Värdering av avfallskonkrets pulver som ett hållbart substitut för kalkstensfyllmedel i konventionell betong: en fallstudie från Portugal

Att förvandla betongavfall till en användbar resurs

Betong är ryggraden i moderna städer, men den har en tung miljökostnad. Tillverkning av cement, den viktigaste ingrediensen i betong, släpper ut stora mängder koldioxid, samtidigt som stora volymer använd och testad betong blir avfall. Denna studie undersöker om fint pulver framställt av krossade betongprov, som vanligtvis kastas bort efter kvalitetskontroller, kan ersätta en del av den cement som idag fylls ut med finmalen kalksten. Om det fungerar kan samma färgfabriker som producerar detta avfall förvandla det till en användbar ingrediens, vilket minskar både utsläpp och deponianvändning.

Från krossade provblock till fint pulver

På ett färdigblandat betongverk i Portugal gjuts och krossas tusentals kubprover varje år för att verifiera hållfasthet, vilket genererar cirka 200 ton avfallskonkrets per anläggning. Istället för att betrakta detta som skräp krossade studien de brutna bitarna ytterligare i en kvarntrommel och siktade dem till ett fint pulver. Detta pulver från betongprov användes sedan för att ersätta en del av cementen i små murbruksprismer och fulla betongblandningar, i nivåer från 10 till 30 procent i murbruk och 10 till 20 procent i betong. För jämförelse testades samma ersättningsnivåer också med det mer bekanta kalkstenpulvret som många producenter använder idag.

Hur de nya blandningarna presterade i laboratoriet

Ingenjörerna kontrollerade först hur starka dessa blandningar blev över tid. När upp till 10 procent av cementen ersattes med avfallskonkrets pulver uppnådde de resulterande murbruken och betongarna tryckhållfastheter nära de för standardblandningen och för kalkstensbaserade blandningar. Utöver den nivån sjönk dock hållfastheten märkbart, särskilt vid 20 och 30 procent ersättning, eftersom det helt enkelt fanns mindre aktiv cement tillgänglig för att binda materialet. Kalkstensblandningarna förblev något starkare än de med betongpulver, huvudsakligen eftersom kalkstenspartiklarna var finare och packade tätare, men vid 10 procents ersättning var skillnaden liten.

Vatten, salter och vad som händer inuti

Studien undersökte också hur lätt vatten och salter rör sig genom betongen, eftersom dessa processer starkt påverkar hållbarheten. Vid en måttlig ersättningsnivå på 10 procent sänkte både kalkstensfyllmedel och betongpulver faktiskt hastigheten med vilken vatten sugs in i ytan, vilket tyder på att de finare partiklarna hjälpte till att fylla och förfina de små porerna nära ytan. Vid högre ersättningsnivåer försvann denna fördel och den totala porositeten ökade, vilket gjorde det lättare för vatten och särskilt kloridjoner, som från avisningssalt eller havsspray, att tränga in. Mikroskopiska och mineralogiska tester stärkte dessa resultat: de visade att både kalksten och avfallskonkrets pulver mestadels fungerar som inerta fyllmedel, hjälper tidig kristalltillväxt men bidrar inte mycket med egna kemiska reaktioner. Betongpulverpartiklarna var grövre och mer oregelbundna, vilket ledde till en något lösare inre struktur än i kalkstensblandningarna.

Klimatpåverkan och cirkulär användning av material

Eftersom cement är den största källan till utsläpp i betong kan varje minskning av cementinnehållet sänka en blandnings koldioxidavtryck. Med hjälp av ett livscykelbedömningsverktyg beräknade forskarna mängden koldioxid som släpps ut per kubikmeter betong. Att ersätta 20 procent av cementen med antingen kalkstensfyllmedel eller pulver från betongprov minskade de inbyggda utsläppen med ungefär 17 procent jämfört med referensblandningen. När dessa utsläpp bedömdes i förhållande till uppnådd hållfasthet föll alla blandningar inom ett snävt prestandaband, vilket visar att betydande CO2‑besparingar är möjliga utan att offra alltför mycket hållfasthet, så länge ersättningsnivåerna hålls måttliga.

Vad detta betyder för framtidens betong

För en icke‑specialist är huvudbudskapet att avfall från rutinmässig betongprovning kan förvandlas till en användbar ingrediens som delvis ersätter cement. Vid omkring 10 procent ersättning behåller detta återvunna pulver hållfasthet och grundläggande hållbarhet liknande nuvarande praxis samtidigt som det bidrar till att minska utsläpp och undvika deponering. Ökar man ersättningen för mycket blir betongen svagare och mer genomtränglig. Arbetet föreslår ett praktiskt, nära förestående steg mot mer cirkulär och klimatmedveten betong: mala ner ett avfall som anläggningar redan producerar varje dag och återföra det i nya blandningar, noga begränsat till nivåer där prestandan förblir pålitlig.

Citering: Özkan, H. Valorization of waste concrete powder as a sustainable substitute for limestone fines in conventional concrete: a case study from Portugal. Sci Rep 16, 15701 (2026). https://doi.org/10.1038/s41598-026-46343-x

Nyckelord: betongavfall, cementersättning, kalkstensfyllmedel, cirkulär ekonomi, koldioxidavtryck