It is essential to reuse- and recycles residues to decrease the amount of deposit materials and reach sustainable energy use. Two ways to work towards this is to recycle wood ashes to the forest as nutrient compensation and extract biogas from combustion of biomass. The aim with this study was to decide whether wood ashes that been used for biogas upgrading with accelerated carbonation also can be used as a nutrient compensation in the woods according to recommendations from the Swedish Forest Agency (Skogsstyrelsen). The ashes that were used in this study came from Johan Andersson who works at JTI in Uppsala, who also treated the ashes with biogas. The ashes have, in both untreated and treated condition, been analyzed in this study according to contents of elements, leaching properties, hardening properties and contents of crystalline phases, to evaluate what impact carbonation with biogas has on the ashes. The accelerated carbonation led to hardening of the ash, and decreased amount of CaO- and increased amount of CaCO3. The CO2-uptake also entails a dilution of the elements, and the content of nutrients and trace elements decreases. However the results show an indication of an uptake of S from the biogas to the ash, since the dilution had a smaller impact on S than the rest of the elements. No conclusions could be made according to what affect carbonation has on the leaching properties. This study showed that the ashes from biomass incineration that were analyzed in this study can be used both for biogas upgrading and nutrient compensation in the woods; since the results confirm that the ashes that been treated with biogas fulfills all the limits from the Swedish Forest Agency.

The Swedish production of biogas was 1,5 TWh 2011. About half of the production was used as vehicle fuels. The cost for upgrading biogas depends on the size of the biogas plant and its gas production. If the gas flow is low the cost will be high. However, further development of existing upgrading technologies or development of new ones, have good potential to decrease the upgrading cost for small scale biogas plants. The aim of this master thesis is to investigate a new technology for upgrading biogas to vehicle fuel standards. The investigated technology is based on the carbonation principle, which means that carbon dioxide is fixed by calcium oxide under the formation of calcite. Wood ash, which is rich of calcium oxide, has been used for capturing carbon dioxide in biogas during the lab-scale tests. During the tests the composition of the ingoing biogas was 35 % carbon dioxide and 65 % methane. When the gas passes through the ash bed the carbon dioxide was fixed by the ash and that is the reason why the methane yields is about 95-100 % in the outgoing gas. Three different types of wood ashes have been investigated. They originate from combustion of wood pellets respectively different assortment of wood chips. Ash from combustion of wood pellets shows the best ability to capture carbon dioxide, 0,24 g CO 2/g dry ash. A Proposal on a system design has been developed based on the results from the lab-scale tests. Simplified calculations showed that the upgrading cost for the proposed system was 0,24 kr/kWh. That is about half of the cost compared to the available small-scale upgrading technologies on the market. The calculations were based on a biogas plant with the annual gas production of 1 GWh, which is a typical size for a Swedish farm-scale biogas plant

Byggsektorn är den största bidragande faktorn till växthusgas (Khasreen et al. 2009). Betong är det material som bidrar till mest utsläpp av koldioxid (CO2). Idag tillverkar Abetong ca 350 000 sliprar varje år som generar ca 21 000 ton koldioxid under tillverkningen. Vid tillverkning av betong är det produktion av cement som bidrar till stora utsläpp av koldioxid (Frid et al. 2013). Betong kommer under och efter sin livslängd att gå igenom en karbonatiseringsprocess (Lagerblad 2005, Frid et al. 2013). Koldioxid från atmosfären kommer att reagera och tas upp av betongen (Lagerblad 2005, Frid et al. 2013) Upptagning av koldioxid kan beräknas med hjälp av en beräkningsmodell som tagits fram av Lunds tekniska högskola (Frid et al. 2013). Beräkningsmodellen har kalibrerats i studien utifrån mätresultatet på sliprarna. Rapporten syftar till att utreda storleken av koldioxidupptagningen och karbonatiseringsdjupet i en betongsliper. Målet är att reducera användning av cement vid tillverkning av sliprar.

Concrete absorbs carbon dioxide from air by a process called carbonation. The process takes a long time to get substantial results in natural conditions. Because of this an accelerated carbonation method is used. During accelerated carbonation the level of carbon dioxide is much higher than in natural air. The relationship between natural and accelerated carbonation is however not completely confirmed. In this report a first attempt at calibrating a newly constructed accelerator and method for determining carbon dioxide uptake is examined. An investigation on the effect of fly ash on carbonation is also performed. The new method consists of a whole piece of carbonated concrete which is crushed down and analyzed with Thermogravimetric Analysis (TGA) to get the carbon dioxide uptake. It could be determined that the theory concerning the influence of fly ash on the speed of carbonation was consistent with the results, but not on the carbonation uptake. Concerning the new method and the relationship between natural and accelerated carbonation there is a need for further tests before anything can be concluded. Potential sources of errors could be determined, however, and improvements of the method were identified. / Betong tar upp koldioxid ur luften genom en process kallad karbonatisering. Processen tar lång tid för att få tydliga resultat vid naturliga förhållanden.  Därför används accelererande försök där halten koldioxid är mycket högre än i naturlig luft, dock är relationen mellan naturlig och accelererad karbonatisering ej helt fastställd. I denna rapport analyserades ett första försök på kalibrering för en nykonstruerad accelerator och undersökningsmetod för bestämning utav koldioxidupptag samt en undersökning om hur mängden flygaska påverkar karbonatiseringen. Den nya metoden är att en hel bit av karbonatiserad betong krossas ner och behandlas i termogravimetrisk analys (TGA) för att få fram koldioxidupptaget. Det kunde konstateras att teorin angående inverkan utav flygaska på karbonatiseringshastigheten stämde bra överens med resultaten men ej för koldioxidupptaget. Angående den nya metoden och förhållandet mellan naturlig och accelererad karbonatisering behövs mer tester utföras innan något kan bestämmas definitivt. Dock kunde viktiga potentiella felkällor och förbättringar identifieras.

Samhället står inför stora utmaningar för att lyckas nå målet i Parisavtalet om att begränsa den antropogena uppvärmningen till 1,5˚C samt det nationella klimatmålet om att uppnå netto-noll-utsläpp av växthusgaser senast år 2045. Geologisk lagring av koldioxid (CCS, Carbon Capture and Storage) lyfts fram som en nyckelåtgärd för att reducera koldioxidutsläppen och därigenom uppnå dessa mål. Totalt beräknas ca. 2700 CCS-projekt behövas år 2050, vilket är en signifikant ökning från dagens 27 anläggningar. Bio-CCS, eller BECCS (Bio-Energy with Carbon Capture and Storage) är en CCS-teknik där koldioxid som bildas som en industriell biprodukt fångas in och lagras. Koldioxiden kan till exempel fångas in vid förbränning av biomassa i massa- och pappersbruk. På senare år har en ny geologisk lagringsmetod utvecklats där man lagrar koldioxid genom att bilda stabila karbonatmineral in situ. In situ-karbonatisering utmanar i allra högsta grad den hittills dominerande lagringsmetoden där lagring av koldioxid sker i sedimentär berggrund. När koldioxid lagras i sedimentär berggrund tar det tusentals år för koldioxiden att bilda karbonatmineral, vilket kan jämföras med in situ-karbonatisering där det visat sig ta <2 år att uppnå samma resultat. Karbonatisering påskyndar en naturlig process som sker när kol lagras i marken och utnyttjar därmed bergartens befintliga egenskaper.  Ultramafisk och mafisk berggrund med högt innehåll av tvåvärt järn (Fe2+), kalcium (Ca2+) och magnesium (Mg2+), har visat sig vara lämpade för in situ-karbonatisering. Fram tills nu har potentialen för in situ-karbonatisering aldrig undersökts i Sverige. Detta arbete syftar därför till att karaktärisera mafiska bergarter baserat på deras teoretiska potential att lagra koldioxid genom in situ-karbonatisering, vilket gjorts genom att studera mineralogin och geokemin av olika bergarter från lokaliteter på Alnön, öster om Sundsvall och runt Nordingrå utanför Örnsköldsvik samt områden i närheten av Örnsköldsvik. Det här arbetet är en del av forskningsprojektet INSURANCE som finansieras av Energimyndigheten och syftar till att utvärdera potentialen för bio-CCS i den svenska berggrunden. Resultatet påvisade mineralogiska och geokemiska likheter mellan de provtagna områdena och basalt som visat sig vara lämplig för koldioxidlagring. En del av proverna uppvisar dock tecken på omvandling vilket är påverkar reaktionen negativt. Därför är det främst de lokaler som uppvisar låg omvandlingsgrad som rekommenderas för vidare undersökning. Proverna innehåller mineral som har potential att fungera för in situ-karbonatisering. Det behövs dock ytterligare undersökningar för hur dessa bergarter reagerar med koldioxiden i praktiken (karbonatiseringsexperiment) samt storleken/volymen på en eventuell lagringsplats. / Society faces major challenges to succeed in achieving the goal of the Paris Agreement to limit anthropogenic warming to 1.5°C and the national climate target of achieving zero net emissions of greenhouse gases by 2045. Geological storage of carbon dioxide (CCS, Carbon Capture and Storage) is highlighted as a key action in reducing carbon dioxide emissions and thereby achieve these goals. In total, approx. 2700 CCS projects are needed by 2050, which is a significant increase from today's 27 facilities. Bio-CCS, or BECCS (Bio-Energy with Carbon Capture and Storage) is a CCS technology where carbon dioxide formed as an industrial by-product is captured and stored. The carbon dioxide can, for example, be captured during the combustion of biomass in pulp and paper industries. In recent years, a new geological storage method has been developed where carbon dioxide is stored by forming stable carbonate minerals in situ. In situ carbonation is very much challenging the until now dominant storage method that stores carbon dioxide in sedimentary basins. When carbon dioxide is stored in sedimentary basins, it takes thousands of years for the carbon dioxide to form carbonate minerals, which can be compared to in situ carbonation where it has been shown to take <2 years to achieve the same result. Carbonation accelerates a natural process that occurs when carbon is stored in the soil, thereby utilizing the rock's existing properties. Ultramafic and mafic bedrock with a high content of divalent iron (Fe2+), calcium (Ca2+) and magnesium (Mg2+), have proven to be suitable for in situ carbonation. Until now, the potential for in situ carbonation has not been investigated in the Swedish bedrock. This work therefore aims to characterize mafic rocks based on their theoretical potential to store carbon dioxide through in situ carbonation, which has been done by studying the mineralogy and geochemistry of different rocks from localities on Alnön, east of Sundsvall and around Nordingrå outside Örnsköldsvik and areas near Örnsköldsvik. This work is part of the research project INSURANCE, which is funded by the Swedish Energy Agency and aims to evaluate the potential for bio-CCS in Sweden. The sampled areas show mineralogical and geochemical similarities to basalt which has been proven to be suitable for carbon dioxide storage. However, some of the samples show signs of alteration, which affects the reaction negatively. Therefore, it is mainly those localities that show a low alteration rate that are recommended for further investigation. The samples contain mineral that has the potential to function for in situ carbonation. However, further studies are needed on how these rocks react with carbon dioxide in practice (carbonation experiment) and to evaluate the size/volume of the possible storage site.

Simbassängen i Folkhälsocentrum i Laholm har drabbats av skador. Läckage i skvalprännorna har orsakat problem i de övriga konstruktionsdelarna. Laholmskommun har år 2002 vidtagit akuta åtgärder i hopp om att stoppa läckage och förebygga ännu större skador. Reparationsarbetet utfördes och efter två år konstaterades fortsatt läckage.För att kunna bedömma skadornas omfattning och orsak utförs en tillståndsbedömning av befintlig konstruktion. Tillståndsbedömningen kommer att ligga till grund för val av reparationsmetoder och reparationsomfattning. Det största problemet är armeringskorrosion föranled av karbonatisering och kloridinträngning. Hela konstruktionen befinner sig i en väldigt aggressiv miljö som accelererar hela nedbrytningsprocessen. Genom att göra okulärbesiktning och laboratorieanalys har jag kommit fram till att skadorna är omfattande och reparationsarbeten kommer att vara därefter.

Betong är en stor miljöbov eftersom tillverkning av betong orsakar mer än halva klimatpåverkan som sker i byggprocessen. Konstruktioner är en stor bov av energiförbrukningen. Under 2016 i Sverige konsumerades totalt 333 TWh där bygg- och fastighetssektorn stod för 37% vilket är 132 TWh. Betong är ett av världens mest använda konstruktionsmaterial och vid framställningen krävs det rent vatten vilket är ett problem då grundvattennivåerna ligger under det normala i Sverige. Hela 9% av industrivattnet användes till betongproduktionen 2012. Ett annat problem som uppstått är att rivnings- och konstruktionsavfall produceras i stora mängder. Till exempel i Nederländerna produceras 15 miljoner ton rivnings- och konstruktionsavfall per år. Denna mängd skulle kunna användas till en 25 mil lång motorväg som är 20 m bred och 2 meter tjock med 6 körbanor, detta är enorma mängder för ett litet land som Nederländerna.  Syftet med arbetet är att undersöka var en tvåfacksbalk i betong med befintlig armering kan delas mest fördelaktigt med hänsyn till bärförmåga och livslängd, för att sedan kunna användas som en enfacksbalk i nästa byggnad. Undersökningar av balkar ska utföras för att veta var balken mest fördelaktigt kan delas för att ha så hög bärförmåga som möjligt men samtidigt ha en lång livslängd. Undersökningen består av beräkningar och kontroller av befintlig armering i balken, för att se om möljligheten finns att återanvända balken med hänsyn till bärförmåga och livslängd. Pelare ska även undersökas var dem mest fördelaktigt kan delas och om det finns möjlighet att återanvända dem. Pelarna som undersöks är en fast inspända pelare i båda ändar och ska sedan användas som fritt upplagda i båda ändar. Undersökningen består av att beräkna pelarens bärförmåga och livslängd för att i nästa byggnad ha så hög bärförmåga som möjligt men samtidigt en lång livslängd samt att den ska få en användbar längd.

Concrete structures have the largest surface area of all human made structures. Large surface area makes concrete capable to absorb CO2 from environment during its lifetime. It is estimated that concrete during its lifetime can absorb about 15-20% of CO2 which had produced in cement production. In Sweden the CO2 uptake by concrete construction is estimated to 300 000 tons annually. This study aims to investigate the influences of fly ash and ground granulated blast furnace slag on carbonation. Accelerated carbonation with 65% relative humidity and 10% CO2 concentration was utilized to simulate the carbonation in cement pastes and cement mortars. Series of experiments have accomplished by collaborating with RISE and university of Borås. In this study cement pastes crushed into three fractions in order to evaluate the impact of particle size and influence of blended cement in CO2 uptake. Lastly, carbonation depth of mortars after 14 days accelerated carbonation were analyzed. Experimental results show that the increasing CO2 uptake induced by adding mineral admixture such fly ash in cement pastes. In this study cement paste with 30% fly ash replacement and fraction lower than 2 mm exhibit the highest CO2 uptake compared to other cement paste in this study. Moreover, carbonation depth of cement mortar was also increased three times more in mortar with 30% fly ash compared with mortar with 100% Portland cement. Therefore, incorporation of mineral admixture in cement pastes can improve the CO2 uptake and moreover, CO2 uptake can be more efficient if more surface area be involved with CO2 by crushing cement paste into lower 2 mm. / Betongkonstruktioner har den största ytan av alla människor gjorda strukturer. Stor yta gör att betong kan absorbera CO2 från luften under betongens hela livstid. Det uppskattas att betong under sin livstid kan absorbera cirka 15–20 % av CO2 som hade producerats i cementproduktionen. I Sverige uppskattas CO2-upptaget till 300 000 ton per år. Denna studie syftar till att undersöka den optimala kombinationen som kan påverka karbonatisering. Accelererad karbonatisering med 65% relativ luftfuktighet och 10% CO2-koncentration utfördes för att kunna simulera upptaget av koldioxid i cementpastor och cementbruk. En rad experiment har genomförts tillsammans med RISE och Högskolan i Borås. I denna studie krossades cementpastor i tre olika fraktioner för att utvärdera effekten av kornstorlek och påverkan av cementpastasinnehål i upptaget av CO2. Slutligen analyserades karboneringsdjupen för cementbruk efter 14 dagar accelererad karbonatisering. De experimentella resultaten från accelererad karbonatisering visar att med ökad halt av flygaska kan CO2-upptaget ökas. Cementpastan med 30 % flygaska och fraktionen lägre än två mm uppvisar det högsta CO2-upptaget jämfört med andra cementpastor med grövre fraktioner i denna studie. Dessutom ökade karbonatiseringsdjupet i cementbruk med 30% flygaska cirka tre gånger mer jämfört med cementbruk med 100% Portlandcement. Utifrån dessa resultat kan det konstateras att inblandning av tillsattmaterial i cementpasta kan förbättra CO2-upptaget och dessutom kan CO2-upptaget sker effektivare om mer kontaktytor blir involverade med CO2 genom att krossa cementpastan i fraktionen 0–2 mm.

Omkring 1970 byggdes och renoverades många vattenverk i Sverige. Dessa beräknadesdå att ha en livslängd på mellan 50-60 år, vilket i de flesta fall nu har passerat.Det har hittills saknats enhetlig information gällande hur renovering av enbassängkonstruktion i ett vattenverk bäst går till. Detta motiverade tillkomsten av följandearbete. Syftet är att undersöka vilka renoveringsmetoder som finns samt sammanställaoch utvärdera dessa. Målet är att presentera vilka riktlinjer som bör följas vid renoveraringav betongkonstruktioner i vattenverk.Arbetet ger svar på vilka skador som är vanliga i vattenverk och vad de beror på, vilkarenoveringsmetoder som är bäst lämpade, vilka material som kan användas samt vilkakrav som ställs på slutresultatet.Litteratur som behandlar betongrenovering har tjänat som utgångsmaterial. Intervjuer harskett med betongexperter, vattenverkspersonal och entreprenörer som utför denna typ avarbete.Problem i vattenverk är främst sprickor, urlakning, mekanisk erosion, korrosionsskador,kemiskt angrepp, biologisk nedbrytning och frostskador. Dessa skador renoveraslämpligen genom att ta bort den skadade betongen och ersätter den med ny, utifrån denexponeringsklass som gäller för det aktuella objektet.Borttagning av den dåliga betongen ska mot slutet göras med försiktighet för att undvikafickor vid armering och mikrosprickor i kvarvarande betong. För att få ett bra resultatkrävs både uppruggning av ytan som ska pågjutas samt fukthärdning efteråt. Vatten är ettlivsmedel så det ställs hårda renhetskrav på arbetare och maskiner samt krav på att allaprodukter som används är livsmedelsgodkända.Den slutsats som dras är att det idag inte finns någon generell och exaktrenoveringsmetod för betongkonstruktioner i vattenverk. Många olika faktorer spelar in.Det skulle dock fylla en kunskapslucka och underlätta framtida renoveringar omvattenverken gjorde en gemensam sammanställning av sina erfarenheter och lärdomar.Likaså är det ett stort värde att utbilda sin personal. / Around 1970 many water treatment plants were built and renovated in Sweden. Thesewas calculated to have a service life of between 50-60 years, which in most cases nowhave passed.The aim is to investigate which renovation methods exist and compile and evaluate these.The goal is to present which guidelines should be followed when renovating concretestructures in water treatment plants.The work gives answers to what damage is common in water treatment plants and whatthey depend on, which renovation methods are best suited, which materials can be usedand which requirements are set on the result.Problems in water treatment plants are mainly cracks, leaching, mechanical erosion,corrosion damage, chemical attack, biodegradation and frost damage. These damages arepreferably renovated by removing the damaged concrete and replacing it with new, basedon the exposure class that applies to the object in question.The conclusion is that today there is no general and exact renovation method for concretestructures in water treatment plants. Many different factors are involved.However, it would fill a gap of knowledge and facilitate future renovations if the watertreatment plants made a joint compilation of their experiences and lessons learned. It isalso a great value to educate the personnel.

Strängbetong krossar kasserade håldäckselement som sedan används som ballast i nya gjutningar. Den krossad betong ligger i en hög utomhus innan den används. Det första materialet krossades under 2020 och det senaste vintern 2022. Betongen karbonatiserar, en process som tar upp koldioxid från luften. Arbetet går ut på att kvantifiera den mängd koldioxid som tas upp samt finna förbättringsåtgärder för att kunna öka karbonatiseringen.  För att förstå hur karbonatisering fungerar utfördes informationssökning genom att leta efter tidigare forskningsrapporter som behandlar ämnet. Då det är brist på information om karbonatisering av krossad betong har antaganden gjorts för att komma vidare i arbetet. Vilket innebär att beräkningarna behöver mer korrekt indata för att visa ett mer rimligt resultat.  Den krossade betongen analyserades med karbonatiseringsindikator för att se om ytan av materialet karbonatiserat beroende på hur länge materialet varit orört.  Teoretiska beräkningar utfördes utifrån två olika exponeringar, regn och skyddad från regn, samt olika exponeringstid, resultatet visar att koldioxidupptaget blir högre om högen är skyddad från regn. Att strukturerat plocka material runt högen medför en längre exponeringstid för materialet, därmed ett högre koldioxidupptag jämfört med hur materialet plockas idag där allt material plockas från samma sida. / Strangbetong crushes discarded hollow core slabs, which are used for filling materials in new castings. The crushed concrete is stored in a pile outside before it is used. The first material was crushed during 2020 and the latest material were crushed in the winter of 2022. The concrete carbonates, a process where the concrete absorbs carbon dioxide from the air. The point of this project is to quantify the carbon dioxide which is absorbed and find solutions to make the carbonation more efficient.  To understand how concrete carbonation works, information has been searched for by studying already existing research reports. As there is a lack of information about carbonation of crushed concrete assumptions have been made to move the project forward. Which means that the calculations need more specific data to show a more reasonable result.  The crushed concrete was analyzed with a carbonation indicator to see how far the material had carbonated, depending on how long the material had been untouched.  Theoretic calculations were made throughout two different exposures, rain and covered from rain and different exposure time, the carbon dioxide uptake increases if the pile is covered from rain. Structured picking of material around the pile results in a longer exposure time for the material, therefore a higher uptake of carbon dioxide compared to how the material is picked today where the material is picked from the same side all the time.