Svensk sementfabrikk tester metode fra Romerriket

Det pågående vulkanutbruddet på Island får varm lava til å strømme ut av jordens indre. Denne lavaen er ikke interessant for sementindustrien fordi den avkjøles for sakte. Men ved tidligere utbrudd under isbreer har lavaen blitt avkjølt raskt og dannet vulkansk aske.

Materialet finnes i store mengder og har reaktive egenskaper som gjør at det kan brukes som bindemiddel i betong på samme måte som sement. Dette visste allerede de gamle romerne, som brukte finkornet vulkansk aske, også kjent som puzzolan, i ulike konstruksjoner.

De siste årene har Heidelberg Materials undersøkt om vulkansk aske fra Island også kan blandes inn i selskapets sementprodukter.

– Våre tester viser at opptil 20 prosent av sementen kan erstattes av vulkansk aske. Det gir svært store miljøgevinster, sier Arvid Stjernberg, som er ansvarlig for selskapets produktutvikling i Nord-Europa.

Slipper utslipp

Miljøgevinsten består i at man ikke trenger å bruke like mye sementklinker, som er et mellomprodukt når man fremstiller vanlig portlandsement. Sementklinker består hovedsakelig av brent kalk, som fremstilles ved å varme opp kalkstein til drøyt 1400 grader. Denne prosessen, som kalles kalsinering, frigjør karbondioksid som har vært bundet i jordskorpen i millioner av år. Ovnene, som i stor grad varmes opp med fossilt brensel, forårsaker ytterligere utslipp.

– Men i vulkanasken har Moder Jord allerede gjort jobben, og du slipper utslippene fra både kalsineringen og oppvarmingen, sier Stjernberg.

Vulkansk aske trenger bare å pulveriseres før den kan blandes med vanlig sement.

Har testet i Norge

Så langt har Heidelberg Materials gjennomført tester i Norge og Sverige i laboratorier, i fullskalaforsøk og i ulike betongblandinger hos kunder. De har blant annet undersøkt styrkevekst – hvor raskt betongen blir sterk – og motstandskraft mot frost. For å kunne gjennomføre flere og større kundetester er det nå behov for større mengder finfordelt vulkansk aske.

Derfor starter selskapet testproduksjon på øya Öland, i en fabrikk som har gått på sparebluss siden 2019. Der skal sementmøllen startes opp igjen for å undersøke om porøs lavasten fra Island kan males til riktig finhetsgrad. Heidelberg Materials har søkt fylket om konsesjon for den nye virksomheten og håper å starte testproduksjon før sommeren.

Møllen er elektrisk drevet. Skipene som skal frakte vulkanasken fra Island, der selskapet har et steinbrudd, vil imidlertid gi utslipp av karbondioksid.

– Men disse utslippene er svært lave sammenlignet med klinkeren som brukes i normal sementproduksjon, sier Stjernberg.

Hvis 20 prosent av klinkeren erstattes med malt vulkansk aske, reduseres karbondioksidutslippene med nesten 20 prosent.

Flyveaske er en mangelvare

Heidelberg Materials bruker allerede flyveaske som alternativt bindemiddel i ulike sementprodukter. Men flyveaske er et restprodukt fra kullkraftverk, og mengdene synker i takt med at kullkraftverkene legges ned. Dette er en av grunnene til at Heidelberg er på utkikk etter nye materialer. Selskapet har testet kalsinert leire fra et steinbrudd i Estland.

– Vi har undersøkt en rekke alternative bindemidler, og for øyeblikket ser puzzolan fra Island mest interessant ut, sier Stjernberg.

Tror på økt askeandel

Katarina Malaga er professor i bærekraftig konstruksjon og avdelingsleder ved forskningsinstituttet Rise. Hun ser en økende interesse for vulkansk aske i betongindustrien. Bakgrunnen er dels de økte kravene til reduserte karbondioksidutslipp, dels den reduserte tilgangen på flyveaske og granulert masovnslagg, som også er godkjent for innblanding i betong.

– Flere betongprodusenter i Sverige ser på vulkansk aske. Ingen bruker materialet i dag, men i år kommer det en ny betongstandard som tillater bruk av vulkansk puzzolan, sier hun.

Hun anslår at det i fremtiden kan bli mulig å erstatte opptil 65 prosent av sementen med vulkansk aske på noen bruksområder. På kort sikt mener hun at rundt 30 prosent er et mer realistisk nivå.

CCS-sement er kanskje ikke nok

Heidelberg Materials planlegger å bygge et CCS-anlegg (karbonfangst og -lagring) i Slite på Gotland for å fange og lagre karbondioksid fra sementklinkerproduksjonen. Men anlegget vil neppe dekke landets sementbehov, og ifølge Malaga vil det fortsatt være behov for alternative materialer.

– I dag bruker vi ca. 3 millioner tonn sement i året i Sverige, og jeg tror det vil bli behov for enda mer i fremtiden, spesielt hvis forsvaret skal styrkes og tilfluktsrommene bygges ut, sier hun.

Når sementprodusentene mister sine gratis utslippsrettigheter, noe som ventes å skje om noen år, vil det også bli dyrt for sementfabrikker uten CCS å fortsette å slippe ut karbondioksid. Dette indikerer et stort behov for alternative bindemidler, sier Malaga.

Artikkelen ble først publisert på Ny Teknik for deres abonnenter. Den er tilgjengelig på norsk for abonnenter av Ekstra gjennom vår samarbeidsavtale.