Stabilisering och solidifiering av muddermassor i Gävle hamn
Sveriges hamnområden har under en längre tid tagit emot föroreningar från exempelvis sjöfart, luft och vattendrag. Dessa föroreningar ansamlas i bottensedimenten. Då sjöfartens kontinuerliga behov av att muddra infartslederna inte beräknas minska kan man räkna med att stora volymer sediment frambringas de närmaste åren. Dessa sediment kräver ett hållbart omhändertagande. I Gävle hamn planeras muddring av inloppskanalen vilket innebär 4 000 000m3 sediment. Av dessa kommer minst 1 000 000m3 vara av förorenad natur. Stabilisering/solidifiering, även kallad STSO, är ett sätt att ta hand om de förorenade muddermassorna. Metoden går ut på att muddermassorna stabiliseras med en bindemedels-mix. Bindemedlen tillsammans med de förorenade muddermassorna bildar en stabilare massa vars permeabilitet är betydligt lägre än vad den var innan STSO. Föroreningarnas mobilitet reduceras vilket medför mindre påverkan av närliggande miljö. Förutom de miljömässiga aspekterna uppstår även fysikaliska reaktioner. Dessa reaktioner innebär att de geotekniska egenskaperna i muddermassan förändras till det bättre då bland annat brotthållfastheten ökar. STSO är dessutom en ekonomiskt fördelaktig metod att tillämpa då fraktkostnader, deponiavgifter och inköp av utskiftningsmaterial ofta kan uteslutas helt eller tills stor del. I detta examensarbete har flygaska från tre värmekraftverk använts i bindemedelsmixen. Alla verk ägs av Vattenfall AB. Två av askorna är stenkolsaskor och den tredje är en bioflygaska från torv- och flisförbränning. Förutom flygaska innehåller bindemedelsmixen byggcement. Andelen cement i bindemedelsmixen varierar från 50 vikt-% till 80 vikt-%. Resterande % innehåller kombinationer av stenkolsflygaska/bioflygaska i viktförhållandet 100-0 till 0-100. Muddermassan blandades med bindemedlen och formades till cylindriska provkroppar. Provkropparna härdade i kylrum i 7, 28 och 56 dygn. När provkropparna härdat placerades de i en enaxiell tryckmaskin där de pressades ihop tills de gick till brott. Enstaka lakningsförsök har utförts på vissa provkroppar som härdat under 28 dygn. Detta för att påvisa de eventuella samband som finns mellan olika bindmedelsmängder och lakegenskaper. Det bedömdes även intressant att jämföra lakningsresultaten från lagrad och torr stenkolsflygaska. Vid jämförelse mellan de olika stenkolsaskorna visade det sig att den lagrade stenkols-flygaskan var marginellt bättre än den torra stenkolsflygaskan ur ett brotthållfasthets-perspektiv. Detta då hållfasthetsutvecklingen fram till 7 dygns härdning skedde i ett snabbare tempo. Efter 56 dygn hade provkropparna dock uppnått samma brotthållfasthetsnivå och ingen märkbar skillnad dem emellan fanns. Det framkom även att båda stenkolsaskorna var bättre än bioflygaskan då tryckresultaten var jämnare och ofta något högre då provkropparna endast innehöll cement/stenkolsflygaska jämfört med endast cement/bioflygaska. Resultaten från lakningsförsöken tyder på att en ökad inblandningsmängd minskar lakning av exempelvis kvicksilver och molybden men ökar lakning av exempelvis nickel. De ämnen som hamnar på gränsen till, eller över, gränsvärden för inert avfall på deponier är kvicksilver, nickel, molybden, löst kol och klorider. För den torra stenkolsflygaskan ses att ingen större skillnad jämfört med den lagrade med undantag av en kraftigare utlakning av kvicksilver och en minskad utlakning av molybden, nickel och DOC. Av de provkropparna som klarade brotthållfasthetskravet på 140 kPa är receptet 60/10/30 (cement/bioflygaska/stenkolsflygaska) med inblandningsmängden 180 kg/m3 det recept som förespråkas. Kostnaden för detta recept ligger uppskattningsvis på 104 kr/m3.