ΜΕΛΕΤΗ ΠΕΡΙΒΑΛΛΟΝΤΙΚΗΣ ΣΥΜΠΕΡΙΦΟΡΑΣ ΚΑΙ ΣΥΜΜΟΡΦΩΣΗΣ ΣΚΩΡΙΑΣ ΗΛΕΚΤΡΟΚΑΜΙΝΩΝ (Η/Κ) ΠΑΡΑΓΩΓΗΣ ΣΙΔΗΡΟΝΙΚΕΛΙΟΥ, ΤΣΙΜΕΝΤΩΝ ΚΑΙ ΣΚΥΡΟΔΕΜΑΤΩΝ ΜΕ ΣΚΩΡΙΑ Η/Κ

Transcript

1 ΜΕΛΕΤΗ ΠΕΡΙΒΑΛΛΟΝΤΙΚΗΣ ΣΥΜΠΕΡΙΦΟΡΑΣ ΚΑΙ ΣΥΜΜΟΡΦΩΣΗΣ ΣΚΩΡΙΑΣ ΗΛΕΚΤΡΟΚΑΜΙΝΩΝ (Η/Κ) ΠΑΡΑΓΩΓΗΣ ΣΙΔΗΡΟΝΙΚΕΛΙΟΥ, ΤΣΙΜΕΝΤΩΝ ΚΑΙ ΣΚΥΡΟΔΕΜΑΤΩΝ ΜΕ ΣΚΩΡΙΑ Η/Κ STUDY OF THE ENVIRONMENTAL BEHAVIOUR AND COMPLIANCE OF ELECTRIC ARC FURNACE SLAG (EAFS), CEMENTS AND CONCRETES WITH EAFS Νικόλαος Κατσιώτης, Χαράλαμπος Ρισκάκης, Πέτρος Τσακιρίδης 3, Μαργαρίτα Μπεάζη-Κατσιώτη Ανθεκτικότητα, Οπλισμένο Σκυρόδεμα, Διάβρωση, Χλωριόντα, Παραθαλάσσιες Κατασκευές, Καμπτική Επιπόνηση, Ηλεκτροχημικές μετρήσεις, Durability, Reinforced Concrete, Corrosion, Chlorion, Coastal Structures, Bending Loads, Electrochemical methods ΠΕΡΙΛΗΨΗ Εξετάσθηκαν δείγματα σκωρίας ηλεκτροκαμίνων (Η/Κ) παραγωγής Fe- (ετούς παραγωγής καθώς και πρόσφατα παραχθείσας-) μέσω ηλεκτρονικής μικροσκοπίας, δοκιμών εκπλυσιμότητας σε δείγματα κονιαμάτων και σκυροδεμάτων (ετίας) καθώς και δοκιμής εξάρτησης εκπλυσιμότητας από το ph. Τα αποτελέσματα ως προς την περιβαλλοντική συμμόρφωση της σκωρίας Η/Κ έδειξαν ότι είναι αδρανές υλικό και το περιεχόμενο Cr 3+ δεν έχει οξειδωθεί στην παλαιά (ετίας) σκωρία Η/Κ. Επιπλέον, οι δοκιμές εκπλυσιμότητας δειγμάτων σκυροδέματος με σκωρία Η/Κ έδειξαν ότι συμμορφώνεται ως προς την Οδηγία 98/83/ΕΚ σχετικά με την ποιότητα του νερού όσο και με τα όρια απόθεσης αποβλήτων σε ΧΥΤΑ. Αναφορικά με τα αποτελέσματα δοκιμών εκπλυσιμότητας των δειγμάτων κονιαμάτων από παλαιό (ετίας) σκυρόδεμα που είχε παρασκευαστεί με τσιμέντα που περιείχαν -7% σκωρία Η/Κ, υπάρχει συμμόρφωση με τα κριτήρια εκπλυσιμότητας μονολιθικών δοκιμίων για την ποιότητα του νερού και την νομοθεσία απόθεσης σε ΧΥΤΑ αλλά και με τα κριτήρια εκπλυσιμότητας κοκκωδών δοκιμίων για τους ΧΥΤΑ μη-επικίνδυνων υλικών. ABSTRACT: Samples of electric arc furnace slag (EAFS) (year old and recently produced) were examined via SEM, leaching tests on both mortars and concretes Δρ. Μηχανικός Μεταλλείων Μεταλλουργός, Σχολή Χημικών Μηχανικών, Εθνικό Μετσόβιο Πολυτεχνείο, Πρόεδρος και Διευθύνων Σύμβουλος ΛΑΡΚΟΔΟΜΗ Α.Ε. Διαχείρισης και Εμπορίας Αδρανών Υλικών 3 Δρ. Χημικός Μηχανικός, Σχολή Μηχανικών Μεταλλείων Μεταλλουργών, Εθνικό Μετσόβιο Πολυτεχνείο, ptsakiri@central.ntua.gr Καθηγήτρια Σχολής Χημικών Μηχανικών, Εθνικό Μετσόβιο Πολυτεχνείο, katsioti@central.ntua.gr

2 (years-old produced) and ph dependency tests. The following conclusions can be drawn concerning the environmental compliance of EAFS: compliance as an inert material and the containted Cr 3+ was found not oxidized in the -year old EAFS. The leaching test results of concrete prepared with EAFS showed compliance with the Council Directive 98/83/EC on the quality of water as well as to the waste disposal limits for landfills. The leaching test results of -year old concrete prepared with cement containing -7% EAFS showed compliance with monolithic leaching test criteria for quality of water and landfilling legislation as well as compliance with granular leaching test criteria (as per EN 7.0) for non-hazardous & hazardous landfilling (Council Decision 003/33/EC). ΕΙΣΑΓΩΓΗ Μέσα στην ηλεκτρική κάμινο (Η/Κ) παραγωγής σιδηρονικελίου (Fe) της βιομηχανίας ΛΑΡΚΟ ΓΜΜ Α.Ε. στο μεταλλουργικό εργοστάσιο Λάρυμνας ολοκληρώνεται η προθέρμανση και η αναγωγή του προϊόντος των περιστροφικών καμίνων, ενώ συγχρόνως τήκεται το υλικό και διαχωρίζονται οι φάσεις μετάλλου και σκουριάς. Η αποσκωρίωση διαρκεί 0 ώρες περίπου ανά ωρο. Το σύνολο της ρευστής εξερχόμενης σκουριάς από την κάμινο (περίπου έως 300 τόνοι/ώρα ή περίπου tn ετησίως) προσπίπτει σε ισχυρό ρεύμα νερού όπου ψύχεται και κοκκοποιείται. Η ψύξη στερεοποίηση γίνεται απότομα από τους ο C στους ο C περίπου. Η σκωρία αποτελείται κυρίως από περίπου σφαιρικούς κόκκους διαστάσεων mm με επικρατέστερο μέγεθος τα 0,,mm. Αποτελείται πρακτικά από υαλώδη φάση, και σφαιρίδια κράματος σιδηρονικελίου. Η κοκκοποιημένη σκωρία παρασύρεται και μεταφέρεται από το νερό σε παράκτια δεξαμενή διαστάσεων m x 0m x 6m με νερό, όπου καταβυθίζεται, ενώ το νερό υπερχειλίζει και απομακρύνεται. Η σκωρία Η/Κ χρησιμοποιείτο από το 98 έως το 000 ως συστατικό των τσιμέντων (τύπου ΙΙ και ΙΙΙ) και ήταν πλήρως σύμφωνα με τις απαιτήσεις του Π.Δ. /80, οι οποίες ήταν αντίστοιχες των απαιτήσεων του ΕΝ 97-. Το υλικό αυτό, με την ετή εμπειρία αξιοποίησης στην παραγωγή ελληνικών τσιμέντων και την σχεδόν 30ετή εμπειρία συμπεριφοράς των αντίστοιχων σκυροδεμάτων στις κατασκευές μελετήθηκε ότι μπορεί να αποτελέσει κύριο συστατικό των τσιμέντων και να ενταχθεί στο Πρότυπο ΕΝ 97-. ΠΕΙΡΑΜΑΤΙΚΟ ΜΕΡΟΣ Στην παρούσα εργασία μελετήθηκε η περιβαλλοντική συμπεριφορά σκωρίας Η/Κ, τσιμέντων και σκυροδεμάτων με σκωρία Η/Κ. Έγινε χημική ανάλυση του δείγματος σκωρίας Η/Κ και προσδιορισμός εξασθενούς χρωμίου, μελέτη της παλαιάς και καινούργιας σκωρίας Η/Κ μέσω Ηλεκτρονικής Μικροσκοπίας Σάρωσης (SEM) (στιλβωμένες τομές με επικάλυψη άνθρακα), δοκιμή εκχυλισιμότητας σκωρίας Η/Κ (παλαιάς -ετίας- και πρόσφατα παραχθείσας), μέτρηση εκχυλισιμότητας δειγμάτων κονιαμάτων από παλαιό σκυρόδεμα βάσει ΕΝ 7-0, δοκιμή εκχύλισης (tank test) δειγμάτων νέου σκυροδέματος (με % αντικατάσταση τσιμέντου από σκωρία Η/Κ) βάσει ΝΕΝ 737 και τέλος, δοκιμή εξάρτησης εκχυλισιμότητας από το ph σε δείγματα κονιαμάτων από παλαιό σκυρόδεμα (βάσει CEN/TS 997). Τα αποτελέσματα παρουσιάζονται στους κάτωθι Πίνακες και Σχήματα:

3 Πίνακας. Χημική ανάλυση παλαιάς σκωρίας (ετίας) Στοιχεία: Μονάδα: Τιμή: Κύρια στοιχεία: Al %.6 Ca %. Cr %. Fe % 30 Mg %.6 Mn % 0.30 % 0.08 Si % 6. Ιχνοστοιχεία: < Cd 0. Co 6 Cr(VI) <0. Cu 9 <3. Sb < Βάσει των παραπάνω αποτελεσμάτων χημικής ανάλυσης, τα κύρια στοιχεία που περιέχονται στην σκωρία Η/Κ είναι Fe, Si, Al, Ca και Mg. Το περιεχόμενο χρώμιο και νικέλιο καθορίστηκαν στο.% και 0.08% αντίστοιχα ενώ οι συγκεντρώσεις των βαρέων και τοξικών στοιχείων όπως, Cd, Co, Cu, Sb, βρέθηκαν πολύ χαμηλές ή χαμηλότερες από το όριο ανίχνευσης της αναλυτικής τεχνικής που εφαρμόστηκε. Το περιεχόμενο εξασθενές χρώμιο του δείγματος υπό μελέτη βρέθηκε χαμηλότερα του ορίου ανίχνευσης (0. ) της εφαρμοζόμενης μεθόδου. Πίνακας. Χημική ανάλυση νέας σκωρίας Στοιχεία: Μονάδα: Τιμή: Κύρια στοιχεία: Al %. Ca %.9 Cr %.0 Fe % 7 Mg % 3.3 Mn % 0.39 % 0.6 Si % 8 Ιχνοστοιχεία: 8 Cd <9 Co 7 Cr(VI) <0. Cu < < 3

4 Sb <30 83 Παρατηρείται συγκρίνοντας τους παραπάνω Πίνακες - ότι το περιεχόμενο χρώμιο δεν οξειδώνεται μετά από χρόνια παραμονής σε εξωτερικά αποθετημένους σωρούς. Στο Σχήμα. και ακόλουθο Πίνακα 3. παρουσιάζονται τα αποτελέσματα Ηλεκτρονικής Μικροσκοπίας Σάρωσης δείγματος παλαιάς σκωρίας Η/Κ. Σχήμα. Εφαρμογή Ηλεκτρονικής Μικροσκοπίας Σάρωσης (SEM) σε όργανο FEI Quanta Inspect D833 (kv, high vacuum) σε δείγμα παλαιάς σκωρίας Η/Κ (ετίας) Πίνακας 3. Αποτελέσματα φασματόμετρου ενεργειακής διασποράς Ακτίνων-Χ (EDS) EDS (ατομικό ποσοστό, Αt%) Περιοχή Περιοχή Mg. 7.0 Al Si S K Ca Ti Cr Fe V Η εξέταση μέσω Ηλεκτρονικής Μικροσκοπίας Σάρωσης έδειξε ότι το περιεχόμενο χρώμιο (Cr 3+ ) βρίσκεται δεσμευμένο σε κρυσταλλικές φάσεις σπινελίου

5 (Περιοχή : Cr 8.%) ενώ το κύριο σώμα της σκωρίας Η/Κ υαλώδης φάση περιέχει ελάχιστο Cr (Περιοχή : Cr 0.8%). Στο κάτωθι Σχήμα. εμφανίζονται τα αποτελέσματα Ηλεκτρονικής Μικροσκοπίας Σάρωσης δείγματος πρόσφατης σκωρίας Η/Κ. Σχήμα. Μικρογραφίες Ηλεκτρονικής Μικροσκοπίας Σάρωσης (οπισθοσκεδαζόμενης) των ως έχει στιλβωμένων τομών πρόσφατα παραχθείσας σκωρίας Η/Κ Από το παραπάνω Σχήμα. διακρίνονται οι κρύσταλλοι του σπινελίου (Sp λεπτού έως μεγάλου μεγέθους ιδιόμορφοι κρύσταλλοι) και καθαρού μαγνητίτη (Mgn) ενσωματωμένοι στο υαλώδες πλέγμα (Gl). Παρατηρείται παράλληλη ανάπτυξη των επιμηκυμένων σε στήλες κρυστάλλων της ομάδος του ολιβίνη (Ol) στην άμορφη υαλώδη φάση (Gl). Τέλος, διακρίνονται σχηματισμοί αποτελούμενοι από μεταλλικά σωματίδια Fe (Me). Από την βιβλιογραφία γίνεται σαφές ότι το χρώμιο, που περιέχεται στις σκωρίες και ενσωματώνεται σε σταθερές κρυσταλλικές φάσεις σπινελίου, όπως φαίνεται ότι συμβαίνει, από την προηγούμενη ανάλυση, και στην σκωρία Η/Κ της Λάρκο (παλαιά και πρόσφατη), έχει ελάχιστη έως μηδενική εκχυλισιμότητα.

6 Επίσης, από σχετικές μελέτες της βιβλιογραφίας φαίνεται ότι η εκχυλισιμότητα του χρωμίου στις σκωρίες Η/Κ σχετίζεται με την συγκέντρωση σπινελικών φάσεων σε αυτές. Η εκχυλισιμότητα του χρωμίου, σύμφωνα με την μελέτη των Kuhn M. et al (Decreasing the scorification of chrome. Report EUR 938, 000) σχετίζεται με την τιμή του παράγοντα sp: Παράγων sp = 0. x MgO +.0 x AlO3 +.0 x FeOx - x CrO3 ο οποίος υπολογίζεται από τις περιεκτικότητες των αντίστοιχων οξειδίων της συνολικής χημικής ανάλυσης της σκωρίας Η/Κ. Η συσχέτιση αυτή δίνεται στο παρακάτω Σχήμα 3. Σχήμα 3. Συσχέτιση της εκχυλισιμότητας του ολικού Χρωμίου με τον παράγοντα sp. Η τιμή του παράγοντα sp όπως υπολογίζεται από την χημική ανάλυση τόσο της παλαιάς όσο και της πρόσφατης σκωρίας Η/Κ είναι μεγαλύτερη του και επομένως, σύμφωνα με το Σχήμα 3, η εκχυλισιμότητα του ολικού Χρωμίου αναμένεται σχεδόν μηδενική, μικρότερη του 0.00 mg/l. Στον παρακάτω Πίνακα. παρουσιάζονται τα αποτελέσματα της δοκιμής εκχυλισμότητας παλαιάς σκωρίας Η/Κ βάσει EN 7-0. Πίνακας. Αποτελέσματα δοκιμής EN 7-0 παλαιάς σκωρίας Η/Κ σύγκριση με κριτήρια απόθεσης σε ΧΥΤΑ ph Δείγμα #: Δείγμ α #: Δείγμα αναφορ άς: και Κριτήρια απόθεσης σε ΧΥΤΑ Μέση τιμή: Δείγμ α #: Δείγμ α #: Μέση τιμή: Αδρανές Μη επικίν δυνο Επικίνδ υνο 6

7 Αγωγιμότ ητα (μs/cm) Στοιχείο : mg/l Ba <0.03 < Cd <0.000 < Cu <0.009 < Hg < Mo <0.00 < Cr total < <0.0 <0. Sb <0.00 < Se <0.003 < < Στον παρακάτω Πίνακα. παρουσιάζονται τα αποτελέσματα της δοκιμής εκχυλισμότητας πρόσφατα παραχθείσας σκωρίας Η/Κ βάσει EN 7-0. Πίνακας. Αποτελέσματα δοκιμής EN 7-0 πρόσφατα παραχθείσας σκωρίας Η/Κ και σύγκριση με κριτήρια απόθεσης σε ΧΥΤΑ Στοιχείο : Δείγμα #: Δείγμα #: Δείγμα αναφο ράς: phαρχικό Αγωγιμό τητα (αρχική, μs/cm) phτελικό Αγωγιμό τητα (τελική, μs/cm) Μέση τιμή: Δείγμ α #: Δεί γμα #: Κριτήρια απόθεσης σε ΧΥΤΑ Μέση τιμή: Iner t Non hazardous Hazardo us mg/l solution ξηρού δείγματος Ba <0.03 < Cd <0.000 <

8 Cr 70 Cu <0.009 < Hg μη-ανιχνεύσιμο μη-ανιχνεύσιμο Mo < συνολικ ό 0.03 < <0.0 <0. Sb μη-ανιχνεύσιμο μη-ανιχνεύσιμο Se <0.003 < < Στον παρακάτω Πίνακα 6. παρουσιάζονται τα αποτελέσματα εκπλυσιμότητας (βάσει ΕΝ 7-0) δειγμάτων κονιάματος από παλαιό σκυρόδεμα (ετίας) που περιείχε -7% σκωρία Η/Κ ως υποκατάστατο του τσιμέντου. Πίνακας 6. Εκπλυσιμότητα κατά EN 7-0 του κονιάματος από παλαιό σκυρόδεμα (ετίας) Στοιχεία: Δείγμα: Δείγμα αναφοράς: ph.. Αγωγιμότητα (μs/cm) 60.8 Ba Crσυνολικό Μηεπικίνδυνο: Επικίνδυνο: < < <0.03 < Cu Αδρανές: mg/l 0.38 Cd Κριτήρια απόθεσης σε ΧΥΤΑ Δείγμα: <0.009 Hg Mo 0.08 < < <0.0 <0. Sb <0.00 < Se <0.003 < < Cl- 7.7 <3. 8

9 FΘειικά < < < Στον παρακάτω Πίνακα 7. παρουσιάζονται τα αποτελέσματα εκπλυσιμότητας κατά EN 7-0 σε ενανθρακωμένο κονίαμα (8ημερών) από το παλαιό σκυρόδεμα (ετίας). Η ενανθράκωση έλαβε χώρα σε συνθήκες σχετικής υγρασίας RH=60% και περιεκτικότητα σε 7% CO. Πίνακας 7. Εκπλυσιμότητα κατά EN 7-0 στο ενανθρακωμένο (8 ημερών) κονίαμα από παλαιό σκυρόδεμα (ετίας) Στοιχεία: Δείγμα #: Δείγμα αναφοράς: ph Αγωγιμότητα (μs/cm) Δείγμα #: mg/l <0.03 Cd <0.03 <0.000 Crσυνολικό 0.3 Cu < Επικίνδυνο: < < <0.09 Hg Mo Αδρανές: Μη-επικίνδυνο: Ba Κριτήρια απόθεσης σε ΧΥΤΑ <0.00 ± < <0.0 <0. Sb <0.00 < Se <0.003 < Cl-.3 <3. < FΘειικά < Ακολούθως παρουσιάζεται ο Πίνακας 8. όπου παρουσιάζονται τα αποτελέσματα δοκιμής εκχυλισιμότητας κατά NEN 737 (tank test) σε παλαιό σκυρόδεμα Πίνακας 8. Αποτελέσματα δοκιμής NEN 737 (tank test) σε παλαιό σκυρόδεμα Περίοδος (6 ημέρες) ph Αγωγιμότητα (μs/cm) Στοιχεία: 8. mg/l Cr Mn Co Cu Cd Sn Ba 0,0 Όρια πόσιμου νερού mg/l 0,0 0,0 0,0 Περίοδος (6 ημέρες) mg/m <0. <0. <0. <0. <0., <0. <0. <0. <0. Σταθερά, μη-ενεργά επικίνδυνα απόβλητα σε ΧΥΤΑ (mg/m ) βάσει NEN 737 (tank test) mg/m 6 30,6 9

10 Hg <0. <0. 0,0 6 Εν συνεχεία, στον Πίνακα 9. παρουσιάζονται τα αποτελέσματα δοκιμής εκχυλισιμότητας κατά NEN 737 (tank test) σε πρόσφατα παραχθέν σκυρόδεμα (με αντικατάσταση % του τσιμέντου από σκωρία Η/Κ) Πίνακας 9. Αποτελέσματα δοκιμής NEN 737:00 (tank test) σε πρόσφατα παραχθέν σκυρόδεμα (με αντικατάσταση % του τσιμέντου με σκωρία Η/Κ) και σύγκριση με όρια αποδοχής και διάθεσης αποβλήτων σε ΧΥΤΑ (βάσει σχετικών αγγλικών και ολλανδικών νομοθεσιών) 0% υποκατάσταση τσιμέντου με σκωρία Η/Κ % υποκατάσταση τσιμέντου με σκωρία Η/Κ Τιμές αθροιστικών ορίων στις 6 ημέρες βάσει EA NEN 737:00 (mg/m ) Κριτήρια εκχύλισης βάσει ολλανδικής νομοθεσίας Κριτήρια εκχύλισης βάσει αγγλικής νομοθεσίας mg/m mg/m Σταθερά, μη-ενεργά επικίνδυνα απόβλητα για απόθεση σε χώρους ταφής μη-επικινδύνων Επικίνδυνα απόβλητα για απόθεση σε χώρους ταφής επικίνδυνων αποβλήτων (mg/m ) αποβλήτων (mg/m ) Επικίνδυνα απόβλητα για απόθεση σε χώρους ταφής επικίνδυνων αποβλήτων (mg/m ) Cr,0,8 0 Co 0,8 0, , 0,9 6 00,68, ,0 0,06,3 0 0, 0, Στον κάτωθι Πίνακα. παρουσιάζονται τα αποτελέσματα εκχύλισης δειγμάτων πρόσφατα παραχθέντος σκυροδέματος με % υποκατάσταση τσιμέντου από σκωρία Η/Κ και συγκρίνονται με τα όρια πόσιμου νερού βάσει της Οδηγίας 98/83/ΕΚ του Συμβουλίου της 3ης Νοεμβρίου 998 σχετικά με την ποιότητα του νερού ανθρώπινης κατανάλωσης. Πίνακας. Αποτελέσματα εκχυλισιμότητας δειγμάτων πρόσφατα παραχθέντος σκυροδέματος με % υποκατάσταση τσιμέντου από σκωρία Η/Κ (βάσει NEN 737:00, tank test) και σύγκριση με όρια πόσιμου νερού (βάσει Οδηγίας 98/83/ΕΕ) Στοιχεία: 0% αντικατάσταση με σκωρία Η/Κ % αντικατάσταση με σκωρία Η/Κ Όρια πόσιμου νερού: Cr Co μg/l 9,79 3,9 μg/l 8,3,8 μg/l - 9,77,89 0 3,68,8 -,83,76 0,90,8 Στον παρακάτω Πίνακα. Παρουσιάζονται τα αποτελέσματα δοκιμής εξάρτησης της εκχυλισιμότητας από το ph σε δείγμα κονιάματος από παλαιό σκυρόδεμα -

11 ετίας-, το οποίο περιέχει τσιμέντο με υποκατάσταση -7% από σκωρία Η/Κ (βάσει CEN/TS 997). Πίνακας. Αποτελέσματα δοκιμής εξάρτησης της εκχυλισιμότητας από το ph σε δείγμα κονιάματος από παλαιό σκυρόδεμα -ετίας-, το οποίο περιέχει τσιμέντο με υποκατάσταση -7% από σκωρία Η/Κ. Παράμετροι: Μονάδες ph =.0 ph = 6.0 ph = 8,0 ph αναφοράς Ξηρή μάζα g Συγκέντρωση οξέων M Όγκος οξέων t 0+h ml Όγκος οξέων t 0+8h ml H 3 O+t 0+h mol/kg H 3 O+t 0+8h mol/kg Συνολικός όγκος εκχυλίσματος (V) ml Αποτέλεσμα L/S l/kg ph την t 0+h ph την t 0+8h Ανάλυση εκχυλίσματων: mg/l Co mg/l Cr mg/l mg/l mg/l <0.0 <0.0 <0.0 <0.0 mg/l Στο παρακάτω Σχήμα. παρουσιάζεται η εξάρτηση του συνολικού εκχυλιώμενου χρωμίου από το ph σε δείγμα κονιάματος από παλαιό σκυρόδεμα -ετίας-, κόκκινα βελάκια, σε σύγκριση με αντίστοιχα κονιάματα παραχθέντα με εμπορικά Ευρωπαικά τσιμέντα, όπως αυτή δημοσιεύτηκε στην έκθεση Environmental CRIteria for CEMent based products (ECRICEM) (Νοέμβριος 0). Στην περίπτωση της σκωρίας Η/Κ επιβεβαιώνεται ότι το ποσοστό του συνολικού εκχυλιώμενου χρωμίου είναι στα ίδια επίπεδα των αντίστοιχων Ευρωπαικών και περισσότερο οφείλεται στο περιεχόμενο χρώμιο στο κλίνκερ παρά στην σκωρία Η/Κ. Σχήμα. Δοκιμής εξάρτησης της εκχυλισιμότητας από το ph σε δείγματα κονιαμάτων από παλαιό σκυρόδεμα -ετίας- σε σύγκριση με αντίστοιχα κονιάματα παραχθέντα με εμπορικά Ευρωπαικά τσιμέντα.

12 Τα αποτελέσματα αυτά επιβεβαιώνουν την πρόβλεψη της εκχυλισιμότητας του χρωμίου από την αντίστοιχη ορυκτολογική, μέσω ηλεκτρονικής μικροσκοπίας, ανάλυση κατά την οποία το χρώμιο συγκεντρώνεται σε κρυσταλλικές φάσεις σπινελίου, οι οποίες έχουν σχεδόν μηδενική εκχυλισιμότητα χρωμίου.. Συμπεράσματα: Βάσει των παραπάνω, τα συμπεράσματα που μπορεί να εξαχθούν σχετικά με την περιβαλλοντική συμμόρφωση έχουν ως εξής: Οι δοκιμές εκπλυσιμότητας (βάσει EN 7.0) σε δείγματα παλαιάς και νέας σκωρίας έδειξαν συμμόρφωση αυτής ως αδρανές υλικό βάσει της Απόφασης 003/33/ΕΚ του Ευρωπαϊκού Κοινοβουλίου και του Συμβουλίου. Τονίζεται δε μέσω των δοκιμών εκπλυσιμότητας της παλαιάς (ετίας) σκωρίας Η/Κ ότι το περιεχόμενο Cr 3+ δεν έχει οξειδωθεί. Επιπλέον, τα αποτελέσματα των δοκιμών εκπλυσιμότητας (σύμφωνα με το NEN 737) των δειγμάτων σκυροδέματος που ετοιμάστηκαν με % υποκατάστασης του τσιμέντου με σκωρία Η/Κ έδειξαν ότι υπάρχει συμμόρφωση τόσο με την Οδηγία 98/83/ΕΚ του Συμβουλίου σχετικά με την ποιότητα του νερού ανθρώπινης κατανάλωσης όσο και με τα όρια απόθεσης αποβλήτων σε ΧΥΤΑ (βάσει αγγλικής και ολλανδικής νομοθεσίας). Αναφορικά με τα αποτελέσματα δοκιμών εκπλυσιμότητας των δειγμάτων κονιαμάτων από παλαιό (ετίας) σκυρόδεμα που είχε παρασκευαστεί με τσιμέντα που περιείχαν -7% σκωρία Η/Κ, υπάρχει συμμόρφωση με τα κριτήρια εκπλυσιμότητας μονολιθικών δοκιμίων (βάσει NEN 737) για την ποιότητα του νερού και την νομοθεσία απόθεσης σε ΧΥΤΑ αλλά και συμμόρφωση με τα κριτήρια εκπλυσιμότητας κοκκωδών δοκιμίων (βάσει EN 7.0) για τους ΧΥΤΑ μηεπικίνδυνων υλικών (βάσει Απόφασης Συμβουλίου 003/33/ΕΚ). Το πλήρως ενανθρακωμένο κονίαμα από παλαιό (ετίας) σκυρόδεμα δεν επιδεικνύει αυξημένους ρυθμούς εκπλυσιμότητας βάσει ΕΝ 7-0. Τα αποτελέσματα μετρήσεων εκπλυσιμότητας δοκιμίων κονιαμάτων από παλαιό (ετές) σκυρόδεμα βάσει CEN/TS 997 (δοκιμής εξάρτησης με το ph) επέδειξαν παρόμοια συμπεριφορά σε σκυροδέματα που μελετήθηκαν υπό το ερευνητικό πρόγραμμα ECRICEM (τα οποία είχαν παραχθεί με εμπορικά τσιμέντα). Η εξέταση μέσω Ηλεκτρονικής Μικροσκοπίας Σάρωσης (SEM) της σκωρία Η/Κ έδειξε ότι το περιεχόμενο Cr 3+ είναι δεσμευμένο στην σταθερή κρυσταλλική σπινελική φάση, το οποίο επιβεβαιώνει την χαμηλή εκπλυσιμότητα χρωμίου της σκωρίας Η/Κ προς το περιβάλλον. 6. Βιβλιογραφία: H.A. van der Sloot, A van Zomeren, R. Stenger, M. Schneider, G. Spanka, E. Stoltenberg- Hansson, P. Dath, "Environmental CRIteria for CEMent based products", Energy Research Centre of the Netherlands. Kühn M, Behmenburg H. Decreasing the scorification of chrome. Report EUR 938. Primary Steelmaking, Luxembourg: European Commission 39; 000. D. Mombelli, et al, The effect of chemical composition on the leaching behaviour of electric arc furnace (EAF) carbon steel slag during a standard leaching test, Journal of Environmental Chemical Engineering (06) 60. N. Katsiotis, P. Tsakiridis, D. Velissariou, M. Katsiotis, S. Alhassan, M. Beazi, Utilization of ferronickel slag as additive in portland cement: A hydration leaching study, Waste and Biomass Valorization, April 0, Vol. 6, Issue, pp 77-89