Betong är populärt med en mängd olika användningsområden, det är ett starkt och mångsidigt material som används i alla typer av konstruktioner från vägar, broar och tunnlar till stommar och grundläggning av flerbostadshus. Bild: Swerock
15 april 2024 Oskar Linderoth produktutvecklare på Swerock berättar om erfarenheter och forskning kring hur klimatförbättrad betong med alternativa bindemedel fungerar i kontakt med dricks- och avloppsvatten.
– När man ser på klimat och miljö måste man ta hänsyn till hela produktionskedjan, säger Oskar Linderoth. Både slagg och flygaska är restmaterial och bindemedel som har använts i betong i över hundra år. Alternativet till användning i betong är att de hamnar på deponi. När man ersätter delar av cementet med slagg eller flygaska förändras betongens kemiska sammansättning. Förändringarna kan ge flera tekniska fördelar, till exempel att betongen reagerar långsammare och får en lägre värmeutveckling som minskar risken för sprickbildning. Med alternativa bindemedel blir betongen också tätare och vilket gör det svårare för till exempel klorider, som finns i vatten, att tränga in och skada betongen. Användningen har historiskt varit kopplad till att man vill ha särskilda egenskaper, det är först på senare år som man utnyttjat alternativa bindemedel för att minska betongens klimatpåverkan.
Cement är ett problem
En traditionell betong består till ca 15 volymprocent av cement, trots det står cementet för drygt 90 procent av betongens klimatavtryck. Förklaringen ligger i tillverkningen av cement där kalksten genom uppvärmning till hög temperatur omvandlas till kalciumoxid och koldioxid som avgår till atmosfären. Alternativa bindemedel som slagg och flygaska har cementlika egenskaper och bildar liknande reaktionsprodukter i kontakt med vatten men har inte samma klimatavtryck då man undviker den bakomliggande processen. Slagg är en restprodukt vid tillverkning av stål och flygaska en restprodukt från kolkraftverken. Då det är en omställning på gång, både när det gäller tillverkning av stål och användningen av kolkraft, finns det i dag flera andra cementalternativ som forskare och industrin studerar. Det handlar bland annat om restprodukter från andra industrier men också jungfruliga material. Två exempel på det senare är lera och vulkanisk aska som båda finns tillgängliga i stora volymer.
– Ett stort utvecklingsarbete pågår och forskare över hela världen arbetar med att hitta nya material och lösningar. Betongen största problem är dess popularitet, det är ett starkt och mångsidigt material som används i alla typer av konstruktioner från vägar, broar och tunnlar till stommar och grundläggning av flerbostadshus säger Oskar Linderoth. Volymerna bidrar till de stora koldioxidutsläppen. Räknat per viktenhet har betong inte nödvändigtvis ett större klimatavtryck än andra vanliga byggnadsmaterial.
Fördelar i VA-sektorn
– Klimatförbättrad betong med slagg har stora fördelar i sura miljöer som reningsverk och vissa industrier. I sådana miljöer är det cementpastan i betongen som angrips och bryts ner. Cementpastan utgörs av de fasta faser som bildats i reaktionerna mellan cement och vatten och fungerar som ett klister som binder samman ballastkornen i betongen. Något förenklat innebär nedbrytningen att cementpastan förlorar sin hållfasthet genom att kalciumrika faser bryts ned. Om betongen är i kontakt med strömmande vatten kan det skadade skiktet spolas bort. Man får då ett angrepp som äter sig in i betongen, berättar Oskar Linderoth. Här kommer fördelen med den klimatförbättrade betongen in, den innehåller mindre kalcium och bildar en tät porstruktur som fördröjer angreppen.
– Ett projekt där vi nu använder klimatförbättrad betong i sur miljö är Henriksdals reningsverk i Stockholm som ska bygga ut och fördubbla sin kapacitet. Anläggningen och reningsbassängerna byggs i bergrum. Hela tunnelsystemet kommer att bli större än Gamla Stan. I byggandet av reningsbassängerna används en klimatförbättrad betong med inblandning av både slagg och flygaska. För att i forskningssyfte undersöka om vad som sker över lång tid i denna miljö har vi gjutit mindre provkroppar med flera olika bindemedel och sänkt ner i en av reningsbassängerna. Provkropparna kommer med några månaders mellanrum att tas upp, kontrolleras och vägas.
Frost och kyla påverkar
– Flera andra europeiska länder har sedan länge föreskrifter som förordar inblandning av slagg och flygaska i VA-miljöer. Men det finns exponeringar där betongen, trots inblandning av alternativa bindemedel får det tufft. Ett exempel är ett polskt reningsverk där man redan efter tre års drift observerade stora skador trots att man använt mycket slagg och dessutom förseglat betongens yta med epoxi. Till skillnad från Henriksdalsverket ligger anläggningen i Polen utomhus. Man har upptäckt stora skador i och strax ovanför vattenytan i områden som varit utsatt för både frost och en sur miljö. Under vattenytan finns inga skador. Man får kanske räkna med visst extra underhåll i frostutsatta VA-konstruktioner, säger Oskar Linderoth.
Det har varit många diskussioner om hur det går att använda klimatförbättrad betong i dricksvattenanläggningar. Vid tester på vattenverken i både Grevie i Båstad kommun och Vombverket vid Vombsjön i Skåne har omfattande analyser av vattnets kvalitet inte indikerat någon påverkan av betongen. Vattnets kemi visar samma värden före som efter att ha passerat reservoaren.
– Det är viktigt att utvecklingen och användningen av klimatförbättrad betong inte sker på bekostnad av materialets livslängd eller inverkan på människors miljö och hälsa, säger Oskar Linderoth.
Marie Louise Aaröe
Frilansjournalist
