Digital styrning ska öppna för nya råvaror i cementfabriken
Efter projektets första två år finns nu de första redovisade resultaten. Forskarna har bland annat byggt upp en databas med mer än 4 000 betongrecept för maskininlärning, utvecklat modeller för att förutsäga klinkerns mineralsammansättning och undersökt termisk, mekanisk och kemisk aktivering av alternativa cementmaterial.
Bakgrunden är en råvarufråga som blir allt viktigare när cementindustrin ska minska användningen av klinker. Traditionella tillsatsmaterial räcker inte för en omfattande omställning. DETOCS pekar därför ut bland annat leror, askor, slagger och finmaterial från återvunnen betong som möjliga kompletterande råvaror. Samtidigt konstaterar projektet att högre andelar sådana material kan påverka cementens och betongens egenskaper.
Det är där digitaliseringen kommer in. Men tanken är inte i första hand att använda AI för att skapa nya cementrecept, utan att snabbare kunna avgöra vad en varierande råvara faktiskt går att använda till och hur processen ska justeras.
Projektet arbetar bland annat med så kallade mjuka sensorer, där processdata används för att beräkna egenskaper som annars kräver provtagning och laboratorieanalys. En modell har utvecklats för att uppskatta halten alit i klinker från produktionsdata. Forskarna arbetar också med kombinationer av maskininlärning och fysikaliska modeller för kvalitetsprognoser och optimering av cementblandningar.
Samtidigt utvecklas metoder för själva tillsatsmaterialen. Mekanisk, termisk och kemisk aktivering har undersökts för att öka reaktiviteten hos bland annat leror. Enligt projektets egen halvtidsrapport har de studerade aktiveringsmetoderna i vissa försök ökat reaktiviteten med upp till 28 procent och möjliggjort minskningar av klinkerandelen på 20 procent eller mer. Uppgifterna är projektresultat från pågående forskning och ska inte likställas med prestanda i kommersiell produktion.
Ett annat spår gäller återvunnen cementpasta. Projektet har byggt och testat en reaktor för våt karbonatisering av återvunnen cementpasta och stålslagg. Även spårbarhet av återvunnet ballastmaterial med RFID och kamerabaserad övervakning av karbonatiseringsprocesser har provats i laboratorieskala. Nästa steg är bland annat tester närmare verklig produktion.
Den ekonomiska frågan är central. Ett material med låg klimatpåverkan är inte automatiskt en billig cementråvara. Variation mellan olika leveranser kan kräva mer provning, behandling och större säkerhetsmarginaler i produktionen. DETOCS studerar därför även kostnaden för variation i råvaror och återvunnet material, inklusive transporter och bearbetning. En särskild ekonomisk och miljömässig analys ingår bland projektets redovisade leveranser.
Det innebär att nyttan med digital kvalitetsstyrning kan finnas på fler ställen än i själva råvarupriset. Om en cement- eller betongproducent snabbare kan bedöma en ny råvara kan laboratorietiden minska. En bättre prognos kan också minska behovet av säkerhetsmarginaler och göra det möjligt att använda material som annars skulle bedömas som alltför varierande. Den ekonomiska effekten i fullskalig produktion är dock ännu inte redovisad.
Den frågan blir särskilt relevant när tillgången på etablerade tillsatsmaterial förändras. DETOCS beskriver begränsad tillgång på traditionella material som ett av skälen till att nya källor behöver utvecklas. För svensk cement- och betongindustri gör det forskning om exempelvis kalcinerad lera och återvunnen cementpasta relevant även om de slutliga lösningarna ännu inte är färdiga för industriell användning.
Projektets ambitionsnivå är hög. DETOCS anger som mål att bidra till att minska klinkerfaktorn från omkring 70 procent till 40 procent 2030 och 25 procent 2035. Det långsiktiga målet anges till omkring 0,2 ton koldioxid per ton cement. Siffrorna är projektets mål och inte uppmätta resultat från en färdig teknik.
DETOCS pågår till den 31 augusti 2027 och finansieras med knappt 3,2 miljoner euro från EU:s forskningsprogram. Projektet leds av Fuller Technologies Denmark och genomförs som ett Marie Skłodowska-Curie-nätverk där forskningen spänner från cementkemi och materialaktivering till processdata, maskininlärning, beständighet och ekonomisk analys.
Läs mer
#09 – Perfektion skapar avstånd. Mänsklighet skapar relationer
Det är svårt att komma nära en människa som aldrig släpper in dig. Texten var perfekt. Det var just det som var problemet.
Flyttbara skydd ska ge fler skyddsplatser nära skolor
Ett nytt svenskt utvecklingsprojekt ska pröva om prefabricerade och flyttbara konstruktioner kan användas för att snabbt skapa skydd för civilbefolkningen där behovet är störst. Skolor och förskolor pekas ut som särskilt intressanta platser.
Fyra frågor: så blir byggpolitiken efter valet
Under hösten får Sverige en ny regering. Vad betyder det för byggpolitiken? Vi identifierar fyra centrala frågor - och försöker besvara dem.