Bruk av alternative materialer i vegbygging - Bruksområder og erfaringer

Transkript

1 Bruk av alternative materialer i vegbygging - Bruksområder og erfaringer Prosjektoppgave 2003 for Signe Holdhus INSTITUTT FOR BYGG ANLEGG OG TRANSPORT Norges teknisk-naturvitenskapelige universitet NTNU Reg. nr.:

2 NORGES TEKNISK- NATURVITENSKAPELIGE UNIVERSITET INSTITUTT FOR BYGG, ANLEGG OG TRANSPORT 2 Oppgavens tittel: Bruk av alternative materialer i vegbygging Dato: Antall sider (inkl. bilag): 42 -Bruksområder og erfaringer Hovedoppgave Prosjektoppgave x Navn: Signe Holdhus Faglærer/veileder: Ivar Horvli Eventuelle eksterne faglige kontakter/veiledere: Even Øiseth, SINTEF og Roald Aabøe, Vegdirektoratet Ekstrakt: Denne oppgaven gir en oversikt over de fleste gjenbruksmaterialene som brukes i vegbygging i Norden. Gjenbruksmaterialene er delt inn i kategorier etter opprinnelse: bygge- og riveavfall, slagg fra metallindustri, avfall fra gruveindustri, aske fra energi framstilling, kommunalt avfall og avfall fra skogsindustri. Totalt 24 materialer er behandlet med hensyn på funksjonsegenskaper, miljøbelastning, bruksområder og erfaringer. Mengdedata for produsert og benyttet mengde er kun presentert noen av materialene. Det er de mest sentrale materialene og de materialene der mengdedata har vært lett tilgjengelig som har blitt prioritert. Siste del av oppgaven omhandler lette og isolerende materialer, særlig med vekt på gjenbruksmaterialet skumglass. Stikkord: 1. Gjenbruksmaterialer 2. Vegbygging 3. Lette og isolerende materialer (sign.) 2

3 3 FORORD Denne prosjektoppgaven er utført ved institutt for Bygg, anlegg og transport, Norges teknisk-naturvitenskaplige universitet i samarbeid med Statens vegvesen Vegdirektoratet og SINTEF Berg og geoteknikk. Prosjektoppgaven er en del av fordypningsemnet i 9.semester i mastergradsstudiet ved NTNU med en belastning på 11,25 studiepoeng. Arbeidet har bestått i datainnsamling og litteratursøk om volum, materialkarakteristika, bruksområder, miljøbelastning og erfaringer for gjenbruksmaterialer i vegbygging. I tillegg er det gjort forarbeid til hovedoppgaven ved å sammenligne gjenbruksmaterialet skumglass med andre industrielt framstilte lette og isolerende materialer. Jeg vil takke alle som har bidratt med hjelp til denne prosjektoppgaven. Det gjelder veileder Ivar Horvli, NTNU, medveileder Even Øiseth, SINTEF og støttespillere i Gjenbruksprosjektet i Vegdirektoratet. Jeg vil dessuten takke for at jeg har fått muligheten til å sitte på Veg og trafikkfaglig senter i Trondheim for å jobbe med oppgaven. Trondheim, desember 2003 Signe Holdhus 3

4 4 SAMMENDRAG Denne oppgaven gir en oversikt over de fleste gjenbruksmaterialene som brukes i vegbygging i Norden. Gjenbruksmaterialene er delt inn i kategorier etter opprinnelse: bygge- og riveavfall, slagg fra metallindustri, avfall fra gruveindustri, aske fra energi framstilling, kommunalt avfall og avfall fra skogsindustri. Totalt 24 materialer er behandlet med hensyn på funksjonsegenskaper, miljøbelastning, bruksområder og erfaringer. Mengdedata for produsert og benyttet mengde er kun presentert noen av materialene. Det er de mest sentrale materialene og de materialene der mengdedata har vært lett tilgjengelig som har blitt prioritert. Oversikt og sammenstillingen av de viktigste opplysningene for alle materialene er gitt i de tre matrisene tidlig i kapittel 3. Mer utfyllende og detaljert tekst om materialene er presentert i hvert sitt avsnitt i resten av kapittel 3. Siste del av oppgaven omhandler lette og isolerende materialer, særlig med vekt på gjenbruksmaterialet skumglass. 4

5 5 INNHOLDSFORTEGNELSE FORORD... 3 SAMMENDRAG... 4 INNHOLDSFORTEGNELSE INNLEDNING BAKGRUNN OG FORMÅL AVGRENSNINGER ORGANISERING OG GJENNOMFØRING VEGENS KONSTRUKSJON TRADISJONELL MATERIALBRUK NYE MATERIALER OG GJENBRUK GJENBRUKSMATERIALER MATERIALOVERSIKT MENGDEMATRISE EGENSKAPSMATRISE ERFARINGSMATRISE BYGGE- OG RIVEAVFALL KNUST BETONG KNUST TEGL ASFALTGRANULAT KNUST STEINULL BETONGSLAM MASOVNSSLAGG FERROKROMSLAGG STÅLSLAGG JERNSAND GLØDESKALL AVFALLSSTEIN STØPESANDSOVERSKUDD FLOTASJONSSAND ASKE FRA ENERGIFRAMSTILLING FLYGEASKE BUNNASKE TORVASKE SLAGGRUS KOMMUNALT AVFALL KNUST GLASS SKUMGLASS GUMMIAVFALL PLASTAVFALL AVFALL FRA SKOGS- OG PAPIRINDUSTRI FIBERSLAM SKOGSAVFALL ASKE FRA FORBRENT SKOGSAVFALL LETTE OG ISOLERENDE MATERIALER SKUMGLASS LETTKLINKER EKSTRUDERT/EKSPANDERT POLYSTYREN SAMMENLIGNING OPPSUMMERING

6 6 VEDLEGG VEDLEGG 1: OPPGAVETEKST Figurliste Figur 1: Vegoverbygning /1/... 9 Figur 2: Energibruk i OECD-land /25/ Figur 3: Byggetekniske egenskaper for lette fyllmasser /1/ Tabelliste Tabell 1: Mengdematrise Tabell 2: Egenskapsmatrise Tabell 3: Erfaringsmatrise Tabell 4: Mengde betongavfall årlig (tonn) Tabell 5: Årlig mengde benyttet knust betong (tonn) Tabell 6: Materialegenskaper for knust betong Tabell 7: Materialegenskaper for tegl Tabell 8: Årlig mengde asfaltavfall (tonn) Tabell 9: Årlig mengde benyttet asfaltgranulat (tonn) Tabell 10: Typiske materialverdier for asfaltgranulat Tabell 11: Materialegenskaper for betongslam Tabell 12: Årlig mengde produsert masovnslagg (tonn) Tabell 13: Årlig mengde benyttet masovnslagg (tonn) Tabell 14: Materialegenskaper for vannavkjølt masovnsslagg Tabell 15: Materialegenskaper for luftavkjølt masovnsslagg Tabell 16: Årlig mengde produsert ferrokromslagg (tonn) Tabell 17: Årlig mengde benyttet ferrokromslagg (tonn) Tabell 18: Materialegenskaper for vannavkjølt ferrokromslagg Tabell 19: Materialegenskaper for luftavkjølt ferrokromslagg Tabell 20: Årlig mengde produsert stålslagg (tonn) Tabell 21: Årlig mengde benyttet stålslagg (tonn) Tabell 22: Materialegenskaper for stålslagg Tabell 23: Årlig mengde produsert avfallsstein (tonn) Tabell 24: Årlig mengde benyttet avfallsstein (tonn) Tabell 25: Årlig mengde produsert flygeaske (tonn) Tabell 26: Årlig mengde benyttet flygeaske (tonn) Tabell 27: Materialegenskaper for flygeaske fra kullforbrenning Tabell 28: Årlig mengde produsert bunnaske (tonn) Tabell 29: Årlig mengde benyttet bunnaske (tonn) Tabell 30: Materialegenskaper for bunnaske fra kullforbrenning Tabell 31: Årlig mengde produsert slaggrus (tonn) Tabell 32: Årlig mengde benyttet slaggrus (tonn) Tabell 33: Materialegenskaper for slaggrus Tabell 34: Årlig mengde glassavfall (tonn) Tabell 35: Materialegenskaper for 100 % knust glass Tabell 36: Materialegenskaper for skumglass Tabell 37: Innsamlet mengde kasserte bildekk årlig (tonn) Tabell 38: Årlig mengde benyttet dekk-klipp (tonn) Tabell 39: Materialegenskaper for dekk-klipp Tabell 40: Mengde plastavfall årlig (tonn) Tabell 41: Årlig mengde produsert aske fra skogs- og papiravfall (tonn) Tabell 42: Årlig mengde benyttet aske fra skogs- og papiravfall (tonn)

7 7 1. INNLEDNING 1.1 Bakgrunn og formål I senere tid har det blitt mer og mer aktuelt å bruke gjenbruksmaterialer i vegbygging. Det er lite ønskelig at ikke-fornybare ressurser overbelastes, samtidig som andre virksomheter produserer avfall med bruksverdi. I den forbindelse er Gjenbruksprosjektet opprettet som et etatsprosjekt i Statens vegvesen Vegdirektoratet, og det skal legge til rette for økt gjenbruk i vegbygging. Det har også delvis kommet i gang et internordisk prosjekt kalt GB-veg, som er et samarbeid mellom Vägverket i Sverige og Vegdirektoratet i Norge. Her er også en rekke aktører fra næringsliv og universitetsmiljø deltakere. Denne prosjektoppgaven er tilknyttet begge disse to prosjektene. Det er et stort behov for å utveksle erfaringer og gi oversikt over tekniske, økonomiske og miljømessige konsekvenser ved gjenbruk i vegbygging, noe som denne oppgaven forhåpentligvis vil være med å bidra til. Hensikten med denne prosjektoppgaven er å: gi en oversikt over de vanligste gjenbruksmaterialene i Norden. presentere materialkarakteristika, bruksområder, erfaringer, miljøtekniske egenskaper og volum av disse materialene. sammenligne gjenbruksmaterialet skumglass med andre lette og isolerende materialer. bidra til økt kunnskap og dermed økt bruk av gjenbruksmaterialer i vegbygging. 1.2 Avgrensninger Oppgaven omfatter hele Norden, men den må sees i lys av at det har vært enklest få tak i informasjon om Norge. Det er svært ulikt omfang av litteratur om gjenbruksmaterialer i de nordiske landene, og det har dessverre medført ujevn fordeling av opplysninger om de ulike landene i denne oppgaven. Det totale antall mengdedata det legges opp til å finne er hele 240 stykk. I og med at få mengdedata om gjenbruksmaterialer er presentert i offentlig litteratur, er det en vanskelig og tidkrevende jobb å samle inn disse. Med bakgrunn i tidsrammen for denne oppgaven, ble prioritert å finne de mest sentrale mengdedataene. Mengdedataene som kommer fram i denne oppgaven må ikke betraktes som absolutte verdier. Det finnes få helt nøyaktige verdier på dette feltet, og mengdene kan være beregnet på ulike måter. Det er fra forfatterens ståsted vanskelig å vurdere brukbarheten av disse verdiene, men det er konsekvent gjort kildehenvisninger. Ved testing av materialegenskaper er det mange variabler, og det må gjøres en rekke forutsetninger. Dataene som presenteres her er i høyeste grad avhengige av forsøksforutsetningene, mens det dessverre ikke har vært rom for å beskrive alle forutsetningene. Det er beklagelig å ta resultater ut av deres sammenheng, noe som svekker 7

8 8 deres vitenskapelige verdi. Dette måtte gjøres for å sammenstille materialegenskapene i en og samme tabell, noe som var hensikten med oppgaven. Det finnes ikke helhetlige og like forsøk for alle materialer, så det er dessverre brukt resultater med forskjellige forutsetninger. Det er valgt å fokusere mest på kapittel 3 Gjenbruksmaterialer og mindre på kapittel 4 Lette og isolerende materialer. Grunnen er at hovedhensikten med oppgaven er å skaffe en oversikt over gjenbruksmaterialer. Kapittel 4 er en overgang mellom prosjektoppgaven og hovedoppgaven og er mindre sentral i forhold til det egentlige temaet. 1.3 Organisering og gjennomføring Prosjektoppgaven er skrevet i løpet av høstsemesteret Oppgaven tilsvarer en belastning på 11,25 studiepoeng (3,75 vekttall) og er utført som en del av fordypningsemnet i 9.semester ved mastergradsstudiet på NTNU. Oppgaven er skrevet ved institutt for bygg, anlegg og transport, fakultet for ingeniørvitenskap og teknologi, NTNU. Støttespillere underveis i arbeidet har vært veileder Ivar Horvli, BAT og medveileder Even Øiseth, SINTEF Berg- og geoteknikk. I tillegg har det vært verdifulle bidrag fra Roald Aabøe og Gordana Petkovic i Vegdirektoratet når det gjelder litteratur til prosjektoppgaven og en erfaringsrik sommerjobb. Oppgaven var lagt opp som et litteraturstudium og datainnsamling av bruksområder og erfaringer for alternative materialer i vegbygging. Erfaringsdatabasene til Gjenbruksprosjektet og GB-veg er benyttet i dette arbeidet. Oppgaveoppbygning Oppgaven er bygd opp slik at den gir først en kort innføring i vegoppbygging og materialbruk. Hoveddelen om gjenbruksmaterialer starter med de viktigste dataene oversiktlig presentert i matriser. Deretter er hvert gjenbruksmateriale behandlet mer grundig i hvert sitt avsnitt. Til slutt behandles lette og isolerende materialer for å sammenligne gjenbruksmaterialet skumglass med industrielt framstilte lette masser. 8

9 9 2. VEGENS KONSTRUKSJON Krav til vegoverbygningen Overbygningen skal fordele laster fra trafikken til undergrunnen slik at det ikke oppstår skadelige eller uakseptable deformasjoner. Overbygningen skal derfor bygges opp av bæredyktige, ikke telefarlige og ikkevannømfintligematerialer, som beholder tilstrekkelig bæreevne hele året. Materialvalg og dimensjoner avhenger bl.a. av trafikk, grunnforhold og klimatiske påkjenninger. /i/ Funksjonskrav Materialene i overbygningen skal ha en slik kvalitet og lagtykkelse at det ikke oppstår deformasjoner, sprekker eller andre skader i vegdekket i løpet av vegens dimensjoneringsperiode. /i/ Figur 1: Vegoverbygning /i/ Vegen bygges opp i lag som vist på Figur 1, og hvert lag skal tåle belastningen fra overliggende av lag og ha tilstrekkelig lagtykkelse for å beskytte underliggende lag mot for store spenninger. /ii/ Det er litt forskjellig benevning på lagene i overbygningen i de nordiske landene, men i denne oppgaven er det konsekvent brukt norsk benevning. 2.1 Tradisjonell materialbruk Tradisjonell materialbruk i vegbygging har vært steinmaterialer, naturlige grus og sandforekomster og sprengt stein. I mesteparten av all vegbygging i Norge brukes steinmaterialer. Grunnen til dette er veldig god tilgang på naturlige bergforekomster i Norge. Filterlag I filterlag kan det brukes enten fiberduk eller et lag av sand og grus. Filterlagets hensikt er å hindre stedlige masser å trenge opp i vegoverbygningen og gi denne dårligere materialsammensetning og bæreevne. For sand og grus stilles det spesielle krav til kornfordeling slik at masser fra underbygningen ikke skal trenge igjennom. /i/ Forsterkningslag I forsterkningslag har det opprinnelig blitt brukt sand, grus, pukk, kult eller sprengstein. Det stilles krav til disse materialenes LA-verdi, steinstørrelse, C u, finstoffinnhold og komprimering. Forsterkningslagets funksjon er å fordele trafikkbelastningene mot undergrunnen på en slik måte at det ikke oppstår deformasjoner i undergrunnen. Forsterkningslaget skal bestå av så sterke og stabile materialer at eventuell nedknusing eller deformasjoner i forsterkninglaget ikke skal påvirke kjørekomforten. /i/ Bærelag Bærelagets funksjon er å fordele trafikkbelastningene mot forsterkningslaget slik at det ikke oppstår deformasjoner i forsterkningslaget. I bærelag kan det brukes både mekanisk, bitumenog sementstabiliserte materialer. Det stilles forskjellig krav til de tre forskjellige typene bærelag, som ikke behandles nærmer her. /i/ Vegdekke 9

10 10 Det finnes tre typer vegdekker, grus-, asfalt- og betongdekke. Det stilles en rekke krav til dekkene som ikke behandles nærmere her. Vegdekket skal gi trafikantene et underlag som sikrer komfortabel kjøring, og et veggrep som sikrer framkommelighet og trafikksikkerhet. /i/ Frostsikringslag Frostsikringen skal skje ut fra dimensjonerende frostmengde som varierer med typen konstruksjon, vegtype og trafikkmengde. Frostsikringslag kan bestå av sand, grus og steinmateriale, men også isolasjonsmaterialer som lettklinker og skumplast. /i/ 2.2 Nye materialer og gjenbruk Mens avfallsproblemene har vokst, har kretsløpstankegangen fått økt innpass. I kjølvannet av dette har det dukket opp en rekke alternative materialer som kan brukes i vegbygging. Gjenbruksmaterialene er av forskjellig kvalitet, og det er fordelaktig å teste dem slik at de mest ideelle bruksområdene kan finnes. Miljøfarlighet: I og med at det gjerne er avfallsmaterialer som brukes, har det vært problematisk å være sikker på at materialene er rene nok og at de ikke skader miljøet. Det er i alles interesse at miljøvirkningene kontrolleres og at gjenbruk i vegbygging ikke blir skjult deponi. Funksjonstester: Mange gjenbruksmaterialer har vist seg å fungere fint i vegkonstruksjonen. De laboratorietestene og krav som brukes er tilpasset konvensjonelle steinmaterialer, og mange gjenbruksmaterialer er svakere enn stein, men har andre egenskaper som det til nå ikke er noen laboratorietester som viser fullt ut. Det er mål å utarbeide laboratorietester som gir funksjonmessig belastning, som da vil passe like godt for konvensjonelle som gjenbruksmaterialer. Erfaringsoverføring: Siden erfaringene med gjenbruksmaterialer så langt har vært positive, er det ønskelig om de i større grad blir tatt i bruk. I mange tilfeller er det lettere å velge konvensjonelle materialer siden deres funksjonsegenskaper er kjent. Men det kan lønne seg både økologisk og økonomisk å velge gjenbruksmaterialer. For å bidra til økt bruk av gjenbruksmaterialer, er det viktig at det kommer erfaringsdata på bordet og at gjenbruksmaterialer miljødeklareres. På den måten vil gjenbruksmaterialer bli likestilt med andre materialer, og antageligvis i mange tilfeller bli valgt. Denne prosjektoppgaven er et steg på veien til å gjøre gjenbruksmaterialer mer attraktive ved å samle sentral informasjon om de fleste materialene. Denne prosjektoppgaven kan brukes til å få kunnskap om hvilke materialer som finnes og hvilke lag det er mulig å erstatte stein med gjenbruksmaterialer. 10

11 11 3. GJENBRUKSMATERIALER MATERIALOVERSIKT 3.1 Mengdematrise Materialtype Tabell 1: Mengdematrise Produsert mengde Benyttet mengde Produsert mengde Knust betong Knust tegl Asfaltgranulat Benyttet mengde Produsert mengde Ikke kvantifisert Benyttet mengde Produsert mengde Benyttet mengde Produsert mengde ~ Steinull Betongslam Masovnsslagg ~0 ~0 ~0 ~ Ferrokromslagg ~0 ~ ~0 ~0 Stålslagg Jernsand ~0 ~ Glødeskall 0 Avfallstein Støpesandoverskudd Flotasjonssand Flygeaske Bunnaske Torvaske ~0 ~ Slaggrus ~ Knust glass ~ ~0 ~ ~0 ~0 Benyttet mengde Skumglass m m 3 0 se Norge Gummiavfall Plastavfall Fiberslam Skogsavfall 0 Aske fra forbrent skogsavfall Alle materialer er oppgitt i tonn hvis ikke annet er oppgitt. Åpen rute betyr at mengden ikke er kjent. 0 betyr at mengden er null. ~ 0 betyr at mengden er ukjent, men er antatt omtrent null. Dette gjelder også for resten av oppgaven. 1 Mengden er inkludert betongslam. 2 Kun glassavfall som ikke kan gjenvinnes på annen måte. 3 Mengden er fordelt på Norge og Sverige ~

12 Egenskapsmatrise Materialtype Tabell 2: Egenskapsmatrise E-modul [MPa] Densitet [kg/m 3 ] Knust betong Knust tegl Asfaltgranulat (bulk) (bulk) Materialstyrke [MPa] 7 d: 0,3 1,3 28 d: 0,6 2,1 - Varmeledningsevne [W/mK] Permeabilitet [m/s] x 10-5 Avhengig av vanninnhold og kompaktering Steinull Betongslam Masovsslagg (vannavkjølt) Ferrokromslagg (vannavkjølt) 600 statisk,fersk 1200 dyn, 1 år Stålslagg (i struktur) (bulk) (bulk) (bulk) 0,31 1,1 kompresjonsstyrke , vekt-% fuktinnh. 0,60 0,75 vannmettet - 0, Jernsand Glødeskall Avfallstein Støpesandoverskudd Flotasjonssand Flygeaske Bunnaske (bulk) (tørr) > 4,5 kompresjonsstyrke 0,4 1, ,7 1,0 Ca 10-6 Torvaske Slaggrus (tørr) - 0,23 0,48 0,2 10 x 10-6 Knust glass ,21 - Skumglass - Gummiavfall/ dekk-klipp 180 lett (bulk) 225 standard 0,060 0,120 0,11 0,16-0, ,1 0,25 - Plastavfall Fiberslam Skogsavfall Aske fra forbrent skogsavfall betyr at egenskapen ikke har vært tilgjengelig eller at egenskapen ikke kan beskrives med en verdi. 12

13 Erfaringsmatrise Tabell 3: Erfaringsmatrise Materialtype Bruksområder Erfaringer Knust betong Knust tegl Forsterkningslag, bærelag, fylling, drenerende lag, omfyllingsmasse. Forsterkningslag (lav trafikk), bærelag sammen med knust betong, drenerende lag, frostisolering, fylling, omfyllingsmasse. Noe svakere enn konvensjonelle vegbyggingsmaterialer, selvherdende egenskap, bedre i felt enn lab. RESIBA Nedknusing i forsterkningslag, ok sammen med betong, ok som frostsikringslag. Asfalt Steinull Betongslam Masovnsslagg Ferrokromslagg Stålslagg Asfaltdekke, bærelag, anleggsdekke, forkilingsmasse, dypstabilisering. Isolerende lag, lett fyllmasse i sidefyllinger, landskapsfyllinger og støyvoller Forsterkningslag, bærelag, fylling, drenerende lag, omfyllingsmasse. Vannavkjølt: drenerende & isolerende lag, forsterkning. Luftavkjølt: forsterkningslag, bærelag og fylling Vannavkjølt: drenerende & isolerende lag, omfyllingsmasse. Luftavkjølt: forsterkningslag, tilslag i asfalt. Forsterkningslag, bærelag, fylling, tilslag i asfalt. Varmprodusert som vanlig asfalt, kaldprodusert problemer med stabilitet og bestandighet. Asfaltforeningen God isolerende effekt ved lette belastninger, krever mye komprimering, støver ved utlegging. Noe svakere enn konvensjonelle vegbyggingsmaterialer, selvherdende egenskap, bedre i felt enn lab. RESIBA Vannavkjølt kun i veger med lite belastning. Luftavkjølt oppfyller krav til forsterkningslag og bærelag. Vannavkjølt god erstatning for sand. Luftavkjølt god slitestyrke i asfalt, muligens farlig svevestøv. God slitestyrke i asfalt Jernsand Glødeskall Isolerende og drenerende lag. - Forsterkningslag og bærelag. - Avfallstein Støpesandoverskudd Avhengig av bergart, forsterkningslag, bærelag, fylling. Tilslag i asfalt, fylling, støyvoller. Avhengig av bergart Helsefare ved innånding av kvartssand. Flotasjonssand Filterlag, fylling og støyvoller. - Flygeaske Bunnaske Torvaske Slaggrus Knust glass Skumglass Gummiavfall Plastavfall Fiberslam Skogsavfall Aske fra forbrent skogsavfall Filterlag, lettfylling, filler i asfalt, jordstabilisering. Forsterkningslag, bærelag (lett trafikk), filterlag, fylling, omfyllingsmasse. Samme bruksområder som nevnt i flygeaske og bunnaske Erstatning for naturgrus, forsterkningslag, fylling. Forsterkningslag, bærelag, filterlag, omfyllingsmasse, tilslag i asfalt. Lett fyllmasse, isolasjonslag, forsterkningslag. Lett fyllmasse, drenerende og isolerende lag, støyvoller. Modifisering av bindemiddel, riven cellplast i fylling. Fyllingsmateriale. Fylling og lignende på skogsbilveger og anleggsveger. Bærelag, tilsetning i grus og asfalt. Fuktighetsnivå ved utlegging kritisk for vellyket konstruksjon Bruk i bærelag ved kun lett trafikk, støvproblemer ved utlegging. - Kvalitet avhengig av fuktinnhols og kompaktering. Ikke egnet i tungt belastede veger. Lite erfaring, men fungerer tilfredsstillende i amerikanske vegstrekninger. Lavere materialestyrke enn steinmaterialer, nedknusning, god isolerende effekt. Bedre bæreevne med større klipp, fare for punktering ved utlegging, utlekkingskontroll. Lite erfaringsdata. Lite erfaringsdata. Små krav, men lite erfaringsdata. Lite erfaringsdata. 13

14 14 BYGGE- OG RIVEAVFALL 3.4 Knust betong Knust betong består av betongavfall. Betongavfallet kommer hovedsakelig fra to kilder, rivemasser og avfall fra betong- og betongvareproduksjon. Betong har fra midten av 1800-talet blitt brukt i plasstøpte konstruksjoner som dammer, broer, kaier, petroleumsplattformer og i prefabrikerte betongelementer som søyler, bjelker, veggog dekkeelementer. Det produseres også en rekke byggevarer av betong, f.eks. rør, bygningsstein og takstein. /iii/ Økt byggeaktivitet i tettbebygde strøk medfører riving av konstruksjoner og gammel infrastruktur. Med tanke på forurensninger og at materialer har ulike egenskaper, burde rivemasser av betong så godt som mulig holdes atskilt fra andre rivningsmaterialer. I Norge har til nå betong og tegl i samme konstruksjon i stor grad blitt blandet ved riving. Avfallsmengdene for betong og tegl separat er derfor vanskelig å anslå. Det finnes ingen nøyaktig oversikt over mengder av betongavfall i de nordiske landene. I Norge kan man bruke avfallstatistikk over byggeavfall, der betong- og teglavfall inngår som én fraksjon. Der inngår imidlertid verken avfallet fra betongvareproduksjon eller betongavfall fra anlegg (bruer, kaier, rørgater, kantstein m.m.). Betongavfallet fra anlegg blir anslått på grunnlag av anleggsmassen, betongavfallet fra betongvareproduksjon blir beregnet ut i fra produksjonsdata, mens avfallstatistikker bygger på erfaringstall og forventningstall. /iv/ Med tall fra så mange forskjellige opprinnelser blir usikkerhetene store. Det er beregnet at betongavfall fra anlegg utgjør ca. 3 % og betongavfall fra betongvareproduksjon utgjør ca 7 % av det totale betong- og teglavfallet. /v/ Tabell 4 viser omtrentlige verdier for totalt betongavfall årlig. Her inngår i tillegg tegl og betongslam fordi enkelte land ikke har skilt mellom disse avfallsfraksjonene. Det er uheldig å ha en så blandet mengdetabell, men kun på denne måten blir det mulig å sammenligne tilsvarende mengder mellom de nordiske landene. Hvorvidt mengdene i de forskjellige landene er beregnet på samme måte, er uvisst. Tabell 4: Mengde betongavfall årlig (tonn) Knust betong /iii/ /vii/ /vi/ Ikke kvantifisert /vii/ Knust tegl /vi/ /v/ /viii/ Betongslam /vi/ Betongavfall kan enten knuses på stedet eller transporteres til mottaksanlegg. Kun i sentrale områder med betydelig produksjon av bygge- og riveavfall, vil det være økonomisk grunnlag for drive et mottaksanlegg med knuseverk. Armeringsjern skilles fra betongen med magnetskillere. Masser fra mottaksanlegg er renere enn selvknuste masser, og det er lettere å kontrollere størrelsen på fraksjonene. Ulempen med masser fra mottaksanlegg, er at de består av en blanding av materiale med ulik opprinnelse og kvalitet. Knust betong Tabell 5: Årlig mengde benyttet knust betong (tonn) /iii/ /vi/ ~ 0 /vii/ /vii/ Det er mye betongavfall som ikke leveres til mottaksanlegg og det finnes ingen sikker informasjon om hvor det blir av dette avfallet. /v/ I noen kommuner i Norge, og hvis rivningsprosjektet er over en viss størrelse, er det krav til avfallsplan. Dette er et forsøk på å få kontroll av større deler av betongavfallet, men det gjenstår fremdeles mye arbeid før det er klart hvor alt betongavfall tar veien. Tabell 6: Materialegenskaper for knust betong Kornstørrelse: 0 45 mm /vi/ Egenvekt: Maks tørr kn/m 3 Min tørr kn/m 3 /vi/ E-modul: Varierende med type betong: MPa /vi/ Materialstyrke: Varierende med type betong 7 d: 0,3 1,3 MPa 14

15 15 28 d: 0,6 2,1 MPa /vi/ Friksjonsvinkel: - Spesifikk vekt: - Termisk verdi: - Varmekapasitet: Wh/m 3 K /vi/ Permeabilitet: 1 7 x 10-5 m/s /vi/ Los Angeles verdi /vi/ Miljøtekniske egenskaper: Det er forholdsvis lett å kontrollere innholdet av ulike stoffer i avfall fra betongproduksjon. Det er verre med betongavfall fra rivemasser. I den senere tid er det etablert regelverk som omfatter sortering av spesialavfall og ulike bygningsdeler før riving. I gamle rivemasser, som fremdeles kan befinne seg på mottaksanleggene, kan det være skadelig stoffer som PCB, asbest, olje og tungmetaller. Det er gjort utlekkingstester av knust betong som viser at det er et visst utslipp av sulfat. /vi/ Det bør utøves forsiktighet ved bruk av knust betong i nærheten ømfintlige grunnvannsområder. Bruksområder: Knust betong kan brukes i forsterkningslag, bærelag og som fyllmasse. I tillegg kan det brukes i ny betong, drenerende lag og i omfylling rundt rør og ledninger. Erfaringer: RESIBA har gjennomført en rekke demonstrasjonprosjekter, og erfaringene derfra viser at knust betong er noe svakere enn konvensjonelle vegbyggingsmaterialer. Men knust betong har allikevel gode egenskaper som vegbyggingsmateriale. Det har vist seg at knust betong har selvherdende egenskaper, noe som gjør at stivheten i materialet øker over tid. Vanlige laboratorieforsøk er ikke tilpasset gjenbruksmaterialer og tar ikke høyde for denne kvaliteten. Dette er nok mye av grunnen til at materialstyrken har vist seg bedre i felt enn det som har kommet frem i laboratorium. Frostbestandighetsforsøk viser at knust betong kan benyttes hvis det ikke bli stående neddykket i vann eller er eksponert for tinesalter. /ix/ 3.5 Knust tegl Tegl har vært brukt som bygningsmateriale i flere tusen år, men har etter andre verdens krig blitt erstattet av betong og stål i bærende konstruksjoner. Teglstein har imidlertid beholdt sin posisjon som klednings- og fasademateriale, særlig for industri- og institusjonsbygg. /iii/ Den mest betydelige delen av knust tegl som gjenbruksmateriale kommer fra rivemasser, men knust tegl kan også komme fra vrakstein fra teglverk. Det er vanskelig å finne data for hvor store mengder avfallstegl som oppstår fra rivemasser eller teglverk i Norden årlig. Dette fordi avfallsstatistikkene for det meste behandler tegl og betong under ett, og dessuten har det i mange tilfeller vært lite hensiktsmessig å sortere tegl og betong fra hverandre. Man kan selvsagt også få tak i ren avfallstegl som kan brukes til gjenbruksmateriale, men det er minst like vanlig å bruke avfallstegl i en blanding med andre avfallsmaterialer. Gjenvinningsanlegget RGS 90 i Danmark produserer gjenbruksmaterialet Genbrugsstabil som består av betong, tegl og mindre mengder keramikk, glass og lignende. /x/ BA Gjenvinning i Norge produserer Blandet masse av hovedsaklig betong, tegl og asfalt. /xi/ Tegl krever lite behandling før det kan anvendes som vegbyggingsmateriale. Det må kun knuses til ønsket størrelse. Mengder produsert og benyttet avfallstegl er inkludert i mengdetabellene i betongavsnittet (3.4) Selv om betong og tegl ofte blir behandlet sammen, er det viktig å påpeke at de har forskjellige egenskaper. Materialegenskapene for tegl er vist i Tabell 7. Tabell 7: Materialegenskaper for tegl Kornstørrelse: 0-50 mm grovfraksjon 0-70 mm /vi/ Egenvekt: kn/m 3 (bulk) /vi/ E-modul: MPa (statisk) /vi/ Materialstyrke: - Friksjonsvinkel: - Spesifikk vekt: - 15

16 16 Termisk verdi: Avhengig av vanninnhold og kompaktering /vi/ Varmekapasitet: - Permeabilitet: - Los Angeles verdi - Det er betydelig forskjell mellom E-modulene for betong og tegl. Knust tegl er et svakere materiale enn knust betong, og knust tegl har heller ikke de samme selvherdende egenskapene. Det vil si at gjenbruksmassene med blanding av betong og tegl er svakere enn ren betong. Siden blandingsforholdet varierer fra produsent til produsent, vil egenskapene for massen også variere. Miljøtekniske egenskaper: VTT Chemical Technology i Finland har utført CEN utlekkingstester på tegl og det viser seg at sulfat-, krom-, kadmium- og blyinnholdet i utlekkingsvannet var under de anbefalte verdiene. /vi/ Bruksområder: Knust tegl kan brukes som forsterkningslag på lavt trafikkerte veier. Det er også forsøkt brukt som frostisolering. I mer generell samenheng kan knust tegl brukes som fyllingsmateriale, drenerende lag og omfyllingsmasse rundt ledninger og rør. /vi/ Erfaringer: Det er blandede erfaringer med knust tegl som vegbyggingsmateriale. Forsøk i Finland har vist at vanninnholdet i forsterkningslag med knust tegl øker over tid. Materialet knuses til dels ned og det fører til en løsere struktur. I kombinasjon med betong har tegl fungert tilfredsstillende. Med tanke på frostisoleringsegenskapene, ble det gjort sammenligningsforsøk mellom konstruksjoner med og uten knust tegl. Det viste seg at frostdybden var lavere ved bruk at knust tegl enn uten. /vi/ 3.6 Asfaltgranulat Asfaltgranulat er finkornet asfaltavfall. Det består av fresemasse og knuste asfaltflak fra gamle asfaltdekker. Hvert år freses eller graves det opp store mengder gammel asfalt, og disse størrelsene for de nordiske landene er vist i Tabell 8. Fresing skjer for det meste når slitasjespor skal fjernes, vegprofiler skal rettes opp og når veger skal reasfalteres. Oppgraving av asfalt skjer når asfalterte flater fjernes pga. endret arealbruk, kommunaltekniske arbeider etc. I Norge ble Kontrollordningen For Asfalt (KFA) opprettet etter at Stortingsmelding nr ble lagt frem. Stortingsmeldingen inneholdt myndighetenes målsetning om at minst 75 % av alt avfall skal gjenvinnes eller energiutnyttes. KFA arbeider for å legge til rette for økt gjenbruk av asfalt, og har sin egen målsetning om at 80 % av alt asfaltavfall skal gjenbrukes innen Tidligere har mesteparten av asfaltavfallet blitt kjørt på fylling eller dumpet ulovlig. Tabell 8: Årlig mengde asfaltavfall (tonn) Asfaltavfall /vi/ /xii/ Asfaltavfallet som består av flakmasser og fresemasser som har klumpet seg, må gjennom en knuseprosess for å kalles asfaltgranulat. Asfaltavfallet og asfaltgranulatet bør lagres skjermet fra nedbør og sollys for å unngå pakking og sammenkitting. Asfaltgranulat kan tilsettes i nye dekker og i bitumenstabiliserte bærelag, men kan også brukes direkte som anleggsdekke, bærelag eller forkilingsmasse. Tabell 9 viser hvor store mengder asfaltgranulat som årlig blir benyttet i de nordiske landene. Tabell 9: Årlig mengde benyttet asfaltgranulat (tonn) Asfaltgranulat /vi/ /xii/ Gjenbruksgraden i de nordiske landene er i dag forholdsvis høy, men fremveksten har vært ujevn avhengig av hvilke land som har hatt god tilgang på naturlige grus og fjellforekomster. Kretsløpstankegangen er miljøvennlig 16

17 17 og ressursbesparende, men for at gjenbruk av asfalt skal være attraktivt, må det være økonomisk besparende for entreprenørene. Behovet for nytt, høyverdig og kostbart tilslag reduseres fordi steinmaterialet i asfaltgranulat gjerne er av høy kvalitet. Transportutgifter kan reduseres, og behovet for deponi minskes. Tilrettelagte forhold og nødvendig teknologi har også vært kritiske faktorer for at gjenvinningsgraden av asfalt har nådd et såpass høyt nivå. Det gir liten mening å beskrive generelle materialegenskaper som materialstyrke og stivhet for asfaltgranulat. Asfaltgranulatet vil ha forskjellige egenskaper avhengig av hvilken asfalttype det består av, og hvor gammel denne asfalten er. Asfaltgranulat skal i tillegg blandes inn i nye materialer, og deres materialegenskaper vil ikke entydig bli beskrevet av asfaltgranulatets egenskaper. Noen karakteristiske verdier for asfaltgranulat er vist Tabell

18 18 Tabell 10: Typiske materialverdier for asfaltgranulat Kornstørrelse 0-20 mm /vi/ Bulkdensitet kg/m 3 /vi/ Miljøtekniske egenskaper: Ved varmproduksjon av gjenbruksasfalt kan det dog forkomme utslipp av støv, røyk og gasser. Dette skjer gjerne ved overoppheting av asfaltgranulatet, ufullstendig forbrenning av hydrokarboner, direkte kontakt mellom flamme og asfaltgranulat eller ved bruk av asfaltgranulat med modifisert bitumen. /xiii/ Det er et mål å kontrollere produksjonen så godt at dette unngås. Bruksområder: Det finnes mange måter å gjenvinne asfalt på. Asfaltgranulat kan tilsettes nye bitumenstabiliserte asfaltmasser, slitedekke og bærelag. Hovedinndelingen av disse asfaltmassene er varm- eller kaldprodusert, i verk eller på veg. Asfaltgranulat kan også brukes direkte uten tilsetning av bitumen, men med større eller mindre grad av kompaktering. Dette gjelder anleggsdekker, bærelag og forkilingsmasse. I tillegg kan asfaltgranulat fra fresing brukes til forsterkning av veger med dårlig bæreevne og ubundet bærelag. Dette gjøres ved såkalt dypstabilisering, der det eksisterende dekket freses sammen med bærelaget og tilsettes noe bindemiddel. /xiv/ Erfaringer: Varmprodusert gjenbruksasfalt kan bli tilnærmet likeverdig i kvalitet som tilsvarende vanlig varmasfalt. Kaldprodusert gjenbruksasfalt er mindre ressurskrevende, men erfaringene er blandede. Problemene med kald gjenbruksasfalt er gjerne tilknyttet stabilitet og bestandighet. Et jevnt og godt dekke er dessuten svært avhengig av optimal utlegging. /xiii/ Når asfaltgranulat brukes uten tilsetning av bindemiddel, er det ofte som erstatning for grus eller pukk. Asfaltgranulat er mer stabilt enn grus og pukk, og har deretter gitt gode resultater. Dypstabilisering har gitt gode erfaringer fordi det er en rask og enkel metode, men det er viktig at proporsjoneringen er nøyaktig ettersom høyt innhold av asfaltgranulat kan gi en ustabil konstruksjon som igjen fører til spor og sprekkdannelser. /xv/ 3.7 Knust steinull Knust steinull kommer fra vrakmasser ved steinullproduksjon. Størsteparten av vrakmassene oppstår ved kutting av steinullsmattene. Det kan også oppstå en mindre del steinullavfall ved bygge- og rivevirksomhet. I forhold til andre gjenbruksmaterialer er produksjons- og bruksomfanget av knust steinull forholdsvis lavt. I Finland produseres det årlig 3000 tonn årlig, men kun 300 tonn blir benyttet i grunnarbeid og vegbygging. /vi/ I Norge er steinullavfallet estimert til 7300 tonn i året, men det benyttes ikke i vegbygging. /xvi/ Steinullavfallet må knuses/rives i biter for at det skal kunne legges ut jevnt. I Finland er det brukt to forskjellige fraksjoner mm og 1-10 mm. I den forbindelse er det er gjort mekaniske forsøk på knust steinull, og det viser seg at mange av materialparametrene forandrer seg med varierende lastpåføring og vanninnhold. Miljøtekniske egenskaper: Finske forsøk har også vist at mengden av de kjemiske komponentene i knust steinull er lavere enn grenseverdiene for forurenset jord, fylling og jordstrukturer. /vi/ Bruksområder: Knust steinull er forsøkt brukt som isolerende lag i gang- og sykkelveier, plasser og parkeringsplasser. Ellers er det godt egnet som lett fyllmasse i sidefyllinger, landskapsfyllinger og i støyvoller. /vi/ Erfaringer: 18

19 19 Knust steinull har vist gode egenskaper som isolasjonslag, men kun i konstruksjoner som blir belastet med lite vekt. Konstruksjoner med knust steinull må komprimeres mer enn vanlig, og ved utlegging kan det oppstå noe støv fra knust steinull. /vi/ 3.8 Betongslam Betongslam er et avfall fra ferdigbetongprodusenter. Dette avfallet er som regel herdet overskuddsmateriale og betongrestene som oppstår ved vasking av betongblandingstankene på anlegget og leveringsbilene. For å kunne brukes må betongslammet knuses til ønsket størrelse. Mengdene av produsert og benyttet betongslam er inkludert i mengdetabellene i betongavsnittet (3.4), fordi enkelte land ikke skiller mellom betongavfall og betongslam. Noen produsenter gjenvinner eget betongslam, og det kan derfor være vanskelig å skaffe seg oversikt over hvor mye betongslam som er til rådighet for gjenbruk i grunnarbeid og vegbygging. /vi/ Det er gjort noen forsøk på betongslam fra en betongprodusent i Finland, og resultatene er vist i Tabell 11. /vi/ Tabell 11: Materialegenskaper for betongslam Kornstørrelse: Knuses til ønsket størrelse /vi/ Egenvekt: 10 18,5 kn/m 3 i struktur /vi/ E-modul: MPa (lavere for finkornet matr.) /vi/ Materialstyrke: 0,31-1,1 MPa (compression strength) /vi/ Friksjonsvinkel: /vi/ Spesifikk vekt: 2,4 t/m 3 /vi/ Termisk verdi: - Varmekapasitet: - Permeabilitet: m/s /vi/ Los Angeles verdi - Miljøtekniske egenskaper: Siden betongslam kommer direkte fra produsentene, er det lett å kontrollere innholdet av eventuelle miljøskadelig stoffer. I følge rapport fra The Finninsh Technology Development Centre, kan betongslam brukes i grunnarbeider utenom viktige grunnvannsområder. /vi/ Bruksområder: Finknust materiale kan brukes i andrehånds konstruksjoner der det ikke er spesielt høye krav til bæreevne og frostbestandighet. Mer grovkornige masser har større bæreevne og større frostbestandighet, og kan brukes i fylling under gårdsplasser og lignende. /vi/ Erfaringer: De erfaringene man har for knust betongslam er ganske like som for knust betong, og de er forholdsvis gode. De tidligere omtalte herdeegenskapene er også registrert hos betongslam. /vi/ 19

20 20 SLAGG FRA METALLINDUSTRI 3.9 Masovnsslagg I masovner produseres det jern, og ved metallproduksjon genereres det slagg. Kort fortalt forgår metallproduksjon slik: En metallholdig bergart (malm) smeltes og tilsettes visse kjemiske komponenter for å skille ut metallet. De geologiske forhold avgjør hvor det er grunnlag for å utvinne av jernmalm, og der finner man ofte også jernproduksjonen. Men i visse tilfeller kan malm også transporteres til andre land hvis forholdene tilsier at det skal være gunstigere å produsere metallet der. /iii/ I Norden utvinnes og produseres det mest jern i Sverige og Finland, og der er det tilsvarende produksjon av masovnsslagg. Slagget som kommer fra masovner kan deles i to typer avhengig av nedkjølingsmåten. Slagget blir enten avkjølt i luft eller vann. Ved avkjøling i luft får massen en langsom temperaturforandring og danner slaggstein. Ved avkjøling i vann skjer avkjølingen i et raskt tempo, og materialstørrelsen blir mindre. /vi/ Tabell 12 viser årlige mengder av masovnsslagg i Norden. Tabell 12: Årlig mengde produsert masovnslagg (tonn) Vannavkjølt 0 /xvii/ /vi/ ~ 0 /iii/ ~ 0 /xviii/ /viii/ Luftavkjølt 0 /xvii/ /vi/ ~ 0 /iii/ ~ 0 /xviii/ Det vannkjølte materialet er omtrent som sand, men kornene er krystallaktige, skarpe og kantete. Dette gjør at materialet er lett å kompaktere. I Sverige kalles det vannkjølte materialet hyttsand. Det luftavkjølte materialet kalles hyttsten. Det blir knust ned til ønsket størrelse, og kan sammenlignes med stein og fjell når det gjelder tekniske egenskaper. Tabell 13 viser i hvor stor grad masovnslagg blir benyttet i vegbygging i de nordiske landene. Tabell 13: Årlig mengde benyttet masovnslagg (tonn) Vannavkjølt 0 /xvii/ /vi/ ~ 0 /iii/ ~ 0 /xviii/ Luftavkjølt 0 /xvii/ ~ 0 /iii/ ~ 0 /xviii/ Materialegenskapene til vannavkjølt og luftavkjølt masovnslagg er helt forskjellige, så de blir presentert i hver sin tabell henholdsvis Tabell 14 og Tabell 15. Tabell 14: Materialegenskaper for vannavkjølt masovnsslagg Kornstørrelse: 0 5 mm /vi/ Egenvekt: 10,0 11,5 kn/m3 (bulk) /vi/ E-modul: 600 MPa (statisk, fersk) 1200 MPa (dyn., 1 år) /vi/ Materialstyrke: - Friksjonsvinkel: Ca 45 /vi/ Spesifikk vekt: - Termisk verdi: Ca 0,30 W/mK (5-7 vekt-% fuktighet) 0,60 0,75 W/mK (vannmettet) /vi/ Varmekapasitet: 0,90 1,00 J/gK (spesifikk) /vi/ Permeabilitet: - Los Angeles verdi - Vannavkjølt masovnsslagg er vannbindende og herder over tid. Herdetiden er betydelig lenger enn for betong, rundt 90 dager. Herdeprosessen vil gå raskere jo flere små korn det er i massen, og sement kan også tilsettes for å akselerere herdeprosessen. /vi/ Kornstørrelse: Densitet: Tabell 15: Materialegenskaper for luftavkjølt masovnsslagg mm /vi/ 1,15 1,45 t/m 3 (bulkdensitet, avh. om knust el.ikke) /vi/ 20

21 21 E-modul: MPa /vi/ Materialstyrke: - Friksjonsvinkel: - Spesifikk vekt: - Termisk verdi: 0,4 0,9 W/mK (avhengig av fuktinnhold) /vi/, /xvii/ Varmekapasitet: - Permeabilitet: - Los Angeles verdi /vi/ CBR-verdi /vi/ Luftavkjølt masovnsslagg er porøst og har ruglete flater, noe som gjør at det har høy internfriksjon. Ved mye finstoff i materialet vil dette øke bæreevnen ved at materialet binder vann, men det er en langsom prosess. /vi/ Miljøtekniske egenskaper: Masovnsslagg er et alkalisk materiale, som har en syrenøytraliserende effekt på miljøet. Masovnsslagg inneholder en del vanadium, men vannløseligheten for vanadium synker dramatisk med økende ph. Den totale utlekkingen er større fra masser med små korn enn med store. Innholdet av syreløselig sulfat er meget lavt, men svovelet kan oksidere i kontakt med luft. I følge tester inneholder ikke masovnsslagget vanligvis tungmetaller eller andre farlige stoffer, allikevel skal ikke resirkulert materialer brukes i nærheten av ømfintlige grunnvannsområder. /vi/ Bruksområder: Vannavkjølt masovnsslagg kan brukes i vegkroppen som drenerende og isolerende lag. Vannavkjølt masovnsslagg kan også brukes til forsterkning av veg. Da blir slagget blandet med de gamle lagene i vegstrukturen og sement tilsettes for å øke bindingsegenskapene. Deretter blir vegkonstruksjonen kompaktert på nytt. Vannavkjølt masovnslagg kan brukes som tilsetning i steintilslag for å forbedre kornfordelingen. I tillegg er vannavkjølt masovnsslagg egnet til bruk i masse- og dypstabilisering på grunn av de herdende egenskapene. /vi/ Luftavkjølt masovnslagg kan brukes i forsterkningslag, bærelag og fylling. /viii/ Erfaringer: Erfaringene med bruk av vannavkjølt masovnslagg er lovende. Særlig er det egnet på gangveger og i veger med liten belastning. Lang herdetid betyr at materialet er mindre egnet til bruk på veger med mye tung trafikk, ettersom vegen burde kunne åpnes umiddelbart etter den er ferdig. Det vannavkjølte masovnsslagget kan håndteres med vanlige anleggsmaskiner, og massen støver ikke. Materialet kan også legges i tynnere lag på grunn av herdeegenskapene. Masovnsslagg burde ikke brukes som omfyllingsmasse rundt rør, fordi materialet er vanskelig å grave opp senere. /vi/ Luftavkjølt masovnsslagg i forsterknings- og bærelag har oppfylt kravene til bæreevne i de forsøk som er gjort. Det viser seg også at de termiske egenskapene gjør at lagtykkelsene kan reduseres. /vi/ 3.10 Ferrokromslagg Ved produksjon av ferrokrom dannes det også slagg. Ferrokromslagg har andre egenskaper enn masovnsslagg. I Finland er det produksjon av ferrokrom i Tornio. Slagget derfra kalles OKTO-isolasjon og OKTO-tilslag. Ferrokromslagg kan som masovnsslagg deles inn i to kategorier, en vannavkjølt og en luftavkjølt. Vannavkjølt ferrokromslagg ligner på sand, men er svart og har skarpe korn. Luftavkjølt ferrokromslagg har større og mer slitesterke korn. /vi/ Tabell 16 viser for store mengder ferrokromslagg som blir produsert hvert år. Tabell 16: Årlig mengde produsert ferrokromslagg (tonn) Vannavkjølt ~ 0 /iii/ /vi/ ~ 0 /xix/ Luftavkjølt ~ 0 /iii/ /vi/ ~ 0 /xix/ /viii/ Tabell 17 viser hvor store mengder ferrokromslagg som blir benyttet i grunnarbeider og vegbygging i Norden. 21

22 22 Tabell 17: Årlig mengde benyttet ferrokromslagg (tonn) Vannavkjølt ~ /vi/ ~ 0 /xix/ Luftavkjølt ~ 0 Ca /vi/ ~ 0 /xix/ Tabell 18: Materialegenskaper for vannavkjølt ferrokromslagg Kornstørrelse: 0 6 mm /vi/ Densitet: 1,10 1,35 t/m 3 (bulkdensitet) /vi/ E-modul: - Materialstyrke: - Friksjonsvinkel: - Spesifikk vekt: - Termisk verdi: 0,4 W/mK /vi/ Varmekapasitet: - Permeabilitet: - Los Angeles verdi - Vannkjølt ferrokromslagg ligner på sand og har isolerende egenskaper. Materialet har litt større korn enn vannkjølt masovnsslagg, men er ikke selvherdende. /vi/ 22

23 23 Tabell 19: Materialegenskaper for luftavkjølt ferrokromslagg Kornstørrelse: Knuses til ønsket kornstørrelse /vi/ Densitet: 1,30 1,65 t/m 3 (bulkdensitet) /vi/ E-modul: - Materialstyrke: - Friksjonsvinkel: - Spesifikk vekt: - Termisk verdi: - Varmekapasitet: - Permeabilitet: - Los Angeles verdi /vi/ Abrasjonsverdi 1,0 /vi/ Miljøtekniske egenskaper: Ferrokromslagg innholder ikke fritt silisium eller farlige tungmetaller. Unntaket er krom, som i visse tilfeller overgår grenseverdiene. Maksverdien for krom i løslighetsforsøk er i følge NEN på 45 mg/kg. Måleresultater viser at ferrokromslagg ikke er mer radioaktivt enn naturlige materialer. /vi/ Bruksområder: I vegkonstruksjonen kan vannavkjølt ferrokromslagg brukes i isolerende og drenerende lag. Lagtykkelsene kan reduseres i forhold til bruk av vanlig sand pga. de gode termiske evnene til vannkjølt ferrokromslagg. Massen kan også brukes som omfyllingsmasse rundt rør og ledninger og i fundament under bygninger. /vi/ Luftavkjølt ferrokromslagg kan brukes i forsterkningslag og som tilslag i forskjellige typer asfalt. /viii/ Erfaringer: Vannkjølt ferrokromslagg støver ikke ved utlegging og kan legges ut om vinteren. Materialet har vist seg som en god erstatning for sand. /vi/ Luftavkjølt ferrokromslagg har vist seg å ha like god slitestyrke som vanlige tilslagsmaterialer i asfalt. Forsøk som er gjort på svevestøv tilsier at svevestøv fra ferrokromslagg ikke er farligere svevestøv fra vanlig bergarter, men muligheten for helsefare kan ikke utelukkes. /xx/ 3.11 Stålslagg Ved produksjon av skrot- og malmbasert stål dannes det stålslagg. Det vanligste er å la dette slagget avkjøles i luft. Det får da nokså like egenskaper som luftkjølt ferrokromslagg. /vi/ Tabell 20 viser hvor mye stålslagg som blir produsert i Norden hvert år. Tabell 20: Årlig mengde produsert stålslagg (tonn) Stålslagg /vi/ /viii/ Stålslagget knuses opp til ønsket størrelse til egnet bruk. Stålslagg har gode mekaniske egenskaper og er derfor egnet til mange formål i vegbygging. Tabell 21 viser hvor mye stålslagg som blir benyttet hvert år. Tabell 21: Årlig mengde benyttet stålslagg (tonn) Stålslagg /vi/ 0 /xxi/ 23

24 24 Materialegenskaper for stålslagg er vist i Tabell 22 Tabell 22: Materialegenskaper for stålslagg Kornstørrelse: Knuses til ønsket kornstørrelse /vi/ Densitet: 1,65 1,80 t/m 3 (bulkdensitet) /vi/ E-modul: - Materialstyrke: - Friksjonsvinkel: - Spesifikk vekt: - Termisk verdi: - Varmekapasitet: - Permeabilitet: - Los Angeles verdi /vi/ Abrasjonsverdi 1,4 1,7 /vi/ Stålslagg innholder store mengder kalsium, og dette fører til at materialet utvider seg i kontakt med vann. For at dette ikke skal føre til problemer i vegkonstruksjonen, blir stålslagget lagret ute under forskjellige værforhold i en periode før bruk. Når svellingen er ferdig kan materialet brukes i vegen. /vi/ Miljøtekniske egenskaper: Stålslagg inneholder lavere mengder av en rekke kjemiske komponenter enn ferrokromslagg, men kalsiumoksidinnholdet er høyere. /vi/ Miljøkonsekvensene av utlekking er ikke kjent, men svevestøvsproblematikken er omtalt under erfaringer. Bruksområder: Stålslagg kan i likhet med ferrokromslagg brukes i bærelag, forsterkningslag, fylling og ikke minst som tilslag i asfalt. /vi/ /viii/ Erfaringer: Stålslagg fungerer bra som tilslag i asfalt, noe som også de mekaniske egenskapene tilsier. Det har vært diskusjon rundt helsefaren ved svevestøv fra stålslagg. /xxii/ 3.12 Jernsand Ved kobberproduksjon tilsettes kvarts til kobbermalmen. Kvarts binder seg til jernet i malmen og blir til sammen kobberslagg. Dette behandles og knuses til et svart og grovkornet material. Dette kalles jernsand, og den har gode isolerende og drenerende egenskaper. I land med betydelig kobberproduksjon, vil det være et potensial for bruk av jernsand i vegbygging. I Sverige produseres det ca tonn jernsand årlig. /viii/ 3.13 Glødeskall Ved skrotbasert metallproduksjon blir metallene sortert etter ulike legeringer. Metallmassen varmes opp og valses. Under valsingen dannes det et oksidasjonslag, glødeskall. Dette fjernes og prosessen gjentas. Ved neste valsing dannes det også et glødeskall, og dette inneholder mye mindre aluminium enn førstegangsglødeskallet og er bedre egnet som kontruksjonsmateriale. Glødeskallet har blitt brukt som forsterkningslag og bærelag på enkelte produsenters egne anleggsområder. /viii/ AVFALL FRA GRUVEINDUSTRI 24