SlideShare a Scribd company logo
1 of 27
Download to read offline
Transportforum 2009   1




Stålslagg i asfaltlager – FUD-projekt i Dalarna
med deltagande från Ovako, Maserfrakt, NCC,
VTI och VV
                                     VTI notat 5-2008
•   Stålslagg som ballast till
    asfaltapplikationer
•   Erfarenheter från Danmark och
    Sverige
•   Egenskaper hos stålslagg och
    slaggasfalt
•   Teststräckor med slaggasfalt i
    Dalarna.


                Torbjörn Jacobson, Vägverket,
                VGtav
Transportforum 2009   2




Slagg – en biprodukt från järn- och stålindustrin
• EAF = Electric Arc Furnace slag, LB-ugnsslagg (ljusbågsugnsslagg)
• BOF = Basic Oxygen Furnace slag, LD-konverterslagg
• BF = Blast Furnace slag (masugnsslagg)
• Ingår i ballaststandarden, SS-EN 13043-2002 - industriellt framtagen
ballast


LF = Ladle Furnace slag (Skänkugnsslagg)
AOD = Argon Oxygen Decarburization slag (konverterslagg)
FeCr = (Ferrokromslagg)
Transportforum 2009   3




1 Charge (128 ton   Effekt 65 MW
                    Ström 60 000 A
stål)

Input                        Ljusbågen 6000 °C
140 ton skrot
2,5 ton Kalk
2,5 ton Dolomit                      Slagg 1650 °C
1 ton Skummkol
                                     Stål 1650 °C
2 600 m3 Syrgas

Output
128 ton stål
14 ton EAF-slagg
2 ton Stoft




    EAF Electric Arc Furnace slag
Transportforum 2009   4




Lager av slagg i Smedjebacken
                                   250 000 ton




  • CaO, FeO, SiO2 (70-90 %)
  • Mindre mängder av många metaller
  • Krom mest kontroversiellt (0,5 %)
  • Låga halter av fritt CaO och MgO
  • Laktester har visat att endast ringa halter av
  metaller läcker ut
Transportforum 2009   5




Användning av stålslagg

Används sedan länge i många länder som ballast i:
• Obundna lager (bär och förstärkningslager)
• Asfaltlager (slit, bind och bärlager, båda täta och öppna
  beläggningar, även till ytbehandling och kall asfalt)
• Sandningssand
• Handböcker finns
• Enligt EU-projektet SAMARIS fungerar stålslagg utmärkt
  i asfaltbeläggningar
• Många goda egenskaper
Transportforum 2009   6




Erfarenheter i Halmstad




 ABS11 mm                 ABS11 mm
 Slagg i 4-11 mm          Slagg i 4-11 mm
 4 år gammal              7 år gammal
 ÅDT: 20 000 fordon       ÅDT: 30 000 fordon
Transportforum 2009   7




Erfarenheter i Halmstad




  ABS 11 mm               ABS 11 mm
  11 år gammal            16 år gammal
  ÅDT: 33 000 fordon      ÅDT: 30 000 fordon
Transportforum 2009   8




Cirkulationsplats i Laholm




  ABS 11 mm
  11 år gammal
  ÅDT: 15 000
Transportforum 2009   9




Erfarenheter i Danmark




 Skelettasfalt 11 mm     ÅDT: 50 000 fordon
 14 år gammal            Inblandning av ljust stenmaterial
                       för bättre ljusreflektion
Transportforum 2009 10




Erfarenheter i Danmark

 ABT 11 mm
 Slagg i 0-5, 5-8 and 8-
 11 mm
 Ljust stenmaterial i 8-11
 mm
 21 år gammal
Transportforum 2009 11




Sammanfattning – studieresa (1)
  • Nästan 25 års erfarenheter i Danmark och 20
    års erfarenheter i Halland
  • Huvudsakligen slitlager – mest i skelettasfalt
    men också i tät asfaltbetong
  • Även bindlager och ytbehandling
  • Stålslagg är mest använd i grova sorteringar
    (5-8, 8-11 and 11-16 mm) men ibland även i
    finare sorteringar (0-4 och 2-5 mm)
  • Vid proportionering måste hänsyn tas till
    densitet och porositet
Transportforum 2009 12




Sammanfattning – studieresa (2)
 • God beständighet och bra mekaniska
   egenskaper
 • Bra friktion
 • Sprickor ger ej stenlossning (mycket bra
   vidhäftning)
 • Asfaltmassan är trög och tung att arbeta
   manuellt med. Ger en mörk yta.
 • Nylagd asfalt svalnar långsammare än
   konventionell asfaltmassa.
Transportforum 2009 13




Beredning av stålslagg till asfaltballast

Lager av slagg 0-125       Krossning och siktning
mm i Danmark               av slagg i Danmark
Transportforum 2009 14




Beredning av stålslagg till asfaltballast
• Slaggen lagras utomhus i många månader för
  hydratisering (åldring) vilket minskar risken för svällning
• Manuell och magnetisk separation av metallskrot i flera
  steg + krossning i flera steg + kubisering + siktning till
  olika sorteringar, 0-4, 2-5, 5-8, 8-11 och 11-16 mm
Transportforum 2009 15




Egenskaper hos stålslagg

•   Korndensitet (kg/dm3) :   3,6, - 3,8
•   Kulkvarnsvärde:           6–8
•   Micro-Devalvärde:         6-7
•   Los Angelesvärde:         11 – 15
•   Flisighetsindex:          1-4
•   Volymbeständighet.        Mycket god
Transportforum 2009 16




Egenskaper hos slaggasfalt

•   Beständighet (ITSR):   mycket god
•   Stabilitet:            mycket god
•   Styvhetsmodul:         god
•   Slitstyrka:            god
•   Friktion, polering:    mycket god
•   Bulleremission:        god (reducering)
Transportforum 2009 17




                              Vattenkänslighet (ITSR)

                             3000

                                    Våta prov
                                    Torra prov
                                                     ITSR = 98 %           •   ITSR: 98-103 %
                             2500
Pressdraghållfasthet (kPa)




                             2000
                                                                           •   Hålrumshalt: 2,5-4,1 %
                             1500




                             1000
                                                                           •   Bitumen: 100/150
                             500
                                                                           •   Bitumenhalt: 5,6-5,8 %
                                                                           •   CaO och MgO fungerar
                                0
                                        1        2         3       4   5

                                                       Prov (nr)



                                                                               som förstyvande
                                                                               vidhäftningsmedel
Transportforum 2009 18




                      Styvhetsmodul och stabilitet
                      10000


                       9000


                       8000


                                                                                 ABS11 100/150
Styvhetsmodul (MPa)




                       7000


                       6000


                       5000


                       4000


                       3000
                                                                     9000
                                                                                                                                             1B
                                                                     8000
                       2000                                                                                                                  2B
                                                                     7000




                                                     Töjning (με )
                                                                                                                                             3B
                       1000                                          6000
                                                                                                                                             4B
                         0
                                                                     5000
                               1         2       3                                                                                           5B
                                                                     4000
                                     Prov (nr)                                                                                               mdv
                                                                     3000
                                                                     2000
                                                                     1000
                              ABS11 100/150                             0
                                                                            0   500   1000   1500   2000   2500   3000     3500   4000

                                                                                             Antal belastningar




                                                                Ytporerna ger god inre friktion
Transportforum 2009 19




Slitstyrka (Prall) och makrotextur

                            • Prall (medelvärden):
                              31, 24 och 25
                            • ABS11 100/150
                            • Kulkvarnsvärden: 6-8
                            • Halt material >4 mm:
                              drygt 70 %

Makrotextur enligt sandfläcksmetoden: 1,1 mm
Transportforum 2009 20




                  Kalksten

                 Porfyr, kvartsit, leptit, granit, gnejs
                 mm



                Friktion/polering – PSV-värden

                  Sandsten, diabas, amfibolit mm
Ökad friktion




                  Stålslagg, masugnsslagg mm
Transportforum 2009 21




Bullermätning på väg 68, Horndal




  Bullermätning med
  Close-Proximity (CPX) Metoden   Resultat: -1dBA för slaggasfalt


 • Provsträcka: ABS11 med slagg 4-11
 • Referens: ABS11 med vanligt ballast
Transportforum 2009 22




Provsträckor i Dalarna - Smedjebacken

                       •   Cirkulationsplats
                       •   Lagd 2005
                       •   ÅDT: 5 000 fordon
                       •   ABS11, 5,8 % bitumen
                       •   Slagg 4-11 mm
                       •   Inga skador
                       •   Ej mer frosthalka
Transportforum 2009 23




Provsträckor i Dalarna - Borlänge

                       •   Väg 50/70
                       •   Cirkulationsplats
                       •   Lagd 2006
                       •   ÅDT: 30 000 fordon
                       •   ABS11, 5,8 % bitumen
                       •   Slagg 4-11 mm
                       •   Inga skador (ser nylagd ut)
Transportforum 2009 24




Provsträckor i Dalarna – väg 68, Horndal

                       •   Lagd 2007
                       •   300 m i ena riktningen
                       •   ÅDT: 3 000 fordon
                       •   ABS11, 5,8 % bitumen
                       •   Slagg 4-11 mm
                       •   Inga skador
Transportforum 2009 25




Provsträckor i Dalarna – väg 50, Grängesberg -
Ludvika
                          • Lagd 2008
                          • 14 km
                          • ÅDT: 3 000 fordon
                          • ABS11, 5,8% bitumen
                          • 50 % slagg 4-11 + 20 %
                            porfyr 8-11 mm
                          • 90 kg/m2 (32 mm)


                      En del industriytor + en
                      cirkulationsplats lagda 2008
Transportforum 2009 26




    Miljöaspekter
•    Risk för utlakning vid lagring av    •   Vid deponering klassas
     ballast i upplag!                        slaggen som inert avfall
•    Risk för utlakning vid               •   Ett antal laktester har utförts av
     användning i asfaltbeläggning!           SGI
•    Är slitagepartiklar från stålslagg   •   I asfaltlager blir slaggen
     mer hälsofarliga än mineraler            inkapslat
     från naturliga bergarter?            •   Avnötningspartiklar från EAF-
                                              slagg ej mer hälsofarliga än de
•    En kontakt (tillstånd) med               från grus- och bergmaterial
     miljömyndigheten måste tas           •   Nationella riktlinjer ska följas
     innan EAF-slagg kan användas             enligt SS-EN för ballast
                                              (saknas i Sverige)
Transportforum 2009 27




Slaggasfalt (EAF-slagg) - slutsatser
• Bättre egenskaper ifråga om beständighet och stabilitet
  än konventionell asfalt
• Bör användas där de särskilt goda egenskaperna kommer
  till sin nytta (utsatta platser)
• Ger en viss bullerreduktion, bra friktion
• Lång hållbarhet kan ge god ekonomi
• Slaggasfalt är tyngre, mörkare och mer tungarbetad än
  konventionell asfalt.

              Tack för uppmärksamheten!

More Related Content

More from Transportforum (VTI)

Abstract session 64 Per Olof Bylund
Abstract session 64 Per Olof BylundAbstract session 64 Per Olof Bylund
Abstract session 64 Per Olof BylundTransportforum (VTI)
 

More from Transportforum (VTI) (20)

Opening session José Viegas
Opening session José ViegasOpening session José Viegas
Opening session José Viegas
 
Session 26 2010 johan granlund
Session 26 2010 johan granlundSession 26 2010 johan granlund
Session 26 2010 johan granlund
 
Session 37 Bo Olofsson
Session 37 Bo OlofssonSession 37 Bo Olofsson
Session 37 Bo Olofsson
 
Session 28 Irene Isaksson-Hellman
Session 28 Irene Isaksson-HellmanSession 28 Irene Isaksson-Hellman
Session 28 Irene Isaksson-Hellman
 
Session 40 simon gripner
Session 40 simon gripnerSession 40 simon gripner
Session 40 simon gripner
 
Abstract session 64 Per Olof Bylund
Abstract session 64 Per Olof BylundAbstract session 64 Per Olof Bylund
Abstract session 64 Per Olof Bylund
 
Session 64 Per Olof Bylund
Session 64 Per Olof BylundSession 64 Per Olof Bylund
Session 64 Per Olof Bylund
 
Session 7 Leif Blomqvist
Session 7 Leif BlomqvistSession 7 Leif Blomqvist
Session 7 Leif Blomqvist
 
Session 7 Leif Blomqvist.ppt
Session 7 Leif Blomqvist.pptSession 7 Leif Blomqvist.ppt
Session 7 Leif Blomqvist.ppt
 
Session 28 Per Tyllgren
Session 28 Per TyllgrenSession 28 Per Tyllgren
Session 28 Per Tyllgren
 
Session 69 Tor Skoglund
Session 69 Tor SkoglundSession 69 Tor Skoglund
Session 69 Tor Skoglund
 
Session 69 Peter von Heidenstam
Session 69 Peter von HeidenstamSession 69 Peter von Heidenstam
Session 69 Peter von Heidenstam
 
Session 69 Marie-Louise Lundgren
Session 69 Marie-Louise LundgrenSession 69 Marie-Louise Lundgren
Session 69 Marie-Louise Lundgren
 
Session 69 Isak Jarlebring
Session 69 Isak JarlebringSession 69 Isak Jarlebring
Session 69 Isak Jarlebring
 
Session 69 Christian Udin
Session 69 Christian UdinSession 69 Christian Udin
Session 69 Christian Udin
 
Session 69 Marika Jenstav
Session 69 Marika JenstavSession 69 Marika Jenstav
Session 69 Marika Jenstav
 
Session 69 Jana Sochor
Session 69 Jana SochorSession 69 Jana Sochor
Session 69 Jana Sochor
 
Session 69 Göran Erskérs
Session 69 Göran ErskérsSession 69 Göran Erskérs
Session 69 Göran Erskérs
 
Session 69 Cees de Wijs
Session 69 Cees de WijsSession 69 Cees de Wijs
Session 69 Cees de Wijs
 
Session 69 Björn Dramsvik
Session 69 Björn DramsvikSession 69 Björn Dramsvik
Session 69 Björn Dramsvik
 

Session 67 Torbjörn Jacobson

  • 1. Transportforum 2009 1 Stålslagg i asfaltlager – FUD-projekt i Dalarna med deltagande från Ovako, Maserfrakt, NCC, VTI och VV VTI notat 5-2008 • Stålslagg som ballast till asfaltapplikationer • Erfarenheter från Danmark och Sverige • Egenskaper hos stålslagg och slaggasfalt • Teststräckor med slaggasfalt i Dalarna. Torbjörn Jacobson, Vägverket, VGtav
  • 2. Transportforum 2009 2 Slagg – en biprodukt från järn- och stålindustrin • EAF = Electric Arc Furnace slag, LB-ugnsslagg (ljusbågsugnsslagg) • BOF = Basic Oxygen Furnace slag, LD-konverterslagg • BF = Blast Furnace slag (masugnsslagg) • Ingår i ballaststandarden, SS-EN 13043-2002 - industriellt framtagen ballast LF = Ladle Furnace slag (Skänkugnsslagg) AOD = Argon Oxygen Decarburization slag (konverterslagg) FeCr = (Ferrokromslagg)
  • 3. Transportforum 2009 3 1 Charge (128 ton Effekt 65 MW Ström 60 000 A stål) Input Ljusbågen 6000 °C 140 ton skrot 2,5 ton Kalk 2,5 ton Dolomit Slagg 1650 °C 1 ton Skummkol Stål 1650 °C 2 600 m3 Syrgas Output 128 ton stål 14 ton EAF-slagg 2 ton Stoft EAF Electric Arc Furnace slag
  • 4. Transportforum 2009 4 Lager av slagg i Smedjebacken 250 000 ton • CaO, FeO, SiO2 (70-90 %) • Mindre mängder av många metaller • Krom mest kontroversiellt (0,5 %) • Låga halter av fritt CaO och MgO • Laktester har visat att endast ringa halter av metaller läcker ut
  • 5. Transportforum 2009 5 Användning av stålslagg Används sedan länge i många länder som ballast i: • Obundna lager (bär och förstärkningslager) • Asfaltlager (slit, bind och bärlager, båda täta och öppna beläggningar, även till ytbehandling och kall asfalt) • Sandningssand • Handböcker finns • Enligt EU-projektet SAMARIS fungerar stålslagg utmärkt i asfaltbeläggningar • Många goda egenskaper
  • 6. Transportforum 2009 6 Erfarenheter i Halmstad ABS11 mm ABS11 mm Slagg i 4-11 mm Slagg i 4-11 mm 4 år gammal 7 år gammal ÅDT: 20 000 fordon ÅDT: 30 000 fordon
  • 7. Transportforum 2009 7 Erfarenheter i Halmstad ABS 11 mm ABS 11 mm 11 år gammal 16 år gammal ÅDT: 33 000 fordon ÅDT: 30 000 fordon
  • 8. Transportforum 2009 8 Cirkulationsplats i Laholm ABS 11 mm 11 år gammal ÅDT: 15 000
  • 9. Transportforum 2009 9 Erfarenheter i Danmark Skelettasfalt 11 mm ÅDT: 50 000 fordon 14 år gammal Inblandning av ljust stenmaterial för bättre ljusreflektion
  • 10. Transportforum 2009 10 Erfarenheter i Danmark ABT 11 mm Slagg i 0-5, 5-8 and 8- 11 mm Ljust stenmaterial i 8-11 mm 21 år gammal
  • 11. Transportforum 2009 11 Sammanfattning – studieresa (1) • Nästan 25 års erfarenheter i Danmark och 20 års erfarenheter i Halland • Huvudsakligen slitlager – mest i skelettasfalt men också i tät asfaltbetong • Även bindlager och ytbehandling • Stålslagg är mest använd i grova sorteringar (5-8, 8-11 and 11-16 mm) men ibland även i finare sorteringar (0-4 och 2-5 mm) • Vid proportionering måste hänsyn tas till densitet och porositet
  • 12. Transportforum 2009 12 Sammanfattning – studieresa (2) • God beständighet och bra mekaniska egenskaper • Bra friktion • Sprickor ger ej stenlossning (mycket bra vidhäftning) • Asfaltmassan är trög och tung att arbeta manuellt med. Ger en mörk yta. • Nylagd asfalt svalnar långsammare än konventionell asfaltmassa.
  • 13. Transportforum 2009 13 Beredning av stålslagg till asfaltballast Lager av slagg 0-125 Krossning och siktning mm i Danmark av slagg i Danmark
  • 14. Transportforum 2009 14 Beredning av stålslagg till asfaltballast • Slaggen lagras utomhus i många månader för hydratisering (åldring) vilket minskar risken för svällning • Manuell och magnetisk separation av metallskrot i flera steg + krossning i flera steg + kubisering + siktning till olika sorteringar, 0-4, 2-5, 5-8, 8-11 och 11-16 mm
  • 15. Transportforum 2009 15 Egenskaper hos stålslagg • Korndensitet (kg/dm3) : 3,6, - 3,8 • Kulkvarnsvärde: 6–8 • Micro-Devalvärde: 6-7 • Los Angelesvärde: 11 – 15 • Flisighetsindex: 1-4 • Volymbeständighet. Mycket god
  • 16. Transportforum 2009 16 Egenskaper hos slaggasfalt • Beständighet (ITSR): mycket god • Stabilitet: mycket god • Styvhetsmodul: god • Slitstyrka: god • Friktion, polering: mycket god • Bulleremission: god (reducering)
  • 17. Transportforum 2009 17 Vattenkänslighet (ITSR) 3000 Våta prov Torra prov ITSR = 98 % • ITSR: 98-103 % 2500 Pressdraghållfasthet (kPa) 2000 • Hålrumshalt: 2,5-4,1 % 1500 1000 • Bitumen: 100/150 500 • Bitumenhalt: 5,6-5,8 % • CaO och MgO fungerar 0 1 2 3 4 5 Prov (nr) som förstyvande vidhäftningsmedel
  • 18. Transportforum 2009 18 Styvhetsmodul och stabilitet 10000 9000 8000 ABS11 100/150 Styvhetsmodul (MPa) 7000 6000 5000 4000 3000 9000 1B 8000 2000 2B 7000 Töjning (με ) 3B 1000 6000 4B 0 5000 1 2 3 5B 4000 Prov (nr) mdv 3000 2000 1000 ABS11 100/150 0 0 500 1000 1500 2000 2500 3000 3500 4000 Antal belastningar Ytporerna ger god inre friktion
  • 19. Transportforum 2009 19 Slitstyrka (Prall) och makrotextur • Prall (medelvärden): 31, 24 och 25 • ABS11 100/150 • Kulkvarnsvärden: 6-8 • Halt material >4 mm: drygt 70 % Makrotextur enligt sandfläcksmetoden: 1,1 mm
  • 20. Transportforum 2009 20 Kalksten Porfyr, kvartsit, leptit, granit, gnejs mm Friktion/polering – PSV-värden Sandsten, diabas, amfibolit mm Ökad friktion Stålslagg, masugnsslagg mm
  • 21. Transportforum 2009 21 Bullermätning på väg 68, Horndal Bullermätning med Close-Proximity (CPX) Metoden Resultat: -1dBA för slaggasfalt • Provsträcka: ABS11 med slagg 4-11 • Referens: ABS11 med vanligt ballast
  • 22. Transportforum 2009 22 Provsträckor i Dalarna - Smedjebacken • Cirkulationsplats • Lagd 2005 • ÅDT: 5 000 fordon • ABS11, 5,8 % bitumen • Slagg 4-11 mm • Inga skador • Ej mer frosthalka
  • 23. Transportforum 2009 23 Provsträckor i Dalarna - Borlänge • Väg 50/70 • Cirkulationsplats • Lagd 2006 • ÅDT: 30 000 fordon • ABS11, 5,8 % bitumen • Slagg 4-11 mm • Inga skador (ser nylagd ut)
  • 24. Transportforum 2009 24 Provsträckor i Dalarna – väg 68, Horndal • Lagd 2007 • 300 m i ena riktningen • ÅDT: 3 000 fordon • ABS11, 5,8 % bitumen • Slagg 4-11 mm • Inga skador
  • 25. Transportforum 2009 25 Provsträckor i Dalarna – väg 50, Grängesberg - Ludvika • Lagd 2008 • 14 km • ÅDT: 3 000 fordon • ABS11, 5,8% bitumen • 50 % slagg 4-11 + 20 % porfyr 8-11 mm • 90 kg/m2 (32 mm) En del industriytor + en cirkulationsplats lagda 2008
  • 26. Transportforum 2009 26 Miljöaspekter • Risk för utlakning vid lagring av • Vid deponering klassas ballast i upplag! slaggen som inert avfall • Risk för utlakning vid • Ett antal laktester har utförts av användning i asfaltbeläggning! SGI • Är slitagepartiklar från stålslagg • I asfaltlager blir slaggen mer hälsofarliga än mineraler inkapslat från naturliga bergarter? • Avnötningspartiklar från EAF- slagg ej mer hälsofarliga än de • En kontakt (tillstånd) med från grus- och bergmaterial miljömyndigheten måste tas • Nationella riktlinjer ska följas innan EAF-slagg kan användas enligt SS-EN för ballast (saknas i Sverige)
  • 27. Transportforum 2009 27 Slaggasfalt (EAF-slagg) - slutsatser • Bättre egenskaper ifråga om beständighet och stabilitet än konventionell asfalt • Bör användas där de särskilt goda egenskaperna kommer till sin nytta (utsatta platser) • Ger en viss bullerreduktion, bra friktion • Lång hållbarhet kan ge god ekonomi • Slaggasfalt är tyngre, mörkare och mer tungarbetad än konventionell asfalt. Tack för uppmärksamheten!