DigiBetong - när betongen mäts under gjutningen
Betonglabbet vid Luleå tekniska universitet utvecklar nu nya betongmetoder, för att redan i år kraftigt kunna minska koldioxidutsläpp och kostnaderna inom svensk betongbransch, inte minst när man bygger i kallt klimat.
– Vi vill förenkla så att betongbranschen under pågående byggprocess på plats, själv kan undersöka den betong man gjuter. Om byggingenjörerna kan sätta in åtgärder mot sprickor – direkt, kan betongen hårdna bättre utan problem. Klarar man att helt undvika sprickbildning blir kvaliteten på betongkonstruktionen högre och förtjänsten är stor, både i pengar och miljö, säger Mats Emborg, professor i byggmaterial vid Luleå tekniska universitet.
Thysell-laboratoriet vid Luleå tekniska universitet har utfört och utvecklat betongteknisk provning i Sverige sedan 1980-talet, med bland annat betongprovning för Sveriges längsta bro Öresundsbron. I Thysell-laboratoriet utarbetar forskarna metoder för kontroll av sprickbildning i betong och hållfasthet över tid i konstruktioner för bland annat infrastruktur.
De tittar på hur betongen under hårdnandet reagerar vid yttre belastning och när temperaturen ökar i ett nygjutet betongelement som expanderar och senare kontrakterar. Om betongelementet sitter fast vid gjutningen som i till exempel en tunnel, uppträder spänningar och under avsvalningen kan dragspänningar uppstå som kan spräcka betongen, så kallade avsvalningssprickor.
Det är bland annat sådana kritiska skeden som betongbranschen själv nu ska kunna upptäcka och påverka direkt på plats.
– Vi ska förbättra försöksmetoderna för betongbranschen genom att vidareutveckla de modeller vi har tagit fram för analyserar i labbet, så att de fungerar direkt på byggarbetsplatsen. Det handlar om hur man mäter betongens egenskaper under pågående gjutprocess med trådlösa sensorer och hur man väljer lämpliga åtgärder för att till exempel undvika sprickbildning. Förenklingar är viktiga. Vi kallar detta digitaliserat byggande och har lanserat ordet DigiBetong inför framtida arbete inom området, säger Martin Nilsson, professor i konstruktionsteknik vid Luleå tekniska universitet, som ingår i forskarteamet.
– Vi har uppskattat förtjänsten av användning av våra betongmetoder till 30-50 miljoner kronor om året, bara genom att sprickor undviks, att optimerade metoder mot sprickor väljs och att förseningar i arbetet därigenom kan förhindras. En annan aspekt är att livslängden blir längre för en ouppsprucken betongkonstruktion, och det i sig är en stor förtjänst i hållbarhet, säger Mats Emborg.
Inom de närmaste tiotals åren har betongbranschen även mycket stora ambitioner att minska miljöbelastningen. Redan nu har forskarna på Luleå tekniska universitet testat betong i labbet med 15 procent lägre miljöbelastning jämfört med tidigare, men målet är högre.
– Innan det här året är slut har branschen tagit fram betong som minskar koldioxidutsläppen med 20-25 procent. Det blir mycket spännande att se hur dessa nya betongsorter uppför sig i vårt laboratorium och hur vi kan förfina betongen, säger Mats Emborg.
Totalt investeras nu 5 miljoner kronor från industri och beställare i Thysell-laboratoriet genom Trafikverket, Svenska Byggbranschens Utvecklingsfond, Cementa, Betongindustri och konsultfirman Bostek, samt även via Thysells stiftelse och Laboratoriefonden på Luleå tekniska universitet.