Ruoppausmassan stabilointi uusiosideaineilla – Hiilijalanjäljen, lujuuden ja kustannusten tarkastelu Matalahden kenttäkokeessa

Show full item record



Permalink

http://urn.fi/URN:ISBN:978-952-11-5504-8 http://hdl.handle.net/10138/346116

Files in this item

Total number of downloads: Loading...

Files Size Format View
SYKEra_31_2022_CircVol_2.pdf 5.218Mb PDF View/Open
Title: Ruoppausmassan stabilointi uusiosideaineilla – Hiilijalanjäljen, lujuuden ja kustannusten tarkastelu Matalahden kenttäkokeessa
Author: Eriksson, Jan-Erik; Karvonen, Jaakko; Kronberg, Thomas; Salminen, Jani
Publisher: Suomen ympäristökeskus
Date: 2022
Language: fi
Belongs to series: Suomen ympäristökeskuksen raportteja 31/2022
ISBN: 978-952-11-5504-8
ISSN: 1796-1726
URI: http://urn.fi/URN:ISBN:978-952-11-5504-8
http://hdl.handle.net/10138/346116
Abstract: Maan stabilointi mahdollistaa pehmeiden maiden lujittamisen rakentamiseen soveltuvaksi. Samalla voidaan sitoa haitallisia aineita ja hillitä esimerkiksi haponmuodostusta rikkipitoisissa maa-aineksissa. Tyypillisesti stabilointiin on käytetty sementtiä. Sen valmistamisesta aiheutuu kuitenkin paljon hiilidioksidipäästöjä ja maankäytön muutoksia. Stabilointiin voidaan käyttää teollisuuden sivuvirtoja, myös sellaisia sideaineita, joita päätyy nykyisin kaatopaikoille. Tämä CircVol2-projektin osahankkeen raportti tarkastelee ruoppausmassojen stabilointia käytettyjen sideaineiden ilmastopäästöjen, saavutetun lujuuden ja sideaineiden kustannusten suhteen. Laskennan kohteena oleva stabiloinnin kenttäkoe sekä ruoppaus ja läjitys suoritettiin Naantalin Matalahdella vuonna 2020. Tällöin tehtiin kenttäkokeena stabilointikoeruutuja, joissa testattiin eri sideaineseoksia. Käytettyjä sideaineita olivat sementti, masuunikuona, monipolttolaitoksen tuhka, jätteenpolton pohjakuona, kalkinpolton uunipöly ja kahden yrityksen tekemät seokset. Maata on mahdollista stabiloida riittävän lujaksi käyttämällä teollisuuden jäte- ja sivuvirtoja osana stabilointiseosta ja vähentää samalla huomattavasti ilmastopäästöjä ja säästää kustannuksissa verrattuna stabilointiin pelkällä sementillä. Tämän hankkeen sideaineseoksia käyttämällä raaka-aineiden kustannukset voitiin pudottaa kolmannekseen ja päästöjen määrä kymmenykseen sementtipainotteisiin seoksiin verrattuna. Johtopäätöksenä voidaan sanoa, että maan stabiloinnissa on mahdollista hyödyntää jäte- ja sivuvirtoja. Samalla voidaan vähentää merkittävästi ilmastopäästöjä ja kustannuksia, mutta silti saavuttaa riittäviä lujuuksia. Työn osuus päästöistä ja kustannuksista voi olla merkittävä, kuljetusten harvemmin. Päästöjen ja kustannusten suhteen optimaalinen sideaine tai sideaineseos tulee valita tapauskohtaisesti. Kaupungistumisen jatkuessa ja rakentamisen laajentuessa kohteille, joiden maaperiä pitää stabiloida, on mahdollista löytää kustannustehokkaita ja ilmastoa merkittävästi vähemmän kuormittavia vaihtoehtoja ja samanaikaisesti edistää kiertotaloutta. Stabilization of dredged marine sediments with sustainable binders – Examination of carbon footprint, compressive strength, and costs in Matalahti field test Soil stabilization makes it possible to solidify soft soils for construction. At the same time, harmful substances can be bound and, for example, acid formation in sulphur-containing soils can be controlled. Cement has typically been used for stabilization. However, its production causes a lot of carbon dioxide emissions and involves changes in land use. Industrial waste and side streams can be used for stabilization, including binders that currently end up in landfills. This subproject report of the CircVol2 project examines the stabilization of dredged material in terms of greenhouse gas emissions, achieved strength, and costs of the binders. The stabilization field test, dredging, and disposal, which are the subject of the calculation, were performed in Matalahti, Naantali, in 2020. The field test was performed in different experimental plots, in which different binder mixtures were tested. The binders used were cement, blast furnace slag, ash from a co-fired combined heat and power plant, bottom ash from municipal waste incineration, lime kiln dust, and ready mixtures from two commercial companies. It is possible to stabilize the soil to sufficient strength by using industrial waste and side streams as part of the stabilization mix, while significantly reducing climate emissions and costs compared to stabilization with cement alone. With the binder mixtures of this project, the cost of raw materials could be reduced by a third and the amount of emissions by a tenth compared to cement-based mixtures. In conclusion, it is possible to utilize industrial waste and side streams for soil stabilization. This can significantly reduce greenhouse gas emissions and costs, while still achieving sufficient strength. The labour’s share of emissions and costs can be significant, while transport often plays a minor role. The optimal binder or binder mixture in terms of emissions and costs should be chosen on a case-by-case basis. As urbanization continues and construction expands to sites that need soil stabilization, it will be possible to find cost-effective alternatives with significantly less impact on the climate, while promoting circular economy. Stabilisering av muddringsmassa med hållbara bindemedel – Undersökning av koldioxidavtryck, tryckhållfasthet och kostnad för fälttestet i Matalahti Markstabilisering gör det möjligt att förstärka mjuka jordar som grund för byggande. Samtidigt kan skadliga ämnen bindas och till exempel syrabildning i svavelhaltiga jordar kan kontrolleras. Cement har vanligtvis använts för stabilisering. Dess produktion släpper dock ut mycket koldioxid och orsakar även förändrad markanvändning. Industriella biprodukter kan användas för stabilisering, inklusive material som idag hamnar på deponier. Att använda dessa material som ersättning för cement främjar cirkulär ekonomi och minimerar miljöpåverkan. Denna rapport undersöker CircVol2-projektet som en fallstudie i termer av klimatutsläpp, uppnådd tryckhållfasthet och bindemedelskostnader för bindemedel som används för att stabilisera muddermassor. Fältförsöket med stabilisering, som är föremål för beräkningen, utfördes i Matalahti, Nådendal, år 2020. Fältförsöket hade olika provrutor, i vilka olika bindemedelsrecept undersöktes. Bindemedlen som användes var cement, masugnsslagg, aska från flerbränslekraftverk, bottenaska från avfallsförbränning, kalkugnsdamm samt färdiga blandningar från två kommersiella företag. Det är möjligt att stabilisera marken tillräckligt stark genom att använda industriavfall och biproduktströmmar som en del av stabiliseringsmixen. Samtidigt reduceras klimatutsläppen och kostnadsbesparingar avsevärt jämfört med stabilisering med enbart cement. Med bindemedelsblandningarna i detta projekt skulle kostnaden för råvaror kunna minskas med en tredjedel och mängden utsläpp med en tiondel jämfört med cementvägda blandningar. Undersökningens slutsatser visar att det är möjligt att kunna utnyttja avfalls- och biproduktströmmar för att stabilisera lermassor. Samtidigt som klimatutsläppen och kostnaderna minskar avsevärt, kan man ändå uppnå tillräckliga tryckhållfastheter. Arbetskraftens andel av utsläpp och kostnader kan vara betydande, medan transporterna ofta spelar en mindre roll. Det optimala bindemedlet eller bindemedelsblandningen vad gäller utsläpp och kostnader bör väljas från fall till fall. I takt med att urbaniseringen fortsätter och byggandet utökas på platser som behöver markstabiliseras, är det möjligt att hitta kostnadseffektiva och betydligt mindre klimatförstörande alternativ samtidigt som man främjar en cirkulär ekonomi.


This item appears in the following Collection(s)

Show full item record