Bedre genanvendelse af beton - DAKOFA

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

mailto:[email protected]

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.


- 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


Fundamentsbeton


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


Fundamentsbeton




Salt- og frostpåvirket beton -autoværn

Højt indhold af cement Krav til cementtypeHøj kvalitets tilslag – typisk granitDyrere beton

Nuværende praksis


Fundamentsbeton




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





13-05-2015

10


- 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


- Direkte genbrug af betonelementer

13-05-2015

11


- nedknust beton som tilslag

Traditionel beton



Beton med nedknust beton som tilslagTraditionel beton

13-05-2015

12



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


- Kystsikring


- Belægninger og stier

http://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/0/01/11-8-07_riprap_photo.jpg

http://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/0/01/11-8-07_riprap_photo.jpg

13-05-2015

14


- 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



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.



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)


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


Documents

Bedre genanvendelse af beton - DAKOFA