BYGG

Betong med aluminiums-armering tar steget fra labben til byggeplassen. Vil gi mye lavere utslipp 

Vind og vær på Møre-kysten skal sette lavutslippsbetongen på prøve.

Betongarmering uten tegn til korrosjon i en av testene til Sintef i Dare2c-prosjektet.
Betongarmering uten tegn til korrosjon i en av testene til Sintef i Dare2c-prosjektet. Foto: Harald Justnes
Dette er en Ekstra-sak som noen har delt med deg. Abonnere for å få full tilgang til alt innhold.

Fire år er gått siden Hydro og en håndfull samarbeidspartnere forfulgte en grønn idé som startet i hodet til Sintef-professor Harald Justnes: Hva med å redusere pH-verdien i betong slik at aluminium kan brukes som armering istedenfor stål?

Mens armeringsstål må pakkes omhyggelig inn i betong for ikke å ruste, kan aluminium stå i alt slags vær uten å ta skade. Og når armeringen kan ligge åpen, kan mengden betong reduseres betraktelig.

Ifølge betongteknologene i prosjektet, som går under navnet DARE2C («dare to see»), vil dette føre til at bruken av sement, som er bindemiddelet i betong, vil kunne halveres og vel så det. I så fall vil også CO2-utslippene fra betongproduksjon kunne reduseres med 80 prosent, hevder de.

Mindre basisk betong

Å erstatte stål med aluminium er naturligvis musikk i ørene til Hydro, som er en av verdens største aluminiumprodusenter. Selskapet har stilt fagfolk og fasiliteter til disposisjon i prosjektet, og sammen med Sintef, NTNU, Veidekke, Norcem og Overhalla Betongbygg har de forsket og utviklet med en ramme på 19 millioner kroner  – inkludert støtte fra Forskningsrådet.

De største utfordringene skal nå være løst. Fremfor alt har de klart å skape et godt, ikke altfor basisk miljø for aluminiumen, noe de har oppnådd ved å erstatte en del av sementen med blåleire og andre bindemidler.

Nå er imidlertid forskningsprosjektet ved veis ende. De tildelte millionene fra Hydro og Forskningsrådet er brukt opp, og det er på tide å vise at betong og aluminium hører sammen i virkelighetens verden og ikke bare på labbene til NTNU og Sintef.

Først ut er to værharde prosjekter på Møre-kysten.

Protoype 1: Rullestolheller ved sjøen

Det første og enkleste er en leveranse av betongheller til inngangspartiet på det nye Geitbåtmuseet i Valsøyfjord ved Kristiansund. Rett og slett tråkkheller på en rampe der det skal kunne kjøres rullestoler inn og ut av museet. På én av hellene er armeringen utformet som en geitbåt, og den skal være godt synlig.

– Det er en av fordelene med denne armeringen. Når den tåler å ligge uten overdekning, kan man bruke den på mange nye måter som gagner konstruksjonen. Den tåler også å bli brukt som dekorelement, sier Jonathan Kalvik, tømrerlærlingen som fikk i oppdrag av landskapsarkitekten ved museet å finne en teknologisk løsning for inngangspartiet.

I jakten på byggematerialer kom han over en artikkel om en lavutslippsbetong som var under utvikling i Trondheim.

– Jeg tenkte det ville være et godt giftermål. Det gamle båt- og husbygghåndverket er også en lavutslippsvirksomhet, begrunner Kalvik.

Aluarmering aluminium hydro armering dare2c ntnu veidekke sintef overhalla grete hjeltnes jonathan kalvik geitbåtmuesset sunndal verk
Fordi armeringen kan ligge åpent, kan den utformes dekorativt. Her skal aluminiumen illudere lunner i ei krokstø, ifølge landskapsarkitekt Runa Tunheim. Foto: Jonathan Kalvik

Vil bore etter blåleire i Norge

Etter å ha lest om Dare2c kontaktet han prosjektets far Harald Justnes og spurte om de kunne være interessert i å levere en prototype til museet. I samarbeid med med blant andre Oshaug Metall smeltet de om en motorblokk i aluminium fra en kondemnert fossilbil til armeringen. Prefabrikkeringen av betongelementene er det Overhalla Betongbygg som har gjort. 

– Vi hadde testet legeringer tilsvarende den vi finner i motorblokker tidligere, så vi visste at det ville fungere bra sammen med blåleirebetongen, sier sjefingeniør Grete Hjetland, prosjektleder for Dare2c.

I utviklingsfasen har forskerne hentet blåleire fra Portugal og Danmark, men de håper jo at de vil kunne få tak i mer kortreist leire etter hvert.

Jonathan Kalvik kan fortelle at Heim kommune, som har støttet lavkarbonprosjektet økonomisk, også har støttet Sintefs testing av leire rundt Valsøyfjorden. Dette for å finne ut om kommunen har forekomster av blåleire med de rette saltene og mineralene for denne typen betongproduksjon.

Prototype 2: Rampe på Sunndal verk

Den andre prototypen av aluminiums-armert betong skal få prøve seg på helt andre belastninger enn hellene i Valsøyfjord. Ni mil lenger sør, på Hydros fabrikk i Sunndal, skal et aluminiumsarmert betongelement være del av bærekonstruksjonen til den nye roro-rampa for lastebåtene som frakter aluminium ut i verden.

Dette elementet er ikke armert med stenger på klassisk vis. Det er en todelt kompositt med aluminium på strekksiden og betong på trykksiden, det vil si øverst.

Selv om det er lettmetall de har på gaffelen, er ikke truckene som skal rulle inn og ut av båtene i Sunndal spesielt lette. Rampe-elementene skal få kjørt seg. Siden Dare2c-elementet er en uklassifisert prototype, vil det bli plassert i et hjørne av rampa, men også der vil det bli gjenstand for sterke krefter.

Grete Hjetland, som leder forskningsprosjektet på vegne av Hydro, er ikke i tvil om at elementet ville tålt en mer sentral plassering, men mener det er riktig å plassere demonstrasjonselementet der risiko og konsekvens er relativt liten. Validering av et tilsvarende test-element gjøres i en lab på NTNU i disse dager.

– Hensikten er å vise at betongen-aluminium i bærekonstruksjoner kan tåle store belastninger og er spesielt egnet i maritime, sterkt korrosive miljøer, sier Hjetland.

– Det er en utbredt misforståelse at aluminium tåler lite, tilføyer hun.

Les også

Kan bruke skrapmetall

Av alle fordelene med armering av aluminium er oksidlaget som beskytter aluminium mot å korrodere, kanskje det viktigste. Derfor er metallet vendt ubeskyttet mot sjøen på Sunndal verk. I roro-rampen vil elementet bli utsatt for saltvann og vil kunne demonstrere hvilke muligheter som venter for dem som ønsker å bygge kaianlegg eller andre konstruksjoner i røffe miljøer.

Aluarmering aluminium hydro armering dare2c ntnu veidekke sintef overhalla grete hjeltnes jonathan kalvik geitbåtmuesset sunndal verk
Motorblokka i en vraket bensinbil ble smeltet om til armering. Foto: Jonathan Kalvik

Det er heller ikke slik at armeringen må bestå av rent aluminium. I det fire år lange forskningsprosjektet har de testet ut hvilke legeringer som egner seg best for ulike konstruksjoner og ulike krav til fasthet. Målet er å bruke mest mulig av skrapmetall og brukte konsumentprodukter.

– Blant annet har det vist seg at motorblokker, som behandles som problemavfall i dag, er svært godt egnet, sier Hjetland.

I en tid da bilindustrien går over til el vil det bli god tilgang til vrakede fossilbiler framover. En annen fordel med å resirkulere aluminium, er at det krever langt mindre energi å smelte om skrapaluminium enn å fremstille jomfruelig aluminium ved elektrolyse.

Søkt støtte til fase 2

Grete Hjetland kan røpe at de har sendt søknad til Forskningsrådet om støtte til å videreføre Dare2c-prosjektet. Både hun og Jonathan Kalvik ved Geitbåtmuseet bobler over av begeistring når de sanner om det.

Her er et forsøk på å oppsummere argumentene for å gå over til den nye lavutslippsbetongen med armering av aluminium:

  • Mindre energi: Sementen kan fremstilles på lavere varme, fra 1450 til 850 grader.
  • Mindre klimautslipp: Mindre sement gir mindre CO2-utslipp fra sementproduksjonen (kalsineringen).
  • Mindre ressursuttak: Betongen kan være slankere uten å miste styrken. Mindre materialbruk gir mindre klimaavtrykk.
  • Lavere vekt: Et lettere metall er enklere å jobbe med og mer klimavennlig å transportere.
  • Mindre marktrykk: Mindre stål og betong gjør at man kan bygge flere steder.
  • Mindre vedlikehold: Betongen tåler tøffe, maritime miljøer og trenger mindre vedlikehold og utstyr for å beskytte armeringen.
  • Lengre levetid: Når armeringen ikke korroderer, holder betongen lenger.
  • Økt karbonatisering: Blåleirebetongen trenger ikke å være så tett som betong med stålarmering. En mer porøs overflate tar opp mer karbon fra omgivelsene.
  • Mer gjenbruk: Aluminium kan brukes om og om igjen uten å miste sine opprinnelige egenskaper.
Les også

Kommentarer:
Du kan kommentere under fullt navn eller med kallenavn. Bruk BankID for automatisk oppretting av brukerkonto.