Anvendelse af betonmel fra fræsning i betongulve

I forbindelse med installation af gulvvarme i betongulve fræses riller i gulvene til placering af varmerør. Dette genererer naturligt en mængde betonmel som opsamles og efterfølgende skal bortskaffes. 

Samtidig skal der på stedet blandes en mindre mængde beton til fyldning af huller genereret i forbindelse med arbejdet med nedlægning af gulvvarme. Det vil derfor være en cirkulær løsning, hvis betonmelet kan anvendes til blanding af ny beton, hvorved der både spares jomfruelige materialer, og der undgås omkostninger (både CO2 og økonomi) forbundet med bortskaffelse.

Strategien var som udgangspunkt at designe en betonrecept (passiv, styrke C25), hvor en del af sandet skulle erstattes med betonmel. Til formålet blev designet en referencerecept, hvor henholdsvis 10 og 20 procent af sandet blev erstattet med betonmel.

I laboratoriet på Teknologisk Institut blev betonerne blandet, hvorefter der blev målt konsistens (sætmål) og udstøbt cylindre til test af styrke. Recepter og resultater fra test af sætmål og styrke fremgår af nedenstående tabel:

Recepter i kg/m³ (VOT); henholdsvis reference og med 90 og 180 kg/m³ betonmel og v/c 0,70, samt resultater for sætmål og 28 døgn trykstyrke.

I forhold til konsistens kunne man have frygtet at erstatning af sand med betonmel ville have en negativ indflydelse, men der opnås præcis samme sætmål (med samme superplast dosering), og samtidig oplevedes betonerne med betonmel at have en bedre sammenhængskraft (øget viskositet).

Derudover er det bemærkelsesværdigt, at styrken tilsyneladende stiger med erstatningsgraden. For at underbygge dette blev testet en recept med 50 procent erstatning af sand med betonmel (428 kg/m³). Denne opnåede en styrke på 39,2 MPa, dog var der her behov for at tilsætte tre gange så meget superplast for at opnå samme konsistens.

Det er ikke et ukendt fænomen, at betonmel kan give et bidrag til styrken. Ved karbonatisering af cementpasta genereres calcit og amorf alumina-silica gel, hvoraf den sidste har puzzolan effekt (Zajac, M.; Skocek, J.; Skibsted, J.; Ben Haha, M. CO2 Mineralization of Demolished Concrete Wastes into a Supplementary Cementitious Material – a New CCU Approach for the Cement Industry. RILEM Tech Lett 2021, 6, 53-60).

Strategien blev at designe en recept med samme styrke som referencerecepten, hvor både sand og cement blev erstattet med betonmel, altså effektivt med et forhøjet v/c-forhold. Dette blev opnået med nedenstående recept, som således også giver en cementbesparelse på 33 kg/m³ beton i forhold til referencerecepten:

Recept i kg/m³ (VOT) med 300 kg/m³ betonmel og v/c 0,80, samt resultater for sætmål og 28 døgn trykstyrke.

Ovennævnte recepter var alle med betonmel fra samme gulv/lokation. For at afdække om betonmel fra fræsning i et andet betongulv vil have tilsvarende potentiale i forhold til styrke blev recepten med 20 procent erstatning testet med betonmel fra en anden fræseopgave. Denne recept opnåede en styrke på 38,6 MPa og således markant højere end de 33,1 MPa opnået med den første betonmel (og på niveau med recepten med 50 procent erstatning med den første betonmel).

I nedenstående figur er plottet de opnåede styrker som funktion af dosering af betonmel. Styrken for betonen med 300 kg/m³ betonmel og v/c 0,80 er teoretisk omregnet til v/c 0,70 ved antagelse af at det vil øge styrken 6 MPa (dette er baseret på resultater for test af betoner med FUTURECEM uden betonmel med v/c henholdsvis 0,70 og 0,80).

Svaret på spørgsmålet, der indledte artiklen, er således ja og med den tilføjelse, at der er potentiale til, at der kan spares cement.

Næste step bliver, at recept med betonmel skal testes i forbindelse med en konkret opgave, hvor der fræses i et gulv og genereres betonmel, som efterfølgende anvendes på stedet til blanding af ny beton.

Er du interesseret i at høre mere, kan du kontakte Martin Kaasgaard, mkaa@teknologisk.dk.