Förekomst och masstabilisering av sulfidlera i Åbo
Strandell, Walter (2023)
Strandell, Walter
2023
Julkaisun pysyvä osoite on
https://urn.fi/URN:NBN:fi-fe2023050741614
https://urn.fi/URN:NBN:fi-fe2023050741614
Tiivistelmä
I denna studie har utbredningen av sulfidleror i Åbo sammanställts på basis av tidigare undersökningar samt undersökningar som gjorts under detta arbete. Fysikalisk-kemiska egenskaper, inklusive kornstorlek, organisk halt, svavel- och metallhalter samt aciditet har bestämts för valda leror. Därtill undersöktes hållfastheten samt lösligheten och aciditeten i leror som stabiliserats med bindemedlen cement, masugnsslagg, flygaska, masugnsslagg och osläckt kalk.
I denna studie har 15 identiska kombinationer av bindemedel använts för att jämföra hållfasthetsutvecklingen mellan sulfidlera från Åbo torg och icke-sulfidhaltig lera från Riitasuogatan. Restprodukter från industrin (masugnsslagg och flygaska) har tillsatts till cement i ett försök att minska på bindemedlets koldioxidavtryck.
Både sulfidleran som sedimenterats i det bräckta Littorinahavet samt den underliggande Ancylusleran som sedimenterats i sötvatten är mycket porösa/ostabila i Åbo och på basis av viktsonderingsdata kunde ingen skillnad ses mellan de två lerorna. Efter masstabilisering var däremot den slutliga hållfastheten för sulfidleran från Åbo torg var avsevärt sämre jämfört med sötvattenleran från Riitasuogatan. Det krävdes ungefär dubbelt mera bindemedel för att stabilisera sulfidleran. Orsaken till skillnaden torde vara relaterad till sulfidhalten, men oklart i vilken mån andra fysikalisk-kemiska egenskaper medverkade. Cement eller osläckt kalk kunde inte fullständigt ersättas av restprodukter.
Masstabilisering ger de porösa lerjordarna i Åbo en förbättrad hållfasthet och förhindrar potentiella försurningsprocesser som sulfidvittring orsakar. Den kraftiga ökningen i pH som cement och osläckt kalk orsakar ger metallerna en lägre mobilitet och därför urlakas dessa inte från de masstabiliserade lerjordarna. Också möjligt att lösta metaller konsumeras vid härdningsprocesserna genom att de binds i reaktionsprodukterna i lerans porutrymmen. Masstabiliseringen minskar således också miljörisker.
Resultaten visar att sulfidlerornas utsträckning är betydligt större än väntat och bör i framtiden beaktas vid planering av byggnadsprojekt. Sulfidlerorna förekommer främst i låglänta områden vanligen max 10 m över havet, men påträffades som högst ända upp till 17 m över havet. Obehandlade sulfidleror blir sura och lakar ut stora mängder metaller om de oxideras samt kan orsaka korrosion på betong- och metallkonstruktioner. De är av naturen ostabila och vid masstabilisering kan det behövas mera bindemedel än vanligt.
I denna studie har 15 identiska kombinationer av bindemedel använts för att jämföra hållfasthetsutvecklingen mellan sulfidlera från Åbo torg och icke-sulfidhaltig lera från Riitasuogatan. Restprodukter från industrin (masugnsslagg och flygaska) har tillsatts till cement i ett försök att minska på bindemedlets koldioxidavtryck.
Både sulfidleran som sedimenterats i det bräckta Littorinahavet samt den underliggande Ancylusleran som sedimenterats i sötvatten är mycket porösa/ostabila i Åbo och på basis av viktsonderingsdata kunde ingen skillnad ses mellan de två lerorna. Efter masstabilisering var däremot den slutliga hållfastheten för sulfidleran från Åbo torg var avsevärt sämre jämfört med sötvattenleran från Riitasuogatan. Det krävdes ungefär dubbelt mera bindemedel för att stabilisera sulfidleran. Orsaken till skillnaden torde vara relaterad till sulfidhalten, men oklart i vilken mån andra fysikalisk-kemiska egenskaper medverkade. Cement eller osläckt kalk kunde inte fullständigt ersättas av restprodukter.
Masstabilisering ger de porösa lerjordarna i Åbo en förbättrad hållfasthet och förhindrar potentiella försurningsprocesser som sulfidvittring orsakar. Den kraftiga ökningen i pH som cement och osläckt kalk orsakar ger metallerna en lägre mobilitet och därför urlakas dessa inte från de masstabiliserade lerjordarna. Också möjligt att lösta metaller konsumeras vid härdningsprocesserna genom att de binds i reaktionsprodukterna i lerans porutrymmen. Masstabiliseringen minskar således också miljörisker.
Resultaten visar att sulfidlerornas utsträckning är betydligt större än väntat och bör i framtiden beaktas vid planering av byggnadsprojekt. Sulfidlerorna förekommer främst i låglänta områden vanligen max 10 m över havet, men påträffades som högst ända upp till 17 m över havet. Obehandlade sulfidleror blir sura och lakar ut stora mängder metaller om de oxideras samt kan orsaka korrosion på betong- och metallkonstruktioner. De är av naturen ostabila och vid masstabilisering kan det behövas mera bindemedel än vanligt.
Kokoelmat
- 1171 Geotieteet [22]