Sementindustrien alene står for fem til åtte prosent av verdens årlige CO2-utslipp. Derfor jobbes det kontinuerlig med å finne erstatninger som egner seg like godt eller bedre.

De siste årene har forskere funnet ut at brent leire kan brukes til å erstatte opptil 50 prosent av sementen som brukes til å lage en betongkonstruksjon.

– Leire er rett og slett en stor uutnyttet ressurs som kan bidra til å bedre hele verdens miljøregnskap, mener Sintef-forsker Harald Justnes.

– Det har vært kjent en stund at ren kaolin-leire som det finnes mye av i varmere strøk, egner seg til betong, men nå har vi funnet ut at urene leiretyper, slik vi har her hjemme i Norge, også kan benyttes, forteller Justnes.

Brent leire gir miljøvennlig sement

Når man skal lage sement varmebehandler man kalkstein over 1450 grader, noe som fører til at steinen spalter CO2. Alene alene dette cirka 60 prosent av det totale utslippet. Resten kommer fra brennstoff.

Brent leire er mye mer miljøvennlig siden den ikke gir fra seg CO2 under varmebehandling, annet enn utslippene som skyldes selve oppvarmingen. Disse er på sin side langt lavere fordi leiren ikke trenger å varmes høyere enn 600 til 800 grader. Dette muliggjør dessuten bruk av bio-brennstoff, som vil redusere CO2-utslippet ytterligere.

Får nytt liv som betong

Den norske leiren består av en blanding av leirmineralene kaolin, illitt og smektitt, samt krystallinsk kvarts. 

Denne leiretypen har av mange tidligere vært avskrevet som sementerstatter. Spesielt på grunn av innholdet av illitt, som er svært vanskelig å aktivere og smektitt, som mange tror er lite reaktivt. Umulig trodde de fleste, men nå har altså forskerne funnet ut hvordan denne leiren kan få nytt liv som betong.

– Rart at den virker så bra

Justnes forteller at en stor fordel med den norske blåleiren er at den ikke trenger å raffineres før bruk. Den er mye billigere å produsere og har per i dag ikke konkurrerende bruksområder slik den rene kaolin-leiren har.

– Vi kan enkelt og greit spa opp leire fra bakken og brenne den direkte. Dette er altså snakk om vanlig blåleire som finnes omtrent overalt i Norge. Det er nesten rart at den virker så bra i og med at den inneholder så mye forurensinger, sier han.

I forhold til fasthet vil det gå bra å erstatte sement med 50 prosent leire, men blant annet for å sikre betongens armering mot korrosjon, altså sprengende rust-dannelse, tror Justnes at man ikke bør bruke mer enn 35 prosent inntil videre.

– Det gjenstår mye dokumentasjonsarbeid før vi kan komme med endelige svar. Men ettersom hver leiretype oppfører seg ulikt trenger vi mye forskning for å gjøre brenneprosessen så gode som mulig. Vi må også finne ut hvordan leiren vil reagere på kort så vel som lang sikt, forteller Justnes.

Mener sement er fremtiden

I år ble det startet en stor ny internasjonal konferanseserie for bruk av brent leire for å lage blandingssementer eller for å erstattte sement i betong.

– Det sier noe om hvordan forskningsmiljøene ser på leiren som en ressurs nå, mener Justnes.

Det er også forsket på andre måter å erstatte sement, men det er leire som er fremtiden, tror han.

– Risskallaske og flygeaske fra kullkraftverk er eksempler på andre erstatninger som fungerer, men det er for lite ris til å utgjøre den store forskjellen annet enn lokalt, og det begynner å bli mangel på flygeaske av tilstrekkelig kvalitet. Denne må dessuten importeres. Kullkraftverk tenker vi jo også å fase ut på sikt, på grunn av store CO2 utslipp. Leiren derimot finnes overalt i hele verden, avslutter forskeren.