bedre genanvendelse af beton - dakofa
TRANSCRIPT
13-05-2015
1
Dorthe Mathiesen, Teknologisk InstitutCenterchef, [email protected] tlf.: 7220 2205
Bedre genanvendelse af beton”Bygge og anlægsaffald – kan vi få bedre kvalitet i genanvendelsen” Dakofa d. 12. maj 2015
13-05-2015
2
”Udredning af teknologiske muligheder for at genbruge og genanvende beton” – formål
Nuværende praksis
Eksisterende teknologier i Danmark og i udlandet
3 cases:
1. Direkte genbrug af betonelementer
2. Nedknust beton som tilslag i ny beton
3. Genbrug af betonbrokker som belægningssten
Konklusioner og perspektiver
Opdrag fra Miljøstyrelsen
Indhold
- at kortlægge og diskutere de nuværende og fremtidige teknologiske muligheder for at genbruge og genanvende beton med henblik på at se, om betonaffald kan nyttiggøres på en mere bæredygtig måde i fremtiden.
Opdrag fra Miljøstyrelsen
- Projektets målsætning
DSV – In-situ prisen 2015, plh.dkBetonaffaldsbunker, maskinteknik.dk
13-05-2015
3
Nuværende praksis
- Proces
FIGUR 1 PROCESDIAGRAM FOR GENANVENDELSE AF NEDKNUST BETONAFFALD SOM BÆRELAG I
VEJE OG PLADSER. MED ”BETONAFFALD” MENES BÅDE REN BETON OG BETON BLANDET MED TEGL
ELLER ASFALT.
Nuværende praksis
- Registrerede mængder
FIGUR 1 UDVIKLING I REN BETONAFFALD TIL GENANVENDELSE OG DEPONERING I ÅR 2011, 2012 OG
2014. DATA ER UDTRUKKET FRA AFFALDSDATASYSTEMET.
95 % genanvendes
13-05-2015
4
Nuværende praksis
- Registrerede mængder?
Nuværende praksis
- Oprindelse - hvorfor er det vigtigt?
13-05-2015
5
Nuværende praksis
- oprindelse - hvorfor er det vigtigt?
Fundamentsbeton
Lavt indhold af cementFlere typer af cement tilladtLavkvalitetssten og –sand tilladtBillig beton
Nuværende praksis
- oprindelse - hvorfor er det vigtigt?
Fundamentsbeton
Lavt indhold af cementFlere typer af cement tilladtLavkvalitetssten og –sand tilladtBillig beton
Indendørsbeton (ingen frost)
Lavt indhold af cement - styrkekravFlere typer af cement tilladtTypisk lette tilslag – leca o.lign.Billig beton
13-05-2015
6
Nuværende praksis
- oprindelse - hvorfor er det vigtigt?
Fundamentsbeton
Lavt indhold af cementFlere typer af cement tilladtLavkvalitetssten og –sand tilladtBillig beton
Indendørsbeton (ingen frost)
Lavt indhold af cement - styrkekravFlere typer af cement tilladtTypisk lette tilslag – leca o.lign.Billig beton
Salt- og frostpåvirket beton -autoværn
Højt indhold af cement Krav til cementtypeHøj kvalitets tilslag – typisk granitDyrere beton
Nuværende praksis
- oprindelse - hvorfor er det vigtigt?
Fundamentsbeton
Lavt indhold af cementFlere typer af cement tilladtLavkvalitetssten og –sand tilladtBillig beton
Indendørsbeton (ingen frost)
Lavt indhold af cement - styrkekravFlere typer af cement tilladtTypisk lette tilslag – leca o.lign.Billig beton
Salt- og frostpåvirket beton -autoværn
Højt indhold af cement Krav til cementtypeHøj kvalitets tilslag – typisk granitDyrere beton
Havvands- og frostpåvirket betonbrobeton
Højeste indhold af cementKrav til cementtypeHøj kvalitets tilslag – typisk granitDyr beton
13-05-2015
7
Cementindhold varierer fra 100 kg/m3 – 400 kg/m3
Kvalitet af sand varierer fra porøse, reaktive typer sand til højkvalitetstyper af stor styrke og bestandighed
Kvalitet af sten varierer fra flintholdige, reaktive, frostfarlige til importeret granit af højeste kvalitet
Noget beton indeholder flyveaske og mikrosilica
Noget beton indeholder fibre af forskellige typer, stål, polypropylen, plast
Beton fra forskellige perioder har forskellige kvaliteter
Nuværnde praksis
- Beton er ikke bare beton !
Bedre genanvendelse kræver langt bedre sortering i kvaliteter
Fyldmateriale
Veje og pladser som bundsikring og stabilgrus
Ubundne bærelag i stats og kommuneveje og som bundsikring i forbindelse med brobyggeri.
Nuværende praksis
- Hvor anvendes genbrugsbetonen?
Hvorfor er nedknust beton godt som vejmateriale ?
Fordi det indeholder ureagerede cementkorn som reagerer ved tilførsel af vand i forbindelse med genanvendelse under veje -Materialet hærder
Genbrugsbeton udgør mere end 10% af den totale mængde stabilgrus, der anvendes i Danmark.
13-05-2015
8
Nuværende praksis
- Hvad koster genbrugsbetonen?
TABEL 1 GENNEMSNITSPRISER PÅ NATURLIGT STABILGRUS OG NEDKNUST BETONAFFALD TIL
UBUNDNE BÆRELAG JF. RGS 90 PRISLISTE 2014. TALLENE I PARENTES VISER LAVEST-HØJEST PRIS.
Nedknust
beton
Genbrugsballast
(tegl-beton)
Genbrugsstabil
(asfalt-beton)
Stabilgrus
(bakkemateriale
)
Kr. per ton
(spænd)
59 (40 - 70) 24 (10 - 50) 44 (35 - 70) 120 (86 - 150)
Eksisterende teknologier
- Direkte genbrug: transformation
13-05-2015
9
Eksisterende teknologier
- Direkte genbrug: transformation
Eksisterende teknologier
- Direkte genbrug: transformation
13-05-2015
10
Eksisterende teknologier
- Direkte genbrug: Fra rør til bolig
Få eksempler fra staldbyggeri,
hvor standardelementer
monteres i stålrammer, som
let kan adskilles og anvendes
igen. Landbrugsbygninger
relevant, pga hyppige om-
bygninger
Eksisterende teknologier
- Direkte genbrug af betonelementer
13-05-2015
11
Eksisterende teknologier
- nedknust beton som tilslag
Traditionel beton
Eksisterende teknologier
- nedknust beton som tilslag
Beton med nedknust beton som tilslagTraditionel beton
13-05-2015
12
Eksisterende teknologier
- nedknust beton som tilslag
Udfordringer ved brug af nedknust beton som tilslag:
Produktionsmæssige – ”binder af i siloerne” ; ”kræver ekstra siloer”
Egenskabsmæssige udfordringer – ”Påvirker E-modul og svind”
Lovgivningsmæssige udfordringer – ”Må kun anvendes i mindre mængder til fabriksbeton og til elementer”
Forsyningssikkerhed – ”der skal være sikkerhed for leverancerne”
Varierende kvalitet - ”kræver optimering af betonrecepter”
Muligheder for brug af nedknust beton som tilslag:
Belægningssten og fliser – ”Færre krav” ; ”anden produktionsproces”
Alternative anvendelser
- Barrierer til adskillelse af trafikanter
13-05-2015
13
Alternative anvendelser
- Kystsikring
Alternative anvendelser
- Belægninger og stier
13-05-2015
14
Alternative anvendelser
- Belægninger og haveanlæg
Case 1 – Direkte genbrug
- Genbrug af betonelementer
Nyopførte enfamilieshuse pr. år = 6600 huse
10 % opføres med letbetonelementer = 660 huse
60% opføres på grund, hvor eksisterende hus nedrives = 400 huse
Gennemsnitsstørrelsen på et hus = 150 m2
Dette hus indeholder 140 m2 indervægge
Antages at 50% af indervæggene kan genanvendes
Potentiale i denne tænkte case = 28.000 m2 årligt
Der ses bort fra transportAntager samme kvalitet og samme levetid. Indhentet priser på nedrivning samt produktion af nye betonelementer Indhentet CO2 tal på produktion af betonelementerIndhentet energiforbrug ifm nedrivning og produktion af betonelementerEstimeret merpris for nedrivning, adskillelse og oparbejdning af genbrugselementer
13-05-2015
15
Case 1 – Direkte genbrug
- Genbrug af betonelementer
Brug af genbrugselementer
Brug af nye elementer
Potentiale
Pris (kr) 23 mio 8 mio + 15 mio
Energi (GJ) 364 9.500 - 9.136
CO2-fodaftryk (ton) 50 1.500 -1.450
Materialer (m2 betonelement)
0 28.000 -28.000
Case 2 – Nedknust beton i ny beton
- Erstatning af sand og sten
Gulvbeton, passiv miljøklasse, styrkeklasse 20 MPa
20% sten og 10 % sand erstattes med nedknust beton
0,5 mio m3 beton i P20 svarende til ca. ¼ af beton i passiv miljøkl.
Øget cementforbrug på 5% i beton med genbrugsbeton
Listepriser på beton, tilslag til beton samt ren genbrugsbeton
Generiske miljødata fra GABI software på P20 beton
Der ses bort fra ekstra transportomkostningerDer ses bort fra ekstra nedknusningsomkostningerAntager samme kvalitet og samme levetid. Afskrivning på ekstra siloer er medtaget
13-05-2015
16
Case 2 – Nedknust beton i ny beton
- Erstatning af sand og sten
Beton med knust beton som tilslag
Konventionelbeton
Potentiale
Pris (kr) 476 mio 480 mio - 4 mio
Energi (GJ) 990.000 930.000 + 60.000
CO2-fodaftryk (ton) 116.000 111.000 + 5.000
Materialer(cement) (ton)
4.000 0 + 4.000
Materialer (sand og sten) (ton)
0 130.000 - 130.000
Case 3 – Belægninger af genbrug
- Betonbrokker som belægning
20% af det rene betonaffald genbruges som belægninger = 130.000 tons
Ca. 10 % af den totale produktion af nye belægningssten
Listepriser på nye belægningssten indregnet
Antaget halveret levetid af genbrugssten
Ekstra omkostninger til transport, lægning, oparbejdning medtaget
Generiske miljødata fra GABI software
Ekstra siloomkostninger er negligeretDer er foretaget antagelser omkring transportafstandeHalveret levetid er nok optimistisk. Det antages at være muligt at frembringe fornuftige størrelser af brokkerne og adskille det fra armeringen. Ikke muligt for højkvalitetsbetonen
13-05-2015
17
Case 3 – Belægninger af genbrug
- Betonbrokker som belægning
Genbrugs-belægnings-sten
Nye belægnings-sten
Potentiale
Pris (kr) 79 mio 130 mio - 57 mio
Energi (GJ) 24.000 128.000 - 104.000
CO2-fodaftryk (ton) 3.120 19.000 - 15.880
Materialer(cement) (ton)
0 20.000 - 20.000
Fyldmateriale ?
Nej – kommer ikke i cirkulært kredsløb
Vejmateriale ?
Ja, godt materialer med gode egenskaber, kan indgå i cirkulært kredsløb og der spares naturlige råstoffer
Tilslagsmateriale til beton ?
Gevinsterne er for små i forhold til investeringerne og produktionsudfordring, hvis råstofmangel, så ja.
Måske mere egnet til belægningssten, hvor produktionsmetoden ikke kræver ekstra cement og hvor kravene er lempeligere
Konklusion og perspektiver
- Hvad er bedre genanvendelse
13-05-2015
18
Genbrug af råhuse, transformation af bygninger ?
Virker oplagt og kan fortælle historier og skabe spændende arkitektur
Konsekvenser for miljø, økonomi, energiforbrug ikke underbygget i dette studie.
Genbrug af elementer ?
Gevinsterne er for små i forhold til udfordringerne med adskillelse og oparbejdelse
Pris på nye elementer lav
Kræver udvikling af nye designmetoder mhp adskillelse
Konklusion og perspektiver
- Hvad er bedre genanvendelse
Genbrug betonbrokker til nye belægninger ?
Kræver kvalitetssortering af genbrugsbetonen
Mængden af egnede kvaliteter i den størrelse brokkerne skal være vil være begrænset
Tvivl om brugernes krav til æstetikken
Genbrug af belægninger ?
Gamle belægningssten bør genbruges
Dette forgår i nogen omfang via Genbyg.dk, DBA osv.
Konklusion og perspektiver
- Hvad er bedre genanvendelse
13-05-2015
19
Udbud fra MST – sommer 2014.
Opgaven vundet og igangsat august 2014
Opgaven afleveret december 2014
Udførende:
Dorthe Mathiesen, Trine Henriksen m.fl., Teknologisk Institut
Styregruppe:
Katrine Smith, Miljøstyrelsen
Julie Katrine Jensen, Rambøll (indtil 1. oktober)
Ane Mette Walter, Rambøll (fra 1. oktober)
Opdrag fra Miljøstyrelsen
2 møder med følgegruppen
Katrine Smith, Miljøstyrelsen
Julie Katrine Jensen, Miljøstyrelsen
Ane Mette Walter, Rambøll
Morten Buus, Energistyrelsen
Finn Thøgersen, Vejdirektoratet
Jette Bjerre Hansen, DAKOFA
René Møller Rosendal, Dansk Affaldsforening
Klaus Hansen, Dansk Naturfredningsforening
Simon Gylling, Dansk Byggeri
Anette Berrig, Dansk Beton
Poul Erik Hjorth, Betonelementforeningen
Claus Vestergaard Nielsen, Rambøll
Anders Lendager, Lendager Arkitekter
Johnny Christensen, Københavns Kommune
Opdrag fra Miljøstyrelsen