Nya betongrecept skyddar broar och ger bättre klimat

Broar utsätts för stort slitage vintertid. När blandningen med tösalt 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. 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 frost-skyddsmedel. 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. 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, kan laddas ner med rubriken på https://portal.research.lu.se/portal/