Småhusgrund med cementbundet rivningstegel

Abstract (Swedish)

Miljöpåverkan är ett ständigt återkommande ämne i samhällsdebatten. Många företag strävar efter att minimera sin miljöpåverkan, vilket kan ske genom att återanvända material i stället för att producera nya. I fallet med betongproduktion finns det flera sätt att göra den bättre för miljön. Till exempel kan rivningstegel användas som alternativ till den traditionella ballasten, som ett sätt att minska användningen av naturresurser. Ett annat sätt att minska betongs påverkan på miljön är att minimera cementanvändningen som står för stora utsläpp av CO2 under produktionen. Inom vägbyggnad har bärlager med ett lågt cementinnehåll använts. Bärlagret utgörs vanligtvis av makadam med cement som bindemedel. Om makadamen ersätts med någon typ av återvunnen ballast minskar hållfastheten till mellan 3 och 5 MPa. En tillämpning av denna metod är grundläggning av mindre byggnader, där grundläggningen oftast sker med en platta av betong med underliggande isolering. En användning av återvunnen ballast är förmodligen tillämpbart, eftersom tryckspänningen som uppstår i en platta överstiger sällan 0,26 MPa.
I detta examensarbete har syftet varit att undersöka om cementbundet rivningstegel kan användas som en alternativgrundläggning till mindre byggnader. Tegelaggregaten som användes var av storleken 37–75 mm och tegelstenarna hade en medeltryckhållfasthet på 25 MPa. Metoden som användes var att ett bruk med låg cementhalt hälldes över tegelaggregaten. Bruk med olika innehåll av sand, cement, vatten, flyttillsatsmedel och filler testades. Bruket utvärderades utifrån dess förmåga att få en spridning genom tegelaggregaten samtidigt som en för stor vattenseparation inte fick ske. Provkropparna hade cementinnehåll på 7,0–7,2% eller 4,4–4,7% och innehöll antingen ett stabilt eller instabilt bruk. Totalt utgjordes knappt hälften av all ballast av tegelaggregat och resterande utgjordes av sand.
Resultaten visar att en dimensionerande tryckhållfasthet på 2,1–2,2 MPa kan uppnås med ett cementinnehåll i provkroppen på mellan 4,4–4,7%. Den dimensionerande tryckhållfastheten vid ett cementinnehåll på 7,0–7,2% var 2,7–2,9 MPa. Hållfastheten som tagits fram är större än den belastning som överslagsmässigt beräknats. Denna belastning sker endast längs bärlinjer i byggnaden, i övrigt belastas stora delar av plattan av nyttig last. Den nyttiga lasten för mindre byggnader är 2 kPa. Fördelarna med metoden är att en högre porositet kan uppnås, vilket leder till en bättre värme- och ljudisoleringsförmåga. Teglets absorptionsförmåga och det faktum att aggregaten ligger i kontakt med varandra leder till en reducerad krympning. Nackdelen med metoden är att den inte är etablerad, vilket leder till höga kostnader vid användning. Även krossningen av rivningstegl leder till större utsläpp jämfört med traditionell ballast.
Metoden anses som att den förmodligen funkar som en alternativ grundläggning av mindre byggnader. Men utöver tryckhållfastheten behöver bland annat draghållfasthetskapaciteten undersökas för att bedöma om metoden är lämplig att använda.

Popular Abstract

Environmental impact is a recurring topic in the social debate. Many companies strive to minimize their environmental impact, which can be done by reusing materials instead of producing new ones. In the case of concrete production, there are several ways to make it better for the environment. For example, brick waste can be used as an alternative to the traditional stone aggregate as a way to reduce the use of natural resources. Another way to reduce the impact of concrete on the environment is to minimize the use of cement, which is responsible for large emissions during production.
In road construction, subbase layers with a low cement content have been used. The subbase is usually made of macadam with cement as the binding agent. If the macadam is replaced with some type of recycled aggregate, the strength is reduced to between 3 and 5 MPa. One possible application of this method is the foundation of small-scale buildings, where the foundation usually consists of a concrete slab with underlying insulation. The method is probably applicable, because the design compressive stress occurring in a slab rarely exceeds 0,26 MPa.
In this thesis the aim has been to investigate whether cement-bound demolition bricks can be used as an alternative foundation for small-scale buildings. The brick aggregate used was of size 37-75 mm and the bricks had an average compressive strength of 25 MPa. The method used was to pour a low cement content mortar over the brick aggregates. Mortar with different contents of sand, cement, water, superplasticizer and filler were tested. The mortar was evaluated based on its ability to spread through the brick aggregates while avoiding excessive water separation. The test specimens had cement contents of 7,0-7,2% or 4,4-4,7% and contained either stable or unstable mortar.
The results show that a design compressive strength of 2,1–2,2 MPa can be achieved with a cement content in the specimen of between 4,4–4,7%. The design compressive strength with the cement content of 7,0–7,2% was 2,7–2,9 MPa. The strength obtained is greater than the estimated load. This load occurs only along the load-bearing lines of the building, the other parts of the slab are only loaded by the imposed load. The imposed load for smaller buildings is 2 kPa. The advantages of the method are that a higher porosity can be achieved leading to a better thermal and sound insulation performance. The absorption capacity of the brick and the fact that the aggregates are in contact with each other lead to a reduced shrinkage. The disadvantage of this method is that it is not established, which might lead to high costs. Further, that the crushing of brick aggregates leads to higher emissions compared to traditional aggregates.
The method is considered to probably work as an alternative foundation for smaller buildings. In addition to the compressive strength, the tensile strength of the method needs to be investigated to assess whether it is suitable to use.

• author: Andersson, Victor and Nilsson, Samuel
• supervisor: Miklos Molnar
• organization: Division of Structural Engineering
• alternative title: Cement-bound brick waste as foundation in small-scale buildings
• course: VBKM01 20221
• year: 2022
• type: H3 - Professional qualifications (4 Years - )
• subject: Technology and Engineering
• keywords: Cementbundet rivningstegel, Återvunnet tegel, Miljösmart betong, Tegelaggregat, Platta på mark, Småhusgrund
• report number: TVBK–5288
• ISSN: 0349-4969
• language: Swedish
• additional info: Handledare: Miklas Molnar; Examinator: Jonas Niklewski
• id: 9086905
• date added to LUP: 2022-06-13 10:55:46
• date last changed: 2022-06-13 10:55:46