I Danmark er vi stolte af vores broer. De har en estimeret levetid på mere end 100 år - i hvert fald ud fra de forudsætninger vi kendte i forbindelse med opførelsen. Men klimaændringerne kan betyde, at der fremadrettet skal holdes et ekstra øje med dem.
Foto: Henrik MalmgreenDe klimaændringer, vi over de senere år har set stadig større konsekvenser af, påvirker i mange sammenhænge infrastrukturen i vores samfund. Især store mængder nedbør og oversvømmelser sætter sine spor, og landet over er der igangsat en række projekter, som skal være med til at sikre os mod de værste katastrofer. Et eksempel på det er de store projekter med etablering af skybrudstunneler, HOFOR har igangsat i og omkring hovedstaden.
Men vand er kun en af flere konsekvenser af klimaændringerne. Højere varmegrader og især måske højere luftfugtighed er ligeledes faktorer, der kan få betydning for vores infrastruktur. Er det faktorer, der påvirker levetiden på betonkonstruktioner som for eksempel broer? Det er noget, man kigger nærmere på hos DTU SUSTAIN, Institut for Miljø- og Ressourceteknologi på Danmarks Tekniske Universitet i Lyngby.
ARMERINGEN ER DET SVAGE PUNKT
Her forklarer lektor Alexander Michel, at den gode nyhed er, at beton på trods af risikoen for carbonatisering er ganske resistent overfor klimaændringer. Den dårlige nyhed er til gengæld, at det er armeringen ikke. Blandt andet kan højere luftfugtighed over tid betyde, at armeringen i betonkonstruktioner hurtigere vil blive udsat for korrosion. Det kan være svært at opdage i tide, så den dag korrosion får betonen til at sprække, ér skaden sket.
”Vi har gennemført en række simuleringer og beregninger, der dokumenterer, at armeringen over tid vil være mere udsat end tidligere, og det behøver ikke kun være klimaændringernes skyld. Lige nu arbejdes der intenst på at reducere betonens CO2-aftryk, blandt andet ved at reducere cementindholdet eller erstatte cementen med andre komponenter. Det kan betyde, at ønsket om lavere CO2-aftryk samtidig betyder større risiko for korrosion,” forklarer Alexander Michel.
I takt med, at klimaændringerne sætter deres tydelige spor, bliver det stadig mere vigtigt at sørge for vedligeholdelse af betonkonstruktionerne i den danske infrastruktur.
Foto: Henrik MalmgreenBETON BLIVER EN DELIKAT AFFÆRE
Dermed mener han, at man med nye recepter måske vil kunne opleve, at eksempelvis fugt trænger hurtigere gennem betonen. Det problem kan måske løses ved at kapsle armeringen ind i et tykkere lag beton, men det vil så stå i kontrast til de tiltag, betonbranchen arbejder med, når det gælder design- og materialeoptimering. Alt andet lige er der således meget, som tyder på, at det at blande den optimale betonrecept bliver mere kompliceret end nogensinde før.
”Det bliver virkelig en balancegang hvor faktorer som holdbarhed og robusthed ikke må kompromitteres samtidig med, at vi skal gøre betonen så grøn og miljøvenlig som mulig. Det kan for eksempel ske gennem arbejdet med alternative bindere, men betyder det så samtidig, at beskyttelsen af armeringen bliver dårligere? Måske, vi ved det ikke endnu, men heldigvis kan vi her på DTU arbejde med modeller, der kan være med til at belyse denne problematik,” siger Alexander Michel.
DANMARK KOMMER IKKE TIL AT GÅ FRI
En undersøgelse fra The Joint Research Centre under EU-kommissionen, der blev publiceret i august 2024, viser at den problematik, som Alexander Michel fremhæver, faktisk er særdeles relevant. Undersøgelsen beskæftiger sig med klimaændringernes indvirkning på korrosionen af den europæiske bygningsmasse med armeret beton og viser, at Danmark sandsynligvis vil opleve begyndende korrosion af bygninger på grund af korrosion og carbonatisering.
Trådløs sensorteknologi bliver et stadig mere vigtigt værktøj i vedligeholdelsen af de danske broer. Det samme gør sig gældende med droneteknologi samt ikke mindst kunstig intelligens.
Foto: VejdirektoratetDet vil skyldes klimaændringer begyndende omkring 2059 i et alvorligt klimaændringsscenarie med tre graders opvarmning af klimaet inden 2100 og omkring 2085 i et moderat klimaændringsscenarie. De samlede reparationsomkostninger for Danmark anslås til cirka 14 milliarder euro i det moderate klimascenarie og en højere omkostning på 23 milliarder euro i det alvorlige scenarie. Så ud over den fysiske for bygninger og anlæg er det altså også store beløb, der er på spil.
KORROSION ER EN SNIGENDE TRUSSEL
Der forventes korrosion i 66 procent af de armerede betonbygninger ved moderate klimaændringer og i alle bygninger - altså 100 procent - ved alvorlige klimaændringer. Dermed kan de årlige reparationsomkostninger, der forventes i 2100 i det alvorlige scenarie, beløbe sig til 500 millioner euro, hvilket svarer til 14 procent af velfærdstabet udregnet som procentdel af bruttonationalproduktet.
Undersøgelsen fra The Joint Research Centre er den første evaluering af, hvorledes klimaændringerne påvirker de europæiske betonbygninger, også med hensyn til den kemiske proces, vi kender som carbonatisering, der med tiden kan svække betonstrukturen. Den anslår, hvor længe der vil gå før korrosionen starter som følge af, at laget over stålarmeringen bliver nedbrudt, og evaluerer de relaterede reparationsomkostninger.
Der arbejdes intenst på nye teknologier, blandt andet med sensorer, der kan være med til at overvåge armeringen i betonkonstruktioner og advarer mod risiko for korrosion. Et eksempel er danske CorroSense.
Foto: Steen KnarbergNØDVENDIGT AT VÆRE PROAKTIV
Alexander Michel fra DTU er ikke i tvivl om at øget korrosion, hurtigere korrosion samt carbonatisering er en trussel, der skal tages alvorligt, og samme holdning har man i EU-kommissionen, hvor kræfter gennem en proaktiv tilgang til håndteringen af klimarisici blandt arbejder for vigtigheden af at forstå betydningen af at integrere klimatilpasning og modstandsdygtighed i de kommende bygningsstandarder.
”Rundt omkring i verden, herunder også i Europa, har vi oplevet ganske dramatiske kollaps af eksempelvis betonbroer. Hvis en bro kollapser relativt kort tid efter, at den er opført, er der typisk tale om en fejlkonstruktion, men hvis den kollapser senere i sin levetid, er der typisk tale om vedligeholdelsesmæssige svigt, korrosion og/eller carbonatisering, så det er helt sikkert noget, det er nødvendigt at have fokus på,” uddyber Alexander Michel.
IKKE KUN DÅRLIGE NYHEDER
Han føjer imidlertid til, at der også kan være positive konsekvenser af klimaændringerne. Selv om det i sig selv er en trist nyhed, at indlandsisen smelter, og gletchere verden over efterhånden reduceres til størrelsen på en isterning, betyder det ikke alene en stigende vandstand, men også, at der udledes mere ferskvand i verdenshavene, hvilket alt andet lige - i hvert fald i teorien - er med til at sænke saltindholdet.
”Det er naturligvis en god nyhed for eksempelvis brofundamenter og sænketunneller, men det er også en faktor, vi skal tage i ed, når vi for eksempel skal udregne holdbarheden på måske 120 år, som det eksempelvis er tilfældet med Femern Bælt-forbindelsen. Derfor er det vigtigt, at vi fortsætter vores forsøg med nedsænkning af beton i havvand. Forsøg, hvor vi over en årrække vurderer korrosion og andre nedbrydningsfaktorer,” slutter Alexander Michel.
