Forprosjekt rapport For Bachelorprosjekt i Geopolymer/ Betongteknologi

Transkript

1 Forprosjekt rapport For Bachelorprosjekt i Geopolymer/ Betongteknologi 1

2 Innhold Prosjektinformasjon... 3 Bakgrunn... 3 Prosjektmål... 3 Problemstilling... 4 Rammer og avgrensinger... 5 Arbeidsfordeling/ansvar... 5 Sammenfattet beskrivelse av løsningsmetodikk... 6 Koder og standarder... 7 Kontaktinformasjon... 7 Vedlegg Gant diagram... 8 Vedlegg CTR

3 Prosjektinformasjon Materialteknikk/Betongteknologi Av: Mahmurdur R., Jon-Arild Boharfa, Oppdragsgiver: Høgskolen i Østfold Samarbeidspartnere: Rescon Mapei AS Hjellnes Consult AS Prosjekt veileder: Inge Richard Eeg Labb veileder: Trond Drøbak Bakgrunn Skolen la tidligere frem en Bachelor Prosjekt som gikk ut på Geopolymerbetong. Årsaken til en slik oppgave var å se på material egenskaper og miljøegenskaper kontra tradisjonell Betong. Geopolymerbetong er generelt en ukjent betong i Norge og Europa. I vårt prosjekt skal vi se nærmere på reseptutvikling med hoved fokus på støpbarhet. Ut ifra resultatene skal vi se på materialegenskapene ved tilsetning av tilsetningsstoffer for eks. Superplastiserende og Retarderende stoffer. Vi vil også se nærmere på karbonisering og bøyefasthet med og uten fiber. Prosjektmål Med dette prosjektet har vi som mål å øke kunnskapen, innen Geopolymer/betongteknologi. Det vil vi gjøre ved eksperimenter og dokumentere labb tester. Vi forventer å være med på å utvikle resepten i en retning i å øke støpelighet, og andre egenskaper. Samtidig vil vi undersøke noen av materialegenskapene. Prosjektet er bare en liten brikke, hvor helheten hører til en tanke/ide som går i to hoved retninger. Utvikle en betong med gode material egenskaper. Erstatter/delvis erstatter sement, dette vil føre til miljø gevinster på grunn av redusert CO2 utslipp ved sement produksjon. 3

4 Problemstilling Under utarbeidelse av oppgavetekst har vi tatt hensyn på flere ting. Hva Hiof ønsker. Hva gruppen ønsker å fordype seg i. Se fremover i tid i metode på hvordan vi vil løse oppgaven. Med god planlegging i formuleringen vil gjøre gangen videre lettere. Dette har videre ført til at vi har vektet ordlyden i oppgaven veldig nøye. Under vises oppgaveteksten med kommentar til hvorfor ordlyden er som den er. 1) Forsøke å resept utvikle/optimalisere med tanke på mekaniske egenskaper, med hovedfokus på Støpbarhet Trykkfasthet Kommentarer: - Forsøke Det er usikkert om vi vil greie å oppnå et bedre resultat som den opprinnelige resepten. Ved å forsøke så vil vi svare på oppgaven uansett om vi lykkes eller ikke. - Mekaniske egenskaper Er den faglige kunnskapen som gruppen ønsker å tilegne seg. Dette gir den spesifikke grunnen til å studere rundt temaet. - Hovedfokus Åpner muligheten til å kunne se på andre egenskaper om vi finner det interessant. 2) Kartlegge materialegenskapene på (gitt/valgt resept) med tanke på (Blir enig å velge ut egnede punkter) Fiberarmering Fryse/tine Karbonisering Trykkfasthet Støpbarhet Klorid inntrenging Kommentarer: - Gitt/valgt resept Siden det er usikkert på hvilke tester som vil være mulig for oss å gjennomføre. Hvilke ressurser som vi vil ha tilgang, er fortsatt usikker, (er under arbeid). - På (gitt/valgt resept) Åpner opp for fleksibilitet for hvor mange prøver vi må teste for å svare på oppgaven. Dette vil vi vurdere etter kjønn med hensyn på tid, og hva som vi finner interessant under forsøka. - Tanke på Kartlegge materialegenskapene er et veldig stort tema. Formuleringen her er for å begrense det litt. 4

5 3) Sammenligning av materialegenskapene av tilsvarende «tradisjonell betong» (Resultat tolking og vurdering av materialet.) Kommentarer: - Detter er en praktisk labb retta oppgave. Men tradisjonelt er det ønskelig å ha en problemstilling i en bachelor oppgave. Dette punktet tvinger oss til å drøfte rundt materialegenskapene for å kunne svare på bachelor oppgave vår. Rammer og avgrensinger Rammer og avgrensninger vil variere til hvilke tester vi har til rådighet. Når vi har avklart hvilke tester vi kan utføre, kan vi avgjøre hvor mye tid vi kan bruke på hvert eksperiment. Det samme vil også høre til i hvilken dybde vi går i det spesifikke fag område. Av hensyn til tester må vi ha rom for omdisponering av våre prioriteringer i forhold til test resultater. Oppgaven vil også avgrenses etter hvilke tid vi har til disposisjon med våre samarbeidspartnere. Arbeidsfordeling/ansvar System for side manns kontroll: Utførende Sidemanns Kontroll 1 Sidemanns Kontroll 2 Yasir Jon-Arild Stefan Stefan Yasir Jon-Arild Jon-Arild Stefan Yasir Innkjøpsansvarlig: Stefan Dataansvarlig: Yasir Møteansvarlig: Jon-Arild Yasir Stor del av prosjektet skal foregå på betong laboratoriet, har vil ansvarsfordeling konstant roteres. Videre arbeidsfordeling vil skje underveis prosjektet. Gant diagram Vedlagt som Vedlegg. 5

6 Sammenfattet beskrivelse av løsningsmetodikk Definisjon: Høgskolen i Østfold har et ønske om å fortsette med utvikling av tydeligere bachelor oppgave av Geopolymer betong. I samarbeid med dem har vi definert en problemstilling som vi vil jobbe med. Litraturstudie: På bakgrunn av definisjonen av problemstillingen har vi begynt å utarbeide et litraturstudium. Som går i hovedsakelig om generell betongteknologi, og geopolymerbetong. Forstudiet og litteratur søk som er gjort i forbindelse med prosjektet er følgende: Grunnleggende Betongteknologi (Byggenæringens forlag) Geopolymerbetong Med tanke på miljøet (Bachelorprosjekt 2014) Betong boka (Norcem Gyldendal forlag) Møte/Dialog med personer som har erfaring med Geopolymer Global Geopolymers Market (Tidsskrift ) Webinar nov av Joseph Davidovits Mineral Engineering av Jannie S.J. van Deventer, John L. Provis, Peter Duxson. (12 oct 2011) Geopolymers State of the art ( Coin project report ) av Klaartje De Weerdt. The European Research Project GEOASH: ( ) The development of room temperature hardning slag/ fly ash - based geopolymer cements for Geopolymer Concretes. Low calcium fly ash-based Geopolymer concrete: Long term properties. By S.E. Wallah and B.V. Rangan (2006) Geopolymer concrete for environmental protection by B.V. Rangan (Indian concrete journal 2014) Potential utilization of class C fly ash-based geopolymer in oil well cemnting operations. By: Khalifeh Mhmoud, Saasen Arild, Vrålstad Torbjørn, Hodne Heige. (2014) Resterende litteratur er ikke avklart enda. Labb tester: Vi har tatt utgangspunktet i resepter fra fjorårets bachelor prosjekt. Ut ifra reseptene skulle vi velge en. Kriterier vi satt opp mot valg av resept er følgende: Høy trykkfasthet Støpbarhet/synkmål Lite Slagg Ikke ekstra vann/ fritt vann Ingen Sp stoff 6

7 Vi kom frem til at resept 8 er best egnet til vårt prosjekt for å videreutvikle siden den forfyllet kriteriene vi satt opp. Videre skal det gjøres labb tester der det skal forsøkes på å videreutvikle resept 8 med hensyn på følgende test parametere: Synk mål Utbredelse mål Trykkfasthet Bøyefasthet med og uten fiber Karbonisering Ut ifra overnevnte måle metoden skal resultatene noteres, drøftes og begrunnes. Skrive hoved rapport: Vi skal starte med å skrive det første kapitel i rapporten som omhandler innledning og teori om Geopolymerbetong. Sammendrag, labb forsøk, resultater og drøfting kommer underveis. Koder og standarder Foreløpig Koder og standarder: NS-EN for trykktesting (Standard ikke avklart) Bøyestrekkfasthet Resterende koder og standarder er ikke avklart enda. Kontaktinformasjon Jon-Arild Boharfa: Tlf: Mail: jonarilb@hiof.no : Tlf: Mail: kjell.s.pettersson@hiof.no Mahmudur R. Tlf: Mail: mahmudur.r.saeed@hiof.no 7

8 8

9 CTR Planlagt start: 6. mars. 15 Planlagt ferdig: 08. apr. 15 Varighet: 34 dager CTR (Aktivitetsnummer:) Aktivitetsnummer 1 Tittel: Definisjon Dato: Det skal lages en problemstilling som gir oss et utgangspunkt i hva oppgaven skal handle om. Vi fikk utdelt en foreløpig problemstilling i fra Høgskolen i Østfold om Geopolymer betong, med mulighet om å manipulere og konkretisere oppgave på best mulig måte i samarbeid med Høgskolen. Høgskolen ønsket å videre utvikle en tidligere bachelor prosjekt i fra Så vi skrev oss frem til en problemstilling i samarbeid med veiledere, som tilfredsstiller både våre ambisjoner for prosjektet og Høgskolens formål. For å kunne starte aktiviteten var det viktig for oss å ha flere dialoger med veiledere for å kunne bevare deres ønske om hvordan problemstillingen skal formuleres, samt opprettholde våre ambisjoner for prosjektet. Faktisk varighet på aktivitet er mye mindre enn den varigheten som er oppgitt. 3* 6= 18timer antatt ca. person 9

10 CTR Planlagt start: 18. feb. 15 Planlagt ferdig: 26. mai. 15 Varighet: 97 dager CTR (Aktivitetsnummer:) Aktivitet nummer: 2 Tittel: Litteraturstudie Dato: Oppnå en bakgrunn og fordypning i fagområde betongteknologi for å skrive en bra bachelor prosjekt. På bakgrunn av definisjonen av problemstillingen har vi begynt å utarbeide et litteraturstudium. I litteraturstudium vil vi søke for litteratur i for eks. BIBSYS, Google Scholar, Oria, Forskningsdatabaser osv. Vi vil i første omgang søke om litteratur som handler om generell betongteknologi for å få forståelse. Deretter skal vi søke om alle aspekter innen geopolymerbetong som problemstillingen omhandler. Problemstilling må vare på plass før vi går løs på litteraturstudie. Kunnskaper om å klare å søke i databaser er også en veldig viktig faktor i forbindelse med å forstå hvordan, hvor og hva som skal forskes på. Litteraturstudiet vil pågå under hele prosjektet. Det er tydeligvis svært krevende prosess ettersom når en søker seg frem på et tema, så for mann frem uhyre mange treff på artikler og studier. En klar utfordring vil være å foreta en grovseleksjon på relevante studie og artikler som kan brukes i forbindelse med vårt prosjekt. 97*9 = 873t 291 timer antatt ca. per pers. 10

11 CTR Planlagt start: 07.apr. 15 Planlagt ferdig: 10.apr. 15 Varighet: 4 dager CTR (Aktivitetsnummer:) Aktivitetsnummer: 3 Tittel: Forprosjekt rapport Dato: 7. apr. 15 Aktiviteten gir oss en mulighet til å innse helheten over hvordan et prosjekt skal utarbeides. Skrive en forprosjekt rapport som skal inneholde: Prosjektets navn, navn og kontakt informasjon på gruppe medlemmer, navn på veiledere og samarbeids partnere. Beskrive bakgrunn for prosjektet og prosjektets problemstilling, oppgaveformulering, arbeidsmetoder og eventuelle avgrensninger som skal gjøres. Lage arbeidsfordeling, ansvars fordeling over aktiviteter i form av tidsplan og gant diagram. Vi må ha avklart hvem som er veiledere og samarbeidspartnere. Samtidig må vi ha avklart problemstilling og arbeidsmetoden. Vi må også ha laget ferdig tidsplan og gant diagram som viser oversikt over aktiviteter og deres varighet. Siden prosjektet er i start fasen så kan det hende det blir en del forandringer i planlegging og arbeidsmetodikk. 4*6 = 24t antatt ca. per pers. 11

12 CTR Planlagt start: 13. apr Planlagt ferdig: 2. mai Varighet: 50 CTR (Aktivitetsnummer:) Aktivitetsnummer: 4 Tittel: Skrive hoved prosjekt Dato: 7. apr. 15 Starte tidlig for å komme i gang med å skrive første utkast til sluttrapporten. Bruke vår bakgrunns litteratur og starte å skrive det første kapitlet som omhandler innledning og teori om geopolymerbetong i rapporten. Deretter begynne å beskrive og drøfte resultatene og effektene vi får underveis ut av labbtester. Grunnleggende litteratur studie bør være på plass før starten av aktivitet. 50*6 = 300t 100 timer antatt ca. per pers. 12

13 CTR Planlagt start: 14. apr. 15 Planlagt ferdig: 17. apr. 15 Varighet: 3 dager CTR (Aktivitetsnummer:) Aktivitetsnummer: 5 Tittel: Lage teste utstyr Dato: 10. apr. 15 Lage forskalinger for betong bjelker. Lage plate for utbredelse måling Kjøpe inn og snekre forskalinger for betong bjelker i dimensjoner 100x100x500 mm. Betong bjelker skal brukes i forbindelse med testing av bøyestrekkfastheten. Lage en plate for å måle utbredelse av betong. Alt materiale for forskaling bør være kjøpt inn. Material til forskaling 3*6 = 18t 13

14 CTR Planlagt start: 7. apr. 15 Planlagt ferdig: 13. apr. 15 Varighet:4 dager CTR (Aktivitetsnummer:) Aktivitetsnummer: 6 Tittel: Antatt materialforbruk Dato: 7 apr. 15 Mål:(Hva skal oppnås med aktiviteten) Aktiviteten skal sørge for at vi har tilstrekkelig med materialer. All material for eks: Slagg, flyveaske, Sand, stein og kjemikalie stoffer skal veies og måles slik at vi har nok for videre testing. Alle material må være på plass før oppstart. Visuelt så viser det seg at vi kan ha tilstrekkelig med tilslag. Men resten må måles. 4*6 = 24t CTR 14

15 Planlagt start: CTR ( Aktivitetsnummer:) Aktivitetsnummer.7 Planlagt ferdig: Tittel: Resept utvikling Varighet: 31 dager Dato: Forsøke å resept utvikle/optimalisere en blanding med tanke på geopolymerbetongens mekaniske egenskaper. Gå videre fra en utvalgt utgangsresept og forandre forhold i blanding. I tillegg skal det utprøves tilsettingsstoffer for å se på eventuelle endringer i egenskapene til betongen. Disse tilsettingsstoffer er produsert av Mapei. Tilstrekkelige mengder av kjemikalier og tilslag. 186 t. CTR 15

16 Planlagt start: CTR ( Aktivitetsnummer:) Aktivitetsnummer: 8 Planlagt ferdig: Tittel: Rescon Mapei As Varighet: 7 dager Dato: Oppnå best mulig geopolymer-resept mht. støpelighet /bearbeidelighet og andre mekaniske egenskaper. Uttesting av utvalgte resepter der tilsettingsstoffer som er produsert av Mapei tilsettes blanding. Dette skal gjøres i samarbeid med kjemiker fra Mapei. Avtal med kjemiker fra Mapei om tidsperiode. Leverte tilsettingsstoffer fra Mapei. Antatt ca. 42 t. CTR 16

17 Planlagt start: CTR ( Aktivitetsnummer:) Aktivitetsnummer: 9 Planlagt ferdig: Tittel: Midtveisrapport Varighet: 7 dager Dato: Levering av rapport med til så langt fremkomne testresultater som skal ligge til underlag for skriving av hovedrapport. Levere rapport for tester og eventuelle testresultater som er fremkommet til dato for innlevering av Midtveisrapport. Testresultater, notater. Antar at rapportering kommer til å skje kontinuerlig for å få med all data. 42 t. antatt ca. per person CTR 17

18 Planlagt start: CTR ( Aktivitetsnummer:) Aktivitetsnummer: 10 Planlagt ferdig: Varighet: 42 dager Tittel: Trykkfasthetstesting Dato: Kontroll av trykkfasthet på de ulike reseptene. Trykktesting i betonglabb. Ferdige prøvestykker for prøving. Tester vil utføres etter valgte / fastsatte tidsperioder: 7 døgn/ 14 døgn/ 21 døgn / 28 døgn. 252 t. (hele prosedyren) CTR 18

19 Planlagt start: CTR ( Aktivitetsnummer:) Aktivitetsnummer. 11 Planlagt ferdig: Tittel: Bøyetesting uten fiber Varighet: 28 dager Dato: Bøyetesting av utstøpte betong prøver av geopolymerbetong uten fiber tilsetting. Testing av bøyemoment av utvalgt betongresept som jevnføres med resultat fra test med sement betong med samme herdetid. Ferdig herdet betongprøver uten fiber. Prøvene skal utprøves etter samme tidsperiode som prosjekt B15B06 sement betong prøvene blir utført etter. Dette for å kunne jevnføre resultater. 168 t. (hele prosedyren) CTR 19

20 Planlagt start: CTR ( Aktivitetsnummer:) Aktivitetsnummer. 12 Planlagt ferdig: Tittel: Bøyetesting med fiber Varighet:28 dager Dato: Bøyetesting av utstøpte betong prøver av geopolymerbetong med fiber tilsetting. Testing av bøyemoment av utvalgt betongresept som jevnføres med resultat fra test med sement betong med samme herdetid. Ferdig herdet betongprøver med fiber. Prøvene skal utprøves etter samme tidsperiode som prosjekt B15B06 sement betong prøvene blir utført etter. Dette for å kunne jevnføre resultater. 168 t. (hele prosedyren) 20