Source: http://docplayer.fi/19550818-Uuma-2-selvitys-joidenkin-uuma-materiaalien-teknisen-kelpoi-suuden-arviointiin-liittyvista-testausstandardeista-ja-menetelmista.html
Timestamp: 2018-03-21 09:15:55+00:00
Document Index: 11846189

Matched Legal Cases: ['kko ', 'kko ', 'kko ', 'kko ', 'kko ', 'kko ', 'kko ', 'kko ', 'kko ', 'kko ', 'kko ', 'kko ']

UUMA 2 SELVITYS JOIDENKIN UUMA- MATERIAALIEN TEKNISEN KELPOI- SUUDEN ARVIOINTIIN LIITTYVISTÄ TESTAUSSTANDARDEISTA JA -MENETELMISTÄ - PDF
Download "UUMA 2 SELVITYS JOIDENKIN UUMA- MATERIAALIEN TEKNISEN KELPOI- SUUDEN ARVIOINTIIN LIITTYVISTÄ TESTAUSSTANDARDEISTA JA -MENETELMISTÄ"
1 UUSIOMATERIAALIT MAARAKENTAMISESSA OHJELMA Asiakirjatyyppi Raportti Päivämäärä LOPPURAPORTTI UUMA 2 SELVITYS JOIDENKIN UUMA- MATERIAALIEN TEKNISEN KELPOI- SUUDEN ARVIOINTIIN LIITTYVISTÄ TESTAUSSTANDARDEISTA JA -MENETELMISTÄ
2 UUSIOMATERIAALIT MAARAKENTAMISESSA OHJELMA Päivämäärä Laatija Maria Sjöberg, Pauli Kolisoja, Pirjo Kuula, Minna Leppänen, Terhi Ketola / TTY Kirsi Koivisto, Juha Forsman, Marjo Ronkainen, Taavi Dettenborn, Harri Jyrävä / Ramboll Kommentoijat UUMA2-hanke: Ohjausryhmä, Työvaliokunta, Tekninen kelpoisuus ja ohjeet -ryhmä Tämä raportti sisältää Standardiselvityksen 1. ja 2. vaiheet Kuvaus Viite UUMA2-hanke, Tekninen kelpoisuus ja ohjeet -ryhmän toimintaan osallistuneet: Leena Korkiala-Tanttu, Aalto yo Pauli Kolisoja, TTY Pirjo Kuula, TTY Laura Pennanen, Liikennevirasto Harri Mäkelä, Innogeo Aarno Valkeisenmäki, Destia Katja Lehtonen, Rudus Olli Lehtovaara / Sanna Pulkkinen, Metsä Group Anniina Määttänen / Ville Niutanen, Lemminkäinen Pentti Lahtinen, Ramboll Marjo Ronkainen, Ramboll Juha Forsman, Ramboll Kirsi Koivisto, Ramboll
3 UUSIOMATERIAALIT MAARAKENTAMISESSA OHJELMA SISÄLTÖ 1. Johdanto 1 2. Standardien asema Suomessa 2 3. Käsiteltävät materiaalit ja rakennusosat 6 4. Selvityksen rakenne Rakennusosakohtaisia huomioita Muut ominaisuudet Johtopäätökset ja jatkotutkimussuositukset 19 Kirjallisuus 24 LIITTEET LIITE 1 LIITE 2 LIITE 3 LIITE 4 LIITE 5 LIITE 6 LIITE 7 LIITE 8 LIITE 9 LIITE 10 LIITE 11 LIITE 12 LIITE 13 LIITE 14 LIITE 15 LIITE 16 LIITE 17 LIITE 18 LIITE 19 LIITE 20 LIITE 21 LIITE 22 Taulukoiden lähdeluettelo Testausstandardit/-menetelmät, joihin on viitattu taulukoissa Stabiloitu maarakenne Stabiloitu maa Kaatopaikan pohjan rakennettu mineraalinen tiivistyskerros Kaatopaikan pohjarakenteen kuivatuskerros Kaatopaikan pohjarakenteen suodatinkerros Keinotekoisen eristeen suojakerros (kaatopaikan pohja) Esipeittokerros (kaatopaikan pintarakenne) Kaasunkeräyskerros (kaatopaikan pintarakenne) Pintarakenteen tiivistyskerros (kaatopaikan pintakerros) Kaatopaikan pintarakenteen kuivatuskerros Kaatopaikan pintarakenteen pintakerros Kaatopaikan pintarakenteen kasvukerros Maapenkereet (liikennöity) Meluvallit Suodatinkerros Jakava kerros Kantava kerros (sitomaton) Kantava kerros (sidottu) Yhteenveto tarkastelluista ominaisuuksista Materiaalien muita ominaisuuksia
4 testausstandardeista ja -menetelmistä 1 / JOHDANTO Selvityksen tarkoituksena on koota tietoa UUMA-materiaalien teknisen kelpoisuuden arviointiin käytettävistä standardeista. Erilaisten UUMA-materiaalien mahdollisista käyttökohteista ja materiaalimääristä on laadittu Ramboll Finland Oy:n ja Tampereen teknillisen yliopiston (TTY) yhteistyönä yhteenvetotaulukko keväällä Taulukon pohjalta valittiin priorisoitavat materiaalit ja rakennusosat, joiden teknisen kelpoisuuden arviointiin liittyviä testausmenetelmiä ja käyttökelpoisuuden kriteerejä tarkastellaan tässä UUMA2-hankkeen osatehtävässä Selvitys UUMAmateriaalien teknisen kelpoisuuden arviointiin liittyvistä testausstandardeista/-menetelmistä. Selvitys on toteutettu kahdessa vaiheessa, joista ensimmäinen toteutettiin 2014 ja toinen Selvityksessä ei ole käsitelty ympäristökelpoisuutta. Rajanveto ympäristökelpoisuuden ja teknisen kelpoisuuden välillä on ollut hankalaa, sillä usea ympäristökelpoisuuden arviointivaiheessa selvitetty tekijä voi vaikuttaa rakenteen toimintaan ja etenkin sen ominaisuuksien säilymiseen ja yhteensopivuuteen muiden materiaalien kanssa. Esimerkiksi maarakenteissa käytettävien geosynteettisten tuotteiden pitkäaikaiskestävyys voi heikentyä happamissa (ph < 4) tai emäksisissä (ph >9) ympäristöissä. Lisäksi neutraalista poikkeava ph tai korkea sähkönjohtavuus ilmentävät tavanomaista korkeampaa korroosioriskiä. Lisäksi monia ympäristökelpoisuusvaiheessa tutkittuja tekijöitä, esimerkiksi ph:ta ja sähkönjohtavuutta, voidaan hyödyntää materiaalin tasalaatuisuuden mittarina. Tämä selvityksen loppuraportti ei ole ohje. Siihen on kerätty olemassa olevaa tietoa hyödynnettäväksi mm. uusiomateriaalien tuotteistamisessa sekä keskeisten aukkokohtien ja jatkotutkimustarpeen selvittämiseksi. Selvitystä tehdessä havaittiin, että useille vaihtoehtoisille materiaaleille ja käyttökohteille oli asetettu vaatimuksia. Toisaalta oli myös joukko vaihtoehtoisia materiaaleja tai käyttökohteita, joille ei ollut asetettu juurikaan vaatimuksia. Selvitystä tehdessä havaittiin, että kaikki vaihtoehtoisille materiaaleille asetetut vaatimukset eivät ole mielekkäitä. Toisaalta on ilmeistä, että joillekin vaihtoehtoisille materiaaleille on tarpeen asettaa luonnonkiviaineksesta poikkeavia vaatimuksia. Lähtökohtana voidaan pitää, että - uusiomateriaalille asetetun vaatimuksen pitäisi olla sama kuin luonnonkiviainekselle, ellei tutkittua/perusteltua tietoa suuntaan tai toiseen ole, - asetettujen vaatimusten tulisi ensisijaisesti pohjautua pitkäaikaiskestävyyteen, ympäristökelpoisuuteen ja kemialliseen yhteensopivuuteen, joita ei luonnonkiviaineksesta rutiininomaisesti tutkita, - uuden uusiomateriaalin käyttö pitää aloittaa koerakentamisella, - uusiomateriaaleilla voi olla ominaisuuksia, joita luonnonmateriaalilta ei tarvitse tutkia, esimerkiksi kaasunmuodostus ja biohajoavuus. Nykyisten vaatimusten muuttamista tulevaisuudessa ei pitäisi pelätä, jos uusi tutkimustieto osoittaa vaatimuksen tai testausmenetelmän epätarkoituksenmukaiseksi. Toteutetuista koerakenteista kerättyä tutkimustietoa voidaan käyttää asetetun vaatimustason muuttamiseksi. Koerakentamisessa pitäisi materiaalin ominaisuuksia tutkia edellytettyä laajemmin, dokumentoida koerakentaminen ja seurata rakenteen toimintaa seurantamittauksilla. Seurantamittausten tavoitteena on tunnistaa rakenteen toimivuuden kannalta materiaalin kriittiset ominaisuudet. Tavoitteena on jatkossa keskittää uusiomateriaalista tehtävät tutkimukset rakenteen toimivuuden kannalta kriittisiin ominaisuuksiin ja/tai kehittää ja ottaa käyttöön materiaalin käyttäytymistä paremmin kuvaavia testausmenetelmiä. Uusiomateriaalit voivat olla (mutta eivät välttämättä) koostumukseltaan epähomogeenisempiä kuin luonnonmateriaalit, joten näytteenottoon, näytteenottotiheyteen ja laboratoriotutkimusten suunnitteluun tulisi kiinnittää erityistä huomiota. Oman haasteensa tutkimuksiin tuovat eräissä standardeissa esitetyt erittäin pienet näytemäärät. Standardeissa tutkimus on myös usein kohdennettu tiettyyn kapeaan fraktioon, jolloin mahdollinen ominaisuuksien vaihtelu eri fraktioissa
5 testausstandardeista ja -menetelmistä 2 / 24 jää huomioimatta. Lisäksi joidenkin uusiomateriaalin kohdalla laboratoriotestauksessa on huomioitava materiaalin kemialliset sidokset, kidevesi tai materiaalin reagointi veden kanssa. Tässä selvityksessä on koottu tietoa taulukoihin lukuisista standardeista, ohjeista yms. Taulukot on pyritty tarkastamaan huolellisesti, mutta on todennäköistä, että niihin on jäänyt virheitä. Selvityksen tekijät toivovat, että mahdollisista virheistä laitetaan viestiä tekijöille, jolloin taulukot on mahdollista korjata, eivätkä virheet jää taulukoihin pysyväksi riesaksi. Taulukot on tarkoitettu apuvälineeksi, joiden pohjalta voi lähteä etsimään tietoa. Taulukot pyrkivät edustamaan selvitystyön laatimisen ajanhetken mukaista tilannetta. Standardit päivittyvät ja tässä esitetty tieto vanhenee, joten selvitystä hyödynnettäessä on tarkistettava, että tieto on ajan tasalla (mm. varmistettava, että käyttää kunkin standardin viimeisintä versiota). Lisäksi on aiheellista tarkistaa taulukoiden oikeellisuus niitä hyödynnettäessä. Selvitystyön 1. vaiheessa työryhmä oli Maria Sjöberg, Terhi Ketola, Pirjo Kuula, Pauli Kolisoja, Kirsi Koivisto, Juha Forsman, Marjo Ronkainen, Harri Jyrävä ja Taavi Dettenborn. Työn 2. vaiheessa työryhmä oli Maria Sjöberg, Minna Leppänen, Pauli Kolisoja, Kirsi Koivisto, Juha Forsman, ja Marjo Ronkainen. Selvitystyötä kommentoi UUMA2-hankkeen Tekninen kelpoisuus ja ohjeet -työryhmä (TKOryhmä). Tämän selvityksen rinnalla on tehty uusiomateriaalien maarakennuskäyttöön tuotteistamisohje. Tämä loppuraportti ja ohje täydentävät toisiaan. 2. STANDARDIEN ASEMA SUOMESSA Standardi on toistuvaan tapaukseen tarkoitettu yhdenmukainen menettely. Standardin noudattaminen takaa esimerkiksi, että testaus tehdään aina samalla tavalla ja tulokset ovat vertailukelpoisia, mikä helpottaa myös laatuvaatimusten asettamista. Standardit ovat luonteeltaan aina suosituksia, mutta niistä voi tulla velvoittavia esimerkiksi tilaajien, viranomaisten tai lainsäädännön edellyttäessä niiden käyttöä. Standardityyppejä on useita, mutta tässä raportissa keskitytään ensisijaisesti kansallisiin SFS-standardeihin ja Suomessa vahvistettuihin eurooppalaisiin SFS-EN tuote- ja testausmenetelmästandardeihin. Taulukkoon 1 on koottu lyhyt kuvaus raportissa käytetyistä standardityypeistä ja standardien nykytilasta. Eurooppalainen standardisointi perustuu eurooppalaiseen lainsäädäntöön siten, että joko direktiivin tai asetuksen perusteella EU-komissio tilaa (antaa mandaatin) tiettyä tuoteryhmää tai tekemistä koskevasta standardista eurooppalaiselta standardisointijärjestöltä CEN:ltä. Direktiivi vaatii usein myös kansallisen lainsäädännön muuttamista, mutta EU-asetukset, kuten voimaan tullut Rakennustuoteasetus (CPR), ovat suoraan jäsenmaiden lainsäädäntöä ja näin ollen velvoittavia. CEN:n 33:n jäsenmaan standardisointijärjestöt ovat velvoitettuja kumoamaan ristiriitaiset kansalliset standardit, ja näin ollen standardeja on jäsenmaassa myös sovellettava. Standardit ovat velvoittavuudeltaan kuitenkin erilaisia: osa standardeista kuvaa testaus- tai suunnittelumenetelmiä tai määrittelee jostakin tuoteryhmästä, esimerkiksi kiviaineksesta, määritettävät ja ilmoitettavat ominaisuudet tietyssä käyttökohteessa. Lisäksi julkaistaan teknisiä spesifikaatioita, jotka ovat standardien esiasteita. Eurooppalaiset standardit hyväksytään äänestysmenettelyllä ja ne ovat aina jonkinasteinen kompromissi erilaisista kansallisista menettelytavoista. Standardeja laaditaan CEN:n komiteoissa (TC), joilla on useita erilaisia standardeja valmistelevia työryhmiä. Suomessa toimii useita kansallisia tukiryhmiä, jotka seuraavat standardisointityötä ja laativat Suomen kannanotot standardeihin. Useat tuotestandardit ovat olleet voimassa yli kymmenen vuotta, ja osaa on jo ainakin yhden kerran korjattu. Myös uusia standardeja valmistellaan koko ajan, esimerkiksi melko uusi standardisointikomitea CEN TC 396 valmistelee maarakentami-
6 testausstandardeista ja -menetelmistä 3 / 24 seen liittyviä harmonisoimattomia standardeja, joissa kuvataan työmenetelmiä ja valmiin rakenteen laatuvaatimuksia. Tällä hetkellä komitea valmistelee muun muassa laadunvalvontastandardia ja maarakenteen tiivistämisen työstandardia. Eurooppalainen tuotehyväksyntämenettely eli CE-merkintä perustuu harmonisoituihin tuotestandardeihin, joita on yli 400 kpl. Harmonisoitu standardi viittaa testausmenetelmiin, joita ominaisuuksien osoittamisessa käytetään. Harmonisoidussa standardissa kuvataan kaikki ne ominaisuudet, joille on mahdollista asettaa vaatimuksia, mutta CE-merkinnässä ilmoitetaan vain tuotestandardien liitteessä ZA esitetyt niin kutsutut harmonisoidut ominaisuudet. Jäsenmaat voivat kansallisesti valita, mitä ominaisuuksia pitää ilmoittaa ja mitkä ovat ominaisuuden raja-arvot. Suomessa valinta on tehty joko kansallisessa soveltamisstandardissa tai muussa ohjeessa. Harmonisoitujen standardien lisäksi on suuri joukko harmonisoimattomia standardeja tai teknisiä spesifikaatioita, joita voidaan käyttää. Jos standardissa ei ole liitettä ZA, se ei ole harmonisoitu. Esimerkiksi harmonisoitu standardi SFS-EN käsittelee rakentamisessa käytettäviä sitomattomia ja hydraulisesti sidottuja kiviaineksia ja johtaa näin ollen CE-merkintään, mutta tierakentamisessa käytettäviä kiviainesseoksia koskeva standardi SFS-EN on vielä toistaiseksi harmonisoimaton. Näitä molempia standardeja on käytetty, kun on laadittu esimerkiksi suomalaisia kantavan ja jakavan kerroksen vaatimuksia InfraRYL:iin. Standardisointi on jatkuva prosessi; standardeja tarkastetaan viiden vuoden välein ja jopa mandaatteja muutetaan, joten nykyinen harmonisoimaton standardi voi olla muutaman vuoden kuluttua harmonisoitu ja johtaa CE-merkintään. Standardisointityö on myös edunvalvontaa: esimerkiksi teollisuuden ala, joka haluaa tietyn tuotteen CE-merkinnän piiriin, voi osallistua standardisointityöhön ja saada standardiin tarvittavia ominaisuuksia ja testausmenetelmiä. Suomessa rakenteissa käytettävien tuotteiden laatuvaatimukset on esitetty kansallisesti yhdessä alakohtaisesti sovitussa julkaisuissa, kuten Asfalttinormit tai InfraRYL, tai tilaajan vaatimusasiakirjoissa. Lisäksi vaatimuksia asetetaan tekemiselle ja valmiille rakenteelle. Suomessa kansalliset asiakirjat on laadittu pääosin eurooppalaisten standardien perusteella ja niissä on pyritty soveltamaan standardeja suomalaisiin olosuhteisiin. Standardien soveltamisalan määrittely on merkittävä osa standardia, koska siinä kuvataan yksityiskohtaisesti, mitä tuotteita tai rakenteita standardi käsittelee. Esimerkiksi standardi SFS-EN (Tienrakennuksen hydrauliset sideaineet. Osa 1: Nopeasti kovettuvat tienrakennuksen hydrauliset sideaineet. Koostumus, laatuvaatimukset ja vaatimustenmukaisuus) on harmonisoitu standardi, jonka perusteella sidotuissa tierakenteissa käytettävät sideaineet voidaan CE-merkitä. Standardin soveltamisalaan kuuluvat muun muassa portland-sementti, masuunikuona ja kivihiilenpolton lentotuhka. Uusiomateriaaleja käsitellään muun muassa eurooppalaisissa kiviainesstandardeissa ja tietyt uusiomateriaalit voidaan myös CE-merkitä. Useissa harmonisoiduissa standardeissa on esitetty tietyille uusiomateriaaleille luonnonmateriaaleista poikkeavia erityisvaatimuksia, kuten esimerkiksi kivihiililentotuhkan hehkutushäviö tai masuunikuonan tilavuuden pysyvyys. Tiettyjen uusiomateriaalien käyttö stabiloinnin sideaineena tai sementin osa-aineena on myös harmonisoitu. CEmerkintä tulee tulevaisuudessa sisältämään entistä enemmän ilmoittamisvelvollisuuksia myös tietyn tuotteen aiheuttamista päästöistä. CE-merkintä on pakollista, jos tuotteelle on olemassa harmonisoitu tuotestandardi. Uusiomateriaalien CE-merkintäkäytännöt eivät ole vielä kaikilta osin vakiintuneet, mutta jatkossa on syytä varautua CE-merkintään niiden rakentamisessa käytettävien tuotteiden osalta, jotka kuuluvat harmonisoitujen tuotestandardien soveltamisalaan.
7 testausstandardeista ja -menetelmistä 4 / 24 Taulukko 1. Raportissa käytetyt standardityypit. Kansalliset SFS-standardit SFS 7000 sarja SFS 5884 Kansallinen harmonisoidun tuotestandardin soveltamisstandardi Betonimurskeen maarakennuskäytön laadunhallintajärjestelmä. Suositukset siitä, mitä harmonisoidun tuotestandardin luokkia Suomessa käytetään. Esimerkiksi SFS 7005 on standardin SFS-EN kansallinen soveltamisstandardi Kansallinen standardi Sideaineet (Standardisointikomitea CEN TC 51) SFS-EN osat 1-3 Tierakentamisen sideaineseokset Harmonisoitu tuotestandardi (AVCP 2+ *) ) SFS-EN Kalkki Harmonisoitu tuotestandardi (AVCP 2+ *) ) SFS-EN Sementti Harmonisoitu tuotestandardi (AVCP 1+ *) ) Kiviainekset (Standardisointikomitea CEN TC 154) SFS-EN SFS-EN 932-; 933-; 1097-, ja sarjat Sitomattomat ja hydraulisesti sidotut kiviainekset Kiviaineksen testausmenetelmät Harmonisoitu tuotestandardi (AVCP 4 *) ) Kattaa käytännössä lähes kaikki rakentamisessa käytettävät kiviainekset, joiden D 90 mm mukaan lukien kierrätys- ja keinokiviainekset Testausmenetelmät joihin tuotestandardit viittaavat Tien rakennusmateriaalit (Standardisointikomitea CEN TC 227) SFS-EN osat 1-5 Hydraulisesti sidotut seokset Harmonisoimaton tuotestandardi. Sideaineena voi olla esim. lentotuhka, kuona, kipsi, sementti, kalkki. Kiviaines on aina SFS-EN mukaista. SFS-EN osat Hydraulisesti sidottu maa. Valmisteilla uusi yhdistetty standardiversio. Harmonisoimaton tuotestandardi. Sideaineet kuten yllä. Maa voi olla luonnollista, kierrätettyä tai mitä tahansa. SFS-EN osat 1-53 Sidottujen ja sitomattomien seosten testausmenetelmät. Valmisteilla myös osa 54 Jäädytys-sulatustesti. Testausmenetelmät joihin tuotestandardit viittaavat. SFS-EN Sitomattomat seokset Harmonisoimaton tuotestandardi, joka on harmonisointiprosessissa ja tulee olemaan AVCP 4 *). SFS-EN osat 1-8 Asfalttimassojen tuotestandardit Osat 1-7 harmonisoituja tuotestandardeja (AVCP 2+ *) ), osa 8 Asfalttirouhe ei ole harmonisoitu SFS-EN osat 1-49 Asfalttimassojen testausmenetelmät Testausmenetelmät joihin tuotestandardit viittaavat CEN/ISO standardit (Standardisointikomitea CEN TC 341) SFS-EN ISO osat 1 ja 2 Geotekninen tutkimus ja koestus. Maan luokittelu Eurokoodi SFS-EN viittaa näihin menetelmiin. CEN/ISO tekninen spesifikaatio (Standardisointikomitea CEN TC 341) CEN ISO/TS osat 1-12 Geotekninen tutkimus ja koestus. Testausmenetelmät Osa menetelmistä on muuttumassa standardeiksi. Eurokoodi SFS-EN viittaa näihin menetelmiin.
8 testausstandardeista ja -menetelmistä 5 / 24 CEN/ISO tekninen spesifikaatio (Standardisointikomitea CEN TC 341) CEN/TS Characterization of waste. Leaching behaviour tests. CEN/ISO standardit (standardisointikomitea CEN TC 341) SFS-EN SFS-EN SFS-EN SFS-EN SFS-EN SFS-EN SFS-EN SFS-EN Jätteiden karakterisointi. Liukoisuus Jätteiden karakterisointi. Hiilivetyjen (C10-C40) pitoisuuden kaasukromatografinen määritys Characterization of waste. Determination of selected polychlorinated biphenyls (PCB) in solid waste by using capillary gas chromatography with electron capture or mass spectrometric detection Characterization of waste. Determination of polycyclic aromatic hydrocarbons (PAH) in waste using gas chromatography mass spectrometry (GC/MS) Characterization of waste. Leaching behaviour test. Characterization of waste. Leaching behaviour test. Characterization of waste. Determination of total organic carbon (TOC) in waste, sludges and sediments. Characterization of waste. Determination of loss on ignition in waste, sludge and sediments. *) AVCP luokka määrittelee, tarvitaanko ilmoitettua laitosta CE-merkintäprosessissa. AVCP-luokissa 1+ ja 2 + tarvitaan ilmoitetun laitoksen tarkastus ja hyväksyntä, AVCP luokassa 4 ilmoitettua laitosta ei tarvita.
9 testausstandardeista ja -menetelmistä 6 / KÄSITELTÄVÄT MATERIAALIT JA RAKENNUSOSAT Tässä selvityksessä käsitellään UUMA-materiaaleista betonimurske, tiilimurske, asfalttimurske, lentotuhka, pohjatuhka, leijupetihiekka, stabiloidut ylijäämämaat, jätteenpolton pohjakuona, valimohiekka sekä metsäteollisuuden prosessijätteet (soodasakka (viherlipeäsakka), kuitusavi ja meesa). Maarakennusmateriaalit voidaan karkeasti jakaa rakeisiin ja kontinuumimateriaaleihin niiden käyttäytymisen ja ominaisuuksien perusteella. Rakeiset materiaalit koostuvat yksittäisistä partikkeleista, joiden välinen huokostila on ilmalla, vedellä tai osittain molemmilla täyttynyt. Kontinuumimateriaalin ajatellaan koostuvan äärettömän tiheästi sijaitsevista ainepisteistä, jolloin niitä voidaan pitää jatkuvana ja ne voidaan mallintaa jatkuvana massarakenteena. Kontinuumimateriaalit vaativat yleensä lujittumisaikaa alkaakseen toimimaan kontinuumimateriaalina. Materiaalityyppien jaottelu (taulukko 2) on tehty TTY:n ja Rambollin toimesta maaliskuussa 2014 ja jaottelu on käsitelty Tekninen kelpoisuus ja ohjeet -ryhmän palaverissa Materiaalityyppien jaottelu on tehty sillä ajatuksella, että jaottelua voitaisiin hyödyntää arvioitaessa millaisia standardeja eri materiaalityypeille on olemassa ja millaisia standardeja eri materiaalityypeille tulisi olla. Selvityksessä käsiteltävät materiaalit on luokiteltu viiteen erilaiseen materiaalityyppiin: 1. Rakeinen 2. Rakeinen sitoutuva 3. Massiivinen lujittunut, stabiloitu (lisäaine + runkoaine) 4. Joustava (liikennekuormitettu) 5. Tiivistysmateriaali Osa uusiomateriaaleista on sellaisia, että ne kuuluvat useampaan materiaalityyppiin. Materiaaliluokka 1 on käyttäytymisen ja ominaisuuksien perusteella rakeinen. Materiaaliluokka 2 on ennen lujittumistaan rakeinen, mutta lujittumisen jälkeen sen ominaisuudet muuttuvat heikosti lujittuvilla materiaaleilla hieman ja voimakkaasti lujittuvilla materiaaleilla selkeämmin kohden kontinuumisti käyttäytyvää materiaalia. Luokkien 3 ja 5 materiaalit ovat kontinuumimateriaalia. Luokassa 4 materiaali voi olla rakeista (esim. rengasrouhe), lähestyä ominaisuuksiltaan kontinuumimateriaalia (esim. stabiloitu kantava kerros tai kuitutuhka). Luokan 5 materiaaleilla on tiivistetyssä rakenteessa alhainen vedenläpäisevyys (k < 10-8 m/s) ja haitta-aineiden pidätyskapasiteettia. Eri materiaaliluokissa mm. materiaalien raekoko, lujittumisominaisuudet, jäykkyys, vedenläpäisevyys yms. ovat erilaisia.
10 testausstandardeista ja -menetelmistä 7 / 24 Taulukko 2. UUMA-materiaalien jaottelu materiaaliluokkiin materiaalien teknisten ominaisuuksien perusteella. a) Päällysrakenne- ja/tai pengermateriaaliksi ja b) tiivistysrakenteeseen soveltuva. Tässä selvityksessä on käsitelty värillisellä tekstillä merkittyjä materiaaleja, vaihe I / vaihe II. Materiaalien soveltuvuus esim. tiivistysmateriaaliksi on tässä esitetty alustavasti ja materiaalien esittäminen tässä taulukossa ei automaattisesti tarkoita, että materiaali olisi ko. tarkoitukseen soveltuva (tarkistettava materiaali- ja rakennusosakohtaisesti). a) 1. Rakeinen: 2. Rakeinen sitoutuva 3. Massiivinen lujittunut, stabiloitu 4. Joustava Täyteaine * + runkoaine Asfalttimurske Betonimurske (III, IV) Tiilimurske Jätteenpolton pohjakuona Pohjatuhka, Pohjahiekka (leijupetihiekka petihiekka) Kappalekuona, Masuuni(kuona)murske Teräskuona Ferrokromikuona Valimohiekka Sivukivi Rikastushiekka Asfalttimurske Betonimurske (I, II) Masuunihiekka Lentotuhka (energiantuotanto) Sementti aktivoitu lentotuhka Tuhkaseokset Granuloitu masuunikuona Rikinpoiston lopputuote Heikkolaatuiset kaivumaat (ylijäämämaa) Kasatuhka (kostea) Ruoppausmassat Kuituliete *** Siistausliete *** Meesa Olemassa olevat rakennekerrokset kerrosstabiloinnissa (= päällyste + kantavan yläosa) Kuitutuhka ** Rengasrouhe (kevenne) Kuituliete *** Siistausliete *** Rikastushiekka Lasimurske b) 5. Tiivistysmateriaali Heikkolaatuiset kaivumaat (savi) Stabiloitu savi Kuituliete *** Siistausliete *** Soodasakka (viherlipeäsakka, sekoitettuna tuhkan tms. kanssa) * Täyteaine = runkoaineen ja/tai seoksen ominaisuuksia jalostava "lisäaine", uusiomateriaali voi toimia myös sideaineena, esim. masuunihiekka (masuunihiekkastabilointi MHST, InfraRYL 2015) ** kuitulietteen / siistauslietteen ja lentotuhkan seos *** kuitusavi on kuitulietteen ja siistauslietteen yhteisnimitys
11 testausstandardeista ja -menetelmistä 8 / 24 Taulukossa 3 on arvioitu UUMA-materiaalien soveltuvuutta rakennusosiin taulukossa 3.1 esitettyjen materiaaliluokkien mukaan jaoteltuna ( + = soveltunee, - = ei soveltune). Tässä esitetty soveltuvuusarviointi on tämän selvityksen laatijoiden alustava arviointi palvelemaan tätä selvitystä. Arviointi ei ole minkään rakennuttajaorganisaation ja/tai viranomaistahon hyväksymä. Materiaalien soveltuvuus eri rakennusosiin on aina arvioitava ja hyväksytettävä erikseen materiaali- ja rakennusosakohtaisesti materiaaleja tuotteistettaessa ja määritettäessä yhdessä asiantuntijoiden ja rakennuttajien kanssa missä rakennusosissa niitä voidaan käyttää. Rakennusosat ovat taulukossa InfraRYL:n mukaisilla litteroilla litteranumeroiden mukaisessa järjestyksessä. Tämän tarkoituksena on helpottaa lukijaa etsimään tarvittaessa lisätietoja rakennusosan teknisistä ja toiminnallisista vaatimuksista, vaikka tarkasteltavana oleva materiaali ei toistaiseksi täyttäisikään InfraRYL:issä esitettyjä vaatimuksia. Ne taulukossa esitetyt rakennusosat, jotka eivät vielä ole InfraRYLissä, löytyvät Infra ohjekorteista. Taulukkoon on koottu InfraRYL:n mukaiset rakennusosat, joissa UUMA-materiaalien hyödyntäminen on katsottu alustavasti teknisesti mahdolliseksi. Kaikki käyttökohteet eivät ole nykyisin (tai koskaan) ympäristöteknisesti tai teknisesti kaikille ko. materiaaliluokkaan kuuluville materiaaleille mahdollisia kohteita. Käyttökohteita arvioitaessa ei ole myöskään arvioitu kohteiden taloudellista mielekkyyttä osassa rakennusosista materiaalien tekniset vaatimukset ovat alhaiset, joten niissä materiaalin hinta on myös alhainen ja UUMA-materiaalin jalostaminen ko. rakennusosassa käytettäväksi ei ole välttämättä taloudellisesti mielekästä. Kaikkia rakennusosia, joissa UUMA-materiaalit saattavat olla mahdollisia, ei löydy omana rakennusosana InfraRYL:stä. Useat tällaiset rakennusosat on kuitenkin mahdollista rakentaa Infra- RYL:ssä olevien rakennusosien mukaisesti. Esimerkkejä tällaisista ovat esimerkiksi tulvapenger, meluvalli, ampumaradan taustavalli, yms., joiden rakentamisessa voidaan soveltaa osaa rakennusosan mukaisista materiaaleista. InfraRYL:n litterat voivat sisältää hyvinkin laajasti erilaisia rakenteita, kuten esimerkiksi liikuntaja virkistyspaikkojen rakenteisiin kuuluvat ulkoliikuntapaikat (litterat ja 45340). Ulkoliikuntapaikkoja, joissa UUMA-materiaalien käyttäminen voi tulla kyseeseen, ovat mm: - Ulkokentät (mm. urheilukentät, pallokentät, pesäpallokentät, tenniskentät), - Maastoliikuntapaikat (mm. laskettelurinteet, kuntopolut ja -radat, luontopolut ja retkeilyreitit) - Erityisurheilualueet (mm. ampumaurheilupaikat, golfkentät) - Eläinurheilualueet (hevosurheilupaikat, koiraurheilualueet) Taulukossa 3 on lisäksi muutama rivi, jotka eivät edusta rakennusosia, vaan materiaaleja, joita voidaan hyödyntää erilaisissa rakennusosissa. Tällaisia rivejä ovat Stabiloitu maa ja Paluuvirtausliete (sideaineen ja maan seos). Rakennusmateriaalina hyödynnettävää stabiloitua savea voidaan tuottaa tarkoituksellisesti esim. pehmeästä ylijäämäsavesta tai stabiloitua savea voi muodostua jätteenä esim. stabiloinnilla pohjanvahvistetun alueen putkikaivantojen kaivumaista. Suihkuinjektoinnin paluuvirtausliete on jätettä, jota muodostuu suihkuinjektointia tehtäessä.
12 testausstandardeista ja -menetelmistä 9 / 24 Taulukko 3. Infra-RYL:n rakennusosat sekä muita rakennusosia tai rakenteita, joissa UUMA-materiaalien hyödyntäminen on arvioitu alustavasti mahdolliseksi. Selvityksen 1. ja 2. vaiheessa käsitellyt rakennusosat on korostettu vihreällä. Valkosella pohjalla olevia rakennusosia ei tässä selvityksessä ole käsitelty. Materiaalien soveltuvuus esim. tiivistysmateriaaliksi on tässä esitetty alustavasti ja materiaalien esittäminen tässä taulukossa ei automaattisesti tarkoita, että materiaali olisi ko. tarkoitukseen soveltuva (tarkistettava materiaali- ja rakennusosakohtaisesti). Infra- RYL littera Rakennusosa Rakeinen Rakeinen sitoutuva Eristerakenteet Materiaaliluokka Lujittunut, stabiloitu Joustava Tiivistysmateriaali Stabiloidut maarakenteet (pilaristab ja massastab ) + 1) Stabiloitu maa Suihkuinjektoidut maarakenteet, (+) 2) Suihkuinjektoinnin paluuvirtausliete (sideaineen ja maan seos) Roudaneristykset 3) Lämmöneristykset 4) Maatiivisterakenteet (+) 9) Kaatopaikan pohjan rakennettu mineraalinen tiivistyskerros Kaatopaikan pohjan kuivatuskerros Kaatopaikan pohjan suodatinkerros Kaatopaikan pohjan keinotekoisen eristeen suojakerros Kaatopaikan pintarakenne, esipeittokerros Kaatopaikan pintarakenne, kaasunkeräyskerros Kaatopaikan pintarakenteen tiivistyskerros (+) 10) ± ± Kaatopaikan pintarakenteen kuivatuskerros Kaatopaikan pintarakenteen pintakerros Kaatopaikan pintarakenteen kasvukerros Maapenkereet (tie, katu, tms. penger - "liikennekuormitettu" 5) ) Maapenkereet (liikuntapaikat, meluvallit, - "ei liikennekuormitettu" 6) ) Kevennetyt penkereet 7) Vastapenkereet Kaivantojen lopputäytöt (esim. kadulla - "liikennekuor. " 5) ) Kaivantojen lopputäytöt (esim. puistossa - "ei liikennekuor." 6) ) Massanvaihtoon kuuluvat täytöt Johtokaivantojen virtaussulut (+) (+) +
13 testausstandardeista ja -menetelmistä 10 / 24 Infra- RYL littera Rakennusosa Rakeinen Rakeinen sitoutuva Materiaaliluokka Lujittunut, stabiloitu Joustava Tiivistysmateriaali ( savirakenteinen ) Suodatinkerrokset Jakavat kerrokset Eristyskerrokset ratarakenteissa Kantavat kerrokset Stabiloidut kantavat kerrokset + 8) purettu stabiloitu kerros Kantavat kasvualustat + Infra Maavallikatsomot Taulukko 3, selitteet 1) stabiloitu maa tarkoittaa rakennusmateriaalina käytettävää pehmeää maata (esim. savea), jonka jäykkyyttä on lisätty sekoittamalla siihen sideainetta, stabiloidun maan littera on sen käyttötarkoituksen mukainen, jossa materiaalia hyödynnetään rakennusmateriaalina esim Maapenkereet silloin, kun stabiloitua savea käytetään esim. meluvallin penkereessä hankekohtaisissa suunnitelmissa esitetyillä materiaalivaatimuksilla 2) paluuvirtausliete hyödynnetään hankekohtaisissa suunnitelmissa esitetyillä materiaalivaatimuksilla hyödyntämiskohteen litteralla 3) InfraRYL:ssä on Roudaneristys solumuovista, joka sisältää materiaalit EPS ja XPS. UUMAmateriaalien käyttäminen roudaneristeenä on tehtävä hankekohtaisissa suunnitelmissa esitetyillä materiaalivaatimuksilla 4) InfraRYL:ssä on Lämmöneristykset, joka sisältää vain materiaalit EPS, XPS ja kevytsora), UUMA-materiaalien käyttäminen lämmöneristeenä on tehtävä hankekohtaisissa suunnitelmissa esitetyillä materiaalivaatimuksilla 5) rakennusosan UUMA-materiaalin kokoonpuristumisesta ei saa aiheutua sallittujen painumien ylityksiä tai sallittuja poikkeamia ylittäviä epätasaisuuksia (kriteerit esim. InfraRYL 2006 toimivuusvaatimuksissa) 6) rakennusosan UUMA-materiaali saa kokoonpuristua hallitusti, mutta kokoonpuristuma ei saa olla haitallisen epätasaista (kriteerit hankekohtaisessa suunnitelmassa) 7) InfraRYL:ssä on Kevennetyt penkereet, joka sisältää materiaalit kevytsora, kevytsorabetoni, EPS, XPS, renkaat, rengasrouhe, vaahtolasimurske. Muiden UUMA-materiaalien käyttäminen lämmöneristeenä on tehtävä hankekohtaisissa suunnitelmissa esitetyillä materiaalivaatimuksilla 8) rakeinen materiaali, jota muodostuu vanhaa stabiloitua päällysrakennetta purettaessa, materiaali hyödynnetään hankekohtaisissa suunnitelmissa esitetyillä materiaalivaatimuksilla sellaisenaan, seulottuna (tai muutoin) käsiteltynä tai uudelleen stabiloituna hyödyntämiskohteen litteralla 9) Ei sovellu käytettäväksi pohjavesialueella 10) Maabentoniitin runkoaineena
14 testausstandardeista ja -menetelmistä 11 / SELVITYKSEN RAKENNE Standardeihin ja testimenetelmiin liittyvät tiedot on koottu taulukossa 4 esitetyn periaatteen mukaisesti Excel-taulukoihin siten, että taulukon yhdellä lehdellä käsitellään aina yksi rakennusosa (liitteet 3-20). Rakennusosakohtaisesti taulukoihin on koottu rakennekerroksessa mahdollisesti kyseeseen tulevat materiaalit ja materiaalien ominaisuudet. Kullekin ominaisuudelle esitetään materiaalin ensimmäisessä sarakkeessa materiaalille kirjallisuudesta mahdollisesti löydetyt vaatimukset ja toisessa sarakkeessa viittaus standardiin tai muuhun lähteeseen, jossa ominaisuuden testausmenetelmä on selostettu. Niiltä osin kuin lähdekirjallisuudessa on viitattu kumottuihin testausstandardeihin tai muuten vanhentuneeseen kirjallisuuteen testimenetelmien osalta, on taulukossa ko. viite korjattu voimassa olevaa standardia tai nykyisin käytössä olevaa kirjallisuutta koskevaksi. Yhteenveto kaikista eri rakennusosilla tarkastelluista ominaisuuksista on esitetty liitteessä 21. Tämä selvitys sisältää myös rakennusosia, joissa käytettävien materiaalien on täytettävä sanallisesti määriteltyjä toiminnallisia vaatimuksia, joille ei ole vielä olemassa tarkkoja yksiselitteisiä mitattavia vaatimuksia eikä siten myöskään standardeja tai yhteisesti sovittuja koemenetelmiä, joilla ko. ominaisuuksia voisi tutkia (esim. aukikaivettavuus, vaikutus muihin materiaaleihin, reagointi yhdessä muiden materiaalien kanssa, yms.). Arvioinnissa käytettävät testausmenetelmät valitaan materiaali- ja rakennekohtaisesti. Liitetaulukoissa on esitetty joitakin uusiomateriaaleja, joiden tekninen kelpoisuus tarkasteltavana olevaan rakennusosaan on kyseenalainen (esim. tiilimurske kantavassa kerroksessa). Se, että ko. materiaali on liitetaulukossa esitetty, ei tarkoita että materiaali olisi kyseiseen rakennusosaan teknisesti kelvollinen. Periaatteessa on kuitenkin esimerkiksi mahdollista, että jossakin hankekohtaisesti määriteltävässä rakenteessa kantavan kerroksen vaatimukset ovat sellaiset, että luja tiilimurske voisi siihen soveltua. Tästä johtuen soveltuvuus rakennusosaan on selvitettävä ja varmistettava materiaalikohtaisesti. Taulukkoon 7 on koottu tekijöiden mielestä realistiset rakenneosa/materiaali -yhdistelmät. Taulukoissa on keskitytty vain materiaaliominaisuuksiin. Muilta osin rakentamisessa on noudatettava InfraRyl:iä tai suunnitelma-asiakirjoja.
15 testausstandardeista ja -menetelmistä 12 / 24 Taulukko 4. Esimerkki standardien ja testimenetelmien koontilomakkeesta (rakennusosa kantava kerros sitomaton). Lähdeviitteet on esitetty yläviitteinä: isoilla kirjaimilla esitetyt viitteet ovat standardeja (punaisella ympyrällä korostettu), ja pienillä kirjaimilla on esitetty muut viitteet (sinisellä ympyrällä korostettu). Ominaisuus Tuhkan käyttöluokka Luonnonkiviaines Betonimurske Vaatimus Testausmenetelmä Vaatimus Testausmenetelmä Betonimurskeen luokka BeM I, BeM II h) SFS 5884 A) Raekoko 0-45mm A) SFS 5884 A) Rakeisuusvaatimukset CE-merkinnässä G A 85 B) InfraRYL G O D) SFS-EN C) tai G A Rakeisuuden ohjealue, esitetty standardissa SFS 5884 liitteessä C A) Vastaa luokkaa InfraRYL G O D) SFS-EN A) Geometriset ominaisuudet Hienoainespitoisuus KaM luokka f 7 tai parempi B) SrM luokka f 9 tai parempi B) SFS-EN C) f 7 B) A) SFS-EN A) Litteysluku FI 50 tai parempi B) SFS-EN C) FI 50 tai parempi B) SFS-EN C) Muotoarvo SFS-EN C) Murtopintaiset rakeet B) Soramurske: luokka C 50/10 Valumiskerroin Hiekkaekvivalenttiarvo Ehdot esitetty standardissa SFS-EN A1:2008 Liite A Metyleenisinitesti Ehdot esitetty standardissa SFS-EN A1:2008 Liite A SFS-EN C) C) 1) SFS-EN C) 1) SFS-EN Karkeiden uusiokiviainesten osa-aineden pitoisuudet BEM l: Ei tiiltä, muita materiaaleja korkeintaan 0,5 m-% A) BEM ll: Tiiltä maksimissaan 10 m- %, muita materiaaleja korkeintaan 1% A) SFS-EN C) Kevyttä orgaanista materiaalia ei saa olla haittaavasti kummassakaan laatuluokassa. A) Taulukkoon kootut vaatimukset ja testimenetelmät on luokiteltu taulukossa 5 esitetyn värikoodin avulla. Värikoodi kuvaa tämän selvityksen työryhmän käsitystä kunkin ominaisuuden ja testimenetelmän tilanteesta. Värikoodit helpottavat eri UUMA-materiaaleja koskevien standardien ja testimenetelmien tilanteen/valmiuden hahmottamista sekä mahdollisen lisäselvitystarpeen arvioimista ja kohdentamista. Taulukkojen alle on koottu vaatimuksiin ja testimenetelmiin kohdistuvia täsmennyksiä, huomautuksia, yms. taulukossa 6 esitetyn esimerkin mukaisesti. Näihin viitataan taulukossa numeroiduilla yläviitteillä. Lisäksi taulukkojen alla on selitetty taulukossa käytetyt termit ja lyhenteet. Lähdeviitteet on myös esitetty yläviitteinä siten, että isoilla kirjaimilla esitetyt viitteet ovat standardeja ja pienillä kirjaimilla esitetään muut kuin standardiviitteet. Lähdeviitteet on listattu erillisessä liitteessä 1. Samoin taulukoissa lueteltavat testausstandardit on listattu erillisessä liitteessä 2.
16 testausstandardeista ja -menetelmistä 13 / 24 Taulukko 5. Standardeihin ja testimenetelmiin liittyvien tietojen luokittelu värikoodien avulla. Vaatimuksen tilanne Vaatimus sama kuin luonnonkiviainekselle tai muulle primäärimateriaalille Vaatimuksen tasoa on syytä harkita Vaatimus eri kuin luonnonkiviainekselle tai muulle primärimateriaalille Suositus, perustuu ulkomaiseen lähteeseen Vaatimus puuttuu, mutta olisi tarpeen Vaatimus oleellinen vain uusiomateriaalille Suositus / vaadittaessa Vaatimuus perustuu InfraRYL:in toimivuusvaatimuksiin/teknisiin vaatimuksiin Ei vaatimusta Tutkimusmentelmän tilanne Testimenetelmä sama kuin luonnonkiviainekselle tai muulle primäärimateriaalille Testimenetelmä soveltuu, mutta myös muita vaihtoehtoja on harkittava Testimenetelmä eri kuin luonnonkivianekselle tai muulle primäärimateriaalille Testimenetelmä käytössä muualla kuin Suomessa Testimenetelmää ei ole, mutta tulisi kehittää Ominaisuuden testaus ei käyttökohteen kannalta oleellinen Taulukko 6. Esimerkki rakennusosakohtaisen taulukon alaosaan kootuista vaatimuksiin ja testimenetelmiin kohdistuvista täsmennyksistä, huomautuksista, yms. 1) Kiviaineksen hienoaineksen haitallisuus tulee arvioida, kun hienoainespitoisuus ylittää 3%. Jos käytöstä on dokum 2) Rapautumiskestävyyden arviointi tehdään petrografisen kuvauksen ja vedenimukyvyn avulla. Jäädytyssulatustest 3) Kokonaisrikki määritetään, jos petrografisen kuvauksen perusteella esiintyy sulfidimineraaleja. 4) Vaihtoehtoisesti voidaan käyttää IC-testeriä, työpaine 4,0 bar ja kierrosluku RAKENNUSOSAKOHTAISIA HUOMIOITA Stabiloitu maa / maarakenne Stabiloidun maarakenteen tiedot on esitetty liitteessä 3 ja stabiloidun maan liitteessä 4. InfraRYL:ssä rakennusosa Stabiloitu maarakenne tarkoittaa lähinnä koheesiomaalle tehtävää in situ syvästabilointia (pilari- tai massastabilointi), jossa stabiloitu maa toimii pohjanvahvistuksena. Stabiloitu pohjanvahvistus on UUMA-rakenne silloin, kun pilari- tai massastabiloinnin sideaineena on käytetty esim. lentotuhkaa tms. sivutuotetta/jätemateriaalia. Ylijäämämaa, joka on stabiloitu kaupallisella sideaineella stabiloiduksi maaksi käytettäväksi korvaamaan primääristä materiaalia, on UUMA-materiaali. In situ tai ex situ stabiloitu maa voi toimia jonkin muun rakennusosan rakennusmateriaalina esim. täytössä, jakavan kerroksen alaosassa tai tiivistyskerroksessa. Tällöin ko. rakennusmateriaalia kutsutaan stabiloiduksi maaksi erotukseksi pohjanvahvistuksena toimivasta stabiloidusta maarakenteesta. Stabiloitu maarakenne / stabiloitu maa jakoon on tässä selvityksessä päädytty siksi, että esimerkiksi stabiloitua maata koskevia standardeja on melko paljon, mutta niissä esitetyt vaatimukset eivät tyypillisesti sovellu käytettäväksi koheesiomaille tai stabiloidulle maarakenteelle.
17 testausstandardeista ja -menetelmistä 14 / 24 Stabiloitua maata toisen rakennusosan rakennusmateriaaliksi voidaan valmistaa esimerkiksi: - massa- tai pilaristabiloimalla in situ - massastabiloimalla stabilointialtaissa ex situ tai - prosessistabiloimalla siirrettävässä laitoksessa ex situ. Nyt kootuissa taulukoissa Excel-taulukon välilehdillä Stabiloitu maarakenne ja Stabiloitu maa esitetään sideaineisiin ja stabiloinnin toteutukseen liittyviä vaatimuksia ja testimenetelmiä. Muissa rakennusosissa rakennusmateriaalina käytettävän stabiloidun maan vaatimukset ja testimenetelmät esitellään rakennettavan rakennusosan sivulla kuten esim. jakava kerros, kantava kerros. Kuvissa 1-3 on esitetty esimerkkejä tapauksista, joissa stabiloitu koheesiomaa (ja turve) on stabiloitu maarakenne, joka toimii pohjavahvistuksena tai stabiloitu koheesiomaa on stabiloitu maa, joka toimii toisen rakennusosan rakennusmateriaalina. Stabiloidun maan ja stabiloidun maarakenteen osalta vaihtoehtoisille materiaaleille löydettyjä vaatimuksia on verrattu sementillä tehdylle stabiloinnille esitettyyn vaatimukseen vastaavasti kuin esim. sitomattomassa kantavassa kerroksessa materiaaleja on verrattu luonnonkiviainekseen. Lisäksi taulukoissa on vertailun vuoksi esitetty myös sideaineena toimivalle kalkille esitetyt vaatimukset. Taulukoissa on esitetty erikseen vaatimukset sideaineelle, vaatimukset stabiloidun seoksen laboratoriotutkimuksille ja vaatimukset stabiloidun maan ja stabiloidun maarakenteen laadunvalvonnalle. Taulukossa on myös esitetty erilliset vaatimukset UUMA-materiaalille sen mukaan, toimiiko se sideaineena, lisäaineena vai runkoaineena. 1. IN SITU Lopullinen rakenne A) stabiloitu maarakenne B) stabiloitu maarakenne C) stabiloitu maa A) Tiepenkereen pohjanvahvistus massastabiloimalla B) Massastabiloituun massaan kaivettu luiskattu putkijohtokaivanto C) Ennen kaivua massastabiloitu pehmeä savi hyödynnettynä esim. meluvallina stabiloidun pohjamaan päällä Kuva 1. In situ massastabilointi pohjanvahvistuksena (= stabiloitu maarakenne) ja maarakennusmateriaalina (= stabiloitu maa). (Ramboll 2014)
18 testausstandardeista ja -menetelmistä 15 / EX SITU Hyödyntäminen massastabilointialtaassa A+B stabiloitu maarakenne A) Massanvaihdossa tms. muodostuvalla ylijäämämaalla tehty täyttö, joka on massastabiloitu paikalleen. B) Ruoppausmassojen läjitys altaaseen, jossa se massastabiloidaan ja alue hyödynnetään päällysrakenteella täydennettynä esim. satamakenttänä. Kuva 2. Ex-situ stabilointi, jossa stabiloitu massa hyödynnetään stabilointialtaassa täyttömateriaalina ja tulevien rakenteiden pohjarakenteena (= stabiloitu maarakenne). (Ramboll 2014) 3. EX SITU Massastabilointiallas Lopullinen rakenne A) stabiloitu maa B) stabiloitu maa C) stabiloitu maa Ylöskaivettu savi tms. massastabiloidaan altaassa ja hyödynnetään materiaalin lujittumisen jälkeen muualla. A) Tien pengertäyttö B) Vettä pidättävä kerros esim. louhetäytön tai rengasrouhekerroksen päällä kasvualustan alla C) Meluvalli Kuva 3. Ex-situ stabilointi, jossa stabilointialtaassa stabiloitu massa hyödynnetään muualla (= stabiloitu maa). (Ramboll 2014) Kaatopaikkarakenteet Kaatopaikkarakenteiden tiedot on esitetty liitteissä 5-14 Kaatopaikkarakenteissa hyötykäytettävistä materiaaleista määritetään kaatopaikkakelpoisuus. Kaatopaikkakelpoisuudelle esitettävät raja-arvot riippuvat kaatopaikkaluokasta tai rakenneosasta. Kaatopaikkarakentamisessa rakenneosille ja materiaaleille asetettavat vaatimukset määräytyvät osin suoraan lainsäädännöstä ja ympäristölupaehdoista ja osin valitaan tapauskohtaisesti riskinarvioinnin ja asetettujen tavoitteiden perusteella. Kaatopaikkarakenteiden osalta on tapauskohtaisesti arvioitava uusiomateriaalin vaikutusta kaatopaikkaprosesseihin sekä kaatopaikkaveden ja kaatopaikkakaasun muodostumiseen ja laatuun. Esimerkiksi kaatopaikkavesien käsittelyprosessi voi rajoittaa suotoveden laatuun vaikuttavien uusiomateriaalien käyttöä tai materiaalista liukeneva DOC voi kiihdyttää metallien liukenemista. Pintarakenteessa on tarkasteltava materiaalien vaikutusta pintavalunta- ja kuivatusvesien laa-
19 testausstandardeista ja -menetelmistä 16 / 24 tuun sekä käsittelytarpeeseen. Uusiomateriaalit voivat vaikuttaa myös rakenteissa käytettävien muiden materiaalien ja rakenteiden toimintaan ja pitkäaikaiskestävyyteen. Esimerkiksi betonimurskeesta ja tuhkasta liukeneva kalsium ja magnesium heikentävät tiivistyskerroksissa käytettävän bentoniitin paisumiskykyä sekä aiheuttavat saostumia kuivatusrakenteisiin. Myös geosynteettisten materiaalien kestävyys voi heikentyä poikkeavien kemiallisten olosuhteiden takia. Selvityksessä ei ole käsitelty seosmateriaaleja, mutta tiivistyskerroksen osalta on tarkasteltu materiaalin käyttöä maabentoniittiseoksen runkoaineena ja kasvukerroksen osalta tuotu esiin lentotuhkan ja kuitusaven käyttöpotentiaalia seosaineena. Tämän selvityksen liitetaulukoissa on esitetty standardeja myös sellaisille materiaali + rakennusosa -yhdistelmille, joihin ko. materiaali ei välttämättä sovellu. Taulukkoon 7 on koottu tämän selvityksen tekijöiden alustava arvio siitä mihin rakennusosiin tässä selvityksessä käsitellyt materiaalit saattavat olla soveliaita. Tämä arvio on alustava ja materiaalien soveltuvuus on tarkistettava. Maapenger (liikennekuormitettu) Liikennekuormitetun maapenkereen tiedot on esitetty liitteessä 15. Liikennekuormitettuun maapenkereeseen kohdistuu mekaanisia rasituksia, jotka voivat muodostua joidenkin UUMA-materiaalien kannalta käyttöä rajoittavaksi tekijöiksi. Maapenkereeseen kohdistuvat mekaaniset rajoitukset ovat kuitenkin pienempiä kuin ylemmissä kerroksissa, minkä takia vaatimuksen taso pitäisi harkita tarkkaan. Lisäksi on muistettava, että esimerkiksi alempiluokkaisilla teillä tai kevyenliikenteen väylillä rakenteeseen kohdistuvat mekaaniset rasitukset ovat pienempiä kuin pääväylillä. Maapenger (ei liikennekuormitettu) Liikennekuormittamattoman maapenkereen osalta käsiteltiin meluvallit. Meluvallin tiedot on esitetty liitteessä 16. Liikennekuormittamattoman maapenkereen osalta tutkittavat ominaisuudet painottuvat materiaalin käyttäytymiseen ja pitkäaikaissäilyvyyteen. InfraRyl:in litteroista käsittelemättä jäivät louhepenkereet, kevennetyt penkereet, vastapenkereet ja esikuormitusrakenteet. Niihin voidaan soveltaa maapenkereiden osalta esitettyjä vaatimuksia, mikäli materiaali täyttää muuten ko. kohdan vaatimukset. Suodatinkerros Suodatinkerroksen tiedot on esitetty liitteessä 17. Suodatinkerroksessa käytettävälle luonnonkiviainekselle asetetut tekniset vaatimukset koskevat maksimiraekokoa ja rakeisuutta, kiviaineksen puhtautta sekä routimattomuutta. UUMAmateriaaleilta vaadittavia ominaisuuksia on teknisten vaatimusten lisäksi mietitty erityisesti toiminnallisten vaatimusten kautta. Jakava kerros Jakavan kerroksen tiedot on esitetty liitteessä 18. Jakavassa kerroksessa käytettävä materiaali altistuu mekaaniselle rasitukselle. Joidenkin UUMAmateriaalien mekaanisen rasituksen kestävyys on todennäköisesti määräävä ominaisuus ajatellen materiaalin hyötykäyttöä. Tämän takia UUMA-materiaaleilta on ehdotettu vaadittavaksi lujuuden testausta (LA-luku). Raja-arvon asettaminen tulee olemaan haastavaa, koska referenssitietoa luonnonkiviaineksesta ja sen käyttäytymisestä jakavassa kerroksessa ei toistaiseksi ole saatavilla.
20 testausstandardeista ja -menetelmistä 17 / 24 Kantava kerros (sitomaton) Sitomattoman kerroksen tiedot on esitetty liitteessä 19. Sitomattoman kantavan kerroksen osalta vaihtoehtoisille materiaaleille löydettyjä vaatimuksia on verrattu luonnonkiviainekselle esitettyihin vaatimuksiin. Vertailussa on otettu huomioon luonnonkiviainekselle asetetun kriteerin ja testausmenetelmän soveltuvuus uusiomateriaalille. Lisäksi on mietitty, edellyttääkö vaihtoehtoisen materiaalin käyttö jotain testejä, jotka eivät luonnonkiviainekselle ole tarpeellisia. Kantava kerros (sidottu) Sidotun kantavan kerroksen tiedot on esitetty liitteessä 20. Sidotussa kantavassa kerroksessa on erityisesti käsitelty stabiloitavalta massalta vaadittuja ominaisuuksia. Kuitenkin luonnonkiviaineksen kohdalla on esitetty myös runkoaineelle esitettyjä vaatimuksia, koska on haluttu tuoda esille sitomattomaan ja sidottuun kerrokseen käytettävien kiviainesten eroja. Standardissa SFS-EN käsitellään tierakenteissa ja muilla liikennöidyillä alueilla käytettäviä hydraulisesti sidottuja lentotuhkaseoksia. Standardissa ei ole määritelty, mihin rakenneosaan materiaalia käytetään, mutta koska Suomessa ei tunneta kuin hydraulisesti sidottu kantava kerros, on standardin vaatimukset esitetty Kantava kerros sidottu - välilehdellä. Seoksissa käytettävän lentotuhkan ja muiden sideaineiden vaatimukset on esitetty standardissa SFS-EN Liitteen 20 taulukossa on esitetty lentotuhkaseosten sideainekäytön vaatimukset.
21 testausstandardeista ja -menetelmistä 18 / 24 Taulukko 7. Infra-RYL:n rakennusosat sekä muita rakennusosia, joissa tässä selvityksessä käsiteltyjen materiaalien hyödyntäminen on arvioitu alustavasti teknisesti mahdolliseksi. Liitetaulukoissa on esitetty ko. rakennusosien kohdalla myös muille materiaaleille standardeja, mutta se ei tarkoita sitä, että ko. materiaali olisi välttämättä sovelias käytettäväksi ko. rakennusosassa. InfraRYL littera Rakennusosa Stabiloidut maarakenteet (pilaristab ja massastab ) Ylijäämämaat, Lentotuhka, Rikinpoiston lopputuote, Pohjatuhka, Kuitusavi, Meesa 1) Stabiloitu maa Lentotuhka, Rikinpoiston lopputuote, Pohjatuhka, Ylijäämämaa, Kuitusavi, Meesa Kaatopaikan pohjan rakennettu mineraalinen tiivistyskerros Kuivatuskerros (kaatopaikan pohja) Suodatinkerros (kaatopaikan pohja) Keinotekoisen eristeen suojakerros (kaatopaikan pohja) Esipeittokerros (kaatopaikan pintarak.) Kaasunkeräyskerros (kaatopaikan pintarak.) Pintarakenteen tiivistyskerros (kaatopaikan pintarak.) Kaatopaikan pintarakenteen kuivatuskerros Kaatopaikan pintarakenteen pintakerros Kaatopaikan pintarakenteen kasvukerros Maapenkereet (tie, katu, tms. penger - "liikennekuormitettu" 5) ) Maapenkereet (liikuntapaikat, meluvallit, - "ei liikennekuormitettu" 6) ) Hienorakeiset ylijäämämaat, Pohjatuhka, Tiilimurske, Leijupetihiekka, Valimohiekka, Jätteenpolton pohjakuona, Kuitusavi Karkearakeiset ylijäämämaat, Pohjatuhka, Tiilimurske, Leijupetihiekka, Valimohiekka, Jätteenpolton pohjakuona, Kuitusavi, Metsäteollisuuden prosessijätteet Betonimurske, Asfalttirouhe, Ylijäämämaat, Lentotuhka, Pohjatuhka, Tiilimurske, Leijupetihiekka, Valimohiekka, Jätteenpolton pohjakuona, Metsäteollisuuden prosessijätteet Betonimurske, Asfalttirouhe, Ylijäämämaat, Lentotuhka, Pohjatuhka, Tiilimurske, Leijupetihiekka, Valimohiekka, Jätteenpolton pohjakuona, Kuitusavi, Metsäteollisuuden prosessijätteet Betonimurske, Asfalttirouhe, Ylijäämämaat, Lentotuhka, Pohjatuhka, Tiilimurske, Leijupetihiekka, Valimohiekka, Jätteenpolton pohjakuona, Metsäteollisuuden prosessijätteet Betonimurske, Asfalttirouhe, Ylijäämämaat, Pohjatuhka, Tiilimurske, Leijupetihiekka, Valimohiekka, Jätteenpolton pohjakuona, Metsäteollisuuden prosessijätteet Hienorakeiset ylijäämämaat, Pohjatuhka, Tiilimurske, Leijupetihiekka, Valimohiekka, Jätteenpolton pohjakuona, Kuitusavi Betonimurske, Asfalttirouhe, Ylijäämämaat, Pohjatuhka, Tiilimurske, Leijupetihiekka, Valimohiekka, Jätteenpolton pohjakuona, Metsäteollisuuden prosessijätteet Betonimurske, Asfalttirouhe, Ylijäämämaat, Lentotuhka, Pohjatuhka, Tiilimurske, Leijupetihiekka, Valimohiekka, Jätteenpolton pohjakuona, Metsäteollisuuden prosessijätteet Ylijäämämaat, Lentotuhka, Pohjatuhka, Tiilimurske, Leijupetihiekka, Valimohiekka, Jätteenpolton pohjakuona, Kuitusavi, Metsäteollisuuden prosessijätteet Betonimurske, Asfalttirouhe, Ylijäämämaat, Lentotuhka, Pohjatuhka, Tiilimurske, Leijupetihiekka, Valimohiekka, Jätteenpolton pohjakuona, Kuitusavi, Metsäteollisuuden prosessijätteet Betonimurske, Asfalttirouhe, Ylijäämämaat, Lentotuhka, Pohjatuhka, Tiilimurske, Leijupetihiekka, Valimohiekka, Jätteenpolton pohjakuona, Kuitusavi, Metsäteollisuuden prosessijätteet Vastapenkereet Betonimurske, Asfalttirouhe, Ylijäämämaat, Pohjatuhka, Tiilimurske, Jätteenpolton pohjakuona, Kuitusavi Suodatinkerrokset Betonimurske, Ylijäämämaat, Lentotuhka, Pohjatuhka, Tiilimurske, Leijupetihiekka, Valimohiekka, Jätteenpolton pohjakuona, Metsäteollisuuden prosessijätteet Jakavat kerrokset Betonimurske, Asfalttimurske, Ylijäämämaat, Lentotuhka, Pohjatuhka, Tiilimurske, Leijupetihiekka, Valimohiekka, Jätteenpolton pohjakuona, Kuitusavi, Metsäteollisuuden prosessijätteet Kantavat kerrokset Betonimurske, Asfalttimurske, Ylijäämämaat, Lentotuhka, Pohjatuhka, Tiilimurske, Leijupetihiekka, Valimohiekka, Jätteenpolton pohjakuona Stabiloidut kantavat kerrokset Betonimurske, Asfalttimurske, Ylijäämämaat, Lentotuhka, Pohjatuhka, Tiilimurske, Leijupetihiekka, Valimohiekka, Jätteenpolton pohjakuona