Til hovedinnhold

Snart kan aluminium erstatte stål som armering i betongkonstruksjoner

Dersom man lykkes med å bruke aluminium som armering i store betongkonstruksjoner, vil det revolusjonere betongindustrien. Det vil også redusere klimafotavtrykket fra byggenæringen betraktelig. Alt tyder på at det går veien.

Betongbenk med aluminiumsarmering
Kan aluminium og betong bli venner? Verdens første aluminiumsarmerte betongbenk er bygget av Overhalla Betongbygg, og ble vist fram i Trondheim i høst. Foto: Geir Ringen/NTNU

Det har vært en vedtatt sannhet at aluminium ikke kan brukes som armeringsjern i betong. Årsaken er at vanlig betong er så basisk (høy pH) at aluminium korroderer.

- Men hva om vi kunne få sement og aluminium til å bli bedre venner, undret betongprofessor Harald Justnes i SINTEF, og bestemte seg for å utvikle en ny betong med lavere base-innhold. 

Det ble utgangspunktet for forskningsprosjektet DARE2C. Målet for prosjektet er å utvikle nye betongtyper som er mer miljøvennlige og har lengre levetid enn dagens betong.

To år etter oppstarten er den nye betongoppskriften finjustert og utprøvd med aluminiumsarmering – med så lovende resultater at man allerede halvveis i forskningsprosjektet går ut fra at den nye betongen faktisk vil bli noe av.

Nye oppskrifter kan revolusjonere industrien

Nå viser det seg at betongen – i tillegg til å være velegnet for aluminiumsarmering – har mange og store miljø- og kvalitetsfordeler, som kan revolusjonere betongindustrien:

  • Den nye betongen krever langt mindre energi og CO2-utslipp å lage
  • Den kan gi slankere betongkonstruksjoner (altså mindre mengder betong)
  • Betongen blir vedlikeholdsfri
  • Den kan til og med ta opp og lagre CO2 fra omgivelsene i bruksfasen

Aluminium tåler mer enn stål

Bortsett fra at stål er sterkt, og derfor et naturlig valg til armering, har stål også noen iboende svakheter. For stål korroderer i møte med sjøvann og CO2 fra luften. Faktisk må man bruke ekstra mye betong (tettere og tykkere overdekning) når man armerer med stål, for å beskytte stålarmeringen selv mot påvirkning fra luft og vann!

Om luft og vann når inn til stålet, og stålet korroderer, slår betongen sprekker. Derfor varer dagens betongkonstruksjoner i realiteten bare så lenge som betongen kan skjerme stålet mot ytre påvirkning.

Med aluminium er det annerledes. Aluminium har en naturlig «hinne» av oksid som beskytter metallet mot korrosjon, så det tåler både luft og sjøvann langt bedre enn stål. Derfor trenger man heller ikke å bruke så tett betong for å beskytte armeringen og heller ikke så tykk overdekning. Betongkonstruksjonene får lavere vekt og flere designmuligheter, lengre levetid og mindre vedlikeholdsbehov.

Til gjengjeld må man bruke mer aluminium enn stål for å oppnå samme armeringseffekt, det skal forskerne se nærmere på framover.

Sement erstattes med blåleire – det gir mindre CO2-utslipp

Med aluminiumsarmering kan man bruke bindemidler (som stål ikke tåler) som innebærer et langt mindre CO2-utslipp sammenliknet med dagens sementklinker.   Mye av sementen (ca. 55%) er erstattet med vanlig blåleire og andre bindemidler som ikke spalter av CO2 slik sementklinkeren gjør, og brennes på 850 grader i stedet for 1450 grader. Dette sparer selvfølgelig enorme mengder energi og utslipp.

Den nye betongen har også andre miljøfordeler. Om ønskelig kan man til og med bruke sjøvann som blandevann, noe som har stor betydning i områder som ikke har rikelig tilgang på ferskvann.

Kan bruke resirkulert aluminium fra bilmotorer

Et viktig delmål i DARE2C er å kunne bruke resirkulert aluminium – og helst aluminium som er gjenbrukt så mange ganger i ulike forbrukerprodukter, og så innblandet med andre metaller, at det ikke lenger har så mange egnede bruksområder.

Motorblokker i aluminium til bil er ett område der det ikke gjør noe at brukt aluminium er blitt «forurenset» med mange andre metaller. Men etter hvert som verden vil trenge færre motorblokker til biler med forbrenningsmotorer, kan bruk av gjenvunnet aluminiumskrap som armeringsmetall være et egnet alternativ – som forbedrer klimafotavtrykket til de nye betongkonstruksjonene ytterligere. 

DARE2C ledes av aluminiumselskapet Hydro, med NTNU, SINTEF, sementprodusenten Norcem (Heidelberg) og entreprenørene Veidekke og Overhalla Betongbygg på laget – og støtte fra Forskningsrådet.

Tekst: Bjørn Skaar og Ida Rambæk

 

Publisert 16. desember 2019
Sjefforsker

Prosjektvarighet:

01.01.2017 - 31.12.2021