Alternativa bindemedel i klimatförbättrad betong

Ett allt ökande intresse för att klimatanpassa betong gör att alternativa bindemedel kommer alltmer i fokus. Sedan ett par år finns ju en svensk standard för naturliga puzzolaner som tillsatsmedel i betong. I år kom det ytterligare en standard för artificiella puzzolaner, såsom metallurgiska slagger och flygaskor.

​

Ny teknik?

 

Nej det är varken nya forskarrön eller nya material som är aktuella. Utan mångtusenåriga erfarenheter från puzzolaner i betong. Och de är ytterst positiva.

 

Lava från Vesuvius snabbkyldes naturligt i Neapelbukten, vid staden Puzzoli, och blev den råvara som romarna baserade sina bindemedel på redan för 2000 år sedan eller mer. Fyndplatsen är orsaken till att vi idag kallar bindemedel och tillsatsmedel baserade på mineraler med höga glashalter för puzzolaner. Lysande exempel är akvedukterna och Panteon. Beständighet och god hållfasthet kan inte förnekas.

​

Vad är då hemligheten? Ja en förklaring är sammansättningen i de mineral som skapas med puzzolaner som bindemedel. Naturliga sammansättningar med Ca/Si - förhållanden nära 1/1. Konstruktionerna är oarmerade och det fanns inget stort överskott på kalcium som kunde karbonatiseras, expandera och förstöra konstruktionerna inifrån.

​

Naturliga förutsättningar för puzzolaner skapas av en slump. Snabb avkylning av eruptiva material med rätt sammansättning.

 

Artificiella puzzolaner har sitt ursprung i slagger från metallurgiska smältor eller från flygaskor från förbränningsanläggningar. Kemisk sammansättning i slaggerna från metallurgi kan man oftast inte påverka. Det är hanteringen av det smälta materialet som gör om höga halter glasiga strukturer skapas som efter bearbetning ger puzzolaner.

​

Om man raljerar kan man säga att ”det är våra politiker som styr hur våra förbränningsanläggningar körs”. Beskattning av NOX från skorstenen styr hur mycket luft man tillför. Konsekvensen blir att flygaskornas kvalitet, restkolhalt och hur mycket cenosfärer som bildas, är helt avgörande för om flygaskorna kan användas som puzzolaner eller inte. Varje flygaska måste undersökas var för sig och kontinuerligt. Ändrade driftförhållanden eller byte av råvara kan ändra kvaliteten över tid.

​

Hållfasthet

​

Korttidshållfastheten är lägre jämfört med konventionellt portlandcement och allt annat jämförbart lika. Allt beroende på temperatur, inblandad mängd puzzolan, vct, tillsatsmedel m.m. Men redan efter 28 dygn brukar man vara ”ifatt”.

​

Lägre exoterm värmeutveckling gör puzzolaner mer lämpliga i massiva konstruktioner.

 

Extrema miljöer, specialanvändning

​

Med rätt utnyttjande av puzzolana bindemedel kan man få betong med lägre permeabilitet. Miljöer med högre belastning är områden där puzzolaner ger bättre beständighet. Inträngning av exempelvis klorider minskar varför långtidsbeständigheten ökar.

​

För att solidifiera produkter med höga Cl-halter, som exempelvis i avfallsaskor, är det direkt olämpligt att använda portlandcement. Erfarenheter visar på totalt självsönderfall redan efter några månader. Ett bindemedel med hög halt puzzolan löser problemet samtidigt som man i högre utsträckning binder de flesta tungmetaller. Beroende på typen av material som ska solidifieras måste man naturligtvis via förprovning hitta lämplig sammansättning på bindemedel.

​

Om risk för kalkutfällningar föreligger kan man oftast lösa det med ett bindemedel där man ersätter större delen av portlandcement med puzzolaner. På motsvarande sätt ger puzzolaner ett ljusare bindemedel som gör att man kan minska pigmentbehovet vid infärgning.

​

Inom metallurgin vill man normalt inte ha bindemedel med högre kalciumhalt än absolut nödvändigt. Kalcium ”äter” infordringar i smältugnar vilket förkortar livslängden och fördyrar produktionen. Bindemedel med högt utnyttjande av lämpliga puzzolaner är lösningen.

 

Klimatavtryck

​

Artificiella puzzolaner ger minimalt klimatavtryck. CO2 är redan utdrivet och endast bearbetning och transporter belastar. Med hänsyn till det ökande intresset för att minimera klimatavtrycket, samtidigt som kvittblivning/deponeringsbehovet minskar, framstår användandet av puzzolaner som ytterst klimatsmart.​