Stabilisering och solidifiering av muddermassor - Naturvårdsverket
Stabilisering och solidifiering av muddermassor - Naturvårdsverket
Stabilisering och solidifiering av muddermassor - Naturvårdsverket
You also want an ePaper? Increase the reach of your titles
YUMPU automatically turns print PDFs into web optimized ePapers that Google loves.
5 FASTLÄGGNINGSMEKANISMER<br />
5.1 Utlakning<br />
Utlakning består <strong>av</strong> en sekvens <strong>av</strong> kemiska, fysikaliska <strong>och</strong> eventuellt också biologiska<br />
processer: transport <strong>av</strong> reaktanten till den fasta fasens gränsskikt, diffusion genom<br />
gränsskiktet <strong>och</strong> mikroporer till externa <strong>och</strong> interna reaktionsytor, vidhäftning på ytorna,<br />
kemiska ytreaktion(er), lösgörande <strong>av</strong> reaktionsprodukter <strong>och</strong>, slutligen, diffusion ut i<br />
lösningen <strong>och</strong> vidare transport. Den långsammaste processen kommer att styra den<br />
övergripande utlakningshastigheten. Koncentrationen <strong>av</strong> en specifik förorening i lakvattnet<br />
styrs <strong>av</strong> ett antal faktorer:<br />
• Tillgänglighet<br />
• Minerallöslighet<br />
• Sorption<br />
• Nedbrytning<br />
Utlakningen är tillgänglighetsstyrd när endast den totala tillgängliga massan <strong>av</strong> substansen<br />
begränsar koncentrationen i vätskefasen. Om däremot lösligheten för ett visst mineral,<br />
där substansen ingår, är begränsande så är utlakningsprocessen minerallöslighetsstyrd.<br />
Koncentrationen i vätskefasen kan också styras <strong>av</strong> sorption, vilket inkluderar alla<br />
de processer som gör att substansen fastnar på ytan <strong>av</strong> den fasta fasen: jonbyte, ytkomplexering,<br />
etc. Löslighet <strong>och</strong> sorption <strong>av</strong> många ämnen i en vattenlösning styrs i hög<br />
grad <strong>av</strong> pH, redoxpotential, samt förekomst <strong>av</strong> partikulärt <strong>och</strong> löst organiskt material.<br />
Utöver detta så kan kinetiken hos de kemiska reaktionerna <strong>och</strong> de fysikaliska processerna<br />
(diffusion) styra koncentrationen i porvattnet. Under sådana förhållanden råder kemisk<br />
respektive fysikalisk icke-jämvikt. Kemisk icke-jämvikt är associerad med kinetiken<br />
hos upplösning/utfällningsreaktioner <strong>och</strong> sorptionsprocesser. Fysikalisk ickejämvikt<br />
innebär att koncentrationsgradienter mellan olika regioner i mediumet uppkommer<br />
<strong>och</strong> tillgängligheten till vissa regioner <strong>av</strong> porvolymen är begränsad <strong>och</strong> styrs <strong>av</strong><br />
den diffusiva transporten. Fysikalisk icke-jämvikt kan bero på att flödesfältet ej är uniformt,<br />
vilket i sin tur beror på materialets heterogenitet. Flödet koncentreras till makroporer,<br />
sprickor, kanaler <strong>och</strong> regioner med högre hydraulisk konduktivitet. Detta flöde,<br />
s.k. preferentiellt flöde eller kanalflöde, verkar som en “kortslutning” <strong>och</strong> stora delar <strong>av</strong><br />
materialet kommer därför ej att bli exponerade för mobilt vatten. Den kemiska reaktionshastigheten<br />
är i normalfallet en långsammare process jämfört med diffusion Kinetiken<br />
hos de kemiska reaktionerna är därmed begränsande för utlakning.<br />
5.2 Bindemedel<br />
Cement är det vanligaste bindemedlet i Norden (se kapitel 4.2). Den tillverkas genom<br />
bränning <strong>av</strong> en blandning <strong>av</strong> kalksten <strong>och</strong> kiselhaltigt material vid hög temperatur, ca<br />
1450 °C. Huvudingrediensen i den färdiga cementen är mineraler <strong>av</strong> kalciumsilikat. När<br />
cement blandas med vatten reagerar kalciumsilikaterna med vattnet i en exoterm reaktion<br />
enligt:<br />
Kalciumsilikat + vatten → kalciumsilikathydrat + kalciumhydroxid<br />
(C3S, C2S) + H2O → C-S-H + Ca(OH)2<br />
21 (44)
Change language