View
542
Download
2
Category
Preview:
DESCRIPTION
Citation preview
Stålslagg i asfaltlager – FUD-projekt i Dalarna med deltagande från Ovako, Maserfrakt, NCC, VTI och VV
• Stålslagg som ballast till asfaltapplikationer
• Erfarenheter från Danmark och Sverige
• Egenskaper hos stålslagg och slaggasfalt
• Teststräckor med slaggasfalt i Dalarna.
Torbjörn Jacobson, Vägverket, VGtav
Transportforum 2009 1
VTI notat 5-2008
Slagg – en biprodukt från järn- och stålindustrin
• EAF = Electric Arc Furnace slag, LB-ugnsslagg (ljusbågsugnsslagg)
• BOF = Basic Oxygen Furnace slag, LD-konverterslagg
• BF = Blast Furnace slag (masugnsslagg)
• Ingår i ballaststandarden, SS-EN 13043-2002 - industriellt framtagen ballast
LF = Ladle Furnace slag (Skänkugnsslagg)
AOD = Argon Oxygen Decarburization slag (konverterslagg)
FeCr = (Ferrokromslagg)
Transportforum 2009 2
EAF Electric Arc Furnace slag
Slagg 1650 °C
Stål 1650 °C
Ljusbågen 6000 °C
Effekt 65 MWStröm 60 000 A
1 Charge (128 ton stål)
Input140 ton skrot2,5 ton Kalk2,5 ton Dolomit1 ton Skummkol2 600 m3 Syrgas
Output128 ton stål14 ton EAF-slagg2 ton Stoft
Transportforum 2009 3
Lager av slagg i Smedjebacken250 000 ton
• CaO, FeO, SiO2 (70-90 %)• Mindre mängder av många metaller• Krom mest kontroversiellt (0,5 %)• Låga halter av fritt CaO och MgO• Laktester har visat att endast ringa halter av metaller läcker ut
Transportforum 2009 4
Användning av stålslagg
Används sedan länge i många länder som ballast i:• Obundna lager (bär och förstärkningslager)• Asfaltlager (slit, bind och bärlager, båda täta och öppna
beläggningar, även till ytbehandling och kall asfalt)• Sandningssand• Handböcker finns • Enligt EU-projektet SAMARIS fungerar stålslagg utmärkt
i asfaltbeläggningar• Många goda egenskaper
Transportforum 2009 5
Erfarenheter i Halmstad
ABS11 mmSlagg i 4-11 mm4 år gammalÅDT: 20 000 fordon
ABS11 mmSlagg i 4-11 mm7 år gammalÅDT: 30 000 fordon
Transportforum 2009 6
Erfarenheter i Halmstad
ABS 11 mm11 år gammalÅDT: 33 000 fordon
ABS 11 mm16 år gammalÅDT: 30 000 fordon
Transportforum 2009 7
Cirkulationsplats i Laholm
ABS 11 mm11 år gammalÅDT: 15 000
Transportforum 2009 8
Erfarenheter i Danmark
ÅDT: 50 000 fordonInblandning av ljust stenmaterial
för bättre ljusreflektion
Skelettasfalt 11 mm14 år gammal
Transportforum 2009 9
Erfarenheter i Danmark
ABT 11 mmSlagg i 0-5, 5-8 and 8-11 mmLjust stenmaterial i 8-11 mm21 år gammal
Transportforum 2009 10
Sammanfattning – studieresa (1)
• Nästan 25 års erfarenheter i Danmark och 20 års erfarenheter i Halland
• Huvudsakligen slitlager – mest i skelettasfalt men också i tät asfaltbetong
• Även bindlager och ytbehandling • Stålslagg är mest använd i grova sorteringar
(5-8, 8-11 and 11-16 mm) men ibland även i finare sorteringar (0-4 och 2-5 mm)
• Vid proportionering måste hänsyn tas till densitet och porositet
Transportforum 2009 11
Sammanfattning – studieresa (2)• God beständighet och bra mekaniska
egenskaper• Bra friktion • Sprickor ger ej stenlossning (mycket bra
vidhäftning) • Asfaltmassan är trög och tung att arbeta
manuellt med. Ger en mörk yta.• Nylagd asfalt svalnar långsammare än
konventionell asfaltmassa.
Transportforum 2009 12
Beredning av stålslagg till asfaltballast
Krossning och siktning av slagg i Danmark
Lager av slagg 0-125 mm i Danmark
Transportforum 2009 13
Beredning av stålslagg till asfaltballast• Slaggen lagras utomhus i många månader för
hydratisering (åldring) vilket minskar risken för svällning
• Manuell och magnetisk separation av metallskrot i flera steg + krossning i flera steg + kubisering + siktning till olika sorteringar, 0-4, 2-5, 5-8, 8-11 och 11-16 mm
Transportforum 2009 14
Egenskaper hos stålslagg
• Korndensitet (kg/dm3) : 3,6, - 3,8• Kulkvarnsvärde: 6 – 8• Micro-Devalvärde: 6 - 7 • Los Angelesvärde: 11 – 15• Flisighetsindex: 1 - 4• Volymbeständighet. Mycket god
Transportforum 2009 15
Egenskaper hos slaggasfalt
• Beständighet (ITSR): mycket god• Stabilitet: mycket god• Styvhetsmodul: god • Slitstyrka: god• Friktion, polering: mycket god• Bulleremission: god (reducering)
Transportforum 2009 16
Vattenkänslighet (ITSR)
• ITSR: 98-103 %• Hålrumshalt: 2,5-4,1 %• Bitumen: 100/150• Bitumenhalt: 5,6-5,8 %• CaO och MgO fungerar
som förstyvande vidhäftningsmedel
0
500
1000
1500
2000
2500
3000
1 2 3 4 5
Prov (nr)
Pres
sdra
ghål
lfast
het (
kPa)
Våta provTorra prov
ITSR = 98 %
Transportforum 2009 17
Styvhetsmodul och stabilitet
0
1000
2000
3000
4000
5000
6000
7000
8000
9000
10000
1 2 3
Prov (nr)
Styv
hets
mod
ul (M
Pa)
0100020003000400050006000700080009000
0 500 1000 1500 2000 2500 3000 3500 4000
Antal belastningar
Töjn
ing
( με)
1B
2B
3B
4B
5B
mdv
Ytporerna ger god inre friktion
ABS11 100/150
ABS11 100/150
Transportforum 2009 18
Slitstyrka (Prall) och makrotextur
• Prall (medelvärden): 31, 24 och 25
• ABS11 100/150• Kulkvarnsvärden: 6-8• Halt material >4 mm:
drygt 70 %
Makrotextur enligt sandfläcksmetoden: 1,1 mm
Transportforum 2009 19
Friktion/polering – PSV-värden
Kalksten
Porfyr, kvartsit, leptit, granit, gnejs mm
Sandsten, diabas, amfibolit mm
Stålslagg, masugnsslagg mm
Ökad friktion
Transportforum 2009 20
Bullermätning på väg 68, Horndal
Bullermätning med Close-Proximity (CPX) Metoden
• Provsträcka: ABS11 med slagg 4-11• Referens: ABS11 med vanligt ballast
Resultat: -1dBA för slaggasfalt
Transportforum 2009 21
Provsträckor i Dalarna - Smedjebacken
• Cirkulationsplats • Lagd 2005• ÅDT: 5 000 fordon• ABS11, 5,8 % bitumen• Slagg 4-11 mm• Inga skador• Ej mer frosthalka
Transportforum 2009 22
Provsträckor i Dalarna - Borlänge
• Väg 50/70• Cirkulationsplats• Lagd 2006• ÅDT: 30 000 fordon• ABS11, 5,8 % bitumen• Slagg 4-11 mm• Inga skador (ser nylagd ut)
Transportforum 2009 23
Provsträckor i Dalarna – väg 68, Horndal
• Lagd 2007• 300 m i ena riktningen• ÅDT: 3 000 fordon• ABS11, 5,8 % bitumen• Slagg 4-11 mm• Inga skador
Transportforum 2009 24
Provsträckor i Dalarna – väg 50, Grängesberg -Ludvika
• Lagd 2008• 14 km• ÅDT: 3 000 fordon• ABS11, 5,8% bitumen• 50 % slagg 4-11 + 20 %
porfyr 8-11 mm • 90 kg/m2 (32 mm)
En del industriytor + en cirkulationsplats lagda 2008
Transportforum 2009 25
Miljöaspekter• Risk för utlakning vid lagring av
ballast i upplag!• Risk för utlakning vid
användning i asfaltbeläggning!• Är slitagepartiklar från stålslagg
mer hälsofarliga än mineraler från naturliga bergarter?
• En kontakt (tillstånd) med miljömyndigheten måste tas innan EAF-slagg kan användas
• Vid deponering klassas slaggen som inert avfall
• Ett antal laktester har utförts av SGI
• I asfaltlager blir slaggen inkapslat
• Avnötningspartiklar från EAF-slagg ej mer hälsofarliga än de från grus- och bergmaterial
• Nationella riktlinjer ska följas enligt SS-EN för ballast (saknas i Sverige)
Transportforum 2009 26
Slaggasfalt (EAF-slagg) - slutsatser• Bättre egenskaper ifråga om beständighet och stabilitet
än konventionell asfalt• Bör användas där de särskilt goda egenskaperna kommer
till sin nytta (utsatta platser)• Ger en viss bullerreduktion, bra friktion• Lång hållbarhet kan ge god ekonomi• Slaggasfalt är tyngre, mörkare och mer tungarbetad än
konventionell asfalt.
Tack för uppmärksamheten!
Transportforum 2009 27
Recommended