Kiviaineksen kapillaarisuuteen vaikuttavat tekijät

Abstract

Tämä kandidaatintyö on kirjallisuusselvitys kapillaari-ilmiöstä kiviaineksessa ja siihen vaikuttavista tekijöistä. Veden kapillaarinen nousu on haitallinen ilmiö maa- ja pohjarakenteissa ja se on vahvasti sidoksissa materiaalin ominaisuuksiin. Työn tavoitteena oli selvittää kapillaarisuuden teoriaa sekä olennaisimmat kiviaineksen ominaisuudet, jotka vaikuttavat sen kapillaarisuuteen. Työhön kerättiin tietoa suomalaisista ja ulkomaalaisista geotekniikan ja maaperägeologian oppaista sekä kapillaarisuuteen liittyvistä tieteellisistä artikkeleista. Näiden tietojen pohjalta tehtiin raportti, jossa käsitellään ensin veden esiintymistä maaperässä ja veden potentiaalimallia. Sen jälkeen käsitellään kapillaarisuuden teoriaa ja mittausmenetelmiä. Työssä listataan kapillaarisuuteen vaikuttavia tekijöitä yleisesti sekä erikseen materiaalikohtaisesti. Materiaaleista tässä työssä käsitellään luonnon lajittamia materiaaleja ja murskattua kiviainesta. Työstä rajattiin pois rajallisen laajuuden vuoksi uusiomateriaalit ja muut maa- ja pohjarakentamisessa käytettävät materiaalit, kuten kevytsora, vaahtolasimurske ja bitumilla sidotut kiviainekset. Kiviaineksen kapillaarisuuteen vaikuttaa eniten hienoainespitoisuus eli alle 0,074 mm kokoisen aineksen osuus raekokojakaumasta. Lisäksi vaikutusta on materiaalin tiiviysasteella, mineraalikoostumuksella ja rakeiden muodolla. Kirjallisuudesta löytyneissä kapillaarisuuteen liittyvissä tutkimuksissa korostuu hienoainespitoisuuden ja kapillaarisen nousukorkeuden välinen yhteys. Kapillaarisuuteen vaikuttavat myös rakeiden muoto, tiiviysaste, kiviaineksen mineraalit, lämpötila, sekä kuivumisen ja kostumisen ero. Kirjallisuusselvityksessä ilmeni, että murskattujen kiviainesten kapillaarisuutta ei ole tutkittu yhtä laajasti, kuin luonnon lajittamilla materiaaleilla.