- Vi bruker ofte mer bindemiddel enn nødvendig i kalksementpeler

KlimaGrunn undersøker nå oppnådd styrke og homogenitet i bindemiddelstabiliserte peler ved hjelp av seismikk og temperaturmålinger.

- Per i dag har vi ingen nøyaktig metode for å måle og predikere oppnådd styrke og homogenitet i kalksementpeler, derfor bruker vi ofte mer bindemiddel enn nødvendig i byggeprosjekter. Denne utfordringen prøver vi å løse ved å utvikle bedre målemetoder, forklarer prosjektleder Eivind Schnell Juvik fra Statens vegvesen.

Utfordringen med overforbruk av bindemiddel, er felles for Statens vegvesen, Bane Nor og Statsbygg, Norges tre største byggherrer som leder innovasjonspartnerskapet KlimaGrunn.

Kalksementpeler

Presis kunnskap om oppnådd styrke i kalksementpeler, som brukes for å stabilisere grunnen i områder med kvikkleire, vil få stor betydning for hele bygg- og anleggsbransjen. Hvis mengden bindemiddel kan reduseres, vil det gi en betydelig reduksjon av CO₂-utslipp.

- KlimaGrunn er kommet et stort steg nærmere å utvikle en mer nøyaktig målemetode hvor det er installert temperatursensorer og utføres seismikk inne i selve kalksementpelene, sier Juvik.

Tonje Eide Helle fra Multiconsult er prosjektleder for leverandørene i KlimaGrunn. Hun understreker at de er kommet et sjumilssteg videre:

- Vi har tatt med oss erfaringene fra første feltforsøk i august og dermed fått til en mer effektiv installasjon av temperatursensorene og foringsrørene for krysshullseismikken. Temperaturen inni pelen måles kontinuerlig og overføres digitalt slik at vi kan følge med på herdeprosessen og benytte disse målingene til å predikere styrkeutviklingen i pelen. Seismikken blir i denne runden utført inni selve pelene og data fra feltmålingene korreleres mot laboratorieforsøk. I dette feltforsøket vil vi også rette en spesiell takk til Dmix AB, Skanska og Marthinsen og Duvholt for godt samarbeid med tilrettelegging og installasjon av kalk-/sementpelene, sier Helle.

Hun forteller videre:

- Vi jobber tett med Dmix AB for å undersøke hvordan installasjonsmetoden påvirker kvaliteten av pelene. Sammen med DmixAB tester vi ut KlimaGrunn sin teknologi for å måle styrke og homogenitet i pelene og sammenligner med målemetoder som har vært i bruk i en årrekke. Dersom vi skal lykkes med å redusere bindemiddelmengden og dermed klimagassutslippene så må vi være sikre på at pelene blir så homogene som mulig i felt, altså at bindemiddelet blir blandet jevnt inn i leiren. Det er derfor vi ønsker å undersøke om det er samsvar eller avvik i resultatene mellom ny og «gammel» teknologi.

Nyvinning å kunne måle oppnådd styrke over tid

I dette siste feltforsøket som utføres på anleggsområdet til E18 Vestkorridoren ved Lysaker i Oslo, setter KlimaGrunn nå ned 11 kalk-/sementpeler. Pelene har ulik bindemiddelmengde og det er benyttet ulikt innblandingsarbeid under installasjon. Innblandingsarbeidet vil trolig påvirke kvaliteten av pelen.

Norcem er leverandør av bindemiddelet Multicem, som består av CKD og sement. Ved valg av Multicem fremfor tilsvarende blanding av kalk og sement er CO₂ avtrykket allerede redusert betraktelig.

- Mer kunnskap om oppnådd temperatur er interessant å analysere for å kunne forutsi styrkeutviklingen i pelen, påpeker Atle Gerhardsen fra Cautus Geo.

Han forteller at i dette feltforsøket har de benyttet en annen type temperatursensor enn i første feltforsøk.

- Vi har videreutviklet metoden, og installasjon av temperaturmåling fra innsiden av pelene gir oss et mer nøyaktig resultat enn i første feltforsøk, sier han.

- I forrige feltforsøk ble seismikken målt gjennom pelene fra punkter utenfor kalksementpelene, mens nå har vi videreutviklet metoden, slik at hver kalksementpel nå kan analyseres ved hjelp av seismikk fra innsiden. Målinger av skjærebølgehastigheten gir oss kunnskap om hvor sterke kalksementpelene er, sier Thorbjørn Rekdal fra underkonsulent Argeo.

- Ved å benytte eksisterende metoder, så måles styrken i pelen som oftest i løpet av den første uken etter installasjon. Dette er tidlig i herdeprosessen, og vi vet at styrken øker betraktelig de første fire ukene etter installasjon. Med KlimaGrunns metode vil vi kunne utføre målinger på ulike tidspunkt utover i herdeforløpet, også flere måneder etter at pelene er installert. Kalksementpelene vi har satt ned i dette feltforsøket skal stå i 2-3 måneder for å få en lengst mulig tidsserie inn i korrelasjonsmodellen for å predikere styrken, sier prosjektleder Eivind Schnell Juvik fra Statens vegvesen.

- Det at vi kan måle hvor stor grad av stabilitet vi oppnår – fra innsiden av hver pel er en nyvinning i norsk sammenheng, når vi kan utføre tester lenger ut i herdeprosessen vil vi kunne dokumentere høyere styrke. Sikker dokumentasjon av oppnådd styrke vil dermed gjøre det mulig å kunne redusere bindemiddelmengden, sier han videre.

«Fasiten» kommer til høsten

De 11 kalk-/sementpelene skal stå og «godgjøre» seg i flere uker fremover. Underveis utføres seismikk og temperaturen logges kontinuerlig. Til høsten skal KlimaGrunn gjennomføre en siste felttest for å kvalitetssikre metodikken.

- «Fasiten» på om disse målemetodene er egnet for å måle oppnådd styrke i kalksementpeler får vi til høsten, da skal vi gjennomføre en siste verifisering. Dette skal utføres i forbindelse med Statsbygg sitt pågående prosjekt på Vikingtidsmuseet på Bygdøy. Frem til da skal vi jobbe intensivt både i felt og i laboratoriet og finjustere målemetodikken videre fram mot siste verifisering. Når testene er gjennomført og resultatene evaluert, vil vår målemetode kunne bli en tjeneste som blir tilgjengelig på det åpne markedet, sier Juvik.

Kort historikk om fasene i prosjektet KlimaGrunn

I første fase av prosjektet jobbet KlimaGrunn med å forbedre testmetodene som brukes i laboratoriet, hvor hensikten var å skape samsvar mellom resultater fra felt og i laboratorieforsøk. Mer informasjon om dette i artikkelen Lavere CO₂-utslipp med bedre testmetode

Resultatene fra første fase ble testet i en feltundersøkelse i august 2021, hvor den nyutviklede metoden for prediksjon av oppnådd styrke i kalksementpeler ble testet. Cautus Geo og Argeo benyttet sensorteknologi og seismikk for å overvåke herdeprosessen i pelene i felt, og måle parametere som kunne korreleres til oppnådd styrke og stivhet.

I tillegg benyttet de seismikk for å undersøke homogeniteten i pelen over hele dybden. Måleresultatene ble sammenlignet med laboratorieresultater fra forsøk utført på bindemiddelstabilisert leire ved Multiconsults laboratorium på Skøyen.