Life cycle assessment of recycled concrete aggregate : a comparative study of concrete elements with alternative aggregate materials

Syftet med studien är att bedöma miljöpåverkan av tre alternativ av väggelement med olika ballastmaterial. Alternativ 1 har 100% krossad återvunnen betong som ballast. Alternativ 2 har ballast av krossat berg. I alternativ 3 består ballasten av naturgrus i fina fraktionerna och krossat berg i grova fraktionerna. Väggelementet i alternativ 3 är en av produkterna som tillverkas av företaget Hedareds Sand och Betong AB (Heda), ett prefabriceringsföretag i Hedared som ligger ca. 17 km utanför Borås. Återvunnen betong har den självklara fördelen att man undviker deponering av betongavfall. Med mindre kostnader och mindre belastning på miljön bidrar detta till hållbar utveckling inom betongindustri. Som metod har livscykelanalys använts. Livscykelanalys är en metod som används för att bedöma miljöpåverkan av en produkt eller en service under hela eller del av sin livstid. När livscykelanalys används för att jämföra olika produkter, vilket är fallet i den här studien, kan man begränsa att studera del av livstiden. I den här studien har man valt att studera de två första skeden av elementens livscykel, dvs anskaffningen av råvaror och transporter av råvaror till anläggningen där elementen tillverkas. Man har antagit att tillverkningsprocessen för alla tre alternativ är samma, varför man exkluderat detta från livscykelanalysen. De kategorier man har valt att undersöka är: klimatpåverkan, förtunning av ozonlagret, försurning, övergödning, skapande av marknära ozon och abiotiska resursutarmning. I studien har två scenario studerats. Det första är att restbetong transporteras från Hedas anläggning till krossanläggning 18 km bort för att sedan transportera ballasten tillbaka till Heda. I det scenariot har det visat sig att alternativ 1 har lägre påverkan än alternativ 3 i alla kategorier. Detta trots att alternativ 3 har färre transportsträckor än alternativ 1. Men det är alternativ 2 som har lägsta påverkan i alla kategorier. En stark orsak är att alternativ 2 har 80 kg mindre cement per kubikmeterelement än de två andra alternativen som har samma recept förutom ballasten. I det andra scenariot antas att krossningen sker vid Hedas anläggning med mobil krossanläggning. Scenariot uppvisar starkt förbättring av alternativ 1 ur miljösynpunkt. Alternativ 2 har i det nya scenariot högre påverkan än alternativ 1 i två av kategorierna (förtunning av ozonlagret +37 % och övergödning +2 %). I de övriga kategorierna är alternativ 2 fortfarande bättre än alternativ 1, även om skillnaderna är små. Alternativ 3 är sämsta för miljön eftersom det har största påverkan i samtliga studerade kategorierna. I fem av kategorierna är det cementet som dominerar miljöpåverkan. I den sjätte kategorin, förtunning av ozonlagret, är det transporterna som bidrar mest till miljöpåverkan. Sammantaget är påverkan från ballasten förhållandevis mindre avgörande. Därför kan återvunnen betong som ballast till väggelement bli fördelaktig ur miljösynpunkt om den inte medför ökning av andra råvaror framförallt cement för att kompensera eventuella sämre hållfasthet. Samtidigt om logistiken kring återvunnen betong är optimerat så att det inte medför väsentligt fler och längre transportsträckor.The aim of the study is to assess the environmental impact of three alternatives of walling with different aggregate. Option 1 has 100% crushed recycled concrete aggregate (RCA). Option 2 has aggregate of crushed rock. In option 3, the aggregate consists of natural gravel in the fine fractions and crushed rock in the rough fractions. The wall element in option 3 is one of the products manufactured by the company Hedareds Sand and Betong AB (Heda), a prefabrication company in the Hedared which is located about 17 km outside Borås. RCA has the obvious advantage of avoiding landfilling of concrete waste. With less costs and less burden on the environment contributes to sustainable development in the concrete industry. Life cycle assessment has been used as a method. Life cycle assessment is a method used to assess the environmental impact of a product or service throughout or part of its lifetime. When life cycle analysis is used to compare different products, as is the case in this study, it can be limited to study part of the lifetime. This study has chosen to study the first two phases of the life cycle of the elements, i.e. the acquisition of raw materials and the transportation of raw materials to the plant where the elements are produced. It has been assumed that the manufacturing process for all three alternatives is the same, which is why it was excluded from the life cycle assessment. The categories chosen to investigate are: Global warming, ozone depletion, acidification, eutrophication, photochemical oxidation and abiotic depletion. In the study, two scenarios have been studied. The first is that the concrete waste is transported from Hedas plant to crushing plant 18 km away and then transport the ballast back to Heda. In this scenario, option 1 has been shown to have a lower impact than option 3 in all categories. This is even though option 3 has fewer transport distances than option 1. But it's option 2 that has the lowest impact in all categories. A strong cause is that option 2 has 80 kg less cement per cubic meter element than the two other options which have the same recipe except for the aggregate. In the second scenario, it is assumed that the crushing takes place at Hedas plant with mobile crushing plant. The scenario shows a strong improvement in option 1 from an environmental point of view. In the new scenario, option 2 has a higher impact than option 1 in two of the categories (ozone depletion + 37% and eutrophication + 2%). In the other categories, option 2 is still better than option 1, although the differences are small. Option 3 is the worst for the environment as it has the greatest impact in all the studied categories. In five of the categories, it is the cement that dominates the environmental impact. In the sixth category, the ozone depletion, it is the transport that contributes most to environmental impact. Overall, the influence of the ballast is relatively less decisive. Therefore, RCA to walling can be beneficial from an environmental point of view if it does not lead to an increase in other raw materials above all cement to compensate for any weaker strength. At the same time if the logistics of recycled concrete is optimized so that it does not involve significantly more and longer transport distances