Teollisten sivutuotteiden stabilointi geopolymeerejä käyttäen

Abstract

Työn keskeisenä tarkoituksena oli vertailla erilaisia vaihtoehtoisia sideaineita, geopolymeerejä, muutaman teollisuuden sivutuotteen stabiloinnissa. Tarkasteltavia sivutuotteita tässä tutkimuksessa ovat viherlipeäsakka, jarosiitti ja rikastushiekka. Tutkimuksessa vertailusideaineena käytettiin Finnsementti Oy:n valmistamaa Plus-sementtiä ja geopolymeereinä masuunikuonajauhetta, lentotuhkaa ja näiden 50/50 seosta. Metakaoliini rajoitettiin pois työstä sen korkeiden kustannusten vuoksi. Tässä työssä on selvitetty mihin ja miten stabilointia käytetään ja kerrottu tutkittavien aineiden synnystä ja niiden vaikutuksesta yritysten toimintaan. Tutkittavat menetelmät valittiin yleisesti betoniteollisuuden ja stabiloinnin käytössä olevista standardoiduista menetelmistä. Näiden menetelmien valinnasta johtuen tehty työ on vertailukelpoinen aikaisemmin ja myöhemmin samoilla standardeilla tehtyihin tutkimuksiin.

Tämän työn tuloksena saatiin testien avulla osoitettua geopolymeerien toimivuus ja toimimattomuus tutkittavien teollisuuden sivutuotteiden stabiloinnissa. Tässä tutkimuksessa käytetty lentotuhka ei soveltunut ollenkaan stabilointiin. Yksikään lentotuhkaa sisältänyt massa ei muodostanut lujuutta juuri lainkaan. Myös jarosiitti vaikutti lujuutta heikentävästi eikä liukoisuustesteihin saatu yhtään massaa, jossa oli käytetty jarosiittia. Ainoat geopolymeerimassat, jotka saatiin liukoisuustesteihin, olivat masuunikuonan ja rikastushiekan sekä masuunikuonan ja viherlipeäsakan avulla valmistetut massat. Rikastushiekka läpäisi standardin mukaisen yksivaiheisen liukoisuustestin, mutta ei viisivaiheista liukoisuustestiä. Siinäkin ylityksiä oli kuitenkin vain muutama. Viherlipeäsakka osoittautui parhaaksi testitulosten perusteella, koska sen liukoisuudet sekä yksivaiheisessa että viisivaiheisessa uutossa olivat määritysarvojen alapuolella.

Tutkimuksia geopolymeerien ja teollisuuden sivutuotteiden hyötykäytön lisäämiseksi kannattaa jatkaa. Viherlipeäsakan soveltuvuutta maarakentamiseen kannattaa tutkia routimisen suhteen sekä optimoimalla massan sideainekäyttöä. Näillä tutkimuksilla on mahdollista vähentää kustannuksia ja ympäristön neitseellisten raaka-aineiden käyttöä maarakentamisessa.