Husbyggnadsbetong med höga halter av tillsatsmaterial - En studie av hur stora mängder av kalcinerad lera, flygaska och mald granulerad masugnsslagg förändrar betongens hållfasthetsutveckling, uttorkning, böjstyvhet, böjdraghållfasthet och krympning
Sammanfattning: Problemställning: Cementproduktionen står idag för ca 5% av världens koldioxidutsläpp, vilket har stor negativ påverkan på klimatet. För att minska utsläppen behöver cementanvändningen reduceras genom t.ex. ersätta cement med andra material, såsom flygaska, mald granulerad masugnsslagg och kalcinerad lera. Syfte: Syftet är att undersöka den maximala vol.% cement som kan ersättas med flygaska, slagg och kalcinerad lera för husbyggnadsbetong och vidare undersöka hur betongens egenskaper som hållfasthetutveckling, uttorkning, böjstyvhet, böjdraghållfasthet och krympning förändras utan att dessa egenskaper minskas för mycket. Metod: Studien inleddes med en litteraturstudie för att få mer kunskap om ämnet. Sedan genomfördes flera experimentella studier för att undersöka olika egenskaper för att svara på frågeställningarna. För att försöka få representativa prover för husbyggnadsbetong försöktes vct hållas till 0,6. Genom kalorimetrimätningar avgjordes vilken maximal ersättningsgrad som kunde användas för de slutgiltiga provkropparna. Proverna testades regelbundet efter produktion. För speciellt hållfasthettesterna provades kubhållfastheten efter 3-, 7- respektive 28-dygn. Av de olika betongsorterna utfördes en sulfatoptimering av den kalcinerade leran för att få en uppfattning om en sådan kunde medföra en högre ersättningsgrad. Sulfatoptimering gjordes endast för den kalcinerade leran då tanken uppstod efter att övriga recept redan var gjutna. Slutsatser: Flygaska: I denna studie ersattes 55 resp. 75 vol.% cement med flygaska och visar att vid ökande mängd flygaska försämras samtliga undersökta egenskaper. Vid mer än 55 vol.% sker det ingen uttorkning, vilket innebär att det inte är lämpligt att använda så höga ersättningsmängder i husbyggnadsbetong där snabb uttorkning krävs, t.ex. vid mattläggning. Jämfört med referensbetongen ökar krympningen, dock är denna krympning marginellt större än referensbetongen. Det är svårt att bedöma risken för krympsprickor men troligtvis är risken större för betong med hög vol.% flygaska då denna betong har sämre elasticitetsmodul än referensbetongen (betong utan ersättning av cement). Både böjdraghållfastheten samt böjstyvheten minskar med ökande mängd flygaska. Det är dock oklart huruvida betongsorterna är användbara i produktion ur böjstyvhetssynpunkt. Studien visar också att det inte är lämpligt att gjuta betong med 75 vol.% flygaska eller mer då betongen är för svag och benägen att spricka samt kraterbildning om den utsätts för slag eller borrning. Sötvattengranulerad masugnsslagg I denna studie har cementersättning av 70 resp. 90 vol.% slagg undersökts. Hållfasthetsutvecklingen försämras (31 MPa respektive 15,5 MPa vid 28 dygn i jämförelse med referensbetongens 41 MPa) men båda betongsorterna verkar lovande för användning inom husbyggnation i t.ex. platta på mark där dagens tryckhållfasthet är mycket överdimensionerande. Efter ungefär två veckor har betongen med 70 vol.% slagg torkat mer än referensbetongen, medan betongen med 90 vol.% slagg torkar långsammare än referensbetongen. Däremot kommer troligtvis betongen med 90 vol.% slagg någon gång i framtiden ha torkat mer än referensbetongen, vilket beror på att slaggreaktionen sker senare och är dessutom mycket långsammare än cementreaktionen. Både böjdraghållfastheten och böjstyvheten minskas med ökande andel slagg. Det är dock oklart om dessa betongsorter är användbara ur dessa avseenden. Till skillnad från 75 vol.% flygaska har 90 vol.% slagg ingen benägenhet att spricka vid slag eller borrning. Kalcinerad lera I denna studie har cementersättning av 30 resp. 55 vol.% sulfatoptimerad kalcinerad lera undersökts. Dessa betongsorter har ungefär samma egenskaper som referensbetongen förutom när det gäller uttorkningen. 30 vol.% lera torkar snabbare än referensbetongen samtidigt som 50 vol.% knappt uppvisar uttorkning.
HÄR KAN DU HÄMTA UPPSATSEN I FULLTEXT. (följ länken till nästa sida)