Kivituhkan hyödyntäminen massastabiloinnissa
Rasimus, Riina (2014)
2014
Rakennustekniikan koulutusohjelma
Talouden ja rakentamisen tiedekunta – Faculty of Business and Built Environment
This publication is copyrighted. You may download, display and print it for Your own personal use. Commercial use is prohibited.
Hyväksymispäivämäärä
2014-05-07
Julkaisun pysyvä osoite on
http://urn.fi/URN:NBN:fi:tty-201405221197
http://urn.fi/URN:NBN:fi:tty-201405221197
Tiivistelmä
Kivituhka on kiviainestuotannossa katkaistujen kiviainestuotteiden jalostuksen yhteydessä jakoseulan alitteena syntyvä murskaustuote. Kivituhkana pidetään nollapohjaista mursketta, jonka maksimiraekoko on 2…6 millimetriä. Kivituhka on suuren hienoainespitoisuutensa takia routiva materiaali. Routivuus rajoittaa sen käyttöä huomattavasti. Kivituhka onkin kiviainestuottajalle ongelmallinen materiaali, koska sen käyttö maarakentamisessa on vähäistä ja sitä näin ollen kerääntyy kiviainesten ottopaikoille varastokasoihin.
Tämän opinnäytetyön tavoitteena oli selvittää, soveltuuko kivituhka massastabiloinnin täyteaineeksi ja parantaako kivituhkan lisääminen heikompilaatuisen pohjamaan ominaisuuksia ja stabiloinnin lopputulosta. Opinnäytetyössä on esitelty kiviainesten tuotantoprosessia, kivituhkan muodostumista murskausprosessin aikana ja kivituhkan käytön nykytilaa, jotta voidaan paremmin ymmärtää kivituhkan muodostumiseen vaikuttavia tekijöitä. Opinnäytetyössä on esitelty myös massa- ja prosessistabilointimenetelmät, stabiloinnissa käytettävät sideaineet ja täyteaineet sekä niiden vaikutus stabiloitavaan maa-ainekseen.
Tutkimusosassa selvitettiin kivituhkan lisäämisen vaikutusta sekä savipitoisen ruoppausmassan että humuspitoisen turvemaan stabiloinnissa. Laboratoriotutkimuksessa käytettiin tavanomaisen massastabilointiin liittyvän stabiloitavuustestauksen menetelmiä. Tutkimuksissa käytettävät kivituhkamäärät valittiin massastabilointimenetelmän rajoitusten mukaisesti. Täyteaineen lisäämisen vaikutuksia tutkittiin ruoppausmassoilla 200 ja 400 kg/m3 kivituhkamäärillä ja turpeella 100, 200 ja 300 kg/m3 kivituhkamäärillä ja 200 kg/m3 hiekkamäärällä. Tutkimustuloksia verrattiin ilman täyteainetta valmistettujen koekappaleiden tuloksiin. Kaikkien koekappaleiden puristuslujuus määritettiin 28 vuorokauden kuluttua sekoittamisesta. Turpeesta valmistettuja koekappaleita kuormitettiin niiden lujittumisen ajan esikuormituspenkissä. Koekappaleiden kokoonpuristumaa seurattiin tutkimusohjelman mukaisesti.
Tutkimuksen perusteella kivituhkan lisäyksellä ei havaittu olevan merkittäviä vaikutuksia ruoppausmassojen stabiloinnissa. Puristuslujuustulokset olivat lähes samoja eri täyteainemäärillä. Turpeen stabiloinnissa täyteaineen lisäämisen havaittiin pienentävän kokoonpuristumaa ja kasvattavan puristuslujuutta. Tutkimustulosten mukaan täyteaineen lisäyksellä voidaan saavuttaa pieniä säästöjä tarvittavan sideaineen määrässä.
Tämän opinnäytetyön tavoitteena oli selvittää, soveltuuko kivituhka massastabiloinnin täyteaineeksi ja parantaako kivituhkan lisääminen heikompilaatuisen pohjamaan ominaisuuksia ja stabiloinnin lopputulosta. Opinnäytetyössä on esitelty kiviainesten tuotantoprosessia, kivituhkan muodostumista murskausprosessin aikana ja kivituhkan käytön nykytilaa, jotta voidaan paremmin ymmärtää kivituhkan muodostumiseen vaikuttavia tekijöitä. Opinnäytetyössä on esitelty myös massa- ja prosessistabilointimenetelmät, stabiloinnissa käytettävät sideaineet ja täyteaineet sekä niiden vaikutus stabiloitavaan maa-ainekseen.
Tutkimusosassa selvitettiin kivituhkan lisäämisen vaikutusta sekä savipitoisen ruoppausmassan että humuspitoisen turvemaan stabiloinnissa. Laboratoriotutkimuksessa käytettiin tavanomaisen massastabilointiin liittyvän stabiloitavuustestauksen menetelmiä. Tutkimuksissa käytettävät kivituhkamäärät valittiin massastabilointimenetelmän rajoitusten mukaisesti. Täyteaineen lisäämisen vaikutuksia tutkittiin ruoppausmassoilla 200 ja 400 kg/m3 kivituhkamäärillä ja turpeella 100, 200 ja 300 kg/m3 kivituhkamäärillä ja 200 kg/m3 hiekkamäärällä. Tutkimustuloksia verrattiin ilman täyteainetta valmistettujen koekappaleiden tuloksiin. Kaikkien koekappaleiden puristuslujuus määritettiin 28 vuorokauden kuluttua sekoittamisesta. Turpeesta valmistettuja koekappaleita kuormitettiin niiden lujittumisen ajan esikuormituspenkissä. Koekappaleiden kokoonpuristumaa seurattiin tutkimusohjelman mukaisesti.
Tutkimuksen perusteella kivituhkan lisäyksellä ei havaittu olevan merkittäviä vaikutuksia ruoppausmassojen stabiloinnissa. Puristuslujuustulokset olivat lähes samoja eri täyteainemäärillä. Turpeen stabiloinnissa täyteaineen lisäämisen havaittiin pienentävän kokoonpuristumaa ja kasvattavan puristuslujuutta. Tutkimustulosten mukaan täyteaineen lisäyksellä voidaan saavuttaa pieniä säästöjä tarvittavan sideaineen määrässä.