallhöjd 3 m

Fallhöjd 2 m

0

200

400

600

800

1000

1200

0.0% 20.0% 40.0% 60.0% 80.0%

HIC-värde som funktion av andel 0.125-1 mm

Fallhöjd 3 m

Fallhöjd 2 m

0

200

400

600

800

1000

1200

5.0% 5.5% 6.0% 6.5% 7.0% 7.5% 8.0% 8.5%

HIC-värde som funktion av fillerhalt

Fallhöjd 3 m

Fallhöjd 2 m

gram/smm

Page 29: Konsten att ersätta grus med berg – Ny forskning om ersättningsmaterial för naturgrus, Rebecka Stomvall, Chalmers

Betongtillämpning

Page 30: Konsten att ersätta grus med berg – Ny forskning om ersättningsmaterial för naturgrus, Rebecka Stomvall, Chalmers

V3

V4

V6

V7V8

V9V10

V12

V7_2

V20

V18

K3

K4

K6

K7

K8

K9K10

0

2

4

6

8

10

12

14

Sp

read

[cm

]

Minicone

Utbredningmått minikonStor utbredning är bra. Samma recept som vid reologi (0-0,125 mm)

V= vindsiktad, K= konkrossad

Page 31: Konsten att ersätta grus med berg – Ny forskning om ersättningsmaterial för naturgrus, Rebecka Stomvall, Chalmers

0

5

10

15

20

25

30

35

40

0 0.2 0.4 0.6 0.8 1 1.2

Yie

ldS

tress [

Pa]

Plastic Viscosity [Pa.s]

Rheograph 40%

V3

V4

V6

V7

V8

V9

V10

V12

V7_2

V20

V18

K3

K4

K5

K6

K7

K8

K9

K10

K16

Reologi, mikrobrukGrund recept: Cement 1000g, vatten 450 g.

Vid test har mängden pulver ökats med 40 volym % filler. V= vindsiktad, K= konkrossad

Page 32: Konsten att ersätta grus med berg – Ny forskning om ersättningsmaterial för naturgrus, Rebecka Stomvall, Chalmers

Unik testserie - nu sammanställer vi resultaten

Stor kartläggning över potentialen

Goda möjligheter att ersätta natursanden

Zinkgruvan Oktober2014