Kivihiilivoimaloiden rikinpoistotuotteet ja lentotuhka maarakentamisessa

Jatkotutkimus

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

Research output: Book/ReportReportProfessional

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

NameVTT Tiedotteita - Meddelanden - Research Notes
PublisherVTT
No.1952
ISSN (Print)1235-0605
ISSN (Electronic)1455-0865

Fingerprint

Nefopam
Coal

Keywords

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

Cite this

Mäkelä, E., Wahlström, M., Pihlajaniemi, M., Mroueh, U-M., Keppo, M., & Rämö, P. (1999). Kivihiilivoimaloiden rikinpoistotuotteet ja lentotuhka maarakentamisessa: Jatkotutkimus. Espoo: VTT Technical Research Centre of Finland. VTT Tiedotteita - Meddelanden - Research Notes, No. 1952
Mäkelä, Esa ; Wahlström, Margareta ; Pihlajaniemi, Miina ; Mroueh, Ulla-Maija ; Keppo, Martti ; Rämö, Pia. / Kivihiilivoimaloiden rikinpoistotuotteet ja lentotuhka maarakentamisessa : Jatkotutkimus. Espoo : VTT Technical Research Centre of Finland, 1999. 64 p. (VTT Tiedotteita - Meddelanden - Research Notes; No. 1952).
@book{6e4c503dc1c8418ba2b63133eefcd279,
title = "Kivihiilivoimaloiden rikinpoistotuotteet ja lentotuhka maarakentamisessa: Jatkotutkimus",
abstract = "Tutkimuksen tavoitteena oli kehitt{\"a}{\"a} kivihiilivoimaloiden lentotuhkasta ja puolikuivamenetelm{\"a}n rikin-poistotuotteesta teknisesti toimivia ja ymp{\"a}rist{\"o}kelpoisia maarakennusk{\"a}ytt{\"o}{\"o}n sopivia tuotteita. Tuotteiden soveltuvuutta tutkittiin sek{\"a} laboratoriokokein ett{\"a} k{\"a}yt{\"a}nn{\"o}n koekohteissa. Lentotuhkasta ja lentotuhkan ja rikinpoistotuotteen seoksista tehtiin useita kymmeni{\"a} koekappaleita, joista osassa kokeiltiin my{\"o}s erilaisia lis{\"a}aineita. Tavoitteena oli selvitt{\"a}{\"a} parhaat lentotuhka- ja rikinpoistotuoteseossuhteet sek{\"a} lis{\"a}aineiden vaikutukset seosten ominaisuuksiin. Teknist{\"a} kelpoisuutta arvioitiin m{\"a}{\"a}ritt{\"a}m{\"a}ll{\"a} koekappaleiden puristuslujuudet ja tiheydet. Lentotuhkien lujuudenkehityksess{\"a} havaittiin selvi{\"a} eroja. Tuhkamassojen ominaisuuksia pystyttiin muuntelemaan ja paran-tamaan huomattavasti sideaineita k{\"a}ytt{\"a}m{\"a}ll{\"a}. My{\"o}s rikinpoistotuote toimii massan lujuutta parantavana sideaineena. Lentotuhka-rikinpoistotuoteseokset lujittuivat parhaiten, kun rikinpoistotuotteen osuus oli 5-30 {\%}. Ymp{\"a}rist{\"o}kelpoisuuden selvitt{\"a}miseksi tutkittiin sulfaatin, kloridin ja molybdeenin liukoisuudet hollantilaisella diffuusioliukoisuustestill{\"a} (NEN 7345). Jatkotutkimuksessa selvitettiin lis{\"a}ksi tuhkien ja rikinpoistotuotteiden laatuvaihtelun sek{\"a} koekappaleiden i{\"a}n ja tiiviyden vaikutusta liukenemiseen. Massoista k{\"a}yt{\"a}nn{\"o}n olosuhteissa liukenevia m{\"a}{\"a}ri{\"a} seurattiin koekohteeseen rakennetuista lysimetreist{\"a} yhteens{\"a} noin nelj{\"a}n vuoden ajan. Tutkittavat aineet valittiin aikaisempien kokemusten ja vanhoista kentt{\"a}kohteista otettujen n{\"a}ytteiden perus-teella. Ymp{\"a}rist{\"o}kelpoisuuden arvioinnissa k{\"a}ytettiin testeille Hollannissa esitettyj{\"a} ohjeellisia arvoja. Lentotuhkassa kriittisin liukeneva aine oli molybdeeni. Sek{\"a} eri laitosten v{\"a}lisen tuhkien laatuvaihtelun ett{\"a} laitoksen sis{\"a}isen laatuvaihtelun, mm. pitoisuustason, todettiin vaikuttavan selv{\"a}sti molybdeenin liukoisuuteen. Tuhkamassojen todettiin kuitenkin soveltuvan joko vett{\"a} heikosti l{\"a}p{\"a}isev{\"a}ll{\"a} materiaalilla pintaeristettyin{\"a} tai joissakin tapauksissa pelk{\"a}st{\"a}{\"a}n peitettyin{\"a} maarakentamisessa k{\"a}ytett{\"a}viksi. Lentotuhkaa ja rikinpoistotuotetta sis{\"a}lt{\"a}viss{\"a} koekappaleissa kriittisin haitta-aine oli kloridi. Sulfaatin ja molybdeenin liukoisuuksiin pystyttiin vaikuttamaan selv{\"a}sti side- ja lis{\"a}aineilla. My{\"o}s rikinpoistotuotelis{\"a}ys vaikutti molybdeenin liukoisuutta v{\"a}hent{\"a}v{\"a}sti. Kloridin ja mahdollisesti joissakin tapauksissa my{\"o}s sulfaatin liukenemisen vuoksi rikinpoistotuotteen osuus maarakenteissa k{\"a}ytett{\"a}viss{\"a} massoissa voi yleens{\"a} olla vain 10-20 {\%}. Meren rannalla sijaitsevissa kohteissa, joissa valumavedet kanavoituvat suoraan mereen, voidaan kuitenkin tapauskohtaisen arvioinnin perusteella k{\"a}ytt{\"a}{\"a} runsaammin rikinpoistotuotetta sis{\"a}lt{\"a}vi{\"a} seoksia. Kehitettyjen seosten teknist{\"a} toimivuutta k{\"a}yt{\"a}nn{\"o}n olosuhteissa tutkittiin kahdessa kentt{\"a}kohteessa, pys{\"a}-k{\"o}intialueen ja raskaasti liikenn{\"o}idyn tien rakentamisessa. Massojen kosteuden ja seossuhteen todettiin vaikuttavan merkitt{\"a}v{\"a}sti lujittumiseen ja kantavuuteen. My{\"o}s riitt{\"a}v{\"a}{\"a}n tiivist{\"a}miseen on kiinnitett{\"a}v{\"a} erityist{\"a} huomiota. Optimaalisen vesipitoisuuden selvitt{\"a}minen ennakkokokeilla ja rakentamisen aikainen laadun-valvonta ovat eritt{\"a}in t{\"a}rkeit{\"a}.",
keywords = "electric power plants, coal combustion, earthwork, flue gases, fly ash, road construction, desulfurization",
author = "Esa M{\"a}kel{\"a} and Margareta Wahlstr{\"o}m and Miina Pihlajaniemi and Ulla-Maija Mroueh and Martti Keppo and Pia R{\"a}m{\"o}",
note = "Project code: K5SU00327",
year = "1999",
language = "Finnish",
isbn = "951-38-5419-1",
series = "VTT Tiedotteita - Meddelanden - Research Notes",
publisher = "VTT Technical Research Centre of Finland",
number = "1952",
address = "Finland",

}

Mäkelä, E, Wahlström, M, Pihlajaniemi, M, Mroueh, U-M, Keppo, M & Rämö, P 1999, Kivihiilivoimaloiden rikinpoistotuotteet ja lentotuhka maarakentamisessa: Jatkotutkimus. VTT Tiedotteita - Meddelanden - Research Notes, no. 1952, VTT Technical Research Centre of Finland, Espoo.

Kivihiilivoimaloiden rikinpoistotuotteet ja lentotuhka maarakentamisessa : Jatkotutkimus. / Mäkelä, Esa; Wahlström, Margareta; Pihlajaniemi, Miina; Mroueh, Ulla-Maija; Keppo, Martti; Rämö, Pia.

Espoo : VTT Technical Research Centre of Finland, 1999. 64 p. (VTT Tiedotteita - Meddelanden - Research Notes; No. 1952).

Research output: Book/ReportReportProfessional

TY - BOOK

T1 - Kivihiilivoimaloiden rikinpoistotuotteet ja lentotuhka maarakentamisessa

T2 - Jatkotutkimus

AU - Mäkelä, Esa

AU - Wahlström, Margareta

AU - Pihlajaniemi, Miina

AU - Mroueh, Ulla-Maija

AU - Keppo, Martti

AU - Rämö, Pia

N1 - Project code: K5SU00327

PY - 1999

Y1 - 1999

N2 - 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.

AB - 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.

KW - electric power plants

KW - coal combustion

KW - earthwork

KW - flue gases

KW - fly ash

KW - road construction

KW - desulfurization

M3 - Report

SN - 951-38-5419-1

T3 - VTT Tiedotteita - Meddelanden - Research Notes

BT - Kivihiilivoimaloiden rikinpoistotuotteet ja lentotuhka maarakentamisessa

PB - VTT Technical Research Centre of Finland

CY - Espoo

ER -

Mäkelä E, Wahlström M, Pihlajaniemi M, Mroueh U-M, Keppo M, Rämö P. Kivihiilivoimaloiden rikinpoistotuotteet ja lentotuhka maarakentamisessa: Jatkotutkimus. Espoo: VTT Technical Research Centre of Finland, 1999. 64 p. (VTT Tiedotteita - Meddelanden - Research Notes; No. 1952).