Stabiloidun 0-kuidun geotekniset ominaisuudet ja pitkäaikaiskestävyys
Holopainen, Matti (2016)
2016
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
2016-03-09
Julkaisun pysyvä osoite on
https://urn.fi/URN:NBN:fi:tty-201602243573
https://urn.fi/URN:NBN:fi:tty-201602243573
Tiivistelmä
Korvaamalla luonnon kiviaineksia esimerkiksi teollisuuden sivutuotteilla, voidaan saavuttaa merkittäviä kustannussäästöjä samalla vähentäen luonnon kiviainesten käyttöä. Tampereen Lielahdessa Näsijärven pohjassa makaavan paksun kuitulietekerrostuman aiheuttaman vesistörakentamisongelman ratkaisuvaihtoehdoksi on tutkittu niin kutsutun 0-kuidun stabilointia muiden ylijäämämaiden kanssa.
Tämän tutkimuksen tavoitteena oli selvittää ja tarkentaa stabiloidun 0-kuidun hyötykäyttömahdollisuutta Lielahden alueella luonnon kiviaineksia korvaavana maarakennusmateriaalina. Tutkimuksen taustalla on Lielahden 0-kuidun stabiloituvuus -selvitys, joka on toiminut tämän diplomityön esiselvityksenä. Tutkimus on osa laajempaa selvitysaineistoa, jonka perusteella on arvioitu Tampereen Lielahden alueen kehittämistä sekä 0-kuidun hyötykäyttöä.
Tutkimukseen liittyvässä kirjallisuusselvityksessä käytiin läpi ruoppaus- ja läjitysmenetelmiä sekä niihin liittyviä reunaehtoja. Lisäksi osiossa esiteltiin massa- ja prosessistabilointimenetelmiä sekä niiden käyttökohteita. Osiossa on myös esitelty muutamia toteutuneita suomalaisia stabilointikohteita.
Työn varsinaisessa tutkimusosiossa tehtiin laboratorio-olosuhteissa stabiloituvuuskokeita eri resepteillä ja sideainemäärillä stabiloidulle 0-kuidulle. Tutkimuksessa 0-kuituun seostettiin lähialueelta saatavia ylijäämämaita ennen stabilointia. Tulosten perusteella 0-kuidun hyötykäyttöä edellyttävät ominaisuudet paranevat merkittävästi seostamisella ja stabiloinnilla. Geoteknisten ominaisuuksien lisäksi stabiloinnilla voidaan vaikuttaa myös materiaalin ympäristöominaisuuksiin. Tulosten perusteella 0-kuidussa esiintyy materiaalivaihtelua, joka tulee ottaa huomioon mahdollista luonnossa tehtävää stabilointia suunniteltaessa. 0-kuidun laadullisella vaihtelulla havaittiin olevan suuri merkitys materiaalin stabiloituvuuteen.
Stabiloidun 0-kuidun geotekniset ominaisuudet riippuvat 0-kuidun sekä reseptissä seostettavan materiaalin laadusta sekä käytettävästä sideainemäärästä. Lujuustulosten perusteella jo suhteellisen alhaisilla sideainemäärillä on merkittävä vaikutus stabiloidun 0-kuidun lujuuteen. 0-kuidun hyötykäyttöä arvioitaessa, tulee geotekniset mitoitusparametrit määrittää kohdekohtaisesti tuleva stabiloitu rakenne huomioiden. Geoteknisten ominaisuuksien lisäksi materiaalin ympäristökelpoisuus tulee jatkossa selvittää.
Tämän tutkimuksen tavoitteena oli selvittää ja tarkentaa stabiloidun 0-kuidun hyötykäyttömahdollisuutta Lielahden alueella luonnon kiviaineksia korvaavana maarakennusmateriaalina. Tutkimuksen taustalla on Lielahden 0-kuidun stabiloituvuus -selvitys, joka on toiminut tämän diplomityön esiselvityksenä. Tutkimus on osa laajempaa selvitysaineistoa, jonka perusteella on arvioitu Tampereen Lielahden alueen kehittämistä sekä 0-kuidun hyötykäyttöä.
Tutkimukseen liittyvässä kirjallisuusselvityksessä käytiin läpi ruoppaus- ja läjitysmenetelmiä sekä niihin liittyviä reunaehtoja. Lisäksi osiossa esiteltiin massa- ja prosessistabilointimenetelmiä sekä niiden käyttökohteita. Osiossa on myös esitelty muutamia toteutuneita suomalaisia stabilointikohteita.
Työn varsinaisessa tutkimusosiossa tehtiin laboratorio-olosuhteissa stabiloituvuuskokeita eri resepteillä ja sideainemäärillä stabiloidulle 0-kuidulle. Tutkimuksessa 0-kuituun seostettiin lähialueelta saatavia ylijäämämaita ennen stabilointia. Tulosten perusteella 0-kuidun hyötykäyttöä edellyttävät ominaisuudet paranevat merkittävästi seostamisella ja stabiloinnilla. Geoteknisten ominaisuuksien lisäksi stabiloinnilla voidaan vaikuttaa myös materiaalin ympäristöominaisuuksiin. Tulosten perusteella 0-kuidussa esiintyy materiaalivaihtelua, joka tulee ottaa huomioon mahdollista luonnossa tehtävää stabilointia suunniteltaessa. 0-kuidun laadullisella vaihtelulla havaittiin olevan suuri merkitys materiaalin stabiloituvuuteen.
Stabiloidun 0-kuidun geotekniset ominaisuudet riippuvat 0-kuidun sekä reseptissä seostettavan materiaalin laadusta sekä käytettävästä sideainemäärästä. Lujuustulosten perusteella jo suhteellisen alhaisilla sideainemäärillä on merkittävä vaikutus stabiloidun 0-kuidun lujuuteen. 0-kuidun hyötykäyttöä arvioitaessa, tulee geotekniset mitoitusparametrit määrittää kohdekohtaisesti tuleva stabiloitu rakenne huomioiden. Geoteknisten ominaisuuksien lisäksi materiaalin ympäristökelpoisuus tulee jatkossa selvittää.