Beton med aluminiumsarmering tager skridtet fra laboratoriet til byggepladsen. Vil give meget lavere udslip

25. maj 2021 kl. 05:00
Betonarmering uden tegn på korrosion i en af ​​Sintefs tests i Dare2c-projektet.
Illustration: Harald Justnes.
Vind og vejr på den norske Møre-kyst skal sætte lavudslipsbeton med aluminiumsarmering på prøve.
Artiklen er ældre end 30 dage
Manglende links i teksten kan sandsynligvis findes i bunden af artiklen.

For fire år siden gik Hydro og en håndfuld samarbejdspartnere i Norge i gang med at forfølge en grøn idé, der startede i hovedet på professor Harald Justnes fra det norske forskningsinstitut Sintef: Hvad med at reducere pH-værdien i beton, så aluminium kan bruges som armering i stedet for stål?

Mens armeringsstål skal pakkes omhyggeligt ind i beton for ikke at ruste, kan aluminium stå ude i al slags vejr uden at tage skade. Og når armeringen kan ligge frit, kan mængden af ​​beton reduceres betragteligt.

Ifølge betonteknologerne i projektet, der går under navnet DARE2C (dare to see, red.), vil dette føre til, at brugen af ​​cement, som er bindemidlet i beton, mindst vil kunne halveres. I så fald vil også CO2-udslippet fra betonproduktion kunne reduceres med 80 procent, hævder de.

Mindre basisk beton

At erstatte stål med aluminium er naturligvis musik i ørerne på Hydro, der er en af ​​verdens største aluminiumsproducenter. Selskabet har stillet fagfolk og faciliteter til disposition i projektet, og sammen med Sintef, NTNU, Veidekke, Norcem og Overhalla Betongbygg har de forsket og udviklet med en ramme på knapt 14 mio. kr. – inklusiv støtte fra Forskningsrådet.

Artiklen fortsætter efter annoncen

De største udfordringer bør nu være løst. Frem for alt har de formået at skabe et godt, ikke alt for basisk miljø for aluminiumet, noget de har opnået ved at erstatte en del af cementen med blåler og andre bindemidler.

Nu er forskningsprojektet imidlertid ved vejs ende. De millioner, der er tildelt fra Hydro og Forskningsrådet, er brugt op, og det er på tide at vise, at beton og aluminium hører sammen i virkelighedens verden og ikke kun i laboratorierne i NTNU og Sintef.

Først ude er to vejrresistente projekter på Møre-kysten.

Protoype 1: Kørestolsfliser ved havet

Det første og enkleste projekt er levering af betonfliser til indgangspartiet til det nye Geitbåtmuseet i Valsøyfjord ved Kristiansund. Slet og ret trædefliser på en rampe så der kan køre kørestole ind og ud af museet. På en af fliserne er armeringen udformet som en geitbåt (traditionel norsk åben ro- og sejlbåd, red.), og den skal være tydeligt synlig.

»Det er en af ​​fordelene ved denne armering. Når den kan tåle at ligge frit uden dæklag, kan man bruge den på mange nye måder som gavner konstruktionen. Den kan også tåle at blive brugt som et dekorativt element,« siger Jonathan Kalvik, tømrerlærlingen, der af landskabsarkitekten på museet fik til opgave at finde en teknologisk løsning til indgangpartiet.

I jagten på byggematerialer stødte han på en artikel om en lavudslipsbeton, der var under udvikling i Trondheim.

»Jeg tænkte, det ville være et godt match. Det gamle båd- og husbygningshåndværk er også lavudslipsproduktion,« begrunder Kalvik.

Aluminium.
Illustration: Jonathan Kalvik.

Vil bore efter blåler i Norge

Efter at have læst om Dare2c kontaktede han projektets »far« Harald Justnes og spurgte, om de kunne være interesserede i at levere en prototype til museet. I samarbejde med blandt andre Oshaug Metall smeltede de en motorblok i aluminium fra en udtjent bil om til armering. Præfabrikationen af ​​betonelementerne er foretaget af Overhalla Betongbygg.

»Vi havde tidligere testet legeringer svarende til den, vi fandt i motorblokke, så vi vidste, at det ville fungere godt sammen med blålerbeton,« siger chefingeniør Grete Hjetland, projektleder for Dare2c.

I udviklingsfasen har forskerne hentet blåler fra Portugal og Danmark, men de håber, at de lidt efter lidt vil være i stand til få ler, der ikke skal transporteres så langt.

Jonathan Kalvik kan fortælle, at Heim Kommune, der har støttet lavudslipsprojektet økonomisk, også har støttet Sintefs test af ler omkring Valsefjorden for at finde ud af, om kommunen har forekomster af blåler med de rette salte og mineraler til denne type betonproduktion.

Prototype 2: Rampe ved Sunndal-værket

Den anden prototype af aluminiumsarmeret beton testes med helt andre belastninger end fliserne i Valsøyfjord. Ni mil længere sydpå, på Hydros fabrik i Sunndal, skal et aluminiumsforstærket betonelement være en del af den bærende konstruktion til en nye roro-rampe til fragtskibe, der fragter aluminium ud i verden.

Dette element er ikke armeret med stænger på klassisk vis. Det er todelt kompositelement med aluminium på træksiden og beton på tryksiden, det vil sige øverst.

Selvom det er letmetal, de har på gaffelen, er de lastbiler, der skal rulle ind og ud af bådene i Sunndal, ikke særligt lette. Rampeelementerne får derfor sin prøve for der. Da Dare2c-elementet er en uklassificeret prototype, vil det blive placeret i et hjørne af rampen, men også der vil det blive udsat for stærke kræfter.

Grete Hjetland, der leder forskningsprojektet på vegne af Hydro, er ikke i tvivl om, at elementet ville kunne klare en mere central placering, men mener, det er rigtigt at placere demonstrationselementet, hvor risiko og konsekvens er relativt lille. Validering af et tilsvarende testelement udføres i disse dage i et laboratorium på NTNU.

»Hensigten er at vise, at beton-aluminium i bærende konstruktioner kan tåle store belastninger og er særligt velegnet i maritime, stærkt korroderende miljøer,« siger Hjetland.

»Det er en udbredt misforståelse, at aluminium ikke kan klare så stor en belastning,« tilføjer hun.

Kan bruge metalskrot

Af alle fordelene ved armering med aluminium er oxidlaget, der beskytter aluminium mod korrosion, måske det vigtigste. Derfor ligger metallet ubeskyttet mod havet ved Sunndal-værket. I roro-rampen vil elementet blive udsat for saltvand og vil kunne demonstrere, hvilke muligheder der venter dem, som ønsker at bygge kajanlæg eller andre konstruktioner i barske miljøer.

Motorblokken.
Illustration: Jonathan Kalvik.

Det er heller ikke sådan, at armeringen skal bestå af ren aluminium. I det fire år lange forskningsprojekt har de testet, hvilke legeringer der egner sig bedst til forskellige konstruktioner og forskellige krav til styrke. Målet er at bruge så meget metalskrot og brugte forbrugerprodukter som muligt.

»Det har blandt andet vist sig, at motorblokke, der behandles som problemaffald i dag, er meget egnede,« siger Hjetland.

I en tid, hvor bilindustrien går over til el, vil der i fremtiden være god adgang til vragede fossilbiler. En anden fordel ved at genanvende aluminium er, at det kræver langt mindre energi at smelte aluminiumskrot om end at fremstille nyt aluminium ved elektrolyse.

Søg støtte til fase 2

Grete Hjetland kan røbe, at de har sendt en ansøgning til Forskningsrådet om støtte til at videreføre Dare2c-projektet. Både hun og Jonathan Kalvik på Geitbåtmuseet bobler over af begejstring, når de fortæller om det.

Her er et forsøg på at opsummere argumenterne for at gå over til den nye lavudslipsbeton med armering af aluminium:

  • Mindre energi: Cementen kan fremstilles ved lavere varme, fra 1450 til 850 grader.
  • Mindre klimaudslip: Mindre cement giver mindre CO2-udslip fra cementproduktion (kalcinering).
  • Mindre ressourceudvinding: Betonen kan være tyndere uden at miste styrke. Mindre materialebrug giver mindre klimaaftryk.
  • Lavere vægt: Et lettere metal er lettere at arbejde med og mere klimavenligt at transportere.
  • Mindre arealbehov: Mindre stål og beton betyder, at man kan bygge flere steder.
  • Mindre vedligehold: Betonen kan modstå barske, maritime miljøer og behøver mindre vedligehold og udstyr for at beskytte armeringen.
  • Længere levetid: Når armeringen ikke korroderer, holder betonen længere.
  • Øget karbonatisering: Blålerbetonen behøver ikke at være så tæt som beton med stålarmering. En mere porøs overflade optager mere kulstof fra omgivelserne.
  • Mere genbrug: Aluminium kan bruges om og om igen uden at miste sine oprindelige egenskaber.

Denne artikel er oprindeligt bragt på tu.no.

Ingen kommentarer endnu.  Start debatten
Debatten
Log ind eller opret en bruger for at deltage i debatten.
settingsDebatindstillinger