NOTAT Projekt Vibæk-Hostrup, råstofkortlægning vurdering af prøver til kvalitetsanalyse Kunde Region Syddanmark Notat nr. 1 Dato 16-10-2014 Til Fra Kopi til Karin Fynbo, Region Syddanmark Bent Grelk, Rambøll & Peter Lindberg Thomadsen, Rambøll 1. Indledning Dette notat indeholder en vurdering af hvilke prøver som i første omgang skal nærmere kvalitetsvurderes (screenes) i relation til deres egnethed som betonsand. Der er foretaget i alt 25 boringer, hvoraf 4 på forhånd er vurderet som uinteressante pga. store mængder overjord. Af de resterende boringer er der udvalgt 60 prøver, som efterfølgende er blevet sigtet. Disse 60 prøver er derefter blevet vurderet hver for sig med henblik på at udvælge de prøver som umiddelbart findes mest interessante i relation til anvendelsen som betonsand. Disse udvalgte prøver skal derefter kvalitetsvurderes i henhold til tidligere fremsendte procedure. 2. Betonsand Sand som skal anvendes til beton i Danmark skal opfylde følgende normer og standarder: DS/EN 12620 Tilslag til beton samt DS 2426 Beton Materialer Regler for anvendelsen af EN 206-1 I Danmark Samtlige af de udtagne og undersøgte råstofprøver synes alene at bestå af sand i fraktionen 0-4 mm, og i flere tilfælde kun af fraktionen 0-2 mm. Derfor er det alene relevant at se på de af råstofprøvernes egenskaber, som er særlig relevante i forbindelse med deres brug som betonsand. I de to ovennævnte normer er følgende egenskaber relevante i forhold til de to normer/standarder på området: 1. Mængden af potentielt AKR-farlige korn. 2. Fillerindholdet (mængden af materiale finere end 0,063 mm) 3. Indhold af skadelige stoffer, hvor det i den aktuelle sag drejer sig om følgende bestanddele: - humusstoffer (som kan forringe betonens hærdning og styrkeudvikling) - jern- og manganoxider/sulfider (som kan misfarve betonen under/efter hærdning) 1/5
I den aktuelle undersøgelse er det alene interessant at vurdere forekomsternes egnethed i relation til brug som tilslag for beton i (moderat), aggressiv og særlig aggressiv miljøklasse, idet der generelt er mangel på betonsand i de to sidstnævnte miljøklasser. 2.1 Mængden af potentielt AKR-farlige korn De danske nationale annekser til den europæiske DS 2426 Beton Materialer Regler for anvendelsen af EN 206-1 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 betonsand 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 Tabel 1: Uddrag af tabel 2426-4 Tilslag Krav til alkalikiselreaktivitet fra DS 2426. Det er vigtigt at understrege, at alle 4 metoder kan/må anvendes ved klassificering af et sandmateriales egnethed til de forskellige miljøklasser, dog må sidstnævnte metode (ASTM C1260) ikke anvendes dersom der er tale om danske sandforekomster, hvor den potentielt farlige bestanddel består af porøs flint. Derfor er kun de tre første metoder relevante. Af praktiske og tidsmæssige hensyn har vi valgt at vurdere materialeprøvernes AKRfarlighed efter indholdet af reaktive korn iht. TI-B52. 2.2 Fillerindholdet Generelt set er det kun sandmaterialer som indeholder en væsentlig andel af materiale, som er finere end 0,063 mm som kan være uegnet til betonformål. Umiddelbart er betonsand med en andel på over 10 % finere end 0,063 mm uinteressante, medmindre man på andre måder undersøger om det fine materiale kan have negativ indflydelse på visse af betonens egenskaber såsom svind og styrke. I visse situationer sættes kravet til indhold af finstof (< 0,063 mm) til maks. 3 %. 2.3 Indhold af skadelige stoffer 2.3.1 Humus Blandt de potentielt andre skadelige bestanddele udover porøs flint - som undertiden kan findes i sandforekomster er det først og fremmest humusstoffer, som kan være problematiske.
Humusstoffer kan influere negativt på betonens afbinding og styrkeudvikling. Humusstoffer findes typisk i de øvrige lag i grusforekomster typisk lige under evt. muldlag. Ofte findes evt. humusstoffer i de samme gullige grus/sandlag, som normalt er farvet af opløste jernog manganforbindelser, jf. afsnit 2.4. 2.3.2 Jern- og manganforbindelser Umiddelbart er der ingen krav til mængden af jern- og/eller mangansulfider eller oxider til dansk betonsand. Grusforekomster med mere eller mindre stærk gullig farve er ofte en indikation på tilstedeværelsen af jern- og manganforbindelser, som kan skyldes udvaskning af øvre jordlag. Lerjernsten kan typisk findes i sådanne aflejringer. Vi ved erfaringsmæssigt, at selv små mængder letopløselig jern- og/eller manganoxider eller sulfider efterfølgende vil kunne misfarve betonoverflader. Især er kombinationen med selv små humusmængder en væsentlig årsag til en række problemer med misfarvning af betonvarer som fortovsfliser og belægningssten. 3. Prøveudvælgelse Udvælgelsen er baseret på en række faktiske forhold omkring de enkelte prøver med hovedvægt lagt på følgende parametre: Grusprøvernes overordnede mineralogi med fokus på: - hvide korn (kalk og/eller porøs flint) - opake mineraler, såsom jernsulfider, jern- og manganoxider. Sandets farve Kornkurve Lagseriens tykkelse I det følgende gives en kort redegørelse for de enkelte forhold som indgår i bedømmelsen af den enkelte prøve. 3.1 Mineralogi I den indledende udvælgelse af prøver til kvalitetsanalyser er der foretaget en hurtig og overordnet vurdering af de enkelte prøvers indhold af hvide korn. Typisk består sådanne hvide korn af en blanding af både kalkkorn og hvid porøs flint (opal- eller kalkopalflint). En gennemgang af de 60 prøver viser, at hovedparten måske alle 60 prøver indeholder så få hvide korn, at indholdet af evt. porøs flint umiddelbart synes at være under 1 %. Derfor synes alle 60 prøver ud fra dette kriterie (mængden af potentielt farlige korn) at være relevante at undersøge nærmere. 3.2 Sandets farve Her har vi vurderet, at gullige materialeprøver (fra svagt gullig til stærk gullig) umiddelbart ikke er interessante i første omgang. Af de 60 prøver er 20 prøver frasorteret pga. deres
farve. De 20 frasorterede prøver betyder ikke, at disse med sikkerhed er uegnede til betonsand, men at deres egnethed skal undersøges nærmere. 3.3 Sandets kornkurve Et typisk betonsand består af en nogenlunde jævn kornkurve mellem 0,063 og 4 mm, jf. figur 1. Imidlertid er kornkurven for naturligt forekommende sandmaterialer sjældent ideel og kræver som regel en vis form for justering. De fleste naturligt forekommende sandmaterialer er enten for grovkornede eller for finkornede, idet de i naturligt forekommende tilstand enten har for lille eller for stor procentuel mængde korn under 0,5-0,6 mm. I dårligt sorterede flod- og alluvialaflejringer mangler der som regel korn mellem 1 og 2 mm, og i særlig grad mellem 2 og 4 mm. Tilsyneladende sker der en naturlig udvaskning af korn i disse fraktioner, når partiklerne sedimenterer. Danske sandmaterialer er som regel dårligt sorterede fra naturens hånd og mangler ofte korn over 1 mm. Figur 1: Eksempel på ideal kornkurve for betonsand (fuldt optrukket linje) Den mest økonomiske og derfor mest almindelige måde, på hvilken man kan korrigere et sandmateriales kornkurve, består i at indblande et fint blandingssand, når udgangsmaterialet er for groft, og et groft blandingssand, når udgangsmaterialet er for fint graderet. Sand kan dog også opdeles i to eller flere fraktioner i særlige vaskeanlæg. De enkelte fraktioner kan derefter atter sammenblandes i andre blandingsforhold, således at betons andet får en bedre og mere konstant gradering. Brug af Sådanne mere raffinerede metoder resulterer imidlertid i et dyrere produkt. I visse tilfælde har det vist sig formålstjenligt at blande et 0-2 mm sand sammen med granitskærver, som typisk kan fås i fraktionerne 2-5 mm og 5-8 mm. Kun i de tilfælde hvor sandet er for fint, dvs. hvor hovedparten af sandet er finere end 0,5 mm eller hvor indholdet af finstof (< 0,063 mm) er for stort, så er sådanne prøver frasorteret inden en evt. kvalitetsanalyse. 3.4 Lagseriens tykkelse og evt. udbredelse Her har vi vurderet om hvor store mængder de enkelte prøver repræsenterer, herunder om det er formålstjenlig at slå prøver sammen til den efterfølgende kvalitetsanalyse.
4. Prøver til kvalitetsanalyse Med baggrund i ovenstående vurderinger og betragtninger, så er samtlige 60 delprøver gennemgået og følgende er på baggrund af vores kriterier udvalgt til kvalitetsanalyse: Nr. Boring og prøve nummer Dybde m.u.t. Bemærkninger Vurdering (potentiale) 1 Boring B, prøve 7 4-5 Fint sand (0-1 mm) * 2 Boring B, prøve 23 20-21 Fint sand (0-1 mm) * 3 Boring G, prøve 20 og 23 17-18, 20-21 Fint sand (0-2 mm) ** 4 Boring H, prøve 11 8-9 Fint sand (0-2 mm) ** 5 Boring H, prøve 19 og 23 16-17, 20-21 Groft sand (0-4 mm) *** 6 Boring E, prøve 8 5-6 Fint sand (0-2 mm) ** 7 Boring E, prøve 23 20-21 Fint sand (0-2 mm) ** 8 Boring L, prøve 13 10-11 Fint sand (0-2 mm) ** 9 Boring L, prøve 19 og 24 16-17, 21-22 Fint sand (0-2 mm) ** 10 Boring K, prøve 10 9-10 Fint sand (0-1 mm) * 11 Boring K, prøve 23 22-23 Fint sand (0-2 mm) ** 12 Boring A, prøve 18 15-16 Fint sand (0-1 mm) * 13 Boring A, prøve 25 22-23 Fint sand (0-2 mm) ** 14 Boring 3, prøve 7 4-5 Groft sand (0-4 mm) *** 15 Boring 3, prøve 20 17-18 Fint sand (0-2 mm) ** 16 Boring 6, prøve 11 8-9 Fint sand (0-2 mm) ** 17 Boring 6, prøve 13 og 18 10-11, 15-16 Fint sand (0-1 mm) * 18 Boring 7, prøve 17 14-15 Fint sand (0-1 mm) * 19 Boring 7, prøve 26 23-24 Fint sand (0-2 mm) ** 20 Boring 10, prøve 20 17-18 Fint sand (0-1 mm) * 21 Boring 11, prøve 6 og 11 3-4, 8-9 Fint sand (0-1 mm) * 22 Boring 11, prøve 15 12-13 Fint sand (0-2 mm) ** 23 Boring 12, prøve 20 17-18 Fint sand (0-2 mm) ** 24 Boring 13, prøve 7 4-5 Fint sand (0-2 mm) ** 25 Boring 13, prøve 20 og 25 17-18, 22-23 Fint sand (0- (1) 2 mm) * (**) 26 Boring 14, prøve 15 12-13 Fint sand (0-1 mm) * Tabel 2: Oversigt over prøver til kvalitetsanalyse. Som det fremgår af tabellen har vi foreslået at slå to eller flere prøver fra samme boring sammen til en samlet prøve. Vi har i første omgang fravalgt en række sandprøver ud fra deres farve, også selvom deres kornkurve synes mere ideel end flere af i tabel 2 ovenstående prøver.
Til Region Syddanmark Dokumenttype Laboratorierapport Dato Oktober, 2014 Kvalitetsundersøgelse af sandprøver fra råstofboringer VIBÆK-HOSTRUP, RÅSTOFKORTLÆGNING KVALITETSANALYSE AF SAND- PRØVER
KVALITETSANALYSE AF SANDPRØVER Revision 1 Dato 2014-11-10 Udarbejdet af BNG Kontrolleret af PLIT Godkendt af Beskrivelse BNG Kvalitetsundersøgelse af sandprøver Ref. 1100011634_L001_Ver1_Rapport_Råstofkortlægning_Vibæk -Hostrup.docx Rambøll Hannemanns Allé 53 DK-2300 København S T +45 5161 1000 F +45 5161 1001 www.ramboll.dk
KVALITETSANALYSE AF SANDPRØVER INDHOLD 1. Indledning 1 1.1 Udvælgelse 1 1.2 Krav til betonsand 1 2. kvalitetsvurdering 2 2.1 Udvalgte prøver 2 2.2 Procedure 3 3. Resultater 4 3.1 Resultat af kvalitetsvurdering af udvalgte prøver 4 3.2 Blåfarvning af hvide korn 6 3.3 Supplerende undersøgelse af frasorterede prøver 7 4. Sammenfatning og konklusion 8 4.1 Sammenfatning 8 4.2 Konklusion 8
RÅSTOFKORTLÆGNING VIBÆK-HOSTRUP 1 1. INDLEDNING 1.1 Udvælgelse I forbindelse med råstofkortlægningen Vibæk-Hostrup er der foretaget i alt 25 boringer i området. 3 af disse boringer er efterfølgende vurderet som uinteressante pga. for store mængder overjord. Af de resterende 22 boringer er der udvalgt 60 prøver, som efterfølgende er blevet sigtet. Med udgangspunkt i sigteanalysen samt en visuel bedømmelse af samtlige 60 prøver, er der herefter udvalgt i alt 26 prøver for en nærmere kvalitetsanalyse, idet disse findes mest interessante i relation til anvendelsen som betonsand. Kriterierne for at udvælge de pågældende 26 prøver har været: Grusprøvernes overordnede mineralogi med fokus på: - hvide korn (kalk og/eller porøs flint) og jern- og manganoxider. Sandets farve Kornkurve Lagseriens tykkelse De 26 prøver er herefter blevet kvalitetsvurderet i relation til indholdet af såkaldte reaktive porøse flintkorn, som typisk består af opalflint eller kalkopalflint. Ydermere er der foretaget supplerende analyser af grusprøver, som er blevet frasorteret pga. af farven. Dette er for at vurdere tilstedeværelsen af jern- og manganholdige korn (typisk lerjernsten) i sandet og disse korns mulige indvirkning på sandets generelle farve. 1.2 Krav til betonsand De danske nationale annekser til den europæiske DS 2426 Beton Materialer Regler for anvendelsen af EN 206-1 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 betonsand er: Miljøklasse Egenskab Prøvningsmetode moderat aggressiv ekstra aggressiv Alkalikiselreaktivitet for fint tilslag en af de fire alternative metoder skal dokumenteres TK84 kemisk svind TIB-52 Indhold af reaktive korn Maks. 0,3 ml/kg Maks. 0,3 ml/kg Maks. 0,2 ml/kg Maks. 2,0 vol % Maks. 2,0 vol % Maks. 1,0 vol % 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 Tabel 1: Uddrag af tabel 2426-4 Tilslag Krav til alkalikiselreaktivitet fra DS 2426. Alle 4 metoder kan/må anvendes ved klassificering af et sandmateriales egnethed til de forskellige miljøklasser. Vi har i denne undersøgelse valgt at klassificere sandets kvalitet ud fra mængden af porøs flint.
RÅSTOFKORTLÆGNING VIBÆK-HOSTRUP 2 2. KVALITETSVURDERING 2.1 Udvalgte prøver Med baggrund i de tidligere angivne vurderingskriterier og betragtninger, så er følgende 32 delprøver (oprindeligt kun 26 prøver, men er suppleret med enkelte andre, idet vi har valgt ikke at sammenlægge flere prøver til en) udvalgt til kvalitetsanalyse: Nr. Boring og prøve nummer Dybde m.u.t. Bemærkninger Vurdering (potentiale) 1 Boring B, prøve 7 4-5 Fint sand (0-1 mm) * 2 Boring B, prøve 23 20-21 Fint sand (0-1 mm) * 3 Boring G, prøve 20 17-18 Fint sand (0-2 mm) ** 4 Boring G, prøve 23 20-21 Fint sand (0-2 mm) ** 5 Boring H, prøve 11 8-9 Fint sand (0-2 mm) ** 6 Boring H, prøve 19 16-17 Groft sand (0-4 mm) *** 7 Boring H, prøve 23 20-21 Groft sand (0-4 mm) *** 8 Boring E, prøve 8 5-6 Fint sand (0-2 mm) ** 9 Boring E, prøve 23 20-21 Fint sand (0-2 mm) ** 10 Boring L, prøve 13 10-11 Fint sand (0-2 mm) ** 11 Boring L, prøve 19 16-17 Fint sand (0-2 mm) ** 12 Boring L, prøve 24 21-22 Fint sand (0-2 mm) ** 13 Boring K, prøve 10 9-10 Fint sand (0-1 mm) * 14 Boring K, prøve 23 22-23 Fint sand (0-2 mm) ** 15 Boring A, prøve 18 15-16 Fint sand (0-1 mm) * 16 Boring A, prøve 25 22-23 Fint sand (0-2 mm) ** 17 Boring 3, prøve 7 4-5 Groft sand (0-4 mm) *** 18 Boring 3, prøve 20 17-18 Fint sand (0-2 mm) ** 19 Boring 6, prøve 11 8-9 Fint sand (0-2 mm) ** 20 Boring 6, prøve 13 10-11 Fint sand (0-1 mm) * 21 Boring 6, prøve 18 15-16 Fint sand (0-1 mm) * 22 Boring 7, prøve 17 14-15 Fint sand (0-1 mm) * 23 Boring 7, prøve 26 23-24 Fint sand (0-2 mm) ** 24 Boring 10, prøve 20 17-18 Fint sand (0-1 mm) * 25 Boring 11, prøve 6 3-4 Fint sand (0-1 mm) * 26 Boring 11, prøve 11 8-9 Fint sand (0-1 mm) * 27 Boring 11, prøve 15 12-13 Fint sand (0-2 mm) ** 28 Boring 12, prøve 20 17-18 Fint sand (0-2 mm) ** 29 Boring 13, prøve 7 4-5 Fint sand (0-2 mm) ** 30 Boring 13, prøve 20 17-18 Fint sand (0-2 mm) ** 31 Boring 13, prøve 25 22-23 Fint sand (0-1 mm) * 32 Boring 14, prøve 15 12-13 Fint sand (0-1 mm) * Tabel 2: Oversigt over prøver til kvalitetsanalyse. I den sidste række er angivet en relativ vurdering af sandets umiddelbare egnethed med udgangspunkt i kornkurven.
RÅSTOFKORTLÆGNING VIBÆK-HOSTRUP 3 2.2 Procedure For at minimere omfanget af dyre og tidskrævende analyser, har vi gennemført følgende screeningsmetode: 1. Den enkelte prøve sigtes på 1, 2 og evt. 4 mm sigten. 2. Der foretages en tælling af minimum 500 korn i fraktionerne 1-2 og 2-4 mm fraktionerne. Hvidlige til svagt brunlige korn af kalk eller porøs flint sorteres fra, og mængden bestemmes. Hvis den samlede mængde af disse korn udgør mere end 1 % af den pågældende sandfraktion, så foretages der en blåfarvning af disse korn. Blåfarvning: 1 g methylenblåt blandes med 1 liter 10 % fortyndet saltsyre. De hvide korn dyppes kortvarig i denne blanding, tages op og skylles i rent vand. Evt. blå korn er ensbetydende med porøs flint, mens rene kalkkorn forbliver hvide. Hermed kan andelen af porøs flint bestemmes. 3. Der foretages en tælling af hvide korn i fraktionen 0-1 mm. Tællingen bliver et skøn over indholdet af hvide korn i en delprøve på ca. 1000 korn. Disse korn bliver ikke blåfarvet. Tællingerne foretages i et stereomikroskop med 15-50 gange forstørrelse. Der vil efterfølgende evt. blive foretaget en tyndslibsanalyse af frasorterede hvide korn for at bestemme kornenes sammensætning og typen af porøs flint.
RÅSTOFKORTLÆGNING VIBÆK-HOSTRUP 4 3. RESULTATER 3.1 Resultat af kvalitetsvurdering af udvalgte prøver I det følgende skema ses resultaterne af tællingerne af den samlede mængde af hvidlige/brunlige korn af typen kalk eller porøs flint i de enkelte fraktioner, samt i den samlede prøve. Mængden af hvide (hvidlige/brunlige) korn er angivet i % antal korn af samlet fraktion, hvilket må vurderes at være meget lig volumen %. I samme skema er der også angivet det samlede antal korn, som er talt i den enkelte fraktion, ligesom fraktionens vægt-andel af den samlede prøve er noteret. Som det fremgår af nedenstående skema, så er der suppleret med en enkelt prøve i forhold til den oprindelige udvælgelse (Boring D, prøve 9), ligesom der ikke er slået prøver sammen. Nr. Boring og prøve nummer Indhold af hvide korn i fraktionerne: 0-1 mm 1-2 mm 2-4 mm Samlet (0-4) 1 Boring B, prøve 7 < 0,4 %[100%] 2 Boring B, prøve 23 < 0,4 %[100%] 3 Boring G, prøve 20 0,4 %[86%] 4 Boring G, prøve 23 < 0,4 %[98%] 5 Boring H, prøve 11 < 0,4 %[94%] 6 Boring H, prøve 19 0,2 %[90%] 7 Boring H, prøve 23 < 0,5 %[65%] 8 Boring E, prøve 8 < 0,4 %[95%] 9 Boring E, prøve 23 < 0,4 %[90%] 10 Boring L, prøve 13 < 0,4 %[84%] 11 Boring L, prøve 19 < 0,4 %[98%] 12 Boring L, prøve 24 < 0,4 %[92%] 13 Boring K, prøve 10 < 0,4 %[100%] 14 Boring K, prøve 23 < 0,4 %[93%] 15 Boring A, prøve 18 < 0,4 %[100%] 16 Boring A, prøve 25 < 0,3 %[93%] 17 Boring 3, prøve 7 < 0,4 %[82%] 18 Boring 3, prøve 20 < 0,5 %[88%] 19 Boring 6, prøve 11 < 0,4 %[93%] 20 Boring 6, prøve 13 < 0,4 %[100%] 0,8 %[10%] 527 korn 1,5 %[2%] 589 korn 1,1 %[5%] 560 korn 1,0 %[5%] 606 korn 1,2 %[28%] 645 korn 0,8 %[5%] 521 korn 1,0 %[10%] 522 korn 1,1 %[16%] 522 korn 0,4 %[2%] 513 korn 1,3 %[6%] 611 korn 2,5 %[4%] 0,5 % 530 korn - 0,4 % 4,1 %[1%] 0,5 % 73 korn 0,8 %[5%] 0,3 % 389 korn 2,2 %[7%] 0,8 % 557 korn - 0,4 % 3,8 %[1%] 0,5 % 240 korn - 0,5 % - 0,4 % 2,1 %[2%] 0,5 % 435 korn 1,5 %[6%] 6,3 %[1%] 0,5 % 597 korn 111 korn 1,0 %[5%] 2,9 %[2%] 0,4 % 520 korn 172 korn 1,1 %[11%] 3,1 %[7%] 0,7 % 612 korn 520 korn 1,2 %[8%] 4,6 %[4%] 0,7 % 594 korn 654 korn 1,1 %[5%] 5,5 %[2%] 0,5 % 617 korn 73 korn
RÅSTOFKORTLÆGNING VIBÆK-HOSTRUP 5 21 Boring 6, prøve 18 < 0,4 %[100%] 22 Boring 7, prøve 17 < 0,4 %[100%] 23 Boring 7, prøve 26 < 0,4 %[95%] 24 Boring 10, prøve 20 < 0,4 %[100%] 25 Boring 11, prøve 6 < 0,4 %[100%] 26 Boring 11, prøve 11 < 0,4 %[100%] 27 Boring 11, prøve 15 < 0,3 %[82%] 28 Boring 12, prøve 20 < 0,5 %[88%] 29 Boring 13, prøve 7 < 0,4 %[89%] 30 Boring 13, prøve 20 <0,5 %[88%] 31 Boring 13, prøve 25 < 0,5 %[100%] 32 Boring 14, prøve 15 < 0,5 %[100%] 33 Boring D, prøve 9 <0,5 % [78 %] 1,5 %[3%] 2,5 %[2%] 0,5 % 521 korn 314 korn 0,9 %[15%] 1,2 %[3%] 0,4 % 565 korn 525 korn 1,1 %[10%] 2,2 %[2%] 0,6 % 621 korn 502 korn 0,6 %[10%] 2,8 %[1%] 0,4 % 518 korn 283 korn 0,9 %[10%] 2,8 %[2%] 0,5 % 521 korn 186 korn - - 0,5 % - - 0,5 % 1,9 % [12 %] 3,7 % [10 %] 1,0 % 518 korn 570 korn Tabel 3: Oversigt over tællinger af hvide korn i de enkelte fraktioner, samt i prøven som helhed. De hvide korn består typisk af porøs flint, kalk og evt. andre bjergarter. I de tilfælde, hvor antallet er talte korn er mindre end 500, så er samtlige korn i den pågældende fraktion efter sigteanalysen talt. Resultatet af de mange tællinger viser, at selv ud fra et meget konservativt skøn (alle hvide korn = porøs flint), at indholdet af potentielt farlige korn i den enkelte prøve ligger under den grænse for et maksimalt indhold af AKR-farlige korn, som er sat til betonsand for beton i særlig aggressiv miljøklasse, som er max. 1 vol %. Det betyder, at de undersøgte sandprøver med de aktuelle kornkurver alle har et indhold af porøs flint, som med sikkerhed ligger under selv det skrappeste krav til betonsand (særlig aggressiv miljøklasse).
RÅSTOFKORTLÆGNING VIBÆK-HOSTRUP 6 3.2 Blåfarvning af hvide korn Der er foretaget en blåfarvning af de hvide korn, som er sorteret fra i den forudgående tælling. Formålet med blåfarvningen er at identificere hvilke af de hvide korn, som er kalk, og hvilke som er porøs flint. Blåfarvningen sker i henhold til beskrivelsen i Beton-Teknik 05/1982 Sten og sand til beton. Blåfarvningsvæsken fremstilles ved at tilsætte 1 g metylenblåt til 1 liter 10 % saltsyreopløsning. De hvide korn dyppes kortvarig (5-10 sek.) i væsken. Rene kalkkorn vil derpå forblive hvide, mens porøse flintkorn vil blive blå. Sidstnævnte skyldes det faktum, at porøse flintkorn består af et opalskelet, som bliver farvet blå, mens farven ikke vil sætte sig på rene kalkkorn, idet overfladen til stadighed går i opløsning pga. syrens tilstedeværelse. Da resultatet af tællingerne (tabel 3) viser, at indholdet af hvide korn er så lavt, at indholdet af porøs flint i de enkelte prøver under alle omstændigheder er under 1 %, så bliver samtlige hvide korn i de to fraktioner prøvet under et. Tabel 4: Eksempel på blåfarvning af hvidlige korn. Resultatet af blåfarvningen fremgår af nedenstående skema. Fraktion Kalk korn Porøs flint Andre korn 1-2 mm 15 % 60 % 25 % 2-4 mm 10 % 75 % 15 % Tabel 5: Oversigt over det omtrentlige indhold af bl.a. porøs flint i fraktionerne 1-2 og 2-4 mm på basis af blåfarvningen. Blandt de andre korn er fundet sandsten/kvartsit, hvide granitter mm.
RÅSTOFKORTLÆGNING VIBÆK-HOSTRUP 7 3.3 Supplerende undersøgelse af frasorterede prøver En række prøver er blevet frasorteret pga. af deres farve (svagt til stærkt gullige). Et par af disse er undersøgt mht. indholdet af jern- og manganoxider (lerjernsten). Der er foretaget en tælling af fraktionerne 1-2 og 2-4 mm. Resultatet af tællingerne for de udvalgte fraktioner fremgår af nedenstående tabel. Nr. Boring og prøve nummer Indhold af lerjernsten i fraktionerne: 1-2 mm 2-4 mm 1 Boring 2, prøve 11, 8,3-9 m u.t. < 0,2 % < 0,2 % 2 Boring 7, prøve 12, 9-10 m. u.t. < 0,2 % < 0,2 % 3 Boring 13, prøve 12, 9-10 m u.t. < 0,2 % < 0,2 % 4 Boring G, prøve 9, 6-7 m. u.t. < 0,2 % < 0,2 % Tabel 6: Oversigt over det omtrentlige indhold af lerjernsten i fraktionerne 1-2 og 2-4 mm i udvalgte gule prøver. Der er således ikke noget som tyder på, at lerjernsten indholdet er særligt højt i de pågældende prøver. Umiddelbart er den mest nærliggende forklaring til sandets gule farve, at en stor del af de mange kvartskorn i prøverne er rustfarvede (indfarvede). Tilsyneladende er andelen af gulligfarvede kvartskorn større jo finere fraktion, der er tale om. Dette har umiddelbart ikke nogen betydning i holdbarhedsmæssig sammenhæng, men kan i visse situationer (f.eks. i forbindelse ved frilagte betonoverflader) medføre, at betonoverfladen kan få en anden farvenuance end hvad der typisk ellers ses. Det bør dog undersøges, om sådanne sandtyper ikke har et for højt humusindhold, da humus kan ødelægge betonens styrkeudvikling og hærdning. Lerjernsten har typisk heller ikke nogen holdbarhedsmæssig betydning i relation til beton. Men tilstedeværelsen af lerjernsten i en betonoverflade kan imidlertid medføre dannelsen af større eller mindre rustpletter og/eller rustløbere, som i høj grad udseendemæssigt kan skæmme en betonoverflade. Figur 7: Eksempel på indfarvede gule kvartskorn i forskellige fraktioner.
RÅSTOFKORTLÆGNING VIBÆK-HOSTRUP 8 4. SAMMENFATNING OG KONKLUSION 4.1 Sammenfatning Kvalitetsanalysen viser, at samtlige undersøgte prøver har et så lavt indhold af porøse reaktive korn, at sandet kan bruges til beton i aggressiv og særlig aggressiv miljøklasse (skrappeste krav til indhold). Samtlige sandprøver med de aktuelle kornkurver har et indhold af porøs flint, som er klart under 1 vol %. Undersøgelsen viser også, at indholdet af porøs flint i den enkelte prøve er meget afhængig af mængden af korn i fraktionerne 1-2 og 2-4 mm. Der er ikke overraskende en sammenhæng som viser, at jo grovere fraktion jo højere er indholdet af porøs flint, idet dette forhold kan genfindes i størsteparten af alle danske alluviale danske grusforekomster. I store træk er indholdet af porøs flint i de enkelte fraktioner, som det fremgår af nedenstående tabel: Nr. Indhold af hvide korn - variation - middelværdi og [porøs flint] Indholdet af hvide korn og porøs flint (i parentes) 0-1 mm 1-2 mm 2-4 mm < 0,3-0,5 % 0,6-1,9 % 0,8-6,3 % < 0,4 %[0,2%(skøn)] 1,1 %[0,7%] 3,1 %[2,5%] Tabel 8: Oversigt over indholdet af hvide korn (porøs flint) som funktion af fraktionen. Beregningen af indholdet af porøs flint (tallene i parentes) er bestemt på basis af blåfarvningsanalysen. Resultaterne af bestemmelsen af porøs flint ved screeningerne er så lave (og på den sikre side), at vi ikke finder det nødvendigt, at man efterfølgende behøver at udføre dyre og tidskrævende petrografiske analyser i h.t. TI-B52 for at verificere sandets kvalitet. Ud fra de fundne resultater bør det være muligt at give en relativ god vurdering af indholdet af porøs flint i samtlige prøver i de foretagne boringer. Dette kan gøres på baggrund af de opnåede kornkurver og derpå bruge kendskabet til det forventede indhold af porøs flint i de grovere fraktioner (1-2 og 2-4 mm). 4.2 Konklusion Der er ingen tvivl om, at det undersøgte område, indeholder kvartssand af god kvalitet. Tilsyneladende består samtlige prøver fra samtlige boringer/lagserier af næsten rent kvartssand. Sandprøverne indeholder alle et så lavt indhold af i betonsammenhæng reaktive porøse flintkorn, at de kan anvendes i det for betonen skrappeste miljø: særlig aggressiv miljøklasse. En del af sandlagene består af svagt til stærkt gulligt sand. En nærmere undersøgelse af disse viser, at den gule farve skyldes et forholdsvis stort indhold af gullige kvartskorn, og ikke som først antaget et stort indhold af oxiderede lerjernsten. De gullige indfarvede kvartskorn kan bidrage til at betonen generel kan få en anden farvenuance (gråbrun i stedet for grå), hvorimod lerjernsten typisk kan medføre lokale misfarvninger af betonen (rustpletter og/eller rustløbere), som anses for mere skæmmende for udseendet end de indfarvede kvartskorn udgør. En stor del af de fremkomne prøver fra boringerne er typisk relativt finkornede, idet de har for stor procentuel mængde korn under 1,0 mm. Det er meget almindeligt, at der i flod- og alluvialaflejringer mangler korn mellem 1 og 2 mm, og i særlig grad mellem 2 og 4 mm. Som regel er der sket en kornstørrelses-sortering af sedimenterne i forhold til afstanden til gletsjer fronten. Dvs. grove sedimenter aflejres i umiddelbar nærhed af gletsjer fronten mens fine materialer bæres med længere væk. Dvs. dels længere transport afstand des finere aflejringer. Da porøs flint er et meget svagt og porøst materiale, så vil en længere transport samtidigt betyde, at en relativ større del af de svage korn (mekanisk og kemisk) nedbrydes undervejs, hvorved andelen af svage porøse flintkorn tilsvarende bliver mindre.
RÅSTOFKORTLÆGNING VIBÆK-HOSTRUP 9 Danske sandmaterialer er lige som i det aktuelle tilfælde - som regel dårligt graderet fra naturens hånd og mangler ofte korn over 1 mm. Den mest økonomiske og derfor mest almindelige måde, på hvilken man kan korrigere et sandmateriales kornkurve, består i at indblande et groft blandingssand, når udgangsmaterialet som i dette tilfælde er for fint sorteret. Sand kan dog også opdeles i to eller flere fraktioner i særlige vaskeanlæg. Det skal tilføjes, at mange reparationsprodukter og andre specialprodukter af mørtel og beton består af relativt meget finkornede sandmaterialer, hvorfor sand fra det aktuelle område, også synes særligt anvendeligt til sådanne formål.