MENY

Forsker på superbetong

En teknologisk tidsreise er på gang i Ivar Langens Hus. Framtidens betong blir skapt her.

  • Laboratorieleder John Charles Grønli (t.v.) og overingeniør Jarle Berge ser muligheter for den nye superbetongen som det forskes på ved UiS.
    Laboratorieleder John Charles Grønli (t.v.) og overingeniør Jarle Berge ser spennende muligheter for den nye superbetongen som det forskes på ved UiS.
  • Eckhart Wagner fra Heidelberg Cement kontrollerer betongens kvalitet og oppførsel
    Eckhart Wagner fra Heidelberg Cement kontrollerer kontinuerlig betongens kvalitet og oppførsel.
  •  Kristin Ye-Eun Yoon og Saba Rasuli i betonglaben ved UiS
    Kristin Ye-Eun Yoon og Saba Rasuli trives med kveldsarbeid i betonglaben og synes det er lærerikt å delta i det framtidsrettede forsøket.
  • Pål Tefre styrer blandemaskinen
    Pål Tefre styrer blandemaskinen.
  • Glideriggen fra Interform med instrumenter som overvåker spesialbetongen under herdingen.
    Glideriggen fra Interform er fullspekket med instrumenter som overvåker spesialbetongen under herdingen.
  • Jon H. Vik styrer blandemaskinen, mens Pål Tefre og Thomas Riber er klare til å rengjøre beholderen før neste blanding skal kjøres.
    Den seige betongen setter utstyret på en hard prøve. Jon H. Vik styrer blandemaskinen, mens Pål Tefre og Thomas Riber er klare til å rengjøre beholderen før neste blanding skal kjøres.

Mens høststormene rusker i trærne på Ullandhaug arbeides det intenst og i sene kveldstimer i UiS sitt betonglaboratorium. Her forenes velkjent teknologi fra betongplattformenes gullalder - glidestøping - med nye materialer og metoder for å produsere og lagre miljøvennlig energi på havbunnen.

Stikkordet er UHPC - Ultra High Performance Concrete - et samlebegrep for nye betongmaterialer med overlegen mekanisk styrke og holdbarhet, som gjør dem interessante for bygging av store undervannsstrukturer. Forskningsrådet delfinansierer prosjektet under programmet «Brukerstyrt innovasjonsarena». 

Byggstudenter og akademisk personell arbeider skulder ved skulder med eksterne spesialister og leverandører i et kappløp med tiden.

- Vi kunne ikke tatt på oss dette prosjektet uten lagarbeid som arbeidsform, sier laboratorieleder John Charles Grønli, mens han manøvrerer mellom betongblandemaskiner, glideforskaling, målestasjon og alle de gode hjelperne.

Han forteller at Jarle Berge har ansvaret for styringen av prosjektet for UiS og for den praktiske planleggingen, som har tatt et helt år.

Økende behov

- Globalt er bruken av ultrasterk betong økende, men bare noen få spesialiserte byggefirmaer kan i dag håndtere UHPC i sine arbeidsprosesser, forteller Grønli. Materialets høye kostnader og dets utfordrende egenskaper begrenser foreløpig bruken til mindre strukturer for spesielle formål eller til bruksområder som gir ekstrem høy avkastning.

Prosjektet har som mål å utvikle nye, rimeligere produksjonsmetoder for bruk av superbetong som konstruksjonsmateriale i store marine betongkonstruksjoner.

Kombinert med fornybare energikilder som havvindkraft tilbyr undervannspumpet hydrolagring elektrifisering av olje- og gassplattformer til havs uavhengig av kraft fra land eller fra andre installasjoner. Denne bruken har potensiale til å redusere CO2-utstlippene betraktelig fra olje- og gassindustrien, som tradisjonelt er avhengig av gassturbiner som kilde til elektrisk kraft.

Forskningsmidler

Et første sett av spesifikke betongblandinger er utviklet i første del av forskningsprosjektet og nå testes metoder og egenskaper av Universitetet i Stavanger i laboratoriet på Ullandhaug. Forskningsrådet har bevilget 2,2 millioner kroner til delprosjektet, som ledes av selskapet Subhydro AS i samarbeid med verdensledende industripartnere og forskningsinstitusjoner på området.

Selskapet arbeider med utvikling og kommersialisering av ny teknologi for storskala lagring av elektrisitet. De har blant annet patentsøkt en egenutviklet teknologi for kraftproduksjon på havbunnen. Her kombineres spissteknologi fra hydroelektrisk kraftproduksjon og fra olje- og gassindustrien for å utvikle løsninger for lagring av energi til havs.

- Professor Kjell Tore Fosså sin omfattende kunnskap om glidestøp fra mange store byggeprosjekt internasjonalt har vært avgjørende for at UiS ble tildelt dette forskningsprosjektet, som har en direkte verdi på 600.000 kroner bare i leie for lokaler og utstyr, forteller Grønli.

Knallhard

For å illustrere styrken i den nye betongtypen kan Grønli fortelle at trykkfastheten i blandingen som nå er under herding i Ivar Langens Hus – og som er tilsatt stålfiber for ekstra styrke - vil bli på 200 N/mm2 (newton per kvadratmillimeter), som er tre ganger høyere enn den betongen som ble brukt under byggingen av Troll A-plattformen eller nesten ti ganger vanlig betong.

Til sammenligning er en «typisk» trykkfasthet for stål 500 N/mm2.

- På grunn av alt tilsetningsmaterialet blir det også mindre plass til vann i betongen. Blandingen «henger seg» derfor lett og kan utvikle sprekker. I tillegg utsettes blandeutstyret for ekstreme påkjenninger og vi har måttet forsterke dette, forteller Grønli.

Han legger til at oppfølgingen fra leverandøren, Machinenfabrik Gustav Eirich i Tyskland, har vært avgjørende for at prosjektet har kunnet gjennomføres.

Temperatur, herding og sprekkdannelse overvåkes nøye i timene og dagene etter støpingen. I den spesialbygde glideforskalingsriggen overvåkes betongen i forhold til at den lett «henger seg» og dermed kan utvikle sprekker i overflaten.

Når det hele er herdet begynner en langvarig og omfattende jobb med laboratorietesting av betongprøver før rapporten skrives.

Tekst og foto: Lars Gunnar Dahle

Bilde Kristin Ye-Eun Yoon og Saba Rasuli trives med kveldsarbeid i betonglaben.

Kristin Ye-Eun Yoon og Saba Rasuli trives med kveldsarbeid i betonglaben.