The use of continuously reinforced thermoplastics have increased in recent years andoffer some significant advantages over their thermoset counterparts. The utilizationof these materials is however still limited due to the labour intensive processingand manufacturing. In the first part of this thesis, the aim is to investigate howcontinuously reinforced thermoplastics can be used in high volume manufacturingof complex components, specifically when combined with injection moulding. Thesecond part will attempt to develop a conceptual manufacturing process and designof a demonstrator part and perform a structural analysis of the component.To answer the first question, an extensive literature study on continuous fibre materialsand thermoplastics was conducted along with research on established and newlydeveloped manufacturing methods such as automated tape laying and fibre placement,tailored fibre placement and 3D printing combined with injection overmoulding. Theconceptual manufacturing process of the demonstrator part was then based on thisresearch and the design was modeled in using finite element analysis.The results shows that continuously reinforced thermoplastics can be used forhigh volume manufacturing of complex components when combined with injectionmoulding. While some of the processing methods are still in an early developmentstage, the techniques have been tested and implemented. The structural analysis of thedemonstrator part shows that the design can withstand the maximum external loadsthus and provide proof of concept. / Användningen av kontinuerligt fiberarmerade termoplaster har ökat under de senasteåren och erbjuder en del betydande fördelar jämfört med armerade härdplaster.Användningen av dessa material är dock fortfarande begränsad på grund av dearbetsintensiva bearbetnings- och tillverkningsmetoderna. I den första delen av dettaexamensarbete är syftet att undersöka hur kontinuerligt fiberarmerade termoplasterkan användas vid tillverkning med hög volym av komplexa komponenter , speciellti kombination med formsprutning. Den andra delen av arbetet kommer att försökautveckla en konceptuell tillverkningsprocess och design av en exempeldel och utföraen strukturell analys av komponenten.För att besvara den första frågan genomfördes en omfattande litteraturstudie omkontinuerliga fibermaterial och termoplaster samt om etablerade och nyutveckladetillverkningsmetoder som automatiserad tejpläggning och fiberplacering,skräddarsydd fiberplacering och 3D-skrivning kombinerat med formsprutning.Den konceptuella tillverkningsprocessen av exempeldelen baserades sedan pålitteraturstudien och designen modellerades och analyserades med finitaelementmetoden.Resultaten visar att kontinuerligt fiberarmerade termoplaster kan användas förhögvolymtillverkning av komplexa komponenter i kombination med formsprutning.Medan några av bearbetningsmetoderna fortfarande är i ett tidigt utvecklingsskede såhar teknikerna testats och implementerats. Den strukturella analysen av exempeldelenvisar att konstruktionen kan motstå de maximala belastningarna och påvisar på så sättgenomförbarhet.

Detta examensarbete är ett samarbete med Peab och deras dotterbolag Swerock. Idén som lagtgrunden till denna rapport är att undersöka vilken effekt inblandning av polypropylen har påtvå utvalda betongsammansättningar som används som anläggningsbetong med högexponeringsklass. De två utvalda betongsammansättningarna är dels en konventionellanläggningsbetong med hög exponeringsklass (benämns ”standardbetong” i denna studie) samten motsvarande variant med SweRocks nylanserande ”Eko-betong”. I eko-betongen har en delav cementen ersatts med masugnsslagg (restprodukt från stålindustrin) för att minimerautsläppen av koldioxid vid tillverkning av cementen. Syftet med detta examensarbete är attbehandla och undersöka huruvida inblandning av polypropylenfiber med olika doseringarpåverkar krympningen för anläggningsbetong. Målet med studien är att öka kunskapen omkrympning i anläggningsbetong. Frågeställningarna som beaktas i denna rapport innefattarsåledes hur de två specifika anläggningsbetongrecepten påverkas vid två olika doseringar avpolypropylen med avseende på krympning. Metoden för att kunna besvara frågeställningarnahar uteslutande varit insamling av empiri som i sin tur har möjliggjorts genom att gjutabetongprovkroppar av dessa två recept med olika doseringar av polypropylen. Totalt göts tolvstycken provkroppar fördelat på sex provkroppar per betongrecept. Vidare göts två provkropparper betongrecept och dosering av polypropylen. Provkropparna mättes och vägdes vid tiotillfällen under en period på ca 35 dagar och resultatet på krympningen för respektivebetongsammansättning blev ca: 1,3% utan polypropylen, 0,6% med normaldosering avpolypropylen och 1,4% för dubbelnormaldosering av polypropylen. Teoretiska värden påkrympningen för båda betongrecept beräknades fram med hjälp av modeller från Eurocode 2:Dimensionering av betongkonstruktioner och Betonghandboken: Material. De faktiska värdenasom mättes upp blev ca 20 gånger större än de teoretiska värdena för respektive betong.Viktiga felkällor som tas upp och behandlas i denna rapport är okontrollerade temperatur- ochfuktförhållanden vid förvaring av provkropparna, risken för felmätningar vid mättillfällena,varje provkropps unika betongsammansättning med mera. Betongsammansättningen i varjeenskild provkropp behandlas särskilt då en provkropp kan ha betydligt mer ballast(stenmaterial) än annan vilket i sin tur resulterar i en mindre uppmätt krympning. Därmedbedöms det att studien hade behövt ett större antal provkroppar av varje betongrecept för att påså sätt minska omfattningen av felkällor och erhålla ett mer tillförlitligt resultat. Dock visar deresultat som erhölls i denna studie på att polypropylen kan medföra en minskad krympning förde recept där polypropylen använts kontra de recept där polypropylen inte använts samt att ekobetongenkrymper generellt sätt mindre än standardbetongen. Dock går det inte att se någottydligt gemensamt samband mellan de två olika betongtyperna om huruvida en enkel- ellerdubbeldosering av polypropylen i betongen medför en mindre krympning än den andra utanendast att polypropylen medför en minskad krympning. Slutsatserna och svaren påfrågeställningarna blir således för denna studie är att inblandning av polypropylen medför engenerellt minskad krympning för båda anläggningsbetongrecepten men inget samband sompåvisar att dubbeldosering av polypropylen medför ytterligare krympningsminskning än vad ennormaldosering medför. / This thesis is a collaboration with Peab and their subsidiary Swerock. The idea behind thisreport is to investigate the effect of blending polypropylene on two selected concretecompositions used as construction concrete with a high exposure class. The two selectedconcrete compositions are partly a conventional construction concrete with a high exposureclass (referred to as "standard concrete" in this study) and a corresponding variant withSweRock's newly launched "Eko-betong". In eko-betong, part of the cement has been replacedwith blast furnace slag (residual product from the steel industry) to minimize carbon dioxideemissions during the production of the cement. The purpose of this thesis is to treat andinvestigate whether admixture of polypropylene fibers with different dosages affects theshrinkage of construction concrete. The aim of the study is to increase knowledge aboutshrinkage in fixed concrete. The issues considered in this report thus include how the twospecific construction concrete recipes are affected at two different dosages of polypropylenewith respect to shrinkage. The method for being able to answer the questions has exclusivelybeen the collection of empirical data, which in turn has been made possible by casting concretesamples of these two recipes with different dosages of polypropylene. A total of twelve testspecimens were cast, divided into six test specimens per concrete recipe. Furthermore, two testspecimens were cast per concrete recipe and dosage of polypropylene. The specimens weremeasured and weighed on ten occasions over a period of about 35 days and the result of theshrinkage for each concrete composition was about: 1.3% without polypropylene, 0.6% withnormal polypropylene dosing and 1.4% for double normal polypropylene dosing. Theoreticalvalues for the shrinkage for both concrete recipes were calculated using models from Eurocode2: Dimensioning of concrete structures and the Concrete Handbook: Materials. The actualvalues measured were about 20 times greater than the theoretical values for each concrete.Important sources of error that are addressed and treated in this report are uncontrolledtemperature and humidity conditions when storing the specimens, the risk of erroneousmeasurements at the time of measurement, the unique concrete composition of each specimenand more. The concrete composition in each individual specimen is treated especially as onespecimen may have significantly more aggregate (stone material) than another, which in turnresults in a less measured shrinkage. Thus, it is judged that the study would have needed a largernumber of specimens of each concrete recipe in order to reduce the extent of sources of errorand obtain a more reliable result. However, the results obtained in this study show thatpolypropylene can lead to a reduced shrinkage for the recipes where polypropylene has beenused versus the recipes where polypropylene has not been used and that the eco-concretegenerally shrinks less than the standard concrete. However, it is not possible to see any clearcommon connection between the two different types of concrete as to whether a single or doubledosing of polypropylene in the concrete causes a smaller shrinkage than the other, but only thatpolypropylene causes a reduced shrinkage. The conclusions and answers to the questions thusbecome for this study are that admixture of polypropylene entails a generally reduced shrinkagefor both fixed concrete recipes, but no connection that shows that double dosing ofpolypropylene entails further reduction of shrinkage than a normal dosing entails.

The dominating support method for hard rock tunnels today is use of fibre reinforced shotcrete in combination with rock bolts. The fibre reinforced shotcrete secures smaller blocks, while rock bolts are used to support larger blocks in the rock. Application of shotcrete is done by spraying against the rock surface using compressed air. The use of accelerators result in fast strength development and adhesive properties, which are two characteristics of great importance when constructing tunnels. This thesis aims at increasing the understanding of climate impact from fibre reinforced shotcrete in tunnel construction. The focus is on reducing the climate impact with two methods: reducing the share of cement in the shotcrete mixture through substitution with addition materials and using better test methods for fibres. Cement is one of the most important ingredients in concrete, however also the largest contributor to CO2 emissions. Reducing the cement amount is therefore a way of reducing the emissions of concrete. In addition, when testing the performance of fibres, different methods can lead to a spread in the results, causing an overuse of fibres in the shotcrete. First, the thesis investigated the use of alternative binder materials, especially Ground Granulated Blast Furnace Slag (GGBS), as a substitute for cement. Experimental testing was performed in a laboratory to evaluate the compressive strength for shotcrete with different amounts of GGBS. Testing was performed after one and seven days in order to evaluate the early strength. Second, the thesis investigated the use of fibre reinforcement and the possibilities of reducing the fibre dosage when changing fibre type and test method. Numerical modelling was performed for two test methods, beam and panel testing, based on experimental data. The thesis evaluated the environmental performance in terms of Global Warming Potential for both fibres and binder. The results show that substituting cement with GGBS has the largest potential to lower the CO2 emissions from fibre reinforced shotcrete. In addition, the fibre dosage can be lowered by changing fibre type, but also test method. Also this lowers the emissions, however the main emissions origins from the binder part. / Den dominerande förstärkningsmetoden för tunnlar i hårt berg idag är fiberarmerad sprutbetong i kombination med bergbultar. Den fiberarmerade sprutbetongen säkrar mindre block, medan bergbultar säkrar större block från att falla ner. Sprutbetongen appliceras genom sprutning direkt mot bergytan men hjälp av tryckluft. Användning av acceleratorer medför snabb hållfasthetsutveckling och vidhäftande egenskaper, vilka är av stor vikt vid tunnelkonstruktion. Syftet med examensarbetet är att öka förståelsen för klimatpåverkan från fiberarmerad sprutbetong i tunnelkonstruktion. Fokus är att undersöka minskningar i klimatpåverkan med två metoder: minska andelen cement i betongblandningen genom ersättning med alternativa material och använda bättre testmetoder för fibrer. Cement är en av de viktigaste ingredienserna i betong, men också den största bidragande faktorn till koldioxidutsläpp. Minskning av andelen cement är därför ett sätt att reducera utsläppen från betong. Dessutom kan valet av testmetod ha stor påverkan på vilken dosering av fibrer som krävs. Examensarbetet undersökte först användningen av alternativa bindemedelsmaterial, speciellt granulerad masugnsslagg, i sprutbetong som ett ersättningsmaterial till cement. Experiment i labb utfördes för att utvärdera tryckhållfastheten för gjuten sprutbetong med olika andelar granulerad masugnsslagg. Testning genomfördes efter en respektive sju dagar för att utvärdera hur slagg påverkar den tidiga hållfastheten. Användningen av fiberarmering och möjligheten att reducera fiberinnehållet vid byte av fibersort och testmetod undersöktes sedan. Numerisk modellering genomfördes för två testmetoder, balk- och plattest, baserat på experimentell data. Examensarbetet utvärderade klimatpåverkan i termer av Global Warming Potential, GWP, för både fibrer och bindemedel i sprutbetong. Resultaten visar att ersättning av cement med granulerad masugnsslagg har den största potentialen att minska koldioxidutsläppen från fiberarmerad sprutbetong. Dessutom kan fiberdoseringen minskas genom ändrad fibertyp samt ändrad testmetod, vilket också minskar utsläppen. Emellertid härstammar de största utsläppen från bindemedlet.