Bild: Markus Broström
Du surfar just nu på en begränsad version av umu.se. Vad innebär det här?
Doktorandprojekt inom Företagsforskarskolan vid Umeå universitet
Inom cementtillverkning kan ökad användning av alternativa råmaterial som metallurgiska slagger bidra till förbättrad resurseffektivitet och ökad cirkularitet. Samtidigt kan dessa material introducera problematiska föreningar och orsaka driftstörningar till följd av höga halter av spårämnen. Projektet syftar till att generera ny kunskap om spårämnenas reaktionsvägar i cementtillverkningsprocessen. Studier ska genomföras i laboratoriemiljö och industriell skala och resultaten ska ge cementtillverkare bättre förutsättningar att utnyttja alternativa råmaterial på ett effektivt och hållbart sätt.
Företagsforskarskolan, 50 procent
Heidelberg Materials Cement Sverige AB, 50 procent
I takt med den pågående klimatomställningen inom processindustrin undersöks allt fler industriella restmaterial för deras potential att användas som alternativa råmaterial i cementproduktion. Att öka användandet av dessa material i cementindustrin kan bidra till ökad resurseffektivitet, främjande av cirkulär ekonomi och ett minskat klimatavtryck hos produkten. Samtidigt innebär användningen av dessa material att halterna av spårämnen ökar, vilket kan störa tillverkningsprocessen och leda till att potentiellt skadliga eller problematiska föreningar bildas i den färdiga betongprodukten. I ordinär portlandcement förekommer dessa ämnen endast i koncentrationer under 0.01 wt-% och klassas därför som spårämnen, men kan förekomma i upp till flera viktprocent i de industriella restprodukterna. Några exempel på dessa är krom, vanadin, mangan, titan och koppar.
För att hantera dessa utmaningar krävs kontroll över spårämnenas förekomst samt kartläggning av deras reaktionsvägar genom hela cementprocessen. Projektet syftar till att generera ny kunskap om spårämnen, med fokus på deras kemiska reaktioner vid höga temperaturer, deras påverkan på ugnsprocessen, cementens hydratiseringsegenskaper samt lakningsegenskaper i den färdiga betongstrukturen. Resultaten kommer att ge cementproducenter ett vetenskapligt underlag för att hållbart kunna använda alternativa råmaterial utan att kompromissa med produktkvaliteten.
Forskningen fokuserar på metallurgiska slagger som ersättningsmaterial i cementproduktion. Dessa material kommer att studeras under kontrollerade laboratorieförhållanden, med stöd av avancerade analysmetoder och kemiska jämviktsberäkningar. Särskild uppmärksamhet kommer att ägnas åt spårämnenas termiska beteende och transformationsmekanismer. De insamlade resultaten kommer att ligga till grund för generella prediktiva modeller, som sedan tillämpas och valideras i industriella processer för att stödja implementering och beslutsfattande.
Projektet är förlagt till Institutionen för tillämpad fysik och elektronik vid Umeå universitet, inom ramen för Centrum för hållbar produktion av cement och bränd kalk, och genomförs i nära samarbete med Heidelberg Materials Cement Sverige AB.
