Nr383 o 1984 ISSN0347-6049
a e e k in hast am t SK * &... 8 ond? | SesM i ä iot ve
Statensvag ochtrafikinstitut(VTI) * 581 01 Linköping | SwedishRoad andTraffic Rgsemdh'lnstitfmge * S-581 01 Linköping; * Sweden
; =-l C HO 9 __ &
iu 5 SB 20 ---. k 32.36 22 å - 28 - 2 s mä .erla. V' ; s ; % 9 2 h äl-k k i 7 9 SM. 3 A 1 "10 få. .d i Så . N E 2 2 ån... dl i tecomensdh i 5 finan ovde rl ' R sx -8 3 ; s 819 k f 1 k % 1. C -% (t -1 V p d C- i l h. 4 h j 12
d s så 8 & i 0 % [ i 2 & V£ s i 2 5 2% -a | 1 # i | 5 8 d d #8 *
sering med hydrauliska b i n d e m e d e l
Enlitteraturundersökning _
Nr 383 0 1984 Statens väg- och traiikinstitut (VTI) 0 581 01 Linköping
ISSN 0347-6049 ' Swedish Road and Traffic Research Institute 0 8-581 01 Linköping 0 Sweden
.Inverkan av organiskt material vid
stabili-sering med hydrauliska bindemedel
En litteraturundersökning
av Peet Höbeda
FÖRORD
Litteraturstudien har gjorts parallellt med laborato-rieförsök att stabilisera sand från Skedevitrakten med hydrauliska och puzzolaniska bindemedel. Materia-let har senare använts som bärlager vid förstärk-ning av väg 1175, E-län (laboratorie- och fältunder-sökningarna beskrivs i VTI MEDDELANDE 377). Avsikten med litteraturstudien var att på kort tid få en
orien-tering av erfarenheter att använda sig av material innehållande bindningshämmande substans.
Undersökningen har gjorts på uppdrag av Vägverket, centralförvaltningen. Kontaktman har varit ad Håkan Thorén.
Peet Höbeda
I N N E H Å L L S F ö R T B C K N I N G Sida SAMMANFATTNING I SUMMARY II 1 INLEDNING 1 2 MEKANISMEN 2
3 MEDEL ATT MOTVERKA
BINDNINGS-HÄMMANDE VERKAN 5
4 BEDÖMNING AV LÄMPLIGHET HOS
ANALYSMETODER 7
5 SLUTSATS OCH REKOMMENDATION 11
6
LITTERATURFÖRTECKNING
12
Inverkan av organiskt material vid stabilisering med hydrauliska bindemedel - en litteraturstudie
Av Peet Höbeda
Statens Väg- och Trafikinstitut
581 01 LIKOPING
SAMMANFATTNING
Marginella material som sand och morän kan vara förorenade av organisk substans. Dess bindemedels-hämmande verkan, dels vid stabilisering med cement eller slaggbindemedel, dels vid betongframställning, diskuterades. Reaktionsmekanismerna är dåligt kän-da på grund av det organiska materialets komplexa och variabla sammansättning. Halten är vanligen av mindre betydelse än sammansättningen. Analysmetoder som används för snabb bedömning (främst färgreak-tionen med natriumhydroxidlösning) ger otillräckli-ga och ibland missvisande resultat. Tillsatser som kalciumklorid, alkalisalter, gips m.m. kan ge
för-bättrat resultat, men inverkan varierar bl a med
bindemedelstyp. Vid misstänkta material som skall stabiliseras räcker det ej med snabbbedömningar
utan provkroppar måste tillverkas med olika bindeme-del och tillsatser för framtagning av lämpligaste
kombination.
II
Influence of organic substance in aggregates when stabilizing road pavement materials - a literature study.
By Peet Höbeda
Swedish Road and Traffic Institute
8-581 01 LINKÖPING
SWEDEN
SUMMARY
Marginal aggregates as sands and glacial tills may be contaminated by organic substances which exert a retarding effect when stabilizing pavement materials with hydraulic binders or in concreting work. The reaction mechanism are inadequately known because of the complex nature of the organic substances. Their
content generally is of lesser importance than their
nature. When stabilizing pavement materials additions as calcium chloride, alkali salts, gypsum etc. can improve the binding action, but their effect depends on the type of binder.
Test methods used for a quick analyzis, for example the colorimetric test in natrium hydroxide solution, may be misleading. Aggregates that are suspected to contain organic impurities must be tested for strength developement, if necessary with different binders
1 INLEDNING
Örbom (1976) har vid försök att cementstabilisera
sex moräner funnit att fem var humusförorenade och olämpliga som basmaterial. Några hade också samtidigt hög finmaterialhalt vilket gör dem mindre lämpade
till vägbyggnadsändamål. Lindh (1975, 1979) har i
samband med cementstabilisering av grusväg enligt
markblandningsmetoden erhållit låga hållfastheter p 9 a humushalt. Problem med hållfasthetstillväxt
konstaterades även vid slaggstabilisering (med malen, kalkaktiverad hyttsand) av humusförorenad
sandavskilj-ningsprodukt från Kungälvstrakten (Höbeda 1982).
tabilisering av sand från Skedevitrakten kunde av samma anledning inte göras med standard utan med
modifierad portlandcement (Std M Skövde) eller
också med andra bindemedel (Höbeda m fl 1983). Det organiska materialet (humus) i basmaterialet behöver inte vara koncentrerat till ett ytligt lager i täkten utan utfällningar av humusämnen kan
sträcka sig till tämligen stort djup. Ruesslåtten
(1982) nämner att humus normalt kan förekomma till
3-4 mzs djup vid norska grusavlagringar. Mc Naughton
och Herlich (1954) nämner t o m att i norra Kanada
inte närmare beskrivna genomskinliga kornbeläggningar i sandförekomster kan härstamma från undre förmult-nade organiska leror. Humusproblemet verkar f ö mest förekommande på nordliga breddgrader och i
sura jordarter, men däremot oskadliggörs i kalkri-ka jordar-(jfr 2).
Det organiska materialets retarderande verkan vid
betongarbeten observerades tidigt på 1900-talet (Hansen
1963). Karttunen och Sneck (1958) har givit en bra
översikt av det organiska materialets karaktär och skadligheten i betongsammanhang. När
ringstekniken lanserades efter 2:a världskriget
påbörjades undersökningar, främst av Sherwood vid
Road Research Laboratory i England. Senare har prob-lem konstaterats även i Frankrike vid
slaggsta-bilisering (Samatha och Brouwet 1977). Eftersom det organiska materialet bör utöva en likartad effekt
vid både betong- och stabiliseringsteknik har
lit-teratur från båda ämnesområdena studerats.
2 MEKANISMEN
Det organiska materialets inverkan på hydratiserings-förloppet är bristfälligt känd och behandlas
mycket ofullständigt i standardverken som behandlar
betong och dess egenskaper. Motsägande resultat
har också erhållits vid specialundersökningar. Enligt
Forsén (1938) utfälls kalciumsalter i cementpastan
samtidigt som det organiska materialet förbrukas; bindningen förhindras i början men kan komma igång senare. Alkalirik cement är mest känslig eftersom alkalihydroxid ger upphov till alkalialuminatlösning och oönskad snabbindning ("false set"). Sundius och Eriksson (1939) har observerat att gips utfälls mycket snabbt i hydratiserande cement i närvaro av organiskt material och kan ev bilda ett svårlösligt dubbelsalt med aluminat. Bildningen av kalciumhydroxid-kristaller fördröjs.
Enligt Sherwood (1962) binder organiskt material kalciumjoner, frigjorda vid cementets hydratisering. Därvid frigörs vätejoner och pH-värdet sjunker
till en nivå, lägre än nödvändig för cementets
hydratisering. Aluminater och silikater upplöses dessutom för att utfällas som geler runt cement-kornen varvid normal hydratisering förhindras. Dess-utom kan organiska beståndsdelar som lignit verka
som luftindragande medel utan att retardera själva bindningen, varvid betongen får försämrad hållfast-het. Förorenade mineralytor väts sämre och kan
tänkas ge lägre vidhäftning till cementlimmet. Karttunen (1955) framför en teori att humussyror angripit mineralytor så att oorganiska ämnen som silikater och aluminater utfällts på kornytorna och förhindrar normal bindning.
Thompson (1966) har vid försök att kalkstabilisera olika jordarter från Illinois funnit att reaktionen förhindras av organiskt material i halten >l%. Det
hjälpte inte att tillsätta kalk i stort överskott.
Orsaken anses vara den att stora organiska katjoner "maskerar" mineralytorna och tillåter ej angrepp av Ca2+-joner. Det var möjligt att förbättra materia-len genom tvättning med väteperoxid varvid det organiska materialet förstördes. Ahmed (1981) har även funnit att jordarter med mer än 1% organiskt
material inte kan kalkstabiliseras. Arman och Munkfahs (1970) har däremot kalkstabiliserat jordarter med
upp till 20% organiskt material genom att tillsätta kalk i överskott (jfr mom 3).
Det finns inget samband mellan halten av organiskt material och dess negativa inverkan vid betonggjut-ning eller stabilisering utan dess sammansättbetonggjut-ning är av den största betydelsen. Enligt Sundius och Eriksson (1939) kan bråkdelar av procent räcka för retardation. Sherwood (1962) har i laboratoriet till-satt olika typer av organiska föreningar vid cement-stabilisering med mycket varierande resultat (figur 1). Även cementtypen spelar dock roll i sammanhanget.
Dutron och Ael (1968) visar att en viss humustyp
utövar retarderande verkan i lägre halt vid stabi-lisering av sand med slaggcement än med
portlandce-ment (figur 2).
Organiskt material kan mycket grovt uppdelas i humus-syror, fulvosyror och humater. Humussyrorna är
lösliga i basisk lösning och mer högmolekylära och absorptiva än fulvosyrorna, som är lösliga i
både sur och basisk lösning. Humaterna är
olösli-ga i båda. Clare och Sherwood (1956) har uppdelat organiskt material i olika fraktioner med olika
löslighet i både sura och basiska lösningar.
Där-efter har fraktionerna var och en tillsatts som föroreningar vid cementstabiliseringsförsök. Nästan samtliga fraktioner utövade retarderande verkan, men mest en ligninrik sådan. Humussyrorna utövade dock tydligt större inverkan än
fluvosyror-na. Vid en senare holländsk undersökning (Jong och
Brouns 1975) har man däremot funnit att fulvosyror-na till skillfulvosyror-nad från humussyrorfulvosyror-na verkar retarderan-de. Hydratiseringen mättes indirekt genom mätning av värmeutvecklingen och den fördröjdes endast av fulvosyrorna (figur 3 och 4). Vid stabilisering räckte det med halter på 0,002-0,04%.
En fransk undersökning har gjorts av det organiska materialets inverkan vid slaggstabilisering av sand varvid 20% omald, kalkaktiverad hyttSand användes
(Lamathe och Brouwet 1977). Tillsattes "torv" och "matjord", avstannade bindningen redan vid mycket låga halter, cellulosa utövade däremot liten inver-kan (figur 5). Humus- och fulvosyror extraherades
från de två aggressiva materialen och tillsattes vid
ett nytt stabiliseringsförsök. Det visade sig att endast humussyrorna hämmade bindningen. Dessutom
konstaterades det att vid användning av kalkstensrikt basmaterial så absorberades humussyrorna på kalcity-tor och kunde inte längre utlösas med basisk lös-ning. Organiskt material utgör därför inget stör-re problem vid användning av kalkrika material, något som även konstaterats av Clare och Sherwood
Mc Naughton och Herlich (1954) har funnit att viss sand som härstammar från avlagringar på den kanaden-siska urbergsskölden, haft förmågan att draga in
luftbubblor i betongen som blivit porös och fått
dålig hållfasthet. Sandkornen konstaterades ha mycket
tunna, genomskinliga hinnor av ej närmare definierad organisk substans som antages härstamma från förmult-ning av undre lerlager, med organiskt material.
3 MEDEL ATT MOTVERKA BINDNINGSHÄMMANDE VERKAN
Tvättning av betongsand har varit en ineffektiv åtgärd att avlägsna organiskt material. Karttunen
(1955) har t o m i laboratoriet tvättat material med 5%-iga lösningar av saltsyra och natronlut,
utan att få större positiv effekt på betongens
håll-fasthet. Färgutslaget vid kolorimetrisk humustest
(jfr 2) försvann däremot genom tvättningarna.
Det organiska materialets inverkan kan ofta motverkas genom förhöjning av cementkvoten, en åtgärd som
dock ofta ställer sig oekonomisk. Catton och Felt (1943) föreslår att istället förbättra dåligt
reagerande sandmaterial genom att inblanda kalkstens-mjöl eller lera, som båda binder organiska ämnen.
En gynnsam fillerverkan kan även erhållas.
Eftersom kalciumjoner absorberas av organiskt material har försök gjorts att tillsätta extra kalk, antingen
i fast form (Sherwood och Covell 1959) eller som kalkmjölk (Sundius och Eriksson 1939). Åtgärden
har dock haft dålig verkan i båda fallen. Inblandning
av lättlösligare kalciumklorid har däremot ibland
gett bättre effekt. Lyse (1948) har provat såväl CaClg, MgClz som FeC13. Bäst resultat erhölls med
5% kalciumklorid, räknad på cementets vikt. Verkan
var bättre i cementfattig blandning. Catton och
Felt (1943) har i USA funnit att om man vid dåligt
reagerande sandiga jordarter satte till O,6-l% upp-löst kalciumklorid erhölls i regel en minst 50%-ig inbesparing av cementmängden. Goda basmaterial på-verkades däremot inte positivt av tillsatsen. Sherwood
(1962) har funnit att kalciumklorid är effektiv så länge det organiska materialet endast retarderar bindningen inte helt förhindrar denna. Örbom (1976) har försökt att cementstabilisera sex moräner och funnit varierande positiva och negativa effekter av kalciumklorid. Någon stor förbättring har dock
inte erhållits i något fall. Lindh (1975, 1979) har även blandat in 0,5% kalciumklorid vid cementstabi-lisering utan större positiv effekt. Tillsats av extra kalk och kalciumklorid studerades vid försök att slaggstabilisera sand från Kungälvstrakten, i båda fallen dock med dåligt resultat (Höbeda 1982). Vid stabilisering av sand från Skedevitrakten erhölls däremot positiv effekt av kalciumklorid vid slaggsta-bilisering, inte vid cementstabilisering (Höbeda 1983). Enligt sovjetisk PIARC-rapport från 1959 inblandas
på samma gång både kalk och kalciumklorid vid cement-stabilisering av jordarter, innehållande 4-12%
orga-niskt material.
Lambe m fl (1960) har studerat cementstabilisering,
av sand som bl a innehåller organiskt material. Nat-riumsalter, som har motsvarande svårlösliga kalcium-salter, eller natronlut undersöktes som tillsatser. Na2804 gav mycket gott resultat, NaOH och
Na-metasi-likat däremot sämre (men de två senare gav förbätt-rade resultat vid stabilisering av lera resp grus utan organiskt innehåll). Enligt Iler (1955) går mer silikat i lösning i närvaro av alkalisalter vilket gynnar hydratiseringen av bindemedel. Dutron och Ael
vid stabilisering av sand, innehållande organiskt material, med både portland- och slaggcement. Olika tillsatsmedel undersöktes, MgSO4, (NH)2, 304 och
CaClz gav förbättrade resultat, men även gips,
som dock provades enbart med slaggcement (figur 6).
Kraven på tryckhållfasthet har dock varit låga.
Vid försök att stabilisera humusförorenad
sandavskilj-ningsprodukt från Kungälvstrakten konstaterades god effekt av både restgips och K2504 (Höbeda 1982). Den senare användes i praktiken i en halt på O.3%.
Olika tillsatsmedel har studerats vid förförsöken
att stabilisera sand från Skedevitrakten. Liten effekt erhölls i regel vid användning av portlandcement.
Både kalciumklorid och restgips gav däremot avsevär-da förbättringar vid slaggstabilisering med
kalkakti-verad, mald hyttsand (Höbeda 1983).
4 BEDÖMNING AV LÄMPLIGHET HOS
ANALYSMETODER
Halten organiskt material står inte i samband med hållfasthetsutvecklingen vid varken betonggjutning eller stabilisering. De olika analysmetoderna för haltbestämning är dessutom otillförlitliga. Vid glödgningsförsök påverkas t ex resultatet av en samtidig sönderdelning av lermineral och karbonater. Enligt Arman (1970) bör man således inte överskrida
en temperatur på 44OOC vid analysen för att minimera påverkan. Vid våtoxidation med väteperoxid
sönder-delas inte oförmultnat organiskt material och båda metoderna ger därför olika resultat, jfr Holz och
Krizek (1970), figur 7.
Den av Abrams och Harder (l919) utvecklade enkla
koloritmetriska metoden ("natronlutprovet"), som
normerats i nästan alla länder (bl a SS 132110) ger otillfredsställande och ibland felaktiga resul-tat. Mer eller mindre inaktiva beståndsdelar som lignit och järnföroreningar ger brunfärgning medan
t ex glykos som verkar starkt retarderande (jfr figur 1) ger inget färgutslag. Clare och Pollard (1951) ger
exempel på basmaterial, innehållande 0,3% organiskt material, som gav ingen mörkfärgning men däremot
stark retardation vid cementstabilisering. Mather (1951) har undersökt 294 sandsorter från USA som
betongballast och utfört provgjutningar.Den
kolori-metriska klassificeringen (ASTM C 40) gav mycket otillfredsställande resultat och sand som mörkfärga-des kunde ibland t o m ge bättre hållfasthet än
referensmaterialet. Även andra faktorer än det
organiska materialet, t ex olikheter i sandens
grade-ring, kornform m m kan ha inverkat vid försöken.
Enligt Jong och Brouns (1975) påverkas färgutslaget vid natronluttestet av både humus- och fulvosyrorna medan endast de senare är skadliga vid
cementstabi-lisering. Ett nytt försök har därför utvecklats
varvid provet behandlas med utspädd saltsyra, SnC12 tillsätts för att maskera inverkan av
järnföre-ningar, varefter färgutslaget, som beror på
fulvo-syror i saltsyralösning, bedöms. Lamathe och Brouwet (1977) å sin sida har försökt urskilja endast
humus-syrorna, som konstaterats utöva retarderande effekt
vid slaggstabilisering, genom bestämning av syrornas joniseringskonstanter med ultraviolettspektrometer.
Det är dock inte fråga om något rutinförsök.
Mätning av pH-värdet hos provmaterial som tillsatts vatten, ger en grov indikation angående lämplighet.
Enligt Sherwood (1962) är basmaterial med pH-värde
>7 nästan alltid stabiliserbara med cement, medan material med lägre pH-värden kan antingen ge dåliga
eller goda resultat. Robbins och Mueller (1960) har dock ej funnit samband mellan olika sandsorters
pH-värden och hållfasthetsutvecklingen vid
cementsta-bilisering. Paul (1939) har p 9 a dåliga erfarenheter
av den kolorimetriska natronlutmetoden utvecklat en test varvid provmaterialet tillsätts en kalklösning med känt pH-värde och nedsättningen av värdet
mäts. Metoden har inte fått någon spridning.
Sherwood (1960) anser att mätning av pH-värdet hos
en hydratiserande cementhaltig blandning ger ett mått på humusets skadliga inverkan vid cementstabili-sering. Mätningen görs på ett tidigt stadium, ursprung-ligen efter 15 minuters hydratisering. Ett pH-värde
>12,0 ansågs indikera att man kan erhålla
7-dygns-håll-fastheter större än 2 MPa, enligt brittisk anvisning nödvändig vid cementstabilisering. Undersökningar gjordes även av olika faktorer som kunde påverka pH-mätningen (figur 8). Det påverkades främst av halten fri kalk i cementet. Senare utfördes dock
pH-mätningen efter 60 minuters hydratisering (Sherwood
och Roeder 1965). Det framkom vidare att det finns
ingen skarp gräns mellan dåliga och bra basmaterial
utan ett övergångsområde med pH-värden 12,2-12,4
kan urskiljas (figur 9). Neville (1981) nämner att metoden varit medtagen i BS 812 åren 1967-1975 men
togs senare bort då den var omständig. Samtliga cementsorter lämpar sig dessutom inte för provning. Dutron och Ael (1968) har i Holland undersökt Sherwoods metodik vid försök att stabilisera humusförorenade
sandsorter med både portland- och slaggcement. Man
erhöll dåliga samband mellan pH-värdet och
hållfast-hetsutvecklingen. Slaggcement gav i regel lägre pH-värden än portlandcement.
Enligt Sherwood (1962) står kalciumabsorptionen hos
basmaterialet vid skakning med mättad kalklösning
10
i samband med hållfasthetsutvecklingen vid cementstabi-lisering. Metoden lämpar sig dock inte för lerhaltiga basmaterial p 9 a lermineralens absorptiva egenskaper. Tidigare omnämnd mätning av pH-värdet i hydratiser-ande blandning ansågs dock enklare och valdes därför som analysmetod. Robbins och Mueller (1960) har ut-vecklat en snabbmetod (titrering med EDTA) som till
skillnad från andra testmetoder ansågs ge resultat som står i samband med hållfasthetsutvecklingen vid
cementstabilisering (figur 10). Förutsättningen var dock att av halten silt + lera understiger 15%. Reuslåtten (1982) har studerat fillerfraktionen hos tre sandprov, som innehöll i betongsammanhang olika aggressiva organiska material. Titrering skedde med 0,5%-ig NaOH till ett värde (pH = 12,2) som nära motsvarar det hydratiserande cementets pH-värde. Ju större buffringsförmågan var hos provmaterialet desto mera nedsattes betonghållfastheten (figur 11). En annan typ av undersökning utgör "mortar test" enligt ASTM C 87 varvid provgjutning görs med basma-terialet, dels i otvättad form, dels efter tvättning i utspädd NaOH-lösning för att avlägsna organiskt material. Hållfastheten, som erhölls med det otvät-tade provet, tjänar som referens. Bloem (1951) har kritiserat metoden, bl a för att hållfasthetsnedsätt-ningen även påverkas av andra faktorer, t ex riske-rar man att tvätta bort finmaterial. Karttunen (1955) har inte lyckats få bort humusaktiviteten genom
luttvätt-ning. Enligt DIN 4226 jämförs istället
hållfast-heten hos betong, framställd av den undersökta
sanden med den hos en "ren" referenssand.
Kornfördel-ningen och kornformen bör därvid varaså likartade
11
5 SLUTSATSER OCH REKOMMENDATIONER
Det organiska materialet, som kan vara av olika samman-sättning, utövar en komplex och dåligt känd inverkan vid stabilisering med hydrauliska bindemedel.
Reak-tionsmekanismen har tolkats på varierande sätt.
Humus- och fulvosyrornas bindningshämmande effekt har t ex bedömts olika vid skilda undersökningar.
Olika bindemedel är också varierande känsliga för
inverkan av organiskt material.
Resultaten från standardiserad kolorimetrisk test
med natronlut är otillräckliga och bör bedömas med försiktighet. Holländsk test som endast ger
utslag för fulvosyror bör provas med sandsorter med känd humusverkan för större klarhet. Norsk
metod för bestämning av den buffrande förmågan
hos humusförorenad sand är också värd att provas.
I brist på tillförlitliga provmetoder måste för
närvarande provkroppar tillverkas för lagring och provtryckning. Vid ett misstänkt basmaterial bör man från början prova olika tänkbara bindemedel
med avseende på hållfasthetsutveckling för att spara
tid. Tillsatser som restgips, kalciumklorid, alkalis-salter m m har kunnat motverka det organiska
materia-lets bindningshämmande effekt, särskilt vid
använd-ning av slaggbindemedel. Inverkan är dock så varieran-de att försök alltid måste göras.
12
LITTERATURFÖRTECKNING
Abrams, D.A, Harder, OE. Field test for organic
impu-rities in sands. ASTM, Proc. 19, 1919.
Ahmed, S.A. Lime-soil mixtures for low-volume road construction. Transportation Research Record 827, 1981.
Arman, A. Engineering Classification of organic soils. Highway Research Record 310, 1970.
Arman, A, Munkfah, G.A. Stabilization of organic
soils with lime. Lousiana State University, Engineering Research Bulletin No 103, 1970.
Bloun, D.Y. Effect of certain variables on results
of standard mortar test of fine aggregate, ASTM Bullen-tin, dec 1951.
Clare, K.E, Pollard, A.E. The relation ship between compressive strength and age for soils stabilized with four types of cement. Magazine for Concrete
Research nr 8, 1951.
Clare, K.E, Sherwood, P.T. Further studies on the
effect of organic matter on the setting of soil-cement
mixtures, Journ. applied Chemistry, aug 1956.
Catton, MLD, Felt, E.J. Effect of soil and calcium chloride and mixtures on soil-cement mixtures, Highway Research Board, Proc 1943.
13
de Jong, J, G.H, Brouns, S.J.P. Un test rapide pour
déceler la presence d'inpuretes organiques dans le sable á beton et les terrains sabbleux, Revue des
Materiaux et Construction, No 697, nov-dec 1975.
Dutron, P, Van Ael, P. Studie van grond-cement. Stabi-lisate met cement van gronden die organische stoffen bevatten. National Centrum voor wetenschappelijk en
Technish onderzoek der cementnijnerheid, RR OCCN lS-n-l968.
Forsén, L. The Chemistry of retarders and accelerators. Proc. Symp. Chemistry of Cements, Stockholm 1938.
Hansen, W.C. Anhydrous minerals and organic materials as sowices of distress in concrete, Highway Research Record 307, 1963.
Holz, R.D, Krizek, R.J. Properties of slightly organic Topsoils. Journ. Construction Division ASCE, CO 1,
1970.
Iler, R.K. The Colloid Chemistry of Silica and
Sili-cates. Cornell Univ. Press, 1955.
Iler, R.K. The Colloid Chemistry of silica and
sili-cates.
Karttunen, T. On th weakening of concrete caused by aggregates containing humic substances. Suomen Kemisti-lehti, nr 12, 1955.
Karttunen, T, Sneck, T. Inverkan av humushaltig sand
på betongens hållfasthet. Nordisk Betong nr 4, 1958.
Lamathe, Brounet, J. Action des acides humiques sur
la prise d'une grave laitier. Bull Liaisön Labora-tories Ponts et Chauseés sept-okt 1977.
14
Lindh, E. Provsträckor med cementstabilisering på
väg 331 vid Östergraninge 1973. Byggnadsrapport,
VTI Internrapport 225, 1975 och Slutrapport VTI Medde-lande 158, 1979.
Lyse, I. Calcium chloride counter actsorganic impuri-ties in sand. Engineering News-Record, juli 1948. Mac Naughton, M.F, Herlich, J.B. "Accident" air in
concrete. Journ. American Concrete, nov 1954.
Mather, B. Tests of fine aggregate for organic impuri-ties and courpressive strength in Mortars ASTM Bullen-tin, dec 1951.
Neville, A.M. Properties of concrete. Pitman Publ Ltd, London 1981.
Paul, J. New laboratory method for determining the organic matter in washed fine aggregates, ASTM, Proc 39, 1939.
Robbins, E.G, Mueller, P.E. Development of a test
for identifying poorly reactin sandy soils encountered in soil-cement construction, Highway Research Board Bullentin 267, 1960.
Rueslåtten, H. Kvalitetsforholdelser i forhold till lagringsbetingelser, Norsk Ingeniör Förening - kurs Steinmaterialen 1982.
Sherwood, P.T. The effect of soil organic matter on the setting of soil-cement mixtures. Road Research Laboratory, Technical Paper 61, 1962{
15
pastes as a diagnostic test for the presence of delete-rious soil organic matter. Road Research Laboratory, Research Note No RN/3837, 1960.
Sherwood, P.T, Corell, G.S. The effect of hydrated
lime and calcium chloride on the strength age
rela-tions for cement stabilized organic soils. Road Research Laboratory, Research Note No RN/3436, 1959.
Sherwood, P.T, Roeder, A.R. Organic impurities in sand that interfere with the hydration of portland cement. The Surverjor and Municipal Engineer, juli 1965.
Sundius, W, Eriksson, A. Inverkan av humushaltig
sand på betong samt bestämning av humus i betong.
Betong nr 2, 1939.
Thompson, M.R. Lime reactivity of Illinois soils. Journ. Soil Mechanics and Foundations Division of ASCE, vol 92, NO SM 5, 1966.
Örbom, B. Cementstabiliserad morän som
vägbyggnads-material, SBEF-Rapport nr 14, 1976.
90! o 0 a 0 o 0 -W .-,_...__ m-. , ..--_. ..-. Å 1 ! L§\N: Tr -rxd
own-__- Wheov north 1'
\ 02min ?242%Cenulou
/
.
0 0 OF TH E ST RENC YH OF TH E C O NYR O L SP EC IH EN S ut ur 0 O Phone! _. J ' _ Guinot Cargo:th ond PyroqailolU N C O N H N E D C C H P P E SSW E ST RS NC YH AS A PE R C E N Y A C E >GIUCO|C ond Tormric nad Nuchic and 1
\
-- Carbmynuhyl cellutole \ puorcmoé _ I I ' Canin Pechn . \ iw\ ,11 02 ORGANGC COHPOUNO 04 Gb O 6 IO ADOED - per ton!U N C O N F lN ED CO MP RESS WE ST RE NG TH Figur 1 VTI MEDDELANDE 383 ACE - days
6) Inverkan av olika organisk substans i
.olika halt och b) glykos i olika halt på tryckhâllfasthet vid stabilisering av sand med 10% portlandcement (Sherwood 1962).
Figur-bilaga
Figur-bilaga Sid 2
?Laugh armad Port/anal.
.50- Par/Vana! narmal. 4k_ ---Zâ da. 0h. -Jb_ 67 20 ku \ \J_o _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _-36
0_
Å'
4'
.i7 _11_ .1.I' 5 J; .1.{ 1_ _11 o 7' . g 1 1 K 1 ; TIL ?ä-0 0.5 (0 75 20 .Figur 2 a Tryckhållfastheter vid stabilisering av sand med olika humustillsats vid
använding av 10% portlandcement resp slaggcement (Dutron och van Ael 1968).
Figur-bilaga Sid 3 (âr/Cm! A, armaa/ #0070084. 50_ \.5< ,o aut-/oarneaa narma/. \ \ i 40_ \ \\ ---- f/owøn \ .51, g - - - - -- ü/.Ou/J. Jb- \ få*
ro-o 80 a
.i ZLL.L
s '
4
. -- --
.57:2.
2
1 Q5! 2:' f »i
'i
4:
gå_
5
0,3
1,'0
1,'5
.232 '2,0 .
'/° du Mic>eJ o7aloá7nau'.Figur 2 b Tryckhållfastheter vid stabilisering av
sand med olika humustillsats vid använd-ning av slaggcement (Dutron och van Ael 1968).
Figur-bilaga Sid 4
*
:
a 0 5 L' *a Rélstslioncç å fa. ComFr455:On
?reg-;vor-3 - - . i 'ä -- © '5=ch ;5 kas/(mas. ! . 1 2 ? K h 28 å ä 4..) , Eng! t 9 ; c -- h 9 .3.1ch d 3 E -» ä 0 l g - Cätor'omel'n'e : o 9 T: 25 c : m 5-'- åág. 1.0 \ I 8 (1 0' 4 ta i. set' "q ") xd tc es c d u d
\§\§ I l I 50 nr-. 40 _ durág dlkgdraåotso
Figur 3 Retardation av hydrationen vid stabilisering
(genom mätning av värmeutveckling) vid stabilisering av tre sandsorter med 10% slaggcement. Observera överensstämmelsen
med tryckhållfastheten (Jong och Brouns
1975).
Figur-.__f bilaga 4 Sid 5 2 8 E 5 .i Ip : c.. 'L' 50-550 Q bor-A ä 8
d 2 idem 0 gas; hur-nu: >ü
m L "6". ?dem 407" hun-;us (D U) . \g 3 7a_ I 0 mA '1-9 79;
6 3
'Uz3m: Er\
3 34: ?3- 532 U 0 g 8'- m3 "3 i*
am
.-3 V_ I / o\°.qC1J 8 oo '1 1% g'å % .1:4 5 g % : IL {% romCia-»3:a d'h a 4 *7;
b' Lai-*On L .tur-e)IK
Ls'
_33.:
x 03 CD 0
Eo\° U1
! .(3 ' , k ' ' Q
pcño somaon aacxøz umynsqva ,Um O
?2 °%Z Oczcn'e kaminaquc gon-3
2 0,? N N v ?ku-I- 6 05% h i En.: (6 *á -_ i\ >L)H I ' \ TU O >1 o I \ m SE "- '/I EN 0 I i: ° >
2
""
i'
:20:-:
U 3 ! (UAH-4 C' m" I / mig \ q L'Q ;45-- .ll-I _/ -H'_1, U(U R . I_ 9' m52%* ?/
Såå
C *« 1 L? "' ;I UI :5 H ?3 2. ;i /j' '3: Y P!! ll .; o\o G) G vå- _- _;
53'
JT
° ' 'mom 0 15 7 se C Q4 '-5 ' r: 1 I , -ç-i. 0 M (0.53 0 H O (1) O I>m*3 'm
ON . I ' n . G) NP45* Sofutuon á aaa'é fuska: q ut. EAC
3 1:7; acrdc 'FaR/:'un :ä (5 __ 9 'éeå Z 7 Ew>§ o 10,250/30-0 .' h' 0 '\ A ;1 U](do 6 40. .6 u n : Jusqua' u? 50025 C: m _ GUCUU 1:, a' ;70.1.- .H +3 '_4 *2 m" drafoubn. ä ° " mr4 -E " -HHA U -JJ'r-i O 6* " 34.: 5"* 'U'UC d b ' »m4o
svit?
m 335_::> 0
'UngaG-á H <1], '3 ägg TS to°C L' 3 .. C/å..1,o Q 5 Ö MT? \ H u - \ Lu 0 \ f* _ \ c 7 '1 1 j o 1 1 5 g 1 1' 1* o :3 I 60: ;5 190 _ :25.dar-ce d Aydrdafuoh Cha.rv)_-'+
Figur-bilaga Sid 6 t .E T' ' :i Teneur en eau. 3": 10 f Å i_\ g \ Ö; *- 2z E 1;, \'^r49°, ; .av \ (I \ å ; \ z . \ i 0 1 J_ 1°-°---Jl'o='.:?-'a "mi-.m- _ kr 0,35 0.? 0,2 (3,3 0,5 1.0 Mätare orgamque (14:)
Figur 5 Tryckhållfastheter vid stabilisering av
sand, tillsatt olika organisk material i olika kvot med 20% omalen hyttsand och 1%
kalkhydrat (Lamath och Brounet 1977).
Figur-bilaga Sid 7
A
fly/m LL
40'-.åo_
1 nuøwcg.(7wu
2. m. 4102. (mm).
2,5_ ,g
3. ne., ;www/gava
Q 4 MgHXQLQ%M26wwl10-33
1/3
5. »giaçw/,a (P11).
. Q #4 / eiq&5%4mça(amml " CaClg. (PN).'
äâügénkg/?ml
5.72 .5456
.2;
.5.5
5.3
.5.70
J LIILLL 1 L 1 5,_0
0,'2 44 .Ja Ja ,ja 132 7,'4 Äa få 219
z 070000342. Jtcñren.
Figur 6 a Nödvändig kvot tillsatsmedel vid olika
kvot organisk substans för att uppnå -7-dygnshållfastheten 1,2 MPa (Dutron och
van Ael 1968).
Figur-bilaga Sid 8
20 »Vy/:52 (Eva/j. *
7. //a »41 03, (PM). .8 na Alcä.(wwal.3. Ha.: 5.'0,.Mgo(m).
4. de, 5:03. ,0/2 0. (Hm).
1.2yäqpfwga.(%wl
6.7?Jqumga.(mel
7. CaClz. (FW).;/
/
.5(Wäbg.sql(?d)
/
:
9.ca4vagn [Pal
"
Ia. ca504.2//,a. (Pa).
C o n c øn ár a t c'o n e n
_____...___-5
, ,
__J__,_"e
0 9./ 7
5/2J456 å] så? 19 Åh: U lll 1 J1
I
1I
1I
r
r
:
l.ÅB>
0 0,12 03,4 0,16 0,5 /,0 7,2 7,4 7,6 66 2,0 7, de owcmmxn 65%Figur 6 b Nödvändig kvot tillsatsmedel vid olika
kvot organisk substans för att uppnå
28-dygnshållfastheten 2,0 MPa (Dutron och
van Ael 1968).
Figur-| " m -w w" "" 'w . ' bilaga ' i i ,10
r'
/
bld 9
eur: . 3 'a °/n L*=O".*C*:TT .11 8 / C.:- / O RO r å Ck kkr-1 - f 1 _c' i " Y _ med' / '4 :03-L.: o Tuaoc" « Q) /U
/'
6 q 5 * -0 V 0-. (L, m I > . _ i D r. '0 n o ta' ' (1 3 1 0 C, .- 1 c 1 CD () s :. C' \ 1 0:) Du ;ü -,. i I O 4 * x 3 I - m.- ---' »_- r.. _ ' 2 5 H) '20 5C' O ' 7' percent L_ch by lgmtmr, :0 J»Figur 7 Samband mellan glödgningsförlust och
' förlust vid H202-behandling (Arman 1970).
125 i me: ?2 -mm-» --_* 52 12 4 ' m 12-0' ,1:- o o 0 c ---a --- -. ;f 20---«- f 1' ' m- 3 / a :., 2 E i. i i ' ' 1 I' 1 3 * 3 2 \ 11-3 *1-8 r21«8»- V ; ; I n i l " 120 \ ä 5 i 3 i ' a -- i a t LU LL l : i - 11-6 ne que ; . 'ä 1' 5 e i ' t 3 I g 0. y ; g " . i t "'4 . ' '4: 1 11.4 -1 t 5 . i ' i ' 1 11 6o 10 20 30 11 3JL fow1o 20 30 40 50 60 11 3'o 50I 100I* _3150 11-3"- mm' o 2 4 6'i e 10 12i j
TEMPERATURE - 'C TlME - minutes MOiSTURE CONTENT-oercen't CEMENT CONTENT- norran
(0) Effect of temperature (b) Effect of time (c) Effect of mezsture content (d) Effect of cement content
Figur 8 Inverkan av temperatur, tid, fuktkvot och
cementkvot på pH-värde efter 15 minuter i hydratiserande blandning (Sherwood 1962).
Figur-bilaga Sid 10
. 'Py-oc mary sea
l 4 0 k l .
p r U=:> jo' nancy som
r - - *- L - -n-e-ou 4 O. I 0 9 V . p ' 347,; __. _. -..--.- .1, i --- 1 a a I 0. . 5 I 5 5 .o 5 ' D *.50 --._ .- -__. A _ . 0 A I 33 o " :I: en 7- I a . g 0 I ;I : m h _ . __ _ _....k . . _ o . p _ _ _ _g_._.-: _ 4 . _ . w 0_ _ _ _ ... 3 l 5 g i5 as a 0 u o; i D ;- x 2 050V o A* 5 O 0 5 ä 5 030m.. : _ Ab 0 r: :m L g i: i e 9. O . . _ V i 'ca ;0 i v 30 I 7 l 1 V u :Gå-a: o. l \ v 2 i l - k 1 . 3 . 4 A i g 1 . e : g . " ; . 5 s i s .. ' ' l ' L ;401 - l 5 ox23456739n141213uasnnx920 man man har (son 0.1 av! m Cam. -EDYA rq't 1 -11,04
Figur 9 Samband mellan pH-värde och hållfasthet
hos cementstabiliserad sand efter olika lagringstid (Sherwood och Roeder 1965).
' I
-7, nu J
5,,, V.E11_ 5_ ; Ö Y| 1230- :aons...av _- t 1 Å x;'
. . Å: a . *--'- 3 l 14 'i t
? 'Wi .
*7:7
M
i
i. s
.
4GB v "_ < ' :\ 11 acc ° . *ss e 2 1 i a r i I ' l 3 *.0 i *. ' z E i l 0 i X I 7 , ?° : . ' 1 20:-- ^ . - 4C'- v 4 0 i l . O 9 ° z 5 i o ._. 0 '° ' o ° 5 Å ä'-'fg'i': i J E 0 I 4 2 g'1-25) '13 '20 222 en 26 :25 ^ na na 20 22 '24 7-26: ca32 pro Ar 63x00.. ES x u; pH A2' sou-nyss
5 .som2 , '( 1 :232004v i . ' en i m r_*_ñ 1 L *CAvsn I F L 128 DAYS: ; j ...2) 2 -d 3 X K % j '--J i u v . n 4: 3: c 3? 5' . x x »223% _x l
ä t
»
5 x *- o
=
Ta . \ñ\ä 0 A. 4"0 A 4 E',- I " 0 xz
2
-
*
LL 7 9 | . å =::' y' * *i 32rc. . 5 3 0 T * , 3 a 3 I I . § 0 O 0 g 0 , i J 4: i :soc p 1 ' _ I I 0 a 'eo 1.; 24 :o »25 o na 20 -22 24 :26 '.26pH :35:a Jag 904A* §0»- NJES
Figur 10 Samband mellan kalciumabsorptionsfaktor
och tryckhållfasthet vid cementstabilisering
av sandjordar (Robbins och Mueller 1960).
Figur-bilaga Sid 11
LS
Lo
,
I 50 I I 1 2;'r 1 T 1 *1 PH hifiüêfcan
i
v ,
åHPa)90 -4
i
5
8-0 ..
i
g
Swank 37 I7° "
_
+
I
l
3
6°
I
i
50 - Ful! Betongen l Betongen
herding
l
herder
l
herder ikke
LO -
av betongen l
dårhg
i
»
I
Dnrdol 1.6 I
3° "
|
I
20 -
|
|
17meqN: ?2.9111qu10-'
|
0 -
|
Årdol 2.3
I I i I I I I T' 0 1 2 3 L94 NaCH pr. 0.45; .mm
for å nä ;38.122Figur 11 Tryckhållfasthet hos betongmortel som funk-tion av sandens buffrande förmåga (Enligt Rueslåtten 1982). '
