Jätteenpolton kuonan routaeristävyys- ja kantavuusominaisuudet

Abstract

Työssä tutkittiin jätteenpoltossa syntyvästä pohjakuonasta seulotun ja käsitellyn kuonalajitetuotteen soveltuvuutta tierakentamiseen routaeristävyys- ja kantavuusominaisuuksien kannalta. Päätutkimuskysymys oli, miten kuonan tekniset ominaisuudet eroavat perinteisestä kiviaineksesta ja millaisia eroja niiden käyttäytymisessä voitiin havaita koerakenteessa syksystä 2020 kevääseen 2021 ulottuneen seurantajakson aikana. Tutkimusmenetelmänä oli kirjallisuusselvityksen lisäksi tapaustutkimus, joka pohjautui Fortum Waste Solutions Oy:n toteuttamalta Hausjärven koerakenteelta tehtäviin mittauksiin. Näitä mittauksia olivat jatkuvat lämpötilamittaukset koerakenteen eri kerroksista, kantavuusmittaukset pudotuspainolaitteistolla sekä vaaitsemalla tehdyt routanoususeurannat. Kirjallisuustutkimuksessa etsittiin teoriatietoa tierakentamisesta keskittyen pääasiassa routaeristävyys- ja kantavuusominaisuuksiin.

Routaeristävyyttä tutkittiin lämpötilamittausten ja näihin tukeutuvien laskelmien avulla. Tavoitteena oli selvittää, johtavatko kuonalajitteet lämpöä huonommin vai paremmin kuin luonnonkiviaines. Kantavuusominaisuuksista tutkittiin, tapahtuuko kuonassa rakentamisen jälkeistä lujittumista sekä miten kuonarakeiden mekaaninen hauraus mahdollisesti vaikuttaa sen kestävyyteen tierakenteessa.

Lähtöoletuksena oli aiempien tutkimusten perusteella, että huokoinen kuonalajite toimii rakenteessa parempana lämmöneristeenä kuin perinteinen kiviaines. Lämpötilamittaukset osoittivat olettamuksen pitävän paikkansa, sillä rakennekerroksen syvyydestä riippuen talven 2020–2021 pakkasmäärillä kuonarakenteen jäätyminen tapahtui viikosta kuukauteen hitaammin kuin perinteisillä materiaaleilla rakennetussa referenssirakenteessa. Toisaalta kuonarakenteet myös sulivat hitaammin ja vastustivat muutenkin lämpötilanvaihteluita tehokkaammin kuin referenssirakenne.

Saatujen tulosten perusteella kuonalajitteita käyttämällä olisi routamitoituksen puolesta mahdollista rakentaa selkeästi ohuempia rakennekerroksia kuin perinteisillä materiaaleilla, ja kuonalajitteiden paremman lämmöneristävyyden taustalla on ensisijaisesti niiden korkea vesipitoisuus.