Notat från Alternativa material i byggande i Åre 30 januari 2004 Kort inledning av Bo Svedberg, Luleå Tekniska Universitet, och Josef Mácsik, Ramböll. Seminariumet indelas i två faser: - Material- & produktutveckling - Kriterier / Beslutsunderlag Material- & produktutveckling Gummiklipp som byggnadsmaterial Tommy Edeskär, LTU Inst. Samhällsbyggnad Idag förbrukas det cirka 60 000 ton bildäck per år i Sverige. Detta motsvarar 75 000 m3 eller 7 kg/person. Varför? - Inom EU får man inte deponera bildäck - Miljömål om resurshushållning - Ekonomi - Tekniska egenskaper (elastiskt, isolerande) - Miljömässiga egenskaper (tar upp organiska föroreningar och fosfor) - Goda erfarenheter i USA och Kanada Vad pågår? Doktorandprojekt LTU, GB-veg, standardiseringsarbete inom SIS och CEN. Materialegenskaper - kompaktdensitet lägre än vatten - liten skrymdensitet - hög elasticitet - hög porositet - låg vattenabsorbtion (max 5%) - lågt värmeledningstal (ca 0,2 W/m,K för packat material) Miljöegenskaper Innehåll som jord för mindre känslig markanvändning. Metaller: Fe, Mn och Zn. Organiska föroreningar: naftalen och fenoler (låga halter och ej de cancerframkallande). Tillämpningar Lättfyllnad, tjälisolering, dränering och motfyllnad. Vid motfyllnad finns det en begränsning om 3 meter (enligt standarden, 6 meter enligt Tommy). Risk finns annars för självantändning på grund av bakterier. Fråga: Hur ser myndigheterna på miljöproblemen? Idag diskuteras bildäck som en stor källa för PAH. Fenoler kanske är ett större problem. Svar: PAH är ett problem då däcken rullar mot vägbanan. Det är däremot inte något problem med avseende på lakning. Fråga: Hur påverkar åldern egenskaperna?
Svar: Påverkan på mikrometernivå vid oxiderande förhållanden. För information om Tommy Edeskärs publikationer m m: http://www.ce.luth.se/abg/index.sv/personal/tommy.lnk Fiberslam, avloppsslam och flygaska som tätskikt Josef Mácsik, Ramböll Fiberslam - Fiberslam består av 30-60% TS fibrer. Resterande material är lera. - Torrdensiteten är 360-600 kg/m 3 - Vattenkvoten 120-220% - Permeabiliteten 1-5 * 10-9 - Hållfastheten 10-35 MPa. Fiberlera/fiberkalk kan användas på deponier som tätskiktsmaterial. Avloppsslam och flygaska I Q4-111 studeras användning av avloppsslam från Henriksdalsverket och flygaska från Mälarenergi och Vattenfall Värme Uppsala som tätskikt på deponi. I annat projekt används avloppsslam från Bromma. Med undantag för vattenhalterna är avloppsslammens egenskaper väldigt lika varandra mellan olika avloppsreningsverk. För att optimera hållfasthet och beständighet (bra med mycket aska) med permeabilitet (bra med mycket slam) ska halten aska ligga mellan 40-60%. För att avstanna nedbrytningen behövs minst 25-35% aska. Det finns en stor potential då många gamla deponier behöver täckas. Kostnaden för att genomföra detta kan minskas med 20-50% jämfört med konventionella metoder. Det är mycket viktigt att materialen är kvalitetssäkrade och har verifierade egenskaper i fält. Det är också viktigt att man har både tätskikt och dränskikt. Fråga: Hur packas material i tätskikt? Svar: Ingen särskild packning, inte särskilt hårt med skopa. Nästan ingen sättning. Materialet är mycket finkornigt. Det är dock viktigt att vattenhalten är den rätta vid packning. Antimon, Sb, ett kritiskt ämne? Mattias von Brömssen, KTH Inst. Mark- och vatten Antimon beter sig ungefär som arsenik. Källor: bryts som malm, ibland i samband med brytning av koppar eller silver. Användning: Finns i flamskyddsmedel, blylegeringar i batterier, plaster som stabilisator, i viss mån i keramik. Spridning: Största globala spridningen genom kolförbränning. I Sverige dock vid avfallsförbränning. Hälsa: Antimon påverkar inre organ. Det är dock ej klassat som cancerogent. Antimon förekommer endast i mycket små doser naturligt. Förekomst: - Jordskorpan 0,02 mg/kg TS - I vatten <1 mikrogram/liter - Kol 1-4 mg/kg TS - Hushållsavfall 40+-27 mg/kg TS Vad styr lakning?: - Hydrologi/hydraulik - Vittring - Adsorption (jonbytes-, komplexbindning) - Komplexjämvikter (ex Cl binder Cd)
- Utfällning och medutfällning - Redox-processer - Biologiska processer Antimon förekommer i huvudsak som antimonat och antimonit. Antimon komplexbinder med syre, blir minusladdat. Binder också starkt till sulfater. I Holland har man studerat slaggrus, nyproducerad aska med ph 10-10,5. Vid detta ph är utlakningen inte så stor. När sedan askan karbonatiseras sjunker ph och utlakningen av antimon ökar. Mellan ph 8 och ph 6 sjunker utlakningen för att vid lägre ph än ph 6 åter öka. Orsaken till att det ökar vid lägre ph än ph 6 är att järnhydroxid och aluminiumhydroxid byter laddning från positiv till negativ. Slutsatsen är att utfallet beror på material och applikation. Med en liten insats kan man förklara processer. När man förstår dessa kan man hantera miljöriskerna. Fråga: På yttersidan av kornen på pannsand ligger skyddande lager av kalcium. Problemen uppstår vid mellanlagring. Kan man få antimon att binda om man sprutar in järnlösning? Svar: Ja, man skulle kunna tillföra järnsalter eller aluminiumsalter. Fråga: Om det inte är SÅ farligt, varför är det så viktigt? Svar: Det finns med i den nya deponidirektiven. Erfarenheter från nyttjande av alternativa material Johan Ullberg, Vägverket Region Norr Johan berättade först lite grann om hyttsten, dvs magugnsslagg. Det har använts i trakterna runt Luleå i 30 år. För att underlätta användandet används vissa schabloner, policies och rutiner. Bland annat läggs inte hyttsten ut i skyddsområden för vattentäkter. I ett instruktionsdokument besvaras var materialet får användas, hur man lägger ut, hur bärighets- och tjälegenskaper värderas och vilka parametrar som ska användas vid dimensionering. En ny instruktion är dock på gång. Hittills har inga ordentliga undersökningar gjorts med avseende på miljö. Sammanfattade erfarenheter: - material med mycket bra egenskaper för vägbyggnadsändamål finns - kan vara svårt att bestämma tekniska och miljömässiga egenskaper - ordet avfall bör undvikas - börja med att bygga en provsträcka - stäm därefter av med tillsynsmyndigheter - därefter kan man bygga vägen - bollen ligger hos producenten av materialet (ex energibolaget) att visa materialets egenskaper. Vägverket kan dock hjälpa till i den processen. Fråga och svar: Standardiserade prover är inte anpassade för alternativa material. Det som är bra för ett etablerat material kan vara dåligt för ett alternativt och tvärtom. Flygaska som vägbyggnadsmaterial i Uppsala Hanna Munde & Johan Ericsson, Vattenfall Värme Uppsala I Uppsala alstras cirka 100 000 ton aska per år: Bränsle Bottenaska, ton/år Flygaska, ton/år Torv 2 000 16 000 Kol 2 000 12 000 Avfall 38 000 5 500
Trädbränsle 3 000 7 000 Övrigt 1 000 6 300 Kol- och torvflygaska har använts i vägar. Med avfallsflygaska kan det bli problem vid användningen eftersom den i allmänhet innehåller aluminium vilket reagerar med vatten och bildar vätgas varvid risk finns för explosioner. Användning Vattenfall Värme Uppsala började med användningen av askan 1998 med cirka 1 000 ton/år och har sedan ökat framförallt de senaste åren. För att använda askan bör följande steg tas: - idé/förstudie - samråd med miljömyndighet - miljökaraktärisering och kunskapssammanställning - anmälan (från objektsägare till tillståndsmyndighet) - miljökontrollprogram för projektet (från tillståndsmyndighet) - leverans av materialet - kontroll och rapportering enligt miljökontrollprogram Problemet är att få mottagare (objektsägare) orkar gå igenom detta. Därför har man gjort på följande sätt: Vattenfall Värme Uppsala har tagit fram en MKB vilken uppdateras varje år. Med den som bas kan sedan antalet steg minskas till: - idé - anmälan (förenklad) - avtal - leverans Error! Hyperlink reference not valid. är framtagen i samarbete med miljömyndigheten och stödjer sig på MKB:n som Vattenfall Värme Uppsala har tagit fram. Denna blankett har även använts av Holmen Paper i Trollhättan. När Vattenfall Värme Uppsala har marknadsfört användning av sin aska i andra kommuner än Uppsala har man tagit med sig folk från miljömyndigheten i Uppsala kommun. Vattenfall Värme Uppsala har dock nästan avsättning för all sin aska inom Uppsala kommun. Resultat från MKB Utlakning av askan är generellt lägre än genomsnittlig jord, men ligger dock aningen högt på Cd-halterna. Varför ska då aska undersökas och inte t ex bergkross? Antagligen är kontrollen av askan bättre. Det måste dock betonas att det aldrig går att säga att all aska går bra eller att all bergkross går bra, det måste avgöras från fall till fall. Fråga och svar: SP ska ta fram metod och möjlighet till att certifiera aska. I ett sådant system är det viktigt att inte vad som helst kan stoppas in i askan eftersom det hela handlar så mycket om en förtroendefråga. Däckklipp i Norge Arnt-Olav Håoya, Ramböll Små mängder aska i Norge eftersom kraftproduktionen nästan enbart består av vattenkraft och värmeproduktionen sker genom främst elpannor och även naturgas finns tillgängligt. Bil kör man dock i Norge också så det förbrukas cirka 4 miljoner bildäck per år. Av dessa utnyttjas 48% i anläggningsarbeten, 20% förbränns i energiproduktionsanläggningar och resterande deponeras. För att användningen ska komma igång krävs det att acceptanskriterier i stället för fullständiga riskvärderingar för varje projekt tillämpas.
Hasopor en lättfyllnadsprodukt Jörgen Hägglund, Hasopor Hasopor har en anläggning i Norge där man tar emot allt ifrån glasavfall till farligt avfall. Produkten ut från anläggningen kallas Hasopor och den årliga produktionen är 26 000 m 3. Det farliga avfallet hanteras, glaset mals till mjöl. Detta glasmjöl körs in i en ugn och kommer ut som en kaka vilken krackelerar och blir ett granulat. Detta granulat är produkten Hasopor. Egenskaper: - Värmekonduktivitet: 0,11 W/m,K (torr, packad 20%), 0,16-0,18 i fuktigt tillstånd - Om produkten sänks ner i vatten i 68 dagar ökar vikten med 58% - Dränerande - Kornstorlek 10-50 mm - Skrymdensitet: lätt material 180-225 kg/m 3 - Lös naturlig rasvinkel 45 grader. - Hög bärighet. Tryckfasthet >6 N/mm 2 - Tidsbesparande Fråga: Om detta skulle göras i Sverige skulle det anses som en avfallsbehandlingsanläggning. Nu är det produkt när det görs i Norge. Svar: Det finns dock en motsvarighet i Sverige, nämligen glasfibertillverkning från returglas. Mer information på www.hasopor.com. Kriterier/Beslutsunderlag Värdering av emissioner, projekt MGB Bo Svedberg, LTU Inst. Samhällsbyggnad En studie har gjorts bland restproduktanvändare. Ett antal frågor har ställts och svaren har ställts samman i en matris där Ja har fått grön färg, Nej röd färg och Vet ej har fått gul färg. Inom området Användning/Karaktärisering (läs tekniska egenskaper) blev matrisen mestadels grön, dvs området hade undersökts. Inom området Omgivning (läs miljömässiga egenskaper) blev matrisen mestadels röd, dvs området hade inte undersökts. På frågan om en samlad bedömning hade gjorts blev det också relativt rött. Modellen fungerar ungefär så här: Steg 1: Filtrering (om vissa material direkt är diskvalificerade av icke vetenskapliga skäl) Steg 2: Karaktärisering Steg 3: Ställningstagande Det svåra är ofta ställningstagandet (exempel: vilket är värst; bly eller kadmium?) En kravspecifikation tas fram med indelningen före, under och efter. Detta är sedan en bas för värdering och ställningstagande. Före: har inte studerats Under: obetydlig effekt utanför geokonstruktionen Efter: 1. Kvarlämning (kan lämnas utan åtgärder?) 2. Återbruk (ingen efterbehandling?) 3. Deponering (enkel deponering?) Om svaret är ja på dessa tre frågor är det en Grön lösning : Grön = Obetydlig effekt Gul = Ringa effekt Röd = Ej ringa effekt
Fråga: Hur behandlas juridiska aspekter i modellen? Det är inom juridiken det annars kan falla på. Svar: Det pågår ett projekt om detta. Den enskilde projektledaren har små incitament för att införa användande av nya material. Tvärtom kan han åtalas om något går fel i det enskilda projektet. För att läsa Bo Svedbergs licentiatarbete: http://epubl.luth.se/1402-1528/2003/16/index.html Miljöbedömning i en vid mening Bo Svedberg, LTU Inst. Samhällsbyggnad (ersatte Erik Kärrman, Ramböll) Erik Kärrman och Susana Olsson på SCC ska ta fram en LCA-modell där nollalternativet är att alla restprodukter deponeras och endast jungfruliga material används till anläggningsbyggande vilket jämförs med alternativet att inget deponeras. Kvalitetsaspekter på askor Magnus Berg & Karin Wikman, ÅF-Energi & Miljö Kvalitetsaspekter på askor Process: Askproduktion Askupplag (lagring) Askanvändare Hur kan askproducenten förutsäga kvaliteten för användaren? I projekt Q4-148 i Askprogrammet har detta studerats. En slutsats i det projektet var att halten oförbränt i askan påverkar de mekaniska egenskaperna på ett negativt sätt. Databas Askprogrammets databas ALASKA där all data som kommer fram i Askprogrammets projekt samlas har ännu inte blivit tillgänglig på grund av att det har ansetts att mängden data är för liten. Inom en relativt kort framtid kommer dock den att bli tillgänglig på www.askprogrammet.com. Rening I projekt Q4-128 och Q4-129 har termisk och våt rening av aska studerats. Troligen kommer krav på att askor ska renas. Tekniken finns men är fortfarande dyr i jämförelse med dagens deponiskatter och avgifter. Våt metod är den billigaste av de två (och tillämpas redan i begränsad form genom släckning av aska) men inte lika effektiv och har sämre mekaniska egenskaper än den torra metoden. Nyheter inom miljöprövningen Anna Wilhelmsson, Ramböll (ersatte Maria Paijkull, Ramböll) Fr o m 2004-04-01 gäller i 15 kap i MB: Avfallsinnehavaren skall se till att avfallet hanteras på ett hälso- och miljömässigt godtagbart sätt. Ansvaret förstärks därmed. Inom Naturvårdsverket pågår: - översyn av bilaga till Förordning (1998:899) om miljöfarlig verksamhet och hälsoskydd - undvika att samma utövare får flera SNI-koder - mindre byråkrati men... -...tillföra verksamheter som ska tillståndsprövas (pga EG) - flytta ner verksamheter från A- till B-verksamheter - att byta ut inert avfall för anläggningsändamål... till bedömning om ringa eller ej ringa risk. Verksamhet med ringa risk blir då C-verksamhet och verksamhet med ej ringa risk blir B-verksamhet. Behov finns av vägledning angående ringa eller ej ringa risk.
- Sänkta administrativa krav dock utan att minska kravet för skydd av miljö och hållbar utveckling. Fokuserad miljöprövning med kortare handläggningstider och ökad tydlighet ska eftersträvas. Det är en viktig skiljelinje mellan betydande och icke betydande miljöpåverkan. - Ökad flexibilitet, färre beslut med betydande miljöpåverkan, färre samråd, bättre beslutsunderlag tidigt i processen, enklare förfarande vid ändringar/utökningar av miljöfarliga verksamheter. SGF AG Restprodukter, prioriterade uppgifter Anna Wilhelmsson, Ramböll SGF = Svenska Geotekniska Föreningen. På SGF finns det ett antal kommittéer av vilka Jordförstärkningskommittéen är en. I kommittéen finns arbetsgrupper vilka initierar diverse projekt. Organisatorisk bild: http://www.sgf.net/kommitteer/jfk/organisation.asp. Slutsatser från Q4-144 Att bygga med avfall: - produktifiering genom kvalitetssäkringssystem och produktcertifiering viktigt - översyn nödvändig av lagstiftning med avseende på avfall och icke avfall - enligt hänsynsreglerna (2 kap MB) ska alla aktörer i bygg- och planeringsprocessen sträva efter att mängden avfall som deponeras minskar Miljömyndigheterna använder ordet avfall och inte produkt. Under året kommer arbete pågå med - framtida strategier för avfall inom EU - utländsk lagstiftning och rättspraxis - Byggproduktdirektivet hur påverkar det användningen av alternativa material - diskussionspart vid framtagande av Naturvårdsverkets vägledning om miljöriktig användning av avfall för byggoch anläggningsändamål vilket ska föreslås i december 2005 utifrån hänsynsreglerna (2 kap MB) och eventuellt bilagan till Förordning (1998:899) om miljöfarlig verksamhet och hälsoskydd Fråga och svar: SP har ansökt om att få genomföra projekt hos Vägverket angående materialbalans där både vägkroppen, trafiken och skyltar etcetera ingår. Tidigare har sådana materialbalanser gjorts för zink och koppar. Resultatet var då att utlakningen från ballasten var försumbar. Värmeforsks delprogram Miljöriktig användning av askor Claes Ribbing, Värmeforsk/Svenska EnergiAskor Varje år produceras cirka 1 miljon ton askor i Sverige. Deponiskatten är 370 kr/ton. Trots detta saknas klara miljökriterier, regler och tekniska kunskaper. För att råda bot på detta startades detta program med cirka 40 företag och myndigheter inblandade och under åren 2002-2005 med en budget på 10 Mkr/år. Planer finns på att bygga på med en ny period 2006-2008. Budgeten är då sannolikt lite mindre. I programmet finns en styrgrupp samt fyra arbetsgrupper - askåterföring till skog och mark - geotekniska anläggningar - användning av askor på deponier - askors miljö och kemi Organisationen är kraftfull och bildar ett bra nätverk bestående av bland annat myndigheter, producenter, konsulter, forskare och användare. Av det senare finns det dock för få i programmet! Exempel på bra projekt (ibland flera projekt): - Flygaska som tätskikt på deponi och gruvavfall, injektering, nedbrytning - Bioflygaska som ersättning för cement i gruvdrift och som filler i betong - Flygaska i väg (styvare väg, tjältålig (lägre underhållskostnader)) Exempel på miljöfrågor:
- Tolkning av Avfallsförordningen - Ringa risk eller ej ringa risk - Hinder och möjligheter - Utlakning (ex antimon, koppar) - Rening - Pannsand i rörgravar - Långtidsanalys av återföring till skog - Aska till dikad skogsmark Mer information på www.askprogrammet.com Annika Ekvall, SP Arbete pågår med att ta fram provningsmetoder som är anpassade för alternativa material. Tillsammans med Merox och Svenska Gjuteriföreningen ska SP anordna en Ballastkonferens. GB-veg Even Oiseth, Sintef Bygg og Miljö Ett förprojekt har genomförts. I GB-veg har Danmark endast en representant. Norge och Sverige arbetar mer likartat med dessa frågor. Resultatet kommer att läggas ut i en databas. GB-veg:s fem huvudmål - Samla in och systematisera erfarenheter med användning av restmaterial för vägbyggnadsändamål (GBM) - dvs färdigställa en databas och lägga in insamlade data från förprojektet - Utarbeta förslag till krav till dokumentation av materialegenskaper för GBM - Utarbeta ett förslag till system för miljödeklaration av GBM - Koordinera ett samarbetsforum mellan de nordiska länderna vid utarbetande av en metodik för värdering av miljöpåverkan av GBM - Göra arbetet tillgängligt för eventuella användare genom att etablera en elektronisk informationsbas (handbok) som blir tillgänglig över Internet Från Sverige förväntas Vägverket, SGI, SCC, SP och LTU (Sven Knutsson) ingå som arbetande parter. Svenska EnergiAskor ingår som Industrideltagare i de nationella projekten. Huvudprojektet är beroende av stöd av Nordisk Industrifond och beslut väntas under mars 2004. Norska Statens Vegvesen har ett projekt om återvunna material mer information finns på www.gjenbruksprosjektet.net.