Lager miljøvennlig sement av blåleire

Foto: Sintef

Sementindustrien står for fem til åtte prosent av verdens årlige CO2-utslipp. Derfor jobbes det kontinuerlig med å finne egnede erstatninger. 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.

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 CO2utslippet ytterligere.

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 illittsom er svært vanskelig å aktivere og smektitt som mange tror er lite reaktiv. Umulig trodde de fleste, men nå har SINTEF-forskerne funnet ut hvordan slik leire kan få nytt liv som betong.

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.

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.

Det er også forsket på andre måter å erstatte sement, men det er leire som er fremtiden, tror Justnes.

– 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.

Kilde: SINTEF