A quay is a structure which is constructed along the shoreline for docking purposes. When the quay is constructed using reinforced concrete, damage over time happens under the combined action of chemical and mechanical corrosion of the varied materials. The quay columns situated in the seawater are commonly corroded due to the chloride ingress and frost attack. These deteriorations significantly reduce the service life of the quay column. Reinforced concrete materials are traditionally used to repair the eroded quay structures in the present circumstances but have significant environmental impacts. As a sustainable alternative, a calcareous electrochemical precipitation, induced mineral deposition (IMD) after sea water electrolysis, has been suggested for refurbishing underwater structures. This thesis aims to evaluate the carbon footprint associated with the IMD approach from a life cycle perspective. The critical hotspots and the trade-offs of this approach are identified and compared with the concrete-based refurbishment. It is found that the primary contributors to the carbon emissions are the upstream processes involving the production of IMD materials. Similarly, a significant amount of carbon emissions occurs from the use of electricity in the downstream processes. However, IMD approach outperforms the concrete refurbishment on an overall climate change impact. The results from the sensitivity analysis also demonstrate that use of less carbon- intensive anode materials and the complete transition of grid electricity in the use phase into renewable energy resources would environmentally benefit the IMD approach. Therefore, for the refurbishment of marine quay columns, the IMD approach with asserted recommendations would be a sustainable alternative to the current practices. / En kaj är en betongkonstruktion som är byggd längs strandlinjen för dockningsändamål. När kajen är konstruerad med hjälp av armerad betong, händer skador med tiden under kombineradverkan av kemisk och mekanisk korrosion av de varierade materialen. Kajkolonner som ligger i havsvattnet kan frätas sönder (eroderas) genom inträngning från kloridsalter och frostattacker. Dessa frätskador minskar avsevärt kajkolonnens livslängd. Material av armerad betong används traditionellt för att reparera de eroderade kajstrukturerna, men har en betydande miljöpåverkan. Som ett hållbart alternativ har en kalkhaltig elektrokemisk nederbörd, ”inducerad mineral nedfall” (IMD) efter havet vatten elektrolys, föreslagits för renovering av kajkolonnens undervattensstruktur. Denna avhandling syftar till att utvärdera de koldioxidavtryck som är förknippade med IMD-ansatsen ur ett livscykelperspektiv. De kritiska ”hotspots” och kompromisser för detta tillvägagångssätt identifieras och jämförs med den traditionella betongbaserade renoveringen. Det konstateras att de främsta bidragsgivarna till koldioxidutsläppär de uppströmsprocesser som omfattar produktion av IMD-material. På samma sätt uppstår en betydande del av koldioxidutsläpp påverkan genom användning av el i de efterföljande processerna. IMD-metoden överträffar dock den traditionella renoveringen när det gäller den övergripande inverkan på klimatförändringarna. Resultaten från känslighetsanalysen visar också att användning av mindre kolintensiva anodmaterial och fullständig övergång av förnybar el i användningsfasen skulle gynna IMD-metoden utifrån ett miljöperspektiv. För renovering av betongkolonner för marina kajer skulle därför IMD-metoden med rekommendationer från denna studie vara ett hållbart alternativ till den nuvarande praxisen.
| Identifer | oai:union.ndltd.org:UPSALLA1/oai:DiVA.org:kth-284145 |
| Date | January 2020 |
| Creators | Jerald, Remy Prame Joseph |
| Publisher | KTH, Hållbar utveckling, miljövetenskap och teknik |
| Source Sets | DiVA Archive at Upsalla University |
| Language | English |
| Detected Language | English |
| Type | Student thesis, info:eu-repo/semantics/bachelorThesis, text |
| Format | application/pdf |
| Rights | info:eu-repo/semantics/openAccess |
| Relation | TRITA-ABE-MBT ; 20704 |
Page generated in 0.0025 seconds