Betong är ett av de vanligaste byggnadsmaterialen och har goda egenskaper som hög beständighet, god formbarhet och lång livslängd. Huvudbeståndsdelen cement orsakar däremot en negativ klimatpåverkan där tillverkningen av bindemedlet cement står för cirka 8 procent av världens koldioxidutsläpp. För att minska de stora koldioxidutsläppen finns det alternativa bindemedel där de vanligaste är flygaska och masugnsslagg, vilket är restprodukter från kolkraft- och stålindustrin. Alternativa bindemedel är det mest effektiva sättet på kort sikt att minska klimatpåverkan. Däremot kan inte de alternativa bindemedlen ersätta cement helt utan att tryckhållfastheten försämras, vilket gör att upp till 20 procent vanligtvis ersätts. För att byggbranschen i en större utsträckning ska tillämpa betong med lägre klimatpåverkan är det viktigt att egenskaperna är minst lika bra som hos traditionell betong. Uttorkningsegenskaperna är av stor vikt då uttorkningstiden är styrande för applicering av golvmaterial. När det kommer till hållfasthet tillverkas idag komponenter med överkvalité, vilket gör att en onödigt stor mängd cement används. Ett klimatsmart alternativ skulle vara att ändra nuvarande norm på klassificeringen av hållfastheten. Dagens norm klassificerar hållfastheten vid 28 dygn efter gjutning. Betong fortsätter dock att öka i hållfasthet efter 28 dygn, men ökningen är inte stor hos traditionell betong, medan betong med alternativa bindemedel fortsätter att härda i en högre grad efter 28 dygn. Skulle en klassificering av hållfastheten hos betong med lägre klimatpåverkan bestämmas i ett senare skede som 56 eller 91 dygn, skulle konstruktionens krav fortfarande uppfyllas samtidigt som mängden cement kan reduceras. Idag behöver byggprojekt vänta på uttorkningstiden, vilket medför att ett projekt sällan är färdigt redan vid 28 dygn. Det gör att byggnaden inte belastar betongplattan fullt ut vid 28 dygn och den potentiella hållfastheten behöver inte uppfyllas förrän i ett senare skede. Om hållfasthetsklassen sänks tillkommer dock ett högre vattencementtal, vilket gör att krav på uttorkningsegenskaperna ökar. Tillsammans med Skanska jämfördes i föreliggande arbete betongrecept med lägre klimatpåverkan i tryckhållfasthet och uttorkning. Det var två Portlandkompositcement av typen CEM II/B-M, med cirka 20 procent slagg eller flygaska. De jämfördes även mot en referensbetong av typen CEM II/A-LL. Provkropparna gjöts vid Skanskas betonglabb i Farsta och testades sedan för uttorkning och hållfasthet av auktoriserade företag. Studien tyder på att det inte finns någon anledning att välja bort slagg eller flygaska när det kommer tilltryckhållfasthet och uttorkning. Det går att argumentera för att betong med alternativa bindemedel har högre hållfasthet vid 7 och 28 dygn i jämförelse med traditionell betong i föreliggande arbete, där slaggbaserad betong är cirka 16 procent högre och betong med flygaska är cirka 5 procent högre. Hållfasthetsutvecklingen från 28 till 91 dygn tyder på att betong med alternativa bindemedel ökar med cirka 12 procent medan traditionell betong nästan stannar av, där hållfasthetsutvecklingen är cirka 4 procent. Det går att argumentera för att slaggbaserad betong har cirka 2 och 5 procent snabbare uttorkning vid 35 och 85 dygn i jämförelse med traditionell betong, medan betong med flygaska tenderar att torka ut minst lika bra vid 35 dygn och cirka 3 procent snabbare vid 85 dygn. Resultaten tyder på att vid en minskad hållfasthetsklass skulle betong med lägre klimatpåverkan inte medföra samma förlängda uttorkningstid som en traditionell betong. En klassificering i ett senare skede som 56 eller 91 dygn för betong med lägre klimatpåverkan indikerar på att konstruktionens krav fortfarande skulle uppfyllas, cementanvändningen reduceras och klimatpåverkan minskas. / Concrete is one of the most common building materials and possesses favorable properties such as high durability, good workability, and long lifespan. However, its main component, cement, has a negative climate impact, with cement production accounting for approximately 8 percent of the world's carbon dioxide emissions. To reduce these CO2 emissions alternative binders can be used. The most common being fly ash and blast furnace slag, which are by-products of the coal power and steel industries. Alternative binders are the most effective way to reduce climate impact. Alternative binders cannot completely replace cement without lose strength, which means that up to 20 precent is usually replaced. For the construction industry to more widely adopt concrete with lower climate impact, it is important that the properties are at least as good as those of traditional concrete. Drying properties are crucial since drying time dictates the application of flooring materials. In terms of strength, components are currently manufactured with high qualities, leading to unnecessary large amounts of cement being used. A climate-smart alternative would be to change the current norm for strength classification. Today strength classifies at 28 days after casting. Concrete continues to gain strength beyond 28 days, but the increase is not significant in traditional concrete, whereas concrete with alternative binders continues to cure to a greater extent after 28 days. If the strength classification were determined at a later stage, such as 56 or 91 days, the construction's requirements would still be met while reducing the amount of cement used. Today construction projects need to wait for the drying time, meaning a project is rarely completed at 28 days. This means the building does not fully load the concrete slab at 28 days, and the potential strength does not need to be achieved until a later stage. However, if the strength class is lowered the demands on drying increases. In collaboration with Skanska, concrete with lower climate impact was compered in terms of strength and drying. Two Portland composite cements of the type CEM II/B-M, around 20 percent of slag or fly ash, were compared to a reference concrete of the type CEM II/A-LL. The test specimens were cast at Skanska's concrete lab in Farsta and tested for strength and drying by authorized companies. The study suggests that there is no reason to avoid slag or fly ash concerning compressive strength and drying. It can be argued that concrete with alternative binders has higher strength at 7 and 28 days compared to traditional concrete, with slag-based concrete being approximately 16 percent stronger and fly ash concrete about 5 percent stronger. The strength development from 28 to 91 days indicates that concrete with alternative binders increases by about 12 percent, while traditional concrete almost levels off, with a strength development of about 4 percent. It can also be argued that slag-based concrete has about 2 and 5 percent faster drying at 35 and 85 days compared to traditional concrete, while fly ash concrete tends to dry at least as well at 35 days and about 3 percent faster at 85 days compared to traditional concrete. The results indicate that with a reduced strength class, concrete with lower climate impact would not entail the same extended drying time as traditional concrete. Classification at a later stage, such as 56 or 91 days, for concrete with lower climate impact indicates that the construction's requirements would still be met, cement usage would be reduced, and climate impact minimized.
| Identifer | oai:union.ndltd.org:UPSALLA1/oai:DiVA.org:hig-44599 |
| Date | January 2024 |
| Creators | Gustavsson, Elias, Dahlberg, Axel |
| Publisher | Högskolan i Gävle, Avdelningen för byggnadsteknik, energisystem och miljövetenskap |
| Source Sets | DiVA Archive at Upsalla University |
| Language | Swedish |
| Detected Language | Swedish |
| Type | Student thesis, info:eu-repo/semantics/bachelorThesis, text |
| Format | application/pdf |
| Rights | info:eu-repo/semantics/openAccess |
Page generated in 0.0023 seconds