Pernille Erland Jensen viser mine tailings, foto: Mikal Schlosser.

Knust mineaffald kan erstatte cement

onsdag 28 nov 18

Kontakt

Pernille Erland Jensen
Lektor
DTU Byg
45 25 22 55

Positiv klimaeffekt

Beregninger fra DTU Management viser, at det har en positiv effekt på udledningen af CO2, selv hvis mineaffald som cementerstatning transporteres over store afstande. Energiforbruget ved cementproduktion er så stort, at man kan transportere et ton materiale med skib cirka 20.000 km, før det overstiger CO2 udledning fra cementproduktion. Beregningerne er baseret på et gennemsnit for ocean og ’inland’ skibstransport. Uden inland så er tallet omkring 60,000 km.

Oprensning af mineaffald

Oprensning af mineaffald før det udnyttes som komponent i beton kan foretages med en række metoder, som elektrokemisk rensning og vask. En fremtidig udvikling og analyse af forskellige oprensningsmetoder skal afklare, om den økonomiske og miljømæssige gevinst, som gør det attraktivt at udnytte mineaffaldet, eksisterer på trods af forarbejdningen. Derudover ønsker forskerne at inddrage endnu flere forskellige tailings i analysen for at underbygge det statistiske grundlag for deres konklusioner yderligere.

Forskningen i mine tailings foregår i nye laboratorier for geologi, geoteknik og cirkulært byggeri på DTU Byg.

Mineaffald kan erstatte op mod 10 procent af cementen i beton, uden at det går ud over materialernes styrke.

Bjerge af mineaffald verden over venter på at genopstå som betonbyggeri. Ny forskning på DTU Byg viser, at op mod 10 procent af cementen i beton kan erstattes med såkaldte mine tailings, der er resterne af knust malm efter udvinding af metaller og indholdsstoffer. Udnyttelsen af mine tailings kan give et markant bidrag til at nedbringe udledningen af drivhusgasser fra produktion af cement, som tegner sig for fem procent af menneskers udledning af CO2.

”Vi har gennemført fysiske og mineralogiske analyser af mine tailings fra miner over hele verden. Resultaterne viser, at et stort udsnit af prøverne har et rigtig godt potentiale for at kunne erstatte op til ti procent af cementen i beton, mens andre har egenskaber, der gør, at de kun kan anvendes som fyldstof,” siger Pernille Erland Jensen, lektor på DTU Byg.

Industrien har brug for nye materialer

Forskningen i anvendelse af mine tailings får opbakning fra Dansk Byggeri, hvor konsulent Anne Rosenkilde Lajer betegner projektet som stærkt relevant for den danske byggeindustri, som har brug for nye innovative materialer, der kan bruges som tilsætningsstoffer i beton.

"Mine tailings er deponeret i så store mængder, at anvendelsen af dem på globalt plan kan gøre en mærkbar forskel på klimaaftrykket fra byggebranchen"
Pernille Erland Jensen, lektor på DTU Byg

Pernille Erland Jensen fremhæver, at udnyttelsen af mineaffald ikke alene er attraktiv på grund af råvarernes egenskaber i beton, men også fordi de kan løse miljøproblemer fra mineaffald og reducere CO2-udledningen fra produktion af cement.

”Det interessante med de her mine tailings er, at de er deponeret i så store mængder, at anvendelsen af dem på globalt plan kan gøre en mærkbar forskel på klimaaftrykket fra byggebranchen, fordi vi nedbringer mængden af cement, som bruges, når tailings kan være et erstatningsprodukt i betonproduktionen,” siger Pernille Erland Jensen.

Test af mineaffald fra hele verden

Mekaniske test af tailings fra miner over hele verden, som er udført på DTU Byg, har dokumenteret, at en stor andel af verdens mineaffald kan bruges i beton, uden det går ud over styrken. Men før mine tailings kan anvendes, er der behov for mere viden om materialernes kemiske egenskaber, og om de udgør en risiko for forurening af miljøet.

Forskningsassistent Anne Mette Tholstrup Simonsen har i et nyt studie undersøgt kemien, både i de rå mine tailings og når materialet indgår i beton. Undersøgelserne er udført på mine tailings fra 13 forskellige miner over hele verden.

”Analyser viser, om vi kan anbefale, at nogle mine tailings bliver brugt umiddelbart, eller om de skal renses, før de tilføres i beton. Vi har testet, om tungmetaller efterfølgende vil forekomme i for høje koncentrationer, og om de vil udvaskes fra beton, hvis den kommer i kontakt med vand. Vi har både undersøgt udvaskning fra hele stykker af betonen og mindre korn, hvor vi knuser betonen, så vi ved, hvordan beton fra en nedrevet bygning opfører sig, hvis det f.eks. bruges som vejfyld,” siger Anne Mette Tholstrup Simonsen.

Forskningen bliver udført i nye laboratorier på DTU Byg og skal indgå i EU-projektet e.THROUGH, hvor en række virksomheder og universiteter indgår samarbejde om udnyttelse af mine tailings. Derudover vil forskerne tage resultaterne med i et samarbejde i DTU's strategiske partnerskab Nordic 5 Tech, hvor der er mulighed for at trække på de andre nordiske landes lange erfaring med mineindustri. Endelig vil forskerne også bringe den nye viden med i partnerskabet EIT Rawmaterials, som består af 190 ledende virksomheder, universiteter og forskningsinstitutioner fra 20 lande i EU.