VOIMALAITOSTUHKAT MAARAKENNUSKÄYTÖSSÄ [email protected] UUSIOMATERIAALIEN KÄYTTÖ MAARAKENTAMISESSA UUMA-LOPPUSEMINAARI 27.5.2010 MAHDOLLISUUDET - UUSIUTUMATTOMIEN LUONNONVAROJEN SÄÄSTÖ (20%), ERITYISESTI SORAHARJUT JA POHJAVESIALUEIDEN SUOJELU - ILMASTOPÄÄSTÖJEN VÄHENTÄMINEN (C02) - ENERGIAN KULUTUKSEN VÄHENTÄMINEN - VÄHEMMÄN MATERIAALIA KAATOPAIKOILLE - TALOUDELLISUUS – SÄÄSTÖT - TEKNISESTI KESTÄVÄMPIÄ RAKENTEITA -> UUMA2 2012-2017 KANSALLINEN UUMA-HANKE 2006-2010 Kansallinen UUMA-hanke 2006 - 2010 3 2017 UUMA2 -sisältö Lähtötilanne Huonolaatuiset maaainekset: • savet • siltit • moreenit Lievästi pilaantuneet maaainekset Seuraukset Hyötykäyttöön infrarakentamiseen Teollisuuden sivutuotteet • • • • • • • • tuhkat kuonat kuitusavi betonimurske kipsit rikastushiekka asfalttijäte lasi • Maa-ainekset • sedimentit Kaatopaikka Taloudelliset säästöt Luonnonvarojen säästöt UUMA2 Demoohjelma 2012- 2017 Sovellutukset • tiet • kadut • radat • satamat • aluerakentaminen • teollisuus alueet • kaupan kohteet • puistot • urheilukohteet CO2 Päästöjen väheneminen Energian kulutuksen väheneminen Massojen kuljetusten väheneminen Uutta liiketoimintaa Vähemmän materiaalia kaatopaikalle UUMA 2 –ORGANISAATIO 30.11.12 OHJAUSRYHMÄ Puheenjohtaja + rahoittavat tahot Strategia, rahoitus, toteutuksen ohjaus, tiedonvälitys sidosryhmiin/hankkeisiin, hankkeen tukeminen TYÖVALIOKUNTA UUMA2 –hankkeen käytännön toteutuksesta vastaaminen ohjausryhmän päätösten mukaisesti Teollisuuden tuotekehitysprojektit Materiaalit Sovellutukset Logistiikka Varastointi Rakentaminen Laitteistot Laadun ohjaus Tiedonjako WWW-sivut Ohjeet Seminaarit Demohankkeet Aluehankkeet T&K Väylät Savo-Karjalan UUMA Julkinen Aluehankkeet Etelä-Pohjanmaa Hankintamenettelyt Teollisuusalue Pirkanmaa Ympäristötutkimukset Kauppa Satakunta Elinkaaritutkimukset Satama Oulu Liikunta Pääkaupunkiseutu Suunnitteluprosessi ja mitoitus Maa- ja metsätalous Kaakkois-Suomi Kaivos Keski-Suomi UUMAn emohanke Tekniset vaatimukset ja ympäristövaatimukset - Yritykset Tekes EU Hankebudjetit Aluehankkeisiin osallistuminen Julkinen rahoitus Tekes, EU Livi, YM Muu rahoitus 6 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 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 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 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 KEVYEN LIIKENTEEN VÄYLÄN UUDET PINTARAKENTEET, KUKKIA CIRCLET 11 KUKKIA CIRCLET 2002 Valmis tie, jyrsinstabilointi 12 UUMA-RAKENNETUTKIMUKSET, KUKKIACIRCLET KUOHIJOKI-KYYNÄRÖ UUMA-rakennetutkimukset: Kukkia Circlet, Kuohijoki-Kyynärö. Eri rakenteiden keskilujuudet. Näytteet tien keskilinjalta. 13 12 11 v. 2003 v. 2004 v. 2006 9 8 7 6 5 4 UUMA-rakennetutkimukset: Kukkia Circlet, Kuohijoki-Kyynärö. Eri rakenteiden keskilujuudet. Näytteet tien reunaosilta. 3 9,0 2 Rakenne A, LT6%+YSe4% Rakenne B, LT6%+FTC4% Rakenne E, LT3%+RPT3%+YSe4% Rakenteet ja sideaineet 8,0 v. 2003 v. 2004 v. 2006 7,0 Puristuslujuus [MPa] Puristuslujuus [MPa] 10 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 KESKI-SUOMEN UUMA JÄMSÄN TUHKARAKENTAMISKOHTEET 2010 VUODEN 2010 TUHKARAKENTAMISKOHTEET PITKÄNIEMEN SEKOITUSTYÖMAA PITKÄNIEMEN SEKOITUSTYÖMAA AUMASEKOITUS MT 16573 HIIDENMÄKI - VAHERI (HIMOS) – LÄHTÖTILANNE 19.5.2010 MT 16573 HIIDENMÄKI - VAHERI (HIMOS) – LEIKATTU TIERAKENNE MT 16573 HIIDENMÄKI - VAHERI (HIMOS) LENTOTUHKAN LEVITYS MT 16573 HIIDENMÄKI - VAHERI (HIMOS) – STABILOINNIN RUNKOAINEEN LEVITYS MT 16573 HIIDENMÄKI - VAHERI (HIMOS) – STABILOINNIN RUNKOAINEEN LEVITYS MT 16573 HIIDENMÄKI - VAHERI (HIMOS) – JYRSINSEKOITUS JA TIIVISTYS MT 16573 HIIDENMÄKI - VAHERI (HIMOS) – VALMIS PÄÄLLYSTE ECOROAD-PILOTTI VIHTOLA-JÄKKÖ 2006 MASSOJEN SEKOITUKSET AUMASEKOITUKSENA 25 ECOROAD-PILOTTI VIHTOLA-JÄKKÖ 2006 RAKENTAMINEN 26 ECOROAD-PILOTTI TEUROISTENTIE 2006 RAKENTAMINEN 27 ECOROAD-PILOTTI TEUROISTENTIE 2006 RAKENTAMINEN ECOROAD: RAKENNEVAIHTOEHDOT Teuroisten kohteen mallilla Periaaterakenteet: Kerrosstabilointi ja murskerakennevaihtoehdot 900 800 700 Päällyste Tasaus / kantavan yläp. Kantava Muuta / vanhaa tierakennetta 600 500 400 300 200 100 0 VE1 Tuhkastabilointi VE3 Murskerakenne+lujitekangas 29 KESTÄVÄÄ KEHITYSTÄ EDISTETÄÄN ELINKAARITARKASTELUILLA, HANKKEEN VALINTOJA OHJAA ELINKAARITARKASTELU LCC, LCA Uusiutumattomien luonnonvarojen käyttö ratkaisujen materiaalisisällön perusteella (tonnia/tie-km) Vaihtoehtojen VE1 ja VE2 materiaalikuljetus ten vaikutus ilmaston lämpenemispotentiaalina [tonnia CO2-ekv/TY] 6 000 Muu Kallioaines 10 5 000 4 000 5 3 000 2 000 0 VE1 Tuhkastabilointi VE2 Murskerakenne 1 000 Materiaalien kuljetusten vaikutus ilmaston lämpenemispotentiaalina [t (CO2-ekv)/tie-km] Rakenne Ympäristöindikaattorit Kust. Yht. painotet tuna LV GWP E Yht. Murske 1 4 2 7 8 8 Tuhkastabilointi 5 3 5 13 15 14 Kuitutuhka 4 2 4 10 11 11 RH + tuhka 3 2 3 8 11 10 0 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 DEVELOPMENT OF MASS STABILISATION TECHNOLOGY • The mixing drum of ALLU Stabilization System • The mass stabilization system of ALLU 31 MASS STABILISATION • Working stages VUOSAARI HARBOUR, MASS STABILISATION OF TBT-SEDIMENT, 2005-2006 Test basin Sedimentlagoons 33 BINDER RECEPTATION • Results of a leaching test Cumulative solubility of TBT Modified diffusion test 16.9.2005 1,0 SR-cement 0,9 Cumulative lsolubility 2 [mg/m ] 0,8 0,7 CEM II B - cement 0,6 0,5 0,4 0,3 0,2 SR-cem+fly ash+desulfication waste 0,1 0,0 0 10 20 30 40 50 Days after starting the test 60 SR-cement+fly ash Unstabilised 70 80 90 100 CEM II B-cement+ fly ash 34 NEW HARBOUR IN VUOSAARI, HELSINKI, 2008 35 36 EFFECT OF THE E-MODULUS OF A STABILISED BASE COURSE TO THE THICKNESS OF THE COVERING COURSE AND THE COSTS. Price of stabilised structure 40,00 'Saving' 35,00 Thickness of asphalt layer Price [€/m2] 30,00 200 175 150 25,00 125 20,00 100 Price of conventional structure 39,16 €/m2 15,00 75 10,00 5,00 50 0,00 25 -5,00 0 500 1000 1500 2000 Thickness of asphalt layer [mm] 225 45,00 0 2500 E-modulus (stabilisation) [MPa] 37 THE SITEMAP OF THE PILOT STRUCTURES, 60000 M2 38 CONSTRUCTION OF THE PILOT STRUCTURE storage stacks stationary multimode mixer 39 CONSTRUCTION OF THE PILOT STRUCTURE asphalt spreading machine stabilising cutter 40 THE COMPLETED PILOT STRUCTURE (60 000 M2) READY FOR USE, CONSTITUTING 4 % OF THE HARBOUR FIELD (150 HECTARES). 41 STABILISATION OF CONTAMINATED DREDGED MASSES WITH FLY ASH BINDER ADMIXTURE 42 MAP OF THE CONTAMINATED AREAS IN THE RIVER AURA Highly contaminated sediments Contaminated sediments Contaminated sediments 43 BINDER RECEPTATION 1-axial compression strenght [kPa] • 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. 600 Yleis = General cement PKT = Estonian oil shale fly ash Pika = Rapid cement KJ =Blast-furnace slag LT = coal fly ash Duration of curing 90 d, +8°C 500 Duration of curing 180 d, +8°C 400 300 200 Addition of PKT 150 3 250 kg/m Target level 100 kPa 100 0 Yleis50 + PKT150 Yleis50 + PKT200 Yleis50 + PKT250 Yleis200 Yleis250 Pika45 + KJ105 + LT100 Pika70 + KJ150 + LT100 3 Amount of binder(s) [kg/m ] 44 TRANSPORTATION ROUTE OF THE SEDIMENTS, PANSIO LAGOON 45 Image size: 7,94 cm x 25,4 cm PIANC AGA TECHNICAL SEMINAR 27.5.2009 IN-SITU STABILISATION OF CONTAMINATED SEDIMENTS IN FINLAND – CASE AURAJOKI CASE KOKKOLA DEEP PORT RAILWAY YARD SILVERSTONE PORT GENERAL PORT STABILOINTIALLAS ENNEN STABILOINTIA 48 KÄYTETTY RESEPTI: LENTOTUHKA 150-200 KG/M3 49 KENTTÄTESTAUKSEN TULOKSET, VUOSI STABILOINNIN JÄLKEEN 50 YLIJÄÄMÄMAIDEN HYÖTYKÄYTÖN PILOTTIKOHTEITA PÄÄKAUPUNKISEUDULLA, ABSOILS - ABSOILS-projekti - Pilottikohteita 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 3. JÄTKÄSAARI I JA II, SEDIMENTTIEN MASSASTABILOINTI ALTAISSA 2011 JA 2012 53 2. PERKKAA, ESPOO, KOIRA-AITAUS, PENGERTÄYTTÖ STABILOITAVALLA SAVELLA, V. 2012-2013 54 TULOKSIA TUHKIEN YMPÄRISTÖKELPOISUUDEN MUUTTUMISESTA ERI KÄSITTELYISSÄ JA SOVELLUTUKSISSA • Tuhkan vanhentaminen • Tuhkan tiivistäminen • Tuhkan stabilointi • Seosaineiden lisääminen tuhkaan 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 TIIVISTÄMISEN TULOKSIA • Tuhka tiivistetään tavoitevesipitoisuudessa ilman sideainelisäystä • Ravistelutestiä varten näyte murskataan uudelleen UUMA 2 –ORGANISAATIO 30.11.12 OHJAUSRYHMÄ Puheenjohtaja + rahoittavat tahot Strategia, rahoitus, toteutuksen ohjaus, tiedonvälitys sidosryhmiin/hankkeisiin, hankkeen tukeminen TYÖVALIOKUNTA UUMA2 –hankkeen käytännön toteutuksesta vastaaminen ohjausryhmän päätösten mukaisesti Teollisuuden tuotekehitysprojektit Materiaalit Sovellutukset Logistiikka Varastointi Rakentaminen Laitteistot Laadun ohjaus Tiedonjako WWW-sivut Ohjeet Seminaarit Demohankkeet Aluehankkeet T&K Väylät Savo-Karjalan UUMA Julkinen Aluehankkeet Etelä-Pohjanmaa Hankintamenettelyt Teollisuusalue Pirkanmaa Ympäristötutkimukset Kauppa Satakunta Elinkaaritutkimukset Satama Oulu Liikunta Pääkaupunkiseutu Suunnitteluprosessi ja mitoitus Maa- ja metsätalous Kaakkois-Suomi Kaivos Keski-Suomi UUMAn emohanke Tekniset vaatimukset ja ympäristövaatimukset - Yritykset Tekes EU Hankebudjetit Aluehankkeisiin osallistuminen Julkinen rahoitus Tekes, EU Livi, YM Muu rahoitus 58 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 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) UUMA 2 –TOTEUTUS 1. Tuotekehitysprojektit UUMA2 -TOTEUTUS 2. Demonstraatiohankkeet Roves Sampaanalanlahti UUMA2 -TOTEUTUS 3. Aluehankkeet • UUMA2-demonstraatiohankealueet voivat noudattaa ELYkeskusten aluejakoa. Hankealueita on 9 kpl lisättynä pääkaupunkiseudulla, eli yhteensä 10 hankealuetta. 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 UUMA2 -TOTEUTUS 5. Tiedon jakaminen Esimerkkinä energiantuotannon sivutuotteiden synty, paikkatieto UUMA 2-OHJELMAN AIKATAULU 2012 2013 2014 2015 2016 2 4 6 8 10 12 2 4 6 8 10 12 2 4 6 8 10 12 2 4 6 8 10 12 2 4 6 8 10 12 2 4 2017 6 8 10 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 Ohjausryhmä * x * x * x * x * x * 12 TUHKIEN HYÖTYKÄYTTÖ MAARAKENTAMISESSA Mitä voimalaitoksen tulisi tehdä I Lähtötilanneselvitys Tuhkan •Ympäristöominaisuudet •Tekniset soveltuvuustutkimukset II Alueella muodostuvat muut materiaalit mm. rikastushiekka, kuitusavi, kipsi Yhteistyön rakentaminen Rakennuttajat Urakoitsijat Mahdolliset materiaalitoimijat •LIVL, ELY-keskukset •Maarakennus •Kunnat •Sekoitus ja varastointi •Jäteyhtiöt •Satamat, lentokentät •Kuljetus •Materiaaliliikeyrittäjät •Teollisuus, kauppa III Maarakentamistarpeet alueella tuhkan hyötykäytön kannalta Ympäristölupaviranomaiset Hyödyntämiskohteiden haku ja toteutus •Kohteiden Kohteiden selvittäminen ”tuhkavaihtoehto”: tekninen ja taloudellinen hyöty, ympäristöhyödyt •Tuhkan käsittely ja logistiikka •Pilotoinnit •Hankkeiden suunnittelu – toteutus - laadunseuranta 67 KIITOS
© Copyright 2024