Kivihiilivoimaloiden rikinpoistotuotteet ja lentotuhka maarakentamisessa: Jatkotutkimus

Esa Mäkelä, Margareta Wahlström, Miina Pihlajaniemi, Ulla-Maija Mroueh, Martti Keppo, Pia Rämö

Research output: Book/ReportReport

Abstract

Tutkimuksen tavoitteena oli kehittää kivihiilivoimaloiden lentotuhkasta ja puolikuivamenetelmän rikin-poistotuotteesta teknisesti toimivia ja ympäristökelpoisia maarakennuskäyttöön sopivia tuotteita. Tuotteiden soveltuvuutta tutkittiin sekä laboratoriokokein että käytännön koekohteissa. Lentotuhkasta ja lentotuhkan ja rikinpoistotuotteen seoksista tehtiin useita kymmeniä koekappaleita, joista osassa kokeiltiin myös erilaisia lisäaineita. Tavoitteena oli selvittää parhaat lentotuhka- ja rikinpoistotuoteseossuhteet sekä lisäaineiden vaikutukset seosten ominaisuuksiin. Teknistä kelpoisuutta arvioitiin määrittämällä koekappaleiden puristuslujuudet ja tiheydet. Lentotuhkien lujuudenkehityksessä havaittiin selviä eroja. Tuhkamassojen ominaisuuksia pystyttiin muuntelemaan ja paran-tamaan huomattavasti sideaineita käyttämällä. Myös rikinpoistotuote toimii massan lujuutta parantavana sideaineena. Lentotuhka-rikinpoistotuoteseokset lujittuivat parhaiten, kun rikinpoistotuotteen osuus oli 5-30 %. Ympäristökelpoisuuden selvittämiseksi tutkittiin sulfaatin, kloridin ja molybdeenin liukoisuudet hollantilaisella diffuusioliukoisuustestillä (NEN 7345). Jatkotutkimuksessa selvitettiin lisäksi tuhkien ja rikinpoistotuotteiden laatuvaihtelun sekä koekappaleiden iän ja tiiviyden vaikutusta liukenemiseen. Massoista käytännön olosuhteissa liukenevia määriä seurattiin koekohteeseen rakennetuista lysimetreistä yhteensä noin neljän vuoden ajan. Tutkittavat aineet valittiin aikaisempien kokemusten ja vanhoista kenttäkohteista otettujen näytteiden perus-teella. Ympäristökelpoisuuden arvioinnissa käytettiin testeille Hollannissa esitettyjä ohjeellisia arvoja. Lentotuhkassa kriittisin liukeneva aine oli molybdeeni. Sekä eri laitosten välisen tuhkien laatuvaihtelun että laitoksen sisäisen laatuvaihtelun, mm. pitoisuustason, todettiin vaikuttavan selvästi molybdeenin liukoisuuteen. Tuhkamassojen todettiin kuitenkin soveltuvan joko vettä heikosti läpäisevällä materiaalilla pintaeristettyinä tai joissakin tapauksissa pelkästään peitettyinä maarakentamisessa käytettäviksi. Lentotuhkaa ja rikinpoistotuotetta sisältävissä koekappaleissa kriittisin haitta-aine oli kloridi. Sulfaatin ja molybdeenin liukoisuuksiin pystyttiin vaikuttamaan selvästi side- ja lisäaineilla. Myös rikinpoistotuotelisäys vaikutti molybdeenin liukoisuutta vähentävästi. Kloridin ja mahdollisesti joissakin tapauksissa myös sulfaatin liukenemisen vuoksi rikinpoistotuotteen osuus maarakenteissa käytettävissä massoissa voi yleensä olla vain 10-20 %. Meren rannalla sijaitsevissa kohteissa, joissa valumavedet kanavoituvat suoraan mereen, voidaan kuitenkin tapauskohtaisen arvioinnin perusteella käyttää runsaammin rikinpoistotuotetta sisältäviä seoksia. Kehitettyjen seosten teknistä toimivuutta käytännön olosuhteissa tutkittiin kahdessa kenttäkohteessa, pysä-köintialueen ja raskaasti liikennöidyn tien rakentamisessa. Massojen kosteuden ja seossuhteen todettiin vaikuttavan merkittävästi lujittumiseen ja kantavuuteen. Myös riittävään tiivistämiseen on kiinnitettävä erityistä huomiota. Optimaalisen vesipitoisuuden selvittäminen ennakkokokeilla ja rakentamisen aikainen laadun-valvonta ovat erittäin tärkeitä.
Original languageFinnish
Place of PublicationEspoo
PublisherVTT Technical Research Centre of Finland
Number of pages64
ISBN (Electronic)951-38-5420-5
ISBN (Print)951-38-5419-1
Publication statusPublished - 1999
MoE publication typeNot Eligible

Publication series

SeriesVTT Tiedotteita - Meddelanden - Research Notes
Number1952
ISSN1235-0605

Keywords

  • electric power plants
  • coal combustion
  • earthwork
  • flue gases
  • fly ash
  • road construction
  • desulfurization

Cite this