| Forside | | Indhold | | Forrige | | Næste |

Produktområdeprojekt vedrørende betonprodukter - handlingsplan

Bilag B

B Miljøanalyse

B.1 Introduktion

Betonbranchen har beskæftiget sig seriøst med miljøforhold de sidste ca. 10 år. Dette er primært sket i regi af udviklingsprojekter i samarbejde mellem branchen og Betoncentret på Teknologisk Institut og som tiltag hos den enkelte producent. I kapitel 6 er vist en oversigt over væsentlige udviklingsprojekter og aktiviteter. Miljøanalysen er udarbejdet ud fra disse aktiviteter og resultater.

Branchens indsats består i de enkelte virksomheders arbejde med renere teknologi, miljøstyring og miljøcertificering. Flere virksomheder har arbejdet med anvendelse af genindvundne materialer i produktionen, besparelser i vandforbruget, genanvendelse af vand i produktionen mv.

B.2 Betonprodukters livsforløb

Hovedtrækkene i et betonprodukts livscyklus er skitseret på Tabel B.1 Livscyklus af en betonkonstruktion.

Klik her for at se tabellen

Tabel B.1 Livscyklus af en betonkonstruktion

B.2.1 Udvinding og forarbejdning af delmaterialer

B.2.1.1 Cement
Det vigtigste råmateriale, cement, fremstilles på følgende måde jf. Cement & Beton, November 2000, udgivet af Aalborg Portland. En opslemning af fintformalet sand blandes med ca. 4 gange så meget kridt i slemmetromler. Herefter finformales sand/kridt slammen i rørmøller. Fra rørmøllerne føres slammen som færdig ovnslam til ovnslambassiner, hvorfra den pumpes til ovnanlægget. I ovnanlægget indgår en roterovn, som er et langt stålrør forsynet med en ildfast foring. Ovnen har en hældning på nogle få grader. Hos Aalborg Portland A/S anvendes 2 typer ovnanlæg, dels vådanlæg, dels semi-tør anlæg.

Ved vådanlægget pumpes slammen til den øverste ende af roterovnen, mens brændslet blæses ind i den nederste ende. For nogle cementtypers vedkommende indblæses der også flyveaske her. Først udtørres slammen, så vandindholdet på 35-40 % fjernes. Derefter opvarmes materialet yderligere, hvorved kridtet afgiver sin kuldioxid. Ved den fortsatte opvarmning under bevægelsen nedad når materialet op på temperaturer på 1400-1500º C, hvor den egentlige brænding til cementklinker sker.

Ved brændingen, der er en delvis smeltning (sintring), dannes der såkaldte klinkermineraler, hvoraf de væsentligste er calciumsilikater. Efter brændingen afkøles materialet, der nu er blevet til klinker i særlige klinkekølere. Klinkerne er normalt på størrelse med småsten.

Ved det semi-tørre anlæg blæses slammen ind i en såkaldt tørreknuser, hvor det tørres helt ud og bliver til en pulverformet råblanding. Denne blandes med flyveaske til et homogent, tørt råmateriale, som opvarmes ved passage gennem to cykloner. Det opvarmede materiale går derefter ud i en kalcinator, hvor kalcineringen foregår. Det kalcinerede materiale går derefter ind i en kort roterovn, hvor den endelige klinkerbrænding finder sted ved 1400-1500ºC.

Det danske semi-tørre anlæg har en kapacitet, så det alene dækker hele det danske forbrug af de almindelige grå cementer. Energimæssigt har de nye produktionsmetoder en række fordele, idet der er tale om en bedre udnyttelse af varmeenergien og et mindre varmeforbrug til fordampning af slammens vand, idet den tørre flyveaske udgør en større andel end tidligere.

Cementklinkerne formales i cementmøller til cement under tilsætning af nogle få procent gips (calciumsulfat) samt eventuelt andre materialer, som ikke har skadelig indflydelse på cementens kvalitet. Den finhed, der tilstræbes ved formaling, reguleres under hensyntagen til de egenskaber, man ønsker hos cementen.

B.2.1.2 Tilslag
Tilslag til beton er sand og sten udvundet fra hav (sømaterialer), fra land (bakkematerialer) eller fra klippe (granitmaterialer). I Danmark produceres kun sø- og bakkematerialer. Granitter importeres fra blandt andet Sverige.

Sømaterialer indvindes normalt ved sugning på havbunden, men kan også graves eller suges på strandkanten, efterfulgt af en forsortering på skibet. Materialerne føres i land, eventuelt gennem et knuseanlæg og fraktioneres på et sigteanlæg. Der foretages normalt en vaskning af materialerne for at fjerne chlorider stammende fra havvandet, og der kan være indbygget en densitetssortering (jigging). Sømaterialer er overvejende naturligt afrundede som følge af det store slid i havet.

Bakkematerialer indvindes fra land. Før selve rågruset indvindes, sker der en afrømning af overjorden. Derefter indvindes, oparbejdes (sorteres, knuses) og lagres rågruset. Gravearealet efterbehandles efter endt indvinding typisk ved, at overjorden placeres i graveområdet igen. Producenten er forpligtet til i sin indvindingsansøgning at udarbejde en reetableringsplan for området, der skal godkendes af myndighederne.

Granit indvindes ved sprængning af klippestykker ud af fjeldet. Materialerne føres herefter gennem et knuseanlæg og fraktioneres på et sigteanlæg. Der kan eventuelt ske vaskning af materialerne i forbindelse med sigtningen.

Letklinker fremstilles ved brænding af ler, som under brændingen ekspanderes til korn der typisk er større end 2 mm. De producerede letklinker benyttes dels til fremstilling af finblokke og akustiklag (sortering 2-4 mm), dels til letklinkerblokke (sortering 4-10 mm) og som isoleringsmateriale i terrændæk (sortering 10-20 mm).

B.2.1.3 Vand
I betonindustrien anvendes primært drikkevand. Enkelte betonfabrikker er dog begyndt på at genanvende procesvand fra produktionen inklusiv regnvand fra produktionsstedet.

B.2.1.4 Flyveaske og mikrosilica
Flyveaske opstår som forbrændingsrest ved fyring med fint formalet kul i kraftværker ved energiproduktion. Ved hjælp af elektrostatiske filtre kan asken udskilles og opsamles fra forbrændingsluften. Flyveaske består hovedsagelig af kuglerunde glaspartikler af omtrent samme størrelse som cementkorn (1-100 mikrometer).

Mikrosilica er et biprodukt fra fremstillingen af metallisk silicum og legeringsmetallet ferrosilicum. Det består af ekstremt fine, amorfe partikler med en kornstørrelse på omkring 1/100 af cementens. Produktionen af ferrosilicium og silicium sker i elektriske smelteovne, hvor ren silicium fremstilles ved smeltning af kvarts og kulstof ved temperaturer omkring 2000ºC. Ved tilførsel af jern til råblandingen produceres ferrosilicum. Mikrosilica dannes ved at SiO afgives fra ovnen. I luften reagerer SiO med ilt og danner SiO2.

Indtil for nylig har mikrosilica være betragtet som et affaldsprodukt, som i store mængder blot blev "smidt væk".

B.2.1.5 Kemiske tilsætningsstoffer
Luftindblandingsmiddel anvendes i betonindustrien til at danne et veldefineret luftporesystem i betonen, primært som forebyggelse mod skader som følge af frysning af betonen i vandmættet tilstand.

Luftindblandingsmidler fremstilles på basis af forskellige tensider og syntetiske harpikser.

Plastificeringsmidler anvendes i betonindustrien for at øge den friske betons bearbejdelighed eller som middel til reduktion af betonens vandbehov. Plastificeringsmidler fremstilles på basis af især lignosulfonat.

Superplastificeringsmidler anvendes i betonindustrien for at give den friske beton flydeegenskaber. Virkningen er kraftigere end for plastificeringsmidler, men virkningen er af kortere varighed. Superplastificeringsmidler er typisk syntetisk fremstillede polyelektrolytter fx af typen polyether ester eller lignende.

I de senere år er der kommet et nyt superplastificeringsmiddel på markedet – et såkaldt ny generations superplastificeringsmiddel, der er en polymer specielt udviklet til selvkompakterende beton, der udstøbes uden brug af mekanisk vibration.

B.2.1.6 Stål
Stål anvendes i betonindustrien primært som armeringsjern, der skal optage trækkræfter i en betonkonstruktion. Der anvendes almindeligt konstruktionsstål, der er ulegeret og indeholder 0,05-0,4 % kulstof samt små mængder legeringselementer fra stålfremstillingen. For at opnå en større flydespænding tilsættes små mængder af et eller flere legeringselementer som nitrogen og aluminium, niob, titan og vanadin. Disse legeringselementer giver et finkornet materiale, og stålet betegnes mikrolegeret. Til nogle konstruktioner, fx i særligt aggressive miljøer, anvendes rustfrit stål, som indeholder chrom og nikkel (18 % Cr og 8 % Ni). Legeres stålet yderligere med molybdæn (2 % Mo), fås et syrefast stål. Armeringsstål er i de fleste tilfælde fremstillet ved smeltning af skrot og en lille mængde råjern. Til fremstilling af råjern benyttes jernmalm, koks og kalk.

B.2.2 Betonproduktion

De mest betydende processer miljømæssigt set i forbindelse med betonproduktion er:

• Aflæsning og lagring af delmaterialer. Her det vigtigt at vedligeholde filtre på siloer til opbevaring af materialer samt at sikre, at opblæsning af pulver (cement, flyveaske m.m.) foregår korrekt
• Dosering og transport ved hjælp af rørsystemer, bånd eller hejsespande til blanderen
• Blanding
• Rengøring og administration

For betonelementers vedkommende kommer yderligere et par processer til:

• Form- og armeringsarbejde
• Udstøbning i forme
• Hærdning med varme
• Efterbehandling i form af afsyring og spuling

For betonvarer kan der for nogle produkter være behov for efterbearbejdning i form af savning, boring, skæring og raspning.

Nogle fabrikker har etableret genindvindingsanlæg til genbrug af vand og tilslag. Enkelte fabrikker nedknuser også betonaffald og genbruger det som tilslag i ny beton.

Ved rengøring af blander og lastbiler fremkommer der et restprodukt kaldet betonslam, som er vand med opslemmet rester af cement, flyveaske, kemiske tilsætningsstoffer m.m.

B.2.3 Opførelse

Indbygning/montage af betonprodukter og in-situ støbning af fabriksbeton omfatter de processer, der begynder, når betonproduktet/betonen forlader produktionsstedet og slutter, når det indbyggede/pladsstøbte produkt er klar til brug. Omfanget af processerne er både bestemt af betonproduktet og af bygværket, hvori det indbygges.

In-situ støbning involverer energiforbrugende materiel som kran og stavvibrator, materialer som beton og armeringsstål samt hjælpematerialer som fx forskalling og formolie. Af andre væsentlige miljøpåvirkninger kan nævnes ikke-brændbart affald, som stammer fra spildet ved støbningen af betonen. Fabriksbeton transporteres i gennemsnit 20 km til byggeplads med lastbil.

Montage af betonelementer involverer energiforbrugende materiel som byggepladskran, materialer som selve betonelementet, understopning- og fugemørtel og fugearmering samt hjælpematerialer som fugeforskalling. Betonelementer transporteres i gennemsnit 50 km til byggeplads med lastbil.

Betonvarer omfatter et meget bredt spektrum af forskelligartede produkter, som behandles meget forskelligt i forbindelse med opførelse. Eksempelvis kan det nævnes, at der ved lægning af kloakrør bruges indbygningsgrus (Selv om der anvendes mindre indbygningsgrus i forbindelse med betonrør set i forhold til PVC-rør).

Udtørring af bygninger i forbindelse med opførelse kræver relativt store energimængder. Dette skyldes bl.a. den stadigt reducerede byggetid, som øger behovet for kunstig udtørring (gælder alle byggematerialer). Det skønnes, at der anvendes et samlet årligt energiforbrug i Danmark til opførelse og renovering af bygninger på ca 1,2 TWH og i et eksamensprojekt fra DTU udført af J. S. Jørgensen og R. A. Rasmussen anslås, at ca. 70 % af den samlede energimængde, der anvendes i forbindelse med opføringsfasen, anvendes til udtørring og opvarmning af bygningen.

Ud over det CO₂-udslip som følger af energiforbruget, vil en mangelfuld udtørring efterfølgende skabe både tekniske og miljømæssige problemer. Miljøproblemerne vil især være relateret til svampeskader og deraf følgende forringet indeklima.

B.2.4 Drift og vedligehold og reparation

B.2.4.1 Drift
Drift omfatter dels processer i forbindelse med brug af en bygning, dels såkaldt passiv brug. Ved brug af en bygning er de mest betydende processer opvarmning og belysning.

Passiv brug dækker over betonens karbonatisering, det vil sige reaktionen mellem kuldioxid i atmosfæren og calciumhydroxid i betonens porevæske. Reaktionen danner calciumcarbonat og vand. Hvis det antages, at der efter nedknusning kan opnås total karbonatisering, viser en overslagsberegning, at en ikke uvæsentlig del af CO₂-emissionen, der er forbundet med cementproduktion, vil blive forbrugt ved karbonatiseringen. Det vides ikke, på hvilken måde dette kan tages i regning i CO₂-opgørelser.

B.2.4.2 Vedligehold
Vedligehold af betonkonstruktioner vedrører hovedsageligt overflader, fx ved højtryksspuling.

B.2.4.3 Reparation
Reparation af betonkonstruktioner omfatter borthugning af beskadiget beton, overfladebehandling af det sted, hvor der skal støbes nyt beton/mørtel og støbning med reparationsmørtel eller –beton. Der kan også være behov for at konstruere midlertidig afstivning af en konstruktion under reparation, hvis det er de bærende dele af konstruktionen, der skal repareres.

B.2.5 Nedrivning og bortskaffelse

Nedrivning kan ske som almindelig eller som selektiv nedrivning, hvor de enkelte bygningsdele fjernes hver for sig.

Nedrevet og knust beton kan genanvendes som tilslag i nyt beton jf. den danske betonstandard DS 481. Denne bliver ved udgangen af 2003 afløst af den fælles europæiske betonstandard EN 206-1, der suppleres med et nationalt anneks DS-EN 206-1. Det er også i den kommende europæiske betonstandard tilladt at anvende nedknust beton som tilslag. Der er imidlertid en forhindring i normsystemet for anvendelse af nedknust beton som tilslag, idet den danske konstruktionsnorm DS 411 foreskriver, at sådan beton ikke må anvendes til bærende konstruktioner.

Det meste beton genanvendes i dag i ubundne materialer til vejbygning.

B.3 Livscyklusbetragtninger for beton

Det er vigtigt at se miljøpåvirkningerne fra en betonkonstruktion i hele dens livscyklus. Holdbarheden af betonen og dermed levetiden er væsentlig set i forhold til miljøpåvirkninger målt pr. leveår af en betonkonstruktion. I det nordiske netværk "Concrete for the environment – a Nordic network" er der udarbejdet en definition på miljørigtige betonkonstruktioner. Denne danner udgangspunkt for arbejdet i dette projekt. Definitionen er, som følger:

"En miljørigtig betonkonstruktion er en betonkonstruktion, der opfylder kriterier for bæredygtig udvikling ved at være designet, opført, renoveret, anvendt og genbrugt på en ressourceeffektiv måde set ud fra en livscyklusbetragtning. Dette skal opnås ved at udnytte de af betonens egenskaber, der er til gavn for miljøet, fx den høje styrke, den gode holdbarhed og den høje termiske kapacitet. Betonkonstruktionen skal være designet og produceret på en måde, så den er skræddersyet til anvendelsen, det vil sige til den specificerede levetid, lastpåvirkning, påvirkning fra vejr og vind, vedligeholdsstrategi, opvarmningsbehov osv. "Den rigtige beton til den rigtige anvendelse".

For at være miljørigtig skal en betonkonstruktions miljøpåvirkninger set i hele livscyklus være reduceret til et minimum. Kravene til betonen og dens delmaterialer er, som følger:

• Sand og sten skal være udvundet på en miljørigtig måde.
• Cementen skal være produceret med moderne produktionsudstyr ved brug af genvundne materialer og med alternative energiressourcer.
• Betonen skal være produceret på betonfabrikker, hvor miljøpåvirkningerne minimeres, fx ved at genanvende egne restprodukter som betonslam og stenmel.
• Betonen skal have et optimalt klinkerindhold set i forhold til specificeret styrke og holdbarhed.
• Der må ikke introduceres miljøproblemer som fx udvaskning af tungmetaller m.m.

Alt afhængig af anvendelsen og tilgængeligheden af materialer kan andre måder at fremme miljørigtigheden for en betonkonstruktion være at:

• Anvende restprodukter som fx mikrosilica, flyveaske, slagge m.m.
• Udnytte den gode holdbarhed til at øge levetiden.
• Udnytte styrken til at minimere total mængde beton.
• Udnytte den termiske kapacitet til at reducere det nødvendige energiforbrug til opvarmning eller køling og til at sikre et godt indeklima.

B.4 Miljøpåvirkninger i betonprodukters livscyklus

Ud fra kendt viden kan følgende væsentlige miljøpåvirkninger i betonprodukters livscyklus identificeres, jf. Tabel B.2

Tabel B.2 Livscyklusfaser for betonprodukter

1) Miljøeffekter ved forbruget af materialerne er angivet under fase 1, udvinding og forarbejdning af materialer.
2) Energiforbrug bidrager primært til drivhuseffekten, men medfører også bidrag til andre miljøeffekter som forsuring, næringssaltbelastning, økotoksicitet og persistent toksicitet.

I afsnit B.4.1-B.4.6 gennemgås hvert af de identificerede miljøpåvirkninger med henblik på at vurdere, om det er relevant, at de indgår i handlingsplanen.

B.4.1 Udvinding og forarbejdning af delmaterialer

Miljøpåvirkninger i forbindelse med udvinding og forarbejdning af delmaterialer har væsentlig indflydelse på betonprodukters livscyklus. Det gælder fx ressourceforbruget i forbindelse med udvinding af sand og sten, og det gælder energiforbrug og CO₂-emissioner i forbindelse med produktion af cement, letklinker og armering.

Betonproducenter kan via deres handlinger ikke direkte påvirke miljøpåvirkninger forbundet med udvinding og forarbejdning af delmaterialer, og forbedringer af disse har omvendt ikke direkte betydning for betonproducenter. Betonproducenter har indflydelse på miljøpåvirkninger fra udvinding og forarbejdning af delmaterialer via deres valg af producenter og leverandører af delmaterialer, ved at stille krav til disse og via sammensætningen af betonen. Sidstnævnte behandles under livscyklusfase 2 vedrørende betonproduktion, jf. B.2.2

Ofte foregår aktiviteter med reduktioner af miljøpåvirkninger alene hos den enkelte producent og sjældent i samarbejde med betonproducenter. Derfor er det valgt, at sådanne aktiviteter ikke er relevante i nærværende handlingsplan. Nedenfor gennemgås aktiviteterne for hvert enkelt delmateriale.

B.4.1.1 Forbrug af sand og sten
Forbrug af sand og sten er forbundet med ressourceforbrug og arealanvendelse.

I Danmark anvendes primært bakkematerialer indvundet fra land til betonfremstilling suppleret med sømaterialer samt importeret højkvalitetstilslag fra Norge og Sverige.

Problemet i Danmark er, at landmaterialerne er begrænsede ressourcer samtidig med, at der ofte opstår arealkonflikter ved indvinding på land. Eksempelvis er bakkesand en begrænset ressource, hvorimod der til søs findes nærmest uudtømmelige sandressourcer. Problemet er bare, at disse sømaterialer er væsentligt mere finkornede end de landbaserede sandforekomster.

Finkornet søsand er traditionelt ikke attraktivt til anvendelse i beton, idet det skaber et større vandbehov i betonen og dermed et større behov for cement, der bidrager væsentligt til den miljømæssige belastning. Der er imidlertid ny teknologi, som kunne gøre det attraktivt at anvende finkornet søsand, nemlig anvendelsen af de såkaldte selvkompakterende betoner.

Selvkompakterende beton er en ny type beton, der ikke skal vibreres for at fylde en form. Disse betontyper kræver et højere finstofindhold for at opnå de rette flydeegenskaber, og det er her, de finkornede sømaterialer bliver attraktive.

Et andet aspekt omkring sand- og stenressourcer til beton er, at der ofte anvendes "for gode" materialer. Årsagerne til dette er mange. Eksempelvis er det den begrænsede silokapacitet på betonfabrikkerne og produktionsmæssige forhold, der er afgørende for valget af tilslag. Endvidere er prisforskellen på gode og dårlige materialer relativ lille i forhold til de øvrige delmaterialer.

Skov- og Naturstyrelsen arbejder i øjeblikket med en handlingsplan, der skal sikre en "Forbedret udnyttelse af danske råstoffer". I dette arbejde håndteres de ovenfor beskrevne problemstillinger.

Fem tilslagsproducenter er miljøcertificeret efter ISO 14001.

B.4.1.2 Cementproduktion
Cementproduktionen er forbundet med energiforbrug, emission af drivhusgasser og med arealforbrug. Cement er det delmateriale, der giver anledning til de fleste miljøpåvirkninger. Cementproducenten Aalborg Portland A/S har, som led i sin miljøpolitik, et mål om at fremme en bæredygtig udvikling og renere teknologi under hensyn til det økonomisk forsvarlige. Endvidere ønsker virksomheden at sikre, at virksomhedens produkter bidrager til, at kunderne, herunder betonproducenterne, kan nå deres miljømål blandt andet ved at gennemføre og medvirke til udvikling af miljørigtige cement- og betonprodukter, som forbedrer betons livscyklus. Aalborg Portland A/S har de senere år målrettet arbejdet med at reducere forbruget af ikke-fornybare energiråstoffer gennem at øge anvendelsen af brændsler, baseret på brændbart affald og biomasse. Samtidig er der udviklet nye cementtyper og gennemført en række energibesparende tiltag i produktionen.

Udover at flere i branchen arbejder med miljøledelse på forskellige planer, er nogle miljøcertificerede. Aalborg Portland A/S har således opbygget et energi- og miljøledelsessystem, der er certificeret efter ISO 14001, verificeret efter Energistyrelsens kravspecifikation for energiledelse (DS 2403) samt registreret efter EMAS-forordningen. Arbejdsmiljøet er certificeret efter OHSAS 18001 og AT Bekendtgørelse nr. 923.

B.4.1.3 Armeringsproduktion
Tidligere blev armeringsstål produceret på Det Danske Stålvalseværk, hvor råvaren først og fremmest var skrot. Virksomheden var derfor en af Danmarks største genbrugsvirksomheder.

I dag importeres al armeringsstål fra forskellige udenlandske leverandører, og det er ikke muligt at fastslå, hvor stor en genbrugsprocent disse producenter opererer med.

Langt den hyppigste ståltype til betonarmering er ulegeret stål. Til altaner kan der dog bruges rustfrit stål, og til fx svømmehaller kan der bruges rustfrit, syrefast stål.

Brug af rustfri armering er forbundet med forbrug af knappe ressourcer, krom, nikkel og molybdæn.

Den væsentligste miljøbelastning i forbindelse med armeringsstål finder man i forbindelse med selve fremstillingen af råjern og stål, idet der ved fremstillingen af stålet genereres betydelige mængder farligt affald. Derudover bruges relativt meget energi. Energiforbruget medfører en relativ stor emission af især CO₂ til atmosfæren og dermed bidrag til drivhuseffekten. Der er også bidrag til såvel parametrene økotoxicitet og persistent økotoxicitet fra fremstilling af stål.

B.4.1.4 Letklinkerproduktion
Forbedringer af miljøpåvirkningerne ved produktion af letklinker foregår hos de to producenter Optiroc og Dansk Leca.

Også i forbindelse med produktion af letklinker er energiforbruget og den dermed forbundne emission til atmosfæren den væsentligste miljøbelastning. I forbindelse med produktionen af letklinker anvendes relativt store mængder kul.

B.4.1.5 Additivprodukion
I det europæiske projekt, TESCOP, blev der udarbejdet en systematik for at vurdere additiver ud fra eksternt miljø og arbejdsmiljø. Der tages her især hensyn til anvendelsen af stofferne. Den enkelte producent kan anvende denne systematik til at prioritere indkøb af additiver ud fra en miljøsynsvinkel.

En leverandør af tilsætningsstoffer er miljøcertificeret efter ISO 14001.

B.4.1.6 Restprodukter
Brug af restprodukter i beton giver anledning til en positiv miljøpåvirkning, forstået på den måde, at det hjælper med til at løse samfundets problemer med deponering af disse restprodukter. Nogle af restprodukterne har tilmed en pozzolansk effekt, hvilket betyder, at de til en vis grad kan erstatte cement, og derved reduceres miljøpåvirkningerne yderligere.

I Center for Grøn beton er der udarbejdet en anvisning i at anvende restprodukter til betonproduktion.

B.4.2 Betonproduktion

Betonproducenter med en produktion på over 20.000 ton pr. år skal ifølge "godkendelsesbekendtgørelsen" (BEK 646 af 29/06/2001) have en miljøgodkendelse. Denne godkendelse, som bygger på kapitel 5 i Miljøloven, fastsætter loft over virksomhedens forurening og stiller krav til affaldshåndtering, spildevand, emissioner til luften, støj m.m. Godkendelsen gives normalt for en periode af 8 år, men kan tages op til revision, blandt andet hvis forureningen går ud over det, som blev lagt til grund ved godkendelsens meddelelse.

For øjeblikket er der kun en betonelementproducent i Danmark der er miljøcertificeret efter ISO 14001.

B.4.2.1 Delmaterialetype og -mængde
Betonproducenter påvirker miljøet gennem valg af delmaterialer og deres sammensætning af betonen. Der er store muligheder for at mindske miljøpåvirkninger på denne måde, også selv om delmaterialevalg og sammensætning skal ske under hensyntagen til gældende normer og standarder og krav til betonens egenskaber. Der har i Center for Grøn beton været arbejdet intensivt med denne tilgang til at reducere miljøpåvirkninger. Resultatet kan ses i "Anvisning i grøn beton". Derfor vil dette aspekt ikke indgå i nærværende handlingsplan.

B.4.2.2 Affald fra betonproduktion
Produktion af beton genererer affald i form af spildevand og betonslam fra vask af blandere og biler og i form af hærdnet beton fra laboratorieprøver og fra fejlproducerede elementer og produkter. Betonaffald fra produktionen udgør mellem 1-4%.

Hærdnet beton kan nedknuses og genanvendes, enten som nedknust beton som tilslag i ny beton, hvilket nogle enkelte producenter gør på egen fabrik. Der er dog jf. gældende danske normer begrænsninger for denne anvendelse, se afsnit B.2.5. Den mest typiske bortskaffelse af hærdnet beton er at køre det til et genanvendelsesfirma, der nedknuser og sælger det som stabilgrus i forbindelse med anlæg af belægninger og vejkonstruktioner.

For spildevandet er det vigtigt at holde mængden af tungmetaller nede. Normalt er der ikke problemer med at overholde kravene i kapitel 5-godkendelserne. Ved anvendelse af alternative delmaterialer som restprodukter fra andre industrier er det vigtigt at sørge for, at der ikke forekommer en forøget mængde af tungmetaller i spildevandet.

Spildevand med rester af cement, additiver m.m. i kaldes for betonslam. Spildevand og betonslam kan genanvendes. Slammets tørstof erstatter en del af sandet, og vandet i slammet kan bruges som blandevand. På den måde spares der på naturlige ressourcer samtidig med, at betonværket minimerer sine affaldsmængder. Anvisning for genanvendelse af betonslam kan ses i ref. Anvisning i Grøn beton og vil ikke blive omfattet af nærværende handlingsplan.

På nogle fabrikker udfældes betonslammet, og spildevandet genanvendes uden slam. Betonslammet har en høj pH-værdi, så det i mange tilfælde ikke kan udledes til rensningsanlæg, uden først at blive neutraliseret.

Mange betonproducenter har i dag problemer med at bortskaffe betonslam, fordi det har et indhold af kulbrinter, der overstiger de grænseværdier, som amterne har opstillet. Disse grænseværdier stammer fra grænseværdierne anvendt for deponering af forurenet jord. Grænseværdierne varierer fra amt til amt eksempelvis som beskrevet i "Vejledning i håndtering af forurenet jord på Sjælland" fra juli 2001, udgivet af amterne på Sjælland og Lolland/Falster samt Frederiksberg og Københavns Kommune.

Kulbrinterne kan udgøre et potentielt miljøproblem, fordi der er risiko for udvaskning og nedsivning til grundvandet. Kulbrinter kan stamme fra indsmøring af biler, fra smøreolie og hydraulikolie, fra kemikalier og fra formslipmidler.

Det er vigtigt at få afklaret, om kulbrinter i betonslam udgør et reelt miljøproblem, og i så fald få analyseret, hvor kulbrinterne stammer fra, og hvad der kan gøres ved det. Dette vil være en del af handlingsplanen og vil basere sig på et arbejde udført af en arbejdsgruppe nedsat under Betonindustriens Fællesråd, før nærværende projekt blev bevilliget. Arbejdsgruppen havde repræsentanter fra Betonelement-Foreningen, Dansk Fabriksbetonforening, Aalborg Portland A/S og Teknologisk Institut samt en letbetonproducent. Arbejdet blev igangsat med det formål at få belyst kulbrinteproblematikken i forhold til beton – med henblik på at opnå en forbedret beskyttelse af miljøet samt en optimal ressourceforvaltning. Arbejdsgruppen har færdiggjort sit indledende arbejde og konkluderet, at der er tale om en ganske kompliceret problemstilling, som det vil kræve en større indsats at få løst på en vidensbaseret og afbalanceret måde.

B.4.3 Design og opførelse

B.4.3.1 Design og materialeforbrug
Det er muligt at nedsætte byggeriets miljøbelastning ved at optimere konstruktionerne, så der benyttes mindst muligt materiale. Grøn Beton projektet har blandt andet undersøgt følgende muligheder:

• Broer uden fugtisolering. Fugtisolering benyttes ofte ved vejbroer, hvor vejbanens fugtisolering beskytter den underliggende beton. Fugtisoleringen har imidlertid en kortere levetid end resten af broen og skal derfor repareres med mellemrum for stadigvæk at være effektiv. Ved at benytte en tæt beton med god holdbarhed bliver fugtisoleringen overflødig. Det sparer materiale og energi både ved opførelse af broen og ved efterfølgende reparationer.
• Konstruktionsudformninger, hvor enkeltdele er nemme at udskifte. Ofte vil enkelte konstruktionsdele være væsentligt mere udsatte end konstruktionen som helhed. For en vejbro gælder dette søjler og kantbjælker. Konstruktionen kan udformes, så fx søjler er nemme at skifte ud. Derved kan broens samlede levetid forlænges ved en række mindre reparationer.

Sådanne løsninger vil i mange tilfælde også være økonomisk fordelagtige. Men nogle af løsningerne kræver mere arbejde eller dyrere materialer. De er derfor ikke nødvendigvis de økonomisk mest optimale. I disse tilfælde må bygherren afveje, hvor meget miljøforbedringerne er værd.

Aspekter vedrørende design og materialeforbrug er behandlet i projekt Grøn Beton, og det er emner, som betonproducenter ikke har direkte indflydelse på. Derfor vil det ikke indgå i nærværende handlingsplan.

B.4.3.2 Udtørring
I konstruktioner, hvor der indgår beton, er det nødvendigt, at betonen er udtørret til et vist fugtniveau, før der fx udlægges gulv, påføres vægbeklædning m.m. Forcering af de videre processer, før fugtniveauet er reduceret til et vist niveau, kan ofte være medvirkende til skader på bygningen. Udtørring af bygninger er desuden forbundet med et energiforbrug af en anseelig størrelse.

Det vurderes, at der er uudnyttede muligheder for dels at optimere udtørringsmetoder, dels udvikle betonrecepter med en højere udtørringshastighed og dermed kortere udtørringstid.

Det er ikke kendt, hvorledes betonkvalitet og -konstruktion hænger sammen med energiforbrug til opvarmning/nedkøling. Desuden er der behov for praktisk anvendelige vejledninger.

Udtørring vil indgå som en del af handlingsplanen.

B.4.3.3 Andre processer
Miljøpåvirkninger i forbindelse med opførelsen på byggeplads, fx brug af kran til at løfte og anbringe betonelementer og til at udstøbe og vibrere beton i en form, er ikke fundet væsentlige i forhold til de andre nævnte processer. Dog skal det nævnes, at der ikke er mange data tilgængelige, og at kvaliteten af miljødata fra livscyklusfasen Opførelse ikke er tilfredsstillende.

B.4.4 Drift og vedligehold

B.4.4.1 Opvarmning og belysning
En anseelig del af energiforbruget i en bygnings levetid er relateret til opvarmning / køling og belysning af bygningen. Dette er illustreret i Tabel B.3, hvor det fremgår, at ca. 5% af energiforbruget stammer fra selve bygningsmaterialerne og opførelsen.

Tabel B.3 Energiforbrug i en bygnings levetid fordelt på den energi, der stammer fra selve byggematerialerne og opførelsen samt den energi, der går til elforsyning og opvarmning/køling

Det er muligt i mindre grad at ændre på energibehovet til opvarmning og/eller køling ved valg af byggematerialer, hvor det er kendt, at beton og andre tunge byggematerialer er karakteriseret ved den såkaldte "domkirkeeffekt" – altså evnen til at udveksle varme.

Selv om opvarmning og køling samt belysning er en betydelig kilde til energiforbruget i betonkonstruktioners livscyklus, vil det ikke være omfattet af nærværende handlingsplan, fordi løsninger og muligheder ligger langt fra forhold, som betonproducenter har indflydelse på.

B.4.4.2 Reparationer og vedligehold
Reparationer og vedligehold inkluderer både løbende vedligehold og reparationer. Det vil blandt andet sige rengøring, overfladebeskyttelse, udskiftning af isolering mv. og betonreparationer. Reparation og vedligehold er ofte en tungtvejende del af det samlede miljøregnskab, når man ser på hele konstruktionens levetid. Behovet for vedligehold afhænger meget af konstruktionens udformning. Derfor vil det ofte være en god idé at lave konstruktioner, hvor behovet for vedligehold er minimalt, også selv om det betyder, at miljøbelastningen ved opførelsen af bygværket bliver lidt større. Eksempler på denne tankegang er blandt andet rustfri armering, permanent stålforskalling og øget dæklag. Sådanne tiltag er især relevante for særligt udsatte konstruktionsdele, hvor fx kloridindtrægning er bestemmende for konstruktionens levetid.

I Tabel B.4 ses en sammenligning af CO₂-emissioner ved fremstilling, reparation og vedligehold af forskellige brosøjler i kg/CO₂ pr. år. Der er regnet med en levetid på 100 år. Det kan ses, at ved brug af rustfast armering kan der opnås en betydelig reduktion af CO₂-emissionerne, fordi reparationer kan undgås, også selv om den rustfaste armering i sig selv er mere CO₂-forbrugende end den traditionelle sorte armering.

Tabel B.4 Sammenligning af CO₂-emissioner ved fremstilling, drift og vedligehold af forskellige brosøjler (kg CO₂ pr. år)

Miljøfordelene ved rustfri armering skal holdes op imod de miljømæssige ulemper ved den rustfri armering, som især relaterer sig til

• Forbrug af sparsomme ressourcer
• Produktion af farligt affald
• Næringssaltbelastning økotoxicitet
• Persistent økotoxicitet

Dette emne omkring valg af armering er der blevet arbejdet med i projekt Grøn beton, og det er ikke et emne, som producenter har særlig stor indflydelse på, hvorfor det ikke vil indgå som en del af handlingsplanen.

Et andet aspekt relateret til reparationer er de kemiske stoffer, der indgår i reparationsprodukter.

I EU-projektet TESCOP er der foretaget en analyse af udvalgte reparationsprodukter, og der er udviklet en systematik til at vurdere reparationsprodukter ud fra forhold relateret til eksternt miljø og til arbejdsmiljø.

Samlet vurderes det, at forbruget af rustfrit stål er relativt begrænset og at betonproducenterne har meget lille indflydelse på valg af såvel armering som reparationsprodukter. Disse emner omkring valg af armeringsstål og reparation vil derfor ikke indgå som en del af handlingsplanen.

B.4.4.3 Karbonatisering
Et forhold ved betons livscyklus er, at en stor del af CO₂-emissionen fra fremstilling af cement stammer fra calcineringen, der er en nødvendig proces for fremstilling af cement. Cementen gennemgår efterfølgende en hydratisering gennem blandings- og hærdningsprocessen. Derefter vil betonen over en længere periode gennem karbonatiseringen i princippet optage den samme mængde CO₂ som emissionen ved calcineringen. Noget af dette vil ske, mens betonkonstruktionen er i brug, mens den største del sandsynligvis vil ske efter, at betonkonstruktionen er blevet nedrevet og betonen nedknust.

Bidraget fra calcineringen udgør omtrent 0,5 kg pr. kg cement, dog afhængigt af den enkelte cementtype. Denne positive effekt er beskrevet som karbonatisering i Tabel B.2.

Det er ikke kendt, i hvilket omfang betonens karbonatisering (CO₂-optag) skal/kan tages i regning i livscyklusvurderinger. I et projekt medfinansieret af Nordisk Industrifond vil der blive udviklet retningslinier for, hvordan karbonatisering kan tages i regning i miljøberegninger. Derfor vil dette emne ikke være omfattet af handlingsplanen.

B.4.4.4 Indeklima
Det er ikke kendt, hvilken sammenhæng der er mellem beton og indeklima. På den ene side kan det ikke udelukkes, at beton ligesom mange andre byggematerialer afgiver flygtige stoffer til indeklimaet. På den anden side må man forvente, at betonens høje varmekapacitet kan modvirke de voldsomme temperaturudsving, som man ser i fx moderne kontorbyggeri med store glaspartier.

En stor del af formslipmidlerne, som anvendes ved fremstilling af betonelementer m.m., vil kunne genfindes i den yderste del af betonen mod formsiden, og hvis betonen er placeret indendørs, må en stor del af denne olie forventes at ville fordampe og dermed påvirke indeklimaet. Det er uvist, over hvor lang tid denne fordampning finder sted, og hvilken påvirkning af indeklimaet det giver anledning til.

B.4.5 Nedrivning og afhændelse

B.4.5.1 Nedrevet beton
Nedrivning af bygninger genererer affald, som skal afhændes. Nedrevet beton kan nedknuses og genanvendes. Den mest typiske genanvendelse finder sted til vejkonstruktioner. Genanvendelsesprocenten for nedrevet og knust beton ligger på næsten 100 %.

Der er opstået et problem for genanvendelse af beton, nemlig at kulbrinteindholdet i den nedknuste beton er relativt højt.

Reglerne for indhold af forurenende stoffer i affald og forurenet jord til deponering er relativt skrappe i Danmark, hvor man typisk anvender en grænse på 100 mg/kg kulbrinte for at acceptere, at nedknust nedrivningsaffald kan deponeres uden særlige vanskeligheder. Også i resten af Europa strammes kravene. I den seneste "Counsel decision of 19 December 2002" om "Establishing Criteria and Procedures for the Acceptance of Waste at Landfills Pursuant to Article 16 of and Annex II to Directive 199/31/EC" er grænseværdier for indhold af miljøfarlige stoffer i "Inært affald" fastsat til blandt andet 500 mg/kg mineralolie. Hertil kommer en række krav til udvaskning af især forskellige tungmetaller.

Det betyder, at efter kommende EU-regler vil almindeligt nedrivningsaffald være tæt på at overskride klassifikationen for "inært affald", og rykke op i kategorien "ikke farligt affald" som kræver deponering på omkostningskrævende kontrollerede lossepladser.

Et andet aspekt er, at med stigende brug af restprodukter fra andre industrier til betonproduktion, er der risiko for, at tungmetalindholdet i beton stiger og dermed også risikoen for, at der udvaskes tungmetaller. Dette er dog ikke tilstrækkeligt belyst.

Udvaskning vil være en del af nærværende handlingsplan.

Nogle betonproducenter genanvender nedknust beton fra kasseret beton som tilslag i ny beton. Dette er muligt til visse typer betoner, mens der er begrænsninger til andre typer betoner. I den gældende udgave af DS 411 er det ikke tilladt at anvende nedknust beton som tilslag i ny beton til konstruktioner til bærende formål. Standardiseringsudvalget vil kun acceptere dette, såfremt der foreligger den fornødne dokumentation.

Fremskaffelse af denne dokumentation vil være en del af nærværende handlingsplan.

Et tredje aspekt er, at det ikke er kendt, i hvilket omfang der udvaskes tungmetaller af nedknust beton, som primært stammer fra restprodukter som flyveaske.

Konklusionen på denne problematik er, at der er en stor potentiel risiko for byggeindustrien, hvis det viser sig, at det i fremtiden vil blive meget bekosteligt at nedrive betonkonstruktioner, fordi de ikke kan bortskaffes og genbruges miljømæssigt forsvarligt. Hvis andre byggematerialer end beton uden miljøproblemer kan nedrives og bortskaffes, vil det være et stærkt argument for ikke at vælge beton som byggemateriale.

B.4.5.2 Karbonatisering

Jf. B.4.4.3.

B.4.6 Transport

Udover de miljøpåvirkninger, der sker i de enkelte livscyklusfaser, finder der også transport sted mellem de enkelte faser. Det gælder transport af delmaterialer til betonfabrikken, transport af beton og betonelementer og betonprodukter til byggepladsen eller byggemarkedet, transport af reparationsprodukter og endelig transport af nedrevet beton til et knuseanlæg.

Tidligere undersøgelser har vist, at transport ikke udgør en miljøpåvirkning af særlig stor betydning i relation til de øvrige miljøpåvirkninger i betonprodukters livscyklus.

| Forside | | Indhold | | Forrige | | Næste | | Top |

Version 1.0 April 2004, © Miljøstyrelsen.