UUMA-inventaari Pt 16207 /01/30-1700 ja 3600-5240 Käänninniementie (Maaninka) Fosfokipsi ja lentotuhka; massiivirakenteessa ja kerrosstabiloinnin sideaineena 2008 Ramboll Vohlisaarentie 2 B 36760 Luopioinen Finland Puhelin: 020 755 6740 www.ramboll.fi
Sisältö 1. Kohteen kuvaus 1 1.1 Sijainti 1 1.2 UUMA-rakentamisen tarkoitus ja tavoitteet 1 1.3 Käytetyt UUMA-materiaalit ja rakenteet 2 2. Lähtötiedot 2 2.1 Materiaalitutkimukset ennen rakentamista 2 2.1.1 Tekniset 2.1.2 Ympäristökelpoisuus 2 3 2.2 Aikaisemmat seurantatutkimukset 4 2.2.1 Tekniset 4 2.2.2 Ympäristökelpoisuus 2.2.3 Haastattelut 6 6 3. Seurantatutkimukset 2006-2008 6 3.1 Tekniset 6 3.1.1 Kuntokartoitus ja rakennetutkimukset 6 3.1.2 Kantavuusmittaukset 8 3.2 Ympäristökelpoisuus 9 3.3 Haastattelut 10 4. Tutkimustulosten arviointi 10 Viitteet 10
1. Kohteen kuvaus 1.1 Sijainti Pilottikohde (Pt 16207 / 30-1700 ja 3600-5240) sijaitsee Maaningan kunnassa Käänninniemen paikallistiellä, kuva 1. Pilottirakenne toteutettiin heinäkuussa 1999. Kohteessa toteutettiin pituudeltaan 1670 m pitkä kerrosstabiloitu murskerakenne, jossa käytettiin sideaineessa lentotuhkan ja fosfokipsin seosta, sekä 1640 m pitkä fosfokipsi-lentotuhka massiivirakenne. Vertailuosuus sijoittuu näiden koerakenteiden väliin. Kuva 1. Maaningan pilotin sijainti. 1.2 UUMA-rakentamisen tarkoitus ja tavoitteet Koerakentamisella tutkittiin kipsi-lentotuhka -seoksen käyttömahdollisuuksia tienrakentamisessa ja se oli osa EU Life-ympäristöjärjestelmän rahoittamaa projektia Teollisen fosfokipsin ja lentotuhkan hyötykäyttö. LIFE98 ENV/FIN/000566. Projektissa kipsin käyttöä rakenteissa haluttiin kokeilla erityisen suurilla määrillä. Koekohteen ongelmina olivat heikko kevätkantavuus, epätasainen routiminen sekä tien leviäminen, jolloin ojat ovat tukkeutuneet. Tielaitoksen kelirikkoinventointien mukaan tiellä on ollut 2-3 vaurioluokan kelirikkoa, mutta todella pahalta kelirikolta on vältytty vähäisen raskaan liikenteen ansiosta. Maaninka.doc 1
1.3 Käytetyt UUMA-materiaalit ja rakenteet Maaningan paikallistielle 16207 paaluvälille 30-1700 toteutettiin vanhan rakenteen stabilointi, jossa vanhaan rakennekerrokseen lisättiin 12 % sideaineseosta, jonka resepti oli 56,1 % dihydraattikipsiä, 8,4 % lentotuhkaa ja 35,5 % masuunisementtiä (kuva 2). Stabilointipaksuus oli 200 mm. Tienpintaan tehtiin kulutuskerros 0-16 mm murskeesta. Samalle tielle toteutettiin paaluvälille 3600-5240 kantava rakennekerros, jonka valmistuksessa käytettiin komponentteina 83,5% fosfokipsiä 12,4 % lentotuhkaa ja 4,1 % masuunisementtiä. Resepti oli säädetty tuhkan kosteuden mukaan. Rakennekerroksen tavoitepaksuus oli 200 mm. Lisäksi tien pintaan tehtiin n. 70 mm kulutuskerros 0-16 mm murskeesta vertailurakenteen teon yhteydessä kesäkuun lopulla. Koerakentamisessa käytetty kipsi oli nykyisen Yara Suomi Oy:n (silloisen Kemira Chemicals Oy:n) Siilinjärven tuotantolaitokselta fosforihappotuotannon sivutuotteena syntynyttä dihydraattikipsiä (l. fosfokipsiä). Tuhka oli Kuopion Energia Oy:n turpeenpoltossa muodostuvaa lentotuhkaa. Masuunisementti oli masuunikuonajauheen KJ4000 ja yleissementin 7:3 seos, joka toimitettiin valmiiksi sekoitettuna. Kuva 2. Käänninniemen paikallistien koerakenteiden rakennepiirrokset 2. Lähtötiedot 2.1 Materiaalitutkimukset ennen rakentamista 2.1.1 Tekniset Koerakentamisessa käytettävien materiaalien ja niiden seossuhteiden valintaa edelsi laajamittainen teknisten testien sarja. Materiaaliseosten kehitystyö ja tekniset tutkimukset tehtiin SCC Viatek Oy SGT:n laboratoriossa (nyk. Ramboll Finlandin Luopioisten aluetoimistossa). Tulokset on koottu raporttiin Teollisen fosfokipsin ja lentotuhkan hyötykäyttö, materiaalitutkimusraportti, LIFE98 ENV/FIN/000566. Maaninka.doc 2
2.1.2 Ympäristökelpoisuus Koerakenteessa käytetty Kemira Chemicalsin Siilinjärven tehtaiden dihydraattikipsin ja Kuopion Energian tuhkan alkuainepitoisuudet määritettiin tuottajien toimesta GTK:n laboratoriossa. Materiaalien alkuainepitoisuudet on esitetty taulukossa 1. Liukoisuustestit tehtiin pelkälle kipsille ja stabiloiduille koekappaleille. Liukoisuustestien tulokset, ts. fluoridin, sulfaatin ja fosforin liukoisuudet on esitetty taulukossa 2. Mukana ovat paitsi ennakkotestien myös valmiiksi stabiloidusta tien näytteestä saadut tulokset. Liukoisuustestit teki Envitop Oy Oulussa. Kokonaispitoisuuksia on tässä (taulukko 1) verrattu VNa 591/2006 ohjearvoihin tuhkille. Käytettyjen materiaalikomponenttien, eli lentotuhkan ja fosfokipsin, kokonaispitoisuudet alittavat selkeästi VNA 591/2006 mukaiset pitoisuudet. Taulukko 1. Dikipsin ja Kuopion Energian lentotuhkan kokonaispitoisuudet verrattuna VNa 591/2006.mukaisiin lento- ja pohjatuhkan perusmäärityksen raja-arvoihin Kokonaispitoisuudet yksikkö Dikipsi Tuhka Ag mg/kg <0,2 0,6 Al g/kg 0,67 54,4 VNA 591/2006 As mg/kg 2,1 22,6 50 B mg/kg <24 <20 Ba mg/kg 225 1350 3000 Be mg/kg <1,2 4,1 Bi mg/kg <0,2 0,25 Ca mg/kg 239 54,7 Cd mg/kg <0,2 1,9 15 Co mg/kg <0,4 40,1 Cr mg/kg <2,4 123 400 Cu mg/kg 6,2 323 400 Fe g/kg 0,2 95,1 K g/kg <1,0 3,54 Li mg/kg <5 5,1 Mg mg/kg 0,09 10,7 Mn mg/kg 4,2 1050 Mo mg/kg <0,1 17,1 50 Na mg/kg 649 1770 Ni mg/kg <3 152 P g/kg 2,4 8,81 Pb mg/kg 2,5 35,1 300 Sb mg/kg <0,2 0,23 Sr g/kg 4,06 0,46 Th mg/kg 1,62 19,4 Ti mg/kg 6 1490 Tl mg/kg <0,12 0,6 U mg/kg 0,12 16 V mg/kg <0,24 218 400 Zn mg/kg 5,5 129 2000 Maaninka.doc 3
Taulukko 2. Koerakennemateriaalien pitkäaikaisliukoisuustulokset, hollantilainen diffuusiotesti NEN 7345. LIUKOISUUS mg/m 2 Haittaaine Dihydraattikipsi Dihydraattikipsi + sementti 6 % Dihydraattikipsi + lentotuhka 20 % + sementti 6 % Valmis rakenne pl 5155 Ohjearvot (Mäkelä ym. 1995) 1A 1 B F 4500 1018 3100-1300 4400 SO 4 264000 219000 242000 460000 27000 80000 P 9000 2 0,9 160 - - Ohjearvo 1A: Sijoitus eristämättömänä pysyvästi kosteaan sijoituskohteeseen. (Materiaali voidaan sijoittaa eristämättömänä jatkuvasti kosteaan sijoituskohteeseen jos liukenevien aineiden määrä ei ylitä esitettyjä 1A -ohjearvoja). Ohjearvo 1B: Sijoitus eristämättömänä ajoittain kosteaan sijoituskohteeseen (Materiaali voidaan sijoittaa eristämättömänä ajoittain ilmasto-olosuhteiden takia kosteaan sijoituskohteeseen jos liukenevien aineiden määrä ei ylitä esitettyjä 1B-ohjearvoja.) Käytetyn diffuusiotestin NEN 7345 tuloksia ei voida ainakaan suoraan verrata valtioneuvoston asetuksen VNa 591/2006 ohjearvoihin liukoisuudelle, joten kriteereinä ovat vanhemmat hollantilaisen diffuusiotestin ohjearvoehdotukset kiinteälle rakennusmateriaalille (Mäkelä ym. 1995). Taulukon 2 tuloksien perusteella sulfaatin pitkäaikaisliukoisuus on korkea ja ylittää hollantilaisen diffuusiotestin mukaiset ohjearvotasot kaikkien tutkittujen materiaalien osalta. Sementin ja tuhkan lisääminen kipsiin laimentaa sulfaatti- ja fosforipitoisuuksia seoksissa, mikä havaitaan sulfaatin ja fosforin liukoisuuden vähentymisenä seoksissa verrattuna pelkkään kipsiin. Diffuusiotestin perusteella valitun koerakenteen ympäristölle kriittisiä yhdisteitä ovat fluoridi ja sulfaatti. Valmiista stabiloidusta rakenteesta (pl 5155) otettiin 14 kk kuluttua rakentamisesta koekappale, josta testattiin liukoisuudet (NEN 7345). Tulosten (taulukko 2) perusteella sulfaatin liuennut kokonaismäärä oli rakenteessa 460 000 mg/m 2 /64d. Tämä ylittää ennakkotesteissä saadut tulokset sekä kiinteytetylle materiaalille tarkoitetun rajaarvosuosituksen 80 000 mg/m 2 /64d. Fosforille ei ole olemassa raja-arvosuosituksia. Kappaleen kumulatiivinen liukoisuus fosforille oli 160 mg/m 2 /64d, ja tämä on suurempi kuin ennakkotesteissä saadut tulokset paitsi pelkän fosfokipsin (dihydraattikipsin) osalta. Fluoridin liukoisuutta ei ole tästä testattu. 2.2 Aikaisemmat seurantatutkimukset 2.2.1 Tekniset 2.2.1.1 Kerrosstabilointi Syksyllä 1999 kohteelle tehtiin silmämääräinen kuntokartoitus ja otettiin näytteitä mm. puristuslujuuksien mittausta varten. Koeosuus oli hyväkuntoinen ja tie oli tasainen. Vertailuosuus oli paikoin epätasainen ja kärsinyt kelirikosta. Paaluilta 70 ja 740 otetut näytteet olivat hyvin lujittuneita. Poratuissa kappaleissa stabiloidun kerroksen paksuus vaihteli välillä 120-170 mm (tavoite oli 200 mm). Maaninka.doc 4
Vuonna 2000 koerakenteen yleiskunto oli hyvä eikä eri rakenteiden välillä ollut suuria eroja (vrt. plv. 3600-5240 kipsin massiivirakenne). Näytteenottokohteissa pl 745 ja 1666 pintamurske oli junttaantunut erittäin tiiviiksi. Poratuissa kappaleissa stabiloidun kerroksen paksuus vaihteli välillä 120-170 mm. Vuonna 2001 tie oli edelleen hyväkuntoinen. Paalulla 735 kulutuskerroksen paksuus oli noin 70 mm ja stabilointikerroksen paksuus 130 mm. Stabiloidun kerroksen ylä- ja alapinnat olivat selkeitä, sekoittumista ei ollut tapahtunut. Kerros oli lujan tuntuinen. Noin joka toisessa porauksessa todettiin porausnäytteessä 100 mm syvyydellä hiushalkeama. Paalulla 1665 oli kulutuskerrosmurskeen paksuus 90 mm ja stabiloidun kerroksen paksuus n. 150 mm. Tässä kohdin rakenne oli erittäin luja eikä hiushalkeamia esiintynyt. Parannustöiden jälkeen tiellä havaittiin keväisin pituussuuntaista halkeamaa stabiloidun osuuden kummassakin reunassa (kuva 3). Esiintyvä halkeama on luiskassa lujan stabiloidun rakenteen ja pehmeämmän luiskan rajapinnassa. Sulamisen ja pehmenemisen vaiheessa käyttäytyy pehmeä tieluiska eri tavoin kuin stabiloitu rakenne. Muodostuneella halkeamalla ei ole tien käytön kannalta merkitystä ja kyse on lähinnä esteettisestä ongelmasta. Halkeama osoittaa myös, että stabiloitu rakenne käyttäytyy jäykän laatan tavoin. Kevätkelirikon jälkeen halkeama on painunut kiinni. PPLmittausten perusteella tien kantavuus on noussut stabilointirakenteen kohdalla 71 MPa:ista 122 MPa:iin (vrt. luku 3.1.3). Koekuoppatutkimuksissa stabiloidusta rakenteesta otetut lujuuskoekappaleet ovat olleet lujempia ja parempikuntoisia kuin ennakkokokeiden perusteella on ollut odotettavissa (vrt. kuva 4). Toteutunut stabiloitu kerros on ollut koekuoppakohteissa 120-170.mm eli selvästi ohuempi kuin suunniteltu 200 mm rakennekerros. 2.2.1.2 Kipsi-tuhka massiivirakenne Koerakentamisen jälkeen syksyllä 1999 tehtiin kohteessa silmämääräinen kuntokartoitus ja otettiin poranäytteitä. Kuntokartoituksen mukaan kohde oli hyvässä kunnossa ja tien pinta oli tasainen. Vuonna 2000 tien kunto ei ollut sanottavammin muuttunut. Tien yleiskunto oli hyvä eikä eri rakenteiden välillä (vrt. plv 30-1700) ollut havaittavissa eroja. Näytteet saatiin otettua kohteesta kaivinkoneella. Hienorakeinen materiaali jauhautui poratessa veden vaikutuksesta käyttökelvottomiksi. Vuonna 2001 tehtiin kohteelle vaurio ja ongelmakartoitus, jonka mukaan tiellä esiintyi keväisin pituussuuntaisia halkeamia tien kummassakin reunassa. Halkeama oli syntynyt uuden rakenteen ja vanhasta tierakenteesta tiivistetyn reunavallin rajapintaan. Kevätkelirikon jälkeen halkeamat ovat painuneet kiinni. Muutoin tie oli hyväkuntoinen. Näytteet saatiin otettua poraamalla vaikka materiaali jauhautui ja juuttui herkästi poraan. Rakennekerroksen alaosa tuntui porauskohteissa pehmeämmältä kuin yläosa. Muutos lujuudessa vaikutti siihen, että näytteet saatiin otettua suunnitellusti. Useimmiten lujuudeltaan < 1MPa rakenteet ovat näytteenoton kannalta vaikeita. Parannustöiden jälkeen tiellä on havaittu keväisin pituussuuntaista halkeamaa tien kummassakin reunassa sekä kipsi-tuhka- että stabilointirakenteessa. Halkeama on syntynyt uuden rakenteen ja vanhasta tierakenteesta tiivistetyn reunavallin rajapintaan. Kevätkelirikon jälkeen halkeama painuu kiinni. Kuvassa 3 näkyy pituussuuntainen reunahalkeama. Maaninka.doc 5
Kuva 3. Keväisin esiintynyt pituussuuntainen reunahalkeama. 2.2.2 Ympäristökelpoisuus Ympäristövaikutusten seurannan tulokset on käsitelty luvussa 3.2. 2.2.3 Haastattelut Kunto- ja vauriokartoituksen yhteydessä saatiin tienkäyttäjien kommentteja ja kokemuksia kipsikoerakenteesta. Tien kantavuudessa on ollut ongelmia ja tielle on jouduttu ajamaan mursketta keväällä 2005 neljälle 50-100 m osuudelle kipsi-tuhkarakenteen kohdalle. 3. Seurantatutkimukset 2006-2008 3.1 Tekniset 3.1.1 Kuntokartoitus ja rakennetutkimukset 3.1.1.1 Kerrosstabilointi Syksyllä 2007 kohteeseen toteutettiin silmämääräinen kunto- ja vauriokartoitus ja otettiin porakappaleita rakennetutkimuksia varten. Maaninka.doc 6
Kunto- ja vauriokartoituksen mukaan tie oli hyväkuntoinen, vaurioton ja pinta oli melko kiinteä. Koerakenteen kohdalla plv. 140-220 ajoraiteet olivat jonkin verran kuluneet, paalulla 410 ja paaluvälillä 640-650 oli muutama pieni kuoppa ja paaluvälillä 640-650 tien keskiosassa stabiloitu kerros oli paljaana. Kulutuskerros oli siis kulunut jo pois. Paaluvälillä esiintyi myös 0,5-1,0 m välein kapeita pituushalkeamia. Koerakenteen vertailurakenne oli rakennettu paaluvälille 1700-3300. Vertailurakenteen pinta oli kiinteää ja tiessä esiintyi vain muutama lievä vaurio. Rakennetutkimuksia varten otettiin poranäytteitä paaluilta 742 ja 1662. Porauksen yhteydessä paalulla 742 ilmeni joitakin poikittaisia hiushalkeamia. Paalulla 1662 tie oli hyväkuntoinen ja virheetön. Reunalla rakenne oli rikkonaisempi kuin keskellä ja edustavan näytteen saaminen oli vaikeaa. Koekappaleiden puristuslujuustulokset ovat hyviä ja toimivuusennuste kerrosstabiloinnille on hyvä (kuva 4). Käänninniementie, Maaninka kerrosstabilointi 16 14 90 d 1 v 2 v 8 v Puristuslujuus [MPa] 12 10 8 6 4 2 0 pl 60 pl 740 pl 740 reuna Sijainti pl 1640 pl 1640 reuna Ennakkokokeet Kuva 4. Eri vaiheissa tehtyjen koekappaleiden ja otettujen poranäytteiden puristuslujuudet.kerrosstabilointiosuudella 3.1.1.2 Kipsi-tuhka massiivirakenne Syksyllä 2007 kohteeseen tehtiin silmämääräinen kunto- ja vauriokartoitus ja otettiin poranäytteitä rakennetutkimuksia varten. Kunto- ja vauriotutkimusten mukaan tie oli kipsirakenteen kohdalla pinnaltaan melko kiinteää. Koerakenteen loppupäässä pinta oli irtonaisempaa. Tien oikea ajokaista oli lievästi painunut ja paikoin kipsituhkaa oli pursunnut oikeaan reunaan. Kunto- ja vauriotutkimuksissa vertailurakenne (plv. 1700-3300) ei merkittävästi eronnut kipsirakenteesta. Paalulta 4352 otetuissa porakappaleissa havaittiin, että kipsikerros ei ollut kovin lujaa. Kulutuskerroksen murske oli osittain uponnut kipsikerrokseen. Tien oikea kaista oli painunutta ja reunalle pursunnut kipsituhka oli irtonaista ja helposti lapioitavaa. Poranäytteistä vain noin puolet onnistui. Paalulla 5170 kipsikerroksen yläpinta oli selkeä ja Maaninka.doc 7
kerrokseen oli sekoittunut vain vähän kulutuskerroksen mursketta. Myös tällä kohdalla poranäytteistä vain noin puolet onnistui. Kipsi-tuhkaosuuden lujuuksien kehityssuunta on huono ja ennustavat rakenteen heikentymistä pitkällä tähtäimellä (kuva 5). 1,8 1,6 Käänninniementie, Maaninka kipsi-tuhka 90 d 1 v 2 v 8 v 1,4 Puristuslujuus [MPa] 1,2 1 0,8 0,6 0,4 0,2 0 pl 3620 keskiosa pl 4360 keskiosa pl 4360 reuna pl 5160 keskiosa Sijainti pl 5160 reuna Ennakkokokeet Kuva 5. Eri vaiheissa tehtyjen koekappaleiden ja otettujen poranäytteiden puristuslujuudet.kipsi-tuhkamassiivirakenteen osuudella 3.1.2 Kantavuusmittaukset Kantavuusmittausten keskiarvotulokset massiivi- ja vertailurakenteen osalta ennen rakentamista ja seurantavuosina 2000, 2002 ja 2008 on esitetty kuvassa 6. PPLmittaukset on tehty ennen rakentamista 27.5.1999 ja rakentamisen jälkeen 16.5.2000, 22.5.2002 ja 13.5.2008. Vuoden 1999, 2000 ja 2002 mittaukset on tehty 80 m välein sekä tien oikeasta että vasemmasta reunasta. Etäisyys tien reunasta on ollut 1 m. Vuonna 2008 kantavuusmittaukset tehtiin pelkästään massiivirakenteen kohdalla tien vasemmasta ja oikeasta reunasta sekä tien keskilinjalta. Eri vuosien mittaukset eivät ole siten täysin vertailukelpoisia keskenään. Tuloksien perusteella voidaan kuitenkin todeta, että tien kantavuus on noussut vertailurakenteen osuudella 70 MPa:ista 100 MPa:iin ja massiivirakenteen alueella 61 MPa:ista 90 MPa:iin jo ensimmäisen seurantavuoden aikana. tulosten perusteella rakenne on säilyttänyt kantavuutensa. Maaninka.doc 8
140,0 120,0 E2 [MPa] 100,0 80,0 60,0 40,0 1999 2000 2002 2008 20,0 0,0 Vertailu oikea Vertailu vasen Massiivirakenne oikea Massiivirakenne vasen Massiivirakenne reuna ka Massiivirakenne keskilinja Rakennetyyppi ja kaista Kuva 6. Keskimääräinen E2-kantavuusmoduuli massiivi- ja vertailurakenteen osalta ennen ja jälkeen rakentamisen. 3.2 Ympäristökelpoisuus Sekä kerrosstabiloidun osuuden että massiivirakenteen kohdalle oli asennettu 3 pohjavesiputkea. Lisäksi pohjavesiputki oli asennettu vertailurakenteen kohdalle (pl 2500). Kesästä 1999 kevääseen 2000 pohjavesinäytteistä määritettiin kolorimetrisesti kenttäanalysaattorilla fluoridit, sulfaatit ja fosfaatit (kok.). Syksyllä 2000 ja 2007 otetuista näytteistä määritettiin myös joitakin alkuaineita sekä sähkönjohtavuus ja ph analyysilaboratorioissa. Tulokset ovat tämän raportin liitteessä 1. Pohjavesinäytteiden analyysituloksia 1999-2007 on verrattu talousveden kemiallisiin laatuvaatimuksiin ja laatusuosituksiin (STM 461/2000). Talousveden laatusuositus sulfaattipitoisuudelle 250 mg/l ylittyy kaksinkertaisesti vuonna 2007 paalulla 4350A sijaitsevasta havaintoputkesta otetussa näytteessä (550 mg/l). Havaintoputki sijaitsee välittömästi tien reunassa, reunaojan toisella puolella. Myös muissa vuoden 2007 näytteissä sulfaattipitoisuudet ovat hieman kasvaneet, tosin eivät läheskään näin merkittävästi. Vuodesta 2000 vuoteen 2007 analysoitujen komponenttien osalta pitoisuudet ovat nousseet sulfaatin lisäksi bariumilla sekä kloridilla. Bariumin kohoamista tapahtui havaintoputken Pl 4350A sekä vertailurakenteen näytteissä. Kloridin ja tästä johtuvan sähkönjohtavuuden nousua oli tapahtunut vain havaintoputken Pl 4350A näytteessä. Kun pohjavesiseurannan tuloksia verrataan koerakenteiden teknisen seurannan tuloksiin, voidaan epäillä kohonneen sulfaattipitoisuuden liittyvät kipsirakenteeseen ja sen löyhtymisen. Vuoden 2007 vauriokartoituksen yhteydessä paalulla 4352 havaittiin oikean ajokaistan painuneen ja kipsiä oli pursunnut tienreunaan ja lähelle pintaa. Samalla paalulla sijaitsevassa havaintoputkessa 4350A kohonneet sulfaattipitoisuudet voivat liittyä reunasta pursunneen kipsin pintahuuhtoumaan. Huuhtoutunut kipsipitoinen vesi on imeytynyt pohjavedeksi. Sulfaattipitoisuus on tavanomainen havaintoputken 4350B näytteessä. Tämä havaintoputki sijaitsee A putkea etäämpänä tiestä, noin 40 m päässä tien reunasta. Maaninka.doc 9
3.3 Haastattelut Elokuussa 2008 tiemestarihaastattelukierroksen yhteydessä (15.8.2008) Marja Bäck totesi stabiloidun murskerakenteen olevan varsin hyvässä kunnossa, eikä huomautuksia tien kunnosta ole tullut. Koekohteen kunto vastaa hyvin muita vastaavan tasoisia sorateitä. Urakoitsijan mielestä tien kantavuus on parantunut ajan kuluessa eikä stabiloidun rakenteen kohdalla ole routimista. Kipsirakenteen kohdalta ei myöskään ollut mitään normaalista poikkeavaa kerrottavaa. 4. Tutkimustulosten arviointi Projektin Fosfokipsin ja lentotuhkan hyötykäyttö tienrakennusmateriaalina tulosten perusteella on voitu osoittaa, että fosfokipsin ja lentotuhkan seoksilla saadaan teknisesti toimivia ja ympäristön kannalta turvallisia tierakennekerroksia, erityisesti kerrosstabilointitekniikkaa käyttäen. Tuloksien perusteella voidaan tehdä seuraavia johtopäätöksiä: Kipsin ja tuhkan seoksesta eli kipsituhkasta saadaan aktivaattorin avulla tehtyä erinomainen sideaineseos vanhan tierakenteen stabilointiin. Stabiloidut rakenteet ovat kestäneet erinomaisesti jäätymistä ja sulamista sekä rakenteen alapuolisten kerrosten aiheuttamaan routaliikettä. Seurantatulokset osoittavat myös, että rakenteen lujittuminen jatkuu varsin pitkään. Kipsituhkien aktivaattoreiksi on projektissa löydetty useita vaihtoehtoja, joista masuunikuonan ja sementin seos oli yksi parhaimmista. Aktivaattorin käyttö kiihdyttää lujittumista ja parantaa materiaalin pitkäaikaiskestävyyttä. Kipsituhkien käyttö on osoittautunut ympäristöystävälliseksi teknologiaksi myös sekä laboratoriotesteissä että seurantatutkimuksissa. Koekohteissa testatut ohuet tierakennesovellutukset ovat osoittautuneet hyvin toimiviksi vähäliikenteisillä teillä. Samalla nämä ratkaisut ovat varsin taloudellisia ja kestävän kehityksen mukaisia, luonnonvaroja säästäviä. Tulosten perusteella ovat koekohteissa käytetyt laitteet ja työmenetelmät osoittautuneet hyvin toimiviksi. Materiaalien valmistuksessa käytetyt aumaja monitoiminen asemasekoitin osoittautuvat menetelmiksi, joilla saadaan riittävän hyvä sekoituksen laatu sekä stabiloinnin sideaineelle että massiivirakenteen materiaalille. Johtopäätökset Lentotuhkan osuuden lisääminen massiivirakenteessa parantaa materiaalin teknistä laatua ja vaikutetaan sen ympäristökelpoisuuteen. Samalla saadaan pitkäaikaiskestävyydeltään parempi rakenne. Viitteet Mäkelä y. 1995. Mäkelä, E., Wahlström, M., Mroueh, U-M., Keppo, M. ja Rämö, P. 1995. Kivihiilivoimaloiden rikinpoistotuotteiden ja lentotuhkan hyötykäyttö maarakentamisessa. VTT julkaisuja 809. STM 461/2000. STM:n asetus talousveden laatuvaatimuksista ja valvontatutkimuksista VNa 591/2006. Valtioneuvoston asetus eräiden jätteiden hyödyntämisestä maarakentamisessa Maaninka.doc 10
LIITE (1) PV-PUTKI NÄYTE ALKUAINE / YHDISTE F SO4 PO4 NO3 Cl Br As Ba Cd Cu Mo V EC ph mg/l mg/l mg/l mg/l mg/l mg/l g/l g/l g/l g/l g/l g/l ms/m (25 o C) 750A 6/99 2,0 <20 1,3 - - - - - - - - - - - kerrosstab. 5.11.99 2,0 <20 0,9 - - - - - - - - - - - rakenne 16.11.99 2,0 <20 1,6 - - - - - - - - - - - 8.5.00 0,1 <20 1,0 - - - - - - - - - - - 17.5.00 0,1 <20 1,0 - - - - - - - - - - - 9/00 0,2 4,04 0,7 0,57 1,12 <0,1 0,08 76 <0,02 <0,04 1,66 0,09 22,40 7,46 9/07 0,3 4,5 1,2 <1 1,3 0,030 1 84 <0,5 <10 <2 <1 25,4 7,7 750B 6/99 1,9 <20 1,2 - - - - - - - - - - - kerrosstab. 5.11.99 1,9 <20 1,2 - - - - - - - - - - - rakenne 16.11.99 ei näytettä ei näytettä ei näytettä - - - - - - - - - - - 8.5.00 0,1 <20 0,9 - - - - - - - - - - - 17.5.00 0,2 <20 1,2 - - - - - - - - - - - 9/00 0,2 3,92 1,3 0,96 1,16 <0,1 0,09 61 0,02 1,41 0,15 0,11 22,30 7,47 9/07 0,3 5,1 1,2 <1 1,1 0,040 <1 67 <0,5 <10 <2 <1 24,3 7,7 1650 6/99 >2 <20 1,4 - - - - - - - - - - - kerrosstab. 5.11.99 >2 <20 2,4 - - - - - - - - - - - rakenne 16.11.99 >2 <20 2,5 - - - - - - - - - - - 8.5.00 0,3 <20 2,4 - - - - - - - - - - - 17.5.00 0,2 <20 2,5 - - - - - - - - - - - 9/00 0,4 <0,1 2,6 0,94 1,22 <0,1 0,26 54 <0,02 0,92 4,28 0,16 27,90 7,80 9/07 0,5 <1 1,9 <1 1,1 0,080 1 75 <0,5 <10 4 <1 28,9 7,7 2500 6/99 2,0 <20 <0,2 - - - - - - - - - - - Vertailu- 5.11.99 >2 <20 0,2 - - - - - - - - - - - rakenne 16.11.99 >2 <20 0,2 - - - - - - - - - - - 8.5.00 0,4 <20 0,4 - - - - - - - - - - - 17.5.00 0,2 <20 0,6 - - - - - - - - - - - 9/00 0,5 <0,1 1,3 <0,2 2,71 0,16 2,65 46 0,02 <0,04 10,10 1,34 44,90 7,33 9/07 0,5 1,9 1,7 <1 5,5 0,10 4 130 <0,5 <10 7 3 42,1 7,6 3850 6/99 >2 <20 1,2 - - - - - - - - - - - Mass.rakenne 5.11.99 >2 <20 2,2 - - - - - - - - - - - 16.11.99 >2 <20 2,4 - - - - - - - - - - - 8.5.00 0,2 <20 2,4 - - - - - - - - - - - 17.5.00 0,2 <20 2,5 - - - - - - - - - - - 9/00 0,3 0,15 2,3 0,50 3,27 <0,1 0,47 54 <0,02 <0,04 2,80 0,21 27,50 7,76 9/07 0,4 6,7 1,7 <1 5,2 0,040 <1 56 <0,5 <10 2 <1 30,8 7,8 4350A 6/99 2,0 <20 0,8 - - - - - - - - - - - Mass.rakenne 5.11.99 >2 <20 1,8 - - - - - - - - - - - 16.11.99 2,0 <20 2,1/0,7 - - - - - - - - - - - 8.5.00 0,2 <20 3,1 - - - - - - - - - - - 17.5.00 0,3 <20 1,4 - - - - - - - - - - - 9/00 0,3 0,30 2,3 0,25 2,37 <0,1 1,99 80 <0,02 0,79 3,09 1,82 27,50 7,23 9/07 0,3 550 0,12 <1 120 0,11 <1 110 <0,5 <10 <2 <1 119 7,0 4350B 6/99 1,9 <20 <0,2 - - - - - - - - - - - Mass.rakenne 5.11.99 2,0 <20 0,2 - - - - - - - - - - - 16.11.99 ei näytettä ei näytettä ei näytettä - - - - - - - - - - - 8.5.00 0,2 <20 <0,2 - - - - - - - - - - - 17.5.00 0,3 <20 <0,2 - - - - - - - - - - - 9/00 0,3 0,11 0,1 <0,2 20,30 <0,1 0,83 109 <0,02 0,21 3,54 0,08 37,80 6,97 9/07 0,3 1,9 0,50 <1 18 0,040 <1 110 <0,5 <10 <2 <1 35,2 7,2 STM 461/2000: Kemialliset laatuvaatimukset 1,5 n/a 50 0,01 10 n/a 5 2000 n/a n/a Laatusuositukset 250 n/a 250 n/a n/a n/a <250 6,5-9,5 Huom. 1 Huom. 2 F: Kursiivilla merkityt tulokset: mahdollisesti määritysvirheitä; 8.5. oli näytteistä saatu vastaavan suuruusluokan tuloksia, mutta tarkistusmittauksissa päästiin huomattavasti < 1 tuloksiin (Fluoridi) 9/00 näytteet analysoitu GTK:n kemian laboratoriossa ICP-MS-tekniikalla/fosfaatti spektrometrisesti/anionit IC-tekniikalla ja ph+ec potentiometrisesti. Aikaisemmat vesinäytteet analysoitu kolorimetrisesti (kenttäanalysaattori)