LIUKOISUUDET RAKENTEISSA
NOORA LINDROOS,
RAMBOLL FINLAND OY
YMPÄRISTÖKELPOISUUSSEMINAARI, YM
9.12.2013
TULOKSIA TUHKIEN YMPÄRISTÖKELPOISUUDEN MUUTTUMISESTA ERI
KÄSITTELYISSÄ JA SOVELLUTUKSISSA
Massiivituhkarakenteet
• Tuhkan vanhentamisen/varastoinnin vaikutus
• Tuhkan tiivistäminen
• Tuhkan stabilointi
Tuhkan käyttö sideaineena stabiloinneissa
• Savien ja sedimenttien stabilointi
YMPÄRISTÖKELPOISUUSSEMINAARI, YM
9.12.2013
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 SFSEN 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
YMPÄRISTÖKELPOISUUSSEMINAARI, YM
9.12.2013
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
YMPÄRISTÖKELPOISUUSSEMINAARI, YM
9.12.2013
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/)
YMPÄRISTÖKELPOISUUSSEMINAARI, YM
9.12.2013
TUHKAN VANHENTAMISKOKEEN
TULOKSIA
Lähtötilanne: tuoreen, kuivan LT:n bariumin
liukoisuus ylittää päällystetyn rakenteen raja-arvon
Tulos: 1 kk vanhentamisjakson jälkeen
liukoisuus
YMPÄRISTÖKELPOISUUSSEMINAARI, YM
9.12.2013
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
YMPÄRISTÖKELPOISUUSSEMINAARI, YM
9.12.2013
laskee alle peitetyn rakenteen raja-arvon
TUHKAN TIIVISTÄMISEN TULOKSIA
• Tuhka tiivistetään tavoitevesipitoisuudessa ilman
sideainelisäystä
• Ravistelutestiä varten näyte murskataan uudelleen
YMPÄRISTÖKELPOISUUSSEMINAARI, YM
9.12.2013
TUHKAN TIIVISTÄMISEN TULOKSIA
YMPÄRISTÖKELPOISUUSSEMINAARI, YM
9.12.2013
TUHKAN STABILOINNIN TULOKSIA
Stabiloinnin vaikutus haitta-aineiden liukoisuuteen:
• Tuhkakohtaista
• Riippuu käytetystä sideainereseptistä
• Riippuu tarkasteltavasta haitta-aineesta
YMPÄRISTÖKELPOISUUSSEMINAARI, YM
9.12.2013
TUHKAN STABILOINNIN TULOKSIA
YMPÄRISTÖKELPOISUUSSEMINAARI, YM
9.12.2013
TUHKAN STABILOINNIN TULOKSIA
YMPÄRISTÖKELPOISUUSSEMINAARI, YM
9.12.2013
TUHKAN KÄYTTÖ SIDEAINEENA STABILOINNEISSA
Haittaaine
LT
Savi 1
Savi 1 +
300
kg/m3 LT
Savi 1 +
100
kg/m3
GTC
Savi 1 + Liukoisuusraja-arvot
75 kg/m3 (ns. Mara-asetus)
GTC
VNA 403/2009
+150
kg/m3 LT
Peitetty
rakenne
Päällystetty
rakenne
Sb
<0,020
<0,020
0,46
<0,020
<0,020
0,06
0,18
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
YMPÄRISTÖKELPOISUUSSEMINAARI, YM
10
50
9.12.2013
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/m2-yksikössä
• ei sovellu pikatestiksi
YMPÄRISTÖKELPOISUUSSEMINAARI, YM
9.12.2013
KIITOS
YMPÄRISTÖKELPOISUUSSEMINAARI, YM
9.12.2013