Etter ti års forskning er den her, betongen som kan få uendelig levetid, null vedlikeholdsbehov og 80 prosent lavere CO₂-utslipp enn dagens betong. Oppfinnerne bak betongen, Harald Justnes og Tobias Danner, mottok «SINTEFs pris for fremragende forskning» i juni. Man skulle nesten tro at den nye betongteknologien er for god ut til å være sann. Men forskningsarbeidene til Justnes og Danner har skapt betongmaterialer med egenskaper som lenge har vært en utopisk drøm.
– Spesielt innen VA bør dette åpne for store muligheter, sier forskerne.
De to Sintef-forskerne har funnet ut at når brent blåleire erstatter minst halvparten av sementen i betong får betongen lavere surhetsgrad. Dette gjør at man både kutter CO₂-utslippene (sement er den store CO₂-driveren i betong), men også at man kan erstatte armeringen av stål med aluminium. Dette betyr et farvel til korrosjonsproblematikk som har gjort forebyggende vedlikehold nødvendig så lenge betong trengte stål.
Reduksjon i energibruken
Harald Justnes forteller at det tidligere har vært brukt flyveaske som tilsetning i sementen. Mange kullkraftverk som leverte flyveaske legges nå ned og asken blir en mangelvare. Da måtte forskerne finne en erstatning.
‒ Vi har funnet ut at vanlig blåleire fungerer veldig godt. Fordelen med den er at man brenner den på mye lavere temperatur enn kalkstein. Blåleira er en ressurs som finnes i hele verden. For å lage sement må kalkstein varmes opp til 1450 grader, mens vår blåleire kun trenger 850 grader. Det gir en stor reduksjon i energibruken og 850 grader kan du oppnå med flis og biobrensel.
Til kummer og rør
Tørrstøp brukes i rørindustrien og til å produsere, takstein, belegningsstein og hulldekker. Altså i masseproduksjon der man har behov for å bruke formene igjen og igjen. Det støpte produktet tas ut av formene allerede etter 5-10 minutter og står da helt av seg selv til de er ferdigherdet et par døgn senere.
‒ Vil den nye betongteknologien også kunne brukes til tørrstøp?
‒ Jeg tror at vår nye betongblanding er veldig godt egnet for både kummer og rør ettersom leiren gir en god «klebrighet» (kohesivitet). Et annet kjent problem med vanlig betong er angrep fra sulfat i avløpsvannet, samt bakteriell utvikling av hydrogensulfid (H2S-gass) som fester seg på betongens overflate over vann. Ved hjelp av andre bakterier blir dette til svovelsyre som tærer på betongen. Med vår nye blanding vil dette problemet kunne elimineres fordi vi har fjernet betongens svake punkt i så måte, nemlig kalsiumhydroksid. Vi har oppnådd god fasthet, påvist god sulfatmotstand og motstandsfaktoren for vanninntrengning er høy. Det er et veldig tett system. Det må være superspennende sett med VA-øyne, sier Justnes som legger til at de ennå ikke har fått laget en pilot innen VA.
‒ Kan man i teorien konstruere kva som helst?
‒ Vi tror det. I tillegg til gode egenskaper av herdet betong kan man også oppnå god støpelighet ved å bruke noe mer plastiserende tilsetningsstoffer enn vanlig ettersom kalsinert leire har større vannbehov enn sement.På den annen side kan den nettopp derfor være godt egnet for pressede produkter som må stå av seg selv før sementhydratasjonen kommer i gang. Derfor kan vi også konstruere kummer og rør med vår evigvarende og grønne betong, sier Danner.
Verdensrekord i pozzolantilsetning
Den nye betongen kan ifølge de to prisvinnende forskerne minske CO₂-utslippene fra betongbyggverk med opptil 80 prosent gjennom konstruksjonens levetid.
‒ Vi har erstattet opp til 55 % av sementen med blåleire. Det er verdensrekord i å tilsette pozzolan. Da kan vi i stedet for stål bruke aluminium som armering. Da har vi fjernet alle de vanlige nedbrytningsmulighetene til armert betong, og har i prinsippet fått evig levetid. Vi vil i tillegg få store reduksjoner på CO₂-utslippene, sier Justnes.
‒ For VA-bransjen er det et uttalt mål at rørledninger og kummer skal ha minst 100 års levetid. Når dere sier at den nye betongblandingen vil holde i «evig tid», kan man forvente at også rør og kummer vil stå seg på samme vis?
‒ Med aluminiumsarmeringen løser vi mye. Det største problemet i vanlig armert betong er at armeringen ruster. Vi bruker kalsiumklorid akselerator for god tidligfasthet og har til og med testet sjøvann i blandingen vår uten at det var noe problem. Dessuten har blandingen med 55 % kalsinert blåleire bedre motstand mot klorid og andre salter enn ordinær betong på grunn av tettere porestruktur. Selv om klorid skulle nå inn til aluminiumsarmeringen, så vil den ikke ruste siden den er av aluminium. Vi fjerner dermed problemet med korrosjon, forteller Danner og legger til at det er to andre angrepsmekanismer i betongkonstruksjoner. Bindemidlet kan bli angrepet av sulfater og tilslaget kan bli angrepet av alkalier i sementen (AAR).
‒ Med vår kombinasjon av blåleire som pozzolan og aluminium som armering, er hverken armeringskorrosjon, sulfat-angrep eller AAR noe problem. Med den nye betongresepten blir motstanden mye bedre, forteller Danner.
Kilde: VA-Forum.
FREMRAGENDE FORSKNING: Oppfinnerne bak betongen, Harald Justnes sjefforsker SINTEF Community og Tobias Danner senior forsker SINTEF Community, mottok «SINTEFs pris for fremragende forskning» i juni 2023. (Foto: Karoline Ravndal Lorentzen, SINTEF. (Foto Karoline Ravndal Lorentzen SINTEF)
