YMPÄRISTÖNSUOJAUSRAKENTEIDEN MATERIAALIKYSYMYKSET
ERISTYSRAKENTEIDEN TOIMINTAPERIAATE Eristäminen perustuu yhdistelmärakenteeseen, joka muodostuu keinotekoisesta eristeestä ja mineraalisesta tiivisteestä. Keinotekoisen eristeen tarkoituksena on pysäyttää veden ja siihen liuenneiden aineiden eteneminen. Mineraalisen tiivisteen tarkoituksena on hidastaa virtausta keinotekoiseen eristeeseen syntyvistä reijistä, toimia diffuusiosulkuna keinotekoisen eristeen läpäiseville aineille sekä pidättää haitallisia aineita sorptiovaikutuksella
VAATIMUKSIA RAKENTEELLE Pysyvän vedenpaineen eristäminen Muodonmuutoskestävyys Kemiallinen kestävyys Haitta-aineiden pidätyskyky Materiaaliominaisuuksien pitkäaikaiskestävyys Pakkaskestävyys Kantavuus Stabiliteetti, kitkat
KEINOTEKOINEN ERISTE Huokoseton, jolloin materiaalissa ei tapahdu Darcy n lain mukaista virtausta (eli k-arvoa ei voida määritellä) Kulkeutuminen materiaalin läpi tapahtuu diffuusiona noudattaen Fick in lakia Keinotekoisena eristeenä käytetään geomembraaneja ja tiivisasfaltteja
SUOMESSA YLEISIMMIN KÄYTETYT GEOMEMBRAANIT HDPE (High Density Polyethylen) + paras kemiallinen kestävyys ja tiiveys - heikot 2-suuntaiset venymäominaisuudet (> 15% BAM) - jännityshalkeilualttius - kylmähauraus LLDPE (Linear Low Density Polyethylen) + 2-suuntainen venymä > 30% (GRI GM17 vaatimus) PP (Polypropylen) + 2-suuntainen venymä > 120% (GRI GM18 vaatimus)
HDPE Kemikaalien läpäisy Jännityshalkeilu
GEOMEMBRAANIEN PITKÄAIKAISKESTÄVYYS Polyolefiinimuovit hapettuvat sekä valmistus- että käyttöaikana Hapettumisen seurauksena ominaisuudet muuttuvat Geomembraaneja stabiloidaan antioksidanteilla Antioksidanttien määrää minimoidaan kustannussyistä Antioksidanttien pysyvyyttä/määrää testataan hapettumisinduktioajalla UV-stabilointi hiilimustalla
TIIVISASFALTTI Asfalttia pidetään vesitiiviinä, kun sen tyhjätila < 3%, jolloin ei ole virtausta mahdollistavia läpimeneviä huokosia Kylmät olosuhteet (pintaan jäävät rakenteet) edellyttävät kumibitumin käyttöä Jyräasfaltointi, edellyttää riittävävää pohjan kantavuutta, jotta tyhjätilavaatimus voidaan saavuttaa tai vaihtoehtoisesti voidaan käyttää valuasfalttia Pitkäaikaiskestävä Mekaanisesti luja Rajoitettu muodonmuutoskestävyys
MINERAALINEN TIIVISTE Huokoinen rakenne, joka toteutetaan hienoainespitoisella maa-aineksella, maabentoniittiseoksella, bentoniittimatolla tai teollisuuden sivutuoteseoksella Ominaisuudet määritelty yleensä vain maksimi vedenläpäisevyytenä Mikäli edellytetään kemikaalien kulkeutumisen estämistä tulee ottaa huomioon myös diffuusion sulku ja sorptiokapasiteetti Vedenläpäisevyysvaatimus voidaan yleensä täyttää pelkällä bentoniittimatolla Ominaisuuksien pysyvyys ja kemiallinen kestävyys
SAVITIIVISTE Pysyvä luonnonmateriaali Vedenläpäisevyys Ominaispinta-ala Tiivistettävyys Vesipitoisuus
TIIVISTYSKALUSTO
BENTONIITTI Luonnon natriumbentoniitti rajoitettu kemiallinen kestävyys suolat, Ca, Mg, hiilivedyt hapot ph < 3, emäkset ph > 11 Natriumaktivoitu kalsiumbentoniitti kalkkipitoisuuden vuoksi paisumisominaisuudet huononevat kohti kalsiumbentoniittia kalsiumbentoniitti heikot paisumisominaisuudet tarvitaan maabentoniitissa noin kaksinkertainen määrä natriumbentoniittiin verrattuna
MAABENTONIITTI Bentoniitin laatukysymykset Hienoainepitoisuus Lisäaineet kuten superabsorbentit ja vesilasi Pitkäaikaiskestävyys Sekoitusmenetelmä Tiivistäminen Eristeen toteutuksen luotettavuus
BENTONIITTIMATTO Teollinen tuote Muodonmuutoskestävyys Jäätymiskestävyys Bentoniitin laatu ja määrä (w=0%) Geotekstiilien raaka-aine, tyyppi Neulasidonta Lujuusominaisuudet Lisäaineettomuus Neulattomuus
TIIVISTEEN SUOJARAKENTEET Suojahiekka tai -geotekstiili Peittomateriaalien raekoko ja -tyyppi Suojageotekstiilien ominaisuudet Suojageotekstiilin paino 1200 g/m 2, jos päälle tuleva materiaalin maksimiraekoko 32 mm Riittämätön suojaus aiheuttaa: jännityshalkeiluriskin HDPE-kalvolle bentoniitin siirtymistä matossa Työtavat
LÄPIVIENNIT