TEKNOLOGIPROJEKT FOR FREMTIDENS BETONTYPER OG -DESIGN

Mulighederne for at reducere CO2-aftrykket i betonkonstruktioner er efterhånden mangfoldige. Blandt andet ved hjælp af gradueret tværsnitsdesign. Det handler om at arbejde med materialets egenskaber i stedet for at bruge den samme beton overalt i konstruktionen. 

Formålet er at placere højtydende beton, hvor de mekaniske og/eller holdbarhedsmæssige krav er størst samt at anvende en lavere ydende beton til resten af konstruktionen. F.eks. i form af en holdbar beton i en ydre skal og en mindre holdbar beton i en indre kerne. Det kan reducere såvel CO2-aftrykket som materialeomkostningerne markant. Til gengæld kan udførelsen blive lidt dyrere.

STYRKEDE KOMPETENCER

Det er netop det, man har arbejdet med i projektet ”Alternative betontyper til fremtidens anlægskonstruktioner”, som blev afsluttet i sommeren 2026 og var en del af Erhvervsfyrtårn Femern II - en dansk alliance - og udviklingsprojekt i Region Sjælland. Målet har været, at det skal være med til at styrke Danmarks position inden for megainfrastruktur, klimavenligt byggeri og grøn omstilling. Både i forbindelse med Femern Bælt-projektet og andre kommende infrastrukturprojekter.

Det er blevet støttet af Danmarks Erhvervsfremmebestyrelse, ligesom Den Europæiske Union har været med til at finansiere det. Projektet har været ledet af Teknologisk Institut, mens en række partnere som blandt andre MT Højgaard, Rambøll, NCC, 3DCP Group, Connovate og Ambercon har deltaget. På Dansk Betondag 2026 berettede Mia Schou Møller Lund, der er ph.d. og seniorkonsulent ved Betoncentret på Teknologisk Institut, om erfaringerne.

CO2-AFTRYK OG BIODIVERSITET

”Formålet var at arbejde med mulige betonsammensætninger for fremtidens betonkonstruktioner med henblik på at skabe en optimal balance mellem bæredygtighed og kvalitet. Projektet indeholdt tre spor, og i det ene arbejdede vi med Connovates CemCut-produkter, som blev anvendt til at opnå beton med klinkererstatningsgrader på 50 procent eller mere, samtidig med at alle nugældende krav til accelereret prøvning af de holdbarhedsmæssige egenskaber af betonen i ekstra aggressiv miljøpåvirkning blev overholdt,” forklarede Mia Schou Møller Lund.

Der blev desuden arbejdet i et spor, hvor design af materialer og geometri var med til at højne biodiversiteten. Her blev der således udviklet mixdesign til 3D-printede revmoduler, altså mixdesign med lav pH-værdi og højt indhold af cementerstatning. Desuden var der fokus på udformningen af revmodulernes design i form af huller og overfladestruktur med henblik på at tiltrække de arter i havet, som sporet havde fokus på.

KAN DET LADE SIG GØRE?

På betondagen gjorde Mia Lund dog mest ud af at fortælle om det tredje spor, som omhandlede udvikling af et gradueret tværsnitsdesign. Det vil sige tværsnit med en ydre skal af beton svarende til eksponeringsforholdene og en indre kerne af beton med lavere CO2-belastning, uden at kompromittere konstruktionens holdbarhed eller bæreevne. Fokus har været på den udførelsesmæssige del - altså om det overhovedet er praktisk muligt at udstøbe flere betontyper ved siden af hinanden i samme tværsnit.

”I løbet af projektet arbejdede vi med ti teststøbninger af betonelementer såvel vandret som lodret med gradueret tværsnitsdesign. Vi fokuserede udelukkende på materialegraduerede tværsnit, det vil sige tværsnit, hvor forskellige betontyper placeres strategisk i en skal og en kerne alt efter krav til styrke og holdbarhed. Alt sammen med det formål at reducere tværsnittets samlede CO2-aftryk,” uddybede Schou Møller Mia Lund.

TRE FORSKELLIGE METODER

Skallen er den ydre og eksponerede del af et tværsnit, og her anvendte man en beton, der er designet til at modstå en given belastning og eksponering. Det er den beton, der typisk - som man støber i dag - anvendes til hele tværsnittet. Kernen udgør de indre dele af tværsnittet, og her kan der som nævnt ofte anvendes en svagere og dermed mindre klimabelastende beton, ganske enkelt fordi der ikke er samme krav til styrke eller holdbarhed til betonen i kernen.

De ti teststøbninger blev foretaget som vandret støbning vådt-i-vådt, som lodret støbning vådt-i-vådt og som lodret støbning med koldt støbeskel. Ved den vandrette støbning blev der ikke anvendt støbeafgrænsning. Her støbte man skallen først og lod den miste så tilpas megen konsistens, så kernen forsigtigt kunne udlægges oven på. I de lodrette støbninger blev der anvendt støbeafgrænsning i form af et strækmetal til fysisk at adskille de to betontyper.

FEJL SOM MAN LÆRTE AF

Ved en lodret støbning med koldt støbeskel er det relativt nemt at forhindre, at de to betontyper løber sammen, men til gengæld var der skærpede krav til understøtning og fastholdelse af støbeafgrænsningen. Udfordringen er imidlertid tydelig, når der støbes vådt-i-vådt, især fordi det metal, som støbeafgrænsningen er formet i, er perforeret. Her arbejdede man på den måde, at man udstøbte samtidig på hver side af støbeafgrænsningen, så de to betonniveauer så vidt muligt fulgtes ad for at undgå et ensidigt støbetryk på støbeafgrænsningen, samt for at undgå at cementpasta fra kernen og den mindre holdbare beton trængte ind i skallen.

”I forhold til udførelsen startede vi imidlertid helt fra bunden, så vi lavede fejl undervejs, men det var fejl, vi lærte af,” forklarede Mia Schou Møller Lund. Der var således i høj grad netop fokus på, hvordan man undgår, at beton fra kernen løber ud i skallen, hvilket vil være kritisk, men hun konstaterede samtidig, at perforeringen i støbeafgrænsningen virker som en konstruktiv sammenhæng mellem betontyperne på hver side af denne.

ER NU BLEVET TAGET I BRUG

Konklusionen på projektet må være, at det i høj grad er muligt at arbejde med gradueret tværsnitsdesign. Rent faktisk er princippet netop taget i brug i forbindelse med støbning af en del af en ny kajkant på Aarhus Havn. Det drejer sig om et stykke på 6,5 meter, og med gradueret tværsnitsdesign er det ifølge Mia Lund muligt at reducere CO2-aftrykket fra 335 kilo CO2eq pr. løbende meter til 263 kilo CO2eq, hvis der anvendes en P20-beton i kernen i stedet for en E40-beton, der i dag typisk anvendes til hele tværsnittet. Kernen udgør to tredjedele af volumen.

Entreprenørvirksomheden NCC har været en del af projektet ”Alternative betontyper til fremtidens anlægskonstruktioner”, og projektleder Helena Cinar giver udtryk for, at gradueret tværsnitsdesign i hendes optik med fordel vil kunne finde anvendelse i kommende anlægsprojekter. Projektet har været med til at give god og brugbar viden, og faktisk har NCC været med til at komme med input til, hvordan de 6,5 meter kaj på Aarhus Havn kunne udføres med netop gradueret tværsnitsdesign.