Ramboll. Knowledge taking people further --- Turun satama. Pernon väylän TBT-massojen kiinteyttäminen stabiloimalla, tekniset tutkimukset

Transkriptio

1 Ramboll Knowledge taking people further --- Pernon väylän TBT-massojen kiinteyttäminen stabiloimalla, tekniset tutkimukset Helmikuu 7

2 Ramboll Vohlisaarentie 2 B Luopioinen Finland Puhelin:

3 Pernon väylän TBT-massojen kiinteyttäminen stabiloimalla, tekniset tutkimukset LIFE06 ENV/FIN/ STABLE Helmikuu 7 Viite Versio Final Pvm Hyväksynyt TkT Pentti Lahtinen Tarkistanut DI Harri Jyrävä Kirjoittanut FM Noora Virtanen Ramboll Vohlisaarentie 2 B Luopioinen Finland Puhelin:

4

5 Sisällys 1. Lähtökohdat 1 2. Näytteenotto ja ruoppausmassan käsittely 1 3. Käytetyt sideaineet ja tuhkalaadut 2 4. Tutkimusmenetelmät 3 5. Tulokset ja tulosten tarkastelu Sideaineen vaikutus stabilointitulokseen Lentotuhkan vaikutus lujittumiseen Ruoppausmassan vesipitoisuuden vaikutus lujittumiseen Tuhkan kosteuden vaikutus lujittumiseen Lisäaineiden vaikutus lujittumiseen Aikalujittuminen Tavoitelujuuden saavuttamiseksi tarvittava sideainemäärä Johtopäätökset 17 Liitteet Liite 1. Puristuslujuustulokset taulukoituna

6 1. Lähtökohdat Tutkimusten tavoitteena on ollut selvittää Turusta Pernon väylältä ruopattavien TBT-pitoisten massojen stabilointimahdollisuudet ja stabiloinnilla saavutettavat lujuusominaisuudet. Tutkimukset on toteutettu yhtä päänäytettä testaamalla ja sideainevaihtoehtojen osalta työ on painottunut eri sementtityyppien, kuonan ja Fortumin lentotuhkan käyttömahdollisuuksien selvittämiseen. Lisäksi stabiloituvuustutkimuksissa on ollut mukana Salvorin ja Finnsementin rahoittamia vaihtoehtoisten sideaineiden/lisäaineiden tutkimuksia. Sivutuotteiden käytöllä on pyritty pienentämään riittävän lujuustason saavuttamiseksi tarvittavan kaupallisen sideaineen määrää. Tutkimukset on toteutettu kahdessa vaiheessa eli tutkimusohjelmaa on päivitetty saatujen tulosten perusteella tutkimusten edetessä. Ympäristökelpoisuustutkimukset raportoidaan omassa raportissaan. 2. Näytteenotto ja ruoppausmassan käsittely Sedimenttinäytteet otti Lounais-Suomen vesi- ja ympäristötutkimus Oy yhteistyössä Ramboll Finland Oy:n kanssa. Näytteenottopaikka sijaitsee Pernon väylällä (tutkimuspiste PeE). Näytepisteen sijainti määritettiin GPS-laitteella. Tutkimuspisteiden koordinaatit (KKJ) on esitetty taulukossa 1. Taulukko 1. Tutkimuspisteen sijainti (KKJ-koordinaattijärjestelmä) ja näytteenottosyvyys Tutkimuspiste x y Näytteet (cm) PeE n. 20 Näytteet otettiin Ekman-noutimella Ruoppausmassanäyte on ennen tutkimuksia homogenisoitu siten, että näyte on kokonaisuudessaan tasalaatuista massaa. Taulukko 2. Tutkimuksissa käytettyjen materiaalien ominaisuuksia. Materiaali w [%] ρ [kg/m 3 ] Hh [%] ph akt CaO PeE-näyte ,1 7,8 LT, kuiva 0,2-2,4 11,4 0,6 LT, kasa 16,7/32,8-2,7 10,3 0,8 LT, poltettu 400ºC - - 2,5 10,4 0,4 w = vesipitoisuus laskettu näytteen sisältämän veden massan suhteena näytteen kuivamassaan (uunikuivaus 105ºC:ssa) ρ = tiheys Hh = hehkutushäviö laskettu 105ºC:ssa kuivatun näytteen hehkutuksessa hävinneen massan suhteena näytteen kuivamassaan. Hehkutuslämpötila on 800ºC. Akt CaO = aktiivinen kalkki on määritetty standardin SFS5188 mukaisesti 1

7 RAKEISUUS SAVI Turku Life Ruoppausmassojen stabilointi SILTTI HIEKKA SORA % 0,0002 0,002 0,006 0,02 0,06 0,2 0, % 80 % 70 % PeE 60 % Läpäisy 50 % poltettu kasatuhk 40 % 30 % 20 % 10 % kasatuhk LT (kuiva) 0 % 0,0002 0,0006 0,002 0,006 0,02 0,063 0,125 0,25 0, ,5 63 Raekoko [ mm ] Kuva 1. Tutkimuksissa käytetyn runkomateriaalin (PeE) ja lentotuhkien rakeisuuskuvaajat. 3. Käytetyt sideaineet ja tuhkalaadut Tutkimuksissa on käytetty sideaineena erilaisia sementtityyppejä, poltettua kalkkia, masuunikuonajauhetta, lentotuhkaa, Finnstabia ja muita lisäaineita. Tulostaulukoissa ja kuvissa käytetyt lyhenteet ovat seuraavat: Yleis = Yleissementti = (CEM II/A-M(S-LL) 42,5 N) Perus = Perussementti = (CEM II/B-S 42,5 N) Pika = Pikasementti = (CEM I 52,5 R) KJ400 = masuunikuonajauhe KJ400 CaO = poltettu kalkki F = Finnstabi THK2 = teollisuuden hienokalkki SLA = Salvor lisäaine LT = Fortumin Naantalin jalostamon lentotuhka kuiva tuhka kasatuhka = kasalta otettu tuhkanäyte kostutettu tuhka = laboratoriossa kostutettu/vanhennettu tuhkanäyte (w=15 % / 7 vrk) kuivattu tuhka = laboratoriossa kuivattu/poltettu kasatuhka (kuivaus 400 ºC) 2

8 4. Tutkimusmenetelmät Stabiloituvuustutkimusten yhteydessä homogenisoituun runkomateriaalinäytteeseen sekoitetaan haluttu määrä sideainetta (kg/m 3 ), sideaineen määrä lasketaan suhteessa stabiloitavan runkomateriaalin tilavuuteen. Sekoitus tapahtuu laboratoriosekoittimella 2-3 koekappaleen erissä käyttäen sekoituksessa vakiotyömäärää (2 min/sekoituserä). Sekoitettu massa pakataan halkaisijaltaan 43 mm näytesylintereihin, joiden korkeus on noin 125 mm. Näytesylinterit säilytetään 2 ensimmäistä vuorokautta sideaineen sekoittamisen jälkeen huoneenlämmössä (noin +20 o C) lämpöeristettyihin laatikoihin pakattuna sideainetyypeittäin eroteltuna eri laatikoihin. Alkuvaiheen lämpökäsittelyn jälkeen säilytyslämpötila on koestamiseen saakka +8 o C. Koekappaleiden kuivuminen on estetty pakkaamalla ne muovipusseihin. Ennen puristuslujuusmääritystä koekappale poistetaan näytesylinteristä ja sen päät tasataan, samalla tarkistetaan silmämääräisesti kappaleen homogeenisuus/ehjyys. Koestus tapahtuu 1-aksiaalisesti käyttäen kuormitusnopeutta 1 mm/min. Koekappalekoko h/d=86/43 mm. Stabiloituvuustutkimusten yhteydessä on tarkasteltu sideainelaadun ja määrän vaikutusta stabilointitulokseen. Tutkimusten tarkoituksena on ollut määrittää tavoitelujuuden saavuttamiseen soveltuva sideaineresepti sekä tutkia sivutuotemateriaalien käyttömahdollisuuksia pienentää tarvittavan kaupallisen sideainekomponentin määrää. Stabiloitavan runkomateriaalin vesipitoisuustaso vaikuttaa tavoitelujuustason saavuttamiseksi tarvittavaan sideainemäärään. Tämän tekijän vuoksi testeissä on pyritty tuottamaan mahdollisimman paljon tietoa myös vesipitoisuustason vaikutuksista stabilointitulokseen. Seuraavassa esitetään tärkeimmät tulokset kuvina ja lisäksi liitteessä 1 on esitetty kaikki puristuslujuustulokset taulukoituina. 3

9 5. Tulokset ja tulosten tarkastelu 5.1 Sideaineen vaikutus stabilointitulokseen Yleissementti, Kuva 2., Kuva 5., Kuva 6. ja Kuva 7. määrä on suorassa suhteessa saavutettavaan lujuuteen pitkäaikaislujittumisen osuus on merkittävää vesipitoisuuden kasvu vaikuttaa merkittävästi tarvittavaan sideainemäärään, esimerkiksi 120 kpa lujuustasolla tarvitaan 45 kg/m 3 Yleissementtimäärän lisäys, kun vesipitoisuus muuttuu 150 %:sta %:iin (90 d tulokset) Puristuslujuus [kpa] / PeE-pisteen massan stabiloiminen Yleissementillä / w 0 =150% Yleis/w150/28d Yleis/w150/90d Yleis/w/28d Yleis/w/90d Yleis/w250/28d Yleis/w250/90d w150% w% + 45 kg/m 3 Yleis:ä w=150%, 90d w=150%, 28d w=%, 90d 20 w=%, 28d Yleissementin määrä [kg/m 3 ] Kuva 2. Ruoppausmassan lujittuminen Yleissementillä. w% w250% + 35 kg/m 3 Yleis:ä w=250%, 90d w=250%, 28d 4

10 Perussementti, Kuva 3., Kuva 5., Kuva 6. ja Kuva 7. määrä on suorassa suhteessa saavutettavaan lujuuteen pitkäaikaislujittumisen osuus on merkittävää vesipitoisuudessa 150 % Perussementillä ja Yleissementillä saavutettavat lujuudet ovat yhtä suuria, suuremmissa vesipitoisuuksissa Perussementti lujittaa Yleissementtiä paremmin Puristuslujuus [kpa] 500 Turku / PeE-pisteen massan stabilointi Perussementillä w=150%, 90d 450 Perus/w150/28d Perus/w150/90d 400 Perus/w/28d 350 Perus/w/90d w=150%, 28d Perus/w250/28d 300 Perus/w250/90d 250 w=250%, 90d 150 w=%, 90d w=250%, 28d 50 w=%, 28d Perussementin määrä [kg/m 3 ] Kuva 3. Ruoppausmassan lujittuminen Perussementillä. 5

11 Kalkki-Finnstabi, Kuva 4. ja Kuva 5. kalkki-finnstabi-seoksella lujuuskehitys on Yleissementtiä hitaampaa 90 d lujuudet ovat lähellä Yleissementin ja Perussementin vastaavia lujuuksia, kun sideainemäärä on maksimissaan 75 kg/m 3, mutta isommilla sideainemäärillä Yleissementti ja Perussementti lujittavat paremmin sideainemäärän kasvattamisen vaikutus saavutettavaan lujuuteen selvästi sementtejä pienempi Puristuslujuus [kpa] Turku / PeE-pisteen stabilointi CaO+F -seoksella w = 150 %, 90 d w = 150%, 28 d (CaO+F):n määrä [kg/m 3 ] Kuva 4. Ruoppausmassan lujittuminen kalkki+finnstabi seoksella. KJ400+Pikasementti, Kuva 5.ja Kuva 7. kuonajauhe+pikasementin 90 d lujuustulos on samaa tasoa Yleissementin, Perussementin ja kalkki-finnstabin lujuustulosten kanssa, kun sideainemäärä on pieni (75 kg/m 3 ). 28 d lujuus on sen sijaan pienempi kuin sementeillä. Tämä johtuu kuonajauhe+pikasementin hitaammasta lujuuskehityksestä verrattuna sementteihin suuremmilla sideainemäärillä ( kg/m 3 ) kuonajauhe+pikasementin lujuustulokset ovat suurempia kuin Yleissementin ja Perussementin ja kuonajauhe+pikasementin pitkäaikaislujittuminen on voimakkaampaa kuin sementeillä toimivuuden kannalta on huomioitava että kuonajauhe+pikasementin määrällä on olemassa kynnysarvo suuressa vesipitoisuudessa (250 %) kuonajauhe+pikasementti lujittaa huomattavasti paremmin kuin Yleissementti ja Perussementti. Esimerkiksi vesipitoisuuksissa w = 150 % ja w = 250 % kuonajauhe+pikasementillä lujuuksien ero on pienehkö ja selvästi vähemmän herkkä vesipitoisuuden vaikutukselle kuin sementeillä 6

12 Turku /PeE-pisteen massan stabilointi eri sideaineilla /w =150 % d 90 d Puristuslujuus [kpa] Yleis 60Yleis 75Yleis 75Perus 75(KJ400+PIKA) 75(CaO+F) Yleis Perus (KJ400+PIKA) (CaO+F) 150Perus 150(CaO+F) Kuva 5. Eri sideaineiden puristuslujuudet (28 d ja 90 d) vesipitoisuudessa 150 %. Turku /PeE-pisteen massan stabiloiminen eri sideaineilla / w = % d 90 d 140 Puristuslujuus [kpa] Yleis 75Perus Yleis Perus 125Yleis Kuva 6. Eri sideaineiden puristuslujuudet (28 d ja 90 d) vesipitoisuudessa %. 7

13 Turku / PeE-pisteen massan stabilointi eri sideaineilla / w = 250 % d 90 d w=150% 300 Puristuslujuus [kpa] w=150% w=150% w=150% w=150% w=150% 50 0 Yleis Perus (KJ400+PIKA) 150Yleis 150Perus 175Yleis Kuva 7. Eri sideaineiden puristuslujuudet (28 d ja 90 d) vesipitoisuudessa 250 % ja vertailu vesipitoisuudessa 150 % määritettyihin puristuslujuuksiin. 5.2 Lentotuhkan vaikutus lujittumiseen Yleissementti+Lentotuhka, Kuvat kg/m 3 Yleissementtimäärällä (ruoppausmassan w =150%) maksimissaan 50 kg/m 3 LT:n lisäys tuo lisälujuutta 28 d tuloksissa, mutta 90 d tuloksissa vielä kg/m 3 LT:n lisäys parantaa lujuutta 75 kg/m 3 Yleissementtimäärällä (ruoppausmassan w =150%) LT:n määrällä ei ole merkittävää vaikutusta 28 d lujuustuloksissa, mutta 90 d tuloksissa maksimissaan 50 kg/m 3 lisäys LT:n määrässä parantaa lujuutta märemmillä massoilla (w>%) LT:n lisäys tuo selvemmin etua, mutta LT:n määrän lisääminen paljon yli 50 kg/m 3 ei ole silloinkaan perusteltua, sillä 50 kg/m 3 lisäyksellä saavutetaan selvästi nopein lujuustason kohoaminen, joka hidastuu ratkaisevasti kg/m 3 lisäykseen asti ja loppuu tämän jälkeen kokonaan. sopivin tuhkan määrä on noin kg/m 3 8

14 Puristuslujuus [kpa] Turku / PeE-pisteen massan stabilointi yleissementillä ja LT:lla / w(pee)=150 % 60Yleis/w150/28d 60Yleis/w150/90d 75Yleis/w150/28d 75Yleis/w150/90d LT:n määrä [kg/m 3 ] Kuva 8. Lentotuhkan vaikutus lujuuteen, kun ruoppausmassan vesipitoisuus on 150 % ja sideaineena on Yleissementti. Puristuslujuus [kpa] Turku / PeE-pisteen massan stabilointi yleissementillä ja LT:lla / w(pee) =% 75Yleis/w/28d Yleis/w/28d 75Yleis/w/90d Yleis/w/90d LT:n määrä [kg/m 3 ] Kuva 9. Lentotuhkan vaikutus lujuuteen, kun ruoppausmassan vesipitoisuus on % ja sideaineena on Yleissementti. 9

15 300 Turku / PeE-pisteen massan stabilointi yleissementillä ja LT:lla / w(pee) =250% Puristuslujuus [kpa] Yleis/w250/28d 75Yleis/w250/90d Yleis/w250/28d Yleis/w250/90d 125Yleis/w250/28d 125Yleis/w250/90d LT:n määrä [kg/m 3 ] Kuva 10. Lentotuhkan vaikutus lujuuteen, kun ruoppausmassan vesipitoisuus on 250 % ja sideaineena on Yleissementti. Kalkki+Finnstabi+Lentotuhka, Kuvat aikalujittuminen merkittävää etenkin märillä massoilla (w>150%) kalkki-finnstabi on alkuvaiheessa (28 d) herkempi vesipitoisuuden kohoamiselle kuin Yleissementti, mutta pitkäaikaislujittuminen huomioitaessa ero tasoittuu pienillä sideainemäärillä (60 kg/m 3 ) kalkki+finnstabi+lt toimii paremmin kuin vastaava Yleissementti+LT-seos, suuremmilla sideainemäärillä Yleissementti+LT toimii paremmin kuin kalkki+finnstabi+lt-seos tuhkamäärän kasvattaminen tuo lisälujuutta vielä 150 kg/m 3 tasollakin 10

16 Puristuslujuus [kpa] Turku/ PeE-pisteen massan stabilointi (CaO+F)+LT -seoksella / w 0 =150 % 75kg/m3 (CaO+F) w=150% 28d 90d w=150% w=250% 60kg/m3 (CaO+F), w=150% 28d 90d 60(CaO+F)/w150/28d 60(CaO+F)/w150/90d 75(CaO+F)/w150/28d 75(CaO+F)/w150/90d 75(CaO+F)/w250/28d 75(CaO+F)/w250/90d (CaO+F)/w250/28d (CaO+F)/w250/90d kg/m3(CaO+F), w=250% 28d 90d kg/m3 (CaO+F), w=250% 28d 90d LT:n määrä [kg/m 3 ] Kuva 11. Lentotuhkan vaikutus lujuuteen, kun sideaineena on kalkki+finnstabi. Turku /PeE-pisteen massan stabilointi / (CaO+F+LT)-seoksen ja (Yleissementti+LT)-seoksen vertailu d, w=150% 90d, w=150% Puristuslujuus [kpa] Yleis 60Yleis+50LT 60(CaO+F)+50LT 60Yleis+LT 60(CaO+F)+LT 60Yleis+150LT 60(CaO+F)+150LT 75Yleis 75(CaO+F) 75Yleis+25LT 75(CaO+F)+25LT 75Yleis+50LT 75(CaO+F)+50LT 75Yleis+LT 75(CaO+F)+LT Yleis (CaO+F) (CaO+F)+LT 150(CaO+F) Kuva 12. Kalkki+Finnstabi+LT-seoksen vertailu Yleissementti+LT-seokseen. 11

17 Perussementti+Lentotuhka, Kuva 13. Perussementti+LT toimii pienemmissä vesipitoisuuksissa (w =150%) Yleissementti+LT:aa paremmin, mutta vesipitoisuuden noustessa ero tasoittuu Turku / PeE-pisteen massan stabilointi Perussementti+LT-seoksella ja Yleissementti+LT-seoksella Puristuslujuus [kpa] Perus/w150/28d 75Perus/w150/90d 125Perus/w250/28d 125Perus/w250/90d 75Yleis/w150/28d 75Yleis/w150/90d 125Yleis/w250/28d 125Yleis/w250/90d LT:n määrä [kg/m 3 ] Kuva 13. Lentotuhkan vaikutus lujuuteen. Verrattu Perussementti+LT-seosta Yleissementti+LT-seokseen. Teollisuuden hienokalkki+finnstabi+lt ei toimi 5.3 Ruoppausmassan vesipitoisuuden vaikutus lujittumiseen Huomattavan hyvin lujittuvia sideaineseoksia vesipitoisuuden noususta huolimatta ovat kuonajauhe-pikasementti-seos ja Yleissementti+SLA-seokset Taulukko 3. Sideaineet, joilla saavutettava puristuslujuus on kpa vesipitoisuudessa % tai 250 %. w [%] Ikä [d] Puristuslujuus Sideaineet [kg/m 3 ] [kpa] Yleis SLA KJ + 30 Pika Perus KJ + 30 Pika noin 150 Perus Yleis SLA 90 noin 75 Yleis+ 50 LT (CaO+F) + 50 LT KJ + 30 Pika 90 Perus Yleis SLA KJ + 30 Pika Perus 12

18 350 Puristuslujuus 28d [kpa] 150Perus Yleis+150SLA 70KJ400+30Pika 30Yleis+150SLA 45Yleis+SLA Perus Yleis Yleis+50LT Yleis 75(CaO+F)+50LT (CaO+F)+LT 30Yleis+150SLA 45Yleis+SLA 45Yleis+150SLA 70KJ400+30Pika Perus 150Perus 75Yleis+50LT (CaO+F)+LT 75(CaO+F)+50LT vesipitoisuus [%] Kuva 14. Ruoppausmassan vesipitoisuuden vaikutus lujuuteen eri sideaineratkaisuilla. 28 d tulokset. Puristuslujuus 90d [kpa] Perus Yleis+150SLA KJ400+30Pika Yleis+150SLA Yleis+SLA Perus 250 Yleis 75Yleis+50LT 75(CaO+F)+50LT150 75Yleis+50LT Yleis 75(CaO+F)+50LT 30Yleis+150SLA 45Yleis+SLA 45Yleis+150SLA 70KJ400+30Pika Perus 150Perus vesipitoisuus [%] Kuva 15. Ruoppausmassan vesipitoisuuden vaikutus lujuuteen eri sideaineratkaisuilla. 90 d tulokset. 13

19 5.4 Tuhkan kosteuden vaikutus lujittumiseen Yleissementin kanssa kuivan/kuivatun lentotuhkan käyttö ei tuo merkittävää lisähyötyä lujuudelle, ja toisaalta kostea tuhka ei heikennä lujuutta Samoin kuonajauhe+pikasementti-seoksen kanssa kuiva tuhka ei tuo etua kostutettuun tuhkaan nähden kalkki+finnstabin kanssa kuiva/kuivattu tuhka toimii paremmin pienillä sideainemäärillä [60-75 kg/m 3 (CaO+F)], mutta suuremmilla sideainemäärillä [ kg/m 3 (CaO+F)] tilanne tasoittuu ja yksittäisissä tuloksissa kostutetun tuhkan käyttö antaa jopa paremman tuloksen kuin kuiva tuhka. 280 Turku/ PeE-pisteen massan stabilointi/ Tuhkan kosteuden vaikutus LT=kuiva (w=0,2%) LT=kostutettu (w=15%/7vrk) LT=kuivattu 400ºC LT=kasa (w=16,7/32,8%) 240 Puristuslujuus [kpa] Yleis+LT/w150/28d 60Yleis+LT/w150/90d 75Yleis+50LT/w150/28d 75Yleis+50LT/w150/90d 75Yleis+50LT/w/28d 52,5KJ400+22,5Pika+LT/w150/28d 52,5KJ400+22,5Pika+LT/w150/90d 60(CaO+F)+LT/w150/28d 60(CaO+F)+LT/w150/90d 75(CaO+F)+50LT/w150/28d 75(CaO+F)+50LT/w150/90d (CaO+F)+LT/w150/28d (CaO+F)+LT/w150/90d Kuva 16. Tuhkan vesipitoisuuden vaikutus puristuslujuuksiin eri sideaineilla. 5.5 Lisäaineiden vaikutus lujittumiseen Salvorin lisäaineella voidaan vähentää merkittävästi kaupallisen sideaineen määrää. Esimerkiksi 90 d tuloksissa (vesipitoisuudessa 150 %) 140 kpa lujuuteen pääsemiseksi tarvitaan pelkkää Yleissementtiä 75 kg/m 3 tai vaihtoehtoisesti 50 kg/m 3 SLA+ 30 kg/m 3 Yleissementtiä SLA+Yleissementti toimii hyvin myös ruoppausmassan vesipitoisuuden noustessa 250 %:iin. Esimerkiksi kpa puristuslujuuden saavuttaminen 90 vrk:ssa vesipitoisuudessa 250 % vaatii noin 45 kg/m 3 Yleissementtiä+ kg/m 3 SLA:ta kun puolestaan pelkkää Yleissementtiä tarvitaan noin 130 kg/m 3. 14

20 250 SLA kg/m3 Turku / PeE (wo=150 %) SLA0/w150 SLA0/w 28 puristuslujuus [kpa] w 150 % --> 250 % w150 %--> 250 % SLA0/w250 SLA50/w150 SLA/w150 SLA/w SLA/w250 SLA150/w150 SLA150/w SLA150/w Yleissementtimäärä [kg/m 3 ] Kuva 17. Salvorin lisäaine+yleissementti sideaineseoksen lujittuminen verrattuna pelkän Yleissementin lujittumiseen eri vesipitoisuuksissa. 28 d tulokset. 450 SLA kg/m3 Turku / PeE (wo=150 %) 90 puristuslujuus [kpa] w 150 % --> 250 % w150-->--> 250 % SLA0/w150 SLA0/w SLA0/w250 SLA50/w150 SLA/w150 SLA/w SLA/w250 SLA150/w150 SLA150/w SLA150/w Yleissementtimäärä [kg/m 3 ] Kuva 18. Salvorin lisäaine+yleissementti sideaineseoksen lujittuminen verrattuna pelkän Yleissementin lujittumiseen eri vesipitoisuuksissa. 90 d tulokset. 15

21 5.6 Aikalujittuminen Puristuslujuus [kpa] Yleis 75Perus 150(CaO+F) 75(KJ400+Pika) 75Yleis+50LT(kuiva) 75Perus+50LT(w15%/7vrk) (CaO+F)+LT(w15%/7vrk) 45Yleis+50SLA CaO+F+LT y = 2,9355x + 9,8065 Perus+LT y = 1,1613x + 112,48 CaO+F y = 1,8871x + 5,1613 Yleis+LT y = 1,0484x + 71,645 Yleis+SLA y = 0,9355x + 69,806 Yleis y = 0,6613x + 81,484 Perus y = 0,5484x + 86,645 KJ400+Pika y = 0,9839x + 44, Aika [d] Kuva 19. Eri sideaineiden aikalujittuminen vesipitoisuudessa 150 %. 5.7 Tavoitelujuuden saavuttamiseksi tarvittava sideainemäärä Taulukossa 4 on esitetty 170 kpa puristuslujuuden saavuttamiseen tarvittava sideainemäärä. Taulukko 4. Taulukossa on arvioitu 170 kpa puristuslujuuden saavuttamiseen vaadittava sideainemäärä eri vesipitoisuuksissa. Hyvät sideainevaihtoehdot ovat taulukossa lihavoituna. Sideaine 28 d 90 d [kg/m 3 ] w 150 % w % w 250 % w 150 % w % w 250 % Yleis noin 110 noin 155 noin noin Perus 105 noin 145 noin noin CaO+F KJ400+Pika 95 >* 80 - <* Yleis+LT >(+50) >(130+50) >(155+50) (CaO+F)+LT noin <(30+150)* Yleis+SLA * Perus+LT * tarvitaan lisää tutkimuksia tarkemman sideainemäärän arviointia varten 16

22 6. Johtopäätökset Sideainevalinnat vaikuttavat huomattavasti saavutettavaan lujuuteen. Seuraavassa on arvioitu, kuinka paljon lentotuhka ja SLA voivat korvata sementtiä lujuudessa 170 kpa:ssa 90 d ikäisissä kappaleissa. Samoin on vertailtu eri sideaineiden aikalujittumisominaisuuksia ja ruoppausmassan vesipitoisuuden vaikutusta eri sideaineiden lujittumiseen. Vaihtoehtoisten sideaineiden käyttö Lentotuhkan käyttö tuo lisäetua ensisijaisesti märillä ruoppausmassoilla Lentotuhkan sopiva käyttömäärä on noin kg/m 3 Taulukko 5. Arvioidut LT:n tai SLA:n määrät sementin korvaamiseksi w [%] Ikä [d] Vastaavuus kg/m 3 LT:aa vastaa noin 5 kg/m 3 Yleis:a kg/m 3 LT:aa vastaa noin 15 kg/m 3 Perus:a kg/m 3 SLA:ta vastaa noin 40 kg/m 3 Yleis:a kg/m 3 LT:aa vastaa noin 20 kg/m 3 Yleis:a kg/m 3 SLA:ta vastaa noin 40 kg/m 3 Yleis:a Aikalujittuminen Sideaineen/sideaineseoksen aikalujittuminen on merkittävintä kalkki+finnstabi+lt-seoksella ja kalkki+finnstabi-seoksella. Vesipitoisuuden vaikutus Kuonajauhe+Pikasementti-seos sekä Yleissementti+SLA-seokset kestävät parhaiten ruoppausmassan vesipitoisuuden kasvun. Muilla sideainevaihtoehdoilla vesipitoisuuden kasvu heikentää lujuutta suhteessa enemmän 17

23 Puristuslujuustulokset LIITE 1 (4 s.) PeE-pisteen massan jalostaminen stabiloimalla (w o =150 %) sideaine määrä w runkomat. Puristuslujuus [kpa] [kg/m3] [%] 28 vrk 90 vrk Yleis Yleis+LT CaO+F (CaO+F)+LT (kuiva) (kuiva) (kostutettu) (kuivattu) (kasa) (kuiva) (kuiva) (kuiva) (kostutettu) (kuivattu) (kasa) (kuiva) (kuiva) (kuiva) (kostutettu) (kuivattu) (kasa) (kuiva) (kuiva) (kuiva) (kuivattu) (kostutettu) (kasa) (kuiva) (kuiva) 5 10 (THK2+F)+LT (kuiva)

24 PeE-pisteen massan jalostaminen stabiloimalla (w o =150 %) sideaine määrä wrunkomat. Puristuslujuus [kpa] [kg/m3] [%] 28 vrk 90 vrk Yleis Yleis+LT (kuiva) (CaO+F)+LT (kuiva) (58) / < < < < < < (THK2+F)+LT < (kuiva)

25 PeE-pisteen massan jalostaminen stabiloimalla (w o =150 %) sideaine määrä w runkomat. Puristuslujuus [kpa] [kg/m3] [%] 28 vrk 90 vrk Yleis 56 Yleis+LT (kostutus 15%/7vrk) Perus + LT(15%/7vrk) Perus + LT(15%/7vrk) KJ400+Pika +LT(15%/7d) CaO+F (CaO+F)+LT / (kuiva LT) / (kuiva LT) (kuiva LT) (kuiva LT) (LT15%/7vrk)

26 PeE-pisteen massan jalostaminen stabiloimalla (w o =150 %) sideaine määrä w runkomat. Puristuslujuus [kpa] [kg/m3] [%] 28 vrk 90 vrk Yleis Yleis+SLA PeE-pisteen massan jalostaminen stabiloimalla (w o =150 %) sideaine määrä wrunkomat. Puristuslujuus [kpa] [kg/m3] [%] 2 vrk 28 vrk 90 vrk Yleis Perus KJ kg/m3 + Pika 30 kg/m