Betong som elektrisk isolator i aluminiumsproduksjon

Abstract

Produksjon av aluminium foregår i store elektrolyseanlegg og drives ved hjelp av kraftige likestrømsstyrker. I slike anlegg er det svært viktig å forhindre elektrisk kortslutning og elektromagnetisk eksponering. Da betong er det foretrukne materialet i anlegg som dette, har denne oppgavens målsetting vært å undersøke forskjellige materialers påvirkning på betongens resulterende egenskap som elektrisk isolator. Utvalgte betongresepter ble designet basert på hvilke materialparametere som trolig ville gi positiv effekt på betongens elektriske motstand. Betongene ble testet i tre ulike fukttilstander; vannlagret-, egenuttørket- og delvis uttørket tilstand. På denne måten vurderte man materialenes påvirkning i et bredere perspektiv.Gjennom undersøkelsene ble fuktnivået oppdaget å være av svært dominerende karakter for betongenes elektriske motstand. Det ble konkludert at betongens fuktnivå i konstruksjonsoverflaten er avgjørende for betongkonstruksjons isolerende egenskap. Betongens fuktnivå i overflaten styres i stor grad av betongens avdampningsevne. Resultater viser at betongene med størst fukttap har de beste isolerende egenskapene. Grunnet den store forskjellen i elektrisk motstand for egenuttørket- og delvis uttørket betong, vil den uttørkede betongenoverflaten være avgjørende for konstruksjonens prestasjon i helhet. Andre egenskapsendringer materialparameterene fører til kan derfor neglisjeres. Da fuktnivået er avgjørende for betongens prestasjon er det svært viktig å til enhver tid beskytte betongen mot fukt. Materialparameterene har stor innflytelse på betongens evne til å avdampe fukt, og man kan derfor likvel si at riktig bruk av disse vil bidra til økt elektrisk motstand. Resultatene fra denne oppgaven viser at betong med Norcem anleggsement FA, Cem II/A-V (20\% FA), ekstra flyveaske- og silikaerstatning, og 5\%vol luftinnhold (i fersk tilstand) gir den mest gunstige betongen blandt de undersøkte miksene. Da de undersøkte betongenereseptene ikke ble designet for optimal fuktavdamping, burde en ny undersøkelse gjennomføres der betongenes fuktavdampende egenskap er i hovedfokus. Betonger med bedre avdampingsevne enn de undersøkte i denne oppgaven, vil trolig være bedre egnet som elektrisk isolator i aluminumsverk.Oppgaven undersøkte også effekten av grovere overflatestruktur for betongens evne som isolator. Man kan ikke anbefale et slikt tiltak basert på resultatene i denne oppgaven.