Bedre genanvendelse af beton Bygge og anlægsaffald kan vi få bedre kvalitet i genanvendelsen Dakofa d. 12. maj 2015

Transkript

1 Bedre genanvendelse af beton Bygge og anlægsaffald kan vi få bedre kvalitet i genanvendelsen Dakofa d. 12. maj 2015 Dorthe Mathiesen, Teknologisk Institut Centerchef, Beton dma@teknologisk.dk tlf.:

2 Indhold Udredning af teknologiske muligheder for at genbruge og genanvende beton formål 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 Opdrag fra Miljøstyrelsen - Projektets målsætning - 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. Betonaffaldsbunker, maskinteknik.dk DSV In-situ prisen 2015, plh.dk 2

3 - 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. - Registrerede mængder 95 % genanvendes FIGUR 1 UDVIKLING I REN BETONAFFALD TIL GENANVENDELSE OG DEPONERING I ÅR 2011, 2012 OG DATA ER UDTRUKKET FRA AFFALDSDATASYSTEMET. 3

4 - Registrerede mængder? - Oprindelse - hvorfor er det vigtigt? 4

5 - oprindelse - hvorfor er det vigtigt? Fundamentsbeton Lavt indhold af cement Flere typer af cement tilladt Lavkvalitetssten og sand tilladt Billig beton - oprindelse - hvorfor er det vigtigt? Fundamentsbeton Lavt indhold af cement Flere typer af cement tilladt Lavkvalitetssten og sand tilladt Billig beton Indendørsbeton (ingen frost) Lavt indhold af cement - styrkekrav Flere typer af cement tilladt Typisk lette tilslag leca o.lign. Billig beton 5

6 - oprindelse - hvorfor er det vigtigt? Fundamentsbeton Lavt indhold af cement Flere typer af cement tilladt Lavkvalitetssten og sand tilladt Billig beton Indendørsbeton (ingen frost) Lavt indhold af cement - styrkekrav Flere typer af cement tilladt Typisk lette tilslag leca o.lign. Billig beton Salt- og frostpåvirket beton - autoværn Højt indhold af cement Krav til cementtype Høj kvalitets tilslag typisk granit Dyrere beton - oprindelse - hvorfor er det vigtigt? Fundamentsbeton Lavt indhold af cement Flere typer af cement tilladt Lavkvalitetssten og sand tilladt Billig beton Indendørsbeton (ingen frost) Lavt indhold af cement - styrkekrav Flere typer af cement tilladt Typisk lette tilslag leca o.lign. Billig beton Salt- og frostpåvirket beton - autoværn Højt indhold af cement Krav til cementtype Høj kvalitets tilslag typisk granit Dyrere beton Havvands- og frostpåvirket beton brobeton Højeste indhold af cement Krav til cementtype Høj kvalitets tilslag typisk granit Dyr beton 6

7 Nuværnde praksis - Beton er ikke bare beton! Cementindhold varierer fra 100 kg/m kg/m 3 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 Bedre genanvendelse kræver langt bedre sortering i kvaliteter - Hvor anvendes genbrugsbetonen? Fyldmateriale Veje og pladser som bundsikring og stabilgrus Ubundne bærelag i stats og kommuneveje og som bundsikring i forbindelse med brobyggeri. Genbrugsbeton udgør mere end 10% af den totale mængde stabilgrus, der anvendes i Danmark. 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 7

8 - Hvad koster genbrugsbetonen? TABEL 1 GENNEMSNITSPRISER PÅ NATURLIGT STABILGRUS OG NEDKNUST BETONAFFALD TIL UBUNDNE BÆRELAG JF. RGS 90 PRISLISTE 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 8

9 Eksisterende teknologier - Direkte genbrug: transformation Eksisterende teknologier - Direkte genbrug: transformation 9

10 Eksisterende teknologier - Direkte genbrug: Fra rør til bolig Eksisterende teknologier - Direkte genbrug af betonelementer Få eksempler fra staldbyggeri, hvor standardelementer monteres i stålrammer, som let kan adskilles og anvendes igen. Landbrugsbygninger relevant, pga hyppige ombygninger 10

11 Eksisterende teknologier - nedknust beton som tilslag Traditionel beton Eksisterende teknologier - nedknust beton som tilslag Traditionel beton Beton med nedknust beton som tilslag 11

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 12

13 Alternative anvendelser - Kystsikring Alternative anvendelser - Belægninger og stier 13

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 m 2 Dette hus indeholder 140 m 2 indervægge Antages at 50% af indervæggene kan genanvendes Potentiale i denne tænkte case = m 2 årligt Der ses bort fra transport Antager samme kvalitet og samme levetid. Indhentet priser på nedrivning samt produktion af nye betonelementer Indhentet CO 2 tal på produktion af betonelementer Indhentet energiforbrug ifm nedrivning og produktion af betonelementer Estimeret merpris for nedrivning, adskillelse og oparbejdning af genbrugselementer 14

15 Case 1 Direkte genbrug - Genbrug af betonelementer Brug af genbrugselem enter Brug af nye elementer Potentiale Pris (kr) 23 mio 8 mio + 15 mio Energi (GJ) CO 2 -fodaftryk (ton) Materialer (m 2 betonelement) 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 m 3 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 transportomkostninger Der ses bort fra ekstra nedknusningsomkostninger Antager samme kvalitet og samme levetid. Afskrivning på ekstra siloer er medtaget 15

16 Case 2 Nedknust beton i ny beton - Erstatning af sand og sten Beton med knust beton som tilslag Konventionel beton Potentiale Pris (kr) 476 mio 480 mio - 4 mio Energi (GJ) CO 2 -fodaftryk (ton) Materialer (cement) (ton) Materialer (sand og sten) (ton) Case 3 Belægninger af genbrug - Betonbrokker som belægning 20% af det rene betonaffald genbruges som belægninger = 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 negligeret Der er foretaget antagelser omkring transportafstande Halveret levetid er nok optimistisk. Det antages at være muligt at frembringe fornuftige størrelser af brokkerne og adskille det fra armeringen. Ikke muligt for højkvalitetsbetonen 16

17 Case 3 Belægninger af genbrug - Betonbrokker som belægning Genbrugsbelægningssten Nye belægningssten Potentiale Pris (kr) 79 mio 130 mio - 57 mio Energi (GJ) CO 2 -fodaftryk (ton) Materialer (cement) (ton) Konklusion og perspektiver - Hvad er bedre genanvendelse 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 17

18 Konklusion og perspektiver - Hvad er bedre genanvendelse 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. 18

19 Opdrag fra Miljøstyrelsen Udbud fra MST sommer 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 19