Masteroppgave med solid bærekraft

Jennifer og Anette på hver sin side av en sementblander på laben på OsloMet. Sementblanderen er åpen og det er gul vegg i bakgrunnen.

Mange broer bygd på 1950- og 1960-tallet trenger vedlikehold, og ultrahøyfast betong (UHPC) er viktig for å rehabilitere og styrke dem. 

Denne betongtypen er mye brukt på grunn av sin høye trykkfasthet, seighet og gode holdbarhet sammenlignet med tradisjonell betong. Den har stålfiber mikset inn i betongen i stedet for armeringsjern, og blir mye brukt i bygging av broer og i reparasjoner.

Det høye sementinnholdet har imidlertid skapt miljøproblemer på grunn av høyt karbonavtrykk og omfattende bruk av stålfibre.

Jennifer Wivast og Anette Nylands masteroppgave på masterstudiet i bygg – sivilingeniør hadde som mål å utforske mer bærekraftige alternativer. 

Utforsket miljøvennlig betong

Derfor ville de evaluere bruk av Portland kalksement (PLC), resirkulert glasspulver (GP) og polyesterfibre i betongen, og prøve å finne ut om det kan gi like gode eller bedre bruksegenskaper.

– Det viste seg at mange av blandingene med de alternative materialene egnet seg godt, og slo bra ut på flere faktorer, forteller Anette.

Forbedringer i fasthet og bærekraft

Veilederen førsteamanuensis Mahdi Kioumarsi er godt fornøyd med studentenes arbeid:

– Anette og Jennifer har utforsket dette grundig ved hjelp av avanserte testmetoder, og de avslører betydelige forbedringer i fasthet, slår han fast.

– Oppgaven understreker også potensialet for bærekraftig avhending av glassavfall, og Portland kalksement for å redusere karbonutslipp, i tråd med miljømål. 

I begrunnelsen da Jennifer og Anette fikk en av prisene for beste masteroppgave på OsloMet i 2023, går det fram at oppgaven kan bidra til betydelige endringer i profesjonell praksis, spesielt i arbeidet med rehabilitering av eldre broer i Norge.

Mahdi, Anette og Jennifer holder betongblokker i hendene. Bak dem er hyller med betongklosser.

Førsteamanuensis Mahdi Kioumarsi og masterkandidatene Anette Nyland og Jennifer Wivast, med hver sin betongblokk fra laboratoriet på OsloMet. Foto: Olav-Johan Øye

Laboratorieforsøk og oppgaveskriving i Iowa

Forsøk i laboratorium var avgjørende for å utforske materialene, og OsloMets samarbeidspartner Iowa State University kunne tilby et svært godt utstyrt betonglaboratorium. Studentene oppholdt seg der mens de gjorde forsøk og skrev oppgaven.

De testet både UHPC med fiber og UHPC-mørtel for styrke, bestandighet og flytevne. Det inkluderte blant annet trykkfasthet, bøyestrekkfasthet, svinn og resistivitet. 

Måling av resistivitet gir en indikasjon på evnen til å motstå elektrisk strøm, og brukes vanligvis for å vurdere om vann og andre væsker kan trenge gjennom betongen. Det har også noe å si for den generelle kvaliteten.

I tillegg gjorde de undersøkelser av mikrostrukturen til mørtelblandingene, og det kunne de best gjøre i et mikrolaboratorium. Disse testene kalles termogravimetrisk analyse (TGA), røntgendiffraksjon (XRD) og skanningselektronmikroskopi (SEM).

Testene gir innsikt i kjemisk sammensetning og mikrostruktur. Dette gjør en grundig evaluering av betongens egenskaper mulig, inkludert styrke, holdbarhet og reaktivitet, det vil si hvor raskt den reagerer med andre stoffer.

– De første månedene var vi bare i laben, forteller Jennifer.

De var i Iowa i fire måneder, og på den tiden rakk de å gjøre alle forsøkene, og gjøre oppgaven ferdig.

De var godt fornøyde med miljøskiftet de fikk under oppholdet i Iowa, og forteller om et godt opphold som de nå er glade de fikk med seg.

De kom til en liten by, full av studenter, hvor de hadde det hyggelig. Det lå godt til rette for dem med et stort og godt utstyrt laboratorium. De var borte fra fritidsjobber og familie, noe som gjorde at de kunne konsentrere seg om bare masteren.

Men en forberedende fase på OsloMet før oppgaveskrivingen hadde også noe å si. De hadde en liten testperiode først for å finne ut nøyaktig hva oppgaven skulle handle om.

God veiledning og publisering i vitenskapelige artikler

Jennifer og Anette framhever at god oppfølging fra veilederne var viktig for at de kunne skrive en god oppgave. Og at de kunne koble oppgaven til et forskningsprosjekt, var også en viktig drivkraft og motivasjon.

Og det var godt å vite at resultatene ikke bare ender opp med en masteroppgave, men også blir utgangspunkt for publisering av forskningsartikler i regi av vitenskapelig ansatte på OsloMet og Iowa State University, og sannsynligvis også nye studentoppgaver.

Nyttig i jobben etter studiet

Jennifer og Anette jobber nå i store konsulentselskaper innen bygg, Multiconsult og SWECO.

– Har erfaringene fra arbeid med masteroppgaven vært nyttig for dere når dere nå er i jobb?

– Jeg jobber blant annet med betongteknologi, så for meg har det vært veldig nyttig å ha vært i lab. For det er jo en del av på jobben nå, sier Anette.

Jennifer jobber mye mer med beregninger av vanlig betong foreløpig, og ikke med ultrahøyfast betong enda, men både hun og Anette legger vekt på at de fikk nyttig erfaring i å skrive rapporter. Og rapporter, det skriver de mye av i jobbene sine.

– Selv om jeg har lært mye gjennom studiet, var det under skrivingen av masteroppgaven at jeg virkelig opplevde en intens og bratt læringskurve, sier Anette.

Jennifer og Anette venter nå på at forsøkene de har gjennomført blir publisert i de vitenskapelige artiklene. Da tror de at også masteroppgaven deres blir offentlig tilgjengelig.

Jennifer og Anette diskuterer oppgaveskriving bak pc-skjermer. Vi skimter laboratorieutstyr til høyre.

Jennifer og Anette oppfordrer nye studenter til raskt å finne noen å jobbe sammen med om studiene. Da kan dere også motivere hverandre. Foto: Olav-Johan Øye

Nettverk og øvingstimer viktig for å lykkes med masteren

– Har dere noe råd å gi til dem som har bestemt seg for at de skal ta master innen bygg- og konstruksjonsteknikk, og dermed også skal skrive masteroppgave?

– Finn noen bra personer å jobbe med, sier Jennifer.

– Vi var en fin gjeng som klarte å motivere hverandre. Man bør også dra på øvingstimene, sette av en del timer, men samtidig går det an å ha fritid, legger Anette til.

– Det var to hektiske år, men det gikk jo veldig bra.

Begge har også tatt bachelor i byggingeniør på OsloMet, og kunne dermed avslutte fem års utdanning ved OsloMet.

Bildet øverst i artikkelen viser Jennifer (til venstre) og Anette ved sementblanderen i betonglaboratoriet på OsloMet.

Masteroppgave-tips

Her er førsteamanuensis Mahdi Kioumarsis tips til deg som vil skrive en god masteroppgave. Han tar utgangspunkt i Jennifer og Anettes gode oppgave:

  • En utmerket masteroppgave krever oppmerksomhet på viktige detaljer, med spesifikke ansvarsområder fordelt mellom veiledere og studenter. 
  • Det er avgjørende å stille klare forskningsspørsmål som samsvarer med studentenes interesser, passer med OsloMets infrastruktur, og adresserer bransjebehov. Her spiller veilederne en viktig rolle.
  • Veileders overordnede visjon påvirker prosessen betydelig. Jennifer og Anettes oppgave var en del av det større Transform-prosjektet, støttet av HK-dir, der forskningsspørsmålene er detaljert knyttet til prosjektets mål.
  • Å øke studentenes kunnskap er avgjørende. Jennifer og Anette begynte å studere eksisterende forskning ett semester tidligere, og det bidro til deres forståelse av tidligere forskning og hvordan man kunne anvende den.
  • Å sikre at forskningen blir gjennomført grundig, er viktig for pålitelige resultater.
  • Åpen og kontinuerlig kommunikasjon mellom studenter og veiledere har mye å si for en vellykket oppgave.
  • Alt dette er avhengig av studentenes dedikasjon og lidenskap. Suksessen til denne oppgaven stammer utvilsomt fra Jennifer og Anettes harde arbeid, lidenskap og engasjement.

Studenthistorier

Martin Steinsland står i en rørgate under jorden.
- En ettertraktet og samfunnsnyttig utdanning

Trigges du av ny teknologi, bruke avanserte dataprogrammer og løse viktige oppgaver for samfunnet? Da skal du bli med under jorda sammen med Martin Steinsland.