Parameterstudie av L-formad vinkelstödmurskonstruktion av armerad betong: hållbarhet och miljö

Sammanfattning: Klimatpåverkan är ett aktuellt ämne i dagens samhälle, och byggindustrin står för över en tredje del av den totala utsläpp i Sverige år 2020. En av de största faktorerna är just betongproduktionen eftersom betong är den mest populära byggmaterial på grund av dess hållfasthetsegenskaper och låg kostnad. Dessutom förväntas en ökning i behovet av bostäder i storstäderna inom de kommande åren vilket innebär ett större behöv av byggmaterial. Samtidigt har Sverige ett mål om noll nettoutsläpp CO2 till åren 2045, vilket gör att ha ett mer hållbar alternativ till betongen avgörande för att nå det uppsatta målet.  Arbetet utförs på L-formade stödmurar av armerad betong vars användningsområde begränsas till torr och ojämn mark i samband med vägar och broar. Huvudsyfte med examensarbetet är att studera hur en ändring i stödmurens dimensioner påverkar dess bärförmåga samt koldioxidutsläpp i förhållande med konstruktionens materialmängder. Vidare skall resultatet av analysen tyda de mest lämpliga konstruktionslösningar för att optimera stödmurens design och påverka dess klimatavtryck. Bland de åtgärder som undersöks är olika tjocklekar för stödmurens bottenplatta och frontmur. Detta kommer i sin tur medföra olika betong- och armeringsbehov. Utöver det är val av bindelsmedel i betongreceptet ett sätt att vidare påverka betongens koldioxidutsläpp och det första steget för att uppnå klimatförbättrad betong. För att utföra analysen krävdes ett litteraturstudie av relevanta område samt de föreskrifter som gäller för konstruktionen. Bland de studerade område kan det nämnas storleksoptimering inom konstruktionsteknik, klimatförbättrad betong, återanvändning och återvinning av byggnadsmaterial. Därtill följdes även Eurokoden, EKS och Trafikverkets krav för stödmursbyggande såsom TK Geo 13 och Krav Brobyggande. Strukturen dimensioneras genom att följa rekommendationerna i de förutnämnda föreskrifter och det utfördes en kontroll av strukturens bärförmåga, armeringsbehov samt glidning och stjälpning. För dessa beräkningar användes datorprogram MathCad och CaeApp. Därefter användes en Excell-mall upprättad av Sweco för att jämföra koldioxidpåverkan från vanlig betong mot klimatförbättrad betong. En jämförelse av resultatet från de utförda beräkningarna visar att en relativt liknande bärförmåga kan uppnås oavsett skillnaden i konstruktionens tjocklek. Däremot blir armerings dimensionering avgörande för att säkerställa strukturens hållfasthet. Detta kommer att reflekteras i material mängden för varje struktur. Till exempel i fallet med en mindre tjocklek visas det en mindre betongmängd men en högre armeringsmängd. Vidare visar studien om klimatpåverkan att strukturen med en mindre tjocklek resulterar i ett mindre koldioxidutsläpp. Anledningen är att betongens utsläpp är mycket större än armerings utsläpp och en minskning av betongmängden är fördelaktig även om det betyder en fördubbling av den original armeringsmängd. En ytterligare minskning av klimatpåverkan kan uppnås genom användningen av klimatförbättrad betong. Det första steget är att använda alternativa bindemedel i betongreceptet och i detta fall bytes en del av klinker, som är det vanliga bindelsmedel, mot masugnsslagg för att minska koldioxidutsläpp med 10 procent. Detta värde kan ökas till 25 procent genom att bearbeta betongreceptet vidare och ersätta ett större andel av klinker. Slutligen är det möjligt att uppnå en minskning av upp till 40 procent genom att ha en översyn av hela produktionsprocessen samt transport av material vid planeringsskede med klimatpåverkan i åtanken.