Nya betongrecept skyddar broar och ger bättre klimat
Broar utsätts för stort slitage vintertid. När blandningen med tö-salt fryser skadas betongytan och armeringen rostar snabbare. Nya betongrecept med restprodukterna slagg eller flygaska ger broar ett bibehållet högt skydd mot saltfrostskador. Vinsten blir ett lägre koldioxidutsläpp.
Stefan Danielsson – Publicerad den 22 mars 2019
Martin Strand vid Avdelningen för byggnadsmaterial, LTH, har i sin avhandling testat saltfrostbeständighet i betong med tillsatsmaterial.
Vårt vanligaste byggmaterial svarar för ungefär fem procent av världens koldioxidutsläpp. För att få fram cement värms kalksten till 1450 grader Celsius. Det kräver mycket energi. Dessutom bidrar den kemiska processen till koldioxidutsläpp.
Det är ett känt faktum att en del av cementen kan ersättas med restprodukterna flygaska från kolkraftverk och slagg från stålindustrin. Då kan den totala energianvändningen för betong minskas.
Vägar och broar halkbekämpas som bekant med frostskyddsmedel. Saltningen kan orsaka ytliga så kallade saltfrostskador. Betongytan ”skalas av” när saltlösningen fryser ovanpå betongen. Därmed transporteras klorider snabbare till armeringen som riskerar att börja rosta.
Tidigare har branschen och experter befarat att en högre andel slagg och flygaska kan ge leda till sämre saltfrostbeständighet. Martin Strands avhandling visar att så inte är fallet.
När receptet innehåller flygaska eller slagg ändras mikrostrukturen hos betong. Martin Strand har undersökt hålrummen, den så kallade porositeten. Hur påverkar olika porositeter saltfrostbeständigheten när cement ersätts med tillsatsmedlen i varierande grad? Det är en huvudfråga i avhandlingen.
– Detta är svårt testa eftersom saltfrostskadorna påverkas av många olika faktorer. Vissa av mina resultat tyder på att om upp till 35 procent av cementen ersätts med slagg så har betongen fortfarande en relativt hög saltfrostbeständighet, säger Martin Strand.
Han har också visat att väldigt höga mängder tillsatt slagg eller flygaska orsakar större skador på betongen.
Martin Strand anser att det nu är upp till betongtillverkarna att optimera recept i förhållande till ekonomi och miljövinster. De skulle då kunna utgå från resultaten i avhandlingen.
STEFAN DANIELSSON
FAKTA | Porositet
Porositet är alla hålrum inuti betongen. De kan delas in i små, mellanstora och stora porer. Små porer bidrar till en lägre fryspunkt. Små och mellanstora kopplar samman de stora porerna som skapas med hjälp av luftporbildande tillsatsmedel.
När betongreceptet innehåller flygaska eller slagg ändras porositeten. Martin Strand har undersökt porositeten då olika fraktioner av flygaska eller slagg blandas in i betongen. Hur stor andel av små, mellanstora och stora porer bildas och vilken effekt har detta för beständigheten?
Resultaten visar att recept med en tät struktur tillsammans med tillräckligt många stora porer bidrar till högst beständighet mot saltfrostskador. Recepten med en grov porositet tillsammans med en liten andel stora porer bidrar till lägst beständighet mot saltfrostskador.
Länk till avhandlingen: Experimental Study of De-icing Salt-frost Scaling in Concrete with Low-calcium Fly Ash or Slag: Influence of Drying and Carbonation, and Air Content http://portal.research.lu.se/portal/en/publications/experimental-study-of-deicing-saltfrost-scaling-in-concrete-with-lowcalcium-fly-ash-or-slag(22a6f9c2-01f9-4886-b994-5c604e3e3ac8).html