Leijupolton lentotuhkien alkali-aktivointi ja rakeistus

Väitöstutkimuksessa kehitettiin menetelmä, jolla voidaan valmistaa kevytsorarakeita kotimaisista puu-, turve- ja jäteperäisistä tuhkista. Suomessa paperi- ja energiateollisuuden tuhkia muodostuu vuosittain suuria määriä. Tuhkia ei tällä hetkellä juurikaan hyödynnetä ja tuhka päätyykin pääasiassa kaatopaikoille. Viime aikoina lainsäädäntö ja kaatopaikkamaksut ovat kiristyneet, koska tuhkat voivat olla ympäristölle haitallisia.

Kevytsorarakeet valmistettiin yhtäaikaisella geopolymerisaatiolla ja rakeistuksella. Tällä tavalla rakeet voidaan valmistaa matalassa lämpötilassa ja ilman hiilidioksidipäästöjä. Valmistusprosessi on nopea ja rakeiden lujuuden kehittyminen jatkuu ajan myötä.

Eräs kiinnostava tutkimuksen tuottama tulos oli, että tuhkarakeiden fysikaaliset ominaisuudet ovat vertailukelpoiset tai jopa paremmat kuin kaupallisten kevytsorarakeiden (Leca). Rakeita käytettiin myös aggregaatteina laasteissa ja betoneissa. Tulokset osoittivat, että tuhkarakeilla valmistettujen laastien ja betonien puristuslujuus oli korkeampi kuin Leca-soralla valmistettujen.

Tietyt tuhkat sisälsivät raskasmetalleja. Raskasmetallien stabilointia rakeiden sisään tutkittiin liukoisuuskokeilla. Kationiset metallit, kuten lyijy, barium ja sinkki stabiloituivat hyvin, mutta anionisten metallien liukoisuus kasvoi joissakin tapauksissa. Stabiloinnin tehokkuus riippui tuhkien kemiallisista ja fysikaalisista ominaisuuksista, mutta raskasmetallien kokonaispitoisuudella ei ollut merkitystä.