Ny forskning i Sverige och Finland visar att livslängden för använd betong kan förlängas med ytterligare 50 till 100 år när den används i ny byggnation.
Att producera och använda ny betong står för upp till 9 procent av de globala koldioxidutsläppen. Återanvändning av prefabricerade byggnadsdelar minimerar avfall, minskar utsläpp och bevarar materialvärde.
Ett team från KTH Kungliga Tekniska Högskolan och Tammerfors universitet har utvecklat en metod som gör det möjligt för byggare att återanvända strukturella element med förtroende, vilket sparar resurser och minskar byggsektorns klimatpåverkan.
– Återanvändning av betong är ett av de mest effektiva sätten att minska utsläpp. Vår metod ger designers och ingenjörer verktyg för att fatta välgrundade beslut, minska avfall och föroreningar, och hålla material i bruk längre — vilket ligger i kärnan av cirkulär ekonomi, säger Kjartan Gudmundsson, chef för avdelningen för hållbara byggnader vid KTH:s Skola för arkitektur och samhällsbyggnad.
Resultaten publicerades i tidskriften Materials and Structures.
Återanvändning av prefabricerad betong har tidigare varit begränsad på grund av brist på pålitliga utvärderingsmetoder. Reglerna är utformade för ny betong och tydlig vägledning för återanvändning saknas.
Med data från två demonterade byggnader i Sverige och Finland genomförde forskarna tusentals datasimuleringar som de menar gör det möjligt att noggrant förutse betongens livslängd under olika scenarier, till exempel inomhus- eller utomhusbruk, med eller utan reparationer. De har också tagit hänsyn till år av forskning och mätningar av karbonatisering och korrosion i nordiska förhållanden.
– Dessa probabilistiska prognoser är mer tillförlitliga eftersom de är prestationsbaserade och använder verkliga mätningar av betongens skick efter flera decenniers användning, inte bara generella regler, säger Arlind Dervishaj, huvudförfattare och doktorand vid KTH.
Studien ger också nya insikter om hur fukt och ökade CO₂-nivåer kan påverka och påskynda den naturliga karbonatiseringsprocessen. – Detta är särskilt viktigt att beakta när exponeringen förändras vid återanvändning, säger Dervishaj. Karbonatisering minskar betongens skyddande alkalinitet och kan leda till korrosion av armeringsstål, till exempel om en betongplatta flyttas från en torr inomhusmiljö till en fuktig utomhusmiljö.
Studien visar även vilken effekt ytskikt och riktade reparationer kan ha. Behandling med vattenavvisande eller silikonbaserade beläggningar kan minska korrosionshastigheten med upp till 70 procent. Detta förlänger tiden innan de första sprickorna uppträder och säkerställer strukturell integritet under flera decennier, enligt studien.
Även efter många års användning kan betongelement renoveras och återanvändas säkert, förutsatt att deras skick bedöms och lämpliga åtgärder vidtas.
– Styrkan i studien är dess integrerade metod. Tidigare standarder antog ofta att livslängden var över när karbonatiseringen nådde stålet. Den här forskningen går längre genom att modellera både initiala och pågående korrosionsfaser, inklusive lagring, förändrade exponeringar och reparationer, säger Dervishaj.
Arbetet är ett bidrag till att utveckla en nationell standard för återanvändning av prefabricerade betongelement, säger Gudmundsson. Elementen inkluderar håldäck, massiva plattor, balkar och pelare, dubbel-T-plattor, väggar och trappor. Både Gudmundsson och Dervishaj ingår i SIS-kommittén för återanvändning av prefabricerade betongprodukter.
