Examensarbete jämför kalcinerad lera med flygaska i cement

Nicholas Kwiatkowski och Dennis Moberg från KTH jämför i sitt examensarbete användningen av kalcinerad lera med flygaska genom att ersätta varierande grad av portlandcement för att bedöma lerans potential. Målet är att finna ett optimalt ersättningsförhållande baserat på olika nivåer av ersättning och härdningsålder.

Bakgrunden till examensjobbet är att cement- och betongindustrin måste minska sitt koldioxidavtryck. Ett sätt att göra det är att öka andelen tillsatsmaterial i cementet, men det behövs även nya typer av tillsatsmaterial.

De vanligaste tillsatsmaterialen är flygaska och masugnsslagg, men tillgången på dem beräknas minska framgent när energisektorn minskar sitt beroende av kol och stålindustrin ställer om till fossilfri produktion. Därför behöver man hitta nya tillsatsmaterial utan att kompromissa med produktkvaliteten.

Det är i detta sammanhang som Nicholas och Dennis examensarbete kommer in.

Så genomförs testerna

Nicholas och Dennis har under våren gjutit betongkuber med olika andelar inblandning av kalcinerad lera: 15%, 25%, 35%, 45% och 60%. Totalt har det blivit 12 kuber per recept/nivå.

Dessa kuber får sedan härda och vid olika åldrar (1 dag, 7 dagar, 28 dagar och 56 dagar) provtrycks de för att jämföra hållfastheten med referensbetongen: ett recept med ren Portlandcement och en serie med vanlig flygaska inblandad i samma proportioner som det nya materialet.

– Kuberna med leran har efter 56 dagar liknande hållfasthet som referenskuberna med 15% och 25% inblandning. Vid 28 dagar är hållfastheten något lägre. Det man bör undersöka vidare, som vi kan se nu, är 25–35% inblandning av lera. Det ser intressant ut, berättar Nicholas och Dennis.

– Vid 45% inblandning och uppåt så ser hållfastheten visserligen bra ut, men bearbetbarheten är mycket sämre då leran tar upp väldigt mycket vatten.

Har lärt sig mycket

De berättar vidare att examensarbetet flutit på mycket bra. När de jämför med sina studiekamrater som gör andra typer av examensjobb tycker de att de har lärt sig mer:

– Absolut. Våra kamrater verkar ha gjort mer teoretiska arbeten. Vi har ju också fått göra något praktiskt och har dessutom fått lära oss att gjuta betong. Det har varit roligt och stimulerande. Vi har fått en praktisk förståelse av materialet, fyller de båda i.

Den svåra delen var att lära sig cementkemin, men trots det tycker de arbetet gått snabbt och smidigt.

–  Alla har varit väldigt hjälpsamma och det är en bra arbetsmiljö så vi har trivts bra. Vi blir kanske inte forskare inom cement, men vi kommer ha nytta av detta som framtida konstruktörer.

Vill du göra exjobb hos oss? Anmäl intresse här

Korta fakta

• Namn: Nicholas Kwiatkowski och Dennis Moberg
• Handledare: Anders Selander, projektledare FoU på Heidelberg Materials Cement
• Utbildning: Högskoleingenjör inom byggteknik och design (KTH).
• Framtid: Göra klart exjobbet sedan får vi se
• Den kalcinerade leran kommer från Kunda i Estland