ENERGIATEOLLISUUDEN YMPÄRISTÖTUTKIMUSSEMINAARI

Transkriptio

1 ENERGIATEOLLISUUDEN YMPÄRISTÖTUTKIMUSSEMINAARI Tuhkat hyötykäyttöön säästöjä päästöissä, luonnonvaroissa ja työmäärässä TkT Pentti Lahtinen,

2 UUMA UUMA VALTAKUNNALLINEN KOORDINOINTIRYHMÄ ASIANTUNTIJARYHMÄ Demonstraatiohankkeet (väylä- ja aluerakentaminen) EU-Life demorahoitus (Tekes) EU-Life Info / Leader partner Ramboll Ohjeet Tuotteistus Demot Hankintamenettelyt UUMAkäsikirja Tietojen keruu koekohteista lainsäädäntöä varten Tekniset tiedot mitoitusta varten Elinkaari-tiedot Koulutus Seminaarit Tiedonsiirto oppilaitoksiin Web-sivut tiedonjako 2

3 TUHKAKÄSIKIRJA 1. ESIPUHE 2. JOHDANTO Ohjeen tavoitteet Hyötykäytön merkitys ym. 3

4 3. TUHKAMATERIAALIT Tuhkien muodostuminen Tuhkalaadut Lento- ja pohjatuhkat Kivihiilituhkat Biotuhkat Sekapolton tuhkat Jätteenpolton tuhkat Varastoinnin vaikutus tuhkan laatuun 4

5 UUMA-RAKENNETUTKIMUKSET, KUKKIA- CIRCLET KUOHIJOKI-KYYNÄRÖ 5

6 4. TUHKASEOSTUOTTEET Tuhkapohjaiset sideaineseokset Turve, savi, kiviaines Tuhkaseosmateriaalit Kuitutuhka, kipsituhka, rikastushiekkatuhka 6

7 5. MATERIAALIN OMINAISUUDET Tekniset Ympäristölliset Tuhkarakentamisen tyyppirakenteet - tuhkatyyppien ja -seosten kantavuusmoduulien vaihteluvälit 7

8 TUHKARAKENTAMISEN TYYPPIRAKENTEET MATERIAALIEN OMINAISUUKSIA Kuivairtotiheyksien vertailua kg/m Sora Hiekka Lentotuhka Kevytsora Lämmönjohtavuuksien vertailua 2,5 2 W/Km 1,5 1 0,5 0 Sora Hiekka Lentotuhka Kevytsora 8

9 TUHKARAKENTAMISEN TYYPPIRAKENTEET - PÄÄLLYSTETYT TIET / KADUT, UUDET RAKENTEET Soveltuvuus: Erittäin hyvä kantavuus Hyvä routaeristävyys Toimii myös kevennysrakenteena 9

10 TUHKARAKENTAMISEN TYYPPIRAKENTEET - TOIMINTAMATRIISI TIE- JA KENTTÄRAKENTEILLE tyyppirakenne uudisrakenne korjausrakenne kevennysrakenne erittäin hyvä kantavuus hyvä kantavuus vaikea routivuusongelma keskivaikea routivuusongelma lievä routivuusongelma P1 X X X X päällystetyt tiet ja kentät P2 X X X X P3 X X X X P4 X X X X P5 X X X X sora päällystetiet S1 X X X X S2 X X X X S3 X X X X K1 X X X X kevyen liikenteen väylät K2 X X X K3 X X X X 10

11 6. MATERIAALIEN JALOSTUS JA LOGISTIIKKA Käsittely ja jalostaminen Varastointi Kuljetus 11

12 7. TUHKA PÄÄLLYSRAKENTEISSA Sovellutukset: tiet, kadut, kentät Rakennetyypit (massiivituhka ja kerrosstabilointi) Mitoitusparametrit Mitoitus 12

13 GRAVEL ROAD, FLY ASH CONSTRUCTION The road is still in very good condition 7 years after fly ash construction. Kangasala, Savontie renovated 1991 The road 7 years after renovation with conventional technology using natural aggregates 13

14 KEVYEN LIIKENTEEN VÄYLÄN UUDET PINTARAKENTEET, KUKKIA CIRCLET 14

15 ECOROAD-PILOTTI VIHTOLA-JÄKKÖ 2006 RAKENTAMINEN

16 ECOROAD-PILOTTI TEUROISTENTIE 2006 RAKENTAMINEN

17 ECOROAD: RAKENNEVAIHTOEHDOT Teuroisten kohteen mallilla

18 KESTÄVÄÄ KEHITYSTÄ EDISTETÄÄN ELINKAARI- TARKASTELUILLA, HANKKEEN VALINTOJA OHJAA ELINKAARITARKASTELU LCC, LCA Materiaalien kuljetusten vaikutus ilmaston lämpenemispotentiaalina [t (CO2-ekv)/tie-km] Rakenne Ympäristöindikaattorit Kust. Yht. painote ttuna LV GWP E Yht. Murske Tuhkastabilointi Kuitutuhka RH + tuhka 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) 18

19 KESTÄVÄÄ KEHITYSTÄ EDISTETÄÄN KOKONAIS- VALTAISELLA MASSOJEN HYÖTYKÄYTÖN KOORIDINOINNILLA MITÄÄN EI HEITETÄ HUKKAAN Edellyttää hankkeessa Materiaalitutkimukset hankkeen alkuvaiheessa, myös huonolaatuiset /pima-maat 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

20

21 CONSTRUCTION OF THE PILOT STRUCTURE storage stacks stationary multimode mixer 21

22 THE SITEMAP OF THE PILOT STRUCTURES, M 2 22

23 THE COMPLETED PILOT STRUCTURE ( M 2 ) READY FOR USE, CONSTITUTING 4 % OF THE HARBOUR FIELD (150 HECTARES). 23

24 KESKI-SUOMEN UUMA JÄMSÄN TUHKARAKENTAMIS- KOHTEET 2010

25 PITKÄNIEMEN SEKOITUSTYÖMAA 25

26 8. TUHKA PENGER- JA TÄYTTÖMATERIAALINA Teiden, katujen ja satamien penger- ja täyttömateriaalina Tyyppisovellutukset Parametrit ja mitoitus 26

27 CASE MR2, VUOSAARI Economical reason for using deep and mass stabilisation Residue material Excavated material soft clay below the road Road Noise wall Amount m 3 Mass exchange Stabilisation commercial binders A Stabilisation by-product binders B Save A Save B

28 9. MASSASTABILOINTI Erilaiset stabilointimenetelmät mm. massa-, prosessi- ja aumastabiloinnit Sovellutukset (myös huonolaatuiset maa-ainekset ja pima-stabiloinnit Parametrit ja mitoitus 28

29 Development of mass stabilisation technology The mixing drum of ALLU Stabilization System The mass stabilization system of ALLU

30 10. RUOPPAUSMASSOJEN STABILOINTI Käytettävät menetelmät Sovellutukset Parametrit ja mitoitus 30

31 The principle of process stabilisation, case Turku Life Stable Feeding of the the dredged sediment from barges to feeding tray Moistened binders belt feeding of fly ash FEEDING TRAY MIXING TRAY Dry binders silo I blast furnace slag silo II rapid cement UNLOADING OF THE STABILISED MATERIAL 31

32 MAP OF THE CONTAMINATED AREAS IN THE RIVER AURA Highly contaminated sediments Contaminated sediments Contaminated sediments 32

33 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. 33

34 EU-Life STABLE LIFE06 ENV/FIN/ Controlled Treatment of TBT-Contaminated Dredged Sediments for the Beneficial Use in Infrastructure Applications. Case: Aurajoki (river Aura) Turku, Finland Dredging with environmental grab Transportation Process stabilisation Utilisation in harbour fillings

35 11. YMPÄRISTÖSOVELLUTUKSET Melu- ja tulvavallit, tiivistekerrokset ym. sovellutukset Parametrit ja mitoitus 35

36 MELUVALLIRAKENTEET Energiantuotannon tuhkat soveltuvat keveytensä ja eristävyytensä puolesta erinomaisesti meluvallirakenteisiin Mahdollisuus hyötykäyttää suuria määriä muuten teknisesti huonolaatuista lentotuhkaa Meluvallit tulisi rakentaa tilan salliessa vaihtelevalla poikkileikkauksella -> eri vaihtoehtojen yhdistely mahdollista Lujittuvilla tuhkilla päästään jo kohtuullisen jyrkkiin luiskiin Geovahvisteilla ja stabiloinnilla mahdollista tehdä lähes pystysuoria luiskia 36

37 12. TUHKARAKENTAMINEN Materiaaliketju ja sen suunnittelu Työmenetelmät ja toteutus kohtien 7-11 sovellutuksiin Työturvallisuus 37

38 ECOROAD-PILOTTI VIHTOLA-JÄKKÖ 2006 RAKENTAMINEN 38

39 13. LAADUNVARMISTUS Laadunvarmistus materiaalien valmistuksessa ja varastoinnissa Laadunvarmistus koko tuotantoketjussa Pitkän ajan laadun seuranta 39

40 14. TALOUDELLISTEN JA YMPÄRISTÖLLE KOITUVIEN HYÖTYJEN LASKEMINEN LCC, LCA 40

41 15. YMPÄRISTÖLUPAKÄYTÄNTÖ 16. CASE-ESIMERKIT 17. MALLITYÖSELITYKSET 18. MUISTILISTAT 41