Alternativa bindemedel

Alternativa bindemedel
Erik Viggh
Cementa Utveckling
Doktorand Umeå universitet
OPC engelsk förkortning för Ordinary Portland Cement
■ Våra produkter
■ Tillverkas i roterugn
■ Råmaterial
– Kalksten, märgelsten, sand, bauxit, Fe- och Al-bärare för att justera kemin
■ Klinkern bildas vid 1450 °C
■ Fördelar
– Används idag i de flesta betongsorter och miljöer
– Regelverk och standarder
– Logistik
■ Nackdelar
– Energintensiv och stort CO2 avtryck
– Beständighet
Slide 2 - 06/02/2015
Name of presentation - author
Dagens alternativ till Portlandcement
■ Aluminatcement
■ Sulfoaluminatcement
■ Geopolymerer
Applikationer
Klimatsmarta
Beständiga
Användbara
Nischprodukter
Slide 3 - 06/02/2015
Name of presentation - author
Alternativa cement
■ Sulfoaluminatcement
– Tillverkas i roterugn
 Används idag mestadels som tillsats i reparationsbetonger, murcement och kallas
den ”tredje cementsorten” i Kina
 Råmaterial kalksten, bauxit och anhydritgips
 Klinkerbildning vid 1250 - 1350 °C
■ Aluminatcement
– Tillverkas i roterugn
 Används i kakelugnar, rökgasledningar, flytspackel och torrprodukter
 Kalksten, märgelsten och bauxit
 Klinkern bildas vid 1450 °C
Slide 4 - 06/02/2015
Name of presentation - author
Geopolymerer eller SiAlCem
■ Vid härdningen bildas ett gitter bestående av aluminatsilikathydrat.
■ Fördel
– Sulfatbeständighet och lägre CO2 avtryck
■ Nackdel
– Krav på råmaterial
– Kemikaliehantering
+
Flygaska, slagg
Reaktiva leror
Slide 5 - 06/02/2015
Name of presentation - author
+
NaOH
Vattenglas
Aktivator
=
Geopolymer
Nya byggprocesser
Nya tillverkningsprocesser
Historiken
Restmaterial
Miljökrav
Slide 6 - 06/02/2015
Name of presentation - author
Människan
Celitecement
■ Produceras genom att först autoklavera kalk och sand vid 180°C
och 12 bar och sen finmalning för att aktivera reaktivitet
■ Innehåll
– Kalcium hydrosilikater
■ Fördelar
– Potential för ~ 50 % CO2 besparing
– Liknar kända cementsorter
■ Nackdelar
- Steget från pilotplant till fullskala osäkert
- Investeringskostnad och kapacitet
- Råmaterial tillgång är svår
Slide 7 - 06/02/2015
Name of presentation - author
■ Bindemedel baserad på wollastonite (CaSiO3)
– Tillverkas i roterugn
– Anpassat för elementtillverkning
– Hårdnar i CO2 atmosfär
■ Fördelar
– Potentiell CO2 besparing > 60 % och snabb hållfasthetstillväxt i kontakt med
CO2 gasen
– Härdning i rumstemperatur och tryck
■ Nackdelar
– Endast för elementindustrin
– Kostnader för CO2 logistik och arbetsmiljö
– Råmaterial och kvalitetskrav på CO2 gas
Slide 8 - 06/02/2015
Name of presentation - author
Novacem
■ Baserad på Mg-haltiga mineraler
– Olivin (MgFe)2SiO4 eller serpentin (MgFe)3SiO5(OH)2
– Tillverkningskoncept med låg temp 180 – 700 °C men högt tryck
■ Består av
– Blandning av MgO och hydratiserat magnesium
■ Fördelar
– Minska CO2 > 60 % och med förnybart bränsle 100 %
■ Nackdelar
– Stort utvecklingsbehov av processen
– Gjutbarhet och beständighet
– Krav på råmaterialkvalité
– Processkapacitet
■ Finansiering
– Konkurs 2012
Slide 9 - 06/02/2015
Name of presentation - author
Novacem processen
Fe
Gas
Sten
Mg-Si-Fe
Reaktor
180 °C
> 5 atm
Kvarn
CO 2 Skrubber
CO2
Mg karbonat hydrat + MgCO3 + SiO2
Gas
Ugn
Kalcinering 700 °C
Separator
MgO
Rest Si
SiO2
Mg karbonathydrat
Fe-Si
Novacem
Slide 10 - 06/02/2015
Name of presentation - author
Mixer
Utmaningar i framtiden
■ Kan dessa ersätta 3 miljoner ton OPC varje år?
■ Hur mycket kommer framtida CO2 avtrycket bli?
■ Kostnader vem betalar?
■ Typgodkännande tar tid
■ Beständighet över lång tid
■ Tillverkning och miljö