LAVKARBONBETONG Klimaeffektive Materialer FutureBuilt, 11. Oktober 2011 Miljøsjef: Liv-Margrethe Hatlevik Bjerge
Sement produksjon i HEIDELBERGCEMENT Nord Europa, HCNE Kjøpsvik a Sementproduksjon NE, 6 fabrikker ~ 6 mill tonn Oslo CO 2 utslipp HCNE 4.5 mill tonn CO 2 utslipp Norge Andel av Norges utslipp 1.15 mill tonn ~ 2% Brevik b c d e f Slide 2-11.10.2011
Bransjens største utfordring er utslipp av CO 2 Hva er utslippskildene? 60 % Kalkstein CaCO 3 à CaO + CO 2 40 % Kull Slide 3-11.10.2011
Hvilke muligheter har vi til å redusere CO 2 utslippet? Installere BAT Teknologi - Energireduserende - Utslippsreduserende Utgangspunkt: Hovedråmaterialet: Kalkstein står fast!! Erstatte fossilt brensel med biobasert avfallsbrensel 55 % à 75 % Redusere forholdet Klinker/ sement CEM I à CEM II Norcem Brevik CO 2 Fangst Planlegger å bygge et småskala Testsenter i Brevik. Hele sementindustrien i Europa står bak! Slide 4-11.10.2011
Produsere mer miljøvennlige sementer Råmel: Kalkstein + tilslagsmaterialer (SiO 2, Al 2 O 3, Fe 2 O 3 ) Klinker Redusere forholdet Klinker/ sement CEM I à CEM II Sement Sementovn 1450-2000 ºC CEM I + = Klinker Slide 5-11.10.2011 Flyveaske; FA (Fra kullfyrte Kraftverk) CEM II/A-V 20% FA
Neste steg à Lavkarbonsement Redusere forholdet Klinker/ sement CEM I à CEM II + + Lavkarbonsement = Klinker Flyveaske 30 % Kalkmel 5% CEM II/B-V Slide 6-11.10.2011
Klimabelastning CO 2 utslipp Klimabelastning CO 2 -utslipp Oppdaterte tall 2011 1 0,8 0,6 0,4 0,2 0 kg CO2/kg CEM I (90-tallet) Std FA/ Anl FA Lavkarbon Std, Ind, Anl Aalborg Hvit Slide 7-11.10.2011
Lavkarbonsementen - Utfordringer Viktig å opprettholde sementens egenskaper i betong Fasthetsutvikling Avbinding (Herdetid) Bestandighet (Frostmotstand + karbonatisering) Bearbeidelighet (Fersk betong egenskaper) Regler for bruk NS-EN 197-1 (Sementstandarden) à OK NS-EN 206-1 (Betongstandarden) à Ikke regler for bruk i Norge!!! HVORFOR?? Slide 8-11.10.2011
Betongstandarden NS- EN 206-1 Ser vi til utlandet har denne type sementer (CEM II) hvert i bruk i mange tiår!! Hva er da spesielt med Norge? à Det Norske klimaet!! Sement = Limet i betong - (Betong= sement + sand+ stein + vann) Vanlig betong : Sement* + vann = Reaksjonsprodukt (CSH) Lavkarbonbetong : Sement + vann = CSH + FA = Nytt BESTANDIG reaksjonsprodukt Reaksjonen tar lenger tid à Flygeaskebetonger blir i prinsippet tregere det tar lenger tid før flygeasken kommer i gang med sine reaksjoner * Sement uten FA Slide 9-11.10.2011
Illustrert fasthetsutvikling Illustrert fasthetsutvikling Fasthet (MPa) 60 50 40 30 20 10 0 0 7 14 21 28 35 42 49 56 63 70 77 84 91 Døgn Lavkarbonbetong Referansebetong Slide 10-11.10.2011
Hvordan påvirker lavkarbonbetongen fremdriften på byggeplass? Må man inn med ekstra ressurser som fyring, forlenget forskalingstid etc. for å opprettholde fremdriften? Hvordan påvirker dette CO2 regnskapet? TAPES CO 2 utslippet som spares i produksjonsprosessen pga ekstra tiltak? Spesielt interessant å se på støping VINTERSTID!!! Prod. Bygge Driftsfasen Avhendigfasen fasen fasen Slide 11-11.10.2011
Utvikling av Lavkarbonsementen Batch 1500 tonn (prøveparti) Ønsket å utvikle sementen sammen med markedet! Tett samarbeid med byggherre og RIB 3 byggeprosjekter Science Centre Østfold (NCC) Meteorologisk Institutt (1. etasje i betong Eide Entreprenør) Åstadryggen (2 boligblokker Samarbeid med Veidekke) NFR à Skattefunnprosjekt (2009 2012) SINTEF: Bestandighetsforsøk (Pågår) Karbonatisering (2 typer tester. Langtidstestene snart ferdige) Frostmotstand (ferdigstilt) Slide 12-11.10.2011
Feltprøving skal bidra til å definere bruksreglene Byggherren/RIB må derfor akseptere at sementen ikke er ihht NS-EN 206-1. Større dokumentasjonsansvar ved bygging Anbefalt fasthetsklasse i M60 betong NB: Vanligvis prosjekteres fasthetsklasse B30 (relatert til 28 d) Bør omprosjektere til B25 i M60 betong pga lavere 28 døgns fasthet Alternativt B30 ved 91 døgns alder (relatere til fasthet oppnådd etter 91 døgn) Fastheten oppnås som i CEM I men det tar lengre tid! Slide 13-11.10.2011
Erfaringer - 1 Støpearbeidet hos MET og SCØ foregikk vår/ sommer Ingen forsinkelser Kunne rive forskaling som normalt Kunne pusse gulv etter 3-4 timers herding (Grålum) God betong å jobbe med Fine, lyse overflater Lite porer SCØ = Science Centre Østfold Konklusjon: Ingen ekstra tiltak/ ressurser var nødvendig for å opprettholde ønsket fremdrift Meteorologisk Institutt Slide 14-11.10.2011
Erfaringer 2 Åstadryggen i Asker, 2 boligblokker Hovedprosjekt n Veidekke byggherre og entreprenør n Støping vinterstid!! n 2 studenter fra UMB Fersk betong egenskaper Miljøvurderinger/ Økonomi (produksjons og byggefase) Resultater: n Ferskbetongegenskapene eksellente! n Vegger: B25 / Dekker: B30 n Ingen ekstra tiltak ned mot 8ºC n Under - 8ºC à Ekstra fyring (ble også gjort på ref. betongen) n Noe ekstra forskalingstid - snakk om timer?? n Miljøvurderinger ikke ferdigstilte Slide 15-11.10.2011
Hulldekker Prosjektsamarbeid med elementprodusent (Contiga) Fullskalaproduksjon av hulldekker (Skanska) høst 2011 Vellykket mht fasthetsutvikling og fremdrift!! Funnet en fullverdig løsning/ resept! Slide 16-11.10.2011
Utvikling av egen EPD Slide 17-11.10.2011
Fasthetsutvikling i Laboratoriet (Norcem) Lavkarbonbetong - 20 grader C B30/M60 Fasthet (MPa) 70,0 60,0 50,0 40,0 30,0 20,0 10,0 0,0 0 7 14 21 28 35 42 49 56 63 70 77 84 91 v/c= 0,60 v/c= 0,55 v/c= =0,53 Døgn Slide 18-11.10.2011
Fasthetsutvikling Grålum Grålum, Science Centre B35; v/c = 0,43 100 Fasthet (MPa) 80 60 40 20 0 0 7 14 21 28 35 42 49 56 63 70 77 84 91 Støp 1 Støp 2 Støp 3 Støp 4 Døgn Slide 19-11.10.2011
Fasthetsutvikling Åstadryggen Åstadryggen - 2010 Gjennomsnittlig fasthetsutvikling (Alle serier i periode 1 & 2) Fasthet (MPa) 60 50 40 30 20 10 0 0 7 14 21 28 35 42 49 56 63 70 77 84 91 Lavkarbon Referansebetong Døgn Slide 20-11.10.2011