Pääkaupunkiseudun energiantuotannon tuhkien korroosiovaikutus

Energiantuotannon tuhkilla voidaan paikallisesti korvata merkittäviä määriä luonnon ki-
viaineksia tai jalostaa heikkolaatuisia maa-aineksia. Vaikka tuhkia on hyödynnetty maa- ja
infrarakentamisessa jo useita vuosikymmeniä, hyödyntämistä voidaan lisätä käytön esteitä
purkamalla. Tämänhetkinen ohjeistus on hyvin varovainen tuhkien aiheuttaman kor-
roosioriskin osalta, ja on herännyt epäilyjä, että ohjeistus on ylivarovainen. Tämän työn
tavoitteena on luoda kattava, tutkimuksiin perustuva selvitys tuhkien todellisista kor-
roosiovaikutuksista myöhemmin laadittavaa uusiomateriaaliohjetta sekä mahdollisesti
suoritettavaa korroosiokenttäkoetta varten. Työn tutkimusosion tavoitteena on todentaa
aikaisemmassa tutkimuksessa esiin tullut näkemys kivihiilen lentotuhkan jäännöshiilen
vaikutuksesta sähköiseen ominaisvastukseen, jota käytetään yleisesti kuvaamaan maape-
rän aggressiivisuutta.

Työssä tarkastellaan pääkaupunkiseudun energiantuotannossa syntyvien tuhkien geotekni-
siä sekä korroosioon vaikuttavia fysikaalisia ja kemiallisia ominaisuuksia, joiden perusteel-
la arvioidaan tuhkien korroosiovaikutusta maaperässä käytettäviin metallimateriaaleihin.
Työssä esitellään kattavasti korroosion ilmenemismuotoja, maaperässä tapahtuvan kor-
roosioon vaikuttavia tekijöitä sekä eri metallimateriaalien tyypillisiä syöpymismekanismeja
maaperän ja tuhkamateriaalien luomassa korroosioympäristössä.

Nykyään syntyvät tuhkat ovat pääsääntöisesti korroosioympäristöön vaikuttavilta ominai-
suuksiltaan parempilaatuisia aikaisempien vuosikymmenien tuhkiin verrattuna. Tehostu-
neet polttotekniikat sekä päästörajoitusten myötä vähärikkisemmän kivihiilen käyttöönotto
ovat vähentäneet kivihiilen tuhkien liukoisten suolojen määrää sekä palamatta jääneen
hiilen osuutta. Kirjallisuustutkimuksen perusteella liukoiset suolat lisäävät selvästi tuhkien
sähkönjohtavuutta nopeuttaen metallien syöpymistä. Lisäksi suolojen aggressiiviset anio-
nit, etenkin kloridit, aiheuttavat osalla metalleilla, kuten ruostumattomilla teräksillä, alu-
miinilla ja sinkillä, paikallista syöpymää. Polttoprosessissa palamatta jäänyt hiili on mah-
dollisesti merkittävä tekijä tuhkien aiheuttaman korroosioriskin kannalta, sillä jalona ma-
teriaalina se voi aikaansaada voimakkaan korroosiokennon syövyttäen epäjaloja metalleja,
kuten terästä, alumiinia ja sinkkiä.

Työn tutkimustulokset kumoavat alkuperäisen hypoteesin, jonka perusteella lentotuhkan
ominaisvastuksen arvoon vaikuttaisi lentotuhkan jäännöshiilen osuus. Tutkimuksessa ma-
talamman jäännöshiilipitoisuuden lentotuhkalla oli pääsääntöisesti matalampi ominaisvas-
tus. Tulos vahvistaa käsitystä siitä, että tuhkat on tarkasteltava voimalaitoskohtaisesti erik-
seen. Ilman kattavaa korroosiokenttäkoetta on tuhkien aiheuttaman todellisen kor-
roosioriskin arviointi vaikeaa.