A demand for a more sustainable use of resources entails that recycled aggregate material need to be used in advanced applications, as in concrete. Even if regulations and standards permit the use of recycled aggregate in concrete, the amount used for this application in many countries is negligible. This caution of the potential users is partly due to the uncertainty about how recycled aggregate, from construction and demolition waste and from washed excavation masses, influence the durability of concrete, such as alkali-silica resistance (ASR), frost resistance and carbonation. Choosing a binder that mitigate damaging alkali silica reactions is an effective means to diminish the risk for damage, even with alkali-reactive recycled aggregate. However, the alkali content of crushed concrete used as aggregate must be considered. No negative effect of recycled aggregate on the carbonation of concrete was observed. The uncertainty about the influence of aggregate porosity on the frost resistance of concrete, about adequate concrete test methods, about aggregate test criteria, and about the correlation between aggregate and concrete test methods need to be settled, before porous recycled aggregate like construction and demolition waste (CDW) can be used in more demanding exposure classes with respect to frost.

The crack development in quasi-brittle granite and brittle gneiss under mode I loading condition was monitored using digital image correlation (DIC) technique during wedge splitting tests. The cracking behavior was studied on granite specimens that were split in one material direction, perpendicular to the rift plane, and gneiss specimens that were split in three different material directions, parallel and perpendicular to the foliation (along and across a lineation). The granite specimens had a saw cut 5 mm-wide notch and a blunt round notch in form of a 32 mm borehole. The gneiss specimens had a saw cut notch. The results from the DIC measurements revealed a meandering and branching crack path for the granite, whereas a smoother crack path for the gneiss with almost no branching. This behavior was confirmed by microscopy images from thin sections taken from specimens after testing. The thin sections showed that the fractures were prone to propagate across grains in the more coarse-grained granite than in the fine-grained gneiss, where the fractures propagated almost entirely along grain boundaries. The crack initiation occurred mainly in the corner of the saw cut notches and centrally in the round notch. However, the initiation locations in the granite were affected by the medium- to coarse-grained microstructure with grains preventing initiation and propagation which yielded displaced positions out from the ideal ones with respect to the highest stress in some cases. The crack opening displacement was determined along the crack path from the DIC measurements at 12 stages on each specimen of the advancing crack during the splitting progress. The critical crack opening displacement and length of the fracture process zone were assessed and the crack front position yielding the crack length along the tests was determined. The results showed a critical crack length when the deformations in the ligament (also called plastic hinge) affected the cracking process. The average crack velocity in gneiss during the test was more than twice as high as in the granite. This is attributed to a combined effect of the higher brittleness in the gneiss and the effect of a too large elastic energy in the specimen and test setup in relation to the dissipated fracture energy which made the initial crack propagation in the gneiss specimens nearly unstable. The strain energy release rate was calculated along the crack propagation and showed a lower value when the crack lengths were less than 40–60 mm. The calculation of the strain energy release rate was made on crack length measurements from DIC results. The results from the investigation were discussed in relation to the few other similar results found in the literature. The findings give an insight and understanding of the cracking process via both qualitative and quantitative results. Several used methods were novel or not used together in a single study as in this one.

Utilizing iron silicate copper slag as supplementary cementitious material (SCM) is a means to improve resource efficiency and lower the carbon dioxide emissions from cement production. Despite multiple studies on the performance of these slags in SCM applications, the variations in cooling procedure, grinding, and methods for evaluating reactivity limit the ability to assess the influence of chemical composition on reactivity from the literature data. In this study, a methodology was developed to synthesize iron silicate slags, which were then evaluated for their inherent reactivity using the R3 calorimeter-based experiments. The results demonstrated that laboratory-scale granulation produced the same reactivity as industrially granulated slag. Furthermore, a synthesized triplicate sample showed high repeatability. Based on these two aspects, this method can be used to systematically study the influence of chemical composition on the inherent reactivity of iron silicate slags while producing results that are directly translatable to industrial slags. © 2023 by the authors.

BESTÅR – Durable concrete with recycled aggregate In this project the properties of different types of recycled aggregate were investigated: recycled excavated masses, recycled construction and demolition waste (CDW), and reclaimed crushed concrete from concrete production. The content of different minerals, rocks, manmade materials, and chemical substances has been analysed, as well as the freeze-thaw resistance and alkali-silica reactivity. In addition to the testing of aggregate properties, concrete with recycled CDW was tested with respect to compressive strength, freeze-thaw resistance, carbonation resistance, and the risk for deleterious alkali silica reactions. The high water absorption of recycled CDW and reclaimed crushed concrete means that these materials can not be regarded as freeze-thaw resistant. As expected, the freeze-thaw resistance testing in salt water resulted in about five times as extensive scaling for concrete where 30% of the coarse aggregate fraction consisted of recycled CDW, as anticipated with concrete with only natural aggregates of typical igneous and metamorphic rocks. The content of potentially alkali-silica reactive particles was low in all batches (<8 %) and all batches were classified as innocuous aggregate when tested with RILEM AAR-2 and NT Build 295. When concrete with 30 % of the coarse aggregate consisting of recycled CDW and with two different binder compositions was tested, neither exceeded the maximum accepted expansion value. However, the results indicated that when the effective alkali content of the concrete is calculated, the alkali content of aggregate of recycled CDW or crushed reclaimed concrete must be included. The replacement of up to 30 % of the coarse aggregate by recycled CDW did not affect the concrete strength development, and the carbonation resistance even increased. Due to the higher water absorption of recycled CDW, it should be ascertained that all accessible pores in the aggregate are filled with water during mixing of the concrete, to avoid negative effects on the water-to-cement ratio and misleading measured air content.

The metallurgical and cement industries contribute significantly to anthropogenic carbon dioxide emissions. Utilizing oxidic by-products from the metallurgical industry as supplementary cementitious materials (SCMs) can improve resource efficiency and reduce emissions from cement production. Iron silicate copper slags have been studied as SCMs, but mainly in systems where Portland cement is used as an activator. There is limited research on the inherent reactivity of the slag under changing processing conditions. The present study offers insight into the effect of granulation temperature and grinding on the inherent reactivity of an industrially produced iron silicate copper slag. The results showed that granulation temperature had an insignificant effect on reactivity, while grinding generated substantial improvements. The latter effect was concluded to stem from the increased specific surface area, increased number of sites for nucleation and growth of hydrates, and changes in the inherent reactivity owing to structural changes induced by the grinding. 

Denna rapport sammanfattar författarnas arbete med att undersöka förbättringsmöjligheter hos dagens tillståndsprocesser, ett arbete som bedrivits under perioden januari 2021 till juli 2022. Arbetet har finansierats av VINNOVA UDI 2 - BETCRETE 2.0 och RISE kompetensmedel. I det inledande avsnittet “De fossilfria färdplanerna” beskrivs tillståndsprocessers betydelse för att uppnå målen med de fossilfria färdplanerna, branschernas åsikter om hur tillståndsprocesser fungerar idag och de förhoppningar som gäller förändringar av tillståndsprocesser, för att gå i mål med färdplanerna. Avsnittet "Tillämplig lagstiftning för brytande verksamhet" handlar framför allt om den lagstiftning som ligger till grund för tillståndsprövningar av täkter och liknande verksamhet. I detta avsnitt gås bland annat prövningsprocessens olika steg igenom. Avsnittet "Statistik kring miljötillståndsprövningen" sammanfattar framförallt delar av Naturvårdsverkets rapport från 2022-05-13, "Uppdrag att samla in och analysera statistik för miljötillståndsprövningen för år 2021". Under rubriken "Relevanta aktuella utredningar och deras förslag" redovisas en genomgång av utredningar som väsentligen handlar om förändringar av lagstiftningen rörande tillståndsprocesser. De olika utredningarna ger en inblick i tankar kring och ambitioner med förändringar av lagstiftningen. Utredningar som beskrivs är Klimaträttsutredningen som handlar om hur förutsättningar för att Sveriges klimatmål ska kunna nås skapas, Miljöprövningsutredningen som handlar om att uppnå en modernare och mer effektiv miljöprövning, samt Utredning om hållbar försörjning av innovationskritiska metaller och mineral som handlar om ökad försörjningsberedskap för varor och tjänster. Utöver aktuella utredningar som handlar om eller berör tillståndsprocesser beskrivs också ett antal regeringsuppdrag som är relevanta för tillståndsprocesserna: Ökad försörjningsberedskap för varor och tjänster från industrin handlar om det uppdrag om ökad försörjningsberedskap regeringen gett till en särskild utredare, och i Regleringsbrev för budgetåret 2022 avseende länsstyrelserna ger regeringen bland annat uppdrag till länsstyrelserna som rör miljö-tillståndsprövningen. Slutligen sammanfattas rapporten Naturvårdsverkets rapport 7002 Miljöbedömningar. Under rubriken Aktuella fall beskrivs ett aktuellt miljöprövningsärende som gäller LKAB och ett potentiellt fall som handlar om Kalcinerade leror. Rapporten avslutas med avsnittet Digitala verktyg, som handlar om vad digitalisering och AI-metoder kan bidra med till olika förbättringar av tillståndsprocesserna.

The EU Waste Framework Directive 2008/98/EC states that all member states should take all necessary measures in order to achieve at least 70% re-use, recycling or other recovery of non-hazardous Construction and Demolition Waste (CDW) by 2020. In response, the Horizon 2020 RE4 project consortium (REuse and REcycling of CDW materials and structures in energy efficient pREfabricated elements for building REfurbishment and construction) consisting of 12 research and industrial partners across Europe, plus a research partner from Taiwan, was set up. For its success, the approach of the Project was manifold, developing sorting technologies to first improve the quality of CDW-derived aggregate. Simultaneously, CDW streams were assessed for quality and novel applications developed for aggregate, timber and plastic waste in a variety of products including structural and non-structural elements. With all products considered, innovative building concepts have been designed in a bid to improve future reuse and recycling of the products by promoting prefabricated construction methods and modular design to ease future recycling and increase value of the construction industry. The developed technologies and products have been put to the test in different test sites in building a two-storey house containing at least 65% of CDW. © 2019, © 2019 The Author(s)..

Just nu är vi inne på en resa mot ett resurseffektivare samhälle, som bygger på cirkulär ekonomi. I en sådan ekonomi stannar de råvaror och tillgångar vi tar ut från naturen (tex sten och kalksten till ballast och cement, och malm till stål) i samhällets materialkretslopp och slösas inte bort genom att tex läggas på deponi. I en cirkulär ekonomi undviker vi så långt som möjligt att avfall uppstår, men när något faktiskt måste kasseras så ska det återvinnas och ännu hellre återanvändas. Mål om ökad återvinning och återanvändning finns på såväl EU-nivå som nationell nivå inom de flesta sektorer och i och med EU:s Nya Gröna Giv, så har dessa strävande fått ökad tyngd. Samtidigt måste vi minska utsläppen av gaser som spär på växthuseffekten och den globala uppvärmningen, något som också i regel gynnas av ett mer resurseffektivt samhälle. Inom byggnadssektorn uppstår stora mängder avfall varje år när byggnader och konstruktioner rivs (i Sverige minst 10 miljoner ton mineraliskt rivningsavfall varje år), men fortfarande är såväl återvinnings- som återanvändningsgraden av dessa mycket låg. Sällan beror detta på att inte tekniken finns eller att det vi vill återvinna eller återanvända inte klarar de tekniska krav som finns för möjliga användningar, utan snarare på andra faktorer, som otydligheter regelverk och riktlinjer kring hur och när alternativa material får och kan användas och att offentliga beställare inte känner till vad som är möjligt att kräva (se RE:Source-rapport Ökad resurseffektiv användning av sekundära råmaterial i konstruktioner; van Praagh, Brander och Olsson, 2020). I EU-projektet RE4 samverkade forskningsutförare, arkitekter och teknikkonsultbolag med företag inom återvinning, Prefabbetong och robotteknik, kring återvinning av rivningsavfall som ballast i olika typer av betong (www.re4.eu). Olika betongrecept togs fram där upp till 90% av ballasten i betongen ersattes med återvunnet rivningsavfall och där betongen förstås bibehöll den tekniska prestanda som Prefabföretaget behövde. Finalen i RE4 var byggandet av två demohus, ett utanför Belfast och ett i Madrid, med Prefabelement tillverkade med rivningsavfall. LCA som utfördes visade på besparingar i det totala resursutnyttjandet, men däremot påverkar återvinningen av rivningsavfall som ballast i ny betong i regel inte utsläpp av växthusgaser, eftersom det fortfarande krävs cement för att tillverka ny betong. Däremot kan såväl användande av nya naturresurser som klimatutsläpp minska genom återanvändning av hela betongdelar.

I projektet ”Rivningsobjekt – från kostnad till resurs” undersöks återbrukspotentialen i rivningsobjekt. Målet är att skapa förutsättningar för återbruk (återanvändning) av befintliga funktionella byggnadsdelar och material, som idag förstörs under rivningen. I projektets arbetspaket 6 har två pilotobjekt studerats utifrån olika aspekter som är av intresse vid ett potentiellt återbruk, tex teknisk kvalitet, demonterbarhet, hanterbarhet, materialtyper och arkitektoniskt värde. Utgångspunkten för att skapa en process som hanterar och värderar dessa aspekter är en kombination av två olika tjänster som redan idag tillhandahålls av olika aktörer: tillståndsbedömning och materialinventering i samband med rivning. Den tänkta processen är avsedd att ge indata till en urvalsmatris med olika kriterier som är viktiga för värderingen av hur man går vidare (ekonomiskt värde, värde minskade utsläpp av klimatpåverkande gaser, osv). För att testa och revidera den initiala processen för kvalitetsbedömning valdes två olika byggnader ut som pilotobjekt: Kv. Herrnhutaren i Göteborg (NCC) och Kv. Yrket i Solna (Fabege). De två rivningsobjekten kompletterar varandra med avseende på ålder, typologi, användning, byggnadsteknik och materialval. Kv. Herrnhutaren 2 är från 1800-talet och är platsbyggd, med stålstomme och bärande tegelväggar, men med väldigt lite betong. Byggnaden är ombyggd och tillbygg i flera omgångar. Användningen har varit främst affärs- och restauranglokaler, samt kontor och vindslager. Som kontrast är Kv. Yrket från 1980, till största delen byggd med Prefabelement i betong och har använts till kontor och lagerlokal.

Bygg- och rivningsavfall utgör en av de största avfallsströmmarna i Sverige, samtidigt som den återvinning som sker sträcker sig till tillämpningar med relativt låga kvalitetskrav (downcycling). Sannolikt finns potential till att återanvända rivningsavfall i tillämpningar av högre status, till exempel i ny betong eller i delar av vägkropp där kvalitetskraven är högre.

Syftet med denna rapport är att undersöka vilka regler och kvalitetskrav som finns för återvinning av den mineraliska materialfraktionen i rivningsavfall. Fokus har varit på hur denna fraktion måste vara beskaffad för att klara kvalitetskrav som ballast till vägbyggnad och ny betong.

För vägbyggnad finns ett klassificeringssystem i den europeiska standarden SS-EN 13242 (Ballast för obundna och hydrauliskt bundna material för användning i anläggningsarbeten och vägbyggen) och i Trafikverkets kravdokument TDOK 2013:0532 (Alternativa material för vägkonstruktioner). Kvalitetsklassningen sker på basis av fraktionens sammansättning med avseende på ingående materialslag, där Klass 1 (högsta klassen) i princip bara innehåller krossad betong, murverk och obunden sten, medan det i lägre klasser (i ordningen 2, 3 och 4) accepteras stigande inslag av kvalitetssänkande material (tex metaller, plast, trä, lättviktsbetong). För viss klass måste dessutom tekniska krav uppfyllas, uttryckta i termer av motstånd mot nötning eller tryckhållfasthet. TDOK 2013:0532 anger vidare vilken kvalitetsklass som krävs för olika delar av vägkropp: Klass 1 eller 2 för Förstärkningslager till belagda vägar och Bärlager till belagda vägar, minst Klass 3 för Skyddslager till belagda vägar, samt minst Klass 4 för Underbyggnad och övriga fyllningar.

För användning som betongballast krävs enligt SS 137003, vilket är den svenska tillämpningen till den europeiska betongstandarden SS-EN 206, att den återvunna ballasten karaktäriseras och klassificeras. Klassificeringen sker helt enligt standarden för betongballast (SS-EN 12620) och bygger likt systemet för användning som vägballast på innehåll och halter av ren betong och andra materialslag i den återvunna ballasten. Här är klasserna i nuläget endast två: Typ A och Typ B, där den förra är den högre (och renare) klassen. Eftersom SS-EN 12620 är harmoniserad ska återvunnen ballast till och med CE-märkas. CE-märkningen sker på samma sätt och med samma system som för primär/jungfrulig ballast, med några skillnader så som att analys av sammansättning med avseende på materialslag måste göras, samt att dokumentation och spårbarhet till rivningsprojekt måste finnas i kvalitetssystemet.

Det står helt klart att hur användbar den mineraliska fraktionen från bygg- och rivningsavfall är beror på dess renhet, dvs. hur väl man lyckats hålla isär olika avfallsfraktioner. Generellt innehåller inte den krossade betongen i sig ämnen som kan vara skadliga för människa eller miljö; dessa finns snarare i andra materialslag som kan finnas ihop med betong i rivningsavfall. Under vissa perioder har man vid byggande av hus använt material som senare visat sig orsaka hälsoproblem och förbjudits. Exempel på sådana är ”blåbetong” (lättbetong baserad på uranrik alunskiffer) och byggprodukter med asbestcement och PCB-haltiga massor. Förekomst av dessa material i en byggnad som ska rivas måste inventeras och saneras och/eller hanteras på ett säkert sätt. Gynnsamt är förstås om man redan i rivningsskedet har kunnat separera de olika komponenterna, men även ett relativt blandat avfall kan separeras och sorteras mer eller mindre effektivt i efterhand. Moderna återvinningsanläggningar använder olika tekniker för att få ut rena(re) materialfraktioner från blandat avfall. Ofta involverar dessa tekniker flera steg av krossning, torr- och våtsållning, siktning, tvättning med högtrycksvatten och pressning av slam till kaka, i vilken oftast eventuella lakbara ämnen ansamlas.

Tekniskt och miljömässigt är det fullt möjligt att återvinna rivningsavfall som ballast i ny betong och vägbyggnad, men idag sker detta alltså i mycket liten eller tom obefintlig utsträckning. Ett antal åtgärder med potential påverka i riktning att sådan återvinning ökar är:

• Ta fram nationella End-of-Waste-kriterier för rivningsavfall, till exempel enligt brittisk modell. Ökar tydlighet för alla aktörer och minskar osäkerhet i tillståndsprövningen.

• Gör livscykelperspektivet till ett starkt kriterium i offentlig upphandling, det vill säga att man får bonuspoäng utifrån detta samtidigt som det naturligtvis inte styr helt. Dessutom måste en LCA-bedömning ta hänsyn inte bara till CO2-ekvivalenter utan också andra miljöparametrar.

• Sprid och förankra bäst praxis till kommunerna/beställarna, till exempel kring vilka sekundära material som enligt forskning och beprövad erfarenhet kan användas på vilket sätt och hur, så att krav kan ställas i upphandlingar.

• Sprid kunskap och sök påverka Naturvårdsverket vad gäller riktlinjerna (och handboken) som stöd till kommuner och andra tillsynsmyndigheter, att krav bör ställas på lakbarhet och biotillgänglighet vad gäller olika ämnen, snarare än totalhalter (som kan vara hårt bundna och därmed inerta).

• Sortering för högre teknisk funktion. Om avfallsfraktionerna hålls isär och så rena som möjligt, så ökar möjlighet för återvinning avsevärt (dvs. recycling, inte downcycling), vad gäller såväl teknisk prestanda som minskad risk för miljö och människa.