VOIMALAITOSTUHKAT MAARAKENNUSKÄYTÖSSÄ.

Transkriptio

1 VOIMALAITOSTUHKAT MAARAKENNUSKÄYTÖSSÄ

2 UUSIOMATERIAALIEN KÄYTTÖ MAARAKENTAMISESSA UUMA-LOPPUSEMINAARI MAHDOLLISUUDET - UUSIUTUMATTOMIEN LUONNONVAROJEN SÄÄSTÖ (20%), ERITYISESTI SORAHARJUT JA POHJAVESIALUEIDEN SUOJELU - ILMASTOPÄÄSTÖJEN VÄHENTÄMINEN (C02) - ENERGIAN KULUTUKSEN VÄHENTÄMINEN - VÄHEMMÄN MATERIAALIA KAATOPAIKOILLE - TALOUDELLISUUS SÄÄSTÖT - TEKNISESTI KESTÄVÄMPIÄ RAKENTEITA -> UUMA

3 KANSALLINEN UUMA-HANKE Kansallinen UUMA-hanke

4 2017

5 UUMA2 -sisältö Lähtötilanne Seuraukset Huonolaatuiset maaainekset: savet siltit moreenit Lievästi pilaantuneet maaainekset Maa-ainekset sedimentit Teollisuuden sivutuotteet tuhkat kuonat kuitusavi betonimurske kipsit rikastushiekka asfalttijäte lasi Kaatopaikka Hyötykäyttöön infrarakentamiseen UUMA2 Demoohjelma Sovellutukset tiet kadut radat satamat aluerakentaminen teollisuus alueet kaupan kohteet puistot urheilukohteet Taloudelliset säästöt Luonnonvarojen säästöt CO 2 Päästöjen väheneminen Energian kulutuksen väheneminen Massojen kuljetusten väheneminen Uutta liiketoimintaa Vähemmän materiaalia kaatopaikalle

6 UUMA 2 ORGANISAATIO OHJAUSRYHMÄ Puheenjohtaja + rahoittavat tahot Strategia, rahoitus, toteutuksen ohjaus, tiedonvälitys sidosryhmiin/hankkeisiin, hankkeen tukeminen TYÖVALIOKUNTA UUMA2 hankkeen käytännön toteutuksesta vastaaminen ohjausryhmän päätösten mukaisesti Tiedonjako WWW-sivut Ohjeet Seminaarit UUMAn emohanke Teollisuuden tuotekehitysprojektit Materiaalit Sovellutukset Logistiikka Varastointi Rakentaminen Laitteistot Laadun ohjaus Demohankkeet Väylät Aluehankkeet Teollisuusalue Kauppa Satama Liikunta Maa- ja metsätalous Kaivos Aluehankkeet Savo-Karjalan UUMA Etelä-Pohjanmaa Pirkanmaa Satakunta Oulu Pääkaupunkiseutu Kaakkois-Suomi Keski-Suomi - T&K Julkinen Hankintamenettelyt Ympäristötutkimukset Elinkaaritutkimukset Suunnitteluprosessi ja mitoitus Tekniset vaatimukset ja ympäristövaatimukset - Yritykset Tekes EU Hankebudjetit Aluehankkeisiin osallistuminen Julkinen rahoitus Tekes, EU Livi, YM Muu rahoitus 6

7 TUHKAT MAARAKENNUSKÄYTÖSSÄ 1. Tiet ja kentät Tiet, kadut, kevyen liikenteen väylät Paikoitusalueet, teollisuusalueet Urheilukentät Massiivituhkarakenteet Seosaineena muiden sivutuotteiden kanssa mm. rikastushiekka, kuitusavi, kipsi Sideaineseosaine kerrosstabiloinnissa 2. Satamat ja meriväylät Pilaantuneiden tai pehmeiden sedimenttien stabiloinnissa sideaineena tai seoksessa Satamakenttien rakennekerrokseen massiivi- tai seosaineena Kantavan kerroksen kerosstabilointiin 7

8 TUHKAT MAARAKENNUSKÄYTÖSSÄ 3. Massastabilointi Pehmeiden alueiden massastabiloinnin sideaineeksi / sideaineseosaineeksi kaikkiin infrakohteisiin mm. aluerakennushankkeet 4. Ympäristörakenteet Meluvallit Tulvavallit Kaatopaikkojen ym. tiivisterakenteet Kaivosjätteiden suojarakenteet 5. Happamien materiaalien neutraloiminen Sulfidisavet Happamat kaivosjätteet 8

9 ESIMERKKEJÄ TEOLLISUUDEN SIVUTUOTTEIDEN HYÖTYKÄYTÖSTÄ: TUHKARAKENNE Tie on hyvässä kunnossa seitsemän vuotta lentotuhkakorjauksen jälkeen. Kangasala, Savontie peruskorjaus 1991 Perinteisellä menetelmällä korjattu tieosuus seitsemän vuotta korjauksen jälkeen 9

10 ESIMERKKEJÄ TEOLLISUUDEN SIVUTUOTTEIDEN HYÖTYKÄYTÖSTÄ: KUITUTUHKARAKENNE Rajalantie Luopioisissa ennen peruskorjausta 1996 Rajalantie kaksi vuotta peruskorjauksen jälkeen Kuitutuhkarakenne on kestänyt hyvin, halkeamia ei näy. Kuitutuhkamateriaalia Perinteisellä menetelmällä korjattu vertailuosuus on halkeilut. 10

11 KEVYEN LIIKENTEEN VÄYLÄN UUDET PINTARAKENTEET, KUKKIA CIRCLET 11

12 KUKKIA CIRCLET 2002 Valmis tie, jyrsinstabilointi 12

13 UUMA-RAKENNETUTKIMUKSET, KUKKIA- CIRCLET KUOHIJOKI-KYYNÄRÖ UUMA-rakennetutkimukset: Kukkia Circlet, Kuohijoki-Kyynärö. Eri rakenteiden keskilujuudet. Näytteet tien keskilinjalta v v v Puristuslujuus [MPa] ,0 Rakenne A, LT6%+YSe4% Rakenne B, LT6%+FTC4% Rakenne E, LT3%+RPT3%+YSe4% Rakenteet ja sideaineet 8,0 UUMA-rakennetutkimukset: Kukkia Circlet, Kuohijoki-Kyynärö. Eri rakenteiden keskilujuudet. Näytteet tien reunaosilta. v v v ,0 Puristuslujuus [MPa] 6,0 5,0 4,0 3,0 2,0 Rakenne A, LT6%+YSe4% Rakenne B, LT6%+FTC4% Rakenne E, LT3%+RPT3%+YSe4% Rakenteet ja sideaineet 13

14 KESKI-SUOMEN UUMA JÄMSÄN TUHKARAKENTAMIS- KOHTEET 2010

15 VUODEN 2010 TUHKARAKENTAMISKOHTEET

16 PITKÄNIEMEN SEKOITUSTYÖMAA

17 PITKÄNIEMEN SEKOITUSTYÖMAA - AUMASEKOITUS

18 MT HIIDENMÄKI - VAHERI (HIMOS) LÄHTÖTILANNE

19 MT HIIDENMÄKI - VAHERI (HIMOS) LEIKATTU TIERAKENNE

20 MT HIIDENMÄKI - VAHERI (HIMOS) - LENTOTUHKAN LEVITYS

21 MT HIIDENMÄKI - VAHERI (HIMOS) STABILOINNIN RUNKOAINEEN LEVITYS

22 MT HIIDENMÄKI - VAHERI (HIMOS) STABILOINNIN RUNKOAINEEN LEVITYS

23 MT HIIDENMÄKI - VAHERI (HIMOS) JYRSINSEKOITUS JA TIIVISTYS

24 MT HIIDENMÄKI - VAHERI (HIMOS) VALMIS PÄÄLLYSTE

25 ECOROAD-PILOTTI VIHTOLA-JÄKKÖ 2006 MASSOJEN SEKOITUKSET AUMASEKOITUKSENA 25

26 ECOROAD-PILOTTI VIHTOLA-JÄKKÖ 2006 RAKENTAMINEN 26

27 ECOROAD-PILOTTI TEUROISTENTIE 2006 RAKENTAMINEN 27

28 ECOROAD-PILOTTI TEUROISTENTIE 2006 RAKENTAMINEN

29 ECOROAD: RAKENNEVAIHTOEHDOT Teuroisten kohteen mallilla Periaaterakenteet: Kerrosstabilointi ja murskerakennevaihtoehdot Päällyste Tasaus / kantavan yläp. Kantava Muuta / vanhaa tierakennetta VE1 Tuhkastabilointi VE3 Murskerakenne+lujitekangas 29

30 KESTÄVÄÄ KEHITYSTÄ EDISTETÄÄN ELINKAARITARKASTELUILLA, HANKKEEN VALINTOJA OHJAA ELINKAARITARKASTELU LCC, LCA Vaihtoehtojen VE1 ja VE2 materiaalikuljetusten vaikutus ilmaston lämpenemispotentiaalina [tonnia CO2-ekv/TY] Uusiutumattomien luonnonvarojen käyttö ratkaisujen materiaalisisällön perusteella (tonnia/tie-km) 10 Muu Kallioaines VE1 Tuhkastabilointi VE2 Murskerakenne Materiaalien kuljetusten vaikutus ilmaston lämpenemispotentiaalina [t (CO2-ekv)/tie-km] Rakenne Ympäristöindikaattorit Kust. Yht. painotet tuna LV GWP E Yht. Murske Tuhkastabilointi Kuitutuhka RH + tuhka VE1 Tuhkastabilointi VE2 Murskerakenne Ratkaisuvaihtoehtojen VE1 ja VE2 materiaaleihin perustuva luonnonvarojen käyttö [tonnia/tie-km] LV = Luonnonvarojen käyttö (uusiutumattomat) GWP = Ilmaston lämpemispotentiaali E = Energian kulutus RH+tuhka = Rikastushiekka + tuhka (massiivirakenne) 30

31 DEVELOPMENT OF MASS STABILISATION TECHNOLOGY The mixing drum of ALLU Stabilization System The mass stabilization system of ALLU 31

32 MASS STABILISATION Working stages

33 VUOSAARI HARBOUR, MASS STABILISATION OF TBT-SEDIMENT, Test basin Sedimentlagoons 33

34 BINDER RECEPTATION Results of a leaching test Cumulative solubility of TBT Modified diffusion test ,0 0,9 SR-cement 0,8 Cumulative lsolubility [mg/m 2 ] 0,7 0,6 0,5 0,4 0,3 CEM II B - cement 0,2 SR-cem+fly ash+desulfication waste 0,1 SR-cement+fly ash 0,0 Unstabilised CEM II B-cement+ fly ash Days after starting the test 34

35 NEW HARBOUR IN VUOSAARI, HELSINKI,

36 36

37 EFFECT OF THE E-MODULUS OF A STABILISED BASE COURSE TO THE THICKNESS OF THE COVERING COURSE AND THE COSTS. 45, Price [ /m 2 ] 40,00 35,00 30,00 25,00 20,00 15,00 10,00 5,00 0,00 Price of conventional structure 39,16 /m 2 Price of stabilised structure 'Saving' Thickness of asphalt layer Thickness of asphalt layer [mm] -5, E-modulus (stabilisation) [MPa] 37

38 THE SITEMAP OF THE PILOT STRUCTURES, M 2 38

39 CONSTRUCTION OF THE PILOT STRUCTURE storage stacks stationary multimode mixer 39

40 CONSTRUCTION OF THE PILOT STRUCTURE asphalt spreading machine stabilising cutter 40

41 THE COMPLETED PILOT STRUCTURE ( M 2 ) READY FOR USE, CONSTITUTING 4 % OF THE HARBOUR FIELD (150 HECTARES). 41

42 STABILISATION OF CONTAMINATED DREDGED MASSES WITH FLY ASH BINDER ADMIXTURE 42

43 MAP OF THE CONTAMINATED AREAS IN THE RIVER AURA Highly contaminated sediments Contaminated sediments Contaminated sediments 43

44 BINDER RECEPTATION It is very effective and economical to use industrial by-products. In the case of the river Aura the most effective by-products combined with cement are coal fly ash, blast-furnace slag and oil shale ash. 1-axial compression strenght [kpa] Duration of curing 90 d, +8 C Duration of curing 180 d, +8 C Addition of PKT kg/m 3 Yleis50 + PKT150 Yleis50 + PKT200 Yleis50 + PKT250 Yleis = General cement PKT = Estonian oil shale fly ash Pika = Rapid cement KJ =Blast-furnace slag LT = coal fly ash Target level 100 kpa Yleis200 Yleis250 Pika45 + KJ105 + LT100 Amount of binder(s) [kg/m 3 ] Pika70 + KJ150 + LT100 44

45 TRANSPORTATION ROUTE OF THE SEDIMENTS, PANSIO LAGOON 45

46 Image size: 7,94 cm x 25,4 cm PIANC AGA TECHNICAL SEMINAR IN-SITU STABILISATION OF CONTAMINATED SEDIMENTS IN FINLAND CASE AURAJOKI

47 CASE KOKKOLA DEEP PORT RAILWAY YARD SILVERSTONE PORT GENERAL PORT

48 STABILOINTIALLAS ENNEN STABILOINTIA 48

49 KÄYTETTY RESEPTI: LENTOTUHKA KG/M 3 49

50 KENTTÄTESTAUKSEN TULOKSET, VUOSI STABILOINNIN JÄLKEEN 50

51 YLIJÄÄMÄMAIDEN HYÖTYKÄYTÖN PILOTTIKOHTEITA PÄÄKAUPUNKISEUDULLA, ABSOILS - ABSOILS-projekti - Pilottikohteita

52 Z LIFE+2009 YMPÄRISTÖ HANKE LIFE09 ENV/FI/575 Sustainable methods and processes to convert abandoned lowquality soils into construction materials. Demonstration project in Finland. (ABSOILS) Heikkolaatuisten ylijäämämassojen hyödyntäminen maarakentamisessa kestävän kehityksen mukaisesti

53 3. JÄTKÄSAARI I JA II, SEDIMENTTIEN MASSASTABILOINTI ALTAISSA 2011 JA

54 2. PERKKAA, ESPOO, KOIRA-AITAUS, PENGERTÄYTTÖ STABILOITAVALLA SAVELLA, V

55 TULOKSIA TUHKIEN YMPÄRISTÖ- KELPOISUUDEN MUUTTUMISESTA ERI KÄSITTELYISSÄ JA SOVELLUTUKSISSA Tuhkan vanhentaminen Tuhkan tiivistäminen Tuhkan stabilointi Seosaineiden lisääminen tuhkaan

56 TUHKAN VANHENTAMISKOKEEN TULOKSIA Lähtötilanne: tuoreen, kuivan LT:n bariumin liukoisuus ylittää päällystetyn rakenteen raja-arvon Tulos: 1 kk vanhentamisjakson jälkeen liukoisuus laskee alle peitetyn rakenteen raja-arvon

57 TUHKAN TIIVISTÄMISEN TULOKSIA Tuhka tiivistetään tavoitevesipitoisuudessa ilman sideainelisäystä Ravistelutestiä varten näyte murskataan uudelleen

58 UUMA 2 ORGANISAATIO OHJAUSRYHMÄ Puheenjohtaja + rahoittavat tahot Strategia, rahoitus, toteutuksen ohjaus, tiedonvälitys sidosryhmiin/hankkeisiin, hankkeen tukeminen TYÖVALIOKUNTA UUMA2 hankkeen käytännön toteutuksesta vastaaminen ohjausryhmän päätösten mukaisesti Tiedonjako WWW-sivut Ohjeet Seminaarit UUMAn emohanke Teollisuuden tuotekehitysprojektit Materiaalit Sovellutukset Logistiikka Varastointi Rakentaminen Laitteistot Laadun ohjaus Demohankkeet Väylät Aluehankkeet Teollisuusalue Kauppa Satama Liikunta Maa- ja metsätalous Kaivos Aluehankkeet Savo-Karjalan UUMA Etelä-Pohjanmaa Pirkanmaa Satakunta Oulu Pääkaupunkiseutu Kaakkois-Suomi Keski-Suomi - T&K Julkinen Hankintamenettelyt Ympäristötutkimukset Elinkaaritutkimukset Suunnitteluprosessi ja mitoitus Tekniset vaatimukset ja ympäristövaatimukset - Yritykset Tekes EU Hankebudjetit Aluehankkeisiin osallistuminen Julkinen rahoitus Tekes, EU Livi, YM Muu rahoitus 58

59 UUMA2 -KEHITTÄMISALUEET 1. Materiaalien tuotekehitys ja tuotteistus Tekninen kelpoisuus Ympäristökelpoisuus Materiaalituotanto: logistiikka, varastointi Sovellutukset 2. Rakentamisen teknologiakehitys 3. Suunnittelun kehittäminen 4. Hankinnan kehittäminen 5. Ympäristölainsäädännön kehittäminen

60 UUMA2 -TOTEUTUS 1. Tuotekehitysprojektit 2. Demonstraatiohankkeet 3. Aluehankkeet 4. T&K (suunnitteluprosessit, mitoitus, hankintamenettelyt, ympäristölainsäädännön edellyttämät tutkimus- ja kehittämistoimet) 5. Tiedon jakaminen (ohjeet, web-sivut, seminaarit, tiedon siirto oppilaitoksiin)

61 UUMA 2 TOTEUTUS 1. Tuotekehitysprojektit

62 UUMA2 -TOTEUTUS 2. Demonstraatiohankkeet Roves Sampaanalanlahti

63 UUMA2 -TOTEUTUS 3. Aluehankkeet UUMA2-demonstraatiohankealueet voivat noudattaa ELYkeskusten aluejakoa. Hankealueita on 9 kpl lisättynä pääkaupunkiseudulla, eli yhteensä 10 hankealuetta.

64 UUMA2 -TOTEUTUS 4. T&K SATAMAT KESTÄVÄÄ KEHITYSTÄ EDISTETÄÄN KOKONAISVALTAISELLA MASSOJEN HYÖTYKÄYTÖN KOORDINOINNILLA MITÄÄN EI HEITETÄ HUKKAAN Edellyttää hankkeessa Materiaalitutkimukset hankkeen alkuvaiheessa, myös huonolaatuiset ylijäämämaat /pimat ja niiden hyötykäytön tutkimukset Kokonaisvaltainen massojen koordinointi ja logistiikan suunnittelu Hyvälaatuisten materiaalien oikea hyödyntäminen ja tarvittaessa myynti toiseen hankkeeseen Materiaalien jalostamisen ja stabilointien suunnittelu Alueen ympäristössä muodostuvien materiaalien / teollisuuden sivutuotteiden hyödyntäminen 64

65 UUMA2 -TOTEUTUS 5. Tiedon jakaminen Esimerkkinä energiantuotannon sivutuotteiden synty, paikkatieto

66 UUMA 2-OHJELMAN AIKATAULU Hankkeen organisointi Demohankkeiden haku ja organisointi Demohankkeiden suunnittelu, toteutus ja seuranta Tuotteistushankkeet T&K-hankkeiden suunnittelu ja organisointi T&K-hankkeiden toteutus Ohjeiden laadinta Seminaarit: *valtakunnalliset x alueelliset Web-sivut * x * x * x * x * x * Ohjausryhmä

67 TUHKIEN HYÖTYKÄYTTÖ MAARAKENTAMISESSA Mitä voimalaitoksen tulisi tehdä I Tuhkan Ympäristöominaisuudet Tekniset soveltuvuustutkimukset Lähtötilanneselvitys Alueella muodostuvat muut materiaalit mm. rikastushiekka, kuitusavi, kipsi Maarakentamistarpeet alueella tuhkan hyötykäytön kannalta II Rakennuttajat LIVL, ELY-keskukset Kunnat Satamat, lentokentät Teollisuus, kauppa Yhteistyön rakentaminen Urakoitsijat Maarakennus Sekoitus ja varastointi Kuljetus Mahdolliset materiaalitoimijat Jäteyhtiöt Materiaaliliikeyrittäjät Ympäristölupaviranomaiset III Kohteiden selvittäminen tuhkavaihtoehto : tekninen ja taloudellinen hyöty, ympäristöhyödyt Tuhkan käsittely ja logistiikka Pilotoinnit Hyödyntämiskohteiden haku ja toteutus Hankkeiden suunnittelu toteutus - laadunseuranta 67

68 KIITOS