Her tester de beton, som skal modstå ekstreme belastninger, reparere sig selv og holde i 200 år
more_vert
close

Få de daglige nyheder fra Version2 og Ingeniøren. Læs mere om nyhedsbrevene her.

close
Ved at tilmelde dig accepterer du vores Brugerbetingelser, og at Teknologiens Mediehus og IDA-gruppen lejlighedsvis kan kontakte dig om arrangementer, analyser, nyheder, tilbud mm via telefon, SMS og email. I nyhedsbreve og mails fra Teknologiens Mediehus kan findes markedsføring fra samarbejdspartnere.

Her tester de beton, som skal modstå ekstreme belastninger, reparere sig selv og holde i 200 år

Ny beton med unikke egenskaber udsættes for ekstreme påvirkninger i laboratorie-tests. Illustration: Lorcenis-projektet/Sintef

Bygninger, broer, energi- og offshore-konstruktioner kan opnå dobbelt så lang levetid og tåle ekstreme variationer i temperatur, vejrforhold og klima.

Det norske forskningsinstitut Sintef leder et internationalt udviklingsprogram, Lorcenis, som nu er klar til at opskalere forskningen i beton fra prototype i laboratorier til fuldskala-demonstration. Lorcenis står for 'Long lasting Reinforced Concrete for ENergy Infrastructure under Severe operating conditions’.

Laboratorietest, som viser, hvordan betonen er selvdiagnosticerende og selv-reparerende. Illustration: Sintef

Baggrunden for projektet er at mindske udledningen af CO2, både ved at forlænge betonens levetid, mindske udslip fra betonproduktionen og bygge holdbare konstruktioner til vedvarende energiproduktion, f.eks. offshore-vindmølleparker og solcelleanlæg i ørkenområder.

Det er forskningsleder for nano- og hybridmaterialer Christian Simon fra Sintef, som står i spidsen for projektet.

Hybride nanomaterialer

Han fortæller, at målet er at udvikle en beton med nanomaterialer som tilsætning for at ændre og forbedre betonens egenskaber:

»Både Sintef og flere af vores partnere har nanomateriale, som kan bidrage til, at betonen kan modstå vandindtrængning, og som selv kan opdage revnedannelser, hvilket kan føre til, at betonen reparerer sig selv. Der er på ingen måde tale om sci-fi og vilde drømme.«

»Vi startede ikke fra ‘scratch’, men har meget viden og erfaring fra laboratorier at bygge vores arbejde på. Vi har et ‘proof of concept’, som vi skal teste i en opskaleret version under virkelige forhold,« siger Christian Simon til TU.

Nanomaterialerne er hybride, hvilket vil sige både organiske og uorganiske, for at kunne dække flere funktioner. I betontilsætningen er der tale om, at en nanopartikel kan bestå af en hård keramisk celle og flere funktionelle grupper, som binder sig med beton og dermed opnår nye egenskaber.

Blandt andet kan nogle være hydrofobe (standse vandindtrængning). Dermed kan man forhindre frostskader og rustangreb på betonarmering.

Spin-off

Omkostningerne er et væsentligt punkt – en beton, som skal have dobbelt så lang levetid, op mod 200 år, og som kræver store mængder nanomaterialer, må alt andet lige blive noget dyrere end almindelig beton.

Ifølge Christian Simon er der gode muligheder for at kunne opskalere produktionen af nanomaterialerne, uden at prisen bliver uoverkommelig.

Lorcenis-projektet udvikler beton til ekstreme forhold og med lang levetid. Eksempler på anvendelse er i vandkraftdæmninger, køletårne, biogassanlæg, nedkølet gas (LNG), solcelleanlæg i ørkenområder, offshorekonstruktioner, havne og anden industri. Illustration: Lorcenis-projektet/Sintef

En spin-off-virksomhed fra Sintef, Funzionano AS, skulle være klar til at producere nanomaterialer ikke bare i kilovis, men i tonsvis.

200 år på to år

Nu går forskerne så i gang med at producere teststykker af betonen, som skal igennem en mængde tests, som skal simulere de påvirkninger, beton udsættes for gennem en levetid på 100-200 år.

»Vi går i gang med at lave teststykker af beton, som skal testes til brug i ørkener, hvor nattetemperaturen kan være mange minusgrader og dagtemperaturen godt over 40 plusgrader. Vi skal også teste for saltvand, arktiske tilstande og fire-fem andre forhold,« siger Christian Simon.

Forskellige typer beton med flere tilsætninger fra Lorcenis-projektet testes hos mange partnere, afhængigt af om de skal udsættes for ekstreme betingelser eller standardtests. Blandt deltagerne med egne laboratorier er Rise, Vattenfall, Dyckerhoff, Ntua, Csis, Fab, Acciona, Kværner og Sintef.

Sintef/NTNU i Trondheim har et unikt udstyr til at teste for slid pga. is under reelle betingelser. Det skal benyttes i år.

Behov for koordinering

Om baggrunden for projektet fortæller Christian Simon, at han så, at der foregik meget spændende forskning i beton, men at forskningen var spredt og dårligt koordineret.

I to år har han stået i spidsen for projektet, som skal være klar om to år.

»Jeg tog initiativ til at bringe en masse institutioner og virksomheder sammen og søge midler fra EU’s Horizon 2020-program,« fortæller han til TU.

Han fik samlet et internationalt konsortium med partnere fra otte lande. EU-støtten er på 8 millioner euro (cirka 60 millioner danske kroner).

[>>media:126185Lorcenis-projektet skal køre en række accelererede tests for at simulere 200 års levetid på betonen.]

Spanske kræfter

Sintef og spanske Acciona med over 40.000 ansatte har lang erfaring med at søge om EU-midler og kunne begge se det fornuftige i at slå kræfterne sammen.

De samlede et hold af tværfaglige eksperter fra ni universiteter og forskningsinstitutter samt store virksomheder som blandt andre Sika, Kværner, Vattenfall og Dyckerhoff samt to små og mellemstore virksomheder.

Spanske Acciona ser på betonudvikling som essentielt for virksomhedens to hovedområder: Energi og infrastruktur. I Norge er virksomheden involveret i tunneldrift på jernbanestrækningen Follobanen.

Ud over det er Acciona aktiv inden for distribution af vedvarende energi, konstruktion af vindkraft- og solparker, vandkraft og en omfattende infrastrukturvirksomhed, som spænder over alt fra anlægning af veje til jernbaner og tunneler.

Artiklen er fra tu.no

sortSortér kommentarer
  • Ældste først
  • Nyeste først
  • Bedste først

Var det ikke det gamle romerske imperium der falst år 500 der opfandt det?

Men hvad ved jeg, jeg er ikke historiker du har måske ret.

  • 0
  • 0

Førhen brugtes alje, altså en vis mængde frisk urin til iblanding i maling, for at give holdbarhed imod vejrliget, og den samme teknik har været anvendt til beton. Dermed reduceres vandets hårdhedsgrad, ved neutralisering af vandets kalkindhold. Kalk svækker beton's bindeevne. Urinens emulgerede olieindhold forøger endvidere opløsningens flydeevne, hvorved mængden af vand dertil kan reduceres, og det er vigtigt fordi en beton som er gjort tyndtflydende med vand, har dårlig holdbarhed. Mosevand kan have for stort indhold af organiske forbindelser, det kan svække beton ligesom kalk.

  • 1
  • 0

Jeg er helt enig i at det er meget imponerende at de romerske konstruktioner har holdt så længe som de nu har, men anvendelsen er meget anderledes end i dag.

De romerske bygninger er generelt opbygget efter ark strukturen, altså som cirkler, som giver en optimal fordeling af lodrette laster. Dertil er de designet til at kunne tage tryk i betonen og ikke træk.

Det er her det skiller sig ad fra moderne bygninger.
For at optimere pladsen er det ikke en god ide at anvende ark strukturer, da man vil midste meget plads ved siderne i bygningen.
Og vi designer betonkonstruktioner til at kunne tage meget højt træk ved brug af armering, hvilket gør betonen meget mere sårbar over for svind, krybning, og temperatur ændringer.

Hvis "Romersk" beton var så godt, havde vi jo bare brugt det i dag. :)

  • 8
  • 1

Jeg synes, at det er en skam, at de danske betonspecialister ikke blander sig mere i debatten, end det er tilfældet. Vi får svært ved at løfte niveauet i Danmark, hvis ikke debatten kommer til at blive mere nuaceret og på et højere niveau.

Engang var Danmark virkeligt et foregangsland vedr. betonforskning. Flere af vores store rådgiverhuse er blevet opbygget på kvalificeret rådgivning om brug af jernbeton, ikke bare konstruktivt, men også materialeteknologisk.

I dag er vi bare selvfede og selvtilfredse - hvis jeg må skærpe tonen lidt.

I det store udland bliver der uden at blinke bygget komstruktioner med 80-120 MPa betonstyrke, i Danmark bliver alt over 40 MPa betragtet som specialvare. Verdensrekorderne for pumpning af beton er 2,4 km vandret og 800 m lodret. I Danmark kan det være en kamp at få betonen ud af masten på pumpen. Vi er i den grad ved at miste et tidligere forspring.

Dét, der startede min kommentar, var den (forudsigelige) reference til "romersk" beton. Ja, der er nogle (!) konstruktioner der stadig står, men man sætter trods alt ikke en mindetavle op for alt dét, der ikke holdt ("selection-bias"). Lidt som de tyske bunkere. Tyskerne var ikke universielt bedre til beton - der er bare enkelte bunkere, der har overlevet længe, men man ser jo heller ikke de bunkere der røg i havet efter 10 år.

Som kun én enkelt påpeger, så udførte romerne ikke jern-beton, dvs. de forlod sig på ren tryk-baseret statik (som de gamle katedraler). Derved kommer der ikke revner i betonen, og så er det klart at den holder længe. Til gengæld ville intet af vores nutidige arkitektur kunne lade sig gøre.

Som en sidebemærkning, så er holdbarhedsforskning i beton notorisk svært, bl.a. fordi man ikke kan eftergøre eksperimenter i ordets egentlige forstand.

  • 4
  • 0