Arbejdsrapport fra Miljøstyrelsen 38/2006 – Miljøvurdering af nye betontyper

Miljøvurdering af nye betontyper

1 Problemstilling og formål

Der anvendes i dag mange typer industrielle restprodukter i forbindelse med fremstilling af beton. Foruden økonomiske fordele er der også en lang række miljømæssige fordele forbundet med anvendelsen af disse restprodukter. Mange af de restprodukter, der anvendes i dag, eller som det kan komme på tale at anvende fremover, kan til en vis grad erstatte klinkerne i cementen i beton. Især i de situationer hvor det er muligt at reducere klinkerindholdet, er der potentiale for en positiv miljøeffekt, idet man derved reducerer den med fremstillingen af cementforbundne udledning af CO₂.

Også ved anvendelsen af mere inaktive restprodukter er der en klar miljøfordel, idet man dels undgår at deponere restprodukterne og dels undgår at opgrave nye naturressourcer. Anvendelse af industrielle restprodukter til cement og beton har bl.a. været underkastet detaljerede undersøgelser i centerkontrakten ”Grøn beton”, der blev gennemført 1998-2002.

I dag anvendes der store mængder flyveaske fra kulfyrede kraftværker ved fremstilling af beton. Flyveasken anvendes både som råvare i forbindelse med fremstilling af cement på cementfabrikker og som direkte additiv ved fremstilling af såvel færdig beton som ved fremstilling af betonelementer. Som grov tommelfingerregel kan en mindre del af cementen erstattes af ca. den dobbelte mængde flyveaske.

I de seneste år har der desuden været anvendt relativt store mængder microsilika, som er et affaldsprodukt fra fremstilling af silicium eller ferrosilicium. På grund af stigende priser på microsilika er denne anvendelse imidlertid reduceret på det seneste.

Foruden flyveaske fra kulfyrede værker og mikrosilika har der været gennemført forsøg med en række andre affaldsprodukter, som muligvis til en vis grad kunne erstatte en del af cementen i beton. I denne forbindelse har aske fra forbrænding af almindelig spildevandsslam været nævnt som et interessant materiale.

De industrielle restprodukter, som der tilsættes betonen, indeholder varierende mængder af uorganiske forbindelser. Især er der fokus på tungmetallerne og risikoen for udvaskning af tungmetallerne til miljøet, herunder især til grundvandet.

Formålet med denne undersøgelse er derfor at afklare, om "moderne" betontyper med industrielle restprodukter sidst i betones livscyklus vil kunne udvaske væsentlig større mængder tungmetaller, end der vil kunne udvaskes fra almindelig "gammeldags" beton fremstillet kun på basis af cement, sand og grus.

Beton er relativt alkalisk og vil derfor med tiden reagere med kultveilte i atmosfæren. Derved optages en stor del af den kultveilte, som der er blevet udsendt ved brænding af den i betonen indgående cement. Dette er i øvrigt en positiv miljøeffekt ved beton, som ofte overses. Et nyligt afsluttet nordisk projekt ”CO₂ uptake during the concrete life cycle” har frembragt ny dokumentation for denne effekt.

Denne optagelse af CO₂ eller karbonatisering vil med tiden ændre betonens kemiske sammensætning, og den vil fx ændre pH-værdien i betonen dramatisk.

Karbonatiseringen går relativt langsomt, men da denne undersøgelse fokuserer på udvaskning af tungmetaller i den sidste fase af betones livscyklus, hvor den er såvel meget gammel som sandsynligvis nedknust, er det relevant at se på udvaskningen af tungmetaller fra såvel karbonatiseret som ikke karbonatiseret beton.