Nå kan det bli lettere å gjenbruke betong. Vanlig jord har forbløffende virkning på fryktet giftstoff

Det var stor jubel i betongbransjen da myndighetene hevet grenseverdien for seksverdig krom i sommer. Den nye regelen gjaldt gjenbruksbetong, altså betong fra rivningsprosjekter som brukes om igjen til for eksempel veifyllinger. Ikke bare ble grenseverdien hevet, den ble firedoblet fra to til åtte milligram per kilo betong.

Men hva skyldes all ståheien om denne for folk flest fullstendig ukjente formen av grunnstoffet krom?

La oss ta et eksempel: Et fem etasjers kontorbygg fra 70-tallet skal rives. Bygget inneholder 10.000 tonn betong. Å deponere en slik mengde betong kan fort beløpe seg til to millioner kroner. I tillegg kommer transportutgiftene.

Samtidig skal det bygges ny riksvei like ved. Entreprenøren for veiutbyggingen vil mer enn gjerne ha knust betong som byggeråstoff som erstatning for jomfruelig pukk. Å kjøpe inn pukk er betydelig dyrere, og å ta ut jomfruelige naturressurser er heller ikke miljøvennlig.

Dyrebar ventetid

Sett at en betongprøve fra bygget som skal rives, inneholder 10 milligram seksverdig krom per kilo betong, to milligram mer enn det som er tillatt. Dermed kan ikke eieren av bygget levere betongen til veiutbyggeren uten videre.

Først må det tas flere prøver. Konsentrasjonene av seksverdig krom kan variere fra punkt til punkt i en betongkonstruksjon, og en representativ undersøkelse kan koste et par hundre tusen kroner for et bygg av denne størrelsen.

Dersom resultatet fortsatt viser at Cr(VI)-innholdet er over 8 mg/kg, må byggherren søke Miljødirektoratet om tillatelse til å levere betongen til gjenbruk. Å få svar fra direktoratet kan ta tre måneder. Og hvis direktoratet vender tommelen ned, har lab-analysene og ventetiden vært forgjeves. Da må betongen sendes til et deponi likevel, med de kostnadene det medfører.

– Det er ikke vanskelig å skjønne frustrasjonen i bransjen, sier Cathrine Eckbo, seniorrådgiver i avdelingen bærekraftige geoløsninger på NGI (Norges Geotekniske Institutt).

Hun er prosjektleder for et forskningsoppdrag fra Miljødirektoratet og et antall bransjeaktører, der NGI og Sintef Community undersøker effekt og spredning av seksverdig krom fra betong og betongslam.

– Et mindre problem enn antatt

Siden september 2019 har de sett på analyser av et hundretall betongprøver fra ulike bygg og ulike tidsepoker, og de har gjort feltundersøkelser av knust betong i naturlige omgivelser. De har gjennomført utlekkingstester av totalt 18 betongprøver, både i felt og på laboratoriet, der de i tillegg har sett på hvordan organisk materiale i jord påvirker spredningen av seksverdig krom fra betong.

Rapporten fra undersøkelsene er under utarbeiding og skal oversendes Miljødirektoratet i desember. Enkelte av resultatene kan de imidlertid avsløre allerede.

Hovedfunnet er at seksverdig krom sannsynligvis ikke utgjør så stor risiko for liv og helse i naturen som tidligere antatt.

– Dataene våre viser at seksverdig krom finnes i all betong og vil lekke ut i naturen uavhengig av betongtype når den blir knust og brukt som konstruksjonsmateriale. Resultatene tyder likevel på at problemet ikke er så stort som vi tidligere har tenkt, sier Cathrine Eckbo.

Årsaken er at en høy andel av giftstoffet nøytraliseres i kontakt med jord.

Laboratorieundersøkelsene viser også at betong og betongslam kan inneholde reduserende stoffer, for eksempel toverdig jern, som omformer seksverdig krom til treverdig krom, sier Christian J. Engelsen, som har vært prosjektleder fra Sintef i prosjektet.

Han sier også at undersøkelsene av betongslam er sammenlignet med vanlig knust betong, og gir verdifull informasjon om hvordan betongslam kan behandles.

Nesten alt uskadeliggjøres

Prosjektlederen forteller at worst case-scenarioet i feltundersøkelsene er en betongutfylling uten overdekning. I de fleste tilfeller vil det jo bli lagt et eller annet oppå fyllmassene, det være seg asfalt, et betongdekke eller en bygning.

Enkelte steder blir det imidlertid bare lagt grus på bærelaget, for eksempel på en avsides parkeringsplass, slik at nedbør og avrenning treffer betongen så å si uhindret. Hvor mye seksverdig krom lekker da ut i naturen?

– Vi har sett på hvor mye seksverdig krom som lekker ut av betongen totalt sett, og hva som skjer når betongutlekkingen kommer i kontakt med ulike typer jord, forklarer Cathrine Eckbo.

Det viser seg at det organiske materialet i jordsmonnet har gunstig virkning på reduksjonen av seksverdig krom. I møte med karbonrik jord reduseres «veldig mye» av giftstoffet til mindre giftig, treverdig krom.

– Oppsettet av forsøkene har mye å si. I laboratorieforsøkene så vi at nesten alt av det seksverdige kromet fra betongutlekkingen ble immobilisert i jorda. I felt var resultatene langt mer varierende, oppsummerer Eckbo.

Hun forklarer det med at flere parametre gjør seg gjeldende når man undersøker store mengder jord og betong. I risikoanalysen som forskerne utarbeider i disse dager, er hensikten å kunne komme fram til et godt tallgrunnlag for spredningen av seksverdig krom i ulike gjenvinningscenarioer.

Verdens mest brukte byggemateriale

Cathrine Eckbo legger ikke skjul på at målet for prosjektet, som er initiert av Miljødirektoratet og støttet av flere aktører i betong- og avfallsindustrien, er at direktoratet skal kunne bruke resultatene til å revurdere reglene som gjelder for seksverdig krom.

– Det er viktig å sette opp et regelverk som kan bidra til økt gjenbruk og resirkulering av betong på en kostnadseffektiv og miljøvennlig måte. Resultatene fra prosjektet kan brukes til å vurdere egnede bruksområder for resirkulert betong og forenkle dagens prosess, mener Eckbo.

Samtidig understreker hun at dette må være basert på et solid, faglig grunnlag, for høye konsentrasjoner av seksverdig krom kan beviselig forårsake alvorlige sykdommer (se faktaboks lenger ned). Det er derfor det tidligere har vært så strenge grenser for dette stoffet.

Tidligere, da alt som ble revet, ble deponert, var ikke dette et problem. Klimautfordringene og ressursknapphet har imidlertid gjort gjenbruk av betong mer og mer aktuelt. Å kunne bruke betong på nytt som erstatning for jomfruelig pukk og grus i veier, støyvoller, parkeringsplasser og andre konstruksjoner, har enorm verdi i et miljø- og klimaperspektiv.

Ikke bare er det dyrt å deponere betong for de enkelte byggherrene, målene i Parisavtalen kan vanskelig nås om ikke gjenbruksgraden av betong økes – verdens desidert mest brukte byggemateriale.

Kortvarig virkning av jernsulfat?

All den tid bygninger, bruer og andre betongkonstruksjoner står oppe, er det ingen fare forbundet med seksverdig krom, som dannes fra kalkstein under produksjon av sement. Det er når konstruksjonene rives, og betongen knuses for å deponeres eller gjenbrukes, at problemene oppstår.

Og det er når det renner vann over knust betong, at lekkasjen av seksverdig krom starter.

Etter at betongarbeidere i sin tid begynte å få utslett og andre plager av våt sement, ble det tilsatt jernsulfat som tilslag i sementen for å redusere mengden seksverdig krom. Dette fungerte etter hensikten på fabrikkene, men det ser ikke ut til at det gir lavere konsentrasjoner av seksverdig krom i rivningsbetong på lang sikt, viser forsøkene til NGI og Sintef.

Betongen fra før og etter at man begynte med denne praksisen, inneholder like stor variasjon i innholdet av seksverdig krom, viser de nye testene. Det kan tyde på at den positive effekten av jernsulfat ikke er permanent, men her trengs det mer forskning før man konkluderer, presiserer Eckbo.

Christian J. Engelsen bemerker at grensen for seksverdig krom for sementproduksjon er beholdt på 2 mg Cr(VI) pr. kilo sement.

Må ta mange betongprøver

En litteraturundersøkelse foretatt av Sintef basert på tall hentet inn av Forum for miljøkartlegging, tyder på at gjennomsnittsinnholdet av seksverdig krom i norsk betong ligger på rundt 4,5 mg/kg. En kompliserende faktor er at konsentrasjonen varierer mellom bygg fra samme tid og til og med fra sted til sted i samme konstruksjon. Derfor er det nødvendig å ta flere prøver før man avgjør om en rivningsmasse kan gjenbrukes eller ikke.

En kjerneprøve tas ved at det bores ut en 20 til 30 centimeter lang sylinder fra betongkonstruksjonen. Denne males opp og blandes til en homogen masse før innholdet analyseres.

Et dilemma for betongeierne er at en kjerneprøve er et ganske stort inngrep i konstruksjonen, slik at det ikke kan tas for mange prøver uten at sikkerheten svekkes. Dermed må man i mange tilfeller nøye seg med å slå ut biter med hammer og meisel, noe som ikke er en like nøyaktig metode.

Selv om man har tatt aldri så mange prøver og kommet fram til en konsentrasjon man mener er riktig, kan man likevel ikke si med sikkerhet hvor stor lekkasjen i naturen vil være.

– Med de dataene vi har tilgjengelig i dag, kan vi ikke se en klar sammenheng mellom faststoffinnhold og spredning, konstaterer Eckbo.

Hun viser til et eksempel fra forsøkene der en betongprøve med 4,5 milligram seksverdig krom per kilo ga høyere utlekking av seksverdig krom enn en prøve med hele 20 mg/kg av det omstridte stoffet.

Effektiv, organisk jord

Hva så med bakken som betongen legges på? Kan jordsmonnet ha større betydning enn innholdet av seksverdig krom, som nesten virker uberegnelig?

I NGIs feltundersøkelser, hvor de har samarbeidet med avfallsselskapene Lindum og AF Decom, har forskerne utsatt betongmassene for bestemte mengder vann, latt det renne gjennom betongen og ned i lag av jord med ulike mengder organisk materiale. Deretter har de målt innholdet av seksverdig krom i vannet.

Sintef har også satt opp et feltforsøk i samarbeid med Statens Vegvesen der gjenbrukte betongaggregater er brukt i en veifylling.

Den foreløpige konklusjonen fra alle forsøkene er at organisk materiale (organisk karbon) i jorda reduserer spredning av seksverdig krom fra betong. Resultatene viser også at selv jord med lavt innhold av organisk materiale, har betydelig reduksjonsevne.

– Så da er det bare for veibyggere og andre å pøse på med organisk jord under betongmassene?

– Det spørs om det er så enkelt. Ulik jord har ulike kvaliteter, og dette vil igjen kunne påvirke kvaliteten og stabiliteten til veien, korrigerer Eckbo.

Konsentrasjonen avtar med årene

Hun legger til at resultatene fra feltforsøkene viser at det er mye som kan påvirke hvordan jorda fungerer som buffermateriale, og at det bør gjøres flere storskala felttester for å undersøke dette nærmere.

Christian J. Engelsen påpeker at feltundersøkelsene ved Statens vegvesens kontrollstasjon på Taraldrud viser at utlekkingen av Cr(VI) avtar til lave konsentrasjoner etter noen år. I et forsterkningslag med asfaltdekke over knust betong eller herdet og resirkulert betongslam, er det veldig liten vannkontakt, viser forsøkene.

– Den totale mengden Cr(VI) avgitt til grunnvannet, blir derfor også liten, sier Sintef-forskeren.

Feltundersøkelsene på Taraldrud har pågått siden 2004 og er sannsynligvis blant de få i verden med så lang måleserie.

Utkonkurrerer seg selv

En av partnerne bak den pågående studien til NGI og Sintef, er avfallsselskapet Lindum, som blant annet livnærer seg på deponering av betong.

– Hvorfor støtter dere et prosjekt som har som mål å utkonkurrere virksomheten deres?

– Vi har tro på at ved å delta aktivt i jakten på bærekraftige løsninger, vil vi finne nye forretningsmodeller, sier Tormod Lundberg, salgssjef i avdeling for forurenset grunn og industri i Lindum.

Han understreker at deponering av betong utgjør en relativt liten del av Lindums virksomhet, og at selskapet blant annet ønsker å bidra til at det blir kan bli produsert mer raffinerte materialer av rivningsbetong enn fyllmasse. Lindum kan for eksempel sørge for kvalitetssikring av brukt betong og dokumentere tekniske egenskaper, foreslår han.

– Vi må kunne tilby en betong som er så god og trygg at markedet ønsker å bruke den på lik linje med ferskvare, sier Lundberg.

En basisk ressurs

Cathrine Eckbo i NGI er også opptatt av å se etter nye gjenbruksmuligheter for betong. Forsøk med gammel betong som tilslag i ny betong er industrien allerede i gang med. Betongens høye pH-verdi kan vi også utnytte bedre, mener Eckbo.

Det bør for eksempel undersøkes om den høye pH-verdien i betongutlekking kan brukes til å nøytralisere for eksempel svartskifer og syredannende gneis, som ofte forbindes med problematikk rundt sur avrenning. På denne måten kan mange sorter surt avfall nøytraliseres enten i felt eller ved deponering, foreslår hun.

– Vi må endre mentalitet og se på brukt betong som en ressurs, ikke et avfallsproblem, mener Cathrine Eckbo.

I desember skal prosjektteamet sende resultatene av undersøkelsene til Miljødirektoratet og de andre partnerne i prosjektet. Deretter vil det publiseres en rapport, sannsynligvis i første kvartal 2021.