Detta examensarbete ingår som den första, och utgör den laborativa delen av
ett forskningsprojekt där stabilisering av sulfidjord undersöks. Syftet med
arbetet var att undersöka vilken eller vilka bindemedelskombinationer
respektive inblandningsmängder som är lämpligast för stabilisering av
sulfidhaltiga jordar. Målet med studien är att genom laboratorieförsök finna
ett eller flera bindemedel som ger en tillfredsställande
stabiliseringseffekt.
Resultat från tidigare utförda stabiliseringsprojekt i sulfidjord har
sammanställts och utvärderats och legat till grund för den laboratoriestudie
som genomförts. Laboratoriestudien omfattar en inblandningsserie där jord
från fyra djup från samma provlokal använts. Laboratorieförsöken har
genomförts hösten-vintern 2003-2004 och den skall följas av stabilisering i
fält i forskningsprojektets senare del.
Laboratorieförsök har utförts i syfte att bestämma den naturliga jordens
geotekniska och markkemiska egenskaper. Inblandningsförsök har genomförts
genom att tillverka provkroppar av stabiliseringsmedel och jord. Enaxiella
tryckförsök har därefter utförts för att undersöka provens
hållfasthetsegenskaper.
Den studerade sulfidjorden är hämtad från en provlokal belägen längs
Botniabanans planerade dragning i Stöcke, strax söder om Umeå. Området
ligger inom sulfidjordsbältet som sträcker sig längs norrlandskusten, från
Gävle i söder till Haparanda i norr.
Den undersökta sulfidjorden, mellan djupen 2,5-5 m, har indelats i olika
typer utifrån karakteriseringsmodell enligt Mácsik (2000). Detta som en del
i arbetet att tydliggöra variationen med djupet av sulfidjordens egenskaper.
I studien kunde fyra typer av sulfidjord identifieras, där den mest
sulfidrika jorden hittades på djup 3,5 m. Djupen 3,5 m och 4 m är de av
störst intresse eftersom de innehåller mest svavel och är således de i
studien mest undersökta m.a.p. egenskaper och inblandningsförsök.
Erfarenheter från tidigare projekt visar ofta på dålig stabiliseringseffekt
för traditionella bindemedel som kalk/cement. Nya kombinationer med bl.a.
masugnsslagg, gips och flygaska blandat med cement ger som regel bättre
hållfasthetstillväxt vid stabilisering i sulfidjord. De bindemedel som har
undersökts vid inblandningsförsöken i denna studie är cement, kalk, gips,
merit och aska.
Vid försöken undersöktes 11 bindemedelskombinationer med inblandningsmängder
100, 150, 175, 200 eller 250 kg/m3. Resultaten visar att
hållfasthetstillväxten påverkas av lagringstid och inblandningsmängd.
De enaxiella tryckförsöken utförda på de stabiliserade proven visar att jord
från djupen 3,5 m och 4 m ger lägst hållfasthetstillväxt medan prov från
djupen 2,5-3 m och 5 m uppvisar en hög hållfasthet. Av de bindemedel som
undersökts ger kalk/cement/gips (KCG), i lika delar (33%), det jämnaste
resultatet genom jordprofilen, dvs. minsta variationen av hållfasthet med
djupet.
På det mest svårstabiliserade djupet 3,5 m ger KCG 33% en maximal
tryckspänning ungefär mellan 200-400 kPa där inblandningsmängden är mellan
150-250 kg/m3, vilket i jämförelse med de övriga bindemedlen är en bra
hållfasthet. Hållfastheten för KCG 33 % ökar kraftigt med tiden.
90-dygnsproven med en inblandningsmängd på 150 kg/m3 ger ungefär 3 gånger så
hög tryckhållfasthet, drygt 600 kPa, jämfört med 28-dygnsproven med
motsvarande inblandningsmängd för djup 3,5 m.
Enbart cement och cement/merit i förhållandena 70/30 och 50/50 med
inblandningsmängd 150 kg/m3, var de bindemedel som gav störst
stabiliseringseffekt på djup 2,5-3 m. Cement/aska...
