Øget kompatibilitet med beton

Med klimaaftalen fra Paris, der blev vedtaget i december 2015 og ratificeret af næsten 200 lande til dato, forpligtede mange af verdens nationer sig i henhold til international lov til at begrænse den globale opvarmning til 1,5 °C over det førindustrielle niveau og til løbende at reducere de nationale drivhusgasudledninger.

Det langsigtede mål er at opnå klimaneutralitet i anden halvdel af dette århundrede. I Tyskland er datoen for dette mål faktisk 2045 i henhold til en resolution vedtaget af den føderale regering. Men det kræver meget af industrien, især fordi de underliggende betingelser er blevet meget vanskeligere i de sidste tre år i kølvandet på den globale coronaviruspandemi og ikke mindst på grund af eskalerende prisstigninger efter Ruslands angreb på Ukraine, en handling, der er i strid med international lov.

Måder at reducere CO2-udledningen på

Ikke alle industriområder er lige udfordrede. Det er ingen hemmelighed, at virksomheder, der forårsager særligt høje CO₂-udledninger på grund af deres produktionsaktiviteter, står over for en særlig vanskelig opgave. Til denne gruppe hører cementproducenter, fordi den kalcineringsproces, der er nødvendig for at producere Portlandcementklinker, stadig er ansvarlig for en stor del af den globale CO₂-udledning, ikke mindst fordi fremstillingsprocessen er særlig energiintensiv.

Selv hvis processen udelukkende kunne baseres på vedvarende energi, vil afsyringen af kalkstenen under kalcineringsprocessen stadig frigive en betydelig mængde CO₂. En mulig delvis løsning ligger i brugen af klinkereducerede cementer, som er kommet på markedet i stadigt stigende mængder i nogen tid nu. De har faktisk et betydeligt lavere CO₂-fodaftryk - men de ændrer også betonens egenskaber. Men - som vi rapporterede i MC aktiv 3/2021 - brugen af særlige betontilsætningsstoffer kompenserer langt hen ad vejen for sådanne effekter.

Udfordringer for producenter af præfabrikeret beton

For producenter af præfabrikeret beton giver brugen af klinkerreducerede cementer i deres betonformuleringer visse specifikke udfordringer: Processen med tidlig styrkeudvikling forsinkes, hvilket forlænger afformnings- eller udstøbningstiden. Denne længere tid i forskallingen betyder lavere produktion af præfabrikerede betonvarer og -komponenter, hvilket igen fører til en reduktion i udbytte og rentabilitet. Men betonformuleringer med CEM I-cementer udgør også yderligere udfordringer for producenter af præfabrikerede betonelementer på baggrund af hurtigt stigende råvare- og energiomkostninger. Den tidlige styrke af præfabrikerede betonvarer fremskyndes ofte ved at opvarme betonen, selv når der anvendes CEM I-cementer, f.eks. med opvarmede forme, varmeblæsere eller varmekamre. Dette kræver dog en stor mængde termisk energi - en enorm omkostningsdriver i betragtning af den nuværende dramatiske stigning i energipriserne. Desuden er der allerede annonceret prisstigninger på omkring 40-50 % for cement fra begyndelsen af 2023. Konventionelle fremstillingsprocesser er således ved at blive så omkostningstunge, at enhver mulighed for at optimere produktionen må være værd at undersøge for enhver virksomhed, der ønsker at forblive konkurrencedygtig på dette område.

Omkostningsbesparende nytænkning påkrævet

"De største udfordringer på præfabrikeringsmarkedet i øjeblikket er de stadigt stigende omkostninger til cement og GGBS (Ground Granulated Blast-furnace Slag) fyldstoffer. Begge produkter er steget i pris med ca. 50 % i Irland i løbet af 2022," bemærker Steve McCormack, administrerende direktør for MC-Building Chemicals Ireland. "Energiomkostningerne er også steget drastisk, og de stigende brændstofpriser har igen fået transportomkostningerne til at stige meget kraftigt." Så for at forhindre, at priserne eksploderer ud af kontrol, er der brug for nye måder at reducere produktionsomkostningerne på - herunder brugen af moderne betontilsætningsstoffer fra MC-Bauchemie som dem i MC-FastKick-produktfamilien. Denne nye generation af hærdningsacceleratorer sikrer ikke kun kortere hærdningstider i vinterbyggeri, men også stærkt reducerede cyklustider i præfabrikeringsanlægget.

Hurtigere afformning med MC-FastKick hærdeaccelerator

Med MC-FastKick har MC-Bauchemie udviklet en helt ny produktfamilie af hærdeacceleratorer, hvor CS-faserne er stabiliseret med polycarboxylatethere. Denne idé, der er baseret på et patent fra MBCC, er blevet forfinet med den nyeste MC-polymerteknologi, hvilket sikrer effektiv fastholdelse af det indledende sætmål og accelereret hærdning af betonen samt hæver betonens ydeevne en klasse op.

Hærdningsacceleratorer som MC-FastKick-produkterne muliggør høje tidlige styrker ved at inducere en mekanisme, der accelererer hærdningsprocessen betydeligt, samtidig med at betonen får meget gode bearbejdelighedsegenskaber. Dette bekræftes også af Martin Struk, betonekspert i afdelingen Concrete Industry (CI) hos MC-Slovakia: "Vi bruger i øjeblikket MC-FastKick hos fire kunder og anser det for at være den bedste hærdningsaccelerator, der findes. Kun med MC-FastKick kan vi opnå et styrkeniveau på 30 N/mm² efter 7,5 timer. Vi får også et bedre afrensningsresultat og meget pænere betonoverflader."

De særlige PCE-polymerer, som MC har udviklet til MC-FastKick hærdeacceleratoren, har en positiv effekt på krystalvæksten af calciumsilikathydratfaserne i betonen. Det fører til en betydelig stigning i krystalliseringshastigheden og dermed til væsentligt højere tidlige styrker uden at påvirke de øvrige betonegenskaber negativt. MC-FastKick er derfor ikke kun velegnet til brug i betonfabrikker, men også overalt, hvor der er behov for at forkorte hærdetiden.

Hurtig hærdning for CEM I, II og III med hærdningsacceleratorer

Accelerationseffekten afhænger i høj grad af reaktiviteten af den anvendte cementtype. Vicente Diago, CI-betonteknolog hos MC-Bauchemie Spanien, kommenterer: "Cementproducenter forsøger at skifte fra type I-cementer til mere miljøvenlige cementer, hvilket fører til længere afforskallingstider på grund af de lavere startstyrker. For at kompensere for denne negative effekt viser betonproducenterne stor interesse for vores MC-FastKick hærdningsacceleratorer." Perioden med maksimal accelerationseffekt ligger i intervallet seks til tolv timer for CEM I, ca. otte til 16 timer for CEM II og ca. ti til 20 timer for CEM III.

Mange fordele for producenter af præfabrikeret beton med MC-FastKick hærdeaccelerator

Betonfabrikker, der bruger deres forskalling to til tre gange, dvs. producerer døgnet rundt, opvarmer enten deres forskalling eller bruger varmekamre til at fremskynde hærdningen. Brug af MC-FastKick hærdeacceleratorer betyder, at opvarmningstemperaturerne - og dermed energiomkostningerne - kan reduceres. Disse tilsætningsstoffer har også en anden positiv sideeffekt: PCE-teknologien, der er inkorporeret i formuleringen, giver anledning til en håndgribelig forbedring af flydendegørelsen og et forbedret fald uden at påvirke afstivningsadfærden. Det betyder, at mængden af superplastificeringsmiddel eller vandindholdet kan reduceres, hvilket igen bidrager til yderligere at reducere omkostningerne og beskytte miljøet.

MC-FastKick hærdeacceleratorer gør det således muligt for betonproducenter fra både præfabrikerings- og færdigbetonindustrien at producere hurtigere og mere fleksibelt, hvilket øger produktionen og reducerer produktionsomkostningerne. Sidst, men ikke mindst, er disse producenter straks i stand til bedre at opfylde deres CO₂-reduktionsmål. En ægte win-win-situation for producenter, forbrugere og - ikke mindst - miljøet.