Koude immobilisatie grond, toepassingsgebied en validatie

5 TOEPASSINGSGEBIED EN VALIDATIE

5.1 Inleiding

Voor immobilisatie is geen sprake van een werkelijke validatie. Daarvoor zijn te weinig echte praktijkprojecten uitgevoerd.

Op basis van de in 2003 voorhanden informatie van uitgevoerde (demonstratie)projecten en van proeven wordt een uitspraak gedaan over de (on)mogelijkheden van de verschillende immobilisatietechnieken.

Bij het verzamelen van de gegevens is uitgegaan van het verwerken van (verontreinigde) grond. Het is bekend dat bij verscheidene immobilisatie technieken een ‘mix’ van stoffen wordt bijeengevoegd met een of meerdere bindmiddelen om tot een immobilisaat te komen. Immobilisatieprocessen die als ‘bijmenging’ gebruik maken van al dan niet verontreinigde grond zijn niet buiten beschouwing gelaten. Op de vraag of de werkwijze van menging op dit moment wel of niet in het beleid past is ingegaan in D1.3.2.

In de praktijk zijn in Nederland gegevens beschikbaar van koude immobilisatie en van de thermische technieken. Immobilisatie in asfalt komt slechts zeer sporadisch voor. In het navolgende zal dan ook alleen worden ingegaan op het toepassingsgebied van koude immobilisatie en van thermische immobilisatie.

5.2 Toepassingsgebied

Het beschrijven van het toepassingsgebied vindt plaats voor die toepassingsvoorwaarden die door het vergunningverlenende en beschikkende bevoegd gezag worden gesteld en die voor immobilisatie relevant zijn.

Het gaat om de volgende toepassingsvoorwaarden:

Toepassingsvoorwaarden met betrekking tot de fysische samenstelling:
- organische stof;
- zeefkromme;
- fractieverdeling;
- de hoeveelheid afval <32 mm.

Toepassingsvoorwaarden met betrekking tot de verontreinigende stoffen:
- gehalte aan/ uitloging van anorganische verontreinigingen (zware metalen, cyanide);
- gehalte aan organische verontreinigingen;
- gehalte aan CaCO3, en daarmee de pH;
- anionen;
- asbest.

5.2.1 Toepassingsvoorwaarden met betrekking tot koude immobilisatie
5.2.1.1 Eisen
Immobilisaten worden voor verschillende doeleinden toegepast. Afhankelijk van het gebruiksdoel zijn de eisen verschillend. Op dit moment zijn de volgende toepassingen operationeel:
- omzetting van C3 naar C2 materiaal (o.a. VBM);
- afdekking van stortplaatsen (o.a. RAZOB);
- funderingsmateriaal voor wegenbouw (o.a. BAG Stein B.V.).

De toepassing van het omzetten van C3 naar C2 materiaal is voor het onderwerp verwerken van grond niet relevant. Deze toepassing wordt dan ook niet verder besproken. De ervaring die bij deze toepassing wordt opgedaan (een installatie is in 1998 opgestart) kan in de toekomst wel worden gebruikt bij de verdere ontwikkeling en toepassing van immobilisatietechnieken.

Bij afdekking van een stortplaats is het immobilisaat een vervanging van de referentie oplossing (de zand- bentoniet afdekking). De belangrijkste eisen die daaraan worden gesteld zijn de waterdoorlatendheid, en de scheurvorming (bij een kromtestraal van 100 m mag geen scheurvorming optreden).

Bij toepassing van een immobilisaat als funderingsmateriaal moet worden voldaan aan de civieltechnische eisen, zoals die worden omschreven in deelhoofdstuk 28.2 Technische bepalingen funderingslagen, Gebonden funderingen (Standaard RAW Bepalingen 2005). De belangrijkste daarvan is het bereiken van een druksterkte die past bij de toepassing.

5.2.1.2 Fysische samenstelling
Organische stof
Organische stoffen, zoals de humusfractie in grond, hebben een negatief effect op de binding van cementachtige bindmiddelen. In de tot nu opgedane ervaring (laboratorium en praktijk) blijkt een gehalte aan organische stof tot circa 5% geen beletsel te zijn om tot een immobilisaat te komen dat aan de gestelde eisen voldoet. Gehalten tot 10% worden in de praktijk als mogelijk beschouwd, hogere gehalten zijn niet onmogelijk, maar op dit moment ontbreken gegevens om hierover een uitspraak te doen.

Zeefkromme
Bij alle immobilisatieprocessen worden grove materialen verwijderd. Er wordt naar gestreefd de korrelopbouw door middel van menging van verschillende partijen te optimaliseren. Dit heeft een positieve invloed op de mechanische eigenschappen en op de behoefte aan bindmiddelen. Menging is echter niet altijd noodzakelijk en/ of mogelijk, zowel om technische redenen als om redenen die betrekking hebben op de regelgeving.

Fractieverdeling
Zanderige materialen zijn veelal goed te immobiliseren. Wanneer de hoeveelheid klei toeneemt, neemt ook de bindmiddelbehoefte toe. Dat wil niet zeggen dat koude immobilisatie onmogelijk wordt, de kosten nemen echter wel toe.

De hoeveelheid afval <32 mm
Afval, zoals stukjes hout, metaal en plastic, kan de mechanische eigenschappen van een immobilisaat beïnvloeden. Om die reden kan het noodzakelijk zijn afval te verwijderen.

5.2.1.3 Verontreinigende stoffen
Gehalte aan/ uitloging van anorganische verontreinigingen
Uit interviews met betrokkenen bleek, dat de mogelijkheid om zware metalen vast te leggen sterk afhankelijk is van de samenstelling van het te immobiliseren materiaal. De mobiliteit van verschillende metalen is sterk afhankelijk van de samenstelling van het te immobiliseren mengsel.
Zo is de immobilisatie van Cu en Ni, wanneer humus- en fulvozuren aanwezig zijn, in combinatie met cement (hoge pH) een bekend probleem. Er worden anionen gevormd, die zeer mobiel zijn. Het bovenstaande wil niet zeggen, dat koude immobilisatie van grond met Cu en Ni niet mogelijk is. Het geeft wel aan, dat voorafgaand aan elk immobilisatieproject vooronderzoek moet worden uitgevoerd (zie ook 5.2.1.4).

Gehalte aan organische verontreinigingen
Uit proeven die op kleine schaal zijn uitgevoerd blijkt, dat de immobilisatie van organische verontreinigingen in principe mogelijk is. Hierbij moet worden opgemerkt dat:
- het immobiliseren van olieachtige verontreinigende stoffen redelijk goed mogelijk is;
- het immobiliseren van PCB's aanmerkelijk lastiger is, en;
- het immobiliseren van pesticiden vaak niet tot het gewenste resultaat leidt.

Tevens moet worden opgemerkt dat immobilisaten voor wat betreft organische verontreinigende stoffen worden getoetst op de samenstelling. Er zijn nog geen uitlogingsnormen voor deze groept stoffen.

De pH
Voor koude immobilisatie is de pH meestal niet van belang. Mengsels met een zeer lage pH komen zelden voor. Bij de immobilisatie van zeer zure materialen, zoals zuurteer, moeten grote hoeveelheden toeslagstoffen (bijv. kalk) worden toegevoegd t.b.v. neutralisatie. Opgemerkt wordt dat door toevoeging van cement de pH meestal toeneemt van 7 in het uitgaangsmateraiaal tot 11 a 12 in het immobilisaat (betonreactie).

Anionen
De aanwezigheid (en vorming) van anionen bij koude immobilisatie kan een probleem zijn. Molybdeenoxide is daar een bekend voorbeeld van (met name bij hoge pH).

Asbest
De aanwezigheid van asbest in een te immobiliseren materiaal is technisch geen probleem. Zeker wanneer het immobilisaat wordt afgedekt is de kans op vrijkomen van asbest uit het immobilisaat niet waarschijnlijk. De menging van materiaal en toeslagstoffen vindt bij koude immobilisatie in een nat milieu plaats. Daardoor is de verspreiding van asbest gering.

5.2.1.4 Vooronderzoek immobilisaten
Al naar gelang de grootte van een project/partij wordt de intensiteit bepaald waarin de (voor)onderzoeken worden verricht. De onderzoeksmethodiek is meestal gefaseerd opgesteld om de kosten te beperken. Een voorbeeld daarvan volgt hierna.

Tabel D5.1 Onderzoeksmethodiek koude immobilisatie

5.2.1.5 Hypothese van het toepassingsgebied
Bovenstaande overwegingen hebben geleid tot de volgende hypothese van het toepassingsgebied.

Tabel D5.2 Hypothese toepassingsgebied koude immobilisatie leidend tot bouwstof (invoer)