Ballast

Fra MJwiki
Hopp til: navigasjon, søk

Ballast er det materialet som omslutter og stabiliserer svillene på et jernbanesporet. Ballastmaterialer er som oftest enten pukk eller grus.

Forbildet

Oppbygging av sporet

Et jernbanespor er bygd opp etter et lastfordelingsprinsipp. Hjulet er i kontakt med skinnen i et lite punkt. Skinnen sender lasten ned i svillene, og den fordeles på flere sviller. Så kommer ballasten, den fordeler belastningen ut i hele flaten den ligger på. Denne flaten kalles formasjonsplanet.

Effekten av lastfordelingsprinsippet blir ganske tydelig hvis vi ser på hvordan lastene pr. cm2 minker ned gjennom oppbyggingen. Lastene reduseres fra f.eks 10000 newton pr. cm2 mellom hjul og skinne, til bare 2 newton pr. cm2 på formasjonsplanet. Lasten på underbygningen er altså bare en femtusendel av lasten på skinnen!

Alt over formasjonsplanet kalles overbygningen. Overbygningen består av ballast, sviller, skinneplater og skinner. Under overbygningen ligger, nettopp, underbygningen. Den skal fungere som fundament, lede bort vann og stoppe frost. Den består på nyere baner av et forsterkningslag og et frostsikringslag. Nederst ligger det gjerne et filterlag, som beskytter mot at fine masser trenger inn og forurenser lagene over.

Hvordan fungerer ballast?

Moderne hovedlinje ved JBV med pukkballast
Ballasten overfører altså lastene ned til underbygningen. For at dette skal fungere må ikke ballasten skli rundt. Ut over dette sørger ballasten for sidestabilitet, slik at sporet ikke rører på seg sideveis. Dessuten må den kunne fjære litt. Vann må dreneres bort. Vibrasjoner må reduseres.

Dette krever at ballasten ligger stabilt. For at det skal skje må den være kantet, knust og omtrent i samme størrelse. Da vil nemlig kantene hekte seg i hverandre og hver stein låses til de rundt. Grus har litt av disse egenskapene, men i mye mindre grad enn pukk. Grus består for det meste av runde korn og de flyter rundt hverandre, da blir det ustabilt. Det samme kanskje hvis ballasten har for stor størrelsesvariasjon på steinene, de vil flyte rundt hverandre. Skulle jernbanen finne på å bruke f.eks runde elvestein ville det ikke fungert i det hele tatt, det ville gå helt i oppløsning!

Materialer og størrelser

Veksel på Thamshavnbanen (meterspor) lagt i grusballast

Jordarter av nesten alle slag i underbygningen kan lage problemer. Alle andre jordarter enn grus er egentlig uegnet som byggemateriale, sand inkludert. (Til tross for dette var sand mye brukt som ballast i jernbanens barndom). Grus er bedre egnet siden det er essensielt med stabilitet. Grus er stabilt og slipper vann gjennom. Grus var i vanlig bruk på mindre trafikkerte baner fram til 1970/80-tallet. På baner med mye trafikk tok man i stor utstrekning i bruk pukk i mellomkrigstida på nye baner og baner der man likevel måtte forsterke overbygningen. I sterke stigninger ble pukk tatt i bruk enda tidligere. Pukk er knust stein eller sprengstein (pukk) . Steinen må være av omtrentlig samme størrelse for å fungere.

Utdrag fra overbygningsnormalen til NSB (ca. 1950-60)

Datablad ballast 1950.jpg
Hovedlinje med pukkballast og tresviller
Hovespor med pukkballast og betongsviller
Pukkballast og betongsviller

Kornstørrelser i fullskala og modell

Parti fra Meråkerbanen med pukkballast og tresviller
 Prototypen (1/1) 0 (1/45) H0 (1/87) N (1/160) Z (1/220)
Grov pukk 30-60 0,7-1,3 0,35-0,7 0,2-0,4 0,15-0,3
Finpukk 10-30 0,2-0,7 0,1-0,35 0,06-0,2 0,05-0,15
Maskingrus 4-10 0,1-0,2 0,05-0,1 0,025-0,06 
Naturgrus 2-20 0,05-0,5 0,025-0,25   
Sand 0,06-2 0-0,05     
Alle mål i mm



Jernbaneverket bruker i dag 25-63 mm store steiner, med maks størrelse 73 mm. Minst 65 % av pukksteinene skal ha kubisk form. De liker ikke flate eller lange, smale steiner. Stort sett brukes granitt og gneis, men også mange andre steinsorter som gabbro, basalt, hornfels.

Jernbaneselskap rundt om i verden har benyttet mye forskjellig som ballast. Epoke, lokalisering og type trafikk har selvsagt mye å si.

Tungt trafikkerte malmbaner har tidlig tatt i bruk grov pukkballast. Den 25 km lange Thamshavnbanen tok allerede på 30-tallet i bruk grov pukkballast.

På lite trafikkerte sidebaner som Raumabanen lot NSB grusballasten ligge til langt ut på 80-tallet.

Det har også vært benyttet avfallsprodukter som ballast. Aske og knust slagg er to eksempler.

På lite trafikkerte baner vil også innslag av vegetasjon gjøre seg gjeldende.

Nylagt ballast vil generelt være lysere enn eldre ballast.

Over tid vil ballast farges av spill fra last og oljelekkasjer. Bremsestøv vil i stigninger farge ballasten.

Det er derfor meget nyttig å studere bilder fra riktig epoke av de banestrekningene man søker å gjenskape i modell

Modell

Sporunderlag/underbygning

Profilene på tegningen under er basert på NSBs normaler fra 1914

Underbygning.jpg
Last ned tegningen som pdf

Naturgrus og knust stein

Spor fra Micro Engineering i H0 med pukkballast av siktet maskingrus
Sand samler man best ved å være beredt til å ta med seg slik når man kommer over en brukbar forekomst. Å gå ut i naturen og bevisst lete etter sand er nok mulig, men man kan bli skuffet. Ha en bærepose eller tom melkekartong i tursekken eller i bilen hele tiden, så kan man ta med seg litt når det dukker opp noe interessant.

Fargen spiller en stor rolle, og dersom man skal modellere en bane med grusballast (grus = litt grov sand), bør man jakte på lys sand. Den kan sjelden bli for lys, for når den fikseres kan den bli noe mørkere enn som ufiksert.

Et nesten gratis alternativ er å oppsøke et pukkverk. De fineste fraksjonene av knust stein selges under navnene subbus, maskingrus eller steinmel. Det er ganske vanlig at man kan få dette ned til 0-2 mm fraksjon. 0-2mm fraksjon vil dekke alle pukkballastbehov opp til 1-skala. (Se egen artikkel, Skalaoversikt ) Om pukkverket i det hele tatt tar seg bryet med å ta betalt for de skarve kiloene en modellbygger trenger vil listepris være under 100 kr. for et tonn(!).

Pukkballast i 0-skala. Siktet maskingrus (Rhyolitt) fra Forsberga pukkverk

Men det er mange fallgruber om man skal skaffe råvarer til ballast i et pukkverk. Studer råvaren nøye. Ofte vil grusen være for mørk, inneholde for mye kvarts eller andre glinsende mineraler. Dette kan det være svært vanskelig å oppdage før sikting. Er du smart tar du med deg siktene dine og sikter en prøve før du fyller tilhengeren. Studer prøven i godt lys, og egentlig er det ikke mulig å vurdere egnetheten før man har limt ned en prøve. Limingen vil gjøre ballasten mørkere, samt øke kontrasten mellom de forskjellige mineralene i den.

Grus fra det samme steinbruddet vil også kunne variere alt etter hvor i steinbruddet steinen er tatt ut.

Vasking

Henter man sand og grus i naturen er det som regel fullt av urenheter i det man har med hjem. Urenheter er ikke bra. Sanden bør vaskes. Samtidig vil vi beholde det fine støvet, for best å illudere grusballast. Vi vil ikke ha bøss, insekter, platerester, salt og slikt. Det fins det mye av i sanden. Strandsand, som det nevnes over, er full av salt. Det er krise, og den må vekk.

For å få vekk slikt uten at det fine forsvinner rører du ut sanden i glovarmt vann i et kar. La den stå et døgns tid første gangen. Rør litt rundt til å begynne med, slik at lettere ting flyter opp, og fjern dette. Det varme vannet bidrar til å løse opp salt og annet som ikke er stein. Legg et håndkle/tøystykke i en sikt eller dørslag og hell ut vannet.

Henter du grus i et pukkverk vil vasking være overflødig. Å vaske bort finstøvet kan muligens ha en hensikt om målet er nylagt pukkballast.

Sikting

Jordsiktesett fra Komet Naturfag

Med et sett sikter kan du da få ballast som vil dekke de fleste skalaer fra Z skala til 1 skala. For hver gradasjon ballast trenger du to sikter, en som holder tilbake de partiklene som er for store, og en som slipper gjennom de som er for små. Flere firma selger sikter med maskevidder i 0,1 mm sprang. Det er også mulig å kjøpe bare sikteduk i messing eller rustfritt stål.

Problemet med disse produktene er at de er beregnet på forskning og næringsliv. En sikt kan fort koste 900,- inkl. moms.

Sikteduk koster ca. 700-800 pr. m2 ink. moms.

Komet Naturfag selger et sett med seks sikter i metall med siktenett av metalltråd. Med lokk og bunn. Størrelser 10, 40, 60, 80, 120 og 250 masker per tomme (mesh). Dette tilsvarer omtrent følgende hullstørrelser: 2 mm - 0,425 mm - 0,250 mm - 0,180 mm - 0,125 mm og 0,058 mm). Til 631,- inkl. moms er dette et godt kjøp. De har også en sikt på 14 mesh til rundt 100,- som passer i settet.

Den mest opplagte sikten som mangler i dette settet er en sikt på 20-30 mesh, dvs en sikt for den groveste pukkballasten i H0.

Firmaer som selger rekvisita til keramikere vil kunne levere slike sikter. Waldemar Ellefsen har en til ca. 350 ink. moms.

Ikea, Clas Ohlson, Biltema o.l har tilsammen et utvalg av sikter, siler og dørslag som kan dekke mange maskevidder. Men spesielt de finere gradasjonene kan det være vanskelig å finne.

Varmebehandling

Ballast kan med fordel tørkes i langpanne i stekeovn. I tillegg til at det går fort å få tørket ballasten vil varmebehandling også drepe uønsket dyreliv.

Knusing

Redskaper for knusing av stein til ballast


Om man bare trenger mindre mengder er det mulig å knuse sin egen ballast. Det man trenger er:

  • En bit jernbaneskinne som "hammer"
  • Jernplate som underlag
  • Gummiduk/plate under jernplata for å dempe lyd
  • Treramme for å begrense steinsprut

Bruk vernebriller og hørselvern!

Kommersiell steinballast

En rekke produsenter av lanskapsmateriell tilbyr ballast av ekte grus og sand til MJ-bruk.

Et eksempel er Asoa, som tilbyr flere slag knust stein i en rekke forskjellige gradasjoner og farger. Meget bra kvalitet, relativt høy pris. På http://www.asoa.de/ finnes det gode fargebilder av alle ballastvariantene komplett med linjal ved siden av.

Andre materialer

Chamotte

Spor i H0n3 ballastert med chamotte

Som alternativ til siktet sand kan man benytte Chamotte. Chamotte finnes i mange grovhetsgrader. Det er knust keramikk (steingods). Kornene er svakt porøse og suger derfor til seg vann og limblanding. Materialet er helt ensfarget og veldig lys i tørr tilstand. De fineste gradene inneholder som oftest også mye finkonet støv. Relativt billig. Benyttes med godt resultat av Modelljernbaneklubben Trefoten i H0n3.

Siden Chamotte har en veldig lys basisfarge kan den ganke lett fargesettes før den legges. Man kan blande inn fargepigmenter i pulverform, eller sterkt fortynnet maling. Benytter man tynnet maling må Chamotten tørkes før legging.

Nøtteskall

Woodland Scenics produserer en mye brukt ballast som er lagd av knuste valnøttskall. Men ballasten ser bra ut, spesiellt etter litt etterbehandling. Relativt mykt materiale som ikke er like skadelig for f.eks. lokdriverk som knust stein. Trenger dugelig med fukting før limin


Korksmuler

Et klassisk materiale for MJ-ballast som har den fordelen at det er mykt. Ulempen er den ekstremt gode flyteevnen, og at kork ikke ligner mye på knust stein.

Kaffegrut

En kurositet, men "råvarer" som dette ble ofte anbefalt i eldre MJ-litteratur. Sist sett anbefalt i forbindelse med omtale av sporleggingssystemet Jomo Jigs i Allt Om Hobby på begynnelsen av 80-tallet. Klare ulemper, organisk materiale av denne typen vil være en ypperlig groplass for mugg og andre mikroorganismer. Styr unna.

Legging og fiksering

Spredning av ballast
Ferdig ballastert og smusset spor i H0
Liming med CascoFlex gulvlim fortynnet 1 del lim + 3 deler vann


Spre ballasten jevnt utover med en bred, myk pensel. Pass på at det ikke ligger for mye ballast oppå svillene. Investerer du litt ekstra tid på dette arbeidet, kan du spare masse arbeid senere med å fjerne ballast fra sviller og skinner.

Fukting

Før liming fuktes ballasten med "vått vann". Behovet for fukting avhenger av ballastmateriale og kornstørrelse. Ekte steinmaterialer trenger lite eller ingen fukting. Fuktingsbehovet blir mindre jo grovere ballasten er.

Liming

Til å lime fast ballasten finnes det flere muligheter:

  • Uttynnet hvitlim (billig, kan fuktes og fjernes slik at sporet kan tas opp uten å ødelegges.)
  • Matte medium (tørker mattere enn hvitlim)
  • Gulvlim tynnet med vann (f.eks. CascoFlex); konsistens som melk

Påføres med dråpeteller (pipette), sprayflaske, øreskyller (oransje gummiball med tut) eller annet egnet verktøy.

Hvis limblandingen påføres med pipette fra ytterkant, dvs at en kun drypper på allerede limfuktet ballast kan man unngå fukting av ballsaten i forkant. Limet trekker raskt inn i ballasten, og det er normalt ikke nødvendig å påføre lim mellom skinnestrengene. Da unngår man at ballast som ligger oppå svillene fester seg. Denne teknikken egner seg først og fremst til ballast av ekte stein og grus, dvs med høy egenvekt. Metoden vil gi en sterkere liming av ballasten, siden limet ikke fortynnes ytterligere av fuktevannet.

Hestesprøyte anbefales *ikke* till å spre limblandingen. Det er vanskelig å trykke stempelet helt jevnt, det blir fort for mye lim i slengen. Resultatet blir groper i ballsten som må fylles.

Støvsuge

Etter at ballasten har tørket støvsuges opp ballast som ikke har festet seg. Brukes en ren pose i støvsugeren kan ballasten gjenbrukes. Bruker du ekte stein til ballast er det spesiellt viktig å fjerne løse korn. Grus i drivverk på lok er ingen tjent med.

Etterbehandling

Eksperimentering er alltid lurt. Det lønner seg å bruke forbildefoto som referanse hele tiden. Og man bør på forhånd planlegge hva som skal males på hvilken måte, hovedspor, sidespor. Sporet bør også males. For å lette malingen av nysølvskinner er det lurt å sverte disse. Micro Engineering har en brunering som er effektiv på nysølv.

Store flater og lange strekninger med ballast i nøyaktig samme vil lett se urealistisk ut, Særlig om ballasten skal se ut som om den har ligget en stund. Lag sjateringer, oljesøl, kull og aske og gjerne litt ny ballast her og der. Det bringer liv og troverdighet til flatene. Bare ny ballast er helt ensfarget.

Maling

Maling av spor med airbush
Ferdig ballastert og smusset spor i H0
Airbrush

Airbrush er et nyttig verktøy til maling av spor og ballast. Skinnesidene males med en rustfarge som egner seg til typen spor, lysere på lite brukt, mørkere på mye brukt spor. Overmaling vil gi effekten av ruststøv på ballasten.

"Vasking"

Fargejusteringer kan gjøres med sterkt fortynnet akrylmaling. Fortynn gjerne malingen ved å tilsette ikke bare vann men også matt medium og noen dråper såpe som i vått vann.

Tørrbørsting

Butikker

Grustak

Subbus evt. maskingrus. De fleste grustak har knust stein i 0-2 mm som fineste gradasjon.

Kunstnerartikler

Matte medium, pensler, fargekritt, fikseringsspray; selges i kunstbutikker, f.eks KEM (Kunstnernes Eget Materiellutsalg)

Apotek

Øresprøyte

Skolemateriell

Jordsiktesett; Komet Naturfag

Sikteduk; Burmeister, Norsk Sikteduk

Keramikerrekvisita

Sikter, Chamotte Waldemar Ellefsen http://www.we.no/

Diverse

Ikea, Clas Ohlson og Biltema: Billige sikter og dørslag