Muddringsprojekt är en global företeelse och görs av flera olika anledningar, till exempel för miljömässiga aspekter och för breddning av farleder. För att få en hållbar utveckling är det viktigt att finna bra lösningar på frågan hur förorenade sediment skall hanteras . I Mälaren kommer olika muddringsprojekt att genomföras för att bredda farleden från slussen i Södertälje till hamnarna i Köping och Västerås. Muddringsprojekten skall genomföras av Sjöfartsverket, Köpings kommun och Västerås stad. En metod för att omhänderta muddermassorna är att stabilisera/solidifiera dem genom att blanda i ett bindemedel bestående av en blandning av cement, masugnsslagg och aktivt kol och låta dem härda. Detta görs för att förbättra materialets geotekniska egenskaper samt för att immobilisera föroreningar. Syftet med detta examensarbete var att undersöka om det går att använda krossade stabiliserade/solidifierade muddermassor ovan vattenytan till exempel i vägkonstruktioner alternativt som fyllnadsmaterial. Möjligheten för användandet av de stabiliserade/solidifierade materialet utvärderades genom att materialets geotekniska och miljömässiga egenskaper undersöktes. Den miljöpåverkan som de stabiliserade/solidifierade materialet skulle kunna ha på den omgivning där de används har undersökts genom analyser av totala föroreningshalter samtkoncentrationer vid lakning. Detta gjordes dels genom egna skakförsök och dels genom utvärdering av resultat från undersökningar som Statens geotekniska instituts (SGI)miljölaboratorium gjort. När det gäller materialets geotekniska egenskaper utvärderades resultat från undersökningar genomförda av SGIs geotekniska laboratorium. Stabiliseringen/solidifiering gjorde att de undersökta metallerna som förekommer som katjoner immobiliserades, vilket ledde till att lakningen minskade. Däremot fungerade imobiliseringen inte för anjoner; om det skulle ha förekommit höga halter av toxiska anjoner som till exemple arsenik, vanadin och molybden skulle dessa ha lakats ut. Ur ett miljömässigt perspektiv skulle det gå bra att använda det undersökta materialet då koncentrationen i lakvätskan låg under de båda gränsvärden som används; gränsvärden för inert avfall och gränsvärden för mindre än ringa risk vid användning av avfall för anläggningsändamål. När det gäller hållfasthet uppfyllde materialet efter 28 dagars härdning inte kraven som ställs för användning i vägkonstruktion. Däremot hade materialets geotekniska egenskaper förbättrats jämfört med de obehandlade sedimenten. / Dredging is a global phenomenon carried out for several different reasons, e.g. environmental remediation and expansion of shipping lanes. A sustainable solution to the problem of how contaminated sediment should be handled is thus important to achieve a more sustainable development. Several dredging projects will be implemented in the lake Mälaren to widen the shipping lane from the lock in Södertälje to the ports of Köping and Västerås. The dredging will be carried out as a joint effort by the Swedish Maritime Administration, the City of Västerås and Köping municipality. One method used for treating dredged sediments is stabilization/solidification. This is carried out to improve the geotechnical properties of the material and to immobilize contaminants. The method works as follows: Sediments are dragged form the lake, mixed with a binding agent consisting of cement, granulated blastfurnace slag and active carbon and then left to harden. The objective of this master thesis was to investigate the feasibility of using the stabilized/solidified material on land above the water surface. Examples of applications for the crushed material are in road construction or as fillers for vegetation surfaces. The stabilized/solidified material was evaluated with respect to environmental factors and geotechnical properties to determine if it was appropriate to use for these applications. To investigate the potential impact of the stabilized/solidified material on the surrounding environment, analysis of total contamination content and leaching tests were evaluated. In this thesis, batch-leaching tests for metals were performed as well as evaluation of lab results from surveys conducted in the environmental laboratory at the Swedish Geotechnical Institute. The geotechnical properties of the material were evaluated based on results from experimentsconducted by the geotechnical laboratory at the Swedish Geotechnical Institute. The results from the treatment with stabilization/solidification showed that most of the studied metals were immobilized, and the leaching of these metals decreased. From an environmental perspective it would be feasible to use the material, as the results of the leaching test were below the limit values used in the assessment; limits for inert waste and limits for less than small risk (‘mindre än ringa risk’) in use of waste for construction purposes. In terms of the geotechnical features, after 28 days of hardening the material did not meet the requirements for use in road construction. However, the material's geotechnical properties such as strength had improved compared to the untreated sediments.

The purpose of this work was to evaluate remedial alternatives for the Badö area in Uddevalla. Large parts of the area consist of heterogeneous filling and the contamination situation consists of, inter alia; arsenic, chromium, PAH, and petroleum. These contaminations are consistent with previous activities on the area. The evaluation of remedial alternatives was made using Swedish geotechnical institute’s (SGI) multicriteria tool SAMLA in which 5 remedial alternatives were examined. These were either solidification/stabilization or excavation, with various forms of land use possible after completed action. The purpose of this work was also to examine how well SAMLA is suited to be used in risk assessments. SAMLA evaluates remedial alternatives using three sustainability dimensions; environment, social and economy. The remedial alternatives are scored in relation to each other and the option of leaving the area without any measure taken. The results of the evaluation in SAMLA are presented as tables and charts and indicates that an option using excavation and resulting in the area being able to use for housing is rated the highest. In this stage there are more uncertainties using solidification/stabilization, and more investigations in the field are needed to examine the method further. The result concludes that SAMLA is considered user-friendly and relevant to use to shed light on several uncertainties and factors in different time perspectives, but preferably together with different actors involved in the process.

Enligt en inventering som gjorts av 40 svenska hamnar kommer minst 2,5 miljoner kubikmeter förorenat sediment behöva tas omhand de närmaste åren (Holm, 2011). Stabilisering och solidifiering är idag det mest aktuella alternativet till deponering på land och dumpning till havs, alternativ som enligt avfallslagen i största möjliga mån bör undvikas. Stabilisering och solidifiering av förorenade muddermassor har genomförts i större skala i bland annat USA, men är en i Sverige förhållandevis ny teknik som endast har genomförts i ett fåtal projekt. Tekniken går ut på att man genom tillsättandet av bindemedel i förorenade muddermassor skapar en hållfast monolit på vilken man i framtiden kan använda till att bygga på, samtidigt som föroreningarna kapslas in och spridningen av dessa begränsas. I en rapport från Naturvårdsverket framgår att det finns ett behov av att en svensk vägledning för denna typ av hantering av förorenat sediment tas fram. Syftet med denna studie har varit att genom semistrukturerade intervjuer med yrkesverksamma inom området och genom platsbesök på ett pågående projekt, undersöka hur tekniken används i praktiken, undersöka huruvida tekniken utvecklats under de i Sverige hittills genomförda projekten samt lyfta fram problem och begränsningar som uppkommit i samband med genomförda projekt. Intervjuerna har transkriberats och därefter har det mest relevanta plockats ut och använts som underlag för analys. All information som berör begränsningar i allmänhet eller det praktiska utförandet har ansetts vara av relevans. För att besvara första frågeställningen gällande hur tekniken används i praktiken så har ett platsbesök gjorts i köpings hamn, vilket kompletterats med information från intervju med projektets platschef. Under arbetets gång har fokus kommit att riktas mot främst två projekt, ett i Valdemarsviks kommun och ett i Köping, där det sista fortfarande pågår. Fem separata praktiska problem identifierades vilka i olika grad kunde ha undvikts genom förebyggande åtgärder. En oväntat stor mängd skräp i bottensedimenten ledde i Valdemarsvik till stora förseningar som kunde ha undvikits genom en mer noggrann förundersökning. I Valdemarsvik ledde en för liten rengöringsanläggning till att man inte lyckades begränsa spridningen av föroreningar i den mån man planerat. Transporten av muddermassorna var ett problem i båda projekten. I Köping gjordes försök att pumpa massorna men man fick övergå till lastbilstransport i stället, något som tros kunnat bero på underdimensionerad pumpanläggning. I Valdemarsvik blev också pumpningen ett problem då skräp satte igen pumparna vilket åtgärdades genom byte av slampump. Köld under vinterhalvåret gjorde att man inte kunde fortsätta arbetet, något man räknat med innan projektet startade. Försök att isolera massorna med halm gjordes men detta fick avbrytas då halmen fastnade i blandverktyget. Otillräcklig tillgång på vatten identifierades som den största flaskhalsen i projektet i Köping. Införandet av en bufferttank med vatten gjorde att man begränsade detta problem något. Med erfarenhetsåterföring från tidigare projekt hade några av dessa problem mest troligt kunnat förebyggas. En samverkansform som främjar samarbete mellan entreprenör och beställare har identifierats som en potentiell nyckelfaktor för att öka kunskapen inom området och skapa förutsättning för fortsatt utveckling av tekniken. / According to an analysis of 40 Swedish ports is there a need for over 2,5 million cubic meters of contaminated sediment to be taken care of within the next years to come. Stabilization and solidification are the most up-to-date alternative to deposition, offshore dumping and dumping on land. Stabilization and solidification of contaminated sediment has become an established method of use in the USA but is a relatively new technique in Sweden where it only has been used in a few projects so far. The technique involves the mixing of a cement and granulated blast furnace slag with the contaminated sediment, after which a solid monolith is created that can be used as basis for future construction while at the same time encapsulating the contamination and preventing its leaching. There is a need for Swedish guidelines on how to manage these types of techniques, according to a study made by the Swedish Environmental Protection Agency. The purpose and goal of this study is to (1) investigate how the stabilization and solidification technique is used in practice, (2) explore whether the technique has made any development in the projects done in Sweden so far and (3) search for problems and limitations in the use of stabilization and solidification techniques which could interfere with its development. The method of investigation for this study is semi-structured interviews for all the questions with a sight visit as complement for the first question of study. All the interviews have been transcribed and the most relevant information has been taken out and used as a basis for further analysis. During this study the focus has been aimed at primarily two projects, one in the municipality of Valdemarsvik and the other in Köping where the project at the time of this study is still going on. Five separate issues dealing with the use of the technique have been identified during the study, some of which might have been avoided through preventive actions. An unexpectedly large amount of waste in the sediments in Valdemarsvik led to great delays in production which through a more thorough pre-study of the area might have been prevented. A too small cleaning facility in Valdemarsvik resulted in an unwanted spread of contaminated materials. Transportation of sediments was a problem in both projects. Attempts to pump the sediments were made in Köping but the technique was later replaced with transportation by trucks due to issues which might have been caused by an undersized pump station. The pumping technique was used throughout the project in Valdemarsvik but had to be upgraded at one point because of unwanted waste which clogged the pumps. The cold during winter stopped production, something that was expected already before production started. Attempts to isolate the dredged masses using straw were made in Köping but never successfully so, primarily due to straw getting stuck in the mixing tool. Insufficient access to water was seen as the biggest bottleneck in Köping, an issue somewhat solved by using a buffer tank. Some issues found in this study are thought to have been preventable with proper experience feedback. A form of contract which encourages cooperation between contractor and client has been identified as a key factor to promote the growth of knowledge surrounding the use of the technique and to lay ground for its development in the future. / <p>Examensarbetet är utfört vid Institutionen för teknik och naturvetenskap (ITN) vid Tekniska fakulteten, Linköpings universitet</p>

Sedimenten i området Kolkajen-Ropsten, Stockholm, innehåller höga halter av tjäroljor till följd avtidigare produktion i gasverket på området. Stockholms stad planerar att utföra byggnation i detnuvarande vattenområdet, vilket ökar risken för spridning av föroreningar. För att skydda arbetandeunder planerad byggnation och framtida boende måste föroreningssituationen åtgärdas. Tjäroljornainnehåller höga halter av polyaromatiska kolväten (PAH) och det är föroreningen av PAH-16 som styråtgärdsbehovet för området. En metod som använts med god framgång i flera projekt i Norden ochandra delar av världen är stabilisering och solidifiering, s/s, av sediment. Metoden går ut på att blandain utvalda bindemedel i sedimenten som då härdar. Därigenom minskar föroreningens mobilitet och degeotekniska egenskaperna förbättras. Om kravet på skjuvhållfasthet (&gt;140 KPa), låg permeabilitet (10-8-10-9 m/s) samt minskad utlakning uppfylls kan de stabiliserade massorna utgöra grunden för planeradbyggnation.För att utvärdera möjligheterna av denna åtgärdsmetod analyserades en sats av prover från området föratt tillhandahålla information om platsspecifika parametrar. Analysen visade att sedimenten hade högvattenkvot och organiskt innehåll, dominerades av fina fraktioner samt en föroreningsgrad av PAH-16på 13000 mg/kg TS. Utifrån dessa parametrar och med stöd från en litteraturstudie valdes fyra receptpå bindemedel ut, med olika mängd bindemedel. De bindemedel som använts är: Bascement frånSkövde som är ett portland-flygaskecement, Monofill som består av 20 % cement och 80 % granuleratmasugnsslagg samt aktivt kol. De olika recepten blandades med sediment från området och lämnadesatt härda under 28 dygn. Efter härdningen utvärderades de stabiliserade massorna med avseende påminskad utlakning av PAH jämfört med obehandlat sediment, skjuvhållfasthet och permeabilitet.Analyser av de fyra blandningarna visade att kravet på skjuvhållfasthet och permeabilitet uppfylldesför samtliga tillsatser av bindemedel och överlag innebar större mängder tillsatt bindemedel högreskjuvhållfasthet och lägre permeabilitet. Resultaten från laktester indikerade att en större tillsats avaktivt kol minskade utlakningen av PAH.Tillsatsen av bindemedel som bedöms vara bäst lämpad för stabilisering av sedimenten från områdetvar en total mängd av cement och Monofill på 250 kg/m3 (30 % cement och 70 % Monofill) samt entillsats av aktivt kol på 5 % av TS.Inblandning i sedimenten enligt receptet ovan resulterade i en skjuvhållfasthet på 413 KPa samt enönskat låg permeabilitet. Utlakningen av PAH-16 reducerades med ~45 % jämfört med obehandlatsediment. / The sediments in the area Kolkajen-Ropsten, Stockholm, have shown high levels of tar oils due to thegasworks in the area. The city of Stockholm is planning construction in the area which increases therisk of contaminants spreading to the surrounding area. In order to protect workers during the plannedconstruction and future inhabitants, remediation has to be carried out. The tar oils have highconcentrations of polyaromatic hydrocarbons (PAH) and it is pollution of PAH-16 that dictates theneed for remediation.A remediation method that has been used in similar projects, with good results, is stabilization andsolidification (s/s) of the sediments. This is done by mixing binder materials with the sediments whichharden and it results in lowered mobility of the contaminants and improved geotechnical properties ofthe soil. If the shear strength is high enough (&gt;140 KPa), the permeability is low enough (10-8-10-9m/s) and the leaching is reduced sufficiently, the stabilized sediments can be used as a foundation.To evaluate the possibility of this remediation method, a batch of sediment samples from the area wasanalyzed to obtain information about site specific parameters. The analysis showed that the sedimentshad high water content and were rich in organic matter. They were dominated by small particlefractions and had a PAH-16 concentration of 13000 mg/kg DM. With regard to these site specificparameters and a literature study, four different recipes with different amounts of binders wereselected and tested in a laboratory study. The used binders were: cement from Skövde which is aportland-fly ash cement, Monofill composed of 20 % cement and 80 % granulated furnace slag, andaddition of activated carbon.The sediments were mixed with binders according to the recipes and left to harden for 28 days.Following the 28 days of hardening, the stabilized mixtures were evaluated with regard to: thereduction of leaching of PAH in comparison to the untreated sediments, shear strength, andpermeability.Analyses of the four mixtures showed that the desirable values of both shear strength and permeabilitywere achieved for all mixtures, and that a higher concentration of binders resulted in a higher shearstrength and lower permeability. The results from the leaching tests indicated that a higherconcentration of activated carbon resulted in a lowered leaching of PAH.The mixture of binders that was deemed to be most suitable for stabilizing the sediments from the areawas a total amount of cement and Monofill at 250 kg/m3 (30 % cement and 70 % Monofill) with anaddition of activated carbon at 5 % of DM (dry matter).Addition of this binder mixture to the sediments resulted in a shear strength of 413 KPa and a desiredlow permeability. The reduced leaching of PAH-16 was ~45 % compared to untreated sediments.

Vid utvidgning av befintliga hamnar kan den relativt nya metoden stabiliserade/solidifierade (S/S) förorenade muddermassor användas i anslutning till spont. S/S metoden används för att binda föroreningarna fysikaliskt eller stänga in dem samt för att förbättra massornas hållfasthets- och deformationsegenskaper. Istället för att deponera dessa, ofta förorenade, muddermassor till ett högt pris kan det återanvändas i hamnkonstruktionen som ett byggmaterial. Det finns få rapporter som behandlar stabiliserade massor i anslutning till spont och hur de samverkar, vilket gör att det inte finns tydliga riktlinjer för hur metoden ska användas. Dessutom finns det stora osäkerheter kring hur utvecklingen av den odränerade skjuvhållfastheten ökar över tid och hur den kan tas hänsyn till vid projekteringen och därför kan metoden inte utnyttjas på ett effektivt sätt. Den odränerade skjuvhållfastheten utvärderas som halva tryckhållfastheten. Syftet med studien är att kunna prognostisera hur jordtrycket mot en spont beror på de S/S -behandlade muddermassornas egenskaper. Vidare har en projekteringsmetodik till S/S massor i anslutning till spont föreslagits. För att svara på detta har en litteraturstudie gjorts för att samla bakgrundsinformation och skapa en djupare förståelse för ämnet. Därefter gjordes en parameterstudie i FEM-programmet PLAXIS. Resultatet från parameterstudien kunde sedan jämföras med tidigare fält- och laboratorieförsök där egenskapernas förändringar över tid har studerats. Med detta som bakgrund kunde en projekteringsmetodik föreslås. Muddermassorna kan initialt liknas vid en vätska som orsakar ett hydrostatiskt tryck mot sponten. Med tiden kommer massorna härda och därigenom ökar hållfastheten, detta gör så att det horisontella jordtrycket minskar samtidigt som en vertikal pålastning sker vilket ökar det horisontella jordtrycket. Från litteraturstudien kunde det även ses att muddermassornas slutgiltiga hållfasthet och tillväxt beror på bindemedelsmängd och kombination som i sin tur måste anpassas efter muddermassornas vattenkvot och organisk halt. Från parameterstudien kan slutsatsen dras att en av faktorerna som har en större påverkan är hur hög skjuvhållfastheten är efter första härdningen när alla muddermassor har pumpats på plats samt förhållandet mellan skjuvhållfastheten och elasticitetsmodulen och hur de utvecklas. I den föreslagna projekteringsmetoden rekommenderas att dräneringstyp odränerad A och materialmodell Mohr-Coulomb ska användas vid simuleringar. Då det finns så stora osäkerheter kring S/S muddermassor anses materialmodell Mohr-Coulomb vara fullt tillräcklig jämfört med andra mer avancerade modeller då det finns stora osäkerheter kring indatan. Dräneringstyp odränerad A är den mer avancerade dräneringstypen av de tre och tar hänsyn till fler parametrar. Eftersom det kommer ske en utveckling av friktionsvinkel kommer modellen ge en bättre representation. / When expanding existing ports, the relatively new method ofvstabilized/solidified (S/S) contaminated dredged material can be used in connection with a sheet pile wall. The S/S method is used to physically bind the contaminants or trap them and to improve the strength and deformation properties of the masses. Instead of depositing these, often polluted, dredged materials at a high price, it can be reused in the port construction as a buildingmaterial. There are few reports that deal with stabilized masses in connection with a sheet pile wall and how they interact, which means that there are no clear guidelines for how the method should be used. In addition, there are great uncertainties about how the development of the undrained shear strength increases over time and how it can be taken into account in the design and therefore the method cannot be used in an efficient manner. The undrained shear strength is evaluated as half of the compressive strength. The purpose of the study is to be able to forecast how the earth pressure against a sheet pile wall depends on the properties of the S/S-treated dredged material. Furthermore, a design methodology for S/S material in connection with sheet pile wall has been proposed. To answer this, a literature study has been done to gather background information and create a deeper understanding of the subject. A parameter study was also done in the FEM-program PLAXIS. The results from the parameter study could then be compared with previous field and laboratory experiments where the changes in properties over time have been studied. With this as a background, a design methodology could be proposed. The dredged masses can initially be likened to a liquid which causes a hydrostatic pressure against the sheet pile wall. Over time, the masses will harden and thereby increase the shear strength, this means that the horizontal earth pressure decreases at the same time as a vertical loading takes place, which increases the horizontal earth pressure. From the literature study, it could also be seen that the final shear strength and growth of the dredged material depends on the amount of binder and combination, which in turn must be adapted to the water content and the organic content. From the parameter study, it can be concluded that one of the factors that has a greater impact is how high the shear strength is after the first hardening when all dredged materials have been pumped in place and the relationship between the shear strength and modulus of elasticity and the development. In the proposed design method, it is recommended that drainage type undrained A and material model Mohr-Coulomb should be used in simulations. As there are such large uncertainties regarding S/S dredged materials, the Mohr-Coulomb material model is considered to be fully sufficient compared with other more advanced models as there are large uncertainties regarding the input data. Drainage type undrained A is the more advanced drainage type of the three tested and takes the materials friction angle into account. Which will give a better representation.