Muligheter / begrensninger ulike materialer - kontroll og håndtering Hans-Olav Hognestad BASF 1
Ulike materialer Det finnes mange forskjellige injeksjonsprodukter Sement, mikro sement, ultrafin sement, kolloidal silica, acryl, acrylamid (fortsatt i bruk), silikat, urea silikat, epoxy, phenolic resin samt 1 og 2 komponent polyurethan som skummer og ikke skummer. Disse har igjen forskjellige tilsetningsstoffer, akseleratorer og retardere som forandrer egenskapene. Dessuten kan flere kombineres Summen av alt dette er overveldende. Hvis vi tillegg tar med forskjellige måter alle disse kan brukes på, så er jeg redd det blir ett veldig langt innlegg 2
Ulike produkter De viktigste injeksjonsmiddlene for oss i Norge er sementbasert, så vi konsentrerer oss om disse. Industrisement / Rapidsement eller som det også kan sies: Finmalt sement Mikrosement og Ultrafinsement. Mikro og Ultra slår vi sammen og kaller dem mikrosement! Egentlig kunne vi slå sammen alle 3 og kalle dem sement til injeksjon. 3
Lagring og behandling av sement for injeksjon Sement skal lagres tørt og luftig. Lagre aldri sement over lengre tid i tunnelen. Høg luftfuktighet kan gi pre-hydratasjon og forringe kvaliteten. Hold alltid sekkene lukket Sement i åpen sekk pre hydrerte 8% ved 20 C og 50% RH Hvis sementen oppbevares i container/silo, hold denne lukket men sørg for god ventilasjon (Fare for kondens) 4
Lagring av sement Lagre aldri sement under åpen himmel Enda verre er ute under presenning. Beskyttet mot regn, men regnvannet renner under presenningen, og du får ett drivhus når solen kommer fram igjen. Sement fryser ikke, men den kan bli veldig kald! Tenk på kuldepotensialet! Sement kan også bli fryktelig varm ved feil lagring. Hva er uheldig her? 5
Krav om lagring Hvorfor settes det som regel bare krav om maks alder på mikrosement? Er det ikke viktig å ha fersk industrisement? Vi må dokumentere batch nummer og produksjonsuke på hver eneste sekk. Den skal ikke være eldre enn 3 mnd. fra prod.dato. Det tøffeste kravet vi har fått er 5 uker fra produksjonsdato! Plastikk innersekk er ett must! Hvordan kan enkelte produsenter komme unna dette fordyrende men helt nødvendige tiltaket? Hva med kontakt detaljer og HMS krav trykket på sekken? 6
Lagring og behandling av sement for injeksjon F Er det ikke bedre å ha ett sett med funksjonskrav for all sement til injeksjon? Det er vanligvis krav om at det ikke skal brukes injeksjonsmasse med mer enn 5% vannseparasjon. Hva med viskositeten og størkningstiden til injeksjonsmassen? Første skjerm på Løren 7
Lagring og behandling av sement for injeksjon Gammel eller feil lagret sement får grøvere partikler, sementklaser. Årsaken er at sementen kan prehydrere (herdne) pga. luft fuktighet og sammenpakking (feil eller for lang lagring) Dette krever mer intensiv blanding og kan gi dårligere inntrenging i berget. I perioder med lite injeksjon, rulèr lagret etter Først inn, først ut prinsippet Hvis sementen er godt emballert, og riktig lagret, kan den oppbevares mye lenger enn 3 mnd. uten å ta skade. Men kvaliteten må kontrolleres! 8
Kvalitetskontroll før bruk Sverige har sin Förprovning Vi leverandører må bestå en test utført på offisielt lab for å vise at produktet oppfyller kravene som er satt i spesifikasjonen I andre land, har byggherren ofte løpende kontroll av sementen. Det må kunne vises fram sertifikater med forskjellige parametere. Disse må stemme med målte verdier. På HATS 1 projektet i Hong Kong (på 90 tallet) var det faktisk krav til at sementen skulle lagres i containere med aircondition for å ivareta kvaliteten I Norge har vi nesten ingen kontroll i det hele tatt. Funker det så funker det. Egentlig bra at vi stoler på hverandre, men en viss kontroll er med på å skjerpe alle ledd i prosessen. 9
Kontroll på riggen Moderne injeksjonsrigger er veldig kompliserte. Det er viktig at elektronikken veier inn de mengdene den sier at den gjør. Man kan kontrollere de viktigste parametrene på enkelt vis. Stemmer ikke resultatene, må man kalibrere riggen. Eksempel Vanntrykk 10
Kontroll på riggen - Marsh cone Marsh cone tid: Ta ut prøve direkte i etterblanderen Fylle trakta helt full, og måle hvor lang tid det tar at det renner ut 1 liter masse. Hvis riggen er innstilt på å f.eks lage W/C 1 blandinger, skal det ta ca 33 sekunder å få ut en liter av marsh cone. (En liter vann renner ut på 29 sekunder) Hvis man får ett annet resultat, må riggen kalibreres 11
Kontroll på riggen - Mud balance / egenvekt Mud balance er bare ett kult uttrykk for bismervekt. Egenvekten måles med en Mudbalance, (påkrevd i Sverige), eller rett og slett med ei (billig) digitalvekt. Egenvekt er en mer nøyaktig målemetode enn marshcone. 12
Kontroll Marshcone tid og egenvekt Industri sement med 1,5% Rh.build 2000PF Forholdet mellom egenvekt og Marshcone tid. Resultater av prøver gjort i lab med industri/rapid sement. Resept: Industri sement + 1,5 % Rheobuild 2000 PF av sementvekt Utstyr: - Maschcone - 1000 ml målesylinder ( 1 liter ) - Stoppeklokke - Digital vekt Prosedyre: - Maschcone fylles full til underkant sil mens tuten tettes med fingeren - Fingeren slippes og stoppeklokke startes - Når målesylinderen når 1000 ml stoppes klokken og maschcone tiden noteres - Vekt : 0 still vekt med tom målesylinder, fyll målesylinder med 1000 ml og les av på displayet. Vann sement tall Egenvekt Maschcon tid v/c 0,5 1,81kg pr. l v/c 0,6 1,73kg pr.l 50 sek. v/c 0,7 1,66kg pr.l 43 sek v/c 0,8 1,60kg pr.l 38 sek v/c 0,9 1,55 kg pr.l 35 sek v/c 1.0 1,50 kg pr.l 33 sek vann 1,00 kg pr.l 29 sek 13
Kontroll på riggen - vannseparasjon Bleeding måles ved å sette målesylinderen på ett stødig underlag, (ikke på riggen!) og lese av vann separasjonen (fritt vann) på toppen av sylinderen. Separasjonen skal leses av i % av totalvolumet. Separsjonen skal leses av etter 2 timer, men du får et bra resultat etter 30 minutter. 15
Kontroll på riggen - Størkningstid Størkningstid måles ved at man fyller plastkopper med fersk masse, lar de stå i ro, (ikke på riggen!) og sjekker når de kan snues rundt uten at massen renner ut. Dette tilsvarer omtrent begynnende størkning målt med vicat. Når dette har inntruffet, er det trygt å borre / sprenge salve igjen. 16
Enkel kontroll i lab. Bruk god nok blander! Stavmixser er bra. Bland ALLTID like lenge (2 min.) og samme sats størrelse. Alltid samme temp på blandevann og sement. Bleeding sammenlignet med referanseblanding. Størkningskontroll sammenlignet med referanseblanding Hvis resultatene er langt unna referansen, tyder dette på gammel eller feillagret sement, eller at det er noe galt med produktet. 17
Hva leverandørene bør stille med Vi leverandører bør kunne stille med dokumenter som forteller hvordan det aktuelle produktet forventes å oppføre seg. Dette sertifikatet bør inneholde nøkkelopplysninger som er viktig i henhold til spesifikasjon. Bleeding, størkningstid, siktekurve, produksjonsdato, batchnummer, med mer. 18
Mikrosement: Ord og utrykk Blaine Blaine er ett uttrykk for finheten av sementen oppgitt i m2/kg eller cm2/gram. Høyere Blaine - mer fin malt sement. Du kan ha en veldig høyt Blaine tall, men samtidig mange for store partikler Enkelt og billig å få til. For eksempel blande inn flyveaske eller silika i industrisement Det er ofte for mye fokus på Blaine D95 er en viktigere parameter. Tenk på det som tennisballer og fotballer i ei trakt. Fotballene stenger for tennisballene
Partikkel størrelse Industri sement Blaine = Høy (Hvis tilsatt silika) D95 = 40micron. Mikrosement Blaine= Høy D95 = 16micron. 20
Størrelsen er viktig! Injeksjon i sprekk = 3 x sement partikkel størrelse Sprekkestørrelse 0.02mm MEYCO MP320 0.015 m Silika støv* 0.2 m 9 m Rh.cem 800 Rh.cem 900 12 m 16 m Rh.cem 650 Industrisement 40 m * Ikke ett injeksjonsmiddel Brukes til å stabilisere 21 industrisement
Dispergerende middel Bruk alltid ett dispergerende middel! Det finnes flere forskjellige typer. Noen er bedre egnet enn andre. Dosering 1,5% av sement vekt (ikke bruk for mye!) Stoffet løser opp sementklaser som igjen gir bedre inntregning. Det er like viktig å bruke dette sammen med industri som mikro sement. 22
Superplastiserende tss - dispergeringsmiddel 23
Superplastiserende tss - dispergeringsmiddel Tre videoer av mikrosement med v/c 0,60: Uten SP: Med 0,6 % SP: Med 1,0 % SP: 24
Superplastiserende tss - dispergeringsmiddel Uten SP: 6,5 cm Med 0,6 % SP: 13,5 cm Med 1,0 % SP: 25 cm 25
Stabiliserende stoffer Ustabile masser bør stabiliseres før de injiseres. Hvis ikke vil man få dårlig penetrasjon, og bleeding kanaler. Det finnes flere stoffer som kan brukes til dette. De mest kjente er bentonit, silika slurry, forskjellig typer filler og produkter som Welan Gum. Bentonit ble mye brukt tidligere. Bentonit er ikke bra, fordi partiklene ser ut som potetchips. Kommer de på tvers, er diameteren større enn sementpartiklene, og vil derfor forhindre penetrasjon. Silikapartiklene er mye mindre enn sementpartiklene, og er derfor OK med hensyn på penetrasjon. 26
Silika slurry I dag er det nesten bare silika slurry som blir brukt som stabiliserende stoff til Industrisement. Pass på: Hvis det beskrives at det skal brukes silika slurry 10 25% av sementvekt er det fare på ferde. Hva er silika slurry? Det må beskrives noe om tørrstoff innholdet! Hvis ikke risikerer man at det blir pumpet inn en hel del ekstra vann til en høy pris.. Det er også viktig at silikatanken har omrører. Silikaslurry separerer over tid, og MÅ ha omrøring! Hvis ikke pumper man inn farget vann i god tro.. NB: Sement tilsatt silikaslurry har lengere herdetid. 27
Utstyr for styrt herding Akselerator pumpa må virke som en slave av sementpumpa, og må kunne gi høgere trykk enn sement pumpa Häny bygde ei pumpe med doseringsenhet. (IC 650/725-2C) etter vår anvisning Doseringspumpa er hydraulisk koplet mot injeksjonspumpa. Munnstykket må være godkjent for høge trykk, og være enkelt å vedlikeholde. 28
Styrt herding av mikrosementsuspensjoner Presis og kontrollerbar dosering av akselerator til mikrosementsuspensjon med integrert doseringspumpe, som løper som en slave parallelt med injeksjonspumpa AGITATOR KOLLOIDAL MIKSER TIL INJEKSJONSPUNKT INJEKSJONSPUMPE INTERFACE DOSERINGS PUMPE AKSELLERATOR Y-STYKKE 29
Injeksjonsutstyr for styrt herding Doseringspumpe 30
Styrt herding av Rheocem med MEYCO SA 162 (alkaliefri sprøytebetong akselerator) Gjør det mulig å få kontrollert herding på få minutter uten å fare for å blokkere utstyr og slanger 31
Sauda kraftverk - Lingvann Lingvann overføringstunnel tunnel Begynte med Industrisement. Forbruk 100 180 t sement / injeksjonsrunde Ventetid 4 dager pga lav vann temperatur 3 C og statisk grunnvannstrykk på 40 bar Raskt herdende mikrosement med akselerator. Forbruk 20 25 t/injeksjonsrunde Injeksjonsboring gjennom en standpipe Ventetid 4timer 33
Sauda kraftverk - Lingvann Høyt vanntrykk. Standpipe gjorde det mulig å håndtere slike lekkasjer ganske enkelt Vanntrykk: 40 bar 34
Resept Man må være villig til å prøve seg fram for å bestemme innslagspunktet og mengden akselerator. Foreslår aks fra 1000 kg. 2% aks. Etter ca 300 kg, 5-7%aks. Til stopp trykk. 35
Styrt herding prøver i lab Rheocem 650 V/C 0.8 1,5% Rheobuild 2000PF MEYCO SA 162 alkaliefri akselerator Dosering i prosent av sementvekt Prøve aks dosering hard Prøve 1 0% 1t 55 min Prøve 2 1% 19 min Prøve 3 2% 11 min Prøve 4 3% 9 min Prøve 5 4% 6 min Prøve 6 5% 4 min 36
Styrt herding Styrt herding er ett fantastisk verktøy brukt på rette måten For å oppnå success, er det viktig at man har kontroll med at systemet fungerer, og at det blir brukt riktig. Anvendt på rett måte, kan det spare mye sement, og ikke minst mange timer pumpetid! Vi hjelper gjerne til. 37
Husk Excel! 38
Forinjeksjon 39
Styrt herding 40
Samarbeid og kommunikasjon Kunnskap og forståelse av forinjeksjon er nødvendig for både injeksjonsarbeidere, formenn, entreprenør, byggherre, konsulenter og leverandør God kommunikasjon mellom de involverte parter er viktig Kunnskap om moderne injeksjonsrigger, vask og vedlikehold er svært viktig Forinjeksjon må sees på som produksjonstid, og ikke bare klunder og heft Gode resultater krever full fokus hele tiden, og om nødvendig, vilje til endringer. 41