Sement produseres med høy varme, noe som krever mye energi. Selve produksjonen frigjør også mye CO₂.

– Kalkstein males til fint pulver og brennes på 1460 grader for å lage nye sementmaterialer. CO₂ frigjøres fra kalksteinen allerede på cirka 900 grader, forteller Stefan Jacobsen, professor ved institutt for konstruksjonsteknikk ved NTNU.

Pozzolaner

Pozzolaner, tilsetningsstoff som delvis erstatter sement, reduserer betongens CO₂-avtrykk. I Norge brukes i all hovedsak tre typer industrielle pozzolaner: Flyveaske fra kullfyrte kraftverk, råjernslagg fra stålproduksjon og silikastøv fra silisium.

– Sement som blandes med vann blir hardt og får lang levetid. Det blir «Man made rock», sier professoren.

Det samme skjer ikke når vann kun blandes med pozzolaner, men pozzolanene kan redusere mengden sement.

– Flyveaske og slagg må brukes sammen med sement for å lage betong, understreker han.

Mangler standarder for AAM

Ifølge Tor Arne Martius-Hammer, seniorforsker ved SINTEF Community, kan «alkali-aktivert sement» være alternativ til kalkbasert sement. Da reagerer materiale som flyveaske eller slagg med en aktivator, for eksempel lut, til å skape en ny sement: alkali-aktivert materiale (AAM).

Utfordringer alkali-aktivert sement må overkomme, er historikk og sedvane. Portlandsementens historie strekker seg 200 år bakover i tid, og ble patentert i England allerede i 1824. Den er derfor et velprøvd materiale.

– Det finnes enormt med erfaring basert på portlandsement, og som tilgjengelige standarder for å prosjektere armerte betongkonstruksjoner er basert på. Det samme finnes ikke ennå i tilstrekkelig grad for alkali-aktivert sement. Derfor har få våget å prøve det ut på armerte betongkonstruksjoner, sier Hammer.

Det finnes imidlertid firma som prøver å produsere sement uten tradisjonelle bindemidler. Blant annet et norsk firma som leverer AAM for produksjon av belegningsstein med sement laget av gruveavfall.

– Dette er et pilotprosjekt. Belegningsstein har helt andre kravspesifikasjoner enn til betongkonstruksjoner som bruer og bygninger. Derfor er det enklere å ta dette i bruk her, sier Hammer.

Lavkarbonbetong med gode egenskaper

Mens AAM er lite brukt, er det ikke uvanlig med lavkarbonbetong der pozzolaner delvis erstatter portlandsementen. Lavkarbonbetong krever en litt annen håndtering, blant annet med andre krav til herding om vinteren, men kan også vise til egenskaper som overgår den til ordinær betong.

– Lavkarbonbetong med slagg kan fungere bedre til bruk i kjemisk aggressive miljø. Med flyveaske er den også bedre til massive betongkonstruksjoner på grunn av kravene til herdevarme, sier Jacobsen.

Lagre CO₂ i betongen

Sementproduksjon slipper ut mye CO₂. Samtidig kan betong lagre CO₂. Det kan for eksempel gjøres ved å bruke trekull som tilslag.

– Med pyrolyse kan rivningstre brennes til trekull uten bruk av oksygen. CO₂ som ble tatt opp i treet før det ble prosessert, lagres deretter i betongen, sier Hammer.

Gruveavfall med en mineralsk sammensetning som reagerer med CO₂ også kan brukes som tilslag.

– Det kan være snakk om å lagre store mengder CO₂, men dette er foreløpig umoden teknologi, sier Hammer.

En annen og enklere mulighet, er å benytte gammel betong til å lagre CO₂.

– I prinsippet kan gammel betong knuses og brennes for å få råmateriale til ny sement. Men det kan være enda bedre å knuse betong og la den ta opp CO₂ i for eksempel gabioner eller veifyllinger. Her er det bare å være kreativ, så lenge man er Obs på muligheten for eventuell avrenning, sier Jacobsen.

Måten betong «spiser» CO₂ på kalles karbonatisering. Kalksteinen består for det meste av kalsiumkarbonat. I prosessen med å lage sement, er dette blitt til kalsiumoksid. Når vann i porene i betongen reagerer med CO₂, som igjen reagerer med kalsiumoksidet, starter en prosess som ender opp med ny kalsiumkarbonat. Altså samme stoff som i kalksteinen før den ble brent til sement.

Lagre CO₂ som tilslag

Knust betong kan også gjenbrukes som tilslag i ny betong. Men mens uttak av naturlig tilslag ofte er kortreist i forhold til betongfabrikken, må knust betong mellomlagres et sted.

– Det kan være utfordrende å få til, og er ikke alltid realistisk eller økonomisk. I mange tilfeller vil det være mer lønnsomt å bruke knust betong som fyllmateriale enn i ny betong. Men betong basert på gjenbrukt betong som tilslag er like god som betong laget med naturlig tilslag, understreker Hammer.