Just nu pågår stora anläggningsprojekt i Stockholm där Trafikverket försöker leda om trafiken från stadskärnan. Därför utfördes projektet Norra länken. Norra länkens tunnelkonstruktion är uppbyggd med ett inklädnadssystem och bergförstärkning som består av sprutbetong. I nuläget saknas information om vilka temperaturer som uppstår i en tunnelkonstruktion och på grund av detta appliceras Trafikverkets generella antagande vid dimensionering av vägtunnlar. Antagandet säger att tunnelkonstruktionens temperatur kommer att motsvara uteluftstemperaturen. Vilket innebär att sprutbetongen behöver vara frostbeständig och därmed appliceras XF4 eller XF2. För att förstå temperaturförhållandet i tunnelkonstruktioner bättre har Trafikverket utfört mätningar i Norra länken. Med ökad förståelse för temperaturförhållandena skulle det vara möjligt att korrigera det nuvarande kraven på exponeringsklasserna. Därmed var syftet med denna rapport att undersöka om mätningarna kunde hjälpa till att utforma ett underlag för framtida val av exponeringsklass i kommande tunnelprojekt med liknade inklädnadssystem. Metoden som användes för att kunna undersöka frågeställningarna var litteraturstudier, studiebesök och analys av mätningarna i Excel. Resultatet visade att bergförstärkningens temperatur aldrig hamnade under 0℃ under perioden som mätningarna erhölls medan inklädnadens temperatur understeg 0℃. Detta innebar att det inte fanns risk för frostskador i bergförstärkningen men att i inklädnaden fanns det risk för det. Däremot när analysen gjordes noterades att två av tre mätstationer blivit vattenskadade och orsakat mycket felaktig data och att all mätdata som erhölls var från milda vintrar. Vilket bidrar till att det finns en osäkerhet kring hur pålitliga mätvärdena var. Från analysen togs slutsatserna att det fanns för lite underlag för att kunna ta beslutet om att ändra val av exponeringsklass inför kommande tunnelprojekt och att Trafikverkets antagande inte stämde. Där av rekommenderas Trafikverket att fortsätta med mätningarna till planerat slutdatum 2025 och på så sätt erhålla tillräckligt med information för att i framtiden kunna utvärdera exponeringsklasserna på nytt. / Trafiverket strives to divert the traffic in Stockholm from the city center. In order to accomplish this, large construction projects are currently being planned and processed. One of them is a tunnel construction called Norra länken. The tunnel construction in Norra länken consists of a cladding system and rock reinforcement consisting of shotcrete. Currently there is not enough information on which temperatures that will occur in the tunnel construction and therefore Trafikverket’s general assumption is applied of when designing road tunnels. This means that the shotcrete needs to be frost resistant and that XF2 and XF4 is applied. In order to understand the temperature conditions in the tunnel construction Trafikverket decided to measure the temperatures in Norra länken. With an increased understanding of the temperature conditions it would be a possibility to alter the exposure classes that are currently applied. The purpose of this report is to investigate whether the resulting measurements could be used to design a basis for future selection of exposure class in coming road tunnel projects with similar cladding systems. For this report literature studies, field trips and analyzes of the measurements in Excel were used as a method to answer these research questions. The result showed that the temperature in the rock reinforcement never fell below 0℃ but that the cladding system did show temperatures below 0℃. Therefor it was only a risk for frostbite in the cladding system. However, when analyzing the data, it was noted that two out of three measuring stations were water damaged which caused a lot of incorrect data. The data was also only obtained from mild winters which makes it difficult to draw general conclusions from it. This contributed to uncertainties about how reliable the measured data was. From the analysis the conclusion was made that there was not enough information to support a decision that would alter the choice of exposure class in future tunnel projects. Thereby Trafikverket was recommended to continue with the measurements until the planed end date 2025 and by doing so they can obtain a sufficient amount of information to evaluate the exposure classes once again.

Vid underhållsarbeten av trafikerade tunnlar stängs trafiken av. Därav sker dessa arbeten oftast nattetid. För att kunna släppa på trafiken igen så snabbt som möjligt eftersträvas effektiva förstärkningsarbeten. Av säkerhetsskäl kan utökade hållfasthetskrav förekomma för sprutbetong som förstärkningsmetod. Om betongen hinner uppnå det krav som ställs för hållfastheten snabbare kan antal nätter som tillägnas förstärkningsarbeten reduceras. Detta examensarbete ska undersöka hur olika tillsatser av typen acceleratorer kan påskynda den tidiga hållfasthetsutvecklingen för sprutbetong. Utav de acceleratorer som utreds ska en slutsats kunna dras om dessa typer av tillsatser lämpar sig för förstärkningsmetoden våt sprutbetong. För att utreda acceleratorernas påverkan på sprutbetong har fullskaliga tester utförts. Vid testning sprutades olika betongrecept i testlådor. På lådorna kunde sedan hållfasthetstester utföras enligt gällande standarder. Testerna undersöker endast betongens tidiga hållfasthet, vilket blir en av arbetets avgränsningar. Resultatet av testerna visas i form av grafer och diagram. Därefter diskuteras metodernas osäkerhet och hur skiljande parametrar påverkar resultatet. Ur graferna kan en positiv effekt utläsas för recepten med tillsatt hållfasthetsaccelerator jämfört med recepten där endast sprutbetongaccelerator användes. Den positiva trenden syns tydligast inom de första fyra timmarna, efter detta framträder osäkerheten i mätvärdena. Slutsatser om acceleratorernas verkan för hela testet kan inte dras utan en statistisk hypotesprövning mellan de olika recepten. En sådan prövning utesluter om det statistiskt går att skilja resultaten åt. Dessutom rekommenderas företaget utföra mindre kompletterande tester på provkroppar i laborativ miljö, där skiljande parametrar kan elimineras och säkrare utdata erhållas. / During maintenance work in trafficked tunnels, the traffic must be halted. Therefore, such efforts often take place night-time. In order to enable a quick release of traffic again, it is crucial to have an effective reinforcement work. Due to the safety risks of using shotcrete as a reinforce method, there is a chance of adding additional strength-requirement can exist due to safety risks. If the concrete achieves the strength requirements sooner than expected, the number of nights dedicated to maintenance work can be reduced. This study intends to investigate how different types of admixtures, so called accelerators, can expedite the shotcrete’s initial strength development. Furthermore, the study will include a conclusion of the suitability for the accelerators that have been applied in the shotcrete. To investigate the effects of these accelerators, extensive tests has taken place. During these tests, shotcretes with different recipes were sprinkled into test boxes. Thereafter, tests of strength development could be performed on these boxes in agreement with prevailing standards. To delimitate the study, the selected methods only show the early strength-development of shotcrete. The results from these tests will be presented in graphs. Uncertainties regarding measurement data and how separated physical parameters affect the test results will be discussed as well. By reading the data presented in the graphs, a positive development can be identified in recipes with added hardening accelerators compared to recipes containing only shotcrete accelerators within the first four hours. Following the first four hours, a significant uncertainty in measurements will be noticed. Finally, due to high irregularity in measured values, conclusions of the accelerators’ effect cannot be confirmed solely by the results from these tests. Therefore, a hypothesis trial is necessary as it would exclude if the recipes statically can be separated. Furthermore, the company recommends performing additional small-scale tests in a laboratory environment. Through laboratory tests, a more certain result can be received.

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.