Metoder til genanvendelse af farvede glasskår til produktion af tegl og beton og til vejbygning 4 Glas til vejbygning
Genbrug af knust glas til vejbygningsformål startede i slutningen af 60'erne i USA. Der har været to hovedanvendelser, nemlig som tilslag i asfalt (Glasphalt) og som ubundet materiale til bærelag og fyld. I det følgende refereres nogle af de mest informative dokumenter som det har været muligt at finde via søgning på Internet og i tidsskriftsdatabaser. 4.1 Udenlandske erfaringer4.1.1 USAFederal Highway Administration har i 1997 udgivet User Guidelines for Waste and By-Product Materials in Pavement Construction /1/, hvori beskrives anvendelsesmuligheder for alle tænkelige alternative materialer (herunder knust glas) til vejbygning. Der indledes med en generel beskrivelse af indsamlings- og genbrugsprocedurer. I 1994 genereredes ca. 12 mio. tons affaldsglas i USA, hvoraf 77% blev deponeret. Det indsamlede glas bliver sædvanligvis håndsorteret i de tre farvefraktioner klart, brunt og grønt, og derefter nedknust til max. 50 mm for at lette videre transport. Genbrug til produktion af nyt glas begrænses af de høje omkostninger ved farvesorteringen samt den store mængde glas, som går i stykker i forbindelse med indsamling (30-60%), dvs. ender som skår med blandede farver. Det er disse skår som kan genbruges til anlægsformål. Adskillige stater har nu specifikationer der giver mulighed for at bruge knust glas til vejbygning, primært som tilslag i asfalt. Der kræves en vis tilgang af glas for at kunne have tilstrækkelig forsyningssikkerhed til tilslagsproduktion, dvs. indsamlingsordninger i mindre samfund har ikke tilstrækkeligt stort volumen. For at kunne bruges til konstruktionsformål skal glasset nedknuses til en passende kornkurve, og det kan samtidig være nødvendigt at bruge magnetisk separation og luftgennemblæsning for at fjerne metal- og papirrester. Hvis glasset nedknuses tilstrækkeligt nedsættes andelen af flade skarpe partikler, og manuel håndtering bliver mulig. Materialeparametrene er meget afhængig af knusningsgraden, som det fremgår af Tabel 4, som viser typiske værdier for knust glas fra en række genbrugsanlæg. Tabel 4:
Tabel 5:
Tabel 6:
Efter denne gennemgang af de tekniske egenskaber gives i rapporten opsamlinger af de tidlige erfaringer (frem til 1995) med anvendelse dels i asfalt og dels i ubundne bærelag. En række større byområder har siden 1970'erne brugt knust glas som tilslag i asfaltproduktion. Langt den største anvendelse er sket i New York, hvor 225.000 tons glas blev brugt i asfaltbelægninger i perioden 1990-1995. Der blev brugt glas i 1/3 af vedligeholdelsesprojekterne i byen, og man havde udelukkende positive erfaringer. Der er udført adskillige andre projekter med Glasphalt, men bortset fra New York, Baltimore og et par andre byer har der oftest været tale om enkeltstående demonstrationsprojekter snarere end egentlig kontinuert brug. Baltimore brugte Glasphalt i 20 projekter fra 1971 til 1988, men stoppede da produktet ikke længere var økonomisk konkurrencedygtigt. Nogle af de tidlige anvendelser af knust glas oplevede problemer med dårlig friktion og stripping, dvs. at bitumen har tendens til at miste vedhæftning med de glatte tilslagsoverflader af glas. Disse problemer antages nu opstået fordi man brugte for store glaspartikler og for høje glasandele i tilslaget. En række andre konklusioner for glas i asfalt var:
For glas til ubundne bærelag (granular base) fremføres det, at der ikke er fundet eksempler på anvendelser i større skala af dette produkt, men at glas nedknust til max. 4,75 mm som følge af den fordelagtige kornform burde være et godt materiale, der ved blanding med naturligt tilslag kan bruges til bærelag. Endvidere findes følgende specielle konklusioner:
I begyndelsen af 90'erne udførte Clean Washington Center (CWC) et meget omfattende arbejde inden for forskellige muligheder for glasgenbrug, herunder til vejbygning. Dette førte bl.a. til udgivelsen af "A Tool Kit for Using Recycled Glass as a Construction Aggregate", samt en hel række Best Practices in Glass Recycling /2/, som alle er tilgængelige på www.cwc.org. En liste over Best Practises for End Use Applications relevante for vejbygningsformål er vist i følgende oversigt: Construction Aggregates
Glassphalt
Filtration
Landscaping
Fra disse Best Practises kan en række tekniske data fremhæves:
Tabel 7:
I Texas har Texas Tech University frem til 1995 ligeledes udført en større forskningsprojekt "Use of Glass Cullet in Roadway Construction" /3/. Sammen med TxDOT er der lavet specifikationer og demonstrationsprojekter med glastilslag. Hovedkonklusionen var at knust glas kan være et fremragende materiale til hel eller delvis erstatning af naturligt tilslag til mange anlægsformål.
Der blev udviklet specifikationer for Texas med bl.a. følgende krav/anbefalinger:
Tabel 8:
Glasaffaldet skal bestå af knuste flasker og levnedsmiddelbeholdere. Indholdet af porcelæn, keramik og vinduesglas skal være begrænset til 5 vægt-% af glasskårene. Glasskårene skal være nedknust så 100% passerer 9,5 mm sigten. Indholdet af papir, propper, træ og andre forureninger skal være mindre end 1 vægt-%, heraf må højst 0,05 vægt-% være papir. Der må ikke være TV-rør, flourescerende el-pærer o.lign. som kan indeholde miljøfarlige stoffer. Endelig skal indholdet af flade, flisede partikler større end 4,75 mm (bestemt efter prøvemetoden ASTM D 4791) være mindre end 1%. Dette krav er bl.a. stillet for at sikre at skårene er så afrundede i form at der kun er minimal risiko for at skære sig ved berøring. Det knuste glas blandes med naturligt tilslag, således at maksimalt 20 vægt-% er glas, og det endelige materiale opfylder kravene til bærelagsmaterialer. De 20% er valgt på basis af erfaringer der siger, at et sådant materiale har egenskaber der ikke afviger fra 100% naturligt tilslag. Såfremt man ønsker at bruge over 20% glas skal der udføres specielle undersøgelser som CBR eller Resilient Modulus til verificering af at det blandede materiale har egenskaber der er sammenlignelige med 100% naturlige materialer. Ud over de her nævnte dokumenter er der ved litteraturstudiet fundet en lang række andre kilder fra USA, der understøtter de tekniske konklusioner, som er trukket frem i det foregående. 4.1.2 UKThe Waste and Resources Action Programme har i maj 2002 udsendt en rapport med titlen "Recycled Glass Market Study and Standards Review" /6/. Her gennemgås status og markedsmuligheder for glasgenbrug i Storbritannien. De alternative anvendelser som behandles er: Knust glas som tilslag (fyld, beton, vejbygning) filtrering, sandblæsning og som flusmiddel til tegl, keramik. I øjeblikket vurderes det at der genereres godt 4 mio. tons glas pr. år i Storbritannien. Heraf indsamles og genbruges ca. 915.000 tons (23%). Det overordnede mål for WRAP er at øge genbrugsandelen til 35% i 2004. Et af delmålene er at øge genbrug af farvet glas til konstruktionsformål med mindst 200.000 tons. De faktorer der begrænser det primære glasgenbrug (til produktion af nyt glas) angives til:
Produktionen af tilslag i Storbritannien er ca. 210 mio. tons pr. år. Den totale mængde glas som inden for få år ønskes genbrugt som tilslag udgør altså kun 1,4 af det årlige tilslagsforbrug. Andre restprodukter som overskudsmaterialer fra kulminedrift, skifer- og lerudgravning samt flyveaske o.lign. udgør meget store mængder i forhold til glasaffaldet. Også disse andre restprodukter ønskes anvendt til fyld- og konstruktionsformål. Målsætningen mht. genbrug af glas i bundne bærelag i vejsektoren er en stigning fra et nuværende niveau på omkring 50.000 tons til 200.000 tons i 2006. I rapporten gennemgås de forskellige anvendelsesmuligheder for knust glas i vejsektoren, med specielle referencer til de britiske normer. Der trækkes i vid udstrækning på erfaringer fra USA. Det anføres som en generel kommentar, at vejbygningssektoren er meget konservativ mht. brug af nye materialer som følge af krav til lang levetid for vejanlæggene samt store økonomiske konsekvenser ved svigt. Alternative materialer skal derfor give minimal risiko og samtidig føre til besparelser på anlægsbudgettet. Med hensyn til fyldmaterialer konkluderes det, der ikke skulle være noget i vejen for at knust glas kan bruges til de fleste formål såfremt det opfylder visse funktionskrav. Heraf er dog undtaget anvendelsesklasser hvor det er specificeret at der skal bruges naturligt tilslag (eksempelvis toplag). Der findes dog kun meget få materialedata for glas som kan relateres til de britiske standarder, og det er således ikke muligt at vurdere hvorvidt funktionskrav faktisk kan opfyldes. Anvendelse i bundsikringslag er for tiden ikke mulig, da der foreskrives brug af naturmaterialer i de gældende britiske vejbygningsstandarder. En fremtidig anvendelse i ubundne bærelag vurderes som mindre lovende. Der refereres til de amerikanske erfaringer, der tilsiger at opblanding af fine glasfraktioner med naturligt materiale kan fungere, men de britiske tilslagsproducenter er negativt indstillede overfor dette, primært pga. de ekstra omkostninger ved opblandingen. For bundne bærelag er der gode muligheder for genbrugsglas, idet der her kun stilles funktionskrav til tilslaget. Produktet Glasphalt fra RMC udgør indtil videre den mest lovende anvendelse af knust glas. RMC modtager glasaffald fra glasindsamlingsfirmaet Valpak, nedknuser til en kornstørrelse på max. 20 mm, hvorefter urenheder som tekstiler, metal- og korkpropper, plasticposer og papir sorteres fra ved sigtning. Herefter indgår glasset som 30% af tilslaget i et asfaltbærelagsmateriale, hvor den resterende del af tilslaget er traditionel knust kalksten. I 2000-2001 er der udlagt en række prøvestrækninger som en del af Highways Agencys godkendelsesprocedure for nye materialer. Produkt forventes godkendt til generel anvendelse inden for kort tid. Også andre britiske asfaltfirmaer har lignende produkter (bærelag med vis andel af knust glas som tilslag) undervejs i deres sortiment. Denne anvendelse alene vurderes til at kunne udnytte mange hundrede tusinde tons glasaffald. Det anføres i rapporten, at knust glas ikke kan bruges til slidlag, da glasset ikke har tilstrækkeligt gode friktionsegenskaber. Der gives eksempler på firmaer der leverer og bruger knust glas. Valpak (genbrugsfirma) har leveret 50.000 tons knust glas til tilslagsbrug i 2001, og dette tal forventes at stige til 100.000 tons i 2002. Tilslagsproducenten RMC nedknuser glasaffald til et max 19 mm materiale der udgør 30% af tilslaget i Glasphalt. Dette produkt har angiveligt egenskaber der er næsten identiske med et tilsvarende materiale med 100% naturligt tilslag. Day Aggregates producerer "sharp paving sand", et fintkornet højkvalitets sandmateriale der primært bruges som underlag for belægningssten og fyld omkring rør. 4.1.3 IrlandI Irland blev der i 2001 udlagt en 1 km lang prøvestrækning, hvor der blev brugt 10% knust glas (svarende til 1 mio. flasker) i asfaltbærelaget. Det var første anvendelse af denne type materiale i Irland, hvor der er et overskud på 80.000 tons glas pr. år som normalt skal deponeres /7/. 4.1.4 Andre landeUd over søgning på engelsk er der foretaget søgning på Internet og tidsskriftsbase med søgeord på fransk og tysk. Dette har dog kun ført til yderst få resultater, herunder oplysning om at 77.000 tons (27%) af det indsamlede glas i Schweiz genbruges som tilslag eller andre sekundær-anvendelser (down-cycling). Glasgenbrugsprocenten i Schweiz er helt oppe på 90%, hvilket angiveligt gør landet til verdensmester i denne disciplin. Et alternativt produkt som der er fundet enkelte referencer til er skumglas, som er et letvægtsmateriale fremstillet af glasaffald. Det bruges dels til isolering, men kan også finde anvendelse i anlægsarbejder som fyld omkring rør o.lign. Endvidere bruges genbrugsglas ved produktion af små glasperler, der tilsættes materialer til vejafmærkning (striber). 4.2 PotentialeTil trods for at der er visse forskelle i materialedata og de konklusioner som bliver draget ud fra de forskellige amerikanske og engelske erfaringer, er der dog ikke tvivl om at knust glas rent teknisk set kan være et glimrende materiale til vejbygningsformål, enten som tilslag til asfaltblandinger eller som bærelags-/fyldmateriale. Indblanding i asfalt er tilsyneladende den mest gennemprøvede og "højklassede" genanvendelsesform. Anbefalingerne for glasprocenten varierer, men omkring 20% fint knust glassand burde kunne bruges uden tekniske problemer. En eventuel anvendelse i DK vil afhænge af, om asfaltværkerne kan få stabile leverancer af en ensartet kvalitet til konkurrencedygtig pris. Samtidig kan det være tvivlsomt, om der er vilje til at skulle håndtere et supplerende råmateriale. De udenlandske erfaringer tyder på, at der i ubundne bærelag kan anvendes op til 20-30% knust glas. Ulempen her er, at glasset skal blandes med i forvejen ret billige naturmaterialer, hvilket alt andet lige må fordyre produktet. Ofte vil naturmaterialer dog alligevel blive sammensat af forskellige fraktioner hos grusproducenterne, og her kunne der altså være mulighed for at anvende knust glas sideordnet med andre fraktioner. Der gælder naturligvis de samme forbehold som nævnt for asfaltproduktion, nemlig at der skal findes tilstrækkelige mængder til en rimelig pris. Til anvendelser som ikke-bærende fyld og dræn omkring rør o.lign. skulle det være muligt at anvende 100% glas. Her vil produktet skulle konkurrere med andre restprodukter som flyveaske og forbrændingsslagge. Med den nuværende markedssituation, der er opstået efter den nye genanvendelsesbekendtgørelse, tilbydes disse produkter enten gratis eller til meget lav pris til anlægsprojekter. Brug af knust glas vil således kræve, at produktet enten kan leveres på tilsvarende vilkår eller udvise væsentligt bedre tekniske eller miljømæssige egenskaber. Den angivne mængde overskudsglas i Danmark på omkring 15.000 tons om året udgør en relativt lille mængde i forhold til volumen af andre restprodukter som kulflyveaske (ca. 700.000 tons i 2000) og slagger fra affaldsforbrænding (ca. 500.000 tons i 2000). Dette kan være en fordel idet det vil være relativt let at afsætte hele denne mængde til vejbygning eller fyld hvor der hvert år bruges meget store mængder af tilslag. Samtidig kan den lille mængde dog også være en ulempe, idet det dårligt vil kunne betale sig at opstille systemer for forskellige generelle anvendelser af et materiale med et begrænset volumen. Til illustration af potentialet for glasgenbrug kan én km to-sporet vej "optage" af størrelsesorden 700 tons i asfaltbærelag, 700 tons i stabilgruslag og 1500 tons i bundsikringslag, i alle tilfælde under forudsætning af at 20% af tilslaget erstattes af knust glas. Til en ren "glasvej", hvor knust glas bruges i alle lag hvor det er teknisk muligt, vil der altså kunne bruges op mod 3000 tons pr. km. Alternativt vil anvendelse som fyld kunne aftage meget store mængder. I øjeblikket planlægges en ganske vist meget stor dæmning ved Herning, hvor der skal indbygges 2,2 mio. m3, heraf formentlig en meget stor andel af restprodukter som flyveaske og forbrændingsslagge. En mulig anvendelse, hvor glassets gode drænevne kan udnyttes, er som erstatning for filtergrus omkring drænrør i vejarealer. For et standard motorvejstværsnit med 3 langsgående dræn (i midte og ved hver side) bruges der omkring 500 tons filtergrus pr. km. I de nuværende danske vejregler er der ikke bestemmelser som direkte umuliggør brug af glas til vejbygning, såfremt forskellige tekniske og miljømæssige egenskaber opfyldes. I de nye fælleseuropæiske normer som træder i kraft i 2004, forventes det heller ikke at der vil være væsentlige hindringer for brug af knust glas.
|