Slagg från sopförbränning som vägmaterial : en inventering av erfarenheter

VTIsärtryck

118

1987

Slagg från sopförbränning som vägm aterial -

en inventering av erfarenheter

P eet Höbeda

Särtryck ur: U tnyttjning av slagg från avfallsförbränning.

SYSAV

Reforsk nr 06,1986, sid 17-52

Väg-ochTrafik-

S tatens väg- och tra fikin stitut (V T I) • 5 8 1 0 1 Linköping

VTIsärtryck

1 1 8

1987

Slagg från sopförbränning som vä g m aterial­

en inventering av erfarenheter

Peet Höbeda

Särtryck ur: U tnyttjning av slagg från avfallsförbränning.

SYSAV

Reforsk nr 06,1986, s/d 17-52

VägochTrafik-

Statens vag- och tra fikin stitut (V T I) • 5 8 1 0 1 Linkopmg

2 V Ä G T E K N IS K A E G E N S K A P E R HOS S L A G G 1

2.1 G raderin g och sam m ansättning 1

2.2 T jä lf ä rlig h e t 4

2.3 Packningsegenskaper 4

2 .4 B ärigh etsegen sk ap er 5

2.4.1 C B R -värd en 6

2.4.2 E lastisk och perm anent d efo rm a tio n 7

2.5 K em isk a reak tion er som p åverk ar slagg 10 3 E R F A R E N H E T E R A V S L A G G I V Ä G L A G E R 14

3.1 B an k fylln ad sm a terial 14

3.2 O stab ilisera d e b är- och förstä rk n in g sla ger 15

3.3 S litla gergru s 21

3.4 K a lk sta b iliserin g av slagg 21

3.5 C em e n tsta b ilise rin g av slagg 22

3.6 S lagg som b eton gb alla st 23

3.7 S lagg i bitum inöst bundna la g e r 24

4 B E D Ö M N IN G 25

1 IN L E D N IN G

Den slagg som bildas vid förbränning av hush ållsavfall har a llt m er k om m it t ill användning i vägsam m anhang utom lands medan i S v e rig e e rfa re n h e te rn a än så län ge är begränsade. V T I har i slu te t på 7 0 -ta le t u tfö r t en la b o ra to riestu d ie av slagg från Lövsta an läggn in gen (V T I M eddelande 180) och senare av slagg från SYS A V , M alm ö s a m tid ig t som fä ltm ä tn in g a r g jo rts på p ro vsträ ck o r innehållande slagg i förstärk n in gs- la g er, u tfö rd a i M alm ö hamn och inom S YS A V ts om råde (V T I M ed delan ­ de 413). N y lig e n har också e t t exa m en sarb ete g jo rts vid Lu leå Tekniska Högskola, In stitu tion en fö r R estprodu ktteknisk (R ein k jöp 1985).

I fö r e lig g a n d e ö v e rs ik t beskrivs fö r s t de vägtek n isk a egenskaperna hos slaggen och senare diskuteras e rfa re n h e te r av praktisk användning. Påpekas m åste dock a t t m a te ria le t har v a riera n d e egenskaper och b eteckn in gen slagg är e g e n tlig e n in te h e lt re le v a n t e fte rs o m m a te ria le t in te bildats av sm älta som ex. m eta llu rgisk a s la gger (K u rth 1982). I V T I M eddelande 413 har d ä rfö r term en förbrän n in gsrest använts (j f r eng. "in c in era to r re fu s e " e lle r "in c in era te d resid u e").

M iljöp rob lem i samband med användning av slagg från sopförbränning tas in te upp i denna sam m anställning.

Sam m ansättningen hos slaggen b ero r på fa k to re r som ingående a v fa lls - sam m ansättning, som kan bl a v a rie ra m ed årstiden , förbrän nin gsteknik och d riftfö rh å lla n d e n . I vissa länder inblandas flygask an från rökgas­ rening och även produkter från avsva vln in g kan bli ak tu ella i fra m tid e n . Egenskaperna hos slaggen b ero r även i hög grad på e fterb eh a n d lin gen såsom m agnetisk avskiljn in g av järnskrot, siktning, a v v a ttn in g , "å ld rin g " av m a te ria le t i upplag m .m . P ru fe r (1969) b esk river t o m e fte rs in trin g av slagg fö r a tt öka dess k v a lite t som b yggn ad sm ateria l. Sintringen k rä ver dock en k olh ait i in gå n gs m a te ria le t på m inst 10%, annars m åste bränsle tills ä tta s . Denna process to rd e vara o va n lig.

2

V Ä G T E K N IS K A E G E N S K A P E R HOS S L A G G

Slaggen är i allm än h et vä lgra d e ra d ( j f r fig u r 1) och u p p fylle r i jä m fö ­ relse m ed svenska väganvisnin gar (B Y A 84) kraven på förstärk n in gsla - g e rm a te ria l. B Y A in n eh åller även k rav på m axim al le rh a lt och h alt organiskt m a te ria l men d et är o sä k ert om dessa k rav är tillä m p b a ra fö r slaggen.

R o e (1976) har stu d erat v a ria tio n ern a hos slagg, producerad från o lik a engelska an läggningar genom p ro vtagn in gar tim m e per tim m e, dag per dag och v e c k a per veck a . V ariation ern as bedöm des som förvå n a n svä rt små.

Slaggen är m y c k et h e te ro g e n t ill sam m ansättningen och i g rö v re m a te ria l finns r ik lig t m ed g la s fra g m e n t (o ft a sin trat ej skärande m a te ria l) och järnskrot (om m a gn etavsk iljn in g in te u tfö rs ) men även andra m e ta lle r som aluminium m .m . K orn fo rm e rn a är m yc k et kom ­ p lexa, föru to m flis ig t och s tä n g lig t m a te ria l finns även poröst sådant.

S laggen in n eh åller o fö rb rä n t m a te ria l av v a riera n d e k v a n tite t b eroen de på förbrän nin gsprocess och glöd gn in gsförlu sten anses vara en v ik tig k v a lite ts p a ra m e te r. I U S A har man fö r e s la g it (C o llin s 1978) en k la s s ifi­ c erin g v a rv id fö r vägändam ål bäst läm pat m a te ria l bör ha en g lö d g - n in gsförlu st <5% och o lä m p lig t >10% . Bestäm ningen görs vid 9 5 0 °C . I S ch w eiz (VSS 1975) har man rek om m en d era t en glöd gn in gsförlu st <5% medan i Danm ark <10% (te m p . 1 000°C ) anses tillr ä c k lig e n lig t Schm ith (1985).

R ein k jöp (1985) har b estä m t glöd gn in gsförlu sten fö r s la gger från några svenska anläggningar vid tv å te m p era tu re r:

V ik t-% vid

5 0 0 °C 9 5 0 °C

S Y S A V , M alm ö if.l 5 .8

U K A B , Uppsala 1.8 2 .1

T O R R D E N S I T E T ; ( t / m Slagg från SYSAV: Slagg från U KAB Slagg från L ö v s t a : 2.4 _ .. . j _

2.3

\ \

\

_\

2.2

s \

\

_{\ /}

! >

2. 1

\ N

fe*

2. 0

\ \ <

\ X

%

1 . 9

* *!

N \

' s, s

s *

1.8

/

/

"v

\ K

i

>x.

1 . 7

A

-—

\

N i

1.6

o— -

A

!

l

i

-V

\ l ^ v j

1.5

!

i

i

i

i

t

^

T*---r5 "4 ^ \

1 . 4

1.3

1 .2

1 . 1

0

2

4

6

8

1 0 12 14 16 18 20 22 24 26 28 30

V A T T E N H A L T , {%)

Figu r 1 K crn fö rd e ln in ga r och m otsvarande packningskurvor (tung lab oratoriein sta m p n ip g) fö r några svenska slagger (R ein k jöp 1985).

G lödgn in gsförlu sten , bestäm d vid en r e la t iv t lå g tem p eratu r, kan va ra m est re le v a n t e fte rs o m den in te påverkas av sönderdelningen av k arb o-nat, vissa s a lte r m .m . (Bauchard 1977, 1983). N å g ra undersökningar, där man k o r re le ra t ex. slaggens packnings- och b ärigh etsegen skaper med glöd gn in gsförlu sten , är in te kända.

2.2 T jä lf ä rlig h e t

G raderin gen hos slaggen an tyd er a t t den är fö g a tjä lfa r lig , n ågot som även fra m k o m m it från tjä lly ftn in g s fö rs ö k (Toussaint 1982). V T I har tid ig a re p ro v a t slagg från L ö v s ta och funnit denna ic k e tjä lly fta n d e ( j f r M eddelan de 180). K a p illa r ite te n bestäm des t ill 1.2 m. Försök har även g jo rts i Danm ark (Schm ith 1985) m ed s la gger från o lik a anläggningar och man har funnit a t t m a te r ia le t är in te tjä lly fta n d e . N a tu rm a te ria l m ed lik a rta d e gra d erin ga r var i r e g e l m er tjä lfa r lig a än slagg.

2.3 Packn in gsegen skaper

V id tung lab o rato riein sta m p n in g (SIS 027109) har man e rh å llit nästan h o riso n tella samband m ellan v a tte n k v o t och to rr skrym d en sitet med svenska sla gge r p rovade av V T I och R ein k jöp (j f r figu r 2). R esu lta ten an tyder a t t slaggen är ganska okänslig fö r p ack n in gsva tten k vot, men så v erk a r in te va ra f a ll e t i r e a lite te n ( j f r mom 2.4 och 2.5). Schwab och P r e g l (1978) har också fun n it a t t slagg från W ien är fö g a känslig fö r v a tte n k v o t vid packn in gsförsök (lä t t instam pning har u tfö rts ). Vid andra utländska försö k har man ibland e rh å llit m er d efin era d e o p tim a la p a ck n in gsva tten k vo ter. H irt (1984) rekom m en d erar a tt man gör pack­ n ingsförsök i den s tö rre C B R -c y lin d e rn ( 0 15 cm ) is tä lle t fö r norm al in stam pn iongscylin der. P ackn in gsen ergin b lir då m itt em ella n lä t t och tung instam pning. F ö r förstä rk n in g sla ger och m a te ria l h ögre än 60 cm under terra ssytan krävs 100% packningsgrad, fö r län gre ned ligga n d e m a te ria l 95% packningsgrad.

P rak tisk a e rfa re n h e te r från vägb yggn ad visar dels a t t slaggen bör utläggas vid en bestäm d v a tte n k v o t, dels axt den är svårpackad b ero en ­ de på fjäd ran d e egen skap er och k rä v er d ä rfö r hög packningsinsats. V a tten k ä n sligh eten hos slaggen beskrivs n ärm are i mom 2.4 och 2.5.

B ärigh etsm ätn in gar (jf r fig u re r 2 och 3) visar a tt s ta b ilite te n går snabbt fö rlo ra d om en bestäm d v a tte n k v o t överskrids. H irt (1984) benäm ner d ä rfö r slaggen "S c h ö n w e tte rm a te ria l". Slaggen in n eh åller svaga p a rtik ­ lar men nedkrossningen vid v ältn in g utgör in get s tö rre problem .

I Danm ark har slagg ibland le v e re ra ts vid a llt fö r hög v a tte n k v o t, v ilk e t inneburit u tläggningsproblem (Schm ith 1985). I Fran krike har man också k o n sta tera t (Bauchard 1977) a tt b ärigh eten hos u tla g t m a te ria l b lir m yc k et d ålig om o p tim a l u tlä gg n in gsva tten k vo t överskrids m ed endast 2% (j f r dessutom mom 2.5 b e trä ffa n d e självbindning). Man säger a tt v a tte n k v o te n vid u tläggning är m yc k et v ik tig , d ärem o t verk ar e t t v ä lta t s la g g la g e r ej vara särskilt vatten k än slig.

2.4 B ärigh etsegen sk ap er

I S v e rig e u tfö rs van ligen inga la b o ra to riep ro vn in ga r med avseen de på b ä righ et (s ta b ilite t) hos obundna m a te ria l, utan lä m p ligh eten bedöm s i allm än h et från siktningskurvan, halten le r och organiskt m a te ria l sam t fö r sand (s.k. B -m a te ria l) även från k a p illa rite te n .

Utom lands u tfö r man o ft a s.k. C B R -p ro vn in g (A S T M D 1883) fö r b edöm ­ ning av s ta b ilite te n hos obundna m a te ria l. D e t är fr å g a om en p e n e tra - tion sprovn ing med em pirisk föran krin g. Egenskaper som sk ju vh ållfasth e- ten sam t de elastisk a och perm an en ta d efo rm a tio n e rn a bestäm s m er sällan genom tria x ia lp ro vn in g m .m. Förstnäm nda egenskap bedöm s mindre v ik tig vid v ä g la g e r. Den elastisk a d e fo rm a tio n e n och E-m odulen kan också erh ållas vid b ärigh etsprovn in g av vägk on stru k tion er, t ex med fa llv ik t.

D et är m o tiv e ra t a tt u tfö ra m er o m fa tta n d e lab o ra to riep ro v n in ga r än v a n lig t med m a te ria l som har d å lig t kända egen skaper. V T I har således u tfö r t både C B R -p rovn in g och b estä m t elastisk d e fo rm a tio n genom s.k. S E B -försök (V T I R ap p o rt 31). Vid en jä m fö re ls e m ed resu lta ten från o lik a länder är d et dock nödvändigt a tt bl a bedöm a packningsinsatsen, e fte rs o m s tab iiitetsegen sk a p ern a s tark t påverkas a v denna fa k to r.

Danm ark, men även av V T I v id undersökning av skadade p ro vsträ ck o r i M alm ö (jf r mom 2.4.2). I vissa andra länder har man använt sig av statisk p la ttb ela stn in g.

2.4.1 C B R -vä rd en

E n lig t V TI:s e rfa re n h e te r m ed svenska sla gger, som ej behandlats genom m agn etavsk iljn in g, kan C B R -v ä rd e t va ra o v a n lig t högt, sannolikt b e­ roende på de m yc k et oregelbundna p artiklarn a som erbju der s to rt m otstånd m ot p en etra tio n . S lagg från S Y S A V hade således C B R -v ä rd e t 209 vid p a ck n in gsva tten k vo t och 130 e ft e r 4-dygns v a tte n la g rin g (i e n lig h e t med am erikansk norm ). Som jä m fö re ls e kan sägas a t t man utomlands i r e g e l anser a t t e t t b ä rla g e rm a te ria l e ft e r v a tten m ä ttn in g bör ha C B R -v ä rd e >80-100. En sådan jä m fö re ls e av slagg och naturm a­ te r ia l är dock fö g a re le v a n t.

E n lig t sch w eizisk rekom m en d ation ska C B R -v ä rd e t hos slagg läm plig t ill v ä ga r va ra >80 vid in stam p n in gsvatten k vot, men man k räver s a m ti­ d ig t a tt v ä rd e t in te ska försä m ras vid v a tten m ä ttn in g och frysnin g (j f r mom 2.5). I Fran krike har man f å t t fra m C B R -vä rd en m ellan 30 och

120 men man har in te fa s ts tä llt n ågo t undre gränsvärde.

L å g a C B R -vä rd en på <40 redovisas fö r danska s la gger (Schm ith 1985), men man har här använt sig a v lå g t p ackn in gsarbete (lä t t instam pning, som i r e g e l används vid provning av u n derbyggn adsm aterial snarare än ö ve rb y g g n a d s m a te ria l). D e danska slaggern a verk ar även ha låg h alt g ro v a p artik la r i jä m fö re ls e m ed de svenska.

Vid undersökning a v slagg från W ien (j f r mom 3.1) har man även använt sig a v lä tt instam pning. C B R -vä rd en a , erh ålln a vid ganska låga v a tte n ­ k v o te r ( 2- 10% ), va r 60-80.

H irt (1978) red o visa r sch w eizisk a e rfa re n h e te r från C B R -p rovn in gar av s la gger där järn fö r s t m a gn eta v sk iljts . Vid lä tt instam pning b le v C B R - v ä rd e t 50-70 och vid tung instam pning 80-100. Engelska s la gger har C B R -vä rd en m ellan 45-145 vid tung instam pning (R o e 1977).

2.4.2 E lasd ^ k jD ch jierm a n en tjd efo rm a U o n

Den elastisk a d efo rm e rb a rh eten hos e t t v ä g la g e r k ara kteriseras genom E-m oduien, som också ingår som p a ra m eter vid analytisk vägd im en sio - nering. Vid dansk undersökning har E-m odulen b estäm ts i la b o ra to rie t genom både tr ia x ia l- och kon soliderin gsförsök i ö d o m e te r, men också fram räknats från resu ltaten från fa llv ik ts m ä tn in ga r på vägk on stru k tio- ner. Vid tr ia x ia l- och kon soliderin gsförsöken erh ölls E -m odu ler 40-90 resp 50-100 M Pa, medan från fa llvik tsm ä tn in ga rn a fram k om E -m odu ler 80-100 M Pa. M odulvärdena fö r k on ven tion ella danska förstärk n in gsm a- t e r ia l sägs vara a v samma storleksordn in g. E -m odu ler kan dock in te b etrak tas som en o fö rä n d e rlig m a terialk on sta n t utan b ero r i hög grad på fa k to re r som v a tte n k v o t (lå g a värden vid v a tten m ä ttn in g ) och spän­ n in gsförh ållan d et (m od u lvärd et ökar med spänningen, dvs i praktiken med tjo c k le k en på ö verla gra n d e v ä g la g e r).

Vid V T I har E-m odulen fram räk n ats i la b o ra to rie t genom S E B -försök på p rov som utsatts fö r tung instam pning (V T I M eddelande 180). M ed "å ld ra d " slagg från L ö v s ta (ingen m agn etavsk iljn in g) erh ölls 100 M Pa vid 12% v a tte n k v o t och m ed "fä r s k " slagg 60 M Pa. B ä righ eten visade sig dock vara s tark t avhängig av p ack n in gsva tten k voten och fö rh å lla n d et k om p liceras dessutom av a tt en självbindning kan ske vid gynnsam m a förh ållan d en ( j f r mom 2.5). Med slagg från S Y S A V erh ölls vid m o tsva­ rande provning E-m odulen 76 M Pa vid 12% v a tte n k v o t (V T I M eddelande 413). M a te ria le t verk ad e tä m lige n "fä r s k t".

I jä m fö re is e med n atu rm a terial k ara k teriseras slagg a v e t t h ögt C B R - värd e i förh å llan d e t ill E-m odul. D e oregelbundna p artiklarn a u tövar ty d lige n e t t s to rt m otstånd vid p e n e tra tio n sfö rsö k et, men ten dera r a tt fjä d ra vid b ela stn in gfö rsök et. C B R -v ä rd e t kan va ra särskilt högt fö r slagg där järnskrot ej avsk iljts. Slaggen k ara k terisera s av hög skju vhåll- fa s th e t, dvs m otstå n d sk raft m ot sådan d e fo rm a tio n som fö r t ill b ro tt (ex. skred vid fy lln in g a r).

Den perm anenta d efo rm a tio n en hos slagg har b erä k ra ts i Danm ark från upprepat belastnin gsförsök i tria x ia la p p a ra t v a rv id v ä rd e t 0.5% erh ölls e ft e r 50000 la stvä x lin ga r. Samma värd e sägs g ä lla fö r gru sm ateria l.

E n lig t v ä g e rfa re n h e te r från S v e rig e verk ar d et också som slaggens fjäd ran d e fö rm å ga , snarare än tendensen t ill perm anent d efo rm a tio n , är k arak teristisk fö r m a te r ia le t (j f r även nedanstående e rfa re n h e te r från M alm ö).

Slaggens b ä righ e t har även te s ta ts vid d irek ta m ätningar på packat m a te ria l. I W ien har man vid statisk p ia ttb ela stn in g på s la g g fy lln in g funnit E -m odu ler 17, 59 och 70 M Pa vid fö rsta , andra resp tr e d je belastnin gen . R e s u lta te t från andra belastnin gen används i Ö s te rrik e fö r k on tro ll a v b ä righ et hos u tla g t m a te ria l. D e t erh ålln a v ä rd e t sägs m o tsvara d et hos b ärlagergru s. (D en stora skillnaden m ellan l : a och 2:a belastnin gen ty d e r dock på d ålig packning av fylln in g en ). E -m odu ler vid statisk p la ttb e la s tn in g har även b estäm ts i Fran krike och S ch w eiz va rvid värden 50-80 M Pa resp 95-150 M Pa erh å llits . D e re l. höga värden a på sch w eizisk slagg kan b ero på viss självbindning (j f r mom 2.5).

E n lig t C h ee (1978) kan en vägkonstruktion innehållande förbrän nin gsrest visa h ögre d e fle k tio n (säm re b ä rig h e t) än en m otsvarande konstruktion med n a tu rm a teria l. Man har i Fran krike också h a ft funderingar på a tt vid användning av slagg gö ra as fa ltb e lä ggn in ge n m er fle x ib e l (använd­ ning av m jukare b in d em ed el m .m .). F a rw e r (1978) säger också a t t man ibland o b s e rve ra t a t t s ia g g la g e r i H am bu rgtrakten in te h elt m o ts v a ra t förvä n tn in garn a b ä righ etsä ssig t. E n ligt H irt (1978) har man dock i S ch w eiz in te m ärkt några skillnader i d e fle k tio n vid bärigh etsm ätn in gar på vä ga r m ed och utan s la g g la g e r.

V T I har u t fö r t fa llv ik ts b e la s tn in g på fr a m g r ä v t förstärk n in gsla ger i p ro vsträ ck o r, både inom M alm ö hamn och inom S Y S A V :s om råde (V T I M eddelande 413). E-m odulen var i d et fö r s ta f a ll e t 96-102 M Pa och i d et senare f a l le t 53 M Pa. I d et senare f a ll e t lig g e r dock vägen på en fy lln in g beståen de av sopor. F ö rstä rk n in gslager av sand (B -m a te ria l) som provades fö r jä m fö re ls e hade h ögre värden, 160 resp 125 M Pa. V a tte n k v o te n i slaggen var h ögre (c a 20% ) än läm p lig u tläggn in gsvat- te n k v o t (c a 12%) e n lig t packn in gsförsök (jf r mom 2.3). Sanden hade d ärem o t lä g re v a tte n k v o t e m ig t m otsvarande bedöm ning.

Y d

g /cm3

W %

CBR1

C8R2

c b r

3

( 4)

(30)

nach Verdichtung

nach Wasserlagerung

nach Frost-Tauzyklus

nach 4 Tagen

nach 30 Tagen

Figu r 2 C B R -fö rs ö k med slagg från Zürich som utsatts fö r o lik a lagrin g fö r e provning (H irt 1984).

A s fa ltla g r e n hade k ra c k e le ra t i samband med den fö rs ta tjällossn in gen . N ågon spårbildning var ej m ärkbar. V T I har ej m ed verk a t vid b ygga n d et av p rovsträck orn a och ty v ä rr saknas data från u tläggningen av slaggen, t ex av sådana v ik tig a fa k to r e r som v a tte n k v o te n , e v . "å ld rin g " av slaggen m .m . Dessutom lig g e r slaggen d elvis på plastduk, som förh in d ­ ra t dräneringen. F ra m g rä v t m a te ria l hade höga v a tte n k v o te r, upp t ill 20% , t ill skillnad från den 12% som bedöm ts läm p lig från la b o ra to rie - försö k . E rfa ren h etern a från dessa tungt tr a fik e ra d e p ro vsträ ck o r kan d ä rfö r in te användas fö r en bedöm ning av slaggens lä m p ligh et. V ä g fö r - söken an tyder dock a t t v a tten k ä n sligh eten kan vara e t t problem och slaggen bör användas m ed fö r s ik tig h e t vid hög tra fik b ela stn in g .

2.5 K em isk a re a k tio n er som p åverk ar slagg

N ybildad slagg har b liv it s lä ck t i v a tte n och är a llt fö r b löt fö r a t t d irek t kunna läggas ut och v ä lta s utan a v v a ttn in g i upplag är nödvändig. S a m tid ig t sker även kem iska re a k tio n er som g e r ökad bestän d igh et, ex. oxid a tion av m e ta lle r, nedbrytning av o fö rb rä n t organiskt m a te ria l m .m . Järn, men också aluminium (i kom bination med andra m e ta lle r), kan o x id e ra under stark v o ly m sfö rö k n in g. G ra g g e r (1982) nämner också svällning b eroen de på bildning av a lk a lis ilik a te r, su lfoalu m in ater m.m. Han m enar a tt några m ånaders lagrin g i upplag in te är tillr ä c k lig och rekom m en d erar a tt la g ra s la g g e r c a 2 v e c k o r under v a tten , ty d lige n fö r a t t utlösning a v s a lte r ska kunna ske. N å g o t sådant fö rfa ra n d e är dock in te känt från praktiken. Bauchard (1983) har funnit a t t e x o te rm a reak tio n er sker i slaggen b eroen de på a tt vid förbränningen bildad o slä ck t kalk och kalcium karbid re a g e ra r m ed va tten .

Försök som g jo rts m ed brun (o x id e ra d ) "å ld ra d " slagg och "fä r s k " sva rt slagg vid V T I visar a tt den förstnäm n da har b ä ttre vägtek n isk a egen ska­ per (V T I M eddelande 180), jf r även nedan.

E n ligt Toussaint (1982 och H irt 1984) bör en tunn a s fa ltb e lä g g n in g in te läggas d irek t på slagg e fte rs o m skador kan ske genom svällningen av obestän diga beståndsdelar. E tt 5-10 cm tjo c k t obundet la g e r av natur­ m a te ria l bör läggas på slaggen fö r a tt ta upp svällningarna. I Holland har man även o b s e rv e ra t a t t järn kan o x id e ra under beläggn in gen och ge

svällningsskador (K ro on d er och W ilm s 1977).

En konsekvens av bl a in n eh ållet av v a tte n lö s lig a s a lte r är a tt slagg kan ha vissa självbindande egen skaper. E n ligt P rü fe r (1969) kan de h ögalka­ liska slaggso rtern a vara hydrauliskt bindande, bl a beroen de på innehåll av d ik a lciu m silik at. E n ligt sch w eizisk rekom m en dation (VSS 1975) ska t o m slagg ha en viss självbindning fö r a tt vara användbar t ill vägän d a- m ål. Man k räver således a tt C B R -v ä rd e t vid instam pningskvot ska vara m inst 80 men öka såväl vid 4 dygns va tten m ä ttn in g som vid frysn in g och upptining (j f r ta b e ll 1). H irt (1984) g e r k om p lettera n d e sch w eizisk a e rfa re n h e te r m ed slagg. Figu r 2 visar resu lta t med m a te ria l från Zürich. C B R -v ä rd e t ökar med v a tte n la g rin g och fry s tö v ä x lin g . Ju län gre tid slaggen v a tten la g ra s desto h ögre s ta b ilite t få r man. S a m tid ig t visar figu r 2 a t t slaggen bör packas vid en ganska v ä ld efin era d v a tte n k v o t fö r a tt god bindning ska erh ållas. C B R -vä rd en a är låga vid höga v a tte n k v o ­ te r (>14% i ak tu ellt fa ll).

Bosse (1981) har inte kunnat finna någon sådan självbindning hos slaggen vid vä sttysk a undersökningar. Han m enar a tt orsaken t ill a tt sch w eizisk slagg binder är a tt man som re g e l blandar slaggen med den sa m tid ig t bildade flygaskan som är rik på v a tte n lö s lig a s a lte r. I V ästtyskland särdeponeras d ärem ot som re g e l flygaskan . Den är m iljö m ässigt skadli­ g a re än slaggen b eroen de på halten urlakningsbara äm nen. Toussaint (1982) har in te h elle r funnit någon självbindning hos västtysk slagg e n lig t återkom m an de p la ttb elastn in gsförsök på vägkonstru ktion er.

I Fran krike har man funnit vid provborrning i några vägkonstru ktion er a t t slaggen (m a te ria l från tv å anläggn in gar i P a ris -tra k te n ) har h a ft en p å ta g lig självbindning (Bauchard 1977). B orrkärnor m ed tr y c k h å llfa s th e - te r på c a 5 M Pa har erh å llits med slagg som le g a t sex år i vägen . Bindningen anses b ero på bildningen av e ttr in g it (e t t v a tte n h a ltig t m in eral, s.k. "c e m e n tb a c ill", som in n eh åller kalcium , aluminium och s u lfa t). L aboratorieu n dersökn in gar visade dessutom a t t slaggen svä lld e i samband med bindningsreaktionen, n ågot som är typ isk t vid e t t r in g it - bildning. K a ra k teris tis k t fö r de franska slaggern a var också de höga pH - värden a (11.7-11.8). Svällningen var dock o b e ty d lig om fin m a te ria lh a l- ten i slaggen är m indre än 5%. Bauchard anser a tt man in te kan

tillg o d o g ö ra sig bindningsreaktionen vid bedöm ning av slaggens lä m p lig ­ h et som v ä g m a te ria l utan denna utgör en e x tra sä k erh etsfa k to r.

Laboratorieu n dersökn in gar, u tfö rd a vid V T I m ed svenska s la gger från tv å anläggn in gar, g e r även vissa k o m p lettera n d e upplysningar om s jä lv ­ bindningens natur. "Å ld r a d " och "fä rs k " slagg (brun resp s va rt) från L ö v s ta har således undersökts e n lig t S E B -m etoden. E-m odulen vid o lika v a tte n k v o t har dels b estäm ts dels fö r prov d irek t e ft e r instam pning, dels fö r prov som la g ra ts 28 dygn i fuktrum fö r e p rovb elastn in g. R e s u lta te t fra m g å r av fig u r 3. "Å ld r a d " slagg har en p å ta g lig självbin d­ ning och E-m odulen ökar från ca 80 M Pa t ill ca 160 M Pa. Självbin d­ ningen sker dock endast inom e t t m yc k et b egrän sat v a tte n k v o ts in te r- v ail, v ilk e t kan vara fö rk la rin g en t ill a t t denna e f f e k t ibland har v a r it svår a tt påvisa. L ik a rta d tendens har även erh å llits vid sch w eizisk undersökning (fig u r 2). "F ä rs k " slagg har m indre ben ägen h et a t t binda, även om en viss tendens är skönjbar. E n ligt u p p gift in n eh åller slaggen in te flyga sk a . M agn etavsk iljn in g av järn har in te u tfö rts och d et är m ö jlig t a tt självbidningen d elvis kan vara av sam m a natur som vid la te r itjo rd a r, rika på järnh ydroxid (j f r också "sken h älla" i svenska p o d s o lp ro filer).

En m er begränsad undersökning har g jo rts med slagg från S Y S A V . Graden av "å ld rin g " är dock okänd. Vid en in stam p n in gsvatten kvot på 12%, läm p lig fö r utläggn in g av slaggen , b le v E-m odulen 76 M Pa. E fte r lagrin g i fuktrum under 28 dygn ökade E-m odulen t ill 172 M Pa, dvs en p å ta g lig bärigh etsökn in g har s k e tt. Inverkan av v a tte n k v o t har in te studerats på sam m a s ä tt som fö r L ö v s ta m a te r ia le t. Någon självbindning har dock in te kunnat kon stateras i slagg som använts i p ro vsträ ck o r i M alm ö hamn (V T I M eddelan de 413). Denna slagg var också e n lig t p rovgrävn in g a llt fö r fu k tig fö r självbidning (jf r fig u r 3).

170 160 150

KO

130 120 110 100 90 SO 70 60 50 AO 30 20 10

S.

2 —f Z) Q O 2 -r> 10 15 20 25 30 INSTAMPN. VATT EN KVOT V.

Figu r 3 E-m odul e n lig t SE B -m etoden fö r brun "å ld ra d " och sva rt "fä r s k " slagg från L ö v s ta . B elastning gjord dels d irek t e ft e r tung instam pning, dels e ft e r 28 dygns lagrin g i fuktrum (V 7 I M eddelande 180).

Brun slagg Svart slagg

E modul direkt efter packning.

Brun slagg! E modul e fte r 28 Svart slaggj dygns lagring

3 E R F A R E N H E T E R A V S L A G G I V Ä G L A G E R

3.1 B a n k fylln ad sm a terial

Ganska få undersökningar har g jo rts a v slagg i ban kfylln in gar, tro lig e n b eroen de på a t t de m ängder som produceras är tä m lige n små (Toussaint 1982). E n lig t C ollin s (1978) har man tid ig a re i U S A använt sig av slagg på e t t o k o n tro lle ra t s ä tt, särskilt under andra v ä rld sk rige t. S lagg finns bl a som fy lln a d under vissa g a to r i N e w Y o rk . I n yligen utkom m en b rittisk standard (BS 6543:85), angående användning av re s t­ produkter, säger man a tt slaggen läm par sig som fy lln a d s m a te ria l i vägsam m anhang. I F ran krik e (P a ris o m rå d e t) anser man a t t slaggen läm par sig t ill fy lln in g a r, fö ru to m vid den a llra största tr a fik b e la s t­ ningen (klass T |, jf r ta b e ll 2).

En p ro v fy lln in g m ed höjden c a 1.2 m har b yggts i Wien (Schwab och P r e g l 1978). Slaggen va r in te sortera d och hade varieran d e v a tte n k v o t vid u tläggnin g (4 -10 % ). F ylln in gen lades ut i tr e ca 40 cm tjo c k a la g e r och packades endast m ed en 15 tons ban dtraktor. Inverkan av an tal ö v e r fa r t e r studerades. Fylln in gen s s ta b ilite t undersöktes sedan genom p la ttb ela stn in g och slagsonderin g. D e t verk ar dock som e f f e k t i v pack ­ ning in te kunde åstadkom m as, ens e f t e r 15 ö v e r fa r t e r , e fte rs o m pack- ningsgraden v a rie ra d e m ellan 78 och 92% av lä t t instam pning. (D e t förm od a s a t t slaggens fjä d ra n d e egen skaper gör sig särskilt m y c k e t gällan de vid utläggnin g av höga bankar, egen anm .) P la ttb e la s tn in g - och son deringsförsöken visade dock a t t slaggen läm par sig som b a n k fyll­ n ad sm aterial och a t t m a te r ia le t läm pligen bör klassas som e t t grusm a­ te r ia l av gen o m sn ittlig k v a lite t.

H irt (1978) anser a t t frä m s t sådana s la gger, som in te b ea rb eta ts genom m a gn etavsk iljn in g och siktning, bör användas i fylln in g a r medan "fö r ä d ­ la d e " slagger bör användas i v ä g ö v erb y g g n a d er. Brand (1977) b eskriver fram gån gsrik användning av slagg från ga m la upplag, och därm ed av varieran d e k v a lite t, v id utbyggnad av e t t industriom råde i Ohio.

3.2 O stab ilisera d e b är- och fö rstärk n in gsla ger

E rfa re n h e te r av användning av slagg utan b in d em ed el finns från fle r a länder. Man har i Västtyskland t ex använt slaggen både som b är- och förstärk n in gsla ger, i allm än h et fö r lä t t tr a fik e ra d e väga r, gån g- och c y k e lv ä g a r m .m . S ch olz 1966, von B eck er 1980, Toussaint 11982, Kurth

1982). E tt s p e c ie llt användningsom råde är som la g e r under b eton gsten (2-5 cm sättsand m åste påföras slaggen ). I Ham burg, där man har brist på n atu rm a terial, har man s p e c ie llt in tressera t sig fö r slaggen . Man har genom bl a p ro vvägsförsö k k om m it fra m t ill a tt m a te ria le t duger som e t t undre b ärla ger i gatukonstruktioner utom vid de högsta tr a fik b e la s t­ ningarna. M a te r ia le t ges en e k v iv a le n s fa k to r på 1.25, v ilk e t i Ham burg innebär a tt 25 cm slagg kan e rsä tta 20 cm b ä rla ger av krossat natursten e lle r 25 cm gru sbärlager.

I England har man studerat förbrän nin gsslagg frä m s t genom la b o ra to rie - försök (R o e 1976). Man har funnit a tt slaggen läm par sig föru to m i ban kfylln ad er som förstärk n in gsla ger ("subbase") av typ 2 e n lig t b rittis k s p e c ifik a tio n (ty p 1 är h ögklassigare och m otsvara r närm ast svenskt b ärlagergru s). S lagg har använts i en rin ga tra fik e ra d väg m ed g o tt resu lta t. N y lig e n utkom m en b rittisk "restp rodu ktstan d ard " (BS 6543:85) är fö g a d eta lje ra d i fr å g a om a k tu ell slagg.

I S ch w eiz har man g e t t ut rekom m en d ation er fö r slagg som v ä g m a te ria l (ta b e ll 1). H irt (1984) ger dock k o m p lettera n d e e rfa re n h e te r. Man k räver a t t slaggen har självbindande egenskaper e n lig t C B R -p ro vn in g (jf r mom 2.5). Den packningsinsats man använder vid provning lig g e r m ellan lä tt och tung instam pning. M agn etavsk iljn in g och siktning ska u tföra s. E n ligt Schuler (1984) är dock många anläggn in gar a llt fö r små fö r a t t ha egna sorterin gsverk v a rfö r inhyrning av m obila sådana fö res lå s . V a tten k vo ten hös m a te ria le t få r vara m a xim a lt 16% fö r a tt v a tte n ej ska dräneras från slaggen vid hantering.

I U SA har man lo k a lt använt slaggen som förstä rk n in g sla ger (C o llin s 1978). I F lo rid a har man fö r s e g la t ytan hos u tla g t m a te ria l med bitum enm em bran fö r a tt förhin dra dammning men också v a tt e n in filt r a ­ tion.

Inom P a riso m rå d et m åste n a tu rm a teria l tran sp orteras långa väga r och man fö rsö k er d ä rfö r u tn y ttja bl a förbrän n in gsslagger (Bauchard 1977, 1983). Dessa kan användas i förstä rk n in g sla ger, såvida fin m a te ria lh a lte n <0.08 mm) är m indre än 10- 12% och glöd gn in gsförlu sten , bestäm d vid 4 0 0 °C , m indre än 5%. M agn etavsk iljn in g och fö rla g rin g i upplag u tförs och d et är m yc k et v ik t ig t a tt v a tte n k v o te n i le v e r e r a t m a te ria l in te är m er än 2% ö v e r den op tim ala . Man a vrå d er ifrån a t t använda m a te ria le t i b ärla ger, annat än vid m y c k et ringa tr a fik , såvida någon form av stab iliserin g in te u tfö rs. Man d e fin ie ra r kraven på slagg i ta b e ll 2.

T a b e ll 1 S ch w eizisk rekom m en d ation (VSS 1975) fö r egen skaper hos slagg, läm p lig fö r vägändam ål. som jä m fö re ls e har b ifo g a ts varden erh ålln a vid V TI m ed slagg (e j m a gn etavsk ild) från S Y S A V (V T I M eddelan de 413).

Impfehlungen VSS Ober die Vervendung von Kehrkhfschlscke

F ö r b r ä n n in g s r e s t

im sfrassenbau in 'S t r a s s e und Verkehr Kr.

10/75 sysa v

Rohschlacke

Aufbereitung ^ aufbercilete Schlacke ingen m

agnet-lSchUtV . . M . I . » , - W b , . roU O 0u2lita- k lo r S [h r m e n ! “ t '

— A u s b r a n d

- Tragfähigkeit

• Ausbrandqualitäl

Glühverlust oiu 51

< 5 %

8%

• Tragfähigkeil (scoUekhische Matwialcigentchallcn)

Anteil

< 0.02 mm $ 1 0 % <0.074 mm ca 10%

Maiimalkern SO so mm

Vasserge half 16 % 12% o p tim al v a tte n k v o t

CBR<

Tragfik'qkett >, 80 Vc >80

CBRj.'CBRj V s jf w s ic b lh t a t *)/ i»0 <1.0 *)

CBR3 :CBRt FrosiitobJiiäfc

ir

1.C

e j besräm t

Ramngewicht l o a ~ I k t l m *

e j bestäm t

Verdicktet ^ 1.8 t/w* 1.78 e n l . tung in sta m p -n i-n g

• Anwendungsbereich bez. Grundvassergtfährdung

A b d a n d b is

Max. Schütthöhe G r u n d * aucnpiejel

Sc.hu frzxo oe

Ione A

30cm

v 3 m

B

C0 cm

ir 2 m

C

ICO cm

—

Användnings­ om råde K o r n fö r­ delning H a lt <0.08 mm % G lödgn in gsförlu st på m at. <20 mm 4 0 0 °C 1000°C Los A n g e le s - h å llfa s th e t

Inverkan av v a tte n k v o t, w, nat=natu rlig o p t= o p tim a l

w nat w opt + 2 w nat

<w opt + 2 <w nat > w m ättnad < w m ättnad

M agn etavsk iljd slagg, e j s ta ­ b iliserad

te rra ss y ta D ej bestäm d <30 2) <20 2) <30 2) Inga problem Inga problem Risk fö r v a t-(h ögst t r a fik ­

klass T 2)

förstärk n in gs­ 0/20-0/40 3) <20 2) <1.5 2) <10 2) <40

vid tran sport och utläggnin g

vid transport, u tläggnin g m öj­ lig e ft e r v a t­ ten avrin n ing på

ten avskiljn in g, - utläggnin g möj lig e ft e r a v ­ va ttn in g på la g er, (högst trafikk lass T 2) förstärk n in gs­ la g er och bär­ la g e r vid låg tra fik (T 3- T 4) 0/20-0/40 Zf) vä lgra d era d <5 ? ? <40 vägen . vägen . K o n t­ ro lle ra a tt d et in te blir några sanitära o lä g e n h eter vid om rörin g av slaggen K om m en ta rer:

1) E rfa re n h e te r få r visa om även ic k e m a gn etavsk iljd slagg kan användas.

2) O vanstående e rfa re n h e te r härstam m ar från P ariso m råd et, d et kan finnas regio n a la skillnader.

3) A v m a gn etisera d slagg få r i re g e l d irek t läm p lig k orn förd eln in g t ill förstä rk n in g sla ger (e ft e r b o rts o rte rin g av annat g r o v t m a te ria l).

4) Som 3) men k o n tro llera dessutom a t t den v ä lta d e ö ve ry ta n ej in n eh åller m a te ria l som fö rs tö r vidh äftn in gen t ill b eläggn in gen . Svällningen är m inim al om fin m a te ria lh a lte n är <5%.

En vä stty sk rekom m en d ation rörande användning av förbrän nin gsslagg är utannonserad men har ännu ej erh å llits .

Bland de m est o m fa tta n d e undersökningarna av slagg i vä ga r har gjo rts i Danmark (Schm ith 1985). Man har använt slaggen i e t t f le r t a l v ä ga r och g a to r (m ed låg tr a fik ), gång och c y k e lv ä g a r m .m . B e fin tlig a vä ga r, innehållande s la g g la g e r, har in ve n te ra ts genom b ärigh etsm ätn in gar med fa llv ik t (j f r mom 2.4.2), p ro file rin g a r m .m. N å gra a v v ik e ls e r från kon­ v e n tio n e llt uppbyggda väga r kunde in te k on stateras. Dessutom gjord es ganska o m fa tta n d e la b o ra to rie fö rs ö k . P å grundval av gjord a undersök­ ningar rekom m en deras slagg (fly g a s k a ej inblandad) som förstärk n in gs- la g e r om fö lja n d e krav u ppfylls:

m axim al k orn storlek 50 mm

fin m a te ria lh a lt (<0.075 m m ) <9% glöd gn in gsförlu st ( 1000° C ) <10% v a tte n k v o t vid utläggnin g w opt i3 %

Schm ith g e r rekom m en d ation er t ill uppbyggnad av vägar, innehållande obundna la g e r av förbrän n in gsslagg fö r m indre och m ellan stora (fig u r 4 och 5) vä ga r på en "n o rm a l" undergrund. Förbränningsslaggen läggs antingen under e t t b ärla gergru s ("s ta b ilt grus") e lle r d irek t under asfaltbundna la g e r vars tjo c k le k i så fa ll m åste ökas. Slaggen anses vara användbar även vid ganska höga tra fik m ä n gd e r, upp t ill 8000 f o r ­ don/dygn. V ägkon stru ktion ern a har fra m ta g its genom datorberäkn ing v a rv id slaggens E-m odul satts t ill 70 M Pa (Ö v rig a m odulvärden och tr a fik d a ta fra m g å r av ta b e ll 3).

T a b e ll 3 Föru tsättn in gar använda vid dim ensionering av m ellan stora p ro jek t (Schm ith 1985). Trafikmaengde 1500,5000, 8000 Lastbilanael (%) 10 Årlig vaskst (%) 2 Materialer (E (MPa)) Underbund 30 Grus 300 GAB, h < 10 cm 2000 GA8. h > 10 cm 3000 Asfaltbeton 2000

Ingen trafik Let trafik

<10 lastbi­

lar/dygn

2 PA* 5GAB1 35 IR 3 AB 8GAB1 40 IR 2 PA* 5 GABI 14 SG 30 IR 3 AB 4 GABI 12 SG 30 IR 2 PA* _{3 AB 2 PA*}

15 GABI* * 1 2 G A B I** 8 GABI

Middel 19 SG trafik _{45 IR 45 IR}

<100 lastbi­

lar/dygn

30 IR 2 PA* 11 GABI 35 IR 3 AB 5 GABI 19 SG 35 IR PA = Pulverasfalt AB = Asfaltbeton GAB I = Grusasfaltbeton I SG = Stabilt grus Ir = Forbraendmgsovnsslagge

* 2 cm PA kan erstattes af en overfladebehandling

** En bitumen med pen 100 antages Anvendes pen 60 vil asfalttykKelsen reduceres med en cm.

Figu r 4 R ek om m en d erad e ö verb yggn a d er vid m indre p ro jek t (Schm ith 1985).

Figu r 5 a b+g a b

Trafik/dygn

(10% lastbilar)

IR 1500 AB + GAB IR 5000 AB = asfaltbeton GAB = grusasfaltbeton I SG = stabilt grus IR = forbraendingsovnsslagge AB + GAB IR 8000

R ek om m en d erad e ö verb yggn a d er fö r m ed elsto ra p ro jek t (Schm ith 1985).

3.3 S litla gergru s

S ch olz (1966) rekom m en derar användning av välgra d era d slagg som s litla g e r i lå g tra fik e r a d e vägar i kom bination m ed hygroskopiska s a lte r som kalciu m klorid. D am m ningsproblem kan på så sä tt undvikas. Liknan­ de användning rapporteras från H olland (K ro on d er och W ilm s 1978) sam t U S A (C o llin s och Orm sby 1978).

Toussaint (1978) nämner a tt slagg 0-15 e lle r 0-20 mm använts i V äst­ tyskland som obundet s litla g e r på p riv a tv ä g a r, in du striytor m .m . A v estetisk a skäl bör slaggen ibland täckas m ed e t t tunt la g er n atu rm a te­ ria l. Slaggen är läm p lig s p e c ie llt på d åliga undergrunder ta ck v a re dess höga in re frik tio n . D e t är i sådana fa ll fö r d e la k tig t a t t använda en n ågot g rö v re sorterin g under d et fra m sik ta d e fin k o rn iga re s litia g r e t.

3.4 K a lk sta b iliserin g av slagg

E tt p a te n te ra t fö rfa ra n d e finns i U S A v a rv id slagg stab iliseras m ed 2- 10% kalk t ill s.k. "C h e m p a c " (G ra ed in ger 1978). F ör ovan ligh eten s skull ska glö d gn in gsförlu sten vara hög, >10%. En try c k h å llfa s th e t på ca 5 M Pa kan erhållas e ft e r 180 dygn fö r sådan blandning. En kem isk reak tio n (sönderdelning av bl a kalcium karbid) sker under ga su tveck lin g v a rfö r a s fa ltb e lä ggn in g in te o m ed elb a rt ska p åföras s la g g la g re t.

Ä v e n C ollin s m f l (1977) har studerat stab iliserin g av slagg med kalk e lle r k alk + flygask a (frå n k olp u lvereld n in g). L ä m p lig t m a te ria l ska ha minst fö lja n d e try ck h å llfa s th e te r (la g rin g 7 dygn v id 3 8 °C ):

Pantankar m f l (1982) har g jo rt en ekonom isk analys av fö ru ts ä ttn in ga r T ry c k h å llfa s th e t, M Pa

S ta b iliserin gsm ed el M edel m å tt lig t ill L ä t t tr a fik , stark tr a fik parker in gsytor

K alk > 2.1 > 1.5

a tt använda sig av slagg i U S A t ill förstärk n in gsla ger, men man fö r u ts ä tte r a tt slaggen är tills a t t 6% kaik genom verkblandning. Man kom m er fra m t i l l a tt sådan slagg skulle kunna konkurrera med naturm a­ te r ia l i 3 t ill 5 sto rsta d sreg ion er i U S A .

3.5 C e m e n tsta b ilise rin g av slagg

Ganska o lik a u p p g ifter finns i litte ra tu re n angående m ö jlig h e te r a tt c em e n ts ta b ilis e ra slaggen, n ågot som kan bero på skillnader i slaggens sam m ansättning, men också på den använda cem en tso rten . I H olland har man t o m m ärkt a t t slagg från sam m a anläggning, men producerad olik a dagar, kan re a g e ra m y c k et o lik a m ed c em e n t (Pinjen bu rg 197S). K em isk a analyser av slaggen har in te kunnat k la rlä gga orsaken. K roon d er och W ilm s (1977) har i H olland g jo rt la b o ra to rie fö rs ö k v a rv id ganska v a riera n d e resu lta t erh ölls, tro lig e n b eroen de på v a ria tio n e r i slaggens kem iska sam m ansättning. Man anser dock a t t vissa sla gge r kan stab ilisera s m ed 5-8% c e m e n t. I b rittis k standard (BS 6543:85) säger man a t t c em e n ts ta b ilis erin g in te är läm p lig b eroen de på risker fö r re a k tio n er av c em e n t med bl a glas och aluminium. E n lig t H irt (1984) få r man vid la b o ra to riep ro v n in g svällnin gar i re g e l hos provkroppar beståen de av m ed lå g t hålrum och som lagras lu ftt ä t t. Vid v a tte n la g rin g b lir svällnin gen m indre. Vid e t t fä ltfö r s ö k m ed c e m e n ts ta b ilis e ra t b ä rla ger har svällnin gar in te k on sta terats.

Ibland har man dock f å t t ganska goda resu lta t vid stab iliserin g med cem en t. E n lig t Toussaint (1982) erh ålls i r e g e l n orm enliga h å llfa s th e te r med s la g g c e m en t (obs! slaggen i c e m e n te t utgörs av mald hyttsand från masugn), d ärem o t ej m ed p ortla n d cem en t. 28-dygns try c k h å llfa s th e te r på 7-8 M Pa har e rh å llits m ed c e m e n th a lte r på 6-9% , dvs ganska höga h a lter i jä m fö re ls e m ed vad som behövs fö r stab iliserin g av naturgrus. G ra gge r (1978) anser a t t s la g g la g e r på grund av sin fjäd ran d e fö rm å g a bör stab iliseras i sin ö v r e del m ed 3-5% hydrauliskt bindem edel. Kurth (1982) red o visa r i k o rth et a t t man i K r e fe ld b y g g t en p ro vvä g där slagg, stab iliserad m ed 50-60 kg/m3 sla g g c e m en t, använts som b ä rla ger, Inga skador har o b servera ts. S la g g ce m e n t är m er beständig m ot s u lfat m.m. s a lte r än p ortlan d cem en t.

I Fran krike har man g jo rt p ro vvä gsförsö k v a rvid slagg, stab iliserad m ed antingen 3 e lle r 5% cem en t, använts som b ä rla ger (Bauchard 1978). S la g g la g re t var 20 cm tjo c k t, b eläggn in gen bestod av a s fa ltb e to n g av 5 cm tjo c k le k och tra fik b ela stn in g en var 200 lastbilar/dygn. P r o v ­ sträckan med den lä g re c em e n tk vo ten gick snabbt sönder medan den med h ögre c e m e n tk v o t endast hade sm ärre skador e ft e r 5 år. Dessa skador anses b ero på dålig vid h äftn in g m ellan sla ggb ä rla ger och b e lä g g ­ ning.

I S ch w eiz har man b y g g t en p ro v fy lln in g med cem entinbiandad slagg (G o tts c h a ll och Edelm an 1985). Slaggen behandlas med låg h alt c em e n t (c a 14 kg/m2 som m otsvarar ca 2-3 v ik t-% ) genom markinblandning med frä s t ill 40 cm djup. En 7 -d ygn sh ållfasth et på 1.5 M P a e fte rs tr ä v a d e s , men i praktiken erh ölls stor spridning (0.5-6.5 M P a ). Både p ortla n d ce­ m ent och su lfatb estän dig c em e n t provades och även den förstnäm nda bedöm des användbar. Sådan cem entbehandlad slagg anses användbar i förstä rk n in gsla ger.

3.6 Slagg som b eton gb alla st

Användning av slagg i b eton g har g e t t varieran d e resu lta t. P iln y och H iese (1967) b esk river försök a t t fra m s tä lla b eton g (även lä ttb e to n g ) från slagg. B eton g av klasser B 160, 225 och 300 e n lig t västtysk norm kunde fra m stä lla s med "v in te rs la g g " som var b ä ttre än "so m m a rsla gg". E-m odulen hos b eton gen var lä g re än hos m otsvarande h ållfasth etsklass med naturballast. Andra fysik alisk a egenskaper ansågs tillfre d s s tä lla n ­ de. Denna slagg var dock s p e c ie ll e fte rs o m man nämner a tt den utsatts fö r en sintringsprocess. Lau er (1979) har fr a m s tä llt b eton gb lo ck med h å llfa s th e te n 28 M Pa och som annars u p p fylld e kraven i AS TM C 90. A lk a lik is els y ra rea k tio n e r (b eroen de på g la s fra g m e n t) anses v å lla vissa problem men är k on trollerb ara, t ex genom pu zzolan a tills a ts e r.

I H olland (Anonym 1981) har man g jo rt p ro vvä gsförsö k där en 26 cm tjo ck b eto n g p la tta fra m s tä llts av 1500 kg slagg, 360 kg sla g g c e m en t och 160 kg v a tte n per m3. B etongen lades ut på en d ålig undergrund med h yvel och vä lta d es. T rck h å llfa s th e te n var e ft e r 14 dygn 15 M Pa och b öjd ra gh å llfa sth eten 2.7 M Pa. Man beräknar a tt vid en h jullast på 6 ton

m otsvara r den 26 cm tjo c k a b eläggn in gen en "n o rm a lb e to n g" med 18 cm tjo c k le k .

3.7 S lagg i bitum inöst bundna la g e r

E n lig t S ch olz (1966) använder man i H olland bitumenbunden fö rb rä n - ningsslagg som beläggn in g på gång-, c y k e lv ä g a r och d iverse h årdgjorda y to r. K roon d er och W ilm s (1977) nämner a t t kraven på M arsh allstab ili­ t e t och fly tv ä r d e u ppfyllas m ed bitumenbunden slagg. H alten bindem e­ del bör va ra 5-7% , vid tills a ts av natursand kan dock halten sänkas t ill 4-6% . H ålru m m et b lir dock ganska h ögt. Man har dock o b s e rv e ra t a tt järn b itar kan o x id era i b eläggn in gen och g e upphov t ill svällning. D e t b itum inöst bundna m a te r ia le t kan användas antingen som b ä rla ger e lle r s litla g e r. Vid s tö rre tra fik b e la s tn in g bör en ytbehandling (m ed natur­ m a te ria l) p åföras fö r a tt slaggen ska fu n gera i b eläggn in gen .

I P aris o m rå d e t har man funnit a t t en p ark erin gsyta, uppbyggd med slagg under en tunn a s fa ltb e lä g g n in g , f å t t o es te tis k a svällningsskador (Bauchard 1978). K lu ge m f l (1980) anser a t t e t t c a 5 cm tjo c k t la g e r av n a tu rm a teria l m åste p åföras slaggen fö r a t t kom pensera fö r s v ä ll- ningen. Kurth (1982) m enar a t t slaggen ej få r läggas d irek t under en a s fa ltb e lä g g n in g som är tunnare än 18 cm .

Man har i U S A särskilt in stressera t sig fö r slagg som m a te ria l i bitumenbundna la g e r i tra k te r m ed brist på n atu rm a terial (C o llin s och O rm sby, L e d b e tte r 1979). En annan orsak är a t t man anser a tt b itum en - stab iliserin gen stoppar urlakningen av m iljö fa r lig a ämnen (W a lte r 1976). Försök har g jo rts med m a te r ia le t både i bär la g e r och s litla g e r, utom i de m est tr a fik e ra d e vägarn a. B in dem edeish alten b lir dock ganska hög, likaså hålru m m et i v ä lta t m a te ria l. En användning i asfaltb u n d et b ä rla ­ g e r är tekniskt s e tt m ö jlig (P a v lo v ic h , m f l 1979). V id h äftn in gsm ed el, t ex kalk, bör dock tills ä tta s . E n ergiå tgå n gen vid torkningen a v slaggen är h ögre än med n a tu rm a teria l. C ie sie lsk i (1980) har funnit a tt a s fa ltb e ­ ton g t ill s litla g e r endast kan fra m s tä lla s om slaggen blandas med 50% n atu rm a terial.

oekonom isk vid svenska förhållanden och även tek n isk t s e tt vansklig.

4 B E D Ö M N IN G

F örbränningsrest kan ha m yck et v a riera n d e egen skaper och G ra gge r (1982) säger a t t d et knappast finns någon annan restprodukt där åsiktern a angående lä m p ligh et går så m yck et isär. A n vän der man slaggen i lä tt tr a fik e ra d e väga r, p ark erin gsytor, c y k e l- och gå n gvä gar, t illfä llig a tran sp ortvägar m.m. tyck s dock e rfa re n h e te rn a vara goda. H irt (1978) nämner i sin gen era lrap p ort vid den l: a restproduktkon­ feren sen i Paris a tt m agn etavskild och siktad slagg läm par sig i sådana fa ll, särskilt t ill förstärk n in gsla ger men användning i b ärla ger verk ar även vara m ö jlig . D e danska erfa re n h e te rn a , pekar i samma riktn in g men man anser sig kunna tillå ta slaggen även vid ganska höga tr a fik v o ­ lym er (Schm ith 1985).

L a b o ra to riep ro v n in ga r har visa t a tt slaggen kan ha C B R -vä rd en och E- m oduler jä m fö rb a ra med e lle r ibland t o m b ä ttre än hos k on ven tion ella fö rstä rk n in g sm a te ria l. V atten kän sligh eten kan dock vara hög och v a t ­ ten k vo ten m åste d ä rfö r k on trollera s noga hos utlagd slagg. I vissa länder har man visa t a t t alkaliska slagger kan få en viss självbindning men denna egenskap är a llt fö r osäker fö r a tt tillgod oräk n as m a te ria le t.

B eroen d e på risken fö r svällning av obestän d iga beståndsdelar, men också d ålig packning pga slaggens fjäd ran d e fö rm å g a , bör man in te lä g g a en tunn a s fa ltb e lä ggn in g d irek t på m a te ria le t, utan e t t ö vre b ä rla ger av n a tu rm a terial bör påbyggas. E n ligt e rfa re n h e te r från K öln läm par sig slaggen v ä l som underlag under b eton gsten .

Slaggen anses läm p lig som b an kfylln ad sm ateria l, s p e c ie llt på d ålig undergrund beroen de på den höga inre frik tio n e n . En hög packningsin- sats krävs dock, särskilt vid utläggnin g av tjo c k a la g e r.

S ta b iliserin g med cem en t, frä m s t (m asu gn s)slaggcem ent, verk ar vara m ö jlig av vissa sla ggs o rte r, men noggranna undersökningar m åste göras i v a rje en sk ilt fa ll och slaggens v a r ia b ilite t beaktas. C em e n tk v o te n bör vara h ögre än i e t t n a tu rm a terial m ed m otsvarande k orn förd eln in g.

A s fa lts ta b ilis e r in g av slagg, e lle r ännu b ä ttre blandningar av slagg och n atu rm a terial, har visa ts va ra tekniskt m ö jlig men bedöms som ekono­ m iskt o rea listisk .

S lagg kan v e rk a korroderan d e pä m e ta lle r och b eton g (s p e c ie llt om fly g a s k a inblandats) även om dessa egenskaper är ännu d å lig t undersök­ ta (Toussaint 1982). E n lig t sch w eizisk a e rfa re n h e te r (H ir t 1984) verk ar slagg korroderan de på m e ta lle r men påverkar ej p o ly m erer, bitum en- ö ve rd ra g och ic k e a rm erad e beton gkon stru ktion er.

5 R E F E R E N S E R

Anonym . Schlacken aus der M üllverbrennung als Z u sc h la gs to ff. D ie Strasse nr 2, 1981.

Bauchard, M. P e rs p e c tiv e s d 'u tilis a tio n des m â ch efers d 'in cin éra tio n d'ordures m én agères en tech n iqu e ro u tiè re . Bull. Liaison L a b o ra to ire s Ponts e t Chaussées, 90, ju li-au g 1977.

Bauchard, M. U tilisa tio n des m â ch e fe rs d’in cin ération . Int. C o n f. on th e Use o f B y-P rod u cts and W aste M a te ria ls in C iv il E ngineerin g, Paris, 1978.

Bauchard, M. M â c h e fers d 'in c in é ra tio n des ordures m en ageres. V a lo risa ­ tion e t élim in atio n des d ech ets e t sous-produits industriels e t urbains. L a b o ra to ires des Ponts e t Chaussées. Journées de Bilan de l'A c tio n de R ec h erc h e N o 36, 1983.

B eck er, von, P. Zur Verw endung von in du striellen Nebenprodukten und K on su m abfällen im Strassenbau. Strasse und Autobahn, H e ft 3, 1980.

Bosse, K . V erw ertu n g von Schlacken aus der M üllverbrennung im Strassenbau. Müll und A b fa ll nr 2, 1981.

Brad, A .H . In cin era ted m a te ria l used fo r con stru ction . A S C E . G e o te c h - n ica l P r a c tic e fo r D isposai o f Solid W aste M a te ria ls, Ann A rb o r 1977.

C h ee, M. Diskussionsinlägg t ill R ap p ort G én éral, P ro c . Int. C o n f. on The Use o f B y-products and W aste in C iv il E ngineerin g, P aris 1978 (v o l III).

C ollin s, R .J ., M ille r, R .H ., C ie sie lsk i, S .K . G uidelines fo r use o f in cin era to r residue as highw ay con stru ction m a te ria l. US D ep. o f C o m m e rc e, N TIS, PB-287512, 1977.

C ollin s, R .J., M ille r, R .H ., C ie sie lsk i, S .K . G uidelines fo r use o f in cin era to r residue as highw ay con stru ction m a te ria l US D ep. o f C o m ­ m erce, N TIS, PB-287512, 1977.

C ollin s, R .J., O rm sby, W .C. U tiliz a tio n o f in cin erato r residue in th e US. Int. C o n f. on th e use o f B y-products and W aste in C iv il E ngineerin g, v o l II, Paris 1978.

C ollin s, R .J . C om p osition and c h a ra c te ris tic s o f m unicipal in cin era to r residues. Tran sportation R esea rch R ec o rd 734, 1979.

F a rw e r, P. Erprobung neuer Bauweisen. Versuche äusserer Strassenring in Ham burg. Strasse und Autobahn, H e ft 10, 1978.

Floss, R . Eignung In d u strieller A b fa ll- und N eben produkte als Schüttm a­ te r ia l für Strassendäm m e. P ro c 4th C o n f. on Soil M echanics. Budapest,

1971.

G n aedin ger, 3.P. L im e tr e a tm e n t o f in cin era to r residue fo r road base con stru ction . F e d e ra l H igh w ay A d m in istra tio n . F H W A -R D -7 8 -9 1 , 1978.

G o ttsch a ll, A . och Edelmann, H. Dam m schüttung m it ze m e n ts ta b ilis ie r­ te r K eh rich tsch lack e. Strasse und V e rk e fr Nr 5, 1985.

G rabn er-H irt-P eterm an n -B ra u n . M üllschlacken, E igen sch a ften - D epo­ n ieverh a lten - V erw ertu n g. S ch w eizerisch e V erein igu n g für G ew ä sser­ schutz und L u fth y g ien e . Zürich, 1979.

G ra gge r, F. W iederverw en du n g von in du striellen N ebenprodukten im Strassenbau. Strasse und Autobahn, H e ft 9, 1982.

G utt, W., N ixon , P .J ., Sm ith, M .A ., Harrison, W .H ., Russel, A .D . A Survey o f th e L o c a tio n , D isposal and P ro s p e c tiv e Uses o f the M ajor Industrial B y-P rod u cts and W aste M a te ria ls. Building R esea rch Estab­ lishm ent C u rren t P ap er 19/74.

Haynes, 3., L e d b e tte r, W.B. In cin era to r R esidu e in Bituminous Base C on stru ction . F e d e ra l H igh w a y A d m in istra tio n , R e p o rt No F H W D A -R D - 76-12.

H irt, B. D ie Verwendung von R e c y c lin g M a te ria lie n im Strassenbau. Strasse und V erkeh r nr 11, 1973.

H irt, B. E m ploi des scories d 'in cin era tion des ordures com m e m ateriau x ro u tier. Int. C o n f. on the Use o f B y-P ord u cts and W aste M a teria ls in C iv il E ngineerin g, P aris, 1978.

H irt, B. M a c h e fe rs -R a p p o rt G en eral. P ro c . Int. C o n f. om the Use o f By­ products and W aste in C iv il E n gin eerin g, P aris 1978 (v o l III).

H irt B. G efährderu n g von m eta llisch en und n ich tm etallisch en Einbauten durch M üllverbrennu ngsschlacke im Strassenbau. V e rw e rte n von Schlacken aus der M üllverbrennung im Strassenbau. 33 Sem inar F o r tb il­ dungszentrum Gesundheits- U m w eltsch u lz, B erlin e .v , 1980.

H irt, B. Verwendung von M üllverbrennungsschlacke im Strassenbau. In stitu t fü r W ald- und H olzfo rsch u n g an der Eidgenössischen T e c h ­ nischen H ochschule Zürich. Forsch u n gsarbeit 7/82, 1984.

Höbeda, P ., Bünsow, L . S lagg från förbränning av h ush ållsavfall som v ä g m a te ria l. V T I M eddelande 180, 1979.

H öbeda, P ., Oacobson, T ., Vim an, L . Undersökning av förbrän nin gsrest från SYS A V , M alm ö, genom ia b o ra to rie - och p ro vvä gsfcrsö k , V TI M ed­ delande 413, 1985.

Kenahan, C .B ., Sullivan, P .M ., R uppert, J .A ., Spano, E .F . C om p osition and C h a ra c te ris tic s o f M unicipal In cin era tor R esidue. US Bureau o f

Mines. R e p o rt o f In vestiga tio n s 7204, 1968.

K lu ge, G. m f l. 33. Sem inar zu r V erw ertu n g von Schlacken aus der M üllverbrennung im Strassenbau. Fortbildun gszen tru m Gesundheits- und U m w eltsch u tz, B erlin 1980.

K roon d er, W., W ilm s, K .P . A fv a lv erb ra n d in gs la k in de w egenbouw , W egen, okt 1977.

Kurth, N. Erfahrungen beim E insatz von M üllverbrennungsasche im Strassen- und W egegau. V erw ertu n g von Verbrennungsrückständen, V G B -TB 702, 1982.

Kurth, N . Verwendung von A b fa lls s to ffe n beim Strassenbau sow ie R e c y lin g -V e rfa h re n . Strasse und Autobahn, H e ft 7, 1982.

L e d b e tte r , W.B. In cin era ted trash te s te d as asp h altic base a g g re g a te . R ural and Urban Roads, mars 1979.

Maynard, T .R . In cin era tor R esidu e D isposal in C h ica go . P ro c. C o n f. G e o tec h n ica l P r a c tic e fo r Disposal o f W aste M a te ria ls. Ann A rb o r, 1977.

Pantankar, U., T a y lo r, M .R ., O rm sky, W .C . E con om ics o f using in cin e­ ra to r residue as a highw ay con stru ction m a te ria l. A S T M S TP 774, 1982.

P a v lo v ic h , R .D ., L e n tz , H.J., O rm sby, W .C . In cin era to r residue as a g g re g a te fo r h o t-m ix asphalt base cou rse. T ran p ortatio n R esea rch R ec o rd 734, 1979.

Pijnenburg, M. Diskussionsinlägg t ill R ap p ort G én éral, P ro c. Int. C o n f. on th e U se o f B y-products and W aste in C iv il E ngineerin g, P aris 1978 (v o l III).

P iln y, F., H iese, W. S ch w er- und L e ic h tb e to n aus M üll-S ch lack en sin ter. D ie Bautechnik nr 7, 1967.

P in zo la , D., Chou, R .C . S yn th etic A g g r e g a t e fro m In cin era to r R esidue by a Continuous Fusion P ro cess. Franklin In stitu te R esea rch L a b o ra ­ to rie s . N TIS, PB-234 194, 1974.

P in zo la , D., C ollin s, R .3 . T ec h n o lo g y fo r Use o f In cin era to r R esidu e as H igh w ay M a te ria ls. V a lle y F o rg e L a b o ra to ries , N TIS , PB-247 723, 1975.

P rü fe r, K -D . B etrach tu n gen zur V e rw e rtb a rk e it von M üllschiacken. D ie Strasse, H e ft 5, 1969.

R ein k jöp , K . S lagg från avfa lls fö rb rä n n in g som vägb yggn a d sm a terial. A vd eln in gen fö r R estp rodu k ttek n ik , Högskolan i L u leå. E xa m en sarbete

1985:071 E.

R o e, P .G . T h e use o f lo w -g ra d e m a teria ls in road con stru ction . 4. In cin era ted re fu se . T ran sport and R oad R esea rch L a b o ra to ry , T R R L L a b o ra to ry R e p o rt 728, 1976.

Schaden, K . Studie über den g e g e n w ä rtig e n Stand der Forschung und der P raxis in der V erw ertu n g von Aschen und Schlacken aus kalorischen K ra ftw e rk e n und M üllverbrennungsanlagen für B au m aterial. B e iträ g e U m w eltsch u lz, L e b e n s m itte la n le g e n h e ite n . V e te rin ä rv erw a ltu n g , F o r­ schungsberichte 1/77.

Schm ith, N .B . A n v en d e ls e a f forb rä n in gsovn slagge i v e je . R å s to ffk o n to - rets genbruksserie nr 2. M iljö m in is te rie t, Fred nin gsstyreisen 1985.

Sch olz, S. M üllsch lacke als W e g e b a u s to ff. D er S tä d teta g nr 3, 1966.

Schuler, K . A u fb e re itu n g und W ied erverw ed u n g von K eh rich tsch la ck e. D ie N atu rstein - Industrie nr 6, 1984.

Schwab, E .F ., P re g l, O. In c in e ra to r refu se as f i ll m a te ria l. P ro c. Int. C o n f. on th e Use o f B y-products and W aste in C iv il E ngineerin g, Paris 1978 (v o l II).

sla gger og fly g a s k e . Dansk V e jtid s k rift, juli 1984.

Snyder, R .R . E valuation o f fused in cin e ra to r residue as a paving m a te ria l. F e d e ra l H igh w ay A d m in istra tio n , FH W A -T S -80 -2 29 , 1980.

Toussaint, A . Use o f in cin erato r residue in earth w orks and road con stru ction . Int. C on f. use o f W astes and B y-products in C iv il Eng. P ro c. P aris 1978 (v o l II).

Toussaint, m f l fö r fa t t a r e i "Sem inar, Verwendung von Schlacken aus der M üllverbrennung im Strassenbau". Fortbildun gszen tru m Gesund- h eits- und U m w eltsch u tz, B erlin 1980.

Toussaint, A . V erw ertu n g von Verbrennungsrückständen aus M ü llv e r­ brennungsanlagen im S trassen- und W egebau, VGB. K ra ftw erk s te ch n ik , H e ft 4, 1982.

VSS-kom m ission 3. D ie Verwendung von a u fb e re ite r K eh rich tsch la ck e im Strassenbau, Strasse und V erkehr nr 10, 1975.

W alter, C .E . P r a c tic a l refu se re c y lin g . Oourn. o f the E n viron m en tal D ivision , EE1, AS C E , 1976.