Mot fremtidens bærekraftige betongkonstruksjoner i marine miljøer

Betongkonstruksjoner i marine miljøer eller som er utsatt for veisalting utgjør en betydelig verdi i Norge. Forvaltning, drift og vedlikehold (FDV) er resurskrevende og forbundet med høye kostnader, noe som forsterkes i betydelig grad ved omfattende reparasjoner, og enda mer blir det ved riving, og bygging av ny konstruksjon. Den overordnede idéen til BE-sTrONG er å utnytte avanserte tilsetningsstoffer (TSS) og miljøvennlige materialsammensetninger til å prosjektere og utføre konstruksjoner av betong i marint miljø med betydelig redusert utslipp av miljøgasser og samtidig med minst like god bestandighet som “best practice” betong. BE-sTrONG omfatter også utvikling av robust betong med produksjonsegenskaper som bidrar til reduksjon av produksjonsfeil. Innovasjonen gjelder en ny metodikk for utvikling av miljøvennlige marin betong, og omfatter nye/videreutviklede produkter og nye/forbedrede metoder. Ytterligere miljømessig gevinst samt økonomisk gevinst skal oppnås gjennom reduserte FDV-kostnader og skal gjøre betong for konstruksjoner i marine miljø betydelig mer bærekraftige. De innovative partnerne i BE-sTrONG representerer aktører fra hele verdikjeden som er nødvendig for å realisere prosjektets mål: Aker Solutions AS, Statens Vegvesen, Equinor Energy, DNV AS, Ølen Betong AS, Mapei AS, Bioenvision Technology AS, Heidelberg Materials Sement Norge AS, SCHWENK Norge AS og SINTEF. Prosjektet retter seg primært mot miljøvennlige materialløsninger med økt motstand mot armeringskorrosjon gjennom redusert kloridinntrenging ved hjelp av redusert materialpermeabilitet og redusert risiko for opprissing, men også mot forbedret frostbestandighet. FoU-arbeidet omfatter fire områder: H1: Tilpassing av avanserte materialløsninger for miljøvennlig betong, H2: Dokumentasjon av materialrobusthet og ytelsestester iht. nasjonalt tillegg til NS EN 206 samt levetidmodellering, H3: Verifikasjon/demonstrasjon av prototyper gjennom tilstandskontroll i langtidseksponering i relevant marint miljø, H4: Dokumentasjon/-sertifisering av miljøprestasjon. Hensikten med bruk av avanserte tilsetningsstoffer (TSS) er å kompensere for effekten av redusert sementinnhold i betong og opprettholde bestandigheten. I H1 ble det kartlagt ulike TSS i utvalgte bindemidler med innføring av en forenklet testprosedyre til mørtelresepter som resulterte i en serie lovende betongsammensetninger (M1.1, Q4/2022). Arbeidet på mørtelresepter resulterte i anbefalinger av utvalgte TSS og deres doseringer i resepter med betongblandinger basert på bindemidlene som sementprodusentene har utviklet (se M1.2, Q2/2023). Betongreseptene ble fulgt opp med betydelig funksjonstesting i H2. Disse ytelsestestene viste at det trengs spesielle materialkombinasjoner for å kunne tilfredsstille kravet til tidlig trykkfasthet mot B55 og betongbestandighet. I H2 ble det derfor et labskalaprogram gjennomført hos betongprodusenten hvor de grunnleggende FoU resultatene med optimerte og oppskalerte resepter ble verifisert (M2.1, Q1/2024). Konklusjonen førte til fire betongresepter og blandingene ble først produsert i labskala hos samarbeidspartnerne, og karakterisert også på robust støpelighet i glidestøp før fullskalaproduksjon med de endelige fire BE-sTrONG-resepter kunne startes i sommer 2024. I denne sluttfasen av materialutviklingen ble reseptene optimalisert i henhold til ferske egenskaper og støpelighet i formkasser utstyrt med tett stålarmeringsnett spesielt laget for betongbjelkene som også delvis ble instrumentert med sensorer. Dette var et viktig steg frem mot felteksponeringen i Austefjorden i september 2024 (H3). H3 har utarbeidet prosedyrene for tilstandskontroll av de utplasserte prototypene som skal følges opp med data registrering og prøvetaking for kloridanalyser over en lengre periode (M3.1, Q4/2023). Parallelt gjennomføres det akselererte funksjonstester med prøvestykker fra fullskalabetongblandinger for å få innsikt i utvalgte materialegenskaper på kort tid som innspill til vurderingen av revisjon mot gjeldende krav i standardverket (DNV-ST-C502, M4.2, Q2/2024) som en aktivitet i H4. I milepælrapporten M4.1 (Q2/2023) har prosjektteamet vurdert klimafotavtrykket til miljøvennlige bindemidlene som sementleverandørene tok inn i prosjektet. Beregninger av CO2-avtrykket til utvalgte betongresepter fra H2 viser til at det er mulig å oppnå 30% reduksjon i forhold til dagens bransjereferanse for lavkarbonbetong (B55; Lavkarbon A; NB37/2024) med de optimerte industrireseptene (fullskalaproduksjon). BE-sTrONG prosjektet vil vise at utnyttelse av avanserte TSS øker bestandigheten til nye betongløsninger muliggjør å prosjektere og utføre fremtidige konstruksjoner i marint miljø med betydelig redusert CO2-utslipp. I sluttfasen skal det kartlegges hvor mye ressursbehovet til vedlikehold og reparasjon i konstruksjonenes planlagte levetid kan reduseres. Alle fastsatte milepælene i den rapporterte prosjektperioden ble oppnådd og sammendrag publisert/publiseres på www.be-strong.no.

Betongkonstruksjoner i marine miljøer eller som er utsatt for veisalting utgjør en betydelig verdi i Norge. Forvaltning, drift og vedlikehold (FDV) er resurskrevende og forbundet med høye kostnader, noe som forsterkes i betydelig grad ved omfattende reparasjoner, og mer blir det ved riving, og bygging av ny konstruksjon. I prosjektet BE-sTrONG - Mot fremtidens bærekraftige betongkonstruksjoner i marine miljøer - skal det utnyttes avanserte tilsetningsstoffer og miljøvennlige materialsammensetninger med betydelig redusert utslipp av miljøgasser, og samtidig med minst like god bestandighet som “best practice” betong. Prosjektet omfatter også å utvikle robust betong, dvs. med produksjonsegenskaper som bidrar til reduksjon av produksjonsfeil. Innovasjonen gjelder en ny metodikk for utvikling av miljøvennlige marine betongkonstruksjoner, og omfatter nye/videreutviklede produkter og nye/forbedrede metoder. Ytterligere miljømessig gevinst samt økonomisk gevinst skal oppnås gjennom reduserte FDV-kostnader og skal gjøre betong for konstruksjoner i marine miljø betydelig mer bærekraftige. BE-sTrONG partnerne representerer hele verdikjeden fra produksjon av delmaterialer, betong og konstruksjoner, relaterte standarder og regelverk, eiere av infrastrukturer og ansvarlige for vedlikeholdet: Aker Solutions AS, Statens Vegvesen, Equinor ASA, DNV AS, Ølen Betong AS, Mapei AS, FUNZIONANO AS, NORCEM AS og SCHWENK Norge AS. Disse innovative aktørene satser sammen med SINTEF på tekniske utviklinger som har som målsetting å redusere miljøpåvirkningen. FoU-arbeidet inkluderer tilpassing av avanserte materialløsninger for miljøvennlig betong, materialdokumentasjon gjennom ytelsestester, langtidseksponering i relevant marint miljø samt tilstandskontroll av prototyper og dokumentasjon/-sertifisering av miljøprestasjon. Hvis innovasjonen lykkes så vil det medføre en langt større frihet og dermed mulighet til å prosjektere og bygge betongkonstruksjoner med vesentlig redusert klimaavtrykk.