Svenska EnergiAskors logga


 

Flygaska i vägar och ytor

Askanvändning
Användningsområde: Geoteknik
-Flygaska i vägar och ytor

Flygaskor från avfallsförbränning är i regel farligt avfall och har ej varit aktuella att testa för geotekniska konstruktioner.

Övriga flygaskor har visat sig vara utmärkta vägbyggnadsmaterial trots att siktkurvorna överensstämmer med silt som är tjälfarligt. Det är sannolikt de härdande egenskaperna som gör att askorna får andra egenskaper än silt. Det är framför allt pulver och fluidbäddflygaskor som har testats, men om inte halten oförbränt är för hög så borde även rostflygaskor ha bra och härdande egenskaper.

Flyaskor ger en lättare konstruktion, ökad tjältålighet och styvhet dvs mindre underhåll. Det går åt ca 4 ggr (=Svenska EnergiAskors bedömning) mindre material när flygaskor ligger i tex förstärkningslager räknat på vikt än mot naturmaterial. Ingen negativ miljöeffekt har kunnat påvisas. Askorna är ej slitstarka och kan ge upphov till damning, så de skall ej ligga i ytlager.

Flygaskorna kan användas som stabiliseringsmedel allt ifrån dåliga och / eller utjänta vägmaterial till sulfidjordar och muddermassor. Som stabiliseringsmaterial i regel tillsammans med cement. Även blandningar med cement och Merit, mald masugnsslagg, har gett goda resultat.

FlygaskorSammanfattande Handbok; Flygaska i mark- och vägbyggnad. Grusvägar
Hanna Munde, Bo Svedberg, Josef Mácsik, Aino Maijala, Pentti Lahtinen, Peter Ekdahl, Jens Néren Värmeforsk rapport Nr 954 2006 repektive SGI Info rapport 2006 18:4.

Handboken visar främst på en rad goda exempel där man på olika sätt med olika trä-, fiberslam- resp trä/torvflygaskor med och utan cement får bra resultat.

Se filmen Askvägen.

Allmänt.

Puzzolana,  dvs cementliknade bindningar antas vara de viktigaste för att erhålla bra härdande egenskaper för geotekniska konstruktioner. Ju högre temperatur som flygaskor har bildats vid ju högre aktivitet har kislet i askorna. Dvs ju högre förbränningstemperatur  ju mer renodlat  bör de fungera  som puzzolana (cementliknande) material.

Det betyder att pulverpanneaskor (12000C )  borde vara bäst,  rostflygaskor därefter (1150 0C) och FB askor sämst med 850 0C. Men det stämmer ej helt. Ofta ger FB askor mycket bra resultat särskilt i ohärdat tillstånd pga att de har kantiga korn. Pulverflygaskorna har mer runda korn. Bränslet spelar roll. Det måste finnas kalk i fri form. Ofta ger FB askor från pappersindustrin bra egenskaper. De härdar mycket snabbt om mängden fiberslam som håller krita (finmald kalksten) och kaolin (aluminiumsilikathydrat) i bränslet är stort.

 

Konstruktion av tjältåligväg med varm fuktig flygaska från StoraEnso Fors. Det är alltså inte damm utan vattenånga som syns på bilderna.

 

Många lyckade vägar har gjorts med flygaska utan bindemedel. Många men inte alla har haft någon form av tillsats av kalk antingen i pannan eller i bränslet. Sk muggprov (se rapport 940) bör göras för att avgöra om bindemedel är behövligt.

Olika erfarenheter tex flygaska i oljebergrum, långtidshärdningar med rostflygaska för stabilisering av anrikningssand visar att flygaskor har (viss)härdning under mycket lång tid.

Packning

En rad försök och erfarenheter visar på att packningen är mycket viktig för en härdad askas hållfasthet.

Oförbränt
Sv Energiaskors tummregel att härdningen är bra under 5% oförbränt (bättre ju lägre), kan ge  hygglig härdning upp till ca 10% och är helt omöjligt att härda med över 20% tex för att göra pellets av flygaska.

Fuktig lagring

Tumregeln är att flygaskor skall lagras torra och användas så fort de fuktats upp. Vissa askor måste användas nästan inom en timme te.x Fors askor eller efter inblandning av vatten och cement. Andra askor synes kunna ligga jordfuktiga någon vecka somt Vattenfalls torv trä pulver flygaska utan att tappa för mycket i härdning.  Men det verkar som att även aska som släpps ner i ett stort överskott med vatten som Hendelös trä/gummi rostflygaskor i oljebergrum ger en härdning på lång sikt till nya vattenhållande sega och täta ”bergarter”.

En erfarenhet från en fluidbäddflygaska är att en tillsats med 10% fukt effektivt motverkar damningmed räcker ej för att härda askan. Det krävdes ca 30 % fukt för att den skulle härda till s.k. krossaska. Ett nystartat Vämeforskprojekt avser att studera hur askor kan lagras utomhus utan damning utan att tappa för mycket i härdningsegenskaper.

Tillsatser ( Bindemedel)
Ca 5% Portland cement ger en jämnare, säkrare  och ökad härdning och ett betydligt större motstånd mot sönderfrysningar.  EU projektet för riksväg 90  (utanför Sollefteå) ASKBLANDNINGAR ANLÄGGNINGSPROCESSER k:\81_2\810582\eu-rapport\eu\slutrapport\eu-rapport (2003-03-17).doc visar att hälften av cementen kan ersättas med merit (mald masugnsslagg) eller kalkhydrat. Rapporten visar att en riksväg blir bättre med flygaska i terrassen än utan och t.o.m. bättre i sydgående riktning där vägen packats av tung trafik, dvs fullastade timmerbilar.

Körbarhet
Ca 5 % cement ger att man kan köra på askan efter 1 dygn.( Mälarenergis pulverflygaskor).
Vattenfall Uppsala erhåller för bil omedelbart körbart lager med 30% grus inblandning  i pulverflygaska och med 50% grus håller det för lastbil.  För Hallstaviks CFB-flygaska håller det utomordentligt med enbart bra packad ohärdad aska.

Sönderfrysning
Kunskaperna om sönderfrysning av härdade asklager håller osäkerheter. Ligger ett asklager i ytan så fryser första mm sönder men det syns inte frysa sönder djupare ner ( Bla Vattenfalls askväg i Åsby grusgrop, (Claes Ribbings observation;) liknande har rapporterteras från Mälarenergi trots att de har tillsatt cement). Pentti Lahtininen Ramböll i Finland har studerat frågan och utvecklat en testmetod och rekommenderar generellt att man tillsätter cement.

Ett problem är att volymerna producerade flygaskor är förhållande vis små i förhållande till de volymer som behövs vid vägbyggen. Ett alternativ är att använde dem som stabiliseringsmedel både vid nybyggen och renoveringar.
Pentti Lahtinen har i Finland genomfört några större mycket lyckade projekt att renovera gamla grusvägar med att harva ner flygaskor + cement som bindemedel i gamla vägmaterial. I rapport 1101 2009 Flygaska-Grönlutslamstabiliserad skogsbilväg –Fallstudie Iggesund har Mácsik Josef, Erlandsson Åsa och Wexell Bengt-Arne gjort motsvarande utanför Iggesund med flygaska och grönlutslam med cement som bindemedel. Skogsstyrelsen har ett pågående likartat projekt med askor utan bindemedel i MittSverige. Det stöds av EU, en rad myndigheter och en del företag bl. a Svenska EnerigAskor för att göra skogsbilvägar mer körbara under milda höstar nu när klimatet blir varmare.  En liten del är ett Värmeforskprojekt.

I  Värmeforsk rapport nr 1055 2008 FUD-SALA,  Provsträcka med stabilisering av obundna lager (Bo Svedberg, Peter Ekdahl, Josef Mácsik, AinoMaijala, Pentti Lahtinen, Åke Hermansson, Sven Knutsson, Tommy Edeskär) skulle ett svagt vägmaterial stabiliseras med flygaska i så låg halter som möjligt.  Vid ca 10% inblandning av pulverflygaska och 2-3% cement/merit erhölls av Pentti godkänd frostbeständighet medan enbart 30% inte riktigt fick godkänt. Men Svenska EnergiAskor stödjer bedömningen och föreslår en tumregel att om flygaskan ger en bra härdning och ligger i ett förstärkningslager så behövs inte bindemedel om halten aska överstiger 30%. Rapporten visar på skillnader i egenskaper mellan Vattenfalls o Mälarenergis pulveraskor, men båda är bra konstruktionsmaterial. Lakningstester gjordes på aska + bindemedel och de visade på mycket låg utlakning för härdad aska, för det mesta långt under än för material för inert deponi, i ett fall var L/S10 för Ba och Mo något över . (Se även Barium på miljösidan)

Miljö
Flygaskor som klassas som farligt avfall är ej aktuella för geotekniska konstruktioner ovan jord. Rätt använda ger i stort sätt alla andra askor ringa risk för hälsa och miljö.

Askor är inte slitstarka, dvs de skall ej ligga i ytskikt där trafik kan ge damning.

I Värmeforsk rapport 1110 2009 Miljöriktlinjer för askanvändning i anläggningsbyggande har David Bendz, Ola Wik, Celia Jones, Michael Pettersson, Mark Elert gjort en modell och beräkningsexempel för vad som ger ringa risk vid användning av askor i geotekniska konstruktioner. Jämförelser med deras beräkningar är det ringa risk att använda flygaskor från eldning av trä och torv. Svenska Energiaskors bedömning är att eldning av arsenikimpregnerat trä kan ge värden som överstiger de 55 mg As/kg TS som beräknas kunna ge mer än ringa risk för en person som äter grönsaker 20 m från en grusväg med aska (se bild till höger). Men damning på grönsaks land kan undvikas och man bör göra platspecifika riskbedömning om man känner sig osäker.

Registrering
För askor som överstiger 1500 mg Pb, 60 mg Cd och 15 mg/kg As kan det finnas mer än ringa risk för hälsan om askan blir liggande ytligt. Övriga ämnen bedöms ej vara kritiska. Beräkningarna baseras på att någon vistas på en dammig askväg 40 dagar per år, äter minst 1 kg växter per år som tagit upp tungmetaller från askan samt att man tar in aska oralt enligt förorenad mark. Vid användning av askor som överstiger ovanstående värden rekommenderar Sv EnergiAskor att man erbjuder att de registreras i både kommunala register och fastighetsregistret så att framtida miljörisker kan bedömas och åtgärdas. T.ex. att askan ej lämnas kvar högst upp i den kvarlämnade vägen. Erfarenhet visar dock att det växer mossa på gamla askvägar som förhindrar damning, t.ex. i Hallstavik.

Cs 137 skulle kunna vara kritiskt. Vid över 500 Bq så anses askan kontaminerad men är tillåten för geotekniska konstruktioner upp till 10 000 Bq om tillskottet från verksamheten till 137Cs-halten i dricksvatten i närliggande vattentäkt understiger 1 Bq/l vatten och i en recipient ska understiga 0,1 Bq/l. I VF-rapport 1080 2009, Cesium-137 i aska från förbränning av biobränslen. Tillämpning av Strålsäkerhetsmyndighetens regler Rolf Sjöblom framförs att aktivitetsmätningar inte behöver utföras av skyddsskäl för askor understigande 2kBq/kg, om avståndet till en brunn med dricksvattenuttag uppgår till minst 20 meter och att avståndet till en recipient med kapacitet att generera några kilo matfisk per år uppgår till minst 40 m.

Flygaska ger täta skikt. Askan har efter lite härdning i sig låg utlakning och den blir ju än mycket lägre genom att den är så tät. Asklagret suger upp en hel del vatten och det hinner ej bli något läckage genom askan förrän den har härdat. Detta har konfirmerats av att ingen negativ utlakning har påvisats på alla de provvägar som utförts.

En gång påvisades dock en mindre utlakning av alkalisulfater delvis pga felkonstruktion med ett ovanligt stort flöde av vatten runt asklagret VF-rapport 949 2006 Flygaska som förstärkningslager i väg rapport Josef Mácsik. Utlakningen medförde dock ingen risk för att påverka grundvatten så att gränserna för dricksvatten skulle överstigas. Detta står ej i klartext i rapporten men det kan utläsas/beräknas av resultaten och har framförts av projektledaren i muntliga framställningar och har konfirmerats av honom i samband med denna skrivning.

 

Tillbaka





 
Svenska energiaskor AB | Holländargatan 17 | 111 60 Stockholm | Tel 08-441 70 99 | info@energiaskor.se