univerza v ljubljani fakulteta za gradbeništvo in geodezijo, jamova 2, ljubljana
DESCRIPTION
Sintetične sadre ( gipsi ) Obnašanje pri zgoščanju in stabilnost na odlagališčih - slovenske izkušnje doc.dr. Ana Petkovšek. Univerza v Ljubljani Fakulteta za gradbeništvo in geodezijo, Jamova 2, Ljubljana. Inženjerstvo okoliša 2012, Geotehnički fakultet Varaždin 9. in 10. 5.2012. Vsebina. - PowerPoint PPT PresentationTRANSCRIPT
![Page 1: Univerza v Ljubljani Fakulteta za gradbeništvo in geodezijo, Jamova 2, Ljubljana](https://reader035.vdocuments.mx/reader035/viewer/2022062222/56814b70550346895db85c7f/html5/thumbnails/1.jpg)
Univerza v Ljubljani Fakulteta za gradbeništvo in geodezijo, Jamova 2, Ljubljana
Sintetične sadre (gipsi)Sintetične sadre (gipsi)
Obnašanje pri zgoščanju in stabilnost na odlagališčih - slovenske izkušnje
doc.dr. Ana Petkovšek
Inženjerstvo okoliša 2012, Geotehnički fakultet Varaždin 9. in 10. 5.2012
![Page 2: Univerza v Ljubljani Fakulteta za gradbeništvo in geodezijo, Jamova 2, Ljubljana](https://reader035.vdocuments.mx/reader035/viewer/2022062222/56814b70550346895db85c7f/html5/thumbnails/2.jpg)
VsebinaVsebina
1.1. Naravna/sintetična sadraNaravna/sintetična sadra
2.2. Fizikalne lastnosti sintetičnih saderFizikalne lastnosti sintetičnih sader
3.3. Kaj se dogaja v odlagališčih sadreKaj se dogaja v odlagališčih sadre
4.4. Raziskave v SlovenijiRaziskave v Sloveniji
5.5. ZaključkiZaključki
2
![Page 3: Univerza v Ljubljani Fakulteta za gradbeništvo in geodezijo, Jamova 2, Ljubljana](https://reader035.vdocuments.mx/reader035/viewer/2022062222/56814b70550346895db85c7f/html5/thumbnails/3.jpg)
Naravna/sintetična sadraNaravna/sintetična sadra
Naravna sadra
Sadra (CaSO4 x 2H2O) v naravi pogost sulfatni mineral,
lahko nastopa skupaj z anhidritom (CaSO4) in drugimi solmi
Po nastanku:- sedimentnega izvora- vulkanskega izvora- produkt razpada sulfidnih
mineralov v karbonatih
Sintetična sadra
Po nastanku:
H2SO4 + H2O+CaCO3 CaSO4x2H2O + CO2 in/ali
H2SO4 + Ca(OH)2 CaSO4x2H2O
Dva glavna vira:− Energetski objekti: energetska
sadra, FGD gypsum − Industrija - kemična sadra:
fosforna, titanska, steklarska, uranska, organo (citronska, …)
![Page 4: Univerza v Ljubljani Fakulteta za gradbeništvo in geodezijo, Jamova 2, Ljubljana](https://reader035.vdocuments.mx/reader035/viewer/2022062222/56814b70550346895db85c7f/html5/thumbnails/4.jpg)
Naravna sadra - odlično gradivoNaravna sadra - odlično gradivo
V naravi: prozoren kristal, drobno zrnat alabaster (Volterra), puščavska roža, v metrskih skladih ali mikronskih kristalih
Edinstvena lastnost
Velika uporaba: v gradbeništvu, kmetijstvu, medicini, filmu
http://www.google.si/search?q=selenit&hl=sl&rlz=1W1ADFA_enSI459
1
3 P- pirit, S- sadra
1
1
1
P
S
4
![Page 5: Univerza v Ljubljani Fakulteta za gradbeništvo in geodezijo, Jamova 2, Ljubljana](https://reader035.vdocuments.mx/reader035/viewer/2022062222/56814b70550346895db85c7f/html5/thumbnails/5.jpg)
Sintetična sadra
Suspenzija/(slurry) Filtrski kolač (filter cake)
5
Nevezljiv (nekoheziven)
Vezljiv (koheziven), dvojna poroznost
![Page 6: Univerza v Ljubljani Fakulteta za gradbeništvo in geodezijo, Jamova 2, Ljubljana](https://reader035.vdocuments.mx/reader035/viewer/2022062222/56814b70550346895db85c7f/html5/thumbnails/6.jpg)
Naravna sadra v geotehniki– Naravna sadra v geotehniki– potencialna nevarnostpotencialna nevarnost
− Nabrekanje (CaSO4 CaSO4 x 2H2O; Alonso et all, 2007)
− Sulfatni napad v betonu in stabiliziranih zemljinah− Progresivni razpad – deterioracija kamnin− Pokanje in nastajanje mehurjev v asfaltu− Druge škodljive reakcije zaradi izločanja sulfatov iz
porne vode (obloge v drenažnih in kanalizacijskih ceveh)
6
![Page 7: Univerza v Ljubljani Fakulteta za gradbeništvo in geodezijo, Jamova 2, Ljubljana](https://reader035.vdocuments.mx/reader035/viewer/2022062222/56814b70550346895db85c7f/html5/thumbnails/7.jpg)
Veliko oblik sulfatnega “napada”Veliko oblik sulfatnega “napada”
Pirit in sadra, oligocenska glina, Ljubno- SLO
Etringit v betonu – predor Ljubno
7
![Page 8: Univerza v Ljubljani Fakulteta za gradbeništvo in geodezijo, Jamova 2, Ljubljana](https://reader035.vdocuments.mx/reader035/viewer/2022062222/56814b70550346895db85c7f/html5/thumbnails/8.jpg)
Razpad flišnih kamnin –Slano blatoRazpad flišnih kamnin –Slano blato
“Spomladi 1786 se je od Čavna odtrgala velikanska gmota in zapolnila dolino z razpadlo kamnino, mineralizirano vodo in blatom …” (B. Haquet, 1789)
8
SO4:120-752 mg/lCl: 1,8 – 71 mg/l
![Page 9: Univerza v Ljubljani Fakulteta za gradbeništvo in geodezijo, Jamova 2, Ljubljana](https://reader035.vdocuments.mx/reader035/viewer/2022062222/56814b70550346895db85c7f/html5/thumbnails/9.jpg)
Mehčanje kamnin, plaz Slano blatoMehčanje kamnin, plaz Slano blato
9
![Page 10: Univerza v Ljubljani Fakulteta za gradbeništvo in geodezijo, Jamova 2, Ljubljana](https://reader035.vdocuments.mx/reader035/viewer/2022062222/56814b70550346895db85c7f/html5/thumbnails/10.jpg)
Sintetična sadra –uporaba
• Primesi: za zdravje ali okolje škodljive primesi (Pb, Sb, druge spojine, radionuklidi)
• Obarvanost
• Velike količine
• Visoka topnost v vodi (2 g/l); 20-30 g/kg ss (največja omejitev za zemeljska dela)
• Uravnoteženost povpraševanje – proizvodnja
• Dolgoročna politika spodbuja ali zavira
• Možnost odlaganja
• Zahteve zaščite okolja, ki določajo ceno
tla in pokrov,način ravnanja z izcednimi vodami, globalna varnost, klimatske razmere
10
Lahko enakovredno nadomesti naravno sadro. Toda:
![Page 11: Univerza v Ljubljani Fakulteta za gradbeništvo in geodezijo, Jamova 2, Ljubljana](https://reader035.vdocuments.mx/reader035/viewer/2022062222/56814b70550346895db85c7f/html5/thumbnails/11.jpg)
Sintetične sadre v Sloveniji
Različne proizvodnje:– Titanska
– Uranska
– Fosforna
– Steklarska
– Organska
– Energetska
Trenutna proizvodnja:– Energetske s.– Titanove s.
Koristna raba:– Prodaja v cementarne
– Prodaja industriji gipsa
– Prodaja za kmetijstvo
– Zapolnjevanje jamskih p.
– STS tehnično soglasje (ZAG) za površinske zapolnitve
Leto Proizvodnja ton
1992 150 000
2002* 430 000
2007 700 000
11* Napoved IKROS (Gačeša, 1992): za leto 2000: 165 000 ton
![Page 12: Univerza v Ljubljani Fakulteta za gradbeništvo in geodezijo, Jamova 2, Ljubljana](https://reader035.vdocuments.mx/reader035/viewer/2022062222/56814b70550346895db85c7f/html5/thumbnails/12.jpg)
Odlaganje sadre v Sloveniji
• Mokro odlaganje v akumulacije (končano 2008)
• Suho odlaganje na mono deponijah
• Skupno odlaganje energetske sadre z EF pepelom in žlindro
• Skupno odlaganje z drugimi odpadki (končano pred letom 2005)
12
![Page 13: Univerza v Ljubljani Fakulteta za gradbeništvo in geodezijo, Jamova 2, Ljubljana](https://reader035.vdocuments.mx/reader035/viewer/2022062222/56814b70550346895db85c7f/html5/thumbnails/13.jpg)
Mokro odlaganje (1970 - 2008)
Najvišji nasuti zemeljski pregradigrajeni po načelu visokih pregrad
H = 41 m (Bukovžlak)H = 49 m (Za Travnikom)
13
![Page 14: Univerza v Ljubljani Fakulteta za gradbeništvo in geodezijo, Jamova 2, Ljubljana](https://reader035.vdocuments.mx/reader035/viewer/2022062222/56814b70550346895db85c7f/html5/thumbnails/14.jpg)
“Suho” odlaganje
14
![Page 15: Univerza v Ljubljani Fakulteta za gradbeništvo in geodezijo, Jamova 2, Ljubljana](https://reader035.vdocuments.mx/reader035/viewer/2022062222/56814b70550346895db85c7f/html5/thumbnails/15.jpg)
Suho odlaganje sadre z EFP
Eno prvih poskusnih polj EFP+sadra
Zemeljske pregrade, grajene z uporabo EF pepela in sadre
15
![Page 16: Univerza v Ljubljani Fakulteta za gradbeništvo in geodezijo, Jamova 2, Ljubljana](https://reader035.vdocuments.mx/reader035/viewer/2022062222/56814b70550346895db85c7f/html5/thumbnails/16.jpg)
Fizikalne lastnosti sintetične sadre
800
900
1000
1100
1200
1300
1400
1500
1600
0 10 20 30 40 50 60gravimetric water content w (%)
dry
den
sit
y
d (
kg
/m3)
Glass
FGD 1
FGD 2
Ti 1
Ti 2
Ti 3
P0
10
20
30
40
50
60
70
80
90
100
0,001 0,01 0,1 1grain size, D (mm)
Passin
g (
%)
FGDTiU 1U 2U 3U 4Glass
0
100
200
300
400
500
600
0 100 200 300 400 500 600 700 800 900(s1'+s
3')/2
(s1'
-s3'
)/2
stress paths
w: 7 -80 %Atterberg. m.: ni, nizko plastična: 34 – 400
k: 10-6 -10-9 m/swopt: 15-45 %dmax: 1,1 – 1,5 t/m3
D10: 0,01 – 0,001 mm16
![Page 17: Univerza v Ljubljani Fakulteta za gradbeništvo in geodezijo, Jamova 2, Ljubljana](https://reader035.vdocuments.mx/reader035/viewer/2022062222/56814b70550346895db85c7f/html5/thumbnails/17.jpg)
Mikroskopski nivo: usmerjena zrna
Zemljina:Levo zgoraj: (kaolinit)-predor ŠentvidLevo spodaj: sivica
Sintetična sadra
17
![Page 18: Univerza v Ljubljani Fakulteta za gradbeništvo in geodezijo, Jamova 2, Ljubljana](https://reader035.vdocuments.mx/reader035/viewer/2022062222/56814b70550346895db85c7f/html5/thumbnails/18.jpg)
Usmerjena rast - značilnost sadre
Energetska s. Titanska s. Steklarska s.
18
![Page 19: Univerza v Ljubljani Fakulteta za gradbeništvo in geodezijo, Jamova 2, Ljubljana](https://reader035.vdocuments.mx/reader035/viewer/2022062222/56814b70550346895db85c7f/html5/thumbnails/19.jpg)
Značilnost zgoščenega stanja
Energetska sadra
Kamena moka
Peščena glina
19
![Page 20: Univerza v Ljubljani Fakulteta za gradbeništvo in geodezijo, Jamova 2, Ljubljana](https://reader035.vdocuments.mx/reader035/viewer/2022062222/56814b70550346895db85c7f/html5/thumbnails/20.jpg)
Lastnosti / posledice
• Je slabo graduirana• Usmerjena rast zrn
• Prevladuje sulfat (SO42- ca
40 %)• Je topna, porne vode so
bogate s topnimi komponentami (sulfat, klorid…)
• Težavno določanje referenčne vlage itd.
• Počasna sedimentacija• Težavno zgoščanje• Nestabilna struktura
• Raztapljanje in rekristalizacija
• Spreminjanje fizikalnih lastnosti
• VARNOST
20
![Page 21: Univerza v Ljubljani Fakulteta za gradbeništvo in geodezijo, Jamova 2, Ljubljana](https://reader035.vdocuments.mx/reader035/viewer/2022062222/56814b70550346895db85c7f/html5/thumbnails/21.jpg)
Počasna sedimentacijaPočasna sedimentacija
21
![Page 22: Univerza v Ljubljani Fakulteta za gradbeništvo in geodezijo, Jamova 2, Ljubljana](https://reader035.vdocuments.mx/reader035/viewer/2022062222/56814b70550346895db85c7f/html5/thumbnails/22.jpg)
Posledice počasne sedimentacije
0
5
10
15
20
0 50 100 150 200 250 300
w (%)
glo
bin
a (m
)
S1 1983
S2 1983
S3 1983
Preoptimistični projektni podatki (1970 – 1976). Akumulacija se veliko hitreje polni kot je bilo s projektom predvideno
0
5
10
15
200,4 0,6 0,8 1 1,2
ρd (t/m3)
glo
bin
a (m
)
TRAVNIK-pod nasipom
TRAVNIK-z vrha jezera
S1 1983
S2 1983
S3 1983
22
![Page 23: Univerza v Ljubljani Fakulteta za gradbeništvo in geodezijo, Jamova 2, Ljubljana](https://reader035.vdocuments.mx/reader035/viewer/2022062222/56814b70550346895db85c7f/html5/thumbnails/23.jpg)
Tiksotropija
Sveži kolačqu > 100 kPa
23
![Page 24: Univerza v Ljubljani Fakulteta za gradbeništvo in geodezijo, Jamova 2, Ljubljana](https://reader035.vdocuments.mx/reader035/viewer/2022062222/56814b70550346895db85c7f/html5/thumbnails/24.jpg)
Tiksotropija: transport/vgradnja
Foto levo: Zmago Logar 24
![Page 25: Univerza v Ljubljani Fakulteta za gradbeništvo in geodezijo, Jamova 2, Ljubljana](https://reader035.vdocuments.mx/reader035/viewer/2022062222/56814b70550346895db85c7f/html5/thumbnails/25.jpg)
Diageneza v deponiji (20 let kasneje)
1 – površina.
1
2 – globina 12 m
3 –globina ca19 m
4 - dno, sadra v filtrskem geosintetiku
25
![Page 26: Univerza v Ljubljani Fakulteta za gradbeništvo in geodezijo, Jamova 2, Ljubljana](https://reader035.vdocuments.mx/reader035/viewer/2022062222/56814b70550346895db85c7f/html5/thumbnails/26.jpg)
Diageneza v deponiji (20 let kasneje)
Na 12 m
Soli Na, K, ClFe
Pri dnu
26
![Page 27: Univerza v Ljubljani Fakulteta za gradbeništvo in geodezijo, Jamova 2, Ljubljana](https://reader035.vdocuments.mx/reader035/viewer/2022062222/56814b70550346895db85c7f/html5/thumbnails/27.jpg)
Varnost?
površina
Pri dnu
Fizikalne lastnosti se popolnoma spreminjajoPodzemna voda se dvigaObčutljivost na potres naraščaOdlagališča ni možno enostavno zapreti
27
![Page 28: Univerza v Ljubljani Fakulteta za gradbeništvo in geodezijo, Jamova 2, Ljubljana](https://reader035.vdocuments.mx/reader035/viewer/2022062222/56814b70550346895db85c7f/html5/thumbnails/28.jpg)
Kaj smo se naučili
• Potrebne so multidisciplinarne raziskave– Geomehanske, dinamične, reološke– Mineraloške– Kemične/kemija pornih vod
• Dolgoročno opazovanje/vzdrževanje objektov po sanaciji
• Potrebno je graditi poskusne nasipe/ tehnološke preiskave v velikem merilu
28
![Page 29: Univerza v Ljubljani Fakulteta za gradbeništvo in geodezijo, Jamova 2, Ljubljana](https://reader035.vdocuments.mx/reader035/viewer/2022062222/56814b70550346895db85c7f/html5/thumbnails/29.jpg)
Napredne raziskave v labu
Enostavni ciklični direktni strig
Testi na potresni mizi 29
![Page 30: Univerza v Ljubljani Fakulteta za gradbeništvo in geodezijo, Jamova 2, Ljubljana](https://reader035.vdocuments.mx/reader035/viewer/2022062222/56814b70550346895db85c7f/html5/thumbnails/30.jpg)
Zapiranje odlagališč sadre – stabilnost “na dolgi rok”
14
2
5 – testiranje pokrova
30
![Page 31: Univerza v Ljubljani Fakulteta za gradbeništvo in geodezijo, Jamova 2, Ljubljana](https://reader035.vdocuments.mx/reader035/viewer/2022062222/56814b70550346895db85c7f/html5/thumbnails/31.jpg)
Prehod iz mokrega na suho odlaganjePrehod iz mokrega na suho odlaganje
Obrat za ožemanje
Sesalni bager+ Življenjska doba+ Prostor+ VARNOST
- Vzdrževanje- Opazovanje
31
Suho odlaganje v bazen
![Page 32: Univerza v Ljubljani Fakulteta za gradbeništvo in geodezijo, Jamova 2, Ljubljana](https://reader035.vdocuments.mx/reader035/viewer/2022062222/56814b70550346895db85c7f/html5/thumbnails/32.jpg)
Umetni priobalni pas in izkoriščanje Umetni priobalni pas in izkoriščanje tiksotropijetiksotropije
32
![Page 33: Univerza v Ljubljani Fakulteta za gradbeništvo in geodezijo, Jamova 2, Ljubljana](https://reader035.vdocuments.mx/reader035/viewer/2022062222/56814b70550346895db85c7f/html5/thumbnails/33.jpg)
Visoki učinki suhega odlaganjaVisoki učinki suhega odlaganja
0
5
10
15
20
0,40 0,50 0,60 0,70 0,80 0,90 1,00 1,10 1,20 1,30
ρd (t/m3)
glo
bin
a (m
)
TRAVNIK -vrtina
TRAVNIK-pod nasipom
TRAVNIK-z vrha jezera
S1 1983
S2 1983
S3 1983
0
5
10
15
20
0,0 10,0 20,0 30,0 40,0 50,0 60,0
cu (kPa)
glob
ina
(m)
DMT
S1 1983
S2 1983
S3 1983
Suha gostota po globini, prej-potem Nedrenirana trdnost po globini33
![Page 34: Univerza v Ljubljani Fakulteta za gradbeništvo in geodezijo, Jamova 2, Ljubljana](https://reader035.vdocuments.mx/reader035/viewer/2022062222/56814b70550346895db85c7f/html5/thumbnails/34.jpg)
Gradnja in učenje na poskusnih nasipih
34
Površina nekdanje gošče (>10m)
Poskusni nasip
![Page 35: Univerza v Ljubljani Fakulteta za gradbeništvo in geodezijo, Jamova 2, Ljubljana](https://reader035.vdocuments.mx/reader035/viewer/2022062222/56814b70550346895db85c7f/html5/thumbnails/35.jpg)
Zaključek
• Konvencionalne geotehnične raziskave ne identificirajo pomembnih lastnosti/obnašanja kemične sadre
• Odločujoč je vpliv strukture in pornih vod – še ne znamo opisati s sedanjimi znanji
• Vpliv časovne komponente na dogajanja v nasipih iz sadre je drugačen kot v zemljinah
• Velik vpliv lokalnega okolja• Potrebne so nadaljnje raziskave in…
35
![Page 36: Univerza v Ljubljani Fakulteta za gradbeništvo in geodezijo, Jamova 2, Ljubljana](https://reader035.vdocuments.mx/reader035/viewer/2022062222/56814b70550346895db85c7f/html5/thumbnails/36.jpg)
…izmenjava izkušenj
Hvala!