KTH-forskning gör återanvändning av betong säker
Ny forskning i Sverige och Finland visar att begagnad betong kan få en livslängd på ytterligare 50 till 100 år när den återanvänds i nya byggprojekt.
Ett forskarteam från KTH och Tammerfors universitet har utvecklat ett ramverk som gör det möjligt för byggaktörer att återbruka bärande konstruktionselement på ett säkert sätt. På så vis sparas resurser och byggsektorns klimatpåverkan minskar.
Kjartan Gudmundsson, avdelningschef för hållbart byggande vid KTH:s skola för arkitektur och samhällsbyggnad, ser studien som ett viktigt steg mot cirkulärt byggande och en mer hållbar byggsektor.
– Att återanvända betong är ett av de mest effektiva sätten att minska utsläppen. Vårt ramverk ger projektörer och ingenjörer verktyg för att fatta välgrundade beslut, minska avfall och föroreningar och låta materialen leva längre, vilket är kärnan i den cirkulära ekonomin, säger Kjartan Gudmundsson.
I dag är återbruk av prefabricerad betong förknippat med betydande osäkerheter. Regelverk och standarder är i huvudsak utformade för ny betong, och eftersom det saknas tillförlitliga riktlinjer är återbruk riskfyllt.
Data från två demonterade byggnader i Sverige och Finland har legat till grund för tusentals datorsimuleringar. Med hög precision har forskarna kunnat förutsäga betongens livslängd under olika förhållanden, exempelvis när den återanvänds inomhus respektive utomhus, eller med eller utan reparationsåtgärder. För att bedöma riskerna vägde forskarna även in resultat från forskning och mätningar av karbonatisering och korrosion i nordiska förhållanden.
De probabilistiska prognoserna är mer tillförlitliga eftersom de är funktionsbaserade, säger studiens huvudförfattare Arlind Dervishaj, doktorand vid KTH. Det innebär att prognoserna bygger på verkliga mätningar av betongens skick efter flera decenniers användning och exponering – inte bara på generella tumregler.
Studien ger också nya insikter i hur luftfuktighet och ökande koldioxidhalter kan påverka och påskynda den naturliga karbonatiseringen av betong.
- Det här är särskilt viktigt att ta hänsyn till när betong återbrukas och exponeringsförhållandena förändras, säger Arlind Dervishaj.
Karbonatisering minskar betongens skyddande alkalinitet och kan leda till att armeringsstålet börjar korrodera. Det kan till exempel ske om ett betongelement som tidigare suttit i en torr inomhusmiljö flyttas till en fuktig utomhusmiljö.
Studien visar också vilken skillnad ytbehandlingar och riktade reparationer kan göra. Genom att använda vattenavvisande ytskikt eller silikonbaserade behandlingar kan korrosionshastigheten minska med upp till 70 procent. Det fördröjer uppkomsten av sprickor och gör att konstruktionen kan behålla sin bärförmåga och livslängd i flera decennier.
Även efter många decenniers användning kan betongelement renoveras och återanvändas på ett säkert sätt, förutsatt att deras skick bedöms noggrant och att rätt åtgärder vidtas, konstaterar studien.
- Studiens styrka ligger i det integrerade angreppssättet. Tidigare standarder har ofta utgått från att betongens livslängd är förbrukad när karbonatiseringen når armeringen. Den nya forskningen går längre genom att modellera både inledande och fortskridande korrosionsfaser samtidigt som man tar hänsyn till lagringstid, förändrade exponeringsförhållanden och reparationer, säger Arlind Dervishaj.
Arbetet är ett viktigt bidrag till utvecklingen av en nationell standard för återbruk av prefabricerade betongelement, säger Kjartan Gudmundsson, avdelningschef vid avdelningen för hållbart byggande vid KTH:s skola för arkitektur och samhällsbyggnad.
Det handlar bland annat om håldäck, massiva bjälklag, balkar och pelare, dubbel‑T‑balkar, väggar och trappor. Både Kjartan Gudmundsson och Arlind Dervishaj ingår i Svenska Institutet för Standarders kommitté för återbruk av prefabricerade betongprodukter.
David Callahan