SDR. OMME KVALITETSANALYSE AF GRUS- PRØVER. Vurdering af grusmaterialer som betontilslag. Til Region Syddanmark. Dokumenttype Laboratorierapport

Transkript

1 Til Region Syddanmark Dokumenttype Laboratorierapport Dato Februar, 2018 Vurdering af grusmaterialer som betontilslag SDR. OMME KVALITETSANALYSE AF GRUS- PRØVER

2 KVALITETSANALYSE AF GRUSPRØVER Revision 1 Dato Udarbejdet af BNG Kontrolleret af PLIT/RCB Godkendt af BNG Beskrivelse Vurdering af grusprøver som betontilslag Ref _L001_Ver1_Rapport_Råstofkortlægning_Sdr Omme.docx Rambøll Hannemanns Allé 53 DK-2300 København S T F

3 KVALITETSANALYSE AF GRUSPRØVER INDHOLD 1. Indledning Udvælgelse Krav til betonsand 1 2. kvalitetsvurdering Samlet resultat 2 3. Resultater Betonsand (0-4 mm) Groft tilslag (4-32 mm) 4 4. Sammenfatning og konklusion Sammenfatning og konklusion 5

4 1. INDLEDNING 1.1 Udvælgelse I forbindelse med råstofkortlægningen mærket Sdr. Omme er der foretaget i alt 15 boringer fra 2 områder. Fra disse 15 boringer er der udvalgt 6 sand og/eller stenprøver for en nærmere analyse i relation til deres potentielle anvendelse som betontilslag. Kriterierne for at udvælge de pågældende 6 prøver har været: Grusprøvernes overordnede kornstørrelsesfordeling (kornkurve) med fokus på: - indhold af korn i fraktionerne 2-4, 4-8, 8-16 og mm. Geografisk spredning over de undersøgte områder Lagseriens tykkelse og lithologi De 5 prøver er herefter blevet kvalitetsvurderet i relation til indholdet af såkaldte reaktive porøse flintkorn i sandfraktionen (0-4 mm) samt indholdet af lette korn i 4-32 mm fraktionen. 1.2 Krav til betonsand De danske nationale annekser til den europæiske DS 2426 Beton Materialer Regler for anvendelsen af EN i Danmark giver retningslinjer for hvordan danske sandmaterialer skal klassificeres til beton i henholdsvis passiv, moderat, aggressiv og særlig aggressivt miljø. Kravene i DS 2426 for betontilslag er: Miljøklasse Egenskab Prøvningsmetode moderat aggressiv ekstra aggressiv Alkalikiselreaktivitet for fint tilslag en af de fire alternative metoder skal dokumenteres TK84 kemisk svind Maks. 0,3 ml/kg Maks. 0,3 ml/kg Maks. 0,2 ml/kg TIB-52 Maks. 2,0 vol % Maks. 2,0 vol % Maks. 1,0 vol % Indhold af reaktive korn TIB-51 Mørtelprismeekspansion efter 8 uger efter 8 uger efter 20 uger AST C1260 Maks. 0,2 % Acc. mørtelprismeekspansion efter 14 dage efter 14 dage efter 14 dage Indholdet af lette korn skal dokumenteres for groft tilslag med mikro porøs flint DS Lette korn under 2400 kg/m3 DS Lette korn under 2500 kg/m3 Maks. 5,0 % Maks. 1,0 % Maks. 1,0 % Tabel 1: Uddrag af tabel Tilslag Krav til alkalikiselreaktivitet fra DS For sandets vedkommende har man valgt at klassificere sandets kvalitet ud fra mængden af porøs flint efter metoden TI-B52. For stenenes vedkommende har man først foretaget en densitetssortering af sten lettere end 2400 kg/m 3. Hvis denne analyse viser, at indholdet af sten lettere end 2400 kg/m 3 er mindre end 1 vægt % så har man yderligere densitetssorteret stenene ved 2500 kg/m 3 for at vurdere, om stenene kan anvendes i ekstra aggressiv miljøklasse.

5 2. KVALITETSVURDERING 2.1 Samlet resultat Med baggrund i de tidligere angivne vurderingskriterier og betragtninger, så er resultatet af de to betonteknologiske analyser på henholdsvis sandet (0-4 mm) efter TI-B 52 og sten (4-32 mm) DS fra de udvalgte grusprøver og med den aktuelle kornkurve angivet i nedenstående skema: Nr. Boring og prøve nummer Dybde m.u.t. Vurdering af tilslag (miljøklasse og indhold) Sand (0-4 mm) (% porøs flint) Sten (4-32 mm) (< 2400 kg/m 3 ) Bemærkninger 1 B A (1,1 %) M (4,6 %) Generelt meget finkornet 2 B A (1,1 %) - Generelt meget finkornet 3 B ,7 EA (0,6 %) - Generelt meget finkornet 4 B A (1,6 %) M (3,7 %) 5 B A (1,3 %) M (2,6 %) Generelt meget finkornet 6 B EA (0,3 %) - Generelt meget finkornet Tabel 2: Oversigt over prøver (sand og sten), som der er udført kvalitetsanalyse på. Vurdering af tilslagets miljøklasse er baseret på de opnåede resultater sammenholdt med kravene i DS 2426, jf. tabel 1. Det er vigtigt at understrege, at resultaterne som nævnt er baseret på den aktuelle kornkurve for gruset i den pågældende boring og aktuelle kote. Det betyder også, at fordi sandet generelt er relativt finkornet, med en stor andel korn som er < 2 mm, så vil indholdet af porøs flint i den samlede fraktion 0-4 mm i høj grad afspejle indholdet af flint i fraktionen 0-2 mm. Da indholdet af porøs flint i den fine fraktion generelt er meget lavt, som regel under eller omkring 1 vol %, så vil sandet generelt blive klassificeret som værende af en bedre kvalitet end dersom sandet havde en mere ensartet/jævn kornkurve. Dette forhold er meget typisk for hovedparten af alle danske grusforekomster. I afsnittet 3.1 kan man se hvordan indholdet af porøs flint (potentielt farlige/skadelige korn) varierer mellem fraktionen 0-2 mm og 2-4 mm, ofte med en faktor 10 som forskel. Konsekvensen af dette betyder også, at man i praksis meget sjældent vil kunne klassificere de pågældende grusforekomster (læs: sand) som værende til andet end til passiv miljøklasse, medmindre man kan styre indholdet af korn > 2 mm meget omhyggeligt, og holde dette nede på et minimum. Det skal dog i denne sammenhæng nævnes, at prøve 6 fra boring 14 (kote 10-11) adskiller sig fra denne tendens, idet indholdet af potentielt reaktive korn i fraktionen 2-4 mm tilsyneladende også er forholdsvis lavt. For stenenes vedkommende er der tydeligvis tale om sten til moderat miljøklasse, dersom man ser på den samlede fraktion fra 4 til 32 mm. I praksis vil stenmaterialet i almindelighed blive klassificeret som værende til passiv miljøklasse, da indholdet af lette korn dels er så tæt på den aktuelle grænse på maks. 5 % lette korn under 2400 kg/m 3, dels fordi enkelte af fraktionerne overskrider dette krav. Derfor vil man produktionsmæssigt have svært at holde sig under en sådan grænse for den enkelte fraktion, da kvaliteten synes at variere en hel del.

6 3. RESULTATER 3.1 Betonsand (0-4 mm) De undersøgte grusprøver er sigtet på 2 og 4 mm sigterne. Der er foretaget en petrografisk bestemmelse af indholdet af porøse reaktive flintkorn i henhold til TI-B52. I tabel 3 er indholdet af porøs flint angivet for de to fraktioner 0-2 og 2-4 mm samt den for den sammenlagte 0-4 mm fraktion. Fraktionen 2-4 mm udgør mellem 4 og 13 % af den samlede sandprøve 0-4 mm. Andelen fremgår også af skemaet, angivet i parentes ved 2-4 mm kolonnen. Lokalitet og prøve nr. % Porøs flint bestemt efter TI-B mm 2-4 mm 0-4 mm B 1 K ,6 8,1 (7 %) 1,1 B 4 K 1-2 0,6 10,1 (5 %) 1,1 B 5 K 1 1,7 0,4 4,2 (4 %) 0,6 B 9 K ,5 8,7 (13 %) 1,6 B 11 K ,9 5,6 (9 %) 1,3 B 14 K ,3 0,8 (6 %) 0,3 Tabel 3: Oversigt over indholdet af porøs flint i fraktionerne 0-2, 2-4 samt den samlede 0-4 mm fraktion. Den petrografiske analyse af sandet har desuden vist, at hovedparten af de porøse flintkorn overvejende er kalkfrie. Alle prøverne indeholder en mindre del tæt flint (med undtagelse af B14 K hvor indholdet af tæt flint er meget lavt), og næsten intet kalk.

7 3.2 Groft tilslag (4-32 mm) Der er foretaget en densitetssortering af samtlige prøver for den samlede fraktion 4-32 mm. Derefter er prøverne sigtet på 8 og 16 mm sigterne for at finde andelen af lette korn i hver fraktion. Dette er gjort fordi flere af fraktionerne indeholder for få korn til at gennemføre en prøvning efter standarden DS 405,4. Men resultaterne indikerer, at den procentvise fordeling af korn i de enkelte delfraktioner er meget lig det samlede indhold af lette korn i 4-32 mm fraktionen. Derfor giver det stadig god mening at angive indholdet af lette korn i alle tre fraktioner: 4-8, 8-16 og mm, selvom antallet af korn i nogle af fraktionerne er stærkt begrænset. I enkelte tilfælde har vi valgt ikke at angive nogen procent fordi andelen i den pågældende fraktion lå så lavt og langt under usikkerheden ved en sådan bestemmelse. lettere end Lokalitet og Densitetssortering af sten efter DS 405,4 prøve nr. Fraktion Andel korn lettere end Andel korn 2400 kg/m kg/m3 B1 K mm 7,9 % (P) 1,1 % 8-16 mm 7,1 % (P) 0,0 % mm 0,0 % (-) 0,0 % B9 K mm 5,7 % (P) 0,2 % 8-16 mm 3,6 % (M) 0,0 % mm 2,0 % (M) 0,0 % B11 K mm 5,1 % (P) 0,2 % 8-16 mm 3,6 % (M) 0,0 % mm 0,0 % (-) 0,0 %

8 4. SAMMENFATNING OG KONKLUSION 4.1 Sammenfatning og konklusion Undersøgelsen viser, at alle de undersøgte grusmaterialer indeholder så mange lette sten i fraktionerne 4-8, 8-16 og mm, at de alle kan klassificeres som værende til passiv miljøklasse i h.t. DS De tilsvarende sandprøver (fraktion 0-4 mm) vil med baggrund i den aktuelle kornkurve alle kunne klassificeres som værende til aggressiv miljøklasse, og to ville desuden kunne opfylde kravet til ekstra aggressiv miljøklasse i h.t. DS Dette skyldes primært det forhold, at disse sandprøver i altovervejende grad (> 87 %) indeholder materiale i fraktionen 0-2 mm. Denne fraktion indeholder for alle sandprøvernes vedkommende et indhold af potentielt reaktivt flint, som ligger under ca. 1 vol %. Derimod indeholder fraktionen 2-4 mm op til 10 gange så mange porøse reaktive flintkorn, som i 0-2 mm fraktionen. Med en andel af materiale i 2-4 mm fraktionen, som typisk udgør omkring 4 til 13 % af den samlede fraktion 0-4 mm, så vil indholdet af reaktive korn i den samlede fraktion blive forholdsvis lavt. Dette forhold er noget som gør sig gældende for størsteparten af alle danske grusforekomster. I praksis vil det betyde, at selvom det samlede indhold af reaktive skadelige korn i sandet i de aktuelle prøver er forholdsvis lavt, så vil man alligevel karakterisere grusforekomsternes sandfraktion, som værende til beton i passiv miljøklasse, medmindre man har et ønske om at fremstille et sandmateriale primært fra fraktionen 0-2 mm uden en væsentlig andel overkorn. I så fald vil sandet i de fleste tilfælde kunne klassificeres som værende et sand til aggressiv eller ekstra aggressiv miljøklasse Det skal påpeges, at prøve 6 fra boring 14 i koten adskiller sig fra de andre undersøgte prøver. Denne prøve indeholder forholdsvis få potentielt reaktive korn i h.t. TI B-52 i både 0-2 og 2-4 mm fraktionen, hvilket gør den til et potentielt lovende betonsand til brug i såvel aggressiv som ekstra aggressiv miljøklasse. Denne prøve indeholder i modsætning til de øvrige prøver intet eller kun meget lidt tæt flint. Prøven adskiller sig ved at den består at miocænt kvartssand og ikke kvartært smeltevandssand, som de øvrige analyserede prøver.