4.1 Gammastrålning
Bergmaterial – Differenser i bergtäkt och laboratoriemätning
Gammastrålning från krossat bergmaterial visar högre stålning från fältmätning, jämfört med
laboratoriemätningar. Beräknat AI index utifrån materialets radioaktiva koncentration (Bq/kg) var 20%
till 30% lägre vid laboratoriemätning.
En sannolik anledning till att mätning på krossat berg visa högre siffror än i laboratoriet, beror dels på att i en bergtäkt har man strålning från omgivande täktväggar och upplag som kan ge förhöjda värden, (Figur H). Väderförhållanden såsom regn och fuktighet i upplag kan också påverka mätresultaten. Fukt dämpar gammastrålningens energi, (Bilaga 2).
Vändle på upplag (0/4) visa lägre aktivitetsindex (AI 2.4), än 8/16 (AI 2.6) Detta kan dels vara pga. 0/4 upplag var fuktigt.
Radiumhalt för Gladö 0/4 och 8/16 visar några högre siffror hos STUK än bergtäkt (Tabell 8). Detta kan dels bero mätosäkerhet (+-8) på STUK och dels på prov något torkat hos STUK (Bilaga 8).
Mätning på delkomponenter i laboratoriet utförts på torkat prov, d.v.s. de visar högre mätvärde än för samma prov under fuktiga förhållanden.
I dag mäts strålning för ballast, när ny bergtäkt öppnas och vid när så krävs och vid tveksamma fall enligt EU standard Till. Ex.
SS-EN12620 Ballast för betong (SIS, 2010), och SS-EN-13043 Ballast för asfaltmassor och tankbeläggningar för vägar, flygfält och andra trafikerade ytor (SIS,2004), (Bida,2017). Detta utfördes normalt på plan berghällar d.v.s. topp på bergtäkt. Felmarginal i fältmätning på bergtäkt uppstår när aktuella bergmaterial mäts vid krossberg upplag som befinner sig ned i bergtäkt, med omgivande täktväggar. Ofta är
fältinstrument kalibrerat för plan geometri.
Vid redovisning av aktivitetsindex (AI) för bergmaterial och byggmaterial av dessa materialet bör ovan beaktas och laboratoriemätning rekommenderas. Särskilt för bergmaterial och bergtäkt som är på gränsen av den nya EU direktivs konservativa bedömnings värde, AI=1.
Delkomponenter - Cement och flygaska
Laboratoriemätning av cement visade lägre halter av radioaktiva koncentration (Bq/kg), AI =0.3
Flygaska däremot har högre AI värde (AI= 1.0) och radioaktiva koncentration (uranhalt 135Bq/kg) är högre än betongballast, Gladö, som har uranhalt 58Bq/kg och AI= 0,7 vid laboratoriemätning. Flygaska som använts kommer från kolkraftverket i Danmark.
Kolflygaska kan anrikas med uran två gånger; (i) kolets bindningsätt från sedimentärbergarter torv, som kan anrikats i vattenlösligt uran och radium och (ii) anrikats ytterligare vid förbränning i en industriell
Figur H: Mätning på upplag av bergtäkt - Vändle 8/16
31 process. (Miskovsky,2016) När kol förbränns till flygaska, kan uran och torium anrikats upp till 10 gånger högre halter, jämfört med ingående naturlig kol (Hvistendahl,2007). Kolflygaskans strålning kan variera eftersom kol som används i industri kan har olika ursprung med olika naturlig uranhalt. Halter kan vara lägre så väll som högre vid nästa leverans av kolflygaska. Kontinuerliga mätningar behövs för bedömning av flygaskans strålning.
Betong – Differenser i ingående material och betongprodukter
Tillverkad betong jämfört med dess ingående bergkrossmaterial visar lägre aktivitets koncentration (Bq/kg). AI index i nyproducerad betong var 28% till 40% lägre jämför med bergmaterialets AI index från fältmätning. Gammastrålning från betong visa lägre strålning än ingående bergmaterial. Minskningen är främst en ren utspädningseffekt, eftersom cement och vatten har lägre aktivitets koncentration (Bq/kg).
Intressant resultat erhålls från betong med tillsatt flygaska när bergmaterial med förhöjda halter av radioaktiva ämne används som ingående ballast (Vändle) Betongen med AI index 2.0, visar betydligt lägre AI index 1.5, när det gjuts med 20% tillsatt flygaska. Betong med moderat aktivitet koncentration(Gladö) visar ingen skillnad i AI index mellan standardbetong och betong med flygaska. (3.1.4) Liknande resultat erhålls i försök i Japan, då stråldos minskade med ca 40% när hög radioaktivt material gjuts till betong.
Med tillsatt metallslagg visade ytterligare minskning av stråldos med ytterligare -3% till -5%. (Bilaga 9) Skillnaden i Vändle betong kan dels beror på dessa skillnaden i betongrecept. Andel bergmaterial(kg) är större i Vändle B -standard betong, jämför med Vändle A med tillsatt flygaska, (Tabell 7).
När mängden av Vändle bergmaterial (kg) minskar i betong, kan det bidrag till minskning av aktivitets koncentration(Bq/kg) samt AI index. Gladö material har lägre aktivitets koncentration(Bq/kg) än flygaska.
Här påverkar flygaskan inte AI index i färdig betong. Flygaska i Gladö A betong ”ersätter” den del strålning som minskat från andel bergmaterial(kg).
Kan betong från undersökta material används inom nya EU direktivet?
Betong med Gladömaterial beräknats till AI index 0.6 vid laboratoriemätning från gjuten betong.
Materialet kan används för hela byggnaden (golv, väggar, tak) med uppskattvis stråldos från byggmaterial mindre än referensvärdet, 1mSv/år. (2.4)
Betong med Vändle material har AI index 1.9 för standard betong, och AI =1.5 för betong med tillsatt flygaska, d.v.s. materialet kan ge uppskattvis stråldos mer än 1mSv. Här kan man inte använda materialet för bostad till hela konstruktionen.
Enligt EU rekommendation för byggmaterial (RP112, 1999) finns förenklade beräknings tabeller där man kan se, i vilken omfattning material kan används med uppskattad stråldos mSv/år, Tabell 11 (Bilaga 10).
Enlig tabell 11, Vändle betong A(flygaska) & B(standard) befinner sig inom gruppen förhöjda
koncentration (cirkel röd). Materialet kan används i begränsat omfattning för golv, och ger med använda siffor från tabellen stråldos på 0.41 mSv/år, utifrån vissa givna förutsättningar på betong tjocklek och densitet. (Bilaga10) Tabeller är ett förenklat verktyg. För konstruktion behövs omräkning med verkligen siffror och förutsättningar.
32
4.2 Radonavgång från betong
Differenser mellan radonavgång
Intressanta resultat erhålls från betong med kombination, tillsatt flygaska och förhöjda radioaktivt bergmaterial. Vändle A (AI 1.5) visa betydlig dämpande radonavgång (150 Bq/m3) jämförelse med standard betong Vändle B (AI 1.9), radonavgång (310 Bq/m3) minskningen är 49%. Betong med kombination, tillsatt flygaska och moderat radioaktivt bergmaterial, Gladö A (AI 0.6) visade också lägre radonavgång (43 Bq/m3) jämfört med standard betong Gladö B (AI0.6) radonavgång (66 Bq/m3). Gladö betong A (flygaska) och B (standard) hade liknande minskning på radioaktivitets koncentration (Bq/kg) och samma AI index, men radonavgång var olika med förändring 35%.
Flygaska täta betong?
Osäkerheter i mätning av radonavgång i Vändle A och Gladö A kan dels beror på…
• att flygaska ger betong en tätare struktur, som förhindra radongas avgång.
• att i betongrecept med VCT 0.55 finns ”fritt vatten”. Vid höga RF (%) blockerar fritt vatten i olika grad radongasens avgång. RF är högre för betong med flygaska.
• att stenmaterial med höghalter av aktivitet koncentration(Bq/kg) minskade i betongrecept för standard betong (Vändle B), jämför med betong recept för betong med tillsatts 20% flygaska (Vändle A), (Tabell 7).
4.3 Tryckhållfasthet
VändleB visa hög tryckhållfasthet än VändleA trots det har högre lufthalt. Skillnaden mellan
standardbetong och flygaskabetong är lite för stor. Resultat kan vara inom variationer. Fler prov behövs för bedömning av skillnaden för tryckhållfasthet mellan standardbetong och flygaskabetong. Se Bilaga 8 för all provdata.
4.4 Mineralanalysen
Genom identifiering av mineral kan man se dess förhållande till glimmer.
Tabell 11 Förenklat beräknings tabell för byggmaterials aktivitet koncentration (Bq/kg) och uppskattat stråldos som material avger (mSv/år) – RP112, EC1999
Vändle
B A (Bq/kg) AI 1.9 AI 1.5 199 155 226Ra 161 134 232Th 1040 920 K40
33