Samenwerking brengt innovatie in de bouw: Portland klinker van bijproducten en gerecycleerde materialen uit de bouw- en constructiesector

Transcriptie

1 Samenwerking brengt innvatie in de buw: Prtland klinker van bijprducten en gerecycleerde materialen uit de buw- en cnstructiesectr dr. Jris Schn 2 december 2015 Huis van de Buw, Gent a S.A. Sagrex N.V.. Heidelberg Cement Benelux. Heidelberg Cement Grup. Brussels. Belgium b. Faculty f Engineering and Architecture. Ghent University. Ghent. Belgium c Redc N.V.. Etex Grup. Kapelle-p-den-Bs. Belgium d Department f Inrganic and Physical Chemistry. Faculty f Chemistry. Ghent University. Ghent. Belgium 1 Table f Cntents Ѵ HeidelbergCement Benelux Del van het nderzek Prtland clinker en zijn carbn ftprint Enkele van de nderzchte cases Prductie- en slpafval uit vezelcement Fijne fracties uit betn slpafval Eclgie versus gebruik alternatieve grndstf 2 schriftelijk testemming van de auteur. 1

2 HeidelbergCement Benelux Cement Granulaten Strtklaar betn 3 Table f Cntents HeidelbergCement Benelux Ѵ Del van het nderzek Prtland clinker en zijn carbn ftprint Enkele van de nderzchte cases Prductie- en slpafval uit vezelcement Fijne fracties uit betn slpafval Eclgie versus gebruik alternatieve grndstf 4 schriftelijk testemming van de auteur. 2

3 Del van het nderzek Wrldwide cement prductin: 2000: 1.57 billin tns 2004: 2 billin tns 2012: 3.6 billin tns 5 Del van het nderzek 6 schriftelijk testemming van de auteur. 3

4 Del van het nderzek Kritieke prestatie-indicatren (KPI's) vr het Cement Sustainability Initiative Climate Change Management Brandstf- en materiaalgebruik Gezndheid en veiligheid Het mnitren en rapprteren van emissies Lkale effecten 7 Del van het nderzek Prductieen slpafval uit Verscheidene materialen werden als alternatieve grndstf nderzcht vr de prductie van Prtland klinker met een verwachte psitieve invled p de verschillende KPI s. nicheprducten vr cement cnsumptie Bij-prducten uit de prductie van teslagmateriaal Prductie- en slpafval uit klassiek betn 8 schriftelijk testemming van de auteur. 4

5 Table f Cntents HeidelbergCement Benelux Del van het nderzek Ѵ Prtland clinker en zijn carbn ftprint Enkele van de nderzchte cases Prductie- en slpafval uit vezelcement Fijne fracties uit betn slpafval Eclgie versus gebruik alternatieve grndstf 9 Prtland klinker en zijn carbn ftprint 10 schriftelijk testemming van de auteur. 5

6 Prtland klinker en zijn carbn ftprint Klinker meel Klinker + ng. 40 wt% CO 2 emissie Belangrijkste mat. Kalksteen Leem, zavel Vliegas Ijzer brn Frmule CaCO 3 -> CaO (C) SiO 2 (S) Al 2 O 3 (A) Fe 2 O 3 (F) 1450 C Mineralen Frmule Aliet 3CaO SiO 2 (C 3 S) Beliet 2CaO SiO 2 (C 2 S) Celiet 3CaO Al 2 O 3 (C 3 A) Ferriet 4CaO Al 2 O 3 Fe 2 O 3 (C 4 AF) Energie wrdt vrnamelijk aangeleverd via het branden van fssiele brandstffen en/f aanverwante derivaten. De twee belangrijkste energie 1450 C E cnsumerende prcessen. E 1400 C CaCO 3 CaO + CO 2 25 C 1350 C Twee belangrijkste CO 2 uitstters 1300 C Uitstt van CO 2 dr het verbranden van brandstf. 11 Table f Cntents HeidelbergCement Benelux Del van het nderzek Prtland clinker en zijn carbn ftprint Ѵ Enkele van de nderzchte cases Prductie- en slpafval uit vezelcement Fijne fracties uit betn slpafval Eclgie versus gebruik alternatieve grndstf 12 schriftelijk testemming van de auteur. 6

7 Prductie- en slpafval uit vezelcement Vezelcement heeft een gunstige chemische samenstelling en variatie als alternatieve grndstf. Twee grte grepen kunnen wrden nderscheiden. Air Cured materialen: Glfplaten en kunstleien - CaO = 52.0 wt% - SiO 2 = 18.5 wt% - SO 3 = 1.5 wt% Hydr Thermal materialen: Zijpanelen alsk andere verticale prducten - CaO = wt% - SiO 2 = wt% - SO 3 = 0.6 wt% 13 Prductie- en slpafval uit vezelcement Het gebruik van vezelcement resulteert in een reductie van CO 2 emissies alsk van een gerelateerd energieverbruik. E CaCO 3 CaO + CO 2 De aanwezigheid van rganische vezels is een belangrijke beperking. Cellulse Plyvinyl Alchl PlyPrpyleen Cellulse kan echter gecatlgeerd wrden als bimassa en zal een psitieve impact hebben p CO 2 emissies gerelateerd aan de energie cnsumptie uit fssiele brandstffen en/f aanverwante derivaten. 14 schriftelijk testemming van de auteur. 7

8 Prductin and demlitin waste ut f Fibrecement Vezelcement als alternatieve grndstf kan resulteren in een CO 2 emissie reductie alsk een gerelateerde energiewinst binnen het Prtland klinker prductieprces. Wanneer vezelcement in significante heveelheden als alternatieve grndstf wrdt gebruikt, met deze via een ht pint in de klinkerven wrden ingebracht. 15 Fijne fracties uit betn slpafval Recyclage prces van slpafval uit betn Een klassiek recyclage prces maakt gebruik van een impactbreker vr de aanmaak van betngranulaat. Hierbij kmt k zand vrij, extreem hg in filler. Dit zand is ngeschikt vr de prductie van hgwaardig betn dr de ngunstige waterbehefte gerelateerd aan het hge filler gehalte. 16 schriftelijk testemming van de auteur. 8

9 Fijne fracties uit betn slpafval Representatieve mnsters werden gerecupereerd uit een praktijktest. 282 tn van 0/200 betn slpafval Een te slpen cnstructie te Sint-Pieters-Leeuw 17 Fijne fracties uit betn slpafval A practical test set-up 47 wt% 0/8 53 wt% 0/ wt% gebrken materiaal 282 tns 0/200 betn slpafval 53 wt% 0/14 18 schriftelijk testemming van de auteur. 9

10 Fijne fracties uit betn slpafval Drie verschillende zeeftechnieken werden nderzcht Het zeven van een laagwaardig zand maakt het mgelijk m het zand een verbeterde waterbehefte te geven geschikt vr hgwaardig betn. 19 Fijne fracties uit betn slpafval De resulterende zandkwaliteit Sand Laagwaardige zand ADR zand CTP zand KHD zand Filler gehalte (< 63 µm) wt% Absrptie Water wt% Abslute Densiteit kg/m³ Water behefte kg/kg Het afzeven van de fijne fracties uit het recyclage zand, zal de uiteindelijke zandkwaliteit significant verbeteren. 20 schriftelijk testemming van de auteur. 10

11 Fijne fracties uit betn slpafval He fijner de fijne fracties wrden afgescheiden van de zandfractie, he beter in functie van een mgelijk gebruik als alternatieve grndstf. 0/200 ADR CTP KHD CaO wt% SiO 2 wt% Al 2 O 3 wt% Fe 2 O 3 wt% K 2 0 wt% Na 2 O wt% SO 3 wt% MgO wt% LOI (975 C) wt% Table f Cntents HeidelbergCement Benelux Del van het nderzek Prtland clinker en zijn carbn ftprint Enkele van de nderzchte cases Prductie- en slpafval uit vezelcement Fijne fracties uit betn slpafval Ѵ Eclgie versus gebruik alternatieve grndstf 22 schriftelijk testemming van de auteur. 11

12 Eclgie versus gebruik alt. grndstf Het gebruik van bijprducten en gerecycleerde materialen kunnen de behefte aan ntginning van primaire materialen reduceren alsk het strten van afvalprducten verlagen. De balans tussen de energie ndig m de alternatieve grndstf aan te maken en de kwalitatieve impact p de verschillende gerelateerde prductieprcessen zal de resulterende eclgische impact definiëren. Efficientie is het belangrijkste aspect bij het streven naar eclgische vrdelen bij gebruik van alternatieve grndstffen in Prtland klinker prductie. 23 Bedankt vr jullie aandacht! 24 schriftelijk testemming van de auteur. 12