Calcium sulphoaluminate cements (CSA) for sustainable shotcreting – pre-study / Kalciumsulfoaluminatcement (CSA) för hållbar sprutbetong - förstudie

Rapportnummer
233
Författare
Andrzej Cwirzen, Ankit Kothari, Thanyarat Buasiri, Tommy Ellisson, Hans Hedlund
Rapportkategori
BeFo-rapporter
Utgivningsår
2023

_________________________________________________________________________________________________________________________

PREFACE

The ongoing climate change has forced concrete industry to actively seek ways to reduce its carbon dioxide footprint. Concrete as the most used construction material is mostly based on Portland cement, which is known for its high emissions. Also, the shotcreting technology in Sweden only uses Portland cement.

The aim of this pre-study was to investigate the possibility to partially replace Portland cement with Calcium Sulfoaluminate cement. This replacement should primarily reduce the carbon dioxide footprint and at the same time improve concrete properties, specifically from the shotcreting perspective, i.e., shorter setting, faster strength development and lower shrinkage. The pre-study was divided into two main parts, i.e., a literature review along with some laboratory tests.

The project was performed at Luleå University of Technology in the research subject of Building Materials, the project leader was Andrzej Ćwirzeń, while laboratory tests were performed by PhD students Ankit Kothari and Thanyarat Buasiri. The project was done in close cooperation with Tommy Ellison from BESAB and Hans Hedlund from Skanska. The reference group included Staffan Carlstrom (Swerock), Giedrius Zirgulis (Rise), Patrik Vidstrand (BeFo), Per Tengborg (BeFo), Lisa Hernqvist (TRV), Stefan Sandelin (Cementa), Jonas Magnusson (NCC) and Lars Wikstrom (LKAB). 

It is our belief that this pre-study is a first step towards significant reductions in the carbon dioxide footprint produced in the rock engineering industry. The research was co-financed by BeFo, SBUF and LTU.


FÖRORD

De pågående klimatförändringarna har tvingat betongindustrin att aktivt söka nya sätt att minska sitt koldioxidavtryck. Betong, som det mest använda byggmaterialet, är till största delen baserad på Portlandcement, som är känt för sina höga utsläpp. Även sprutbetongtekniken i Sverige använder endast Portlandcement.

Huvudsyftet med denna förstudie var att undersöka möjligheten att delvis ersätta Portlandcement med kalciumsulfoaluminatcement. Denna ersättning ska i första hand minska koldioxidavtrycket och ska samtidigt förbättra betongegenskaper specifikt ur sprutbetongperspektivet, det vill säga kortare härdning, snabbare hållfasthetsutveckling och lägre krympning. Förstudien var uppdelad i två huvuddelar, en litteraturgenomgång och några laboratorietester.

Projektet utfördes vid Luleå tekniska universitet inom forskningsämnet Byggmaterial, projektledare var Andrzej Ćwirzeń, medan laboratorietester utfördes av doktoranderna Ankit Kothari och Thanyarat Buasiri. Projektet har gjorts i nära samarbete med Tommy Ellison från BESAB och Hans Hedlund från Skanska. I referensgruppen ingick Staffan Carlström (Swerock), Giedrius Zirgulis (Rise), Patrik Vidstrand (BeFo), Per Tengborg (BeFo), Lisa Hernqvist (TRV), Stefan Sandelin (Cementa) Jonas Magnusson (NCC) och Lars Wikström (LKAB).

Det är vår tro att förstudien är ett första steg mot en signifikant minskning av bergindustrins koldioxidbelastning. Forskningsarbetet samfinansierades av BeFo, SBUF och LTU.

Stockholm

Patrik Vidstrand

« Tillbaka