Slutrapport energieffektiv framställning av betong.pdf

2011
Bergkrossmaterial som ballast i Betong
Björn Lagerblad & Mikael Westerholm
CBI Betonginstitutet
ballast
Tunnslip 5 mm
Hans-Erik Gram
Cementa AB
ballast
Polerad yta 15 cm
Ballast
cement
SEM 50 µm
1

2011
Orientering
Bakgrunden till detta arbete är Svenska regeringens naturgrusmål som av miljöskäl vill
minska användningen av naturgrus. En av de största förbrukarna av är tillverkning av betong
där finmaterialet (0-8 mm) huvudsakligen kommer från naturgrus. Om naturgrusmålet skall
uppnås måste stora delar av denna sand ersättas med krossprodukter.
Krossprodukterna skiljer från naturgrus främst genom att partiklarna är mera kantiga och har
en råare yta. Detta beror på att naturgrus även om det ursprungligen kommer från berg har
bearbetats och nötts av i naturen, framför allt under istiden. Dessutom har många svagare
material under tidens gång brutits ner. Då krossballast har andra egenskaper än naturgrus
måste man lära sig förstå dess egenskaper och anpassa betongproportioneringen till dessa.
Ett av problemen är att med nuvarande proportioneringsmetodik så kommer övergången från
natur- till krossballast att innebära att betong för att uppnå en erforderlig styrka kommer att
kräva mera cement. För att motverka detta måste man bättre lära sig att utnyttja
krossballastens specifika egenskaper och finna kvalitetskriterier för att kunna reducera
cementförbrukningen. Metoder och tester för produktionskontroll är också viktigt.
Undersökningen bygger på ett mycket omfattande material och olika typer av undersökningar.
Dessa finns redovisade i CBI-rapport 1:2008 och x:2011. Föreliggande rapport är en
förenklad version.
2

2011
Sammanfattning
Det finns i Sverige en lokal brist på naturgrus. Dessutom vill man av miljöskäl bevara
kvarvarande naturgrusförekomster. Krossat berg utgör det mest realistiska alternativet till
naturgrus.
Krossballast skiljer sig från naturgruset genom annorlunda kornkurva, kornform och
partikelyta.. Kornformen är flakigare och kantigare och kornytan är råare, vilket ökar
cementbehovet för en viss konsistens och hållfasthet. Filler och mängden finmaterial är ofta
för stor.
I Sverige ligger bergtäkterna huvudsakligen i granitiskt berg. Bergartstextur och mineralogi
avgör kornform och ytstruktur. Metoder att fragmentera berget påverkar framför allt de grövre
partiklarnas kornform och yta medan de finaste partiklarnas kornform och yta bestäms av
vilka mineral som ingår i bergarten. Granit består av en viss uppsättning mineral, framför allt
kvarts, fältspat, plagioklas och glimmer.
En färsk betong är en partikelslurry där de olika fragmenten rör sig mot varandra. En flakig
och kantig partikel behöver mera av finare material och vatten för att kunna röra sig än en
rund. Detta gäller i alla fraktioner ner till det finaste materialet. Krossballast har flakigare och
kantigare fragment i alla fraktioner vilket i slutändan medför att man måste öka mängden
pasta (cement, filler och vatten) för att få samma rörlighet. Speciellt besvärlig är fri glimmer,
som är ett flakigt mineral.
Halten glimmer i olika graniter varierar kraftigt från nästan inget till 20-30 %, halter som
återspeglas i form av fri glimmer i finfraktionerna. De bergarter som är glimmerfattiga ger det
bästa finmaterialet och man kan utan problem tillverka betong med det. En först åtgärd när det
gäller krossgrus är därför att finna ett bra berg med låg glimmerhalt. Kalksten och basiska
bergarter ger ofta bättre finballast än granitiskt berg, men de kan ge problem med
beständighet.
Med hjälp av krossningsmetodik (VSI-krossning) kan man få mera kubiska korn ner till en
den storlek när fria mineral börjar bli vanligast (mineralgränsen) beror på bergartens grovlek.
Fri glimmer är normalt vanligt i fraktioner under runt 0,5 mm. Man kan även minska halten
glimmer genom att vindsikta materialet och ersätta fillerfraktionen med något annat. Det finns
andra klassificeringsmetoder men de blir dyrbara. Det viktigaste för att få en krossprodukt
som passar för betongtillverkning är därför att välja rätt berg, berg med låg glimmerhalt.
För att kunna spara cement måste man först se till att ha bra kubisk ballast för att minska
vatten behovet. Därefter måste man arbeta med pasta (mikrobruket) och hur man kan öka dess
volym utan att behöva höja cementhalten. Provningar har visat att man kan minska halten
cement utan att sänka styrkan genom att öka fillermängden samtidigt som hålla vct hålls
konstant. Detta kräver emellertid att man ökar mängden flytmedel och att fillern håller god
kvalité, dvs. innehåller runda/kubiska partiklar.
Betongproduktion kräver en jämn kvalité på ballasten. Det finns en mängd metoder för att
göra detta men då variationen mellan olika krossprodukter är stor krävs att man först gör en
genomlysande analys för att få fram den specifika ballastens problem och därefter tar fram
metoder för kvalitetskontroll. Olika metoder är beskrivna i rapporten, framför allt i
huvudrapporterna CBI rapport (2008 och 2011).
3

2011
Innehåll
1 Inledning ............................................................................................................................. 5
1.1 Proportionering-grundkoncept ..................................................................................... 5
1.1.1 Karakterisering av ballast ..................................................................................... 8
1.1 Krossat berg som betongballast och situationen i Sverige .......................................... 9
2 Geologi och krossprodukter ............................................................................................. 11
2.1 Geologisk klassificering av bergarter ............................................................................. 11
2.2 Krossprodukter .......................................................................................................... 12
3 Karakterisering av krossballast ........................................................................................ 14
3.1 Petrografisk analys .................................................................................................... 15
3.1.1 Mikroskopi ......................................................................................................... 16
3.1.2 Röntgendiffraktion ............................................................................................. 17
3.1.3 Metylenblått ....................................................................................................... 17
3.2 Kornform ................................................................................................................... 18
3.2.1 Bildanalys ........................................................................................................... 18
3.3 Kornstorleksfördelning .............................................................................................. 20
3.3.1 Traditionell siktning ........................................................................................... 20
3.3.2 Lasersikt ............................................................................................................. 21
3.4 Ställföreträdande metoder .......................................................................................... 22
3.4.1 Flödestal ............................................................................................................. 22
3.4.2 Packning ............................................................................................................. 22
3.4.3 Specifik yta-BET yta .......................................................................................... 22
3.4.4 Sandekvivalenttest .............................................................................................. 23
3.5 Speciella metoder för karakterisering av filler .......................................................... 24
3.5.1 Vattenbehov-Puntke test .................................................................................... 25
3.5.3 Vattenbehov-Utflyt ............................................................................................. 25
4 Arbetbarhet ....................................................................................................................... 26
4.1 Bruksblandningar ....................................................................................................... 26
4.2 Mikrobruk (

2011
1 Inledning
Betong består i grunden av ballast, cement och vatten. Som färsk skall den kunna flyta ut och
fylla ut en form i vilken den stelnar till en hårdnad produkt. Företrädesvis skall mängden
cementpasta vara låg.
De flesta fasta material kan användas som ballast i betong såtillvida de inte reagerar med
cementpastan på ett negativt sätt. I allmänhet används bergmaterial då det är billigt och lokalt
tillgängligt.
Normalt är styrkan hos ballasten inget större problem då cementfasen i allmänhet är svagast.
De flesta bergarter granitiska krossprodukter som undersökts har inga problem med varken
styrka eller beständighet
Ballast till betong inte påverka beständigheten negativt och att och den skall vara beskriven på
ett sådant sätt att man med utgångspunkt från beskrivningen kan proportionera betong. Olika
tester och metoder beständighet beskrivning av betongballast finns i SS-EN 12620.
Denna rapport behandlar huvudsakligen vad som krävs för att man skall kunna proportionera
betong optimalt med ballast från krossat berg i synnerhet granitiskt berg. Ett syfte med
projektet är att är att kunna använda krossberg som ballast utan att behöva öka
cementbehovet.
Huvudfinansiärer till projektet är Energimyndigheterna (Pnr 30491) och Konsortiet för
finansiering av grundforskningen inom CBI Betonginstitutet (Cementa AB, Betongindustri
AB, Färdig Betong AB, Swerock AB, Strängbetong AB och A-betong AB).Övriga företag
som bidragit med material och egeninsatser är Jehander AB, Nordkalk AB, NCC och SBMI
1.1 Proportionering-grundkoncept
Betongproportionering innebär att man sätter samman betongens delmaterial på ett sådant sätt
att den hårdnade betongen uppfyller vissa bestämda krav. Ett generellt koncept av hur man
proportionerar betong finns beskrivet i ”Betonghandbok-Material”. Beroende på
användningsområde kan man proportionera med avseende på arbetbarhet, konsistens,
stabilitet, tillstyvnade, lufthalt och styrka etc.
Det grundläggande problemet är att betongen som ung ha sådana egenskaper att den kan flyta
och fylla ut en form. I grunden baseras proportioneringen på ballastgradering, kornform och
vct för hållfasthet och beständighet.
För att förstå detta måste man beakta vad som ger rörligheten i den färska betongen. En färsk
betong är en partikelslurry där alla partiklar inklusive cement rör sig mot varandra i vatten. I
den färska betongen har inte cementet reagerat och är därför också en partikel. Mellan 70 och
80 volym % av betongen består av ballast. Att betongen domineras av partiklar i alla storlekar
illustreras på omslagsbilderna. Detta medför att arbetbarheten hos den färska betongen är ett
resultat av att de större partiklarna ”rullar/glider” på de mindre. Vattnet fungerar i praktiken
endast som glidmedel.
5

2011
Virtuell packning.
Flakiga och råa partiklar behöver större ”rörelsevolym” vilket medför att man måste öka
mängden finare material. Detta gäller i alla fraktioner. Är stenen flakig måste man öka
mängden sand och om sanden är flakig så måste man öka mängden finmaterial och om
finmaterialet är flakigt så måste man öka mängden ännu finare material. Det finaste materialet
i en färsk betong är mikrobruket som består av cement, filler och vatten.
Vid vanlig proportionering skall ballasten vara väl packad men
varje partikel behöver en fluid fas bestående av cementbruk
och mindre partiklar att röra sig i
En flakig partikel behöver mera utrymme att rör sig i. Därför krävs mera
pasta/finmaterial. Proportioneringsystemet måste därför kunna ta hänsyn
partikelformen i varje fraktion.
Fluid fas att röra sig i
Partikel
Mikrobruket blir bindemedlet-limmet i den hårdnade betongen. Man måste därför behandla
det som en separat fas. I det proportioneringsverktyg som utarbetats i projektet benämns allt
material större än 0,125 mm (sikt) som den kontinuerliga fasen och mikrobruket som
matrisfasen.
Den stora skillnaden mellan natur- och krossballast är att krossballasten generellt är mera
flakig och kantig än naturballast. När det gäller sten så är detta allmänt känt och man
”kubiserar” den så att partiklarna blir mera kubiska. Med helkross så måste man även beakta
finballasten. Även denna är mera kantig och flakig. Detta illustreras i Figur 1 som visar
tunnslipsbilder av en typisk naturballast och en krossballast i storlek mellan 0,5 och 1 mm.
Detta medför att man måste öka mängden material under 0,5 mm. Figur 2 visar skillnaden
mellan typisk naturgrus och krossballast i storlek mellan 0,125 och 0,25 mm. Partiklarna från
krossballast är även här betydligt flakigare. De finaste partiklarna är oftast enskilda mineral
med mineralets karakteristiska och distinkt form. En större flakighet även här medför att man
måste öka mängden mikrobruk för att kunna bibehålla arbetbarheten.
Mikrobruket innehåller cement, filler och vatten. För att få en önskad styrka på betongen så
måste man ha ett visst vct och detta medför mängden cement för en given hållfasthet kommer
att öka. Detta i grunden betyder att en övergång till krossballast generellt kommer att öka
cementförbrukningen. Det gäller därför att på något sätt minska flakigheten och optimera
kurnkurvan så att mikrobruksfasen eller matrisen kan bli optimal.
6

2011
N3
Figur 1. SEM-bilder i backscatter av naturballast (N3) och krossmaterial (K55) i
siktfraktionen 0,5-1,0 mm. Planpolerade prov med fragment i epoxi. Varje fragment
innehåller flera mineral. Mineralen kan observeras genom olika atomdensitet som kan
observeras som en gråskala i bilderna.
N3
K55
Figur 2.SEM-bilder av naturballast (N3) och K41 i fraktionen 0,125-0,25 mm. Planpolerade
prov med fragment i epoxi. N3 har ett Fmin/Fmax(kapitel 3.2.1) på 0,62 medan K41 har ett på
0,48. Fragmenten består huvudsakligen av enskilda mineral. De flesta av de avlånga och
något ljusare kornen är flak av mineralet biotit. .
En intressant aspekt är att även filler ingår i matrisfasen och att cementhalten skulle kunna
minimeras om man kunde utnyttja denna bättre. Tyvärr så gäller det även här att den inte får
vara för flakig. Normalt innehåller krossballast mera filler än naturballast vilket ibland är en
fördel. Med moderna superplasticerare kan man idag acceptera mera filler än man kunde
tidigare men det kräver att fillern håller god kvalité. Exempelvis så är den grundläggande
principen för tillverkning av självkompakterande betong att öka mängden mikrobruk genom
att tillför a filler med konstant cement och vattenmängd. I arbeten utförda av Doyle (1972),
Ellis (1989), Kwok, (1997), Sahu 2003) har man kommit till en liknande slutsats att
flakiga/stängliga/råa partiklar så måste man öka mängden finare material och vatten. Innan
K41
7

2011
superplasticerarna var tillgängliga rekommenderade man ofta att ballasten skulle ha ett
partikelgap för att klara den större mängden finmaterial.
Med hjälp av speciellt ultrafin filler kan behålla arbetbarheten och styrkan utan att behöva öka
mängden cement (Lagerblad & Vogt 2005, Vogt 2010). Effekten av en ökad mängd
finmaterial inkluderade filler visas i två examensarbeten presenterade av Dietsch (2010) och
Horta (2011). Detta fordrar emellertid filler av bra kvalité på finmaterialet med kubiska korn.
Man kan även tillföra reaktiva finpartiklar som flygaska eller någon annan finkornig pozzulan
för att ytterligare höja styrkan och tätheten. I grunden gäller det emellertid att krossballasten
har så runda/kubiska korn som möjligt och att kornkurvan är optimal.
1.1.1 Karakterisering av ballast
För att kunna proportionera betong optimalt måste man kunna bestämma de variabler som styr
rörligheten. Man måste sätta kornkurvan i relation till de egenskaper ballasten har i alla
storlekar. Man måste kunna karaktärisera de olika partiklarna och beräkna hur de kommer att
bete sig i den färska betongen.
Det är möjligt att i detalj karakterisera de olika partiklarna i mikroskop med hjälp av
bildbehandling men detta är ingen metod man kan använda i produktion. Man kan även göra
olika typer av reologiska tester men även dessa är omständliga att utföra. Detta medför att
man måste ha en ställföreträdande enklare metod.
Krossballasten är ingen enhetlig produkt. Det finns många olika variabler som styr kvalitén.
Detta medför att man först måste utföra en omfattande analys av vilka egenskaper en specifik
ballast har. Med utgångssynpunkt från detta kan man få fram vilka specifika egenskaper en
viss krossballast har och från detta kan man finna en metod att antingen optimera ballasten
eller att kunna karakterisera den på ett sätt så att detta kan användas vid proportionering.
Ballast från kross har generellt en mera rå yta och är mera flakigt/stängligt än naturgrus.
Dessutom har krossballast oftast har en annan partikelfördelning och mängden
finmaterial/filler betydligt större i kross än i naturgrus. Krossballast är emellertid inte någon
entydig produkt utan egenskaperna varierar med utgångspunkt från det krossade berget och
krossningstekniken. Variationen både när det gäller kornsortering och kornform är större än
för naturballast. Å andra sidan är krossballast en industriell produkt som det är möjligt att
producera med jämn kvalitet förutsatt att råvaran är homogen.
I denna undersökning har vi undersökt ett större antal olika bergtäkter och med olika metoder
karakteriserat påverkan på arbetbarheten. När det gäller grovballasten kan man oftast direkt
observera kornform och det är enkelt att sikta. Det stora problemet är därför att få en bra
finfraktion. Därför har projektet speciellt koncentrerat sig på fraktionerna under 2 mm då
dessa har störst betydelse för arbetbarheten och speciellt för cementbehovet. I allmänhet kan
man kompensera dålig kornform i fraktionerna över 2 mm med att öka mängden ballast under
2 mm under förutsättning att 0/2 fraktionen har bra kvalitet. Detta medför inte att kornformen
och fördelningen av korn över 2 mm är oväsentlig men kunskapen om hur man proportionerar
med dessa korn är redan till stor del etablerat.
Grunden till en resursnål proportionering ligger i finmaterialfasen. Med bra filler och
superplasticerare kan man expandera finmaterialfasen och därmed upphäva problem men de
8

2011
andra partikelstorlekarna. Därför behövs inte som tidigare något partikelgap för att få en bra
arbetbarhet.
1.1 Krossat berg som betongballast och situationen i Sverige
Krossat berg även som finfraktion vid betongtillverkning är vanlig i flera länder och regioner.
Det beror i allmänhet på brist naturgrus och långa transportavstånd. Ofta så blandas krossberg
med natursand för att få en lämplig sammansättning (CCAA 2007, 2008, Wigum 2009).
Karbonatbergarter som kalksten eller dolomit är vanligast och används ofta även som
finballast. De är en lättkrossade och ger relativt kubiska partiklar. I regioner med lokal brist på
både naturballast och lämplig kalksten används diabas eller basalt. Där man använder dessa
bergarter har man lärt sig hur produkten skall se ut och byggt upp en anpassad
kontrollverksamhet både för optimal sortering och för att undvika problem med beständighet.
Granitiskt berg används ofta som sten men sällan som finballast då det anses ge svårbearbetad
betong. Normal ger granitiskt berg inte upphov till beständighetsproblem, men speciellt i
varmare länder anses det kunna ge upphov till alkalisilikareaktion i fuktig miljö (se Lagerblad
& Trägårdh 1995).
I Sverige har under många år granitiskt berg används som grovballast medan finballasten
kommer från naturgrus. Det har dock genomförts provningar och undersökningar med
helkross. Dessa (Malmberg 1979, Johansson & Klevbo 1981) visade att det gick att tillverka
betong med helkross men att vattenbehovet ökade. Det rekommenderades att använda
partikelsprång för att få en bättre arbetbarhet. I de genomförda undersökningarna visade det
sig dock att man med moderna flytmedel inte längre behöver ett partikelsprång för att få bra
arbetbarhet (Schwan 2006).
Sveriges berggrund innehåller många olika typer av bergarter. De bergtäkter som finns i
Sverige är inte framtagna som betongballast. Framför allt har man inte brytt sig om finballast
som ofta har blivit en restprodukt. I första hand och den närmaste framtiden måste vi lära oss
att arbeta med det som produceras idag. I framtiden kommer man dock antagligen att behöva
ta hänsyn även till kvalité på finmaterialet om det skall användas i betong.
Största delen av Sveriges berggrund består av mycket gammalt och väl konsoliderat berg vars
krossprodukter ur beständighetssynpunkt lämpar sig väl för betongtillverkning. Det finns dock
undantag. De lokalt förkommande prekambriska sandstenarna är ibland porösa vilket medför
problem. En del av dessa sandstenar som Dalslandkvartsiten och de kambrosiluriska
kvartsitiska sandstenarna (typ Hardebergakvartsit) är homogena och täta. Porfyrer som
förkommer lokalt i delar av Småland, Bergslagen och i Norrland är ofta bra men de kan ge
problem med alkalisilika reaktion. Bergarterna i fjällkedjan variera kraftigt och det finns
bergarter som kan vara besvärliga ur beständighetssynpunkt. Många av de s.k. urkalkstenarna
i Mellansverige är täta och homogena och är bra som betongballast men man måste se upp
med svälleror (Lagerblad & Jakobsson (1997).
De vanligaste bergarterna i Sverige är graniter och graniska gnejser och de flesta bergtäkterna
ligger i dessa bergarter. Grovballasten kubiseras ofta och fungerar bra i betong medan
finballasten är mera besvärlig. När det gäller finballasten och speciellt de finare partiklarna så
är det ingen enhetlig produkt. Med en del krossprodukter kan man nästan ersätta naturgrus
9

2011
direkt medan andra är besvärliga och kräver mycket cement och eller höga doseringar av
flytmedel för att kunna ge betongen bra arbetbarhet.
Ur miljö- och kostnadssynpunkt vill vi inte använda för mycket cement och/eller flytmedel.
Vi finner att de krossberg som är olämpliga oftast innehåller för stora mängder filler och att
finmaterialet ofta innehåller för mycket flakigt material. Oftast beror det på att materialen är
rika på fri glimmer. Man kan finna glimmerflak upp i fraktioner över 0,5 mm (sikt). Man kan
med olika åtgärder såsom exempelvis tvättning och vindsiktning minska mängden glimmer
men detta medför en kostnad.
För att kunna tillverka bra ballast av berg så måste man kunna klassificera bergarter på ett
sådant sätt att man kan finna de lämpligaste. Därför följer nedan en kort genomgång av
geologiska begrepp och klassificeringsmetoder.
10

2011
2 Geologi och krossprodukter
2.1 Geologisk klassificering av bergarter
Hur man beskriver en bergart (bergartsnomenklatur) är besvärligt. Man använder i princip tre
klassificeringssystem.
Genes som beskriver hur bergarten bildat.
Typexempel är;
Sedimentära bergarter som bildats genom sedimentär avsättning i vatten. Typiska
bergarter är kalksten, sandsten, lerskiffer, gråvacka etc. De är ofta olämpliga som
betongballast då de är porösa, flakiga och ofta innehåller olämpliga leror.
Metamorfa bergarter som bildats genom att sedimentära bergarter på djupet utsatts för
högt tryck och temperatur. De har kompakterats och har genomgått
mineralomvandlingar. Typiska bergarter är marmor (kalksten), kvartsit (sandsten), etc.
Det finns en skala från lågmetamorfa sedimentära bergarter till högmetamorfa gnejser
med mineralogi och utseende som en granit. En del av dessa bergarter är bra till
betong medan andra är dåliga.
Magmatiska bergarter som bildats genom att olika mineral kristalliserat från en smälta.
Sammansättning baserad på de i bergarten ingående mineralen som i sin tur till stor
del beror på den kemiska sammansättningen. Typexempel är granit, granodiorit,
gabbro etc. De högmetamorfa bergarterna är ofta halvsmälta och liknar ofta de
magmatiska bergarterna. De magmatiska bergarterna är mycket olika men är oftast
lämpliga som betongballast.
Textur som beskriver hur en bergart ser ut
Textur är ett begrepp där man beskriver en bergarts utseende på i makro och mikroskala.
Texturen kan vara ett resultat av bildning eller annan påverkan som deformation. En gnejs är
exempelvis en högmetamorf sedimentär bergart eller en granit som i halvplastiskt tillstånd
deformerats och fått sin karakteristiska slirighet. Som finmaterial liknar det som kommer från
en äkta granit. En mylonit är en bergart som deformerats så kraftigt att den krossats upp. En
porfyr är en granitisk smälta som kommit upp till ytan och stelnat så snabbt att det bildats ett
glas eller mycket små kristaller. En diabas är en gångbergart och basalt en ytvariant av en
smälta med gabbro sammansättning. Textur som beror på hur bergarten bildats och vad som
den utsatts för. Typexempel är gnejs, mylonit, marmor etc.
Mineralogi
En bergart är sammansatt av olika mineral. Vilket mineral de innehåller är viktigt för speciellt
finmaterialet. Bergarten kan vara sammansatt av en typ av mineral som exempelvis kalksten
(kalcit) eller sandsten (kvarts). När det gäller de magmatiska bergarterna så bestäms
mineralsammansättningen av smältans sammansättning. En gabbro eller de finkornigare
varianterna diabas och basalt innehåller en liknande mineraluppsättning. De domineras av
11

2011
mineral som hornblände, pyroxen och klorit. En granit eller den finkornigare varianten ryolit
(mera känd som porfyr) domineras av kvarts, fältspat, biotit och muskovit. Inom de olika
grupperna finns en stor variation men definitionsmässigt så innehåller en diabas inte kvarts
(mineral) medan en granit skall innehålla minst 10 vikt % kvarts
Vittring
En annan process som kan vara viktig är vittring. I kontakt med vatten så bryts många mineral
ner. Vittringsprodukterna transporteras ofta bort med rinnande vatten och ansamlas i sjöar och
hav där de bildar sedimentära bergarter som på stort djup och hög temperatur smälter och
bildar en magma. Speciellt i tropiska länder kan vittringen vara mycket tjock och det är ofta
svårt att få fram färskt berg för ballasttillverkning. Vittringen ger ofta svaga bergarter men
framför allt så resulterar vittringen ofta i leromvandlingar där leran är olämplig i betong.
Vittring är generellt en långsam process och den Svenska berggrunden har skrapats av
inlandsisen. Detta medför att vittringen är relativt grund. De flesta graniter har bara en vittring
på några mm vilket gör att mängden i krossprodukten är försumbar. Basiska bergarter och
kalkstenar kan ibland vara mera vittrade och det bildas ofta svälleror som är olämpliga i
betong. Man kan emellertid även få vittring i sprickor och sprickzoner. Vittrat berg bör
undvikas.
Man kan ibland även finna bergarter som drabbats av hydrotermal omvandling. Det är ett
resultat av varmt vatten som ibland lokalt i berggrunden. En sådan granit upptäcktes i
undersökningen och finmaterialet var besvärligt på grund av lerbildning. Diabaser är ofta
hydrotermalt omvandlade och kan innehålla olämpliga leror.
2.2 Krossprodukter
När det gäller krossprodukten så styrs fragmentens karaktär av texturen och mineralogin.
Formen på de grövre partiklarna påverkas av bergartstexturen, dvs. om bergarten är skiffrig så
kommer man att även efter krossning få skiffriga fragment. Denna flakighet kan man påverka
genom ”kubisering” där man mekaniskt slår av kanter så kornen blir mera kubiska.
Den svagaste länken i en bergart är fasgränsen mellan två mineral vilket medför att man i de
finare fraktionerna får fria mineral. När det gäller finmaterialet så styrs det av bergartens
mineralsammansättning och storlek på mineralen (grovlek). Undersökningar vid Chalmers
(Quist & Ewertsson 2010) visade i sina experiment med VSI-krossning att det är svårt att
kubisera fragment mindre än 0,25 mm, dvs. där mineralkornen börjar bli fler än
bergartsfragmenten. Detta beror på att finmaterialet huvudsakligen innehåller fria mineralkorn
och deras kornform bestäms av det enskilda mineralets kristallform, som är specifikt för varje
mineral. När man krossar grovkorniga bergarter som från början har större kristaller så
kommer man att få fria mineral i grövre storlekar. Detta är väsentligt för finmaterialets
egenskaper i betong och därför har vi infört ett begrepp ”mineralgräns” som säger när
majoriteten av partiklarna består av fria mineral. Detta medför att man med utgångspunkt från
en bergarts sammansättning och textur i viss mån kan förutsäga en bergtäkts möjlighet att ge
bra krossgrus för betongtillverkning, vilket är viktigt om man vill finna ett berg till en ny täkt
eller om man vill bryta selektivt för betonggrus.
Olika bergarter ger olika krossprodukter. Kalkstenar eller basiska bergarter (diabas, gabbro
etc.) har olika mineralsammansättning och textur. Detta medför att de ger olika typer av
fragment. Normal ger kalksten och diabas beroende på sin mineraluppsättning och textur mera
kubiska fragment än de granitiska bergarterna.
12

2011
I denna undersökning har vi framför allt koncentrat oss på befintliga täkter med
huvudsakligen granitiska bergarter men har även inkluderat några kalkstenar och kvartsiter. I
en del fall är det homogent berg som ger en relativt homogen produkt men ofta är det
blandberg av olika typer av graniter eller granitiska gnejser. Den utförda petrografiska
analysen baseras på krossgrusets sammansättning men man kan använda en
bergartsnomenklatur för att beskriva krossgruset. Ett problem är dock att i de flesta täkterna så
finns det diabasgångar eller basiska partier som innehåller hornblände och klorit/biotit som
inte ingår i det huvudsakligen granitiska berget.
Granit är en magmatisk bergart som definieras av sitt innehåll av fri kvarts (mineralet kvarts).
Dessutom innehåller graniterna kalifältspat, plagioklas och oftast glimmer (biotit/muskovit) i
olika proportioner. I mindre mängd finns ofta i krossgruset även pyroxen och amfibol som
oftast kommer från diabasgångar och inhomogeniteter i det granitiska berget. Oftast är det
glimmern som ställer till med problem och en ganska liten variation i kemin hos bergarten kan
ge upphov till stora variationer i mängden glimmer. Därför kan man inte betrakta krossad
granit som ett enhetligt material varför varje krossprodukt måste betraktas som en enskild
produkt.
Förutom de granitiska bergarterna och kvartsiterna skulle man i Sverige som betongballast
kunna använda karbonatbergarter som kalksten/marmor eller basiska bergarter som
basalt/diabas eller vissa sandstenar. De ger oftast bättre kornform än de granitiska bergarterna
men de kan ibland ge upphov till beständighetsproblem vilket fordrar speciella
undersökningar (Lagerblad & Trägårdh 1995).
Ett annat problem är om bergtäkten ligger i ett blandberg med band av olika bergartstyper.
Detta medför att varje sprängsalva eller del av salva kommer att innehålla typer av bergarter.
Med ett bandat berg kan man förvänta en ojämn produkt vilket i sig ger problem vid
betongframställning. Detta medför att man för att på en homogen produkt måste använda sig
av selektiv brytning, klassificering eller finna metoder för homogenisering.
I slutändan måste man göra en kostnadsoptimering där man jämför kostnaden för transport, att
processa berget eller göra en selektiv brytning för betonggrus. Det är inte upp till oss att göra
denna bedömning men vi hoppas att vårt arbete ger möjlighet att kunna bedöma olika
produkter så att de olika krossverken och betongtillverkarna får ett beslutsunderlag.
I mycket bestämmer typen av berg vilken krossprodukt man får.
13

2011
3 Karakterisering av krossballast
Syftet med karakterisering är att få fram vad som är relevant för proportionering, arbetbarhet
och den hårdnade betongens egenskaper. För att få fram detta måste man korrelera
materialegenskaperna med den effekt som de ger på arbetbarhet/reologi.
Hur man karakteriserar och beskriver en ballast till betong finns beskrivet i SS-EN 12620. En
del av metoderna och testerna är till för att garantera beständighet medan andra är till för att
beskriva ballasten så att man kan proportionera betong.
I SS-EN 932-3finns en terminologi och nomenklatur för petrografisk beskrivning.
Direkta tester:
Siktkurva med hålsikt SS-EN 933-1
Kornkurva för finmaterial med luftstråle siktning (air jet sieving) SS-EN 933-10
Partikeldensitet SS-EN1097-6
Kornformen för grov ballast med spaltsikt SS-EN 933-3
Kornform med formindex SS-EN 933-4
Det finns även en del indirekta tester som:
Hålrumsbestämning SS-EN 1097-3
Flödestal SS-EN 933-6
Sandekvivalenttest (finmaterial) SS-EN 933-8
Metylenblåtesten (finmaterial) SS-EN 933-9
Andra metoder och tester som kan användas för karakterisering
Kemisk analys av bergart
Specifik detaljerad petrografisk analys
Röntgendiffraktion för mineralfördelning
Bildanalys för kvantifiering av partikelform
Specifik yta för finmaterial
Lasersikt för fördelning av finmaterial
Med hjälp av dessa tester får man fram det mesta man behöver som ingångsdata för
proportionering. När det gäller grovballasten räcker det med siktkurva, densitet och kornform
för att kunna proportionera betong. För finballasten och då speciellt det finaste materialet
behövs mera specifik karakteristik.
För optimal rörlighet och arbetbarhet bör ballasten ha en viss kornkurva och kornen skall vara
runda och släta. Kornkurvan när det gäller grovballasten kan man relativt enkelt korrigera
genom siktning och kornformen kan förbättras genom kubisering. Problemet med krossballast
och dess egenskaper gäller därför framför allt finballasten och då speciellt fraktionerna under
2 mm. Mest besvärlig och av störst betydelse är finfraktionen (< 0,25 mm) och speciellt filler
fraktionen (< 0,063 mm). Därför har vi i första hand koncentrerat oss på finmaterialet under 2
mm. Generellt kan man upphäva ogynnsam kornform hos den grövre ballasten genom att öka
14

2011
mängden finmaterial, cement och vatten varför finmaterialets egenskaper blir viktiga (se
kapitel 1.1).
I arbetet har ett av målen varit att få en korrelation mellan bergartstyp och partikelegenskaper
och effekt på betongs arbetbarhet. Krossballast egenskaper beror till del på krossmetod men
mera på bergartstyp och bergartssammansättning. För framtida betongballast är det viktigt att
kunna finna lämpligt berg. Därför är den petrografiska beskrivningen och hur detta styr
egenskaperna viktigt. Arbetet med att karakterisera krossballast syftar till att ta fram de
relevanta petrografiska data och mätmetoder som ger de data som behövs för att optimalt sätta
ihop en betong.
3.1 Petrografisk analys
En petrografisk analys går ut på att man identifierar bergarter och mineral. I en vanlig
petrografisk analys så analyserar man textur och mineralogi hos en bergart. Detta görs enligt
den terminologi som finns beskriven i SS-EN 932-3. I en mera noggrann analys kan man även
få fram mängd av olika mineral och hur de sitter ihop. Detta ger en indikation på hur en
eventuell krossprodukt kommer att se ut. Speciellt kornformen är viktig. Om en granit är rik
på biotit kan man anta att speciellt finmaterialet blir rik på flakiga partiklar av detta mineral.
Det är dock inget självändamål för ballast utan det gäller att finna ut de samband som finns
mellan petrografi och ballastens egenskaper i betong. Detta medför att man måste sikta upp
materialet i olika fraktioner finna och helst kvantifiera vad som karakteriserar kornform och
fördelningen av partiklar. Om exempelvis en biotit sitter tillsammans med ett annat mineral
blir kommer bergartspartikeln mera kubisk än biotit i sig.
Kornformen hos krossfragment hänger samman med den krossade bergartens textur och
mineralogi. Vid krossning fragmenteras en bergart i svaghetszoner. Bergarterna fragmenteras
efter skiffrighetsplan och mellan mineralkorn. Detta medför att en skiffrig bergart ger mera
flakiga partiklar än en mera homogen bergart. Detta gäller framför allt för de grövre medan
mineralogin styr formen hos de finare partiklarna. En bergarts skiffrighet kan man ofta
identifiera i fält. Man kan även observera hur grovkornig bergarten är och få en första
indikation på mineralogin.
Varje mineral har en karakteristisk form och denna form kommer att styra bruket eller
betongens egenskaper i det färska tillståndet. En besvärlig grupp av mineral är glimrarna som
till sin karaktär är flakiga och därmed försämrar rörligheten hos färsk betong (se senare).
Typiska glimmer är biotit, muskovit och klorit. Leror, som oftast är mycket finkorniga och har
sitt ursprung i vittring, tillhör samma mineralfamilj.
För att få fram referens och jämförelsedata har vi infört begreppet mineralgräns (kapitel 3.2.1
i CBI rapport 2008:1) som definieras som den fraktion där mängden bergartfragment är större
än antalet fria mineral. Det varierar från 0,5 mm i grova granitiska
bergarter. Mineralgränsen eller bergartens grovlek är viktig för krossproduktens kvalité.
Mängden fri glimmer är relaterat till mineralgränsen då det endast är den fria glimmern som
ställer till med problem. Grova bergarter kan få problem med glimmer i siktfraktioner över
0,5-1mm, medan de finkorniga graniterna endast har fri glimmer i de finaste fraktionerna. Det
rekommenderas att använda siktfraktion 0,125-0,25 mm som referens. I allmänhet innehåller
alla fraktionerna liknande mängd glimmer men inte alltid. Ofta är exempelvis halten glimmer
15

2011
i fillerfraktionen (< 0,63 mm) lägre (Fig.18 i CBI rapport 2008:1) då glimmer är böjlig/seg
medan exempelvis kalifältspat är spröd och därför lätt krossas och anrikas i fillern.
Den enklaste metoden för petrografisk analys är i stereomikroskop, som i princip är ett
förstoringsglas. I grunden räknar man antalet bergarts- och mineralkorn i de olika fraktionerna
och ser hur många procent av partiklarna som är bergart, glimmer, kvarts, fältspat etc. Med
bergart menas ett fragment som innehåller två eller flera mineral. Glimmer är ganska lätt att
känna igen på sin flakiga form men det är svårare att skilja mellan de andra utan lång
erfarenhet. Olika metoder att bestämma mängderna glimmer finns beskrivet i Toosavainen
2010.
3.1.1 Mikroskopi
De grövre partiklarna kan identifieras med det nakna ögat. För att karakterisera de något
mindre partiklarna behöver man ofta en lupp eller ett strereomikroskop. För de finaste
partiklarna kan man använda man tunnslip i polarisationsmikroskop eller ett
svepelektronmikroskop.
Ett tunnslip är ett preparat där man slipat det så tunt att det släpper igenom ljus vilket medför
att man kan analysera enskilda fragment och mineral i ett polarisationsmikroskop. Vid analys
av ballast gjuts fragmenten in i epoxi och tunnslip görs av stelnade kroppen Metodiken finns
beskriven i kapitel 2.3.1 i CBI-rapport 1:2008.
I ett svepelektronmikroskop kan man dels se en förstorad bild av fragmenten dels med
energidispersiv göra en kemisk bestämning av hela partikeln eller i en punkt. Man kan dels se
på kornen som sådana eller baka in dem i epoxi och göra en snittad och polerad yta. Den
analyserade ytan är liten och med en kornstorlek på över 0,25 mm blir det endast ett fåtal
korn, varför tunnslip är bättre för dessa fraktioner. Man måste dock beakta att på ytan ser man
en tvådimensionell bild och snitteffekten gör att man inte vet det enskilda kornets storlek. I
SEM kan man även med hjälp av energi dispersiv analys göra en kemisk analys av bulk eller
enskilda korn. Med hjälp av SEM kan man även få en kemisk analys som kan hjälpa till med
att klassificera bergarten (kapitel 2.2.1 i CBI-rapport 2011).
Den kvantitativa analysen i både tunnslip och SEM görs bäst genom punkträkning. Detta kan
göras på två sätt. Antingen genom att man karakteriserar och räknar kornen på en viss yta
eller genom att man flyttar preparatet en viss sträcka och analyserar/räknar den punkt som
liggen i mitten (punkträkning). De olika metoderna ger olika resultat. Med punkträkning får
man ett resultat i volym % medan kornräkning ger partikel %. Flakiga partiklar ger större
korn % än volym %.
Fraktionen 0,125-0,25 mm används som referens men man kan inte utgå från att alla
fraktioner innehåller lika mycket. De mindre partiklarna är mera besvärliga att analysera i
polarisationsmikroskop och här har vi polerat ytorna och analyserat i svepelektronmikroskop.
16

2011
100%
80%
60%
40%
20%
0%
0 , 1 2 5 - 0 , 2 5 mm
K1 K2 K3 K4 K5 K6 K7 K8 K9 K10 K11 K12 K13 K14 K15 K16 N1
P r o v
Glimmer Kvarts Fältspat Hornblände Pyroxen Övriga Mafisk Salisk
Figur 3. Exempel på mineralfördelning i olika krossberg i fraktionen 0,125 till 0,250 mm.
Mafiskt betyder att det är ett bergartsfragment med mörka mineral som biotit, hornblände,
pyroxen och salisk betyder att det innehåller mineral som kvarts, muskovit och fältspat.
Partiklar i fillerfraktionen måste analyseras med hjälp av SEM. Tjockleken på ett tunnslip är
ca 0,025 mm vilket medför att de finare fillerpartiklarna delvis kommer att vara täckta av
epoxi och därmed svåra att analysera. Även i SEM är det svårt att analysera partiklarna då
man i fillerfraktionen får en stor skillnad i storlekar vilket gör analysen besvärlig. I en snittad
yta vet man inte om det är en mycket liten partikel eller toppen/botten av en stor partikel. Man
kan emellertid få en uppfattning om innehållet och man kan med kemisk analys identifiera
enskilda mineral. Analyser av några produkter finns i kapitel 3.2.2 i CBI-rapport 1:2008 och
kapitel m2.2.2 i CBI rapport x:2011.
3.1.2 Röntgendiffraktion
Röntgendiffraktion är en metod som mäter kristallplanen som är specifika för varje typ av
mineral. Det redovisas som toppar vid vissa vinklar. Detta medför att metoden framför allt
används för att kvalitativt identifiera olika i provet ingående mineral (Kapitel 5.2.2 i CBI
rapport 2011). I förhållande till tunnslip är det dock en snabb metod och den fordrar inte den
erfarenhet som en petrografisk analys fordrar. Genom att mäta intensiteten vid en enskilt topp
och jämföra det med toppar från andra mineral kan man få en uppskattning av mängden av ett
speciellt mineral. I undersökningen har semikvantitativa data från röntgendiffraktion jämförts
med petrografisk analys. De visar att man med hjälp av röntgendiffraktion får en uppskattning
av mängd glimmer men att uppskattningen är relativt grov. Metoden är lämplig för att
analysera filler där kornen är för små för att kunna direkt identifieras. Data finns i kapitel 2.3 i
CBI-rapport x:2011.
3.1.3 Metylenblått
Metylenblå testen finns beskriven i SS-EN 933-3 och rekommenderas att användas på ballast
med mycket finmaterial/filler. Metoden bygger på att man mäter mängden metylenblå (som är
ett starkt färgämne) som sorberas av en viss mängd 0-2 mm grus. Metoden tar främst fram
mängden leror och då framför allt mängden svällera. Höga halter av biotit ger en svag
förhöjning av mängden sorberad metylenblått.
Metoden är en viktig test för orena kalkstenar och basiska bergarter som lätt bildar leror vid
hydrotermal omvandling eller vittring. När det gäller sura bergarter som graniter och gnejser
bildas sällan svälleror vilket medför att den i de undersökta granitiska bergarterna inte är
viktig. Resultaten (Kapitel 4.1.2 i CBI-rapport 1:2008) visar att naturgrus har ett relativt högt
17

2011
värde beroende på vittringsleror. Då den relativa mängden leror är liten har det mindre
betydelse men det är känt att höga halter av leror i naturballast kan ge problem. Normalt är
icke vittrat berg fritt från leror vilket i sin tur gör att filler från krossberg är bra såtillvida det
inte innehåller för mycket glimmer. Dessutom finns det en granit (K8) som uppvisar högre
värde både på Metylenblått, BET-yta och Sandekvivalent och som ger en besvärlig reologi.
Utan tvättning av finmaterial är prov K8 inte bra i betong men det framkommer bättre i andra
tester. Metylenblå bör dock användas för att ta fram kvalitén på kalkstenar och basiska
bergarter som basalt etc. När det gäller granitoida bergarter behövs den främst i
initialanalysen för att få fram eventuell vittring eller hydrotermal omvandling.
Generellt så tyder ett högt metylenblå värde på att ballasten är olämplig i betong och att
ytterligare utredning om samband behövs. För finballast bör MB värdet ligga under 2 och de
undersökta krossgrusen ligger under 1. Vid högre värden än 1 bör en speciell utredning göras
om orsakssammanhanget. För mycket vittrat berg i produkten, höga halter av fin glimmer
(sericit) och mycket ultrafint material ger en viss förhöjning av MB-värdet.
3.2 Kornform
Det som framför allt skiljer krossprodukter från naturgrus är kornform och kornyta. Detta
medför att detta är en viktig variabel när det gäller klassificering. Det finns många direkta och
indirekta metoder att göra klassificeringen. Det är relativt enkelt att göra på stora korn men
mera besvärligt på de små.
In SS-EN 12620 skall grovballast analysera med hjälp av spaltsikt (SS-EN 933-3) eller
formindex (SS-EN 933-4). Det saknas direkta metoder för kornformsanalys av finballast men
försök har visat att man med spaltsikt kan analysera kornform ner till 1 mm.
Kornformen ingår även som en väsentlig variabel i flera indirekta tester som packning eller
flödestal. Det är även en variabel i flera andra tester.
3.2.1 Bildanalys
Bildanalys är en metod där en dator med utgångspunkt från en digital bild räknar ut ett
fragments kornform och yta (Kapitel 2.3.1, CBI Rapport 2011). Det kan göras av en bild på
liggande korn eller på snittade korn. Snittade korn kan analyseras på bilder tagna från tunnslip
eller SEM. En partikel som ligger kommer att lägga sig på sin mest flata sida. Detta medför
att kan bestämma stänglighet då flakiga partiklar blir kubiska. På snittade ytor blir både
stängliga och flakiga partiklar stängliga. En jämförelse mellan liggande och snittade ytor
(kapitel 3.2.3, CBI rapport 2008) visar att flakigheten dominerar och att det för de finare
fraktionerna beror på glimmermineral.
Flakighet i bildbehandling beräknas som kvoten mellan det kortaste och längsta avståndet i
varje partikel. Då partiklarna är oregelbundna kan flakighetsindex beräknas på olika sätt. Låga
värden indikerar en större flakighet (Se Figur 2 och 4). Resultat från olika mätningar visas i
Figur x. Naturballast har mest runda/kubiska korn. Generellt är att det mest flakiga
naturgruset är ungefär lika som det bästa krossgruset. Generellt är krossgrus något mera
kantigt än naturgrus. I de finaste fraktionerna styr halten glimmer, oftast biotit,
flakighetsindex, vilket indikeras i Tabell 1. Fältspaterna (alkalifältspat och plagioklas) har en
18

2011
ganska bra form. Kvarts kan vara något flisig. Kalcitkristallerna har oftast en bra form men
större kristaller kan ibland vara något flakiga. Hornblände har en relativt bra form.
När man jämför olika krossgrus så finner man att flakigheten i finmaterialet generellt minskar
med ökande kornstorlek (Tabell 1). Detta blir markant när kornstorleken blir under 0,5 mm
eller mera specifikt under mineralgränsen.
Tabell 1. Tabell som visar F-aspekt och mängd fri glimmer i volym %. N1 i tabellen är
ett naturgrus och de tre andra krossgrus med olika ”kvalitet”. Ett lågt värde på Faspekt
indikerar ett flakigt korn. Glimmern förelåg i form av biotit.
Sikt i mm 11-
16mm
N1 F-asp 0,58
Fri biotit i % 0 %
K2 F-asp 0,55
Fri biotit i % 0 %
K3 F-asp 0,54
Fri biotit i % 0 %
K4 F-asp 0,54
Fri biotit i % 0 %
5,6-
8mm
0,58
0 %
0,53
0 %
0,52
0 %
0,53
0 %
4-
5,6 mm
0,57
0 %
0,53
0 %
0,52
0 %
0,53
0 %
1-
2 mm
0,53
0 %
0,50
0 %
0,48
0 %
0,49
0 %
0,5-
1mm
0,59
0,3 %
0,49
0 %
0,46
0,3 %
0,55
3,3 %
0,25-
0,5mm
0,58
0,6 %
0,47
6,6 %
0,50
0,3 %
0,49
10,0 %
0,125-
0,25mm
0,59
2,3 %
0,44
11,0 %
0,48
0,6 %
0,44
20,3 %
0,075-
0,125mm
0,58
3,0 %
0,43
12,6 %
0,47
0,6 %
0,41
22,3 %
Detta beror framför allt på att i större fragment så sitter glimmern ofta tillsammans med andra
mineral och att kompositen är mindre flakig än det fria glimmermineralet.
Bildbehandling är en dyr metod och kräver avancerad teknik. För rutinkontroll av
finfraktionerna kan det räcka med att räkna glimmerkorn då det är dessa som primärt ger
flakigheten och som ställer till med problem när det gäller arbetbarhet.
Flakiga Kubiska
Figur 4. Bildanalys på snittade korn i fraktionen 0,125 till 0,250 mm. Kumulativt diagram där
låga värden visar flakiga partiklar. N1 är naturgrus och K11 är ett grus med mycket fri
glimmer. Prov K18 har låg halt glimmer och har en kornform som ligger nära naturgrus.
19

2011
3.3 Kornstorleksfördelning
Kornstorleksfördelningen i en ballast kan beräknas genom med hjälp av en hålsikt genom
bildbehandling eller med hjälp av en lasersikt. Bildbehandling kan antingen göras på liggande
korn men en ny metod som kommer allt mer är att med hjälp av en kamera ta bilder av
fallande korn och analysera dessa bilder med bildbehandling.
De olika metoderna ger inte samma resultat. Vid vanlig siktning mäter man hur mycket av
partiklarna som passerar en viss hålöppning. Om man jämför en rund, flakig och stänglig
partikel så kommer antalet korn per viktenhet att bli större för de flakiga och stängliga. Detta
kan man visa genom att för hand dela upp ett ballastparti och sedan jämför vikt och antal
partiklar. Med flakiga partiklar blir antalet partiklar väsentligt större.
Lasersikt gör om alla korn till runda och beräknar sedan fördelningen. Detta medför
exempelvis att alla glimmerkorn beräknas som runda vilket i sin tur gör att finballast med
mycket glimmer till synes blir mera grovkornig. Skillnaden mot vanlig sikt är att man med
lasersikt räknar kornen individuellt (partikel %) medan den vanliga sikten ger vikt %.
3.3.1 Traditionell siktning
Resultat från "vanlig” siktning av 0-2 mm fraktionen är redovisad i Figur 5. Det visar att
variationen är mycket stor. Exempelvis så kan andelen filler variera mellan någon procent upp
till 30 viktprocent. Naturgrus har oftast en halt av filler runt 5 vikt % i 0/2 fraktionen medan
krossballasten generellt har en halt av filler över 10 vikt %. Det tjocka röda strecket (GK A)
visar vad man för ansåg att den övre tolererbara mängden filler låg. Med hjälp av flytmedel
kan man dock idag acceptera större mängd filler. Den högre halten av filler i krossberg
kommer att påverka arbetbarheten och detta måste beaktas vid proportionering eller så måste
man i extrema fall på något sätt exempelvis genom tvättning eller vindsikt minska mängden.
Passerar [%]
100
90
80
70
60
50
40
30
20
10
0
GK A GK B
N1 N2
K1 K2
K3 K4
K5 K6
K7 K8
K9 K10
K11 K12
K13 K14
K15 K17
K19
0.01 0.1 1 10
Sikt [mm]
Figur 5. Kornstorleksfördelning enligt hålsikt.N = Naturgrus, K = Krossprodukter GKA och
GK2 är rekommenderade gränsvärden för naturgrus.
20

2011
3.3.2 Lasersikt
I krossballast är generellt mängden filler hög, varför man för bra proportionering måste få
mera information. Med hjälp av lasersikt kan man få en uppfattning om fördelningen av
partiklar i fillerfraktionen. Resultaten visar liksom vid vanlig siktning att det finns en stor
variation (Figur 6). I flera material innehåller 0-0,250 mm fraktionen närmare 20 % material
som är finare än 10 µm. Vid utvärderingen av en lasersiktkurva bör man betänka att alla korn
värderas utifrån sin största yta, dvs. man överskattar kornstorleken i de fall kornen avviker
från sfärisk form.
Det finns en stor variation i finpartikelfördelning mellan olika prov. Detta är även fallet när
det gäller naturgrus (Figur 17 i CBI-rapport x:2010) som kan innehålla vittringsleror. Det
finns en korrelation mellan ultrafina partiklar (

2011
3.4 Ställföreträdande metoder
Med ställföreträdande metod menas en metod som inte direkt mäter en egenskap utan
en grupp av egenskaper. De ställföreträdande metoderna kräver därför en tolkning.
3.4.1 Flödestal
Flödestal är en indirekt metod för bestämning av kornform men den påverkas även av
kornkurvan. Flödestalmetoden bygger på att hälla ballast genom en tratt och mäta den tid som
det tar för materialet att passera. Metoden finns beskriven i SS-EN 933-6. Det finns två
standardiserade trattar för grov respektive finballast men man kan in princip själv finna en
lämplig tratt för jämförande provning och kvalitetsuppföljning. Två varianter är ASTM
C1252 och en metod från Nya Zeeland beskriven i NZS 3111. Enligt standard EN standard
skall fillerfraktionen (< 0,063mm) siktas bort medan den i. Finpartiklarna har en tendens att
blockera flödet men man kan köra med filler även om värdena blir något osäkra.
Undersökningar av flödestal (kapitel 4.2 i 2011) visar att det ökar med ökande mängd
finmaterial och med ökad råhet och flakighet. Långa flödestider, flödestal, indikerar, grövre
och mera flakiga/stängliga fragment. Med framsiktade partikelintervall så får man en distinkt
korrelation med kornform. Även höga fillerhalter ökar flödestalet. Detta medför att man får en
god uppfattning av ett grus lämplighet för betong om fillern är bortsiktad. Vilken effekt
graderingen har beror på trattens geometri varför man prova ut en tratt som passar syftet.
3.4.2 Packning
Hur fragment packas är ett resultat av kornkurva och kornform. Metod finns beskriven i SS
EN 1097-3. Resultat finns redovisade i kapitel 3.2.7 i CBI rapport 2008.
Speciellt lös packning med framsiktade fraktioner ger en bra indikation kornform. Detta beror
på att runda partiklar lättare kan röra sig mot varandra och att friktionen blir lägre. Stängliga
och flakiga partiklar spärrar varandra (som i plockepin) vilket gör ett sådant material packar
sig sämre. Vid hårdare packning som vibrering eller kompaktering så minskar relativa
effekten av kornform. Teoretiskt, om man placerar varje korn för sig, skulle flakiga partiklar
packa sig bättre än runda men med flöde av partiklar ner i ett kärl blir det tvärt om.
En kontinuerlig kornkurva ger också en bättre packning då de mindre kornen kan fylla hålrum
mellan de större. En låg % hålrum indikerar därför generellt ett bra grus.
För att renodla formfaktorn så kan man sikta upp materialet och undersöka varje fraktion för
sig. I försöken med packning så har vi mätt både lös packning och kompakterad packning. Vi
har även mätt packning för hela 0-2 mm materialet och enskilda fraktioner. Man kan finna en
korrelation mellan packning och mängd glimmer (kapitel 3.7.2 i CBI rapport 1:2008).
Packning och då framför allt för grovballast (>4 mm) används ofta som ingångsvariabel i
proportioneringsprogram (de Larrard & Sedran 2002).
3.4.3 Specifik yta-BET yta
BET-ytan bestäms genom att mäta mängden på ytan adsorberad gas, i undersökningarna
kvävgas.
22

2011
Då BET-ytan mäts som m 2 /kg material så kommer förutom många små korn även flakiga,
stängliga, porösa och råa ytor att ge ett högre värde. Man väger in en viss mängd och då man
på en viss vikt får fler korn av glimmer än mera kubiska mineral så kommer en stor mängd
glimmer att ge en större BET-yta. Även en skrovlig eller rå yta ger högre adsorbtion.
Undersökningarna har även visat att leror ger en hög absorbtion. Då inte nödvändigtvis dessa
har en så mycket större yta indikerar detta att lerorna absorberar mer per ytenhet.
BET-ytan är en variabel som är viktig för initialanalysen och som ett komplement om en viss
ballast plötsligt får problem. Vi har mätt på 0-0,25 mm fraktionen där normalvärdet ligger
strax under 1000 m 2 /kg. Om värdet ligger över 2000 så ger ballasten ofta problem. De
naturballastmaterial (7 st) som undersökts inom projektet har samtliga en specifik yta större
än 2000 m 2 /kg. Detta beror antagligen på att naturballast innehåller leror från vittring medan
krossballast i allmänhet inte varit utsatt för vittring. Mängden filler i naturballast är dock i
allmänhet för liten för att lerorna skall ge problem. I ett fall med krossgrus (K8) gav
finmaterialet ett hög BET-yta (kapitel 3.2.5 i CBI rapport 2008) och gav besvärlig reologi.
Detta berodde på att graniten var hydrotermalt omvandlad och innehåll ultrafin sericit (ett
lermineral). Sericiten, , som är en omvandlingsprodukt från kalifältspat, gav även ett lågt
värde på sandekvivalent testen. Tvättning avlägsnade sericiten och reologin blev bra
Försöken har visat att ballast med hög BET-yta generellt ger problem med arbetbarheten. Det
tillsammans med Sandekvivalent-test är därför en bra indikativ metod på att det finns problem
som måste åtgärdas.
3.4.4 Sandekvivalenttest
Sandekvivalenttesten (SS-EN 933-8) är en sedimentationstest för finballast som i första hand
mäter mängden filler och då speciellt ultrafint material (Figur 7). Metoden finns beskriven
och resultat är redovisade i kapitel 4.1.1 i CBI rapport 2008 och i 4.1 i CBI rapport 2011. I
princip mäter man och jämför mängden slampelare med snabbare sedimenterade grövre
partiklar. Detta får man inte fram vid vanlig siktning och testen kan delvis ses som ett
komplement till BET-yta och lasersikt. Det är en ganska enkel test och kan användas vid
rutintestning om det är problem med fillerhalten och kvalitén på denna.
Tidigare ansågs att om sandekvivalenttesten gav ett värde på under 60 så var sanden olämplig
för betongtillverkning och att gruset borde tvättas. Detta gäller emellertid inte idag då man
med hjälp av flyttillsatsmedel kan hantera mera finmaterial och även använda finmaterialet
för att minska mängden cement. Mängden glimmer har ingen signifikant inverkan på SEvärdet
(Figur 98 i CBI rapport 2008). Om sandekvivalentvärdet är lågt bör man göra en
mineralogisk undersökning med röntgendiffraktion och/eller metylenblåundersökning för att
utröna om det kan beror på skadliga leror.
När det gäller användandet av SE-testen så kan man anse att det är en generell test och värdet
bör vara relativt konstant över tid. Om det stiger eller sjunker markant så säger detta att något
skett och att man kan behöva justera receptet. Låga värden kräver generellt mera
superplasticerare för att uppnå en bestämd arbetbarhet.
23

2011
SE- värde [%]
100
90
80
70
60
50
40
30
20
10
0
Samtliga
Exkl. tvättade
R 2
samtliga = 0.77
R 2
exkl. tvättade = 0.83
0 1 2 3 4 5 6
Andel partiklar< 10 µm [%]
Figur 7. Inverkan av andel finpartiklar mindre än 10 µ (lasersikt) på sandekvivalent (SE-)
värde.
3.5 Speciella metoder för karakterisering av filler
Fillern och kvalitén på fillern är mycket viktig. Idag, på grund av de allt effektivare
superplasticerarna är det möjligt att använda ganska stor mängd filler i betong. En ökad
mängd filler ger mera pasta som i sin tur lösgör de grövre partiklarna och underlättar
arbetbarheten. Detta är ett grundkoncept vid tillverkning av självkompakterande betong. Man
kan även spara cement genom att öka mängden filler (se kapitel xx) under förutsättning att
fillern håller en god kvalité. En bra kvalité innebär att partiklarna skall vara skall vara
kubiska.
I fillerfraktionen är fragmenten enskilda mineral. Fältspat, kalcit och kvarts ger generellt bra
filler medan glimmer och leror ger upphov till problem. Med hjälp av lasersikt kan man få
fram kornfördelningen inom fillerfraktionen. Detta indikeras även av BET-ytan men här
måste man beakta att lerpartiklar ger en extra stor yta. Lerpartiklar och då speciellt skadlig
svällande lera identifieras genom test med metylenblått. Röntgendiffraktion ger ge en bra
indikation på vad fillern innehåller.
Det finns även en del specialtester för filler. Dessa tester kan även användas för puzzolaner
som utan cement är vanliga partiklar. De baseras på vattebehov för pulvermassor och är
beskrivna i Hunger & Browers (2009) och i kapitel 4.5 i CBI rapport 2011. I de utförda
undersökningarna har allt material under 0,125 mm undersökts.
24

2011
3.5.1 Vattenbehov-Puntke test
Testen baseras på att mäta vattenbehovet och mätvärdet visar när pulvermassan är
vattenmättad (Kapitel 6.8.1 i CBI rapport 2011). Ett mindre vattenbehov indikera bättre filler.
Ett lågt värde indikerar att fillern är relativt grov. Mycket ultrafint material, flakiga partiklar
och leror ger ett högt värde.
3.5.3 Vattenbehov-Utflyt
Testen bygger på att man först vattenmättar en pulvermassa och därefter ökar mängden vatten
och mäter utflytet (kapitel 6.8.2 i CBI rapport 2011). Detta ger en rät linje och man registrerar
skärningspunkten för vatten/pulvertalet vid 0 utflyt. Utflytstesten ger i princip liknande
resultat som Puntke testen men med större precision. Vid värden högre än 0,4 bör man
undersöka orsakssammanhangen.
Resultat från en serie tester syns i Figur 8. Generellt så överensstämmer resultaten med de
andra undersökningarna. Material med mycket glimmer och lera som ger sämre reologi ger
högre värden. Lägst vattenbehov har relativt grovkornig filler. Testen är intressant som
komplement till sandekvivalenttesten indikerar mängden ultrafint material men som inte tar
hänsyn till kornform. För att få fram kvalitén på det ultrafina materialet så behövs
mineralogisk klassificering.
vatten / pulver kvot
0,55
0,50
0,45
0,40
0,35
0,30
0,25
0 2 4 6 8 10 12
Utflyt (r/r0)^2-1
Figur 8. Utflytsmätningar för olika filler 0-0,125 µm (hålsikt)
K3
k56A
k56B
k27
k57
K4
K48
K41-2
K29B
25

2011
4 Arbetbarhet
Färsk betongs arbetbarhet är komplext och de önskade gjutegenskaperna beror på applikation.
Den vanligaste metoden att mäta arbetbarhet är sättmått men den ger inte hela bilden. Andra
metoder är utflyt eller omformningstal. Man måste emellertid även beakta fenomen som
sammanhållning, separation etc.
Den metod som ger bäst information om betongens arbetbarhet är en viskosimeter som mäter
reologin. Viskometern ger Bingham-parametrarna, flytgränsspänning och plastisk viskositet,
där den förstnämnda ger den spänning i bruket som måste överskridas för att massan skall
börja flyta. Den plastiska viskositeten är ett mått på brukets inre friktion och beskriver hur lätt
(snabbt) massan flyter. Sättmåttet beskrivs bäst av flytgränsspänningen medan
omformningstalet ger mera av den plastiska viskositeten. Krossballast och dess egenskaper
påverkar främst den plastiska viskositeten.
Krossballast är generellt flakigare än naturballast. Detta medför att vattenbehovet ökar och
därmed även mängd cement. Grunden i detta är att flakigare och kantigare korn kräver mera
av relativt finare material och i slutändan måste man därför öka mängden cement. Detta är
emellertid inte helt giltigt i och med att man idag har tillgång till effektiva flytmedel. Dessa
har gjort att man utan att öka mängden vatten kan öka andelen finkornigt material. Detta
medför att om man proportionerar korrekt och utnyttjar flytmedel kan tillverka betong med
helkross utan att behöva öka mängden cement.
För att kunna proportionera betong behöver man förstå effekten av olika storleksfraktioner.
I de olika försöken har projektet arbetat från mikrobruk (0/0,25 mm) till bruk (0/2mm) och
uppåt i graderingarna till betong (0/16mm).
Resultaten visar att när det gäller krossballast så hänger problemen samman med finmaterialet
(CBI rapport 1:2008, Yousif 2006) I princip kan man rädda en dålig grovballast med bra
finballast och en dålig finballast med bra filler. Detta medför att det mesta arbetet har
koncentrerats på bruk med ballast i 0-2 mm fraktionen.
4.1 Bruksblandningar
Ett flertal försök har gjort i både det gamla projektet rapporterat i kapitel 3.3.2 CBI-rapport
2008 och i kapitel 5 i CBI rapport 2011. Arbetbarheten in diagrammen uttryckt som reologi
beror på kornsorteringskurvan och kornformen. I Figur 9 visas en sekvens olika prov av
bruksblandningar från krossballast (0-2 mm). Betongförsök inkluderade en del av resultaten
från bruksblandningarna visar att ett besvärligt bruk ger en besvärlig betong.
De olika proven från krossprodukter (huvudsakligen graniter) är undersökta dels som de
kommit till CBI dels som omsiktade till en kornkurva liknande den hos naturballast. I de
omsiktade materialen så har framför allt mängden finmaterial minskats. Detta visar att den
ursprungliga partikelfördelningen inte är optimal. Den visar också att man får en stor variation
med omsiktat material vilket visar på effekten av kornform.
Naturballast ger generellt den bästa arbetbarheten/reologin men det finns krossprodukter som
är lika bra och som direkt kan ersätta naturgrus speciellt on mängden finmaterial minskas.
26

2011
Genom att höja mängden superplasicerare är det möjligt att acceptera mera finmaterial vilket i
sin tur gör att man kan sänka cementhalten (kapitel 6). Med för lite finmaterial och
superplasticerare finns risk dålig sammanhållning något som viskosimetern inte registrerar.
I Figur 9 kan man observera en del prov med mycket hög flytgränsspänning. En närmare
granskning visade att dessa prov hade ett lågt sandekvivalentvärde och hög BET-yta.
Problemet berodde på att fillern var olämplig på grund av höga halter lera.
Flytgränsspänning [Pa]
600
500
400
300
200
100
0
Optimerad gradering
Ursprunglig gradering
0 2 4 6 8 10 12
Plastisk viskositet [Pa s]
Figur 9. Flytgränsspänning och plastisk viskositet för ursprunglig och anpassad gradering.0-
2 mm. I diagrammet finns även 5 punkter med avvikande flytgränsspänning som ligger
utanför normalvärdena. De avvikande värdena beror på extrem filler (se text).
Arbetbarheten kan även minskas med hjälp av superplasticerare. Figur 10 a och b visar att en
bestämd mängd superplasticerare sänker både flytgränsspänningen och den plastiska
viskositeten hos alla proverna. Med superplasticerare så får en del krossgrus liknande
egenskaper som naturgrus. Närmare undersökningar visar dock att man kan få problem med
vattenseparation om man minskar mängden finmaterial/filler och samtidigt använder
superplasticerare.
Yield Stress [Pa]
Effect of SP - Original Grading
10a 10b
400
300
200
100
Natural aggregate
No SP
2 ml SP
0
0 2 4 6 8 10
Plastic viscosity [Pa.s]
Effect of SP - Grading 2
0
0 2 4 6 8 10
Figur 10a och b. Effekt av superplasticerare på flytgränsspänning och plastisk viskositet.
Figur a med ursprungsgradering och Figur b med omsiktat material
Yield stress [Pa]
400
300
200
100
No SP
2ml SP
Natural aggregate
Plastic viscosity [Pa.s]
27

2011
Reologin kan även utvärderas med hjälp av en liten sättkon (Hägermankon) eller med rinntid i
en tratt (kapitel 3.2 i CBI-rapport 1:2008. Man kan mäta både utbredning och rinntid på prov
som sådana eller utvärdera med utgångspunkt från behov av flytmedel för att uppnå ett visst
värde. Dessa metoder ger inte samma precision som viskosimetern men det är relativt enkla
metoder som kan användas vid betongfabrik.
Resultaten från utbredningsmått är redovisat i Figur 11. Skillnaderna mellan de olika proven
överensstämmer med viskometervärdena och då främst flytgränsspänningen som relaterar till
sättmått. Rinntiden kan korreleras med den plastiska viskositeten (kapitel 4.7 i CBI rapport
2011.
I Figur 11 kan man också observera skillnaden mellan olika flytmedel. De moderna
superplasticerarna baserade på karboxylater är signifikant dyrare än äldre baserade på
melamin men betydligt effektivare.
Utbredning, cm
40
35
30
25
20
15
10
5
0
N2-karboxyl N2-melamin K3-karboxyl K3-melamin
Utbredning
K8-karboxyl K8-melamin K7-karboxyl K7-melamin
K1-karboxyl K1-melamin K4-karboxyl K4-melamin
K2-karboxyl K2-melamin
0 0,2 0,4 0,6 0,8 1
Figur 11. Utbredningsmått med Hägermankon. För uppställning se kapitel 3.3 i CBI rapport
1:2008
4.2 Mikrobruk (

2011
Resultaten(se Figur 9) visar att vid konstant vct så tål mikrobruket endast en viss mängd
finmaterial innan reologin försämras. Med 13,3 vikt % filler så blir inverkan på reologin
mycket liten medan med 26, 1 vikt % finmaterial i blandningen så varierar reologin kraftigt.
Detta visar att man inte endast kan utgå från mängden finmaterial utan även måste bestämma
kvalitén på finmaterialet. Kvalitén beror som för grövre ballast på kornform och kornkurvan.
De prov som ger höga värden innehåller generellt mycket flakig biotit. Dessa försök är gjorda
utan flytmedel. Med hjälp av flytmedel kan man acceptera större mängd filler i mikrobruket.
För att bruk och betong skall ha bra arbetbarhet så behöver man en viss mängd mikrobruk för
att frigöra de större partiklarna från varandra. Med besvärligt finmaterial behöver man relativt
mera cement/vatten eller en högre dosering av flytmedel för att få bra rörlighet.
Flytgränsspänning [Pa]
160
140
120
100
80
60
40
20
0
N1 N2
K1 K2
K3 K4
K5 K6
K7 K8
K9 K10
K11 K12
K13 K14
K15 K17
K18 K19
0 0.5 1 1.5 2 2.5 3 3.5 4
Plastisk viskositet [Pa s]
Figur 12. Mikrobrukens flytgränsspänning avsatt mot den plastiska viskositeten vid 13,3
(inom heldraget område) respektive 26,1 (inom streckat område) vol. - % finmaterial.
29

2011
5 Rekommendationer
5.1 Proportionering
Krossballast avviker från naturballast genom att den är kantigare och ofta flakigare än
naturballast. Dessutom så är ofta kornsorteringen inte optimal utan måste anpassas. Ett
grundkoncept för proportionering finns i kapitel 1.1. I grunden gäller det att finna en optimal
gradering och kubiska runda korn i alla fraktioner. Idag proportioneras i Sverige med
utgångspunkt från krossballast i fraktionen över 8 mm och med naturgrus i fraktionerna under
8 mm. Med helkross så måste man antagligen för optimal proportionering dela upp i flera
fraktioner.
I det genomförda arbetet har materialet delats upp i grovmaterial ( >4mm ), grovfinballast (2-
4 mm), bruksfas (0-2mm) mikrobruk (0-0,2mm och filler (

2011
Plastisk viskositet [Pa s]
50
40
30
20
10
vct 0.55
vct 0.45
vct 0.40
50
N1 K3 K4
Plastisk viskositet [Pa s]
40
30
20
10
vct 0.55
vct 0.45
0
250 300 350 400 450 500
Cementmängd [kg/m3 vct 0.65-0,70
0
250 300 350 400 450 500
]
Cementmängd [kg/m3 vct 0.65-0,70
0
250 300 350 400 450 500
]
Cementmängd [kg/m3 vct 0.65-0.70
]
Figur x. Plastisk viskositet för N1 (naturgrus), K3 och K4 vid konstant flytgränspänning och olika
Figur 13 Plastisk viskositet för bruk med N1, K3 och K4 vid konstant flytgränsspänning och
cementmängder.
olika cementmängder.
Det gjordes en serie betongförsök av Schwan (2006) med ett naturgrus och tre olika
bergkrossmaterial från granitiskt berg. Betongen 0/16 mm innehöll 310 kg byggcement och
hade ett vct på 0,68. Krossballasten hade olika kvalité framför allt på finballasten (0-2 mm).
Kornformen hos de tre materialen finns i Tabell 1. Ballasten är relativt lik i kornform ner till
ca 1 mm, varefter K4 blir distinkt mera flakig beroende på hög stor mängd biotit. Prov K2 är
mera flakig och innehåller mera biotit än K3 som i reologi och betongtesterna är ett av de
bästa materialen som analyserats.
Med de tre krossballasterna har det tillverkats betong (husbyggnadsbetong) med samma
recept men där proportionerna mellan olika fraktioner förändrats. Figur 14 visar resultat i
form av sättmått. Utan flytmedel gick det inte att tillverka betong av K4. Prov K3 ger bättre
sättmått än K2. Betongerna får ett högre sättmått med ökad mängd grovt material.
Figur 15 visar relativt flytmedelsbehov för att uppnå ett sättmått på 200 mm. Det visar att man
kan utan partikelgap tillverka betong även av det krossmaterial som har sämst finmaterial men
att det kräver mycket hög halt av flytmedel. Detta medför en kostnad och det ger en
retardation. Dessutom får betongen en hög plastisk viskositet, dvs den är seg. Den plastiska
viskositeten får man även fram med omformningstal. Det blir ett liknande resultat som
redovisas i Figur 13. Mera finmaterial kräver mera flytmedel speciellt med sämre finmaterial.
Alla de tillverkade betongerna hade ungefär samma tryckhållfasthet.
Problemen med finballasten kommer att accentueras med anläggningsbetong då vattenhalten i
denna är lägre och att finmaterialets kornform och kvalité därmed kommer att bli allt
viktigare.
vct 0.40
Plastisk viskositet [Pa s]
50
40
30
20
10
vct 0.55
vct 0.45
vct 0.40
31

2011
Figur 14. Ökning av sättmått för husbyggnadsbetong. Inget flytmedel Från Schwan (2006).
Med material K4 kunde man inte tillverka betong.
Flytmedelsdos %
1,8
1,6
1,4
1,2
1,0
0,8
0,6
0,4
0,2
0,0
Gladö
Kolmetorp
Kleva
Grundrecept
Grundrecept
Grundrecept
Linjär (Kolmetorp)
Linjär (Gladö)
Grundrecept
Linjär (Kleva)
Grundrecept
Grundrecept
Figur 15. Flytmedelsbehov för att uppnå sättmåttet 200 mm med olika typer av ballast. Från
Schwan 2006
5.2 Rekommendationer grov ballast
R 2 = 0,8253
R 2 = 0,7019
R 2 = 0,5745
35 37 39 41 43 45 47 49
Andel (0-2) mm %
Runda eller kubiska partiklar kräver minst finmaterial för att ge en bra arbetbarhet. Enklast är
att göra lös packning på grovballasten (>4mm). Packningen registrerar också kornkurva.
32

2011
Generellt ger bra lös packnig en lämplig ballastsammansättning. För närmare utredning kan
man sikta upp materialet och göra packningsförsök för varje fraktion för sig.
Packningsvärden används oftast som ingångsdata i proportioneringsprogram. Man kan
emellertid även mäta kornform eller använda spaltsikt. För kvalité test är antagligen spaltsikt
enklast. När det gäller grovballast kan man relativt enkelt lära sig att med det nakna ögat
bedöma kornform.
5.3 Finballast
Som finballast räknas alla partiklar som passerar 4 mm sikten. Med hjälp av lös packning eller
antingen på hela kurvan eller för enskilda fraktioner kan man få en uppskattning av kornform.
Med hjälp av spaltsikt kan man ganska bra få fram kornform ner till ca 1 mm.
För att underlätta testning och provtagning kan man betrakta 2-4mm som en fraktion, 0,125-2
mm som en annan och allt material under 0,125 mm som en tredje. Försök (Kapitel 5.3 i CBI
rapport 2011) visar att runt 25-30 vikt % av 2-4 mm är optimum i 0-4 mm fraktionen. Över
detta så ökar framför allt den plastiska viskositeten. Praktiska försök visar också att
sammanhållningen försämras vid högre halt 2-4 mm. Även 2-4 mm fraktionen bör vara
kubisk.
Som visats tidigare så varierar 0-2 mm fraktionen kraftigt (Figur 9). Generellt vet man att den
är bra om alla partiklarna är kubiska men så är oftast inte fallet speciellt i de finare
fraktionerna med monomineraliska partiklar. Om 0-2 mm fraktionen är bra kan man ganska
enkelt verifiera detta med hjälp minislump eller rinntid av standardbruk.
Man kan även få fram kvalitén på 0-2 mm genom att mäta rinntid eller genom packning och
då speciellt lös packning. För att närmare utvärdera finmaterialet måste man dela upp det. En
sådan uppdelning är 0-0,125 mm och 0,125 till 2 mm. Fraktionen 0,125 till 2 mm kan
utvärderas genom lös packning eller rinntid för ren ballast.
Sambandet mellan dessa utnyttjas för utvärdering på Nya Zeeland (Day 1999). Detta är en till
synes enkel metod men det finns problem (CCAA 2007). För att den skall ge bra resultat så
fordras att man siktar bort fillerfraktionen då för höga halter filler ger samma resultat som
grövre ballast dvs. ett högre flödestal. Det blir då enklare att använda packning och hålrum
direkt.
För mera avancerad analys kan man köra provning där allt material under 0,125 (eller 0,063
mm) har siktats bort och detta material analyseras för sig. I detta fall ger både packning och
flödestal och i kombination en bra indikation på både kornfördelning och kornform.
33

2011
Figur 16 .Samband mellan ballastkvalité flödestal och packning enligt Day 1999. Ny bättre
bild kommer. Samband mellan flödestal och packning vid CBI tester. Fillern är ej bortsiktad.
Ny bättre bild kommer.
De tester som anges i ballaststandarden är förutom siktkurvan Sandekvivalenttesten och
Metylenblåtesten. Sandekvivalenttesten bedömer inte kornform utan ger en indikation på
mängden filler och då speciellt mängden ultrafiller. Om sandekvivalenttalet blir lågt så måste
man utvärdera orsaken. Om fillern är av god kvalité kan man utnyttja överskottet till att
reducera mängden cement (kapitel 6) men om det är av dålig kvalité så måste man reducera
mängden genom tvättning eller vindsikt.
Metylenblåtesten (MB) ger en indikation på mängden lera och då speciellt svällera i
fillerfraktionen. Det är en för betong viktig analys då för höga halter svällera kan be problem
med beständigheten. Det är en viktig analys för karbonat och basiska bergarter men ger sällan
någon väsentlig information om kvalitén på granitiskt berg. Med granitiskt berg får man en
viss mindre förhöjning av MB om fillern innehåller mycket ultrafint material och glimmer,
men det är svårt att utvärdera
Kornformen är viktig för finmaterialet. Det mest exakta sättet är att mäta kornformen i alla
fraktioner men detta är en kostsam analys och rekommenderas därför endast för en
grundläggande analys. I finfraktionerna ges flakigheten till största delen av biotit eller något
annat flakmineral som klorit. Ner till ca 0,125 mm så kan man räkna för hand men det blir allt
svårare ju mindre korn man har. Kvalitén på finmaterialet kan även relativt enkelt utvärderas
genom antingen en brukstest eller genom en vattenbehovstest enligt Puntke eller genom en
utflytstest (Kapitel 3.4.5). Med utgångspunkt från en mera grundläggande petrografisk analys
blir det enklare att finna en mera exakt produktionskontrolltest.
5.4 Förbättringsåtgärder
Resultaten visar att arbetbarheten är relaterad till kornkurva och kornform. För att få en
optimal betong med så lite cement som möjligt så skall all partiklarna vara runda/kubiska
ända ner i fillerfraktionen. Med mera kubiska partiklar minskas behovet av pasta och därmed
Flödestid [s]
45
40
35
30
25
20
Grov-dålig
arbetbarhet
Material 0-2
40 42 44 46 48 50 52
voids [%]
Dålig
gradering
eller kornform
Fin- dålig
arbetbarhet
DINsand
N3
K27
K29
K40-3
K41-1
K41-2
K48
K51
K55
K59
K57
K60-1
34

2011
cement. När det gäller grövre ballast så vet man sedan länge att VSI-krossning en mera kubisk
produkt som är bättre för betongtillverkning.
Effekten av VSI-krossning för finballast har undersökts av Quist & Evertsson 2010 och
Åkesson & Tjell 2010. Effekten har från en del försökskrossning utförd av industrin har
utvärderats hos CBI och resultaten finns redovisade i CBI-rapport x:2011.
I rapporten av Quist och Evertsson är en av slutsatserna att VSI-krossning ger bra resultat och
mera kubiska partiklar ner till cirka 0,4 mm. I Arbetet från Åkesson och Tjell som analyserat
resultatet med bildbehandling visar de på bra resultat ända ner i fillerfraktionen. I det material
som undersökts på CBI påvisas mera kubiska partiklar i fraktionerna större än ca 0,4 mm. Det
verkar som om VSI-krossning eller bearbetning ger bättre partiklar ner till mineralgränsen,
dvs. till den partikelstorlek där fria mineral börjar dominera.
En nackdel med VSI-krossning som de uppmärksammat i Norge (Wigum et al 2009) är att
metoden producerar mera finmaterial både mindre än 4 mm och mera filler.
En annan enkel metod är vindsiktning. En vindsikt använder ett cirkulerande luftflöde för att
separera partiklar. Olika vindsiktar och metoden finns beskrivna i Wigum et al (2009). Finare
och lättare partiklar separeras från de större och tyngre och kan samlas upp separat. Man kan
även separera pariklar genom att använda vatten. Genom att ställa om maskinen kan man
separera på olika storlek. Detta är en metod som relativt enkelt kan minska den ofta för stora
mängden filler. Genom att sätta ihop olika fraktioner kan man få en optimal kurva.
Vindsikten kan även användas för att minska mängden glimmer. Glimmerflaken är relativt
lätta och anrikas därför i de finare fraktionerna. Detta medför att, om man jämför med en
vanlig sikt, mängden glimmer ökar i de finaste fraktionerna (se Figur 1-13 i CBI-rapport
x:2010). Metoden för att minska mängden glimmer blir därför att vindsikta materialet och
sedan ta bort den eller de finaste fraktionerna och ersätta det med annat material. Det måste
dock utprovas för varje täkt för sig och beror på i vilken fraktion som glimmern sitter.
I många fall kan ballastens egenskaper förbättras med hjälp av tvättning (kapitel 3.3.1.4 i CBI
rapport 1:2008). Om ballasten innehåller leror eller omvandlade partiklar i fillerfraktionen ger
tvättning oftast bra resultat. Att bara ta bort de finaste partiklarna kan ibland vara bra men om
fillern är bra kan man utnyttja den för att sänka cementhalten. Ett bra granitiskt filler
innehåller huvudsakligen kvarts och fältspat. Hornblände är oftast inget problem.
Glimmer kan även floteras men det är antagligen en för dyrbar metod. Flotering är en metod
som används av gruv- och mineralindustrin och bygger på att luftbubblor transporterar
mineral specifikt till ytan där det ”skummas” av. Genom olika kemikalier så kan man påverka
mineralytan så att det specifika mineralet fastnar på bubblorna. Flotation av glimmer är en
utarbetad teknik.
Om glimmern är en biotit kan man ta bort den med magnet. För effektiv sortering i
finfraktionen krävs antagligen magnetseparation i vatten vilket skulle göra det till en
antagligen för dyr metod.
35

2011
6 Cementreducering
I den färska betongen är cement en partikel. Den absorberar en del vatten och bildar på ytan
en tunn hinna av cementhydrat (Lagerblad & Fjällberg 2008) men i praktiken är den en
partikel. I Storleksordning ligger cementpartikeln i fillerfraktionen (

2011
efter en viss dosering så separerar det. Med det magra gruset kan man också få dålig
sammanhållning.
Flytgränsspänning
300
250
200
150
100
50
0
o No SP
o 2ml SP
o 4ml SP
o 6ml SP
o 8ml SP
o 14ml SP
SP
Kurva 1
Kurva 2
Kurva 3
Kurva 4
Separation
Figur 18. 0Diagram som 2 visar effekt 4 av flytmedel 6 (SP) på 8reologin på 100-2 mm bruk. 12 Kurva 1
innehåller mest finmaterial medan Kurva 4 innehåller minst. Den runda ovalen visar att
bruket separerar.
Plastisk viskositet [Pa.s]
Med hjälp av superplasticerare är det möjligt att dels acceptera högre halter filler dels tillföra
ytterligare filler.
Figur 19 visar en serie betongexperiment (0/16 mm) där fillerhalten successivt ökats (Horta
2011). Som filler har använts vindsiktat material från K20 som domineras av material < 0,25
mm. För att få fram effekten av ökad mängd finmaterial/filler gjordes en serie experiment av
Horta (2011). Filler-materialet kom från finfraktionen av vindsiktat material från K20.
I detta gjordes två serier betong med minskande mängd cement. I den ena serien ersattes
cement med filler/finmaterial och vattenmängden hölls konstant vilket innebär höjt vct. I den
andra serien tillfördes filler/finmaterial medan vct hölls konstant vilket fordrar en ökad mängd
superplasticerare. I detta experiment var finmaterialet/fillern av god kvalité, dvs. kornen var
kubiska och mängden glimmer/lera låg. Resultatet visar att man med hjälp av
superplasticerare och filler distinkt kan minska mängden cement.
Detta medför att man kan acceptera den normalt högre halten av filler i krossgrus och använda
denna för att reducera cementhalten. Det fordrar dock att fillern håller en god kvalité. Ett
problem är att betongen blir ganska seg varför man måste proportionera med viss försiktighet.
37

2011
Tryckhållfasthet [M Pa]
50
40
30
20
10
0
310 kg cem ent
211 kg w ater
vct = 0,68
SP 0,8 g/kg cem
290 kg ocem ent
51 kg filler
197 kg vatten
vct = 0,68
SP 1,6 g/kg cem
290 kg cem ent
17,2 kg filler
211 kg vatten
vct= 0,73
SP 1,4 g/kg cem
0 5 10 15 20 25 30 35 40 45
Cem ent reduktion [kg/m 3]
270 kg cem ent
104 kg filler
184 kg vatten
vct = 0,68
SP 2,4 g/kg cem
270 kg cem ent
34,4 kg filler
211 kg vatten
vct = 0,78
SP 0,9 g/kg cem
w /c const.
w ater constant
Figur 19. Experiment med konstant finmaterial/pasta mängd och där cement och vatten
ersatts med extra filler. All ballast från kross (0/16 mm). I en serie av försök (blå linje)
ersattes cement och vatten (konstant vct) med finmaterial/filler. I den andra försöksserien så
ersattes cement med filler medan mängden vatten hölls konstant (ökande vct). Från Horta
2011.
Generellt innehåller krossballast mera finmaterial och filler än naturgrus. Dessa experiment
visar att det inte behöver vara någon en nackdel. Om fillern håller god kvalité kan man
utnyttja den större andelen filler för att ersätta cement men det kräver i allmänhet att man ökar
mängden superplasticerare. Vilken effekt det har beror även på fillern och cementets
kornstorleksfördelning. Liksom för ballast generellt gäller det att ha en kontinuerlig
storleksfördelning. Optimalt bör fillern vara antingen större eller mindre än cementet men det
är oftast inte möjligt att styra. Med ultrafina partiklar, partiklar som är finare än cement kan
man ersätta närmare hälften av cementet med utan att styrkan minskar (Lagerblad & Vogt
2005, Vogt 2010). Detta är extremt och ultrafina partiklar är dyra men man kan även utnyttja
effekten genom att öka finmaterial/filler och minska mängden cement utan att styrkan går ner
38

2011
7 Rekommendationer.
7.1 Nyetablering av täkt
Även om täkten kan ge en alldeles utmärkt sten så är det inte sagt att stenmjölet får tillräckligt
bra egenskaper för att passa till betong. Eftersom fördelningen mellan sten och grus i en
betong är ungefär lika stor, så är stenmjölets egenskaper viktiga och man bör ta med
stenmjölet vid utvärderingen inför etableringen av en ny täkt. De bergarter som vi har tillgång
till är karbonatbergarter, basiska bergarter och granitoida bergarter. Som ett första steg måste
man göra en bergartsbesiktning. Bergarter kan även inom en bergartstyp variera ganska
mycket.
När det gäller karbonatbergarter bör man söka en massiv kalksten. Sedimentära kalkstenar är
ofta porösa och kan innehålla olämpliga leror som ger problem med beständigheten. De kan
även innehålla alkalireaktiva komponenter både alkalisilika- och alkalikarbonatreaktiva
komponenter. En bergartsanalys kan leda fram till att man måste göra en selektiv brytning.
Krossprodukten måste därför testas med metylenblå test (SS-EN 933-9) som avslöjar skadliga
leror och med en petrografisk test som avslöjar alkalireaktiva komponenter. Även förekomst
av magnetkis och sulfatmineral bör testas.
Basiska bergarter som diabas, basalt och gabbro är ofta massiva men de kan ha problem med
omvandlingar och skadliga leror. En metylenblåtest är viktig. Magnetkis kan förkomma och
eventuell förekomst bör undersökas (SS-EN 932-3 och 1744-1).
En granitisk eller en granitoid bergart definieras genom att den innehåller fri kvarts som
mineral. I övrigt finns det en stor variation. Denna variation kan man även finna inom en täkt.
Detta medför att man vid en analys av en krossprodukt från en täkt måste göra en petrografisk
analys med avseende på homogenitet eller sammansättning och utbredning av de olika
bergartstyperna. Ur beständighetssynpunkt måste man kontrollera alkalisilikareaktiviteten
(ASR). Porfyrer och deformerade graniter (myloniter och skiffriga gnejser) kan ge ASR. Man
bör även testa om bergarten innehåller magnetkis på grund av risken för sulfatreaktion och då
de ger fula ytor. Skadliga leror är sällsynta i granitoida bergarter men kan förkomma om
bergarten är hydrotermalt omvandlad.
Det största problemet med de granitiska bergarterna är förekomsten av glimmer i
finmaterialet. Man bör därför göra en provkrossning och förekomsten av glimmer i 0,125-
0,250 mm fraktionen bör vara låg och inte överstiga 10 volym %. Med blotta ögat kan man
observera om det förkommer glimmer i de större fraktionerna. Med grovkorniga bergarter kan
man finna fri glimmer i fraktioner över 1 mm. Liksom i finfraktioner är det även här negativt
för arbetbarheten.
Ur praktisk synpunkt kan det vara svårt att finna ett lämpligt lokalt berg. Ofta ligger täkterna
också i blandat berg ofta gnejsigt granitiskt berg. Ett sätt att lösa detta skulle kunna vara att
bryta selektivt för material som helt krossas ner till under 1-2 mm och använda detta används
som finballast. Man kan bryta selektivt inom brottet eller ta material någon annanstans ifrån
och använda detta som finmaterial. Det skulle även kunna gå att som är vanligt utomlands att
blanda naturgrus och krossat berg till en lämplig sammansättning.
39

2011
7.2 Ballastanalys för betongproportionering
De generella testerna för beständighet finns redovisade i SS-EN 21260 och i Lagerblad
Trägårdh (1995). Nedan diskuteras därför generellt det som påverkar proportionering och
cementförbrukning.
7.1 Grovballast
När det gäller grovballast så skall kornen vara så runda/kubiska som möjligt. Kubisiteten kan
bestämmas genom antingen genom spaltsikt, formindex eller genom lös packning.
Detta används som ingångsdata (kompletteras av H-E Gram.
7.2.2 Bruk-finballast
Finfraktionen kan undersökas enligt en rad SS-EN metoder (se kapitel 3)
Det finns en red olika orsaker till att en ballast fungerar bra eller dåligt i en betong. I grunden
skall alla partiklarna vara runda eller kubiska. Normalt innehåller krossgrus för mycket filler i
förhållande till naturgrus. Detta kan man idag korrigera med hjälp av flytmedel.
Hur en finballast fungerar i betong kan undersökas med hjälp av bruksprover .
Utflyt i Hägermankon
Rinntid i tratt.
Reologisk undersökning av bruk (referenser i rapporterna)
Fillerfraktionen
Puntke
Utflyt
Reologisk undersökning av mikrobruk (referenser i rapporterna)
För kvalitétskontroll finns en rad olika prover och testningar. För att få fram hela bilden
behöver man en översiktsprofil som är baserad dels på variationen i täkten dels på mera
specifik undersökning. Detta är också viktigt för att få fram om man på något enkelt sätt kan
förbättra egenskaperna.
Man behöver veta:
Kornfördelning. Detta kan man få fram genom en siktanalys kompletterad med
Lasersikt, Metylenblåtest BET-yta och Sandekvivalent. Fillern bör också undersökas
med hjälp av röntgendiffraktion.
Kornform. Detta kan man få fram genom en bildanalys och petrografisk analys. Den
petrografiska analysen kan innehålla bildanalys och räkning av glimmer i de olika
fraktionerna.
40

2011
Metylenblå testen och vattenabsorbtionstesterna är grundläggande tester som avslöjar om
ballasten kan ge upphov till beständighetsproblem. Generellt så ger emellertid höga värden på
båda testerna även upphov till problem vid proportionering.
Olika typer av betong kräver olika egenskaper hos finballasten. Då även cement i den färska
betongen är en partikel så spelar vct och typ av cement en stor roll. Generellt så kräver en bra
finsand runda/kubiska korn och en viss kontinuerlig kronkurva. När det gäller fillern så skall
dess storlek helst inte kollidera för mycket med den hos cementet.
Utifrån bruks- och betongförsöken inom projektet har ett förslag på gränskurvor för 0/2 mm
fraktionen arbetats fram (se figur 20). Ballastmaterial med gradering ovanför gränskurva A
kan fungera väl som betongballast beroende på dess kvalitet och vilken betongtyp den skall
användas till. Men det kan vara lämpligt att utföra en noggrannare analys av materialet om
kurvan faller utanför gränskurvan. Om filler och finmaterialhalten överstiger gränskurva A
kan man ofta klara betongen genom flytmedel men hur mycket man behöver beror på kvalité.
Kvalitén beror på kornform och fillerns sammansättning. Därför bör man om fillermängden är
för hög göra en speciell utredning av dess mineralogi och kornform. Med mindre finmaterial
än gränskurva B finns det risk för dålig sammanhållning och för stort vatten/cement behov.
Passerar (%)
100
90
80
70
60
50
40
30
20
10
Gränskurva A (kross)
Gränskurva C (kross)
0
0,01 0,1 1 10
Sikt (mm)
Figur 20. Förslag till gränskurvor för 0/2 mm fraktionen från krossat berg.
Finmaterialet kornform kan man få fram genom bildbehandling. För att få ett bra instrument
för bedömning bör materialet siktas upp och varje fraktion analyseras för sig. Om bergtäkten
är homogen behöver detta endast göras vid en preliminärbedömning. För partiklar över 1 mm
kan man använda flakighetsindex, flödestid eller packning för att enkelt kontrollera kvalitén.
För finare partiklar kan man även här använda lös packning. Flödestid fungerar inte för de
finaste partiklarna. Bruksprovningar avslöjar ganska snabbt kvalitén.
Röntgendiffraktion kan avslöja om fillern innehåller mycket glimmer eller lera vilka brukar
vara de som försämrar kvalitén. Glimmerhalten bör vara lägre än 7-8 volym % i alla
fraktioner. Detta motsvarar en partikel koncentration på runt 10 %. Fraktionen 0,125-0,250
mm rekommenderas som referensfraktion och ger ofta en god indikation även på halterna i
mindre fraktioner. F-aspekt bör ligga distinkt över 0,40 helst över 0,45. Det är svårt att
beräkna kornform i fillerfraktionen. Röntgendiffraktion och/eller SEM kan snabbt avslöja om
41

2011
det finns stora mängder glimmer eller lera som kan ställa till med problem. Med utflytsmått
(kapitel 3.4.5) kan man få fram kvalitén på 0-0,125 mm fraktionen. Värdet (vatten/pulver) bör
understiga 0,45 och helst ligga under 0,40.
Kornfördelningen i detalj avslöjas av lasersikt. En hög BET-yta indikerar hög halt av mycket
finns material. Ett lågt värde på sandekvivalent testen indikerar mycket ultrafint material.
Sandekvivalentvärdet bör överstiga 70 då ett lägre värde indikerar problem med för mycket
ultrafint material och leror etc. Mycket ultrafint material kan användas för att tillsammans
med flytmedel sänka cementhalten men det kräver att det ultrafina materialet håller god
kvalité.
Om finmaterialet fillern/håller bra kvalité kan man kompensera detta med flytmedel. Sämre
finmaterial/filler kräver stora mängder flytmedel och man kan få problem men att betongen
blir för seg. Generellt har undersökningarna visat att om BET-ytan är större än 2000 m 2 /kg så
ställer ofta fillern till med problem på grund av höga halter glimmer eller lera. Om
Metylenblå-värdet överstiger 5 gram metylenblått per kg prov så är antagligen lerhalten i form
av svällera för hög. Med ett värde på över 1 bör man se närmare vad det beror på. Detta gäller
emellertid endast om fillerhalten överstiger det rekommenderade värdet i figur 20. Både när
det gäller BET-yta och metylenblå har naturgrus relativt höga värden men detta kompenseras
av att mängden filler generellt är låg. Innehåller fillern olämpliga partiklar som lera eller
glimmer bör det tvättas eller tas bort med vindsikt.
Kornkurva, lös packning och flisighet och vattenbehov behövs vid proportionering. Lös
packning/flödestid för olika fraktioner kan ge en första indikation på krossgrusets lämplighet.
Ett utflyttest med Hägermankon indikerar grusets inverkan på betongens reologi och
vattenbehov. Om man gör utflyt med en standardgradering får man fram själva
materialegenskapen.
Utflyt (Hägermankon) på 0-1 eller 0-2 mm material mäts bäst med en standardiserad
blandning av ballast, cement och vatten. Det ger en allmän information om finballasten och
ett bra utflyt indikerar i allmänhet att det är bra för betongtillverkning. Med en standardiserad
sammansättningskurva får man fram om det beror på sortering eller materialet som sådant.
Om det beror på materialet måste man gå längre och med andra analyser ta fram vad det beror
på och se om man kan förändra egenskaperna på ett kostnadseffektivt sätt.
Om finballasten inte uppfyller förväntade krav kan en del åtgärder vidtas:
Om sorteringkurvan är ogynnsam kan man sikta om materialet (vanlig sikt eller
vindsikt)
Om partiklar över 0,25-0,5 mm (beror på var mineralgränsen går) är flakiga (högt
flisighetsindex) kan man använda kubisering (VSI-kross) för att förbättra kornformen
på material större än 0,25mm.
Om BET-ytan är mycket stor eller om sandekvivalentvärdet är litet kan man tvätta
eller vindsikta materialet för att få bort de minska partiklarna.
Om mängden glimmer är hög kan man vindsikta materialet. Vid vindsiktning följer
glimmerpartiklarna med i de finare fraktionerna. Detta medför emellertid att man måste
förkasta den finaste vindsiktsfraktionen och ersätta denna med en annan filler. Fillern behövs
för att cementförbrukningen inte skall bli för stor.
42

2011
8 Referenser
Aggregates Sand Gravel and crushed rock aggregate for construction purposes, Ed
Smith, M.R., Collis, L., Geological Society Engineering geology Special Publication
No 9, London 1993.
The aggregate Handbook, Ed. Barksdale, R., National Stone Association, Washington
DC, 1991.
CCAA 2007, Research Report, Manufactured sand, national test methods and
specification values, Cement Concrete & Aggregates Australia, January 2007
CCAA 2008, Guide to the specification and use of manufactured sand in concrete,
Cement Concrete & Aggregates Australia 2008, T60, 2008.
Danielsen, S.W., Rueslåtten, H.G. Feldspar and mica. Key minerals for fines
aggregate quality. Bulletin of the International Association of engineering geology,
No. 30, Paris. 1984
Dewar, J.F. Effect of mica in the fine aggregate on the water requirement and strength
of concrete. Tech. Rep. Cem. Conc. Assoc., London, 1963
De Larrard, F., Sedran, T., Cem. Concr. Res 2002
Dietsch, S., Replacement of Cement with fines of Crushed aggregates, Student
Research Project part of Master Science Degree, Bauhaus-Universität-Weimar, F.A.
Finger-Institute fur Baustoffkunde. (Supervisor Björn Lagerblad, CBI, Matrikel no
21035, 2010.
Doyle, B. J. The effect of crushed granite fine aggregate on concrete strength and
workability., CGLI Advanced concrete technology course 1972, CITY & Guilds ACT
project 72/7
Ellis, G., The use of crushed rock fines in concrete. Advanced concrete technology
course 1989-individual project.
Horta, A., Environmental Implications of replacing natural sand into crushed rocks in
concrete. Examensarbete KTH, handledare Björn Lagerblad, Publiseras under 2011.
Hunger, M., Brouwers, H.J.H. Flow analysis of water-powder mixtures: application of
specific surface area and shape factor, Cement and Concrete Composites 31, s 39-59.,
2009
Johansen, K.I., Laanke B., Smeplass, S., Crushed sand as a complementary aggregate,
ERMCO 95, Proceedings of the XI th European Ready Mix Concrete Conference.
1995
Johansson, L., Klevbo, G., Concrete with crushed aggregate, CBI research, 1:81, 137
pp, 1981.
Järvenpää, H., Quailty chacteristics of fine aggregates and controlling effects on
concrete., Acta Polytechnica, Civil Engineering and Building Construction Series, Ci
122, Espoo 2001, 243 pp, 2001.
Lagerblad, B. & Trägårdh, J, Ballast för betong, CBI rapport 4:95, 1995
Lagerblad, B,Kornkurvans och sorteringskurvans effekt på reologiska egenskaper,
MinFo projekt nr A 2000-3, Maj 2002.
43

2011
Lagerblad, B, Westerholm, M., MinFo projekt rapport nr A2000-3.1, Rapport etapp II
mars 2003, Krossad Ballast i betong.
Lagerblad, B., Jacobsson, B., Smectite clays and concrete durability, Proceedings of the
19 th international conference on cement microscopy, Cincinnati, Ohio USA, pp151-163 ,
1997.
Lagerblad, B., & Trägårdh, J. Ballast för Betong-egenskaper, karaktärisering
beständighet och provningsmetoder78 pp, CBI-rapport 4:95, 1995.
Lagerblad, B., Vogt, C., Ultrafine particles to save cement and improve concrete
properties, CBI report, 1:2004, 2004
Lagerblad, B., Westerholm, M, Fjällberg, L., & Gram, H.-E.,Bergkrossmaterial som
ballast i betong (Crushed rocks as aggregate in concrete)):. CBI-rapport nr 1:2008, CBI
Betonginstitutet, Stockholm, 121 s, (In Swedish with english summary), 2008
Lagerblad B., Fjällberg. L., Tidig hydratation-Styrande mekanismer och modell (Early
hydration-mechanism and modell) CBI rapport 2:2008, (In Swedish with english
summary), 2008
Malmberg. B., Betong med krossgrus som ballast - en litteraturinventering. CBI
forskning 7:79, 1979.
Persson, A-L. Image analysis of fine aggregates: Characterisation of shape and grainsize
parameters. Lic-avh. Avd. Teknisk Geol., Inst för Anl och Miljö. KTH, 1996.
Persson, A-L. Image analysis of shape and size of fine aggregates, Engineering
Geology, 50, 177-186, 1998.
Sahu, A.K., Kumar, S., Sachan, A.K. Crushed stone waste as fine aggregate for
concrete., The Indian Concrete Journal, p 845-848, Jan. 2003
Schwan, Y., Betongballast av krossat berg med partikelsprång, KTH, ISSN 1103-
4297, 2006.
Kwok, A.C.W., The effect of silt content in crushed granite fine aggregate on the
strength and workability of superplasticized concrete. ACT course project 1996-1997.
ACT project 97/7.
Tobin, R.E. Flow cone sand tests. ACI Journal, title no. 75-1, januari 1978, s. 1-12.
Tossavainen, M. Metodutveckling glimmeranalys-VSI krossens inverkan på glimmer,
MinBas II, projekt 2.2.6, 2010.
Wigum, B. J., Danielsen, S. W.. Hotvedt, O., Pedersen, B., Production and Utilization
of Manufactured Sand. , State of the Art, Coin Project report, Sintef, 12-2009
Westerholm, M. Rheology of the mortar phase of concrete with crushed aggregate.
Licentiateavhandling, Luleå Tekniska Universitet, avdelningen för mineralteknik,
2006, ISSN: 1402-1757.
Quist & Ewertsson 2010
Åkesson, U., Tjell, B. Geological parameters controlling the improvement of
manufactured sand using vertical shaft impact crushers instead of cone crushers, XXV
International mineral processing congress (IMPC) 2010 proceedings, Brisbane,
Australia, 6-10 september, 2010.
44