LIUKOISUUDET RAKENTEISSA NOORA LINDROOS, RAMBOLL FINLAND OY
TULOKSIA TUHKIEN YMPÄRISTÖ- KELPOISUUDEN MUUTTUMISESTA ERI KÄSITTELYISSÄ JA SOVELLUTUKSISSA Massiivituhkarakenteet Tuhkan vanhentamisen/varastoinnin vaikutus Tuhkan tiivistäminen Tuhkan stabilointi Tuhkan käyttö sideaineena stabiloinneissa Savien ja sedimenttien stabilointi
TUHKAN VANHENTAMINEN Tuhkan vanhennuskoe laboratoriossa: Homogenisoidun kuivan tuhkan vesipitoisuus säädetään tavoitevesipitoisuuteen vastamaan kasavarastoidun tuhkan vesipitoisuutta Säilytys huoneenlämmössä, ilmakontaktissa, vakiovesipitoisuudessa Vanhentamisjakson kuluttua haitta-aineiden liukoisuudet määritetään ravistelutestillä (SFS-EN 12457-2 tai SFS- EN 12457-3) Vanhentamiskokeen tuloksia on verrattu tuoreelle, kuivalle tuhkalle tehdyn liukoisuuskokeen tuloksiin sekä MARA-asetuksessa (VNA 591/2006, VNA 403/2009) esitettyihin tuhkan haitta-aineiden raja-arvoihin
TUHKAN VANHENTAMINEN Vanhentamiskäsittelyssä kostutetun tuhkan sisältämät metallit reagoivat ilman hiilidioksidin kanssa veden toimiessa väliaineena Tällöin tapahtuu karbonaatioreaktioita ja sen seurauksena aineiden liukoisuudet voivat muuttua Käytännössä karbonaatioreaktioita voidaan tehostaa syöttämällä kostutetun tuhkan varastoaumaan tai varastosiiloon hiilidioksidia Liian korkea tuhkan vesipitoisuus hidastaa hiilidioksidin diffuusiota ja karbonaatioreaktioita
TUHKAN VANHENTAMINEN Vanhentamisen vaikutus tuhkan sisältämien haitta-aineiden liukoisuuksiin on tuhkakohtaisesti tutkittava Vanhentamisen vaikutus esimerkiksi bariumin, molybdeenin, lyijyn, kloridin, fluoridin ja sulfaatin liukoisuuksiin on voitu tutkimuksissa osoittaa (Korpijärvi, K. et al., 2009, VTT & Ollila, S., 2011) Erityisesti Hollannissa jätteenpolton pohjakuonan/-tuhkan vanhentamiskäsittelymenetelmät on viety pitkälle ja esimerkiksi kuparin liukoisuutta on voitu merkittävästi alentaa vanhentamiskäsittelyllä (http://www.twence.nl/en/)
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
TUHKAN VANHENTAMISKOKEEN TULOKSIA Lähtötilanne: tuoreen, kuivan LT:n fluoridin liukoisuus ylittää peitetyn rakenteen raja-arvon Tulos: 1 kk vanhentamisjakson jälkeen liukoisuus laskee alle peitetyn rakenteen raja-arvon
TUHKAN TIIVISTÄMISEN TULOKSIA Tuhka tiivistetään tavoitevesipitoisuudessa ilman sideainelisäystä Ravistelutestiä varten näyte murskataan uudelleen
TUHKAN TIIVISTÄMISEN TULOKSIA
TUHKAN STABILOINNIN TULOKSIA Stabiloinnin vaikutus haitta-aineiden liukoisuuteen: Tuhkakohtaista Riippuu käytetystä sideainereseptistä Riippuu tarkasteltavasta haitta-aineesta
TUHKAN STABILOINNIN TULOKSIA
TUHKAN STABILOINNIN TULOKSIA
TUHKAN KÄYTTÖ SIDEAINEENA STABILOINNEISSA Haittaaine LT Savi 1 Savi 1 + 300 kg/m 3 LT Savi 1 + 100 kg/m 3 GTC Savi 1 + 75 kg/m 3 GTC +150 kg/m 3 LT Liukoisuusraja-arvot (ns. Mara-asetus) VNA 403/2009 Peitetty rakenne Sb <0,020 <0,020 0,46 <0,020 <0,020 0,06 0,18 Päällystetty rakenne As <0,020 0,054 0,15 0,12 0,13 0,5 1,5 Ba 1,5 0,28 2,4 0,61 1,1 20 60 Cd <0,020 <0,020 <0,020 <0,020 <0,020 0,04 0,04 Cr 6,3 <0,020 2,1 <0,020 0,19 0,5 3,0 Cu <0,020 <0,020 0,49 0,63 3,4 2,0 6,0 Pb 0,14 <0,020 <0,020 <0,020 <0,020 0,5 1,5 Mo 3,9 0,11 1,8 0,58 1,1 0,5 6,0 Ni <0,020 <0,020 <0,020 1,1 1,2 0,4 1,2 Se 0,22 <0,020 0,11 <0,020 0,053 0,1 0,5 Zn 0,083 <0,020 <0,020 <0,020 0,035 4,0 12 V 0,13 <0,020 0,42 0,65 0,77 2,0 3,0 Kloridi 1 300 2000 1900 1800 1800 800 2400 Sulfaatti 14 000 3100 13000 11000 12000 1000 10000 Fluoridi 9,2 10 50
JOHTOPÄÄTÖKSIÄ JA KYSYMYKSIÄ Liukoisuudet kuivasta, tuoreesta lentotuhkasta poikkevat todellisessa rakenteesta käytettävästä materiaalista Ilmoitusmenettelyn piiriin saatava tuhkan sideainekäyttö ja jalostettu käyttökohdemateriaali Tarvitaan selvitys olemassa olevien kohteiden todellisista ympäristövaikutuksista Sopivimmat testimenetelmät stabiloiduille materiaaleille? Ravistelutesti ja läpivirtaustesti tehdään murskatusta näytteestä FprCEN/TS 16637-2 Rakennustuotteet. Vaarallisten aineiden päästöjen arviointi. Yleinen dynaaminen pintaliukenemistesti aineiden liukenemisen määrittämiseen monoliittisista tai levymäisistä rakennustuotteista. -> tarve liukoisuusraja-arvoille mg/m 2 -yksikössä ei sovellu pikatestiksi
KIITOS