Öljyhiilivetyemissioiden rajoittaminen epoksipinnoitteella
No Thumbnail Available
URL
Journal Title
Journal ISSN
Volume Title
Insinööritieteiden korkeakoulu |
Master's thesis
Authors
Date
2014-10-20
Department
Major/Subject
Rakennusmateriaalit ja rakennusfysiikka
Mcode
IA3017
Degree programme
Rakenne- ja rakennustuotantotekniikan koulutusohjelma
Language
fi
Pages
110+31
Series
Abstract
Kirjallisuudesta selvitettiin öljyhiilivedyille määritettyjä diffuusiokertoimia, raja-arvoja ja rakenteista mitattuja öljyhiilivetypitoisuuksia. Laboratoriokokein mitattiin epoksin kykyä rajoittaa öljyhiilivetyjen siirtymistä. Öljyhiilivetyjen diffuusiokertoimet ilmassa ovat 5,6–9,48•10-6 m2/s. Vesihöyryn diffuusiokerroin ilmassa on 24,6•10-6 m2/s, mikä on 2,5–4,5 kertaa suurempi kuin n-heksaanin, heptaanin, dekaanin, bentseenin tai tolueenin. Kirjallisuudesta saadut ja kineettisellä kaasuteorialla lasketut diffuusiokertoimet olivat samaa suuruusluokkaa, mikä puoltaa kineettisen kaasuteorian käyttöä eri yhdisteiden käyttäytymisen arvioinnissa. Koejärjestelyihin liittyvää problematiikka olivat epoksiin sekoitusvaiheessa muodostuneet ilmakuplat sekä kaikissa näytteissä esiintynyt tert-butyylifenoli, jota emittoitui myös koekap-paleesta, joka ei ollut öljyhiilivetykontaktissa, mikä viittasi siihen, että emissiot olivat peräisin epoksista. Kammiokoekappaleiden, höyryfaasi, TVOC-emissiot olivat 20-300 μg/m2h, mistä suurin osa oli tert-butyylifenolia. Kammiokoekappaleiden näytteissä ei esiintynyt öljyhiilivetyjä. TVOC-emissiot ylittivät M1-päästöluokituksen raja-arvon (200 μg/m2h). Levykoekappaleiden, kapillaarikontakti, TVOC-emissiot olivat kahden viikon ikäisenä 320–500 μg/m2h, viiden viikon ikäisenä 540–3400 μg/m2h ja yhdentoista viikon ikäisenä 660–7100 μg/m2h. tert-Butyylifenoliemissiot olivat 68–520 μg/m2h. Levyjen öljyhiilivetyemissiot mittausten aikana olivat 25–5 143 μg/m2h. Emissiot ylittivät M1-päästöluokituksen raja-arvon 200 μg/m2h. Suuri emissioiden hajonta korostaa työtekniikan merkitystä. Ilmanvaihdon vaikutusta sisäilman öljyhiilivetypitoisuuteen tarkasteltiin laskennallisesti se-koitusyhtälön avulla. Tarkasteltavana huonetilana käytettiin 30 m3 huonetta, jossa öljyhiilive-typilaantuneen lattian pinta-ala oli 12 m2. Emissiona käytettiin tutkimuksesta saatua öljyhiili-vetyemissioita 680 μg/m2h. Ilmanvaihtokertoimen ollessa 0,2 1/h pitoisuus huonetilassa nousi arvoon 1360 μg/m3. Ilmanvaihtokertoimen ollessa 0,5 1/h pitoisuus vähentyi arvoon 545 μg/m3. Pitoisuus ylitti tavanomaisen sisäilman TVOC-pitoisuuden, 100-600 μg/m3. Il-manvaihdolla on rajalliset mahdollisuudet vaikuttaa sisäilman laatuun ilman, että ilmanvaihtomäärä nousee tarpeettoman suureksi. Emissioita rajoittamalla voidaan välttää ylisuuret ilmanvaihtomäärät. Mittaustulosten perusteella ei voida yksiselitteisesti sanoa, onko kyseisen epoksin kaasuntiiviys ilman kokeessa esiintyneitä ilmakuplia riittävä käytettäväksi kapselointikorjauksessa. Jatkotutkimusta tarvitaan epoksin sekoittamisesta, lisäaineiden vaikutuksesta epoksin lä-päisevyysominaisuuksiin sekä kapselointikorjauksessa sivutiesiirtymän merkityksen arvioinnista ylösnoston osalla.Diffusion coefficient of petroleum hydrocarbons, reference values and surveyed concentrations in structures were researched from literature. Epoxy´s capability to restrict transfer of hydrocarbons was tested in laboratory. Petroleum hydrocarbons diffusion coefficients are 5,6–9,48•10-6 m2/s. Water vapour diffusion coefficient in the air is 24,6•10-6 m2/s, which is 2,5–4,5 times larger than diffusion coefficients of n-hexane, heptane, decane, benzene or toluene. Values from literature and values calculated with kinetic gas theory were of same magnitude, which supports the application of kinetic gas theory assessing different chemical compounds behaviour. Problems related to experimental arrangement were air bubbles in epoxy during mixing. tert-butyphenol occurred also from the specimen that was not in petroleum hydrocarbon contact, which indicates that the emissions were from epoxy. Chamber specimens, vapour phase, TVOC-emissions were 20-300 μg/m2h, from which majority was tert-butylphenol. Samples from chamber did not include hydrocarbons. TVOC-emissions exceeded M1-criteria, 200 μg/m2h. TVOC-emissions from fibre cement board specimens, capillary contact, were 320–500 μg/m2h at the age of two weeks, 540–3400 μg/m2h at the age of five weeks and 660–7100 μg/m2h at the age of eleven weeks. Tert-Butylphenol emissions were 68–520 μg/m2h. Petroleum hydrocarbon emissions were 25–5 143 μg/m2h during the survey. Emissions exceeded M1-criteria. The impact of ventilation to the concentration of harmful substances in indoor air was assessed by using mixing equation. The model room was 30 m3, and its oil hydrocarbon contaminated floor area was 12 m2. Petroleum hydrocarbon emission rate used in room model was 680 μg/m2h. With exchange rate of 0,2 1/h the concentration of petroleum hydrocarbons increased to 1360 μg/m3. With exchange rate of 0,5 1/h the concentration of oil hydro-carbons decreased to 545 μg/m3, which exceeded indoor air TVOC-concentration reference value, 100-600 μg/m3. In conclusion, ventilation has limited possibilities to affect indoor air quality without unnecessarily large air exchange rate. Restricting emission oversized air change can be avoided. Based on the measurement results it cannot be unambiguously said that the epoxy’s gas compactness (without the air bubbles occurred in the experiment) is sufficient to be used in encapsulation renovations. Further studies are required for mixing of epoxy, effect of additional compounds to epoxy’s permeability qualities as well as the evaluation of the significance of flanking transmission in encapsulation renovation.Description
Supervisor
Viljanen, MarttiThesis advisor
Komulainen, JarnoKeywords
öljyhiilivetypilaantuneisuus, diffuusio, epoksi, emissio, FLEC, sisäilman laatu