Høgskolen i Gjøvik. Betong og miljø

Høgskolen i Gjøvik Betong og miljø Utarbeidet av gruppe 8. 3. november 2011 Rajentha Sathasivam Ola Storbekk Snorre Stensbye Alice P. Trøhaugen Nicklas Røberg

Forord Dette er en rapport utarbeidet som en prosjektoppgave i faget Teknologi, økonomi og ledelse og har pågått i perioden 2011.08.24 2011.11.03. Oppgaven ble for vår del en god anledning for å øke vår innsikt i materialet betong, og bruken satt i et miljø perspektiv. Gruppens utgangspunkt hva gjelder erfaring og relasjoner til materialet, var i starten svært varierende. Betong Østs egen produksjonssjef, Stefan Skjæret, tok saken i egne hender og gav oss en god innføring i fagområdet. Vi retter herved en stor takk til Betong Øst representert ved Stefan Skjæret. Gruppe 8 ønsker herved denne rapporten å gi ett godt bilde på hvilke momenter ved bruk av betong fra den produseres til den behandles som avfall, som kan skape miljømessige konsekvenser. 2

Innholdsfortegnelse Forside... 1 Forord... 2 Innholdsfortegnelse... 3 Abstract... 4 Innledning... 5 Kap 1. Problemstilling:... 6 1.2 Forklaring 1.3 Produksjon 1.4 Levetid 1.5 Destruksjon Kap 2. Metode:... 8 Kap 3. Innføring i betong historie:... 11 3.1 Betong i Norge Kap 4. Produksjon:... 13 4.1 Råvarer 4.2 Kjemi 4.3 Energi Kap 5. Levetid:... 16 5.1 Renhold av konstruksjonen 5.2 Katodisk reparasjonsmetode Kap 6. Destruksjon:... 21 6.1 Avfall 6.2 Resirkulert tilslag 6.3 Miljø 6.4 Økonomi Kap 7. Konklusjon:... 25 Kilder... 27 3

Abstract There is no doubt that sustainability is the main focus for the building industry. This has lead the industry to some significant changes and new ways of thinking due to the drastic changes in the environment. Concrete being one of the most commonly used building material faces a lot of challenges from production to destruction with the concern of the environment. Carbon dioxide emission from the production of concrete has made the industry over the past year to come up with new ways of producing concrete which is more environments friendly. The goal for the concrete production industry is to reduce carbon dioxide emission. In this project we have as well look at the challenges during the concrete living period. The use of the correct type concrete, good constructive solution and maintenance was the focus under this them. The way of how to reuse waste from the concrete caught our attention during this project. The study shows that the most effective use of the concrete is processed into renewable aggregate used in the production on recycled concrete. This will be an effective way to solve the environment problem. 4

Innledning Betong er det beste byggematerialet sies det, men er betong det beste miljømaterialet. Verden bikket akkurat 7miliarder mennesker. Med det har også det å ta vare på neste generasjon blitt viktigere. Et produkt kan aldri bli for miljøvennlig, derfor jobbes det intenst med å redusere klimagassene, Betong uten unntak. Betong som materiale har økt sin popularitet gjennom de siste hundre årene og det forventes å stige. Betongens største problem ligger i klimautslippene ved brenning av kalkstein som skal bli sement. Dette prøver ingeniører verden over å løses den dag i dag. Betong er et svært anvendelig, holdbart og sterkt materiale. Dessverre medfører bruken av betong noen utfordringer miljømessig. Vi ønsker at det av denne oppgaven skal fremgå en rapport som gir et objektivt bilde på de faktiske forholdene rundt betong og miljøkonsekvenser. 5

Kap1. Problemstilling I hvilken grad medfører bruk av betong miljømessige utfordringer? Hvilket tiltak gjøres for å få prosessen fra produksjon til destruksjon mer bærekraftig? 1.2 Forklaring Under gruppe møte om å definere problemstillingen, kom vi fram med forskjellige idéer om hvordan problemstillingen best passe vårt tema. Gruppen konkluderte med at dette var den mest relevante løsningen med tanke på tema og problemstilling for vårt vedkommende. Alle vurderte dette i henhold til bærekraftig utvikling. Samtidig som vi har muligheten til å ha emnene (energi bruk, innovasjon og entreprenørskap, kjemi og miljø) i bakhodet. For å underbygge problemstillingen vår tilstrekkelig, vil vi dele inn materialenes livsløp i tre deler, produksjon, bruk og destruksjon. Tankene rundt relevante elementer som vi mener må drøftes og forklares, for tilslutt å kunne konkludere oppgaven som et svar til problemstillingen: 1.3 Produksjon Materialet gir forskjellige konsekvenser med hensyn på miljø og energibruk. Dette vil vi se nærmere på fra råvarene blir hentet ut, til det ferdige produktet er montert på byggeplass. For å forklare dette, må gruppa se nærmere på den kjemiske oppbygning av råvarene, prosessen ved foredling og behandling inntil konstruksjonen trer i kraft. I prosjektet vil produksjon være definert ved prosessen ved uttak av råmaterialer, til det ferdige materialet. 6

1.4 Levetid De viktige momentene her, ser gruppa for oss at vil være den estimerte levetiden for materialet. Vi vil prøve å gi bilde på hvilke faktorer som kan begrense materialets levetid, hva gjelder påvirkninger og endringer i bruk av materialets hensikt. 1.5 Destruksjon Materialets siste fase er avgjørende for hva slags spor det etterlater seg i miljøet. Gruppa kommer til å se nærmere på faktorer som energi, avfallshåndtering og rivningsprosess. Avfallshåndtering vi si resirkulering, gjenbruk og ikke- resirkulerbart avfall. Fasen analyseres med tanke på sporene materialet etterlater seg hva gjelder energi og avfall. 7

Kap 2. Metode Gruppens utfordring er den svært varierende kompetansen innen de forskjellige fagområdene. Vi mener en mulig løsning på dette er å tilegne gruppen en uniform basisinformasjon, sånn at vi alle kunne stille med en viss grad av felles forståelse for fagområdene før oppgaveskrivingen starter. Betong Øst sa seg villige til å hjelpe oss i gang med den grunnleggende kunnskapen. Det ble derfor avholdt innføringsmøte med betong Øst ved Høgskolen i Gjøviks lokaler. Gruppen så også for seg å kunne tilegne seg informasjon om hvor det finnes ny og annen informasjon ettersom arbeidet startet. Gruppen valgte å ringe Betong Øst fordi denne bedriften er en av de ledende på produksjon av betong på Østlandet. Betong Øst valgte å sende sin egen produksjonssjef som foredrags holder for gruppen. Fagbøker vil være en god generell kilde for gruppen, men nåtidens teknologi tilsvarer at internett vil veie tyngst. Store bedrifter innen betong som Betong Øst, Norcem, Statens Vegvesen, Heidelberg Cement klubb. Statens Vegvesen er en god referanse pga. de går utenom standardene, de har laget egen håndbok på hvordan man skal gjøre ting rundt vegbygging. Derfra kan vi se hvilke erfaringer Statens Vegvesen har gjort utenom standardene om betong. Norcem er den Norske datterbedriften til Heidelberg Cement, dette er et internasjonalt selskap. Norcem er den eneste sement produsenten i landet og vil være en viktig referanse i forhold til kapitelet om produksjon, og til dels i kapitelet konstruksjonens om levetid. 8

Det understrekes at kilder vurderes etter kvalitet. Oppgaven skal som andre oppgaver utføres som et fullt etterprøvbart materiale for å oppnå den kvalitet som ønskes. Vi vil prøve å flette inn i oppgaven problemstilling, tema, foredrag og forskjellige presentasjoner som vi har hatt i innføringsfaget. Avgrensning av prosjektet, har gruppen gjort et forsøk på å redusere og endre problemstillingen flere ganger for å finne den perfekte problemstilling. Noen av emnene vi har vært gjennom i innføringsfagene vil ha varierende innflytelse på oppgavens faglige utforming. Kjemi og miljø delen vil for eksempel være svært sentral gjennom hele oppgaven, siden dette må belyses for å kunne evaluere følgene som medføres ved bruken av de forskjellige materialene. Livsløpsanalyse for betong ble nevnt, men dette kunne medføre en bunnløs oppgave som ville kreve mer bakgrunn enn den kompetansen gruppens medlemmer innehar i dag. Dette ordet er bevisst utelatt av oppgaven for å begrense dens omfang. Oppgaven kommer til å belyse de mest relevante metodene som bruker for å bearbeide materialene fra produksjon til destruksjon. Med relevante metoder menes de metodene som er av økonomisk karakter og de metodene som er av bærekraftig karakter. Dette kan vi så sette opp mot hverandre i konklusjonen for å drøfte om 9

bruken av betong er bærekraftig, eller kan utføres med bærekraftighet. For å besvare problemstillingen må da konklusjonen til slutt ende opp med et svar på hvorfor materialene blir behandlet på den måten de gjør med tanke på dette. Det benyttes også en mal for hvilke momenter som skal trekkes fram og belyses for materialene, slik at alle deler ved oppgaven kan behandles i konklusjonen. Dette for å sikre at oppgaven blir en komplett oppgave uten faglige hull. 10

Kap 3. Innføring i betong historie Det finnes et pulver - Genus pulveris - som av natur lager fantastiske ting. Når det blandes med kalk og stein, og tilsettes vann, vil det herde og bli solid. Det gir ikke bare vanlige bygninger stor styrke, men også murer som bygges i havet blir så sterke at selv ikke bølger og strøm klarer å ødelegge dem (Sitat: Marcus Vitruvius Pollio, ca. 24-23 f.kr) I følge den canadiske betong kjemikeren Pierre-Claude Aïtcin så kan man dele fortidens bindemidler i 3 forskjellige kategorier. Vi har gipsbaserte blandinger som kan dateres så lang tilbake som for 22 600 år siden. Kalk lim har det også vært funnet rester etter like langt tilbake som gipsbaserte bindemiddelet. Dette er løsninger som ble brukt av gipsens egenskap som bindestoff. Det er først i romertiden at det skjer noe det pozzolanbaserte bindemiddelet framkommer det spor av helt tilbake til 3000 år f.kr, men det fikk ikke sitt fotfeste før godt inn i romertiden. Betongen slik den er i dag er en blanding som inneholder Portlands sement. Dette ble utviklet rundt 1700 tallet. Derfor beregner mange betongen som ett nytt materiale, selv det samtidig er et veldig gammalt et. Betong bruk i bygninger ble ikke stort før armret betong kom på markedet. Dette gjorde at betongen ble sterkere, noe som gjorde at man ikke trengte like stor mengde av betong. Gartneren Joseph Monièr fant opp å armere betong. Dette fikk han patent på i 1867. Oslo havnelager som stod ferdig i 1920 er en av de første konstruksjonene i Norge som bestod av fullstendig armert betong. 11

3.1 Betong i Norge Første betong konstruksjonen i Norge var Farris dammen i Larvik, og den stod klar i 1765. Det står den dag i dag, og betegnes å være veldig god betong selv etter 200 år. Betong i bygnings konstruksjoner kom ikke på markedet i Norge før det skjer et stort sprang i betong teknologien på slutten av 1800 tallet da armert betong kom. Noen av forkjemperne for armert betong var Ingeniør F. Selmer, som allerede i 1906 reklamerte for armert betong. Han var en av de første som hadde kunnskaper om armert betong i Norge, og allerede i 1906 fikk han som oppdrag å legge trapper på Majorstuen skole i Oslo. Dette var et fåtall av kunnskap rundt armert betong i Norge, og Selmer, sammen med Høyer-Ellefsen, Stenersen og Eeg-Henriksen, regnes som å være pionerene innenfor armert betong. Oslo havnelager er en av Norges første bygninger i full armert betong. Denne stod ferdig i 1920. Betongen som vi omtaler i dag, er relativ ny i forhold til de andre typene betong som har vært brukt i mange år tidligere. Forandring og betongen ligner mer og mer på den som vi bruker i dag. Romerbetongen var en kalk basert løsning, som ble brukt. 12

Kap 4. Produksjon En kjemisk reaksjon skjer når vann og sement møtes, dette blir til betong. Sementen og vannet virker som lim mellom all grusen og småsteinen og blir kalt sementlim eller sementpasta. Sementpastaen kan gjørs om til ditt bruk, ved å tilsette tilsetningsstoffer. tilsetningsstoffene kan forandre sementpastaen slik at den herder fortere, saktere og til at du kan redusere vann bruken i betongen. For eksempel, hvis du skal legge et betonggulv vil du helst ha en sementpasta som har mye innhold av vann. For at betongen da skal kunne få den perfekte bæreevnen må den tilsettes tilsetningsstoffer til det bruket. Det samme skjer om du skal ha betong til en brukonstruksjon, da trenger du en litt hardere (mindre vann) sementpasta. Med en gang du blander sementen og vannet vil den kjemiske reaksjonen skje, derfor kan det ta kort tid til herdingen er gang. Herdeprosessen er da sementen, vannet, sand og steinen gradvis blir til betong. Herdingsprosessen starer når temperaturen har økt ca. 2,5 grader celsius og etter 28 dager kan du måle styrken, men herdingen vil fortsette i mindre grad. 4.1 Råvarene For å lage betong trenger vi sement, stein og sand som blandes med vann. Der ca. 60-70 % av betongen er sand og stein. Sement er hovedbindemidellet til betong og er laget av oppmalt og brent kalkstein. Sement produsenter finnes i områder der det er mye kalkstein. Kalksteinen blir knust til mel. Herfra blir kalken brent i ca.1200-1300 13

grader celsius. Den kjemiske prosessen er komplisert, men det er mulig å gjøre den enklere 4.2 Kjemi Sement er kalkstein eller kalsiumkarbonat (CaCO3) og ved oppvarming oppimot 1300 grader celsius får vi kalsiumoksid (CaO) og siden vi brenner kalken kommer vi ikke unna karbondioksid (CO2) som gir likningen: CaCO3 CaO + CO2. Etter at kalksteinen har blitt brent vil den i luft tiltrekke seg både vann og karbondioksid. Videre i prosessen mot betong tilsetter vi den brente kalsiumoksid (CaO) vann (H2O), da får vi kalsiumhydroksid (Ca(OH)2) som gir likningen: CaO + H2O Ca(OH)2. Da har vi fått betong. Løseligheten til kalsiumhydroksid (Ca(OH)2) i vann er ikke helt optimal, og ikke alt kalsiumhydroksid blir blandet med vannet. Dette finner gruppa i en løselighetstabell fra Gyldendals tabeller og formler i kjemi (kilde 1). Hvis vi løser opp kalsiumhydroksid (Ca(OH)2) vil vi få Ca(OH)2 Ca 2+ + 2OH -. Vi ser i løselighetstabellen at Ca og OH er tungt løselig som betyr at det løses mellom 0,01 og 1 g salt i 100mL vann. En ide som blir brukt i dag er å tilsette saltsyre (HCl) etter brenning av kalken (CaO) som gir: CaO + 2HCl Ca 2+ + 2Cl - + H2O (http://snl.no/salter) 2.11.2011 Fra tabellen ser vi at kalsium og klor gir en kombinasjon som er lett løselig, som er at det løses mer enn 1 g salt i 100mL vann. Da får du løst opp mer av sementen i vannet enn ved å ikke gjøre det, da får du mer ut av sementen. 14

4.3 Energi Problemet med betong i dag, er energibruken på brenning av kalken som senere blir sement. Det som jobbes med nå er å redusere klinker innholdet i produksjonen av sement. Med det mener vi kalkstein innholdet. For å gjør det må det finnes en erstatter mot klinker som har nærheten av samme egenskaper. Nå eksperimenteres det med flyveaske som erstatter, men i tillegg må man også sette til silika eller silitsiumokrid (SiO2). Silika kommer fra mineraler som finner i jorden (kvarts). Jordskorpen består av 60 % silika. Ved å tilsette 20 % flyveaske reduseres CO2 utslippet med 20 %. Dermed blir betong seende slik ut: sement + silika, flyveaske, sand og stein, vann sementlim. En bedre løsning på CO2 til sement vil kanskje være å erstatte noe av sementen med såkalt Mergel. Mergel er leire som ikke er brukbart for leireindustrien. Mergel er som kalkstein og må igjennom kalsinering. Dette skjer på samme måtte og må brennes. Ikke bare er det en erstatter for kalksteinen, men den må ikke brennes på høyere temperatur enn 700-800 grader celsius. En temperatur på 800 grader celsius kan kanskje oppnås ved å bruke biobrensel. Ved å bruke mergel reduserer man klinker bruken og temperatur bruken på sementen, i tillegg vil man kanskje få brukt biobrensel som gjør at sementen blir veldig mye mer miljøvennlig enn det den er nå. For det vi vet nå er at 3-4 % av all CO2 utslipp kommer fra sementfabrikker. (http://www.sintef.no/uploadpages/31328/2011-14- Mer%20miljovennlig%20betong.pdf) 2.10.2011 15

Kap 5. Levetid Betongkonstruksjonens levetid sier noe om miljøkonsekvensene produktet fører med seg totalt sett. Det finnes mange typer betong, og mange elementer materialet kan eksponeres for i det tenkte miljøet. Om betongens sammensetning er optimal vil konstruksjonens levetid også bli deretter. Betong produseres ulikt ut fra hvilke påkjenninger den skal tåle. NS 3473 kategoriserer alle typer miljøpåkjenninger betong kan utsettes for, som svekker dens levetid. NS 3473 beskriver 7 konkrete eksponeringstyper og en særskilt type eksponering som må avgjøres i hvert enkelt tilfelle. NS-EN206-1 beskriver forskjellige bestandighetsklasser som må oppnås for at betongen skal tåle de forskjellige eksponeringsklassene. Disse klassene beskrives med masseforholdet mellom sement og vannmengde som kreves i betongen for at den skal tåle den eksponeringsklassen betongen skal belastes med. De vanligste bestandighetsklassene beskrives som M90, M60, M45, MF45, M40 og MF40. Bokstaven M er et utrykk for masseforholdet som sier noe om hvor mye vann det maks kan være i forhold til sement i betongen. Bokstaven F utrykker om betongen er frostbestandig eller ikke, mens selve tallet er prosentandelen vann i forhold til sement. Dette forholdet kalles V/C tallet, som vil si forhold mellom vann og sement. (Juliebø, E. s.15. 2007). 16

Når V/C tallet er lik 0,4, altså betongen inneholder 40 % vann i forhold til sementen, vil sementen bruke alt vannet som er i betongen for å størkne. Vannet forblir da inne i betongen og fordamper ikke. Vann som drives ut av betongen danner små porer i betongen som igjen gir mulighet for vann og andre skadelige stoffer å trenge inn i betongens overflate. Betongens PH verdi er så høy at beskyttende oksidfilm dannes rundt stålarmeringen ved herding. Om stoffer med lav ph verdi trenger inn i betongen, vil ph verdien i betongen synke og dette oksidlaget svekkes. Det fører til korrosjon i armeringa, som forringer konstruksjonens levetid betraktelig. Armering er i mange tilfeller ett strekk- opptagende element i betongkonstruksjonen, om den korroderer vil den miste evne til å oppta strekk, samtidig som den kan ekspandere. Vann som trenger inn i betongen vil også ekspandere om det fryser til is, noe som effektivt bryter ned betong. (Gjerp,P. s159.2004). Dersom betongen eksempelvis skal benyttes i et innvendig dekke som ligger beskyttet til, kan betong med høyere v/c tall benyttes. Det går da med mindre sement, som igjen medfører mindre utslipp av CO2. Miljøutslippene ved bruk av sement kan derfor begrenses i noen grad ved å proporsjonere betongen ut fra de miljøene den skal motstå. Dette vil si at M90, hvor masseforholdet er inntil 90 % 17

vann og 10 % sement, er en energiøkonomisk betong i forhold til en M40 betong, som inneholder mer sement. (Gjerp,P. s35.2004). Betongens levetid avhenger også av om den er blitt riktig utstøpt. Det er viktig at den blir lagt ut på en slik måte at tilslag og sement er jevnt fordelt i hele forskalingen. Betongen er også avhengig av en temperaturøkning på 2,5 grader celsius for at den skal herde optimalt. Fryser den derimot før den når herdeprosessen, vil betongen ikke under noen omstendighet oppnå samme styrke som den i utgangspunktet var tiltenkt. Kravene til hvordan støpingen skal utføres går frem av NS 3465 (Gjerp,P. kap 5.2. 2004). Vedlikehold av betongkonstruksjoner er også i varierende grad med på å øke konstruksjonenes levetid. Dette gjelder spesielt konstruksjoner i eksponeringsklassene som innebefatter kloridangrep fra både sjøvann og veisalt, karbonatisering, frost og andre kjemiske angrep. Vegvesenets brokonstruksjoner er et godt eksempel på en type bærende konstruksjon av betong som blir utsatt for mange typer eksponeringer. Det er om lag 16 600 betongbruer i Norge, og gjennomsnittlig alder på disse er beregnet til 34 år. Nyverdien av tilsvarende bruer er omtrent 75 milliarder kroner (http://www.vegvesen.no/_attachment/110156/binary/191631) 2011.11.03 18

Dette vil si at det er en svært utbredt bruk av betong i vegsektoren, og kostnadene av det er så høye at vedlikeholdstiltak er nødvendige for å spare konstruksjonene. Dette medfører også reduserte produksjonsutslipp når en setter livslengden til konstruksjonen i sammenheng. Hovedproblematikken ligger i at armeringen til sist korroderer og betongen skaller av. Armeringsstålet er også utsatt for karbonatisering, det vil si CO2 som trenger ned i betongen og senker PH verdien. Armeringen ligger beskyttet inne i betongen ved at et oksidlag dannes rundt det av den årsak at betong er svært basisk etter reaksjonen som skjer ved herding. Armeringen er passivisert under disse forholdene, men ved forurensing kan PH verdien senkes slik at denne beskyttende filmen forsvinner, og armeringen forblir ubeskyttet mot korrosjon. det gjøres diverse tiltak for å forhindre dette: (Gjerp,P. s162. 2004). 5.1 Renhold av konstruksjonen: Vegsalter representerer en del av kloridinntrengningen i betongen. Om ikke slitedekket er tilstrekkelig fukt sikkert, kan kloridholdig vann trenge ned i betongen under, og danne korrosjon i armeringen. Dette gjelder også det saltet som blir liggende igjen utenfor selve veibanen. Det er derfor et tiltak å utføre renhold av konstruksjonen. 5.2 Katodisk reparasjonsmetode: Dersom armeringen i en betongkonstruksjon er utsatt for korrosjon, kan likerettet spenning tilføres armeringa, mens en katode/ ekstern elektrolytt monteres i eller 19

utenpå betongen. Dette reverserer korrosjonsstrømmen mot armeringa, og begrenser korrosjonen akseptabelt uten at kloridene fjernes fra betongen. Tiltaket gjøres for å stanse korrosjonsskaden og utvide konstruksjonens levetid. Allikevel forbrukes energi kontinuerlig i en slik prosess. Det blir i de fleste tilfeller ikke tilført konstruksjonen mer strøm enn 2-20mA/m 2 ved en spenning på inntil 8V. Dette tiltaket regnes derfor som lønnsomt i de fleste tilfeller. http://www.smoerholm.no/article/?cat=1082&id=1107 2011.11.04 http://ansatte.hin.no/ra/undervisn/mtrbearb/ra_kompendier/korrosjon_intro.pdf 2011.11.04 Utforming av konstruksjonen er også en viktig faktor for hvor mye vedlikehold den trenger, og hvor lenge konstruksjonen holder. Det er viktig å utføre den på en måte så vann og skadelige stoffer på best mulig måte forsvinner bort fra konstruksjonen av seg selv, i den grad dette er mulig. Hva gjelder brukonstruksjoner, vil det være viktig å utføre konstruksjonen på en slik måte at svinnsprekker ikke bryter opp slitelaget på toppen. Dette gjøres ved å utføre kontrollerte svinnfuger i overflaten og lage glidekonstruksjoner mellom brukar og selve brua. Det er også viktig at overdekningen mellom betong og armering er tilstrekkelig dimensjonert, dette vil si at armeringa skal ligge tilstrekkelig langt inne i betongen. (Juliebø, E. s34. 2007). (http://www.vegvesen.no/_attachment/110156/binary/191631) 2011.11.03 20

Kap 6. Destruksjon 6.1 Avfall Etter produksjon og levetid har betongkonstruksjonen kommet til siste fase, som er destruksjon. Rivning av byggkonstruksjoner fører til mye bygg avfall. Bygge bransjen i Norge produserer over 1,3 millioner tonn med bygg avfall i året. Betong og tegl utgjør over 1,1 million tonn av bygg- og riveavfall som levers til gjenvinning. Noen av disse bygningsmaterialene kan inneholde miljøgifter og andre farlig avfallstyper som det er viktig at blir håndtert på spesielle måter. I bygge bransjen er det et økt behov for å redusere mengden som går til deponi mest mulig. Det meste av bygg avfallet er deponert i riktig avfallsplasser, mens noe blir ulovlig deponert. Konsekvensene som følge av dette er store, med tanke på miljøet, og vi er nødt til å løse dette problemet. I løpet av de siste årene har bruk av betong økt i bygg bransjen, noe som igjen gir enda større økning i bygg avfall. Det er en stor utfordring for oss ingeniører å finne en måte å håndtere dette på som reduserer miljøbelastningen. 6.2 Resirkulert tilslag Forsyning av naturlige materialer er begrenset. Dette har satt press på gjenbruk av materialer. Da spesielt for betong som har et høyt potensiale for gjenbruk. Erfaring fra europa og USA viser at bygg avfall fra betong er en verdifull ressurs som kan gjenvinnes ved produksjon av resirkulert tilslag. I Norge har vi store 21

forekomster av fjell som har gitt oss mulighet for produksjon av betong med høy kvalitet. I tillegg så er det spredt bebyggelse i Norge, som fører til små mengder avfall fordelt over store områder. Noe som skaper en økonomisk og miljømessig utfordring når det kommer til å oppnå en høy grad av gjenvinning på landsbasis. Dette gjør at situasjonen i Norge ikke kan sammenlignes helt på lik linje med gjenbruken av betong i europa og USA. I følge nasjonal handlingsplan for bygge- og anleggsavfall er det foreslått et mål om en årlig gjenvinning av betong- og teglavfall på 90 % innen 2012. Hvordan betongen skal gjenvinnes, om det er ved knusing eller ombruk og deretter brukes som tilslag i ny betong. Eller om den skal gjenvinnes ved direkte ombruk eller resirkuleres og brukes som tilslag i bunden eller ubunden bruk, må tas stilling til ved hva som gir størst miljømessig gevinst. Med ubunden bruk menes ulike former utlegging som avretting, tilbakefylling, grøfter, veier og fundamentering med mer. Bunden bruk blir oftest brukt i naturlig tilslag, hovedsakelig i asfalt og betong. Økonomiske og tidsmessige hensyn må også tas med i betraktningen. https://www.tekna.no/ikbviewer/content/796555/rapport%20nr%201%20co2m_ny %20FORSIDE.pdf 22

Både i Norge og mange andre land utenfor Norge har gjenbruk vært et viktig forskning- og utviklingstema i mange år. For eksempel i Japan hvor det er en mangel på naturlige ressurser, regner man med at mengden av resirkulert tilslag vil overstige det totale tilslagsbehovet i løpet av 2030. Dette betyr at de hele tiden må prøve å utvikle ny teknologi for å effektivisere prosessen med gjenvinning, samtidig som de vil forbedre kvaliteten. En av de nye teknologiene de har kommet opp med er å utvikle utstyr som fjerner all mørtel fra det grove tilslaget med hjelp av varme. Samtidig reduseres også mikroriss i tilslaget. Dette fører til at resultatet av det resirkulerte tilslaget ikke står i fare for reduserte betongegenskaper, men som istedenfor kan gi bedre egenskaper enn naturlig tilslag. 6.3 Miljø Det er mange fordeler ved å bruke resirkulert tilslag. Det fører til at vi ikke deponerer fullt så mye som vi ville ha gjort hvis vi kun brukte råmaterialer. På store byggeplasser vil det redusere transport av rivningsmasse hvis det i stedet blir brukt til ny konstruksjon. I tillegg forventes det at knusing av betong akselererer karbonatiseringsprosessen som binder CO2 til betong, og dermed reduseres CO 2- innhold i atmosfæren (http://bks.byggforsk.no/documentview.aspx?sectionid=2&documentid=3162). I følge undersøkelser fra Byggforsk av resirkulert tilslag med hensyn på total innhold av miljøfarlige stoffer, viser at resirkulert tilslag ikke inneholder høy konsentrasjon av 23

tung metaller, PCB og PAH, verken i de stedlige massene, i nærliggende resirkulerte tilslag eller i jordvæsken. Undersøkelsene viser at det liten fare for helse eller miljø. 6.4 Økonomi Resirkulert tilslag er vesentlig billigere enn naturlig tilslag. Men det kommer selvfølgelig ann på hvor langt materialet må fraktes for å komme fram til byggplassen hvor det skal brukes. Så transportkostnadene vil ha mye å si. Det går fungerer også å bruke et mobilt knuseverk på stedet hvor det foregår rivning og produsere tilslag for bygging. Dette må man søke om lov til å gjøre. Det må også tas med i betraktning at det kreves dokumentasjon av tilslagets egenskaper og kvalitet og dette vil ha en innvirkning på om det er økonomisk lønnsomt. 24

Kap 7. Konklusjon Målet med denne oppgaven var å finne svar på i hvilken grad medfører bruk av betong miljømessige utfordringer, og gruppe ønsket å se nærmere på hvilke tiltak som gjøres for at hele prosessen skal ha en viss bærekraft. Rapporten har gitt oss innblikk i de varierende påstandene hva gjelder miljøspørsmål rundt bruk av betong. Produksjonsfasen fører med seg masse miljøspørsmål hva gjelder utslipp av CO2 gasser. Utslippet kommer som et naturlig avfallsstoff ved brenning av klinker. Det fremkommer av rapporten at enkelte tiltak minsker behovet for sement i betongen, som for eksempel flyve aske som virker som et ikke hydraulisk bindemiddel i tillegg til sementen og vannet. Det forskes også på om enkelte leiretyper kan erstatte sement i betongen. Levetiden er også et viktig moment for hvorvidt utslippene i produksjonsfasen kan forsvares eller ikke. Betongens estimerte levetid var vanskelig å dokumentere da anvendelsen av materialet har tatt seg opp i stor grad det siste århundret. Det er imidlertid dokumentert en rekke problematiske forhold rundt konstruksjonenes kontakt med forskjellige stoffer, og tiltak som gjøres for å forhindre dette. 25

En betongkonstruksjon er å anse som et avfall, betong vil også representere en miljøutfordring. Vi har funnet ut at materialet i langt større grad kan benyttes som fyllmasse, eller tilslag i ny betong. Energilønnsomheten i dette avhenger av tilgangen på annet naturlig tilslag, og transportavstand til eventuelt gjenbrukssted. Det forskes også på hvorvidt betongen har en evne til å gjenoppta CO2 etter herdeprosessen er igangsatt, og vi har fått inntrykk av at dette faktisk er tilfelle. Samtlige gruppemedlemmer har etter denne oppgaven fått inntrykk av at betong ikke er så miljø fiendtlig som tre- industrien vil ha det til. 26

Kilder: Gjerp, P. and M. Opsahl (1998). Grunnleggende betongteknologi. Oslo, BA forlaget. Gjerp, P, M. O., Sverre Smeplass (2004). Grunnleggende Betongteknologi. Jahren, P. (2011). Betong : historie og historier. Trondheim, Tapir akademisk forl. Juliebø, E. (2007). Betong : vg2 byggteknikk. Oslo, Gyldendal undervisning. Steen, B.-G. (2009). Gyldendals tabeller og formler i kjemi : kjemi 1 og kjemi 2. Oslo, Gyldendal undervisning. Søpler, B. (1995). Betongboka. Oslo, Norcem. miljøkomite, N. b. f. (2009). "CO2-utslipp sement og betong UTFORDRINGER OG PERSPEKTIVER." from https://www.tekna.no/ikbviewer/content/796555/rapport%20nr%201%20co2m_ny %20FORSIDE.pdf. Vegvesen, S. (2007). "Betongbruer." from Vegvesen, S. (2011). "Nr. 018 i Statens vegvesens håndbokseri." from http://www.vegvesen.no/_attachment/188382/binary/451494. (http://www.vegvesen.no/_attachment/110156/binary/191631) 2011.11.03 http://www.smoerholm.no/article/?cat=1082&id=1107 2011.11.04 27

http://ansatte.hin.no/ra/undervisn/mtrbearb/ra_kompendier/korrosjon_intro.pdf 2011.11.04 https://www.tekna.no/ikbviewer/content/796555/rapport%20nr%201%20co2m_ny %20FORSIDE.pdf (http://bks.byggforsk.no/documentview.aspx?sectionid=2&documentid=3162). (http://www.sintef.no/uploadpages/31328/2011-14- Mer%20miljovennlig%20betong.pdf) 2.10.2011 (http://snl.no/salter) 2.11.2011 28