Hvordan fungerer sortering av bygg- og rivningsavfall ved hjelp av hydrobelt- og jiggeprosesser?

Hydrobelt-separatoren, kjent som "aquamator", har blitt brukt til behandling av bygg- og rivningsavfall siden 1980-tallet. Denne teknologien er basert på prinsippet om filmlagssortering, hvor avfall blandes med vann for å utnytte tetthetsforskjeller mellom materialene. Separatoren består av et skråstilt transportbånd med en bølget sidevegg, som danner et vaskebed for separasjon (Fig. 4.51). Når materialet tilføres vaskebedet sammen med vannet, strømmer vannet i retning av den nedre rullen, og tar med seg de lettere komponentene. Tyngre komponenter blir derimot værende på båndet, da de er sterkere bundet til det på grunn av høyere friksjonskrefter, og de transporteres i motsatt retning av vannstrømmen via den øvre rullen.

I aquamatorene for sand, blir materialet delt opp i grov sand, lette urenheter og finsand. I grus-aquamatorene blir grove aggregater renset for urenheter. Behandlingstiden i aquamatorene er svært kort, ofte bare noen sekunder, og endringen i tetthet som følge av vannabsorpsjon er minimal. Denne korte behandlingstiden er en fordel når man håndterer bygg- og rivningsavfall, fordi det tillater en effektiv separasjon av organiske komponenter og mineraler med lav tetthet, som lett betong, porøsbetong eller pumice.

En annen metode for sortering av bygg- og rivningsavfall er jigging, som benytter en væskeflødeprosess. I denne prosessen skapes en væskefluss i materialbedet gjennom en pulserende vannstrøm (Fig. 4.52). De lettere partiklene blir akselerert i retning av strømmen, mens de tyngre partiklene synker mot strømmen. Dette resulterer i en lagdeling av materialet etter tetthet, hvor de lettere partiklene befinner seg øverst og de tyngre partiklene nederst. De lettere partiklene blir tømt ut via en overfallsrende, mens de tyngre partiklene kan trekkes ut gjennom et roterende ventilsystem på bunnen av materialbedet.

Jiggeprosessen kan utføres med forskjellige typer jiggeutstyr, som bevegelige skjerm-jigger, membran-jigger og sidepulserte jigger. De ulike typene skiller seg ved hvordan de genererer væskefløden som er nødvendig for prosessen. Bevegelige skjerm-jigger bruker vertikal bevegelse av skjermen i et vannbad, mens membran-jigger genererer væskefløden ved hjelp av bevegelser i bunnen av innstillingsbeholderen. Sidepulserte jigger genererer væskepulsering ved å tilføye komprimert luft til vannoverflaten.

En viktig parameter i jiggingprosessen er konsentrasjonskriteriet (q), som beskriver tetthetsforskjellen mellom de ulike materialene som skal sorteres. For at separasjon skal være mulig, må dette kriteriet være høyere enn 1,25, og separasjonen blir mer effektiv ved høyere verdier. Jo finere partiklene er, jo lettere er det å skille dem fra hverandre, og derfor er separasjon av materialer som har ulik tetthet og størrelse mer effektiv. Imidlertid er det utfordrende å skille ut mineralkomponenter som har lignende tetthet, som for eksempel murstein og betong, fra hverandre, spesielt når de er mettet med vann.

For å separere lette byggematerialer som gips fra tyngre materialer som betong, kan jigger brukes. I noen tilfeller kan jigger bidra til å forbedre mekaniske egenskaper som trykkfasthet og frostbestandighet i bearbeidede materialer, gjennom endringer i sammensetningen av det tunge og lette materialet. For eksempel, ved separasjon av betongfiner (0/4 mm) i en sidepulsert sandjigger, ble sementpasten i materialet fordelt mellom den tunge og lette fraksjonen, og sementpasten ble mer konsentrert i de lettere partiklene.

I tillegg til de tekniske aspektene ved disse prosessene, er det viktig å forstå at kvaliteten på det separerte materialet er av stor betydning for videre bruk. For eksempel, i tilfelle av gjenbruk av betong, kan fjerning av sementpasten øke produktets tetthet og forbedre byggematerialets egenskaper. Derfor må sorteringen ikke bare være effektiv, men også fokusere på å bevare eller forbedre de mekaniske egenskapene til materialene som sorteres ut.

Hvordan Resirkulering av Betongkanter Kan Endre Byggbransjen: Muligheter og Begrensninger

Resirkulering av betongavfall er et emne som har fått økende oppmerksomhet de siste årene, drevet frem av behovet for å redusere byggeindustriens miljøpåvirkning. Den økende mengden betongavfall i urbane områder har ført til et betydelig fokus på resirkulering av betong, et materiale som tidligere ble ansett som vanskelig å gjenbruke. De siste fremskrittene i teknologi og forskning har imidlertid gjort det mulig å inkorporere resirkulerte betongaggregater (RCA) i produksjonen av nye betongprodukter, som kan bidra til å redusere miljøpåvirkningen og spare på ressurser.

For produksjon av betongblokkene, for eksempel, kreves en betydelig mengde aggregater. Dersom man tar et eksempel som produksjon av 20 000 hulblokker på en 8-timers skift, og med 50% erstatning av naturlige aggregater med resirkulerte, vil den årlige mengden aggregater som trengs være rundt 30 000 tonn. Slike tall viser at for å kunne møte etterspørselen etter resirkulerte aggregater, er det nødvendige at resirkuleringsanlegg har tilstrekkelig årlig kapasitet.

I Tyskland er bruken av betongaggregater produsert fra feilede batcher i selskapets egen produksjon eller fra kjente kilder tillatt i en andel på opptil 10% etter vekt i pre-fabrikkerte betongelementer. Dette betyr at betongprodukter kan inneholde en viss mengde resirkulerte materialer uten å påvirke mekaniske egenskaper betydelig. Dersom mengden overstiger 10%, kreves det ytterligere tester for å sikre at de mekaniske egenskapene til det ferdige produktet ikke blir kompromittert. Ved bruk av resirkulerte aggregater i type 1, kan andelen økes, men det er usikkert om erstatning av 5% av de naturlige aggregatene med resirkulerte aggregater rettferdiggjør de ekstra kostnadene som følger med transport, lagring og dosering.

Selv om det er mulig å bruke resirkulerte aggregater i betongproduksjon, er det flere faktorer som spiller inn når man vurderer deres langsiktige bærekraft. For det første er det viktig å forstå at kvaliteten på resirkulerte aggregater kan variere betydelig. Feil og urenheter i kildematerialene kan redusere kvaliteten på de resirkulerte produktene. Derfor er det avgjørende at prosessen for å hente og sortere betongavfall er nøye kontrollert, for å unngå at uønskede komponenter finner veien inn i produksjonen. Mange av de eksisterende resirkuleringsprosessene har et forbedringspotensial når det gjelder effektivitet og nøyaktighet.

En annen viktig utfordring er mengden betong som faktisk kan gjenbrukes. Selv om det er teknisk mulig å bruke resirkulerte materialer i en betydelig andel, er det økonomiske og logistiske faktorene som setter grenser for bruken. Transportkostnader og plassbehov for lagring av resirkulerte materialer kan være høyere enn de for naturlige aggregater, noe som gjør at mange bedrifter vegrer seg for å ta i bruk resirkulerte alternativer.

For leseren er det viktig å forstå at det ikke er et entydig svar på spørsmålet om hvorvidt resirkulert betong alltid er den beste løsningen. Det finnes både fordeler og ulemper med denne praksisen. På den ene siden gir den muligheten for betydelig reduksjon i bruken av naturlige ressurser og kan bidra til lavere CO2-utslipp, spesielt dersom transport av materialer skjer innen kortere avstander. På den andre siden er det praktiske utfordringer som må overvinnes, som logistikk, sortering og kvalitetssikring av de resirkulerte materialene.

Samlet sett kan resirkulering av betong være et viktig verktøy for å gjøre byggeindustrien mer bærekraftig. Men for at denne praksisen skal være effektiv, må både teknologiske fremskritt og økonomiske hensyn tas i betraktning. Det er et kontinuerlig arbeid som krever samarbeid mellom ulike aktører i byggebransjen for å finne den beste balansen mellom resirkulerte materialer og nye ressurser.

Hvordan kan avansert resirkulering av betong og byggmaterialer optimaliseres for bærekraftig produksjon?

Den resirkulerte betongen som produseres gjennom ADR-teknologi, kan deles opp i forskjellige fraksjoner, som grov resirkulert betong (4/16 mm og 16/32 mm) og fin resirkulert betong (0,25/4 mm). Disse fraksjonene har forskjellige egenskaper og kan brukes til betongproduksjon, avhengig av spesifikasjonene til det endelige produktet. For eksempel har grov resirkulert betong en vannabsorpsjon på 5,4 %, som er sammenlignbar med egenskapene til ren betong og betongrester.

I tillegg til ADR-teknologien finnes det flere metoder som brukes for å håndtere heterogene materialer, som jord og annet forurenset byggavfall. I et anlegg for prosessering av slike materialer, blir blandingene først utsatt for flere våte klassifiseringstrinn og renset gjennom en vaske-trommel. Denne prosessen gjør det mulig å skille ut forskjellige materialer, som murstein og betong, ved hjelp av sensorbasert farge-sortering. Etter rensing kan de resulterende fraksjonene, som består nesten utelukkende av ett materiale, brukes til betongproduksjon. For eksempel kan mursteinsfraksjonene brukes til takgrønning.

En annen metode for å behandle forurensede materialer er ved hjelp av en "log washer", som fjerner sammenhengende komponenter som leire og gjørme. Denne metoden gjør det mulig å bearbeide materialer med høy andel naturlige aggregater, som deretter kan brukes i betongproduksjon. Gjennom disse prosessene genereres også silt, som har høy finhet og mer ensartet sammensetning sammenlignet med utgangsmaterialet. Siltet kan gjenbrukes som råmateriale for produksjon av murstein eller sement.

En viktig distinksjon når det gjelder resirkulering av byggmaterialer er mellom mekanisk og råmaterialeresirkulering. Mekanisk resirkulering bruker de fysiske egenskapene til materialene uten å endre deres kjemiske eller mineralogiske sammensetning. På den andre siden involverer råmaterialeresirkulering en kjemisk prosess hvor sammensetningen av materialet endres for å lage et nytt produkt. Dette skjer gjennom en materialkonverteringsprosess, hvor kjemiske komponenter tilsettes for å produsere sekundære råmaterialer som kan brukes til å lage nye produkter.

Når man vurderer bruken av resirkulerte materialer i betongproduksjon, er det viktig å analysere de kjemiske sammensetningene til både rene byggematerialer og de resirkulerte materialene som stammer fra knust betong eller murstein. En sammenligning viser at de kjemiske forskjellene mellom de opprinnelige og resirkulerte materialene er minimale, noe som gjør det mulig å bruke resirkulerte materialer på en økonomisk og teknisk bærekraftig måte.

I prosessen med å utvikle et bærekraftig materialkretsløp, er det viktig å velge de riktige bruksområdene basert på de spesifikke kravene som stilles til råmaterialene. For eksempel kan ternære diagrammer, som viser de viktigste oksidene i både rene og resirkulerte byggematerialer, brukes til å evaluere hvilke materialer som er best egnet for produksjon av sementklinker. Det er også mulig å vurdere resirkulerte materialers egnethet som tilsetningsstoffer i sementproduksjon, dersom deres reaktivitet tas i betraktning.

Samlet sett er det en systematisk utvikling i anvendelsen av resirkulerte byggmaterialer, hvor det er klart at prosessene for både mekanisk og kjemisk resirkulering er i stadig utvikling. Teknologiske fremskritt gjør det mulig å håndtere et bredt spekter av byggematerialer på en mer effektiv måte, samtidig som man reduserer miljøpåvirkningen av bygge- og rivingsprosesser.