BETON - TIL GAVN FOR MILJ OG SAMFUND - ? BETON - TIL GAVN FOR MILJ OG SAMFUND 1: PRODUkTOMRDEPROJEkT

  • Published on
    12-Mar-2019

  • View
    212

  • Download
    0

Transcript

BETON - TIL GAVN FOR MILJ OG SAMFUNDProduktomrdeprojekt vedrrende Betonprodukter 2003-2006Betonindustriens FllesrdAalborg Portland A/STeknologisk InstitutSeptember 2006Produktomrdeprojektet for Betonprodukter har givet den danske betonbranche mulighed for at belyse og dokumentere en rkke miljmssige aspekter for svel materialet beton som for betonbyggeri.Produktomrdeprojektet blev indledt med en kortlgning af den danske betonindustri og en prioritering af miljemner, som betonindustrien nskede at f belyst. Det er bl.a. disse emner, der er grundlaget for denne brochure.Brochuren omhandler beton og betonbyggeri og dets samspil med det omgivende samfund. Der findes tilsvarende en brochure om producenternes muligheder for at fremstille beton p en miljvenlig mde. Vi hber, at denne brochure kan medvirke til at gre den danske byggebranche endnu mere bredygtig ved at fremme brugen af de mest miljvenlige teknikker og metoder, der kendes.BETON - TIL GAVN FOR MILJ OG SAMFUNDBETON - TIL GAVN FOR MILJ OG SAMFUND1 : PRODUkTOMRDEPROJEkT VEDRRENDE BETONPRODUkTERFaktaStttet af Miljstyrelsen, 2003 - 2006. Udfrt af Betonindustriens Fllesrd, Aalborg Portland og Teknologisk Institut i fllesskab med et antal be-tonproducenter.FormlBidrage til at nedstte miljbelastningen fra byg-geriet ved at lse en rkke vsentlige problem-stillinger for betonindustrien.Projektet er blevet fulgt af en bred interessentgruppe bestende af betonproducenter, leverandrer af r-varer til beton, entreprenrer og bygherrer. Der blev i 2003 udarbejdet en handlingsplan med betonbranchens egen prioritering af de vsentlig-ste miljaspekter, som krvede at blive belyst.Som afslutning blev der i oktober 2006 afholdt en workshop, hvor alle interesserede var indbudte til at hre om projektets resultater.4BETON HAR EN POSITIV INDFLYDELSE P MILJETBeton er det mest anvendte konstruktionsmateria-le i verden primrt p grund af dets store fleksibi-litet, hje styrke og gode holdbarhed. Beton er generelt et bredygtigt materiale, idet r-stofferne (sand, grus, kalk og vand) er udbredt over hele kloden. Beton kan sledes produceres lokalt med lokale delmaterialer og efter lokale byggetraditioner. Betonbyggeri har en lang rkke positive sider, som bidrager til at beskytte samfundet og det om-givende milj. Alle disse fordele gr, at beton er et yderst miljvenligt materiale. Lang levetid og minimalt vedligeholdBeton er et nsten uopslideligt byggemateriale, som garanterer lang levetid uden svigt og med et minimalt vedligehold. Alene det minimale vedlige-hold er en stor miljmssig fordel, idet f.eks. jvn-lig malebehandling af andre byggematerialer har miljmssige konsekvenser.Desuden er beton yderst robust overfor svel men-neske- som naturskabte pvirkninger og tler po-pulrt sagt at st ude om natten. Dette betyder, at beton bidrager til at sikre samfundets vrdier og dets vkst ved at udgre de rammer, som er nd-vendige for, at et moderne samfund kan fungere, bde nr det glder byggeri og infrastruktur. Undervejs i en betonkonstruktions driftsfase er der desuden en rkke forhold, hvor beton har go-de egenskaber i forhold til andre (lettere) bygge-materialer. Det drejer sig f.eks. om stjdmpning og varmelagring, hvor betonens hje vgt virker til gunst.Dertil kommer, at beton er et uorganisk (mineralsk) materiale, som ikke bidrager til rd og svamp, og som kan modst brandpvirkninger uden at med-virke til ildens spredning. Fleksibelt materialeBeton kan designes s det lige netop opfylder de funktionskrav, som bygherren krver. Det vre sig krav til styrke, vgt og holdbarhed - eller arkitektoniske krav til byggeriets udseende, geo- metri og udtryk. 1 Indvindingafrstoffer(sand,sten,kalk)2Oparbejdningafrstoffer(sorteringogknusningafsandogsten,brndingafkalktilcement)3Transportafdelmaterialerfrarstofproducententilbetonproducenten4Blandingafcement,sand,stenogvand(samtevt.flyveaske,tilstningsstoffer,mv.) tilfriskflydendebeton5Transportaffriskbetontilstbeform(medbetonkanontilbyggepladsenellermedtransportbnd tilstbehallenpelementfabrik)6Udstbning,vibreringogafretningafbeton(pbyggepladsellerpelementfabrik)7Betonenhrdnerogopnrstyrkeogstivhed(pbyggepladsellerpelementfabrik)8 Transportafelementerfraelementfabriktilbyggepladsogindbygningibyggeri2 : DELPROCESSER I PRODUkTIONEN AF BETONBYGGERI5Betonproduktion i Danmark fordelt p betontyper. Den totale rlige produktionsmngde ligger p ca. 10 mio. ton (2004 niveau). Beton kan opdeles efter vgt med letbeton startende omkring 600 kg pr. m3 til produktion af byggeblokke. Letklinkerbeton til vgelementer vejer typisk mellem 1200 og 1900 kg pr. m3. Letbeton fremstilles ved anvendelse af letklinker, som er ler der er ekspanderet under brnding. Normal beton ligger vgtmssigt i omrdet 2000-2300 kg pr. m3. Normal beton omfatter kategorierne 1-5 i dia-grammet og udgr sledes langt hovedparten af den danske betonproduktion.1 Fabriksbeton 47%2 Betonelementer (bjlker, sjler, vgge mv.) 7%3 Huldkelementer 4%4 Betonvarer (fliser, rr, fundablokke mv.) 30%5 Diverse (murermestre, gr-det-selv) 5%6 Letklinkerbeton (elementer) 7%3 : BETONPRODUkTION I DANMARk UDGR RLIGT 10 MIO. TON123456BETON OPSUGER SVEL DRIVHUSGAS SOM UDSTDNINGSGAS FAkTA6Beton udgres hovedsagligt af rstoffer, som findes i store mngder. Derfor er der ingen umiddelbar res-sourceknaphed indenfor betonindustrien. Desuden er der i det seneste tir indfrt en rkke konomiske tiltag der motiverer til en fornuftig udnyttelse af rstofferne: Spildevandsafgift medfrer get brug af gen-brugsvand og regnvand til betonproduktion. Det er sledes normal praksis at genbruge f.eks. vaske-vand p betonfabrikkerne. Deponeringsafgifter for nedrivningsaffald samt krav om kildesortering. Betonproducenterne mini-merer deres affaldsmngder ved at udvaske og genbruge sand og grus, eller ved at nedknuse be-tonrester (returbeton, overskudsproduktion, etc.) og anvende det til stabilt grus o.l. Afgifter p de bedste kvaliteter af naturligt tilslag for at ge anvendelsen af mindre eftertragtede rstoffer.Betonaffald genanvendes i stor stilDanmark ligger i den europiske top, nr det drejer sig om at genanvende nedrivningsaffald (beton og tegl). Med en genanvendelsesprocent p omkring 90 procent er der meget lidt affald, der ender p fyldpladser. Nedknust byggeaffald anvendes pri-mrt som fyldmateriale og bundsikring i vejbyg-ning, men det er ogs muligt at genanvende det som erstatning for naturligt tilslag i ny beton. Ved at anvende restprodukter, som nvnt i Figur 4, til betonproduktion spares der rstoffer, og samfun-det undgr samtidigt at deponere disse restproduk-ter. Ydermere erstatter sdanne restprodukter typisk cement, hvorfor de pvirker betonens miljegenska-ber meget positivt. Cementproducenterne arbejder samtidigt selv lbende p at forbedre cementens miljprofil. Det sker bl.a. ved at tilstte restproduk-ter eller kalkmel p cementfabrikken. Dette krver imidlertid ogs miljmssig omtanke. Der kan vre miljfremmede stoffer ssom tungmetaller i rest-produkterne. Det har ingen betydning for miljet, s lnge restprodukterne er indbygget i en betonkon-struktion, fordi stofferne s er bundet i cementfor-bindelserne. Men efter endt levetid str konstruktio-nen foran nedrivning, og s er det vigtigt, at der ikke sker udvaskning, nr det nedknuste betonaffald genanvendes som vejfyld eller lignende. Produktomrdeprojektet har undersgt udvaskning eksperimentelt. Konklusionen er, at udvaskning fra nedknust beton med flyveaske og spildevandsslam ikke er forskellig fra beton uden disse restproduk-ter. Disse undersgelser er stadig p et meget fore-lbigt stade, og der foregr yderligere undersgel-ser i andre projektsammenhnge for at forst og kortlgge udvaskningsproblematikken til bunds.BETON OG NATURLIGE RESSOURCERBetonbranchenhari30rarbejdetpatfindeindustriellerestproduktertilatblandeibeton.Detdrejersigisromfinkornede,askelignendematerialer,somersammenligneligemedcementimangehense-ender.Derforkanmanmedfordeltilsttedissestofferogreducerecementbehovet.Dissematerialerhardesudenenpositivindflydelsepbetonensegenskaber.Detdrejersigom: Flyveaskesomeretrestproduktfrakulfyredekraftvrker Mikrosilikasomeretrestproduktfraaluminiumproduktion(norsk) Slaggesomeretrestproduktfrastlproduktion(anvendesikkeiDanmark) Askefraforbrndingafspildevandsslamsomeretrestproduktfrarensningsanlg Nedknustflaskeglassomeretoverskudsproduktfraindsamlingafflaskerogglas Stenmelsomeretrestproduktfraknusningafstorestenogklippestykker4 : ANVENDELSE AF INDUSTRIELLE RESTPRODUkTER7BETON OG ENERGIYDEEVNEEn vsentlig grund til betons gode miljmssige egenskaber er, at tunge byggematerialer udgr et ef-fektivt varmelager. Det kendes f.eks. fra gulvvarme, som bibeholdes i flere timer efter, at varmeforsynin-gen er afbrudt. Et andet eksempel er en sydvendt vg, der udstrler varme p terrassen lnge efter, at solen er get ned. Betons evne til at lagre varme bety-der, at betonbygninger ofte har god energikonomi. For kontorbyggeri med lette, transparente facader er det specielt vigtigt at anvende beton som varmela-ger, hvis dagtemperaturen ikke skal blive for hj. Den tunge beton kan optage varme om dagen og afgive den igen om natten. Dermed bliver komforten i byg-ningen strre og varmeregningen mindre - ligesom energiforbruget til eventuelle klesystemer falder.Termisk inertiP grund af betons relativt hje varmeledningsevne trnger varmen langt ind i vggen. Derfor kan en strre del af materialet udnyttes end ved materialer med en mindre varmeledningsevne. For at opn et mrkbart bidrag til varmebalancen har det ogs be-tydning, at der er et stort overfladeareal med mulig-hed for varmeakkumulering set i forhold til rummets volumen. Betonoverfladerne skal vre i kontakt med rumluften og ikke vre dkket af nedhngte lofter og isolering for at kunne udnytte effekten fuldt ud.Bedre termisk indeklimaBetonbygninger har en god varmeakkumuleringsev-ne. Derfor vil der ske en udjvning af rumtemperatu-rer hen over dgnet. Om dagen med solindfald og tilfrsel af varme fra el-apparater og personer sker der en temperaturstigning i betonen. Senere falder varmetilfrslen, og varmestrmmen vender, hvor-ved varmen afgives til rummet igen. Denne varme-optagelse og -afgivelse giver en forsinkelseseffekt og en udjvning af temperatursvingningerne i rum-luften. Dermed opns en naturlig regulering af tem-peraturerne hen over dgnet. Effekten kan udnyttes bde om vinteren og om sommeren: Om vinteren, nr der er et opvarmningsbehov, medfrer varmeakkumuleringen, at temperatur-stigningen i rummet ikke bliver for hj som flge af solindfald. Derved reduceres varmetabet igennem klimaskrmen og ved ventilation af bygningen. Om sommeren (eller ved problemer med over-ophedning) begrnser varmeakkumuleringen lige-ledes temperaturstigningen i rummet. Dette med-frer, at behovet for at fjerne overskudsvarme ved kling og/eller solafskrmning reduceres.I det nye bygningsreglement (2006) skal de varme-akkumulerende egenskaber af byggematerialerne medtages i energiberegninger for nye byggerier.8Tunge byggematerialer mindsker energiforbruget om sommeren til fjernelse af overskudsvarme. Dia-grammet viser dette energiforbrug for fire forskellige bygningstyper i henhold til dansk praksis for ener-giberegninger. De fire bygningstyper er: Ekstra let, lette vgge, gulve og lofter Middel let, enkelte tungere dele Middel tung, flere tunge dele, f.eks. betondk og tegl- eller letbetonvgge Ekstra tung, tunge vgge, gulve og lofter i beton og tegl5 : ENERGIMNGDER SOM SkAL FJERNES PGA. OVEROPHEDNING0,70,60,50,40,30,20,1Maj Juni Juli August September00,8BETON kAN SkRDDERSYS TIL AT OPFYLDE ALLE kONSTRUkTIONSBEHOVFAkTAx Mnedy Energi MWh9Ammoniakdampe mlt i klimakammerforsg og omregnet til koncentrationen i et standardrum omgivet af betonvgge og -dk. Efter fire uger er ammoniakkoncentrationen faldet til niveau p ca. 25 g/m3, uanset om betonen indeholder flyveaske eller ej. Dette niveau ligger langt under n procent af den ar-bejdshygiejniske grnsevrdi, som anvendes af de danske myndigheder. Med flyveaske Uden flyveaske6 : AMMONIAkDAMPE1251007550257 14 21 28 35 42 49 56Dansk grnsevrdi baseret p 1/100 af arbejdsmiljkrav63150 BETON GENBRUGER INDUSTRIELLE RESTPRODUkTER OG SPARER SAMFUNDET FOR DEPONERING FAkTAx Dage efter udstbningy Ammoniakkoncentration - g/m310GODT INDEkLIMA I BETONBYGNINGERBetonbranchen har i forbindelse med Produktomr-deprojektet undersgt, om beton pvirker indekli-maet. Det er sket ved en rkke forsg, hvor betons afgasning af flygtige stoffer til indeluften er blevet mlt. Mlingerne er sket p typiske danske beton-sammenstninger, som anvendes til boligbyggeri. Konklusionen er entydig: Betonoverflader afgiver ikke flygtige stoffer i koncentrationer, der pvirker indeklima eller sundhed. Dette understttes af en sensorisk undersgelse, hvor et testpanel p 20 personer har lugtet til de undersgte betontyper i en periode p fire uger. Lugtindtrykket blev i alle til-flde registreret som acceptabelt, og intensiteten faldt fra moderat til svag hen over perioden.De undersgte betoner omfatter huldk som er udbredt som etageadskillelse i dansk boligbyggeri, letklinkerbeton og normal beton til vgelementer samt gulvbeton. Afgasningsforsg er foretaget i klimakammer efter EN 13419 og der er efterflgen-de detekteret op til 15 stoffer. For de flygtige organiske stoffers vedkommende har der enten ikke kunnet mles noget, eller mlin-gerne ligger langt under lugtgrnsevrdierne. Dermed er det pvist, at betonen ikke bidrager til disse stoffers forekomst i bygninger.Kulbrinter fra formolie Brug af mineralsk formolie ved udstbning af be-ton medfrer, at der efterflgende vil fordampe sm mngder af kulbrinter fra betonoverfladen. Undersgelserne dokumenterer, at efter 28 dgns lagring er mngderne s sm, at de ikke pvirker indeklimaet i negativ retning. Kulbrinterne forsvin-der fuldstndigt ved brug af vegetabilsk formolie, som anvendes i stigende grad af hensyn til beton-producenternes affaldshndtering.AmmoniakdampeNy beton kan afgive ganske sm mngder ammo-niak. Det glder isr beton, der indeholder flyve-aske. Dette er blevet undersgt ved at mle af-dampningen fra to betoner til brug indendre: En baseret p ren cement og en indeholdende flyve-aske. Begge betoner afgiver ammoniakdampe - men kun i helt ubetydelige mngder, som ligger under n procent af den danske grnsevrdi for ammoniak i arbejdsmiljet. Desuden mindskes af-dampningen relativt hurtigt med tiden. Det er tyde-ligt at flyveasken medfrer et forhjet ammoniak-niveau lige efter udstbning set i forhold til den rene cementbaserede beton. Den anvendte flyve-aske har et ammoniakindhold svarende til det nor-male niveau for danske kraftvrker (Figur 6).11Mlinger af NO2 koncentration i klimakammer med betonfliser og lyspvirkning. Referencemlinger uden beton giver mlinger i det verste skraverede omrde. Ved prvningstidspunktet er fliserne mindst 3 mneder gamle. Ubehandlet i mrke Ubehandlet i UV-lys TiO2 behandlet i mrke TiO2 behandlet i UV-lys7 : NO2 kONCENTRATION8060402010 20 30 40 50Mlinger uden beton vil ligge i dette omrde1000060BETON FORBEDRER BYGGERIETS ENERGIYDEEVNE FAkTAx Minuttery No2 i % af startkoncentration12Det er tidligere blevet foreslet at anvende fotoka-talytiske stoffer, som pfres betonoverflader, som luftrenser drevet af solens ultraviolette lys. Produktomrdeprojektet har undersgt, hvorvidt denne effekt er mlbar, og om det fotokatalytiske stof TiO2 har gunstig indvirkning p omdannelsen af nitrse gasser (NOx). Beton renser byluft for udstdningsgasserAfprvningen er foreget p betonfliser med eller uden TiO2 overfladebehandling. Fliserne blev udsat for forskellige lyspvirkninger i et klimakammer, og det blev mlt, hvordan NO2-koncentrationen i kli-makammeret ndrede sig med tiden (Figur 7).Konklusionen er, at beton absorberer NO2 - uanset om betonoverfladerne belyses med ultraviolet lys eller pfres TiO2. Efter ca. en time er koncentratio-nen under 10 procent af startkoncentrationen. Dermed er det dokumenteret, at ganske normal beton optager og omdanner nitrse udstdnings-gasser uden hjlp fra fotokatalyse og kostbare overfladebehandlinger. Denne miljgavnlige ef-fekt foregr kontinuerligt overalt - ikke mindst p fortove samt p torve og pladser med betonbe-lgninger.Beton optager drivhusgasserCementpartiklerne i hrdnet beton optager CO2 fra atmosfren ved en proces, der hedder karbo-natisering. Dermed er beton med til at reducere drivhuseffekten. Karbonatisering sker i betonoverflader, der er i kon-takt med luften. I en vg, et gulv eller en vejbro foregr processen ganske langsomt. Nr beton-konstruktioner nedrives og knuses, sker karbonati-seringen mange gange hurtigere, fordi overfladen bliver langt strre (Figur 8). Betydningen af karbo-natisering for betons CO2-regnskab er blevet doku-menteret i et fllesnordisk projekt. Projektet viste, at beton optager cirka 60 procent af den CO2, der frigives ved brnding af kalk i forbindelse med ce-mentproduktionen. Optagelsen sker dels i beto-nens levetid, dels nr betonen nedknuses efter endt levetid (Figur 9).Typisk vil produktionen at et kg cementklinker medfre udledning af 500 g CO2 fra brnding af kalken. P samfundsplan er der derfor tale om, at betonen atter optager meget betydelige mngder CO2. Det nordiske projekt anslr, at optagelsen svarer til cirka en halv procent at samfundets totale CO2-udledning.BETON OG LUFTEN138 : OVERFLADEAREAL AFHNGIG AF kORNSTRRELSEIllustration af specifikt overfladeareal afhngig af kornstrrelse. Bemrk logaritmisk x-akse.A Total karbonatisering tager ca. 1 mnedB Total karbonatisering tager ca. 11 rC Total karbonatisering tager ca. 1100 r2,521,5110 1000,5BC103BETON kAN GENBRUGES EFTER ENDT LEVETID FAkTAx Karakteristisk dimension - mmy Specifikt overfladeareal - mm2/kgA149 : kARBONATISERING AF BETONKarbonatisering af beton medvirker til optag af CO2 i hele levetiden. Efter nedrivning og nedknusning ges karbonatiseringshastigheden markant.8060402020 40 60 80 10000100LEVETIDEFTER NEDRIVNINGBETON GAVNER INDEkLIMAETFAkTAx ry % karbonatiseretMILJMSSIGE FORDELE VED BETONBYGGERIMILJASPEkTERFindes i rigelige mngder over hele klodenGenanvendelse af nedknust byggeaffald reducerer behovet for naturlige tilslagsmaterialerAnvendelse af restprodukter fra f.eks. kraftvrker og renseanlgReducerer behovet for deponering og sparer p cementenBetonproduktion foregr oftest lokalt, hvilket minimerer transportbehovetBetonens ydeevne kan designes til at imdeg netop de pvirkninger den mder i sin levetidBeton er yderst modstandsdygtig overfor vejr- og vindpvirkninger og krver minimalt vedligeholdReparationer udfres ligeledes med miljvenlige materialerBeton medvirker til, at bygningens energiydeevne forbedresIndeklimaforhold forringes ikke af betonTvrtimod forbedres den termiske komfort bl.a. ved anvendelsen af gulvvarmeBeton kan medvirke til at absorbere farlige stoffer fra udstdningsgasserDesuden foregr der et kontinuert optag af CO2 igennem hele levetidenNedknust beton genanvendes i byggesektoren som fyldmateriale eller som genbrugstilslag i ny betonCO2 optaget accelereres kraftigt nr betonen nedknusesBeton har ingen problemer med udvaskning af f.eks. tungmetaller ved deponering eller brug som fyldmaterialeFASE I LIVSCYkLUSRmaterialer (udvinding og oparbejdning af sand, sten, kalk)Betonproduktion (blanding, transport, udstbning, etc.)DriftsfasenNedrivningUdgivet i forbindelse med:Produktomrdeprojekt vedrende Betonprodukter 2003-2006Udarbejdet med tilskud fra Miljrdet for Renere ProdukterDet bemrkes at de fremsatte synspunkter ikke ndvendigvis dkkes af Rdet eller Miljstyrelsenwww.betoninfo.dkwww.aalborg-portland.dkwww.teknologisk.dkwww.mst.dkProjektrapporter kan downloades fra Miljstyrelsens hjemmeside,eller ved henvendelse til Produktomrdeprojektets deltagere

Recommended

View more >