I behandlingen av bygg- og rivningsavfall ved hjelp av mobile og stasjonære anlegg er prosessen delt opp i flere faser. Først blir mate- rialet separert ved en for-siling, hvor det grovere materialet føres videre til knuseprosessen. Dette reduserer partikkelstørrelsen. Etter knusingen blir jern- og ståldeler fjernet ved hjelp av en magnetplater som er plassert etter knuseren. Resultatet av denne teknologien er to produkter: for-silingsmaterialet og det ferdige resirkulerte bygge-materialet. For-silingsmaterialet består av de mindre komponentene fra den opprinnelige materialmassen.

Det ferdige resirkulerte bygge-materialet har en sammensetning som i stor grad tilsvarer den grovere delen av mate- rialet som ble brukt i begynnelsen, ettersom kun partikkelstørrelsen kan påvirkes gjennom denne prosessen. Teknologien som benyttes her, påvirker ikke materialets sammensetning direkte. Mer avanserte teknologier, derimot, kan anvendes i stasjonære anlegg og inkluderer flere steg. Et eksempel på en slik prosess kan ses i et diagram for stasjonære anlegg, hvor følgende tilleggstrinn inngår:

  • Toveis knusing: en slagknuser etterfulgt av en kjevleknuser.

  • Utsortering av urenheter via et sorteringsbelte.

  • Produksjon av forskjellige partikkelstørrelsesgrupper ved hjelp av vibrasjons-siling.

  • Separering av lette urenheter gjennom luftseparasjon.

I tillegg til de manuelle sorteringsprosessene og luftseparasjonen som benyttes for å skille ut lette urenheter, kan våt-sorting implementeres for å separere materialene etter densitet. Dette gjør at sammensetningen av de resirkulerte aggregatene kan påvirkes, men kun innenfor visse grenser.

De resirkulerte bygge-materialene som produseres i slike anlegg inkluderer både fine og grove resirkulerte aggregater, samt blandinger av aggregater klassifisert etter partikkelstørrelse. Dette betyr at materialene som brukes til å lage betong kan være resirkulerte, men de kan også blandes med naturlige eller industrielt produserte aggregater, og da kalles de “RC-blandinger”.

I mange tilfeller kan det produserte for-silingsmaterialet ikke inkluderes i kategorien resirkulerte bygge-materialer som er klassifisert etter størrelse. Det ferdige materialet deles ofte inn i forskjellige størrelsesgrupper, for eksempel 8/16 mm og 16/32 mm, som kan brukes til betongproduksjon. Andre granulerte blandinger, som kan bestå utelukkende av resirkulerte materialer, kan anvendes i veiutbygging. Resirkulert knust sand kan benyttes som belegningssand eller som fyllstoff i kabelgrøfter. Grovere resirkulerte aggregater med en partikkelstørrelse på 45 mm eller mer, er egnet til forbedring av underlaget.

Etter knusingen følger ulike sorteringstrinn som har til hensikt å rense materialene fra urenheter. Dette kan være både manuelle prosesser og mer teknisk avanserte metoder som luftseparasjon og mekaniske systemer. Målet er å oppnå en renere og mer spesifisert sammensetning av det resirkulerte materialet, noe som er avgjørende for at det skal kunne benyttes i nye byggeprosjekter, og dermed redusere behovet for naturlige ressurser.

En viktig del av denne prosessen er selve størrelsesreduksjonen. Størrelsesreduksjon (eller comminution) innebærer å bryte ned et solidt legeme til mindre fragmenter ved hjelp av mekaniske krefter. Dette skjer når de indre bindende kreftene blir overvunnet, og sprekker oppstår som sprer seg gjennom materialet. Dette resulterer i en økning i antall partikler og en reduksjon i partikkelstørrelsen, samtidig som den spesifikke overflaten økes. Når man bearbeider betong eller murstein under kompresjon, vil materialet knuses, mens stålarmeringen vil bli deformeret, men ikke redusert i størrelse før det påføres kuttende krefter som de hydrauliske skjæremaskinene.

Størrelsesreduksjonen kan deles opp i flere faser, fra initial knusing til finmaling, og det er avgjørende at man forstår hvordan forskjellige materialer reagerer på disse prosessene. Materialer som betong og glass er sprø, og brudd skjer plutselig uten mye plastisk deformasjon. Dette er en viktig faktor å vurdere når man bearbeider byggematerialer for gjenbruk, spesielt fordi energiforbruket til knusing og behandling av slike materialer kan variere kraftig avhengig av deres sprøhet og sammensetning.

For at resirkuleringen av byggeavfall skal være økonomisk og teknisk effektiv, er det viktig at de anvendte metodene kan håndtere både store volumer og de ulike sammensetningene av avfallet som forekommer i bygg- og rivningsprosjekter. Det er også nødvendig å forstå de teknologiske grensene for hvordan resirkulerte materialer kan brukes. Det er for eksempel ikke alltid mulig å oppnå ønsket kvalitet på alle materialer, og det finnes restriksjoner på hva som kan brukes i bestemte typer byggverk.

Hva er potensialet for resirkulerte byggematerialer som råstoff for sementproduksjon?

I produksjonen av sement og andre byggematerialer spiller den kjemiske sammensetningen en kritisk rolle, både for å forstå de tilgjengelige råmaterialenes egenskaper og for å vurdere mulighetene for å bruke resirkulerte materialer. En sammenligning av de vanligste mineralbyggematerialene med resirkulerte byggematerialer, for eksempel betong og murstein, gir viktig innsikt i hvordan råmaterialer kan utnyttes mer effektivt i byggebransjen.

Sammensetningen av byggematerialer som betong med silikataggregater, kalksilikatstein og betong med kalkaggregater har spesifikke mineralinnhold som gjør dem egnet for cementproduksjon. For eksempel har materialer som aerert autoklavert betong, sandlime murstein, og mineralull en normalisert SiO2 (silisiumdioksid)-innhold på mer enn 50 vektprosent. Derimot er innholdet av CaO (kalkoksid) i disse materialene mellom 5 og 40 vektprosent, og i noen tilfeller, som med fibersement, kan innholdet av CaO nå opptil 75 vektprosent, på bekostning av SiO2-innholdet. Dette viser at råmaterialenes sammensetning kan påvirke både kvaliteten og egenskapene til sluttproduktet.

Når det gjelder resirkulerte byggematerialer, blir forskjellene i sammensetningen mindre uttalt enn i renere materialer. Resirkulerte betong- og murverksmaterialer, spesielt etter bearbeiding gjennom spesifikke prosesser som Smart Crusher, kan ha en SiO2-konsentrasjon på over 60 vektprosent. Imidlertid er det en systematisk forskjell i Al2O3-innholdet (aluminiumoksid): for resirkulater fra betong er innholdet under 10 vektprosent, mens for de fra murverk er innholdet høyere enn 10 vektprosent. Dette har betydning for hvordan de kan brukes i sementproduksjon.

Potensialet for bruk av resirkulerte materialer som råstoff i sementproduksjon er begrenset, hovedsakelig på grunn av det høye SiO2-innholdet i de rene byggematerialene, som gjør dem mindre egnet for direkte bruk i produksjon av sementkliner. Kun umikset betong basert på grove og fine kalksteinaggregater kan være egnet som råmateriale for sementproduksjon, ettersom de viser egenskaper som ligner på Portland-sement. Imidlertid kan produksjonen av slike betonger bidra til materialbesparelser, men det vil ikke nødvendigvis redusere CO2-utslippene i sementproduksjonen.

En viktig utfordring med å bruke resirkulerte byggematerialer som råmaterialer for sement er mangelen på tilstrekkelig CaO-innhold i de fleste resirkulerte materialer. Dette kan delvis kompenseres ved å bruke kalkstein med høyt CaO-innhold, men dette øker også energiforbruket. For murstein og mineralbaserte byggematerialer, som har høyere Al2O3-innhold, kan disse brukes som erstatning for leire i produksjonen av keramiske produkter, inkludert utvidede leirer og mineralull.

I tillegg kan enkelte bearbeidede resirkulerte materialer som murverk benyttes som råstoff for produksjon av puzolaner, som er en type silikatrik sementerstatning. Dette åpner for nye muligheter for å bruke byggematerialer som har vært ute av bruk, men med spesifikke behandlingsprosesser for å øke innholdet av silisium og aluminium.

Den kjemiske sammensetningen kan videre vurderes ved hjelp av ternære diagrammer som viser forholdet mellom SiO2, CaO og Al2O3. Disse diagrammene gir en forståelse av hvordan ulike byggematerialer kan anvendes i produksjon av både keramiske byggematerialer og mineralfiberprodukter. Diagrammet tar også hensyn til de alkaliske oksidene og andre kjemiske komponenter som kan danne smeltedelen, som er viktig i produksjonen av materialer som utvidede leirer eller glassaktige produkter. For resirkulerte byggematerialer viser analysen at SiO2-innholdet er over 60 vektprosent, fluxinnholdet er mellom 10 og 40 vektprosent, og Al2O3 er typisk rundt 10 vektprosent.

Det er viktig å merke seg at de mulige anvendelsene av resirkulerte byggematerialer ikke bare begrenses av deres kjemiske sammensetning, men også av miljøaspektene ved materialenes sekundære ingredienser. Hver potensiell erstatning må derfor vurderes nøye, ikke bare i lys av dens kjemiske sammensetning, men også med hensyn til dens miljømessige innvirkning.

Videre forskning og utvikling er nødvendig for å forbedre prosessene for bearbeiding og sortering av resirkulerte byggematerialer. Denne utviklingen kan bidra til å øke bruken av disse materialene som råstoff i produksjonen av sement og andre byggematerialer, og dermed redusere avhengigheten av primære råmaterialer.

Hvordan forstå stabilitet i fraksjonelle differensialligninger med Lyapunov-funksjoner?
Hvordan En Spion Skapte Forvirring: En Historie Fra Den Første Verdenskrig
Hvordan implementere sikker 2FA-autentisering i en moderne webapplikasjon?