Omställningar då och nu
Det går knappast att överskatta cementens och betongens betydelse för den svenska energiförsörjningen. Betongen som byggmaterial var en förutsättning för den stora utbyggnaden av vattenkraften, sedan kärnkraften och nu vindkraft. Materialkraven från dessa satsningar innebar också utveckling av ny typ av cement.
En fördel med betong är att den går att använda för konstruktioner både ovan och under vatten. Dessa egenskaper skulle komma mycket väl till pass när vattenkraften började byggas ut i Sverige kring sekelskiftet 1900. Fram till dess användes främst jord, trä och sten som byggnadsmaterial till mindre dammbyggnader. Men för de stora kraftverk som nu planerades förslog inte dessa material. För att kunna utnyttja större fallhöjder krävdes större och högre dammar. Då framstod betong som ett bra och kostnadseffektivt byggnadsmaterial.
I USA hade man redan 1872 färdigställt världens första moderna betongdamm – Boyds Corner Dam. Den byggdes strax norr om New York City och skulle förse staden med vatten. Även Europas första betongdamm blev klar detta år – Barrage de la Maigrauge i Schweiz.
I Sverige började man runt 1890 använda betong inom vattenkraften, då i maskinhus och tilloppskanaler. Den första svenska dammen i betong uppfördes 1896–1897 vid Avesta Lillfors kraftverk. Dammen var i drift ända fram till 1980, då den revs tillsammans med kraftverket och ersattes med en ny anläggning. 1897 byggdes också Kvarnsvedens kraftstation i Dalälven för att förse det närliggande pappersbruket med el.
I början av 1900-talet fick armerad betong sitt genombrott, vilket fick stor betydelse för vattenkraftsutbyggnaden. Sveriges första damm av armerad betong uppfördes 1907–1910 av Stora Kopparbergs Bergslag (eller enbart Stora som bolaget heter i dag) i samband med ett kraftverksbygge vid Bullerforsen i Dalälven. Även denna damm var i bruk fram till 1980-talet.
Ny typ av cement
I början av 1920-talet började man dock ifrågasätta om betongen var så lämplig för vattenkraftsdammarna. Det hade nämligen uppstått ganska omfattande skador på ett stort antal dammar och maskinhus. Efter undersökningar visade det sig att det främst var konstruktioner med cementfattig betong som hade skadats.
1924 bildade därför Kungliga Vattenfallsstyrelsen (numera Vattenfall), Skånska Cement och Skånska Cementgjuteriet en kommitté för att utreda orsakerna till skadorna. Utredningen visade att det var genomsipprande vatten som orsakade att betongen lakade ur. Nu inleddes en period av intensiv forskning för att utveckla en speciell betong för vattenbyggnad. Det gjordes bland annat försök med högre cementhalt. Betongens förmåga att motstå vattengenomträngning visade sig bli betydligt bättre med högre cementhalt. Det fanns dock andra nackdelar – gällande cementens värmeutveckling – som måste åtgärdas.
Problemet kunde lösas antingen genom ny byggteknik eller genom att utveckla nya cementsorter. En sådan ny cement var Limhamns LH-cement. Med tiden blev denna cement den mest använda cementen under den svenska vattenkraftsutbyggnaden.
I början av 1960-talet började betongdammarna ersättas med jord- och stenfyllningsdammar. Under nästa årtionde upphörde den storskaliga vattenkraftsutbyggnaden då ett antal älvar skyddades från att regleras. Detta innebar i sin tur att efterfrågan på Limhamns LH-cement sjönk drastiskt. I slutet av 1970-talet upphörde tillverkningen.
Cement för kärnkraft
Under 1950- och 1960-talen ansågs kärnkraften, eller atomkraften, vara framtidens energikälla. Den var ren som vattenkraften men satte inte lika stora spår i naturen. När Vattenfall planerade för kärnkraftverket i Ringhals, som började byggas 1969, aktualiserades frågan om en ny cement som hårdnade långsamt. Limhamns LH-cement ansågs inte uppfylla kraven. Vattenfall lät därför utföra provningar med Gullhögens LH-cement, som sedan modifierades efter Vattenfalls specifikationer.
Den nya cementen fick beteckningen Gullhögen ELH, där ELH stod för ”extra långsamt hårdnande”. Med denna cement gick det att gjuta grova konstruktioner utan besvärande sprickbildning. Men den mycket långsamma hållfasthetstillväxten orsakade dock en del problem vid gjutning i kallt väder. Under 1970-talet gick Gullhögen EHL samma öde till mötes som Limhamn LH tidigare gjort, och produktionen upphörde.
Cement för framtidens energikälla
Om kärnkraft var framtidens energi på 1960-talet är vindkraften numera det framtida hoppet för en fossilfri energianvändning. Vindkraften är både i Sverige och internationellt ett av de snabbast växande energislagen. Och även för vindkraftverk har cement och betong en central betydelse.
För att få ett vindkraftverk på plats är det många faktorer som först måste lösas, till exempel byggandet av fundament – oavsett om vindkraftverket ska stå på land, ”near shore” (bottenfixerade) eller ”offshore” (flytande), som är den senaste tekniken.
Det finns generellt två grundläggande typer av fundament för vindkraft på land: gravitationsfundament och bergfundament. Den vanligaste typen är gravitationsfundament, men båda är stora betongkonstruktioner som agerar motvikt till vindkrafterna. Utanför Piteå uppförs 2019–2021 fundamenten för en av Europas största vindkraftsparker, Markbygden. Fullt utbyggt kommer här att finnas upp till 1 101 vindkraftverk. I varje fundamentgrop gjuts omkring 550 kubikmeter betong.
Även de vindkraftverk som uppförs ”near shore” kan ha gravitationsfundament i betong (i motsats till monopile-metoden där ett rör pålas eller borras ned i botten och som tornet sedan monteras på). Gravitationsfundament står på havsbotten och håller fast vindkraftverket med sin egen vikt. Exempelvis används gravitationsfundament i de svenska projekten Lillgrund och Kårehamn.
Nu flytande vindkraftverk
En teknik som börjat utvecklas under senare år är flytande vindkraftverk. Fördelen med dem är att de inte är lika störande som kraftverken närmare land, och inte minst att det blåser mer ute till havs. Många länder har dessutom bara tillgång till djupt vatten. 2017 togs världens första kommersiella flytande vindkraftspark i drift i Skottland – Hywind Scotland – och våren 2021 planeras världens största flytande vindkraftspark. Det är det norska försöksprojektet Hywind Tampen i Nordsjön, som kommer att bestå av elva 88 MW starka vindkraftverk installerade på flytande betongfundament. Bakom båda projekten står Equinor – tidigare Statoil.
Enligt en rapport från internationella energirådet IEA har havsbaserad vindkraft – både flytande och bottenfixerad – potential att generera elva gånger mer energi än världen behöver vilket kräver enorma investeringar. Det blir en spännande framtid.
(Skribent: Karin Jansson Myhr - ”Cement i 150 år” bygger på research och texter av Centrum för Näringslivshistoria, gjorda på uppdrag av Cementa.)
