– 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.

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 – det betyr nemlig at mengden bindemiddel kan reduseres- noe som vil gi en betydelig reduksjon av CO2-utslipp.

– KlimaGrunn har 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.

Her vises boreriggen som benyttes både for å sette ned måleinstrumenter i kalksementpeler, og for å hente opp prøver. Foto: Linda Grønstad/Statens vegvesen

Tonje Eide Helle fra Multiconsult er prosjektleder for leverandørene i KlimaGrunn, hun understreker at de har kommet et syvmilssteg 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 krysshullsseismikken. 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 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, forteller Juvik.

– 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.

«Fasiteten» 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.

Nøysommelig arbeid for å installere temperaturmålingssensorer. Foto: Linda Grønstad/Statens vegvesen

–  «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.

Fram 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, avslutter 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.

Fakta om KlimaGrunn:

KlimaGrunn er et innovasjonspartnerskap mellom Statens vegvesen, Bane NOR og Statsbygg. Sammen skal de videreutvikle teknologi og metoder for måling av styrke i grunnstabilisering i bygge- og anleggsbransjen. Hensikten er å redusere CO2-utslipp ved å unngå overforbruk av grunnstabiliserende materiale, som kalk og sement, i forbindelse med utbyggingsprosjekter. Innovasjonspartnerskapet finansieres av Innovasjon Norge, og utføres i samarbeid med firmaene Multiconsult, Cautus Geo og Norcem, med Argeo som underkonsulent.