MILJØVENNLIG BETONG: Ettersom sementindustrien alene står for fem til åtte prosent av verdens årlige CO2-utslipp jobbes det kontinuerlig med å finne egnede erstatninger.
Miløversting:
Sementindustrien er verdens tredje største miljøversting – med CO2-utslipp tilsvarende fem til åtte prosent på verdensbasis i året. Dette kommer ikke av at sement er et spesielt dårlig materiale med voldsomme utslipp, men ettersom vi bruker så mye av den blir utslagene såpass store. Sementindustrien jobber dessuten selv kontinuerlig med å redusere utslippene. Ifølge SINTEF bygges det i verden hvert år betongkonstruksjoner tilsvarende ett Mount Everest – 1 kvadratkilometer i areal og 10.000 meter høyt.
De siste årene har man funnet ut at brent leire kan brukes til å erstatte opptil 50 prosent av sementen som brukes til å lage en betongkonstruksjon.
– Leire er rett og slett en stor uutnyttet ressurs som kan bidra til å bedre hele verdens miljøregnskap, mener SINTEF-forsker Harald Justnes.
– Det har vært kjent en stund at ren kaolin-leire som det finnes mye av i varmere strøk egner seg til betong, men nå har vi funnet ut at urene leiretyper, slik vi har her hjemme i Norge, også kan benyttes, forteller Justnes.
Brent leire gir miljøvennlig sement
Mange forskningsmiljøer ser nå på leire som ressurs. Denne leiren befinner seg i SINTEFs laboratorier og skal blandes inn i betong. Det innfelte bildet viser hvordan leiren endrer farge og dermed egenskaper, etter varmebehandling. Foto: SINTEF
Når man skal lage sement varmebehandler man kalkstein over 1450 grader, noe som fører til at steinen spalter CO2 som alene utgjør cirka 60 prosent av det totale utslippet, resten kommer fra brennstoff.
Brent leire er mye mer miljøvennlig ettersom den ikke gir fra seg CO2 under varmebehandling, annet enn utslippene som skyldes selve oppvarmingen, men disse er også langt lavere fordi leiren ikke trenger å varmes høyere enn 600-800 grader. Dette muliggjør dessuten bruk av bio-brennstoff, som vil redusere CO2 utslippet ytterligere.
Får nytt liv som betong
Den norske leiren består av en blanding av leirmineralene kaolin, illitt og smektitt, samt krystallinsk kvarts. Denne type leire har av mange vært avskrevet for bruk som sementerstatter, spesielt på grunn av innholdet av illitt
Kostbar erstatning:
Den rene kaolin-leiren fra varmere strøk blir til såkalt meta-kaolin ved at den brennes på omkring 600 grader og har vært brukt som sement-erstatter i mange år. Ren kaolin har andre verdifulle bruksområder som i produksjon av porselen, papir og kosmetikk pga sin hvite farge.
Kaolin-leiren vil være altfor kostbar å importere i raffinert form til Norge for å brukes som sementerstatning i annet enn nisje-anvendelser. Skal man gjøre noe med de store volumene med betong, så må man tenke vanlig blåleire, mener Justnes.
Kan brukes som den er
Justnes forteller at en stor fordel med vår leire er at den ikke trenger å raffineres før bruk, er mye billigere å produsere og har per i dag ikke konkurrerende bruksområder slik den rene kaolin-leiren har.
– Vi kan enkelt og greit kan spa opp leire fra bakken og brenne den direkte. Dette er altså snakk om vanlig blåleire som finnes omtrent overalt i Norge. Det er nesten rart at den virker så bra i og med at den inneholder så mye forurensinger, sier han.
I forhold til fasthet vil det gå bra å erstatte sement med 50 prosent leire, men blant annet for å sikre betongens armering mot korrosjon, altså sprengende rust-dannelse, tror Justnes at man ikke bør bruke mer enn 35 prosent inntil videre.
– Det gjenstår mye dokumentasjonsarbeid før vi kan komme med endelige svar her, og ettersom hver leiretype oppfører seg ulikt trenger vi og mye forskning for å optimalisere brenneprosessen og finne ut hvordan leiren vil reagere over kort så vel som lang sikt, forteller SINTEF-forskeren.
Satses på leire
I år ble det startet en stor ny internasjonal konferanseserie for bruk av brent leire for å lage blandingssementer eller for erstatning av sement i betong.
Fra problem til ressurs:
To konkrete eksempler for hvordan norsk leire kan gå fra å være et problem til en ressurs.
*Mange steder må man fjerne kvikkleire før man setter opp nye hus, men i fremtiden vil man kunne bruke leiren istedenfor å deponere den.
*Den kan også være grobunn for ny industri, som for eksempel ved det nedlagte teglverket i Bø i Telemark. Der er det store leirområder som fortsatt kan brukes til noe nyttig.
– Det sier noe om hvordan forskningsmiljøene ser på leiren som en ressurs nå, mener Justnes.
Det er også forsket på andre måter å erstatte sement, men det er leire som er fremtiden, tror han.
– Risskallaske og flygeaske fra kullkraftverk er eksempler på andre erstatninger som fungerer, men det er for lite ris til å utgjøre den store forskjellen annet enn lokalt og det begynner å bli mangel på flygeaske av tilstrekkelig kvalitet, som dessuten må importeres. Kullkraftverk tenker man jo også å fase ut på sikt pga store CO2 utslipp med tanke på global oppvarming. Mens leiren den finnes overalt i hele verden, avslutter SINTEF-forskeren.
