Stabilisering av torv olika faktorers inverkan på stabiliseringseffekten

Sammanfattning: Torvmarker är sättningskänsliga och ej lämpliga att bygga på. Om en väg eller järnväg ska byggas över torvmark måste åtgärder vidtas för att förstärka undergrunden. En metod som har börjat användas de senaste åren är masstabilisering, där ett stabiliseringsmedel blandas ner i torven för att öka dess hållfasthet. Avhandlingen omfattar tre projekt där laboratorie- och fältförsök har utförts på stabiliserad torv. Många faktorer inverkar på den stabiliseringseffekt som erhålls när ett stabiliseringsmedel blandas ner i torv. I detta arbete har de indelats i huvudgrupperna: torvsammansättning, stabiliseringsmedel och utförande. En studie har koncentrerats kring den metodik som används för att tillverka stabiliserade torvprover i laboratoriet. Här är det framförallt faktorer i gruppen utförande som har studerats. I ett andra projekt har en provyta vid Jörn/Lidlund stabiliserats i fält, fältmätningar har utförts, liksom laboratorieförsök på torv från fältlokalen. Faktorer som har varierats är stabiliseringsmedlets sammansättning, mängden stabiliseringsmedel, härdningstid och belastning under härdningstiden. I det tredje projektet har en ca 1 km lång vägsträcka mellan Hemmingsmark och Jävre stabiliserats längs vägens kanter. Vägen går över ett torvlager med en mäktighet av ca 1 m. Fältmätningar har utförts liksom laboratorieförsök. Faktorer som har studerats är bl a tillsatsmedlets sammansättning, torvsammansättning och härdningstid. Stabiliseringseffekten, som uppnås, beror dels av de härdningsprocesser som sker i den stabiliserade torven och dels på hur stor belastning som läggs ut på det stabiliserade området, efter det att stabiliseringsmedlet blandats ner. Avsikten med att belasta området är att komprimera den stabiliserade torven och därmed öka dess hållfasthet. Laboratorieförsök visar att en ökning av belastningen från 20 till 60 kPa kan öka skjuvhållfastheten (uppmätt med hjälp av enaxliga tryckförsök) med 4-6 gånger. Detta kan utnyttjas för att optimera dimensioneringen vid torvstabiliseringsobjekt. Undersökningarna visar att en torvs kemiska sammansättning har avgörande betydelse för erhållen stabiliseringseffekt. Stabiliserade torvprover som har tillverkats och undersökts på identiskt sätt, och där enda variabeln varit torvsammansättningen, gav en skillnad i skjuvhållfasthet (uppmätt med hjälp av enaxliga tryckförsök) på upp till 6 gånger. Ursprungsväxtlighet och humifieringsgrad är två faktorer som bestämmer en torvs kemiska sammansättning och därmed en torvs stabiliseringspotential. En jämförelse mellan låghumifierad vitmosstorv och höghumifierad starrtorv visar att de innehåller olika mycket klasonlignin (en grupp organiska ämnen som bl a innehåller humus- och fulvosyror), ca 35 vikt-% jämfört med ca 60 vikt-% av torrsubstansen. Halten klasonlignin, eller humussyror, kan vara en nyckelparameter som bestämmer en torvs stabiliseringspotential. Låghumifierad vitmosstorv är relativt lätt att stabilisera, medan höghumifierad starrtorv kräver en betydligt större mängd stabiliseringsmedel för att stabiliseras. De stabiliseringsmedel som har använts är olika blandningar av Portlandcement (standard och snabbhärdande) och masugnsslagg (fin- och grovkornig). Fördelarna med att använda masugnsslagg som en komponent i ett stabiliseringsmedel är att avsättning fås för en biprodukt. Det blir billigare än att enbart använda cement och för vissa torvsorter är ett stabiliseringsmedel bestående av en blandning av cement och masugnsslagg effektivare än ett bestående av enbart cement. Det krävs en minsta mängd stabiliseringsmedel för att en stabiliseringseffekt ska erhållas. Denna minsta mängd varierar för olika torvsorter och är lägst för torv med hög stabiliseringspotential. Över denna brytpunkt ökar stabiliseringseffekten med ökad mängd stabiliseringsmedel.