Savien stabilointi eri sideaineilla

Translated title of the contribution: Stabilization of clays with various binders

Heikki Kukko, Jarmo Ruohomäki

Research output: Book/ReportReportProfessional

Abstract

Stabiloitaessa maa-ainesta kalkilla ja sementillä on havaittu huomattavia kovettumiseroja. Kovettumisreaktioihin vaikuttavia tekijöitä ei näiden sideaineiden osalta ole vielä täysin selvitetty eikä stabiloitavuuden selvittämiseksi tällä hetkellä ole nopeaa menetelmää. Tässä projektissa tutkittiin tekijöitä, jotka vaikuttavat sideaineiden kovettumisreaktioihin sekä kehitettiin menetelmä, jolla sideaineen soveltuvuus maa-aineksen kovettamiseen voidaan testata. Syvästabilointia ja massastabilointia varten tutkittiin myös teollisuuden sivutuotteisiin perustuvia uusia sideainevaihtoehtoja pääpainon ollessa jauhetussa granuloidussa masuunikuonassa eri tavoin aktivoituna sekä lentotuhkaan ja rikinpoistojätteeseen perustuvissa sideaineyhdistelmissä. Vertailusideaineena käytettiin sementtiä. Tutkimuksen tulostavoitteita olivat uudet sideaineratkaisut, ohje sideainevalinnan ennakkokokeiksi sekä laboratorio- ja kenttäkokeiden välisen korrelaation selvittäminen. Laboratoriokokeilla etsittiin stabiloitavuuden riippuvuutta eri reseptiparametreistä (eri sideainekombinaatioista, annostuksesta, veden lisäyksestä) sekä saven geoteknisistä indeksiominaisuuksista ja kemiallisista ja mineralogisista koostumuksista. Laboratoriokoetulosten perusteella voidaan todeta, että stabiloidun saven lujuus on voimakkaasti riippuvainen vesi-sementtisuhteesta ja tiettyä kynnysarvoa korkeammilla vesi-sementtisuhteilla lujittuminen on vähäistä. Syvästabiloinnissa systeemin tekee lujuuden suhteen herkäksi voimakas riippuvuus vesipitoisuudesta, joka saattaa vaihdella syvyyden mukaan hyvinkin paljon. Seurauksena on ollut se, että kun syvästabiloinnissa sideaineannostus on ollut alle kynnysarvon, on todettu, että savi ei stabiloidu, ja kun on oltu kynnysarvon kohdalla, on pilarista saattanut tulla lujuuden suhteen yllättävän epähomogeeninen. Stabiloidun saven lujuuteen vaikuttavina tekijöinä on perinteisesti pidetty vesipitoisuutta ja humuspitoisuutta. Savien vesipitoisuus ja humuspitoisuus korreloivat selvästi keskenään ja oletettu humuksen haitallinen vaikutus sementillä stabiloidun saven lujuuteen on saattanutkin todellisuudessa osaksi johtua korkeasta vesipitoisuudesta. Nyt tehdyn tutkimuksen mukaan vesi-sementtisuhde sopii hyvin päämuuttujaksi lihavien savien lujuutta mallinnettaessa. Humuspitoisuuden vaikutus osoittautui sementtiä sideaineena käytettäessä päinvastaiseksi kuin perinteisesti on oletettu. Humuspitoisuus korreloi tosin vahvasti useiden saven koostumustekijöiden kanssa, joten todellinen syy tulokseen voi olla muu, humuspitoisuuden kanssa muuttuva parametri. Regressioanalyysiä käyttäen kehitetyn mallin mukaan sementillä stabiloidun saven lujuus riippuu vesi-sementtisuhteen ja humuspitoisuuden lisäksi hienoainesmäärästä. Sementillä aktivoitu kuona antaa tutkituilla savityypeillä pääsääntöisesti suuremmat lujuudet kuin pelkkä sementti stabiloinnissa tavallisten, suhteellisen pitkien kovettumisaikojen jälkeen. Nopeuttamalla kovettumista lämpökäsittelyllä voidaan ennustaa loppulujuuksia. 60 °C:n lämpötila vaikuttaa sopivalta. Tarkkojen ennustekertoimien määrittäminen vaatii laajoja koesarjoja erityyppisillä savilla.
Original languageFinnish
Place of PublicationEspoo
PublisherVTT Technical Research Centre of Finland
Number of pages109
ISBN (Print)951-38-4837-X
Publication statusPublished - 1995
MoE publication typeNot Eligible

Publication series

NameVTT Tiedotteita - Meddelanden - Research Notes
PublisherVTT
No.1682
ISSN (Print)1235-0605
ISSN (Electronic)1455-0865

Fingerprint

Intsia bijuga
clay

Keywords

  • clay minerals
  • clays
  • clay soils
  • stabilization
  • geotechnics
  • geotechnical properties
  • construction
  • earthwork
  • binders (materials)

Cite this

Kukko, H., & Ruohomäki, J. (1995). Savien stabilointi eri sideaineilla. Espoo: VTT Technical Research Centre of Finland. VTT Tiedotteita - Meddelanden - Research Notes, No. 1682
Kukko, Heikki ; Ruohomäki, Jarmo. / Savien stabilointi eri sideaineilla. Espoo : VTT Technical Research Centre of Finland, 1995. 109 p. (VTT Tiedotteita - Meddelanden - Research Notes; No. 1682).
@book{1fb2bdc2ddcb4c11802d940681af05c9,
title = "Savien stabilointi eri sideaineilla",
abstract = "Stabiloitaessa maa-ainesta kalkilla ja sementill{\"a} on havaittu huomattavia kovettumiseroja. Kovettumisreaktioihin vaikuttavia tekij{\"o}it{\"a} ei n{\"a}iden sideaineiden osalta ole viel{\"a} t{\"a}ysin selvitetty eik{\"a} stabiloitavuuden selvitt{\"a}miseksi t{\"a}ll{\"a} hetkell{\"a} ole nopeaa menetelm{\"a}{\"a}. T{\"a}ss{\"a} projektissa tutkittiin tekij{\"o}it{\"a}, jotka vaikuttavat sideaineiden kovettumisreaktioihin sek{\"a} kehitettiin menetelm{\"a}, jolla sideaineen soveltuvuus maa-aineksen kovettamiseen voidaan testata. Syv{\"a}stabilointia ja massastabilointia varten tutkittiin my{\"o}s teollisuuden sivutuotteisiin perustuvia uusia sideainevaihtoehtoja p{\"a}{\"a}painon ollessa jauhetussa granuloidussa masuunikuonassa eri tavoin aktivoituna sek{\"a} lentotuhkaan ja rikinpoistoj{\"a}tteeseen perustuvissa sideaineyhdistelmiss{\"a}. Vertailusideaineena k{\"a}ytettiin sementti{\"a}. Tutkimuksen tulostavoitteita olivat uudet sideaineratkaisut, ohje sideainevalinnan ennakkokokeiksi sek{\"a} laboratorio- ja kentt{\"a}kokeiden v{\"a}lisen korrelaation selvitt{\"a}minen. Laboratoriokokeilla etsittiin stabiloitavuuden riippuvuutta eri reseptiparametreist{\"a} (eri sideainekombinaatioista, annostuksesta, veden lis{\"a}yksest{\"a}) sek{\"a} saven geoteknisist{\"a} indeksiominaisuuksista ja kemiallisista ja mineralogisista koostumuksista. Laboratoriokoetulosten perusteella voidaan todeta, ett{\"a} stabiloidun saven lujuus on voimakkaasti riippuvainen vesi-sementtisuhteesta ja tietty{\"a} kynnysarvoa korkeammilla vesi-sementtisuhteilla lujittuminen on v{\"a}h{\"a}ist{\"a}. Syv{\"a}stabiloinnissa systeemin tekee lujuuden suhteen herk{\"a}ksi voimakas riippuvuus vesipitoisuudesta, joka saattaa vaihdella syvyyden mukaan hyvinkin paljon. Seurauksena on ollut se, ett{\"a} kun syv{\"a}stabiloinnissa sideaineannostus on ollut alle kynnysarvon, on todettu, ett{\"a} savi ei stabiloidu, ja kun on oltu kynnysarvon kohdalla, on pilarista saattanut tulla lujuuden suhteen yll{\"a}tt{\"a}v{\"a}n ep{\"a}homogeeninen. Stabiloidun saven lujuuteen vaikuttavina tekij{\"o}in{\"a} on perinteisesti pidetty vesipitoisuutta ja humuspitoisuutta. Savien vesipitoisuus ja humuspitoisuus korreloivat selv{\"a}sti kesken{\"a}{\"a}n ja oletettu humuksen haitallinen vaikutus sementill{\"a} stabiloidun saven lujuuteen on saattanutkin todellisuudessa osaksi johtua korkeasta vesipitoisuudesta. Nyt tehdyn tutkimuksen mukaan vesi-sementtisuhde sopii hyvin p{\"a}{\"a}muuttujaksi lihavien savien lujuutta mallinnettaessa. Humuspitoisuuden vaikutus osoittautui sementti{\"a} sideaineena k{\"a}ytett{\"a}ess{\"a} p{\"a}invastaiseksi kuin perinteisesti on oletettu. Humuspitoisuus korreloi tosin vahvasti useiden saven koostumustekij{\"o}iden kanssa, joten todellinen syy tulokseen voi olla muu, humuspitoisuuden kanssa muuttuva parametri. Regressioanalyysi{\"a} k{\"a}ytt{\"a}en kehitetyn mallin mukaan sementill{\"a} stabiloidun saven lujuus riippuu vesi-sementtisuhteen ja humuspitoisuuden lis{\"a}ksi hienoainesm{\"a}{\"a}r{\"a}st{\"a}. Sementill{\"a} aktivoitu kuona antaa tutkituilla savityypeill{\"a} p{\"a}{\"a}s{\"a}{\"a}nt{\"o}isesti suuremmat lujuudet kuin pelkk{\"a} sementti stabiloinnissa tavallisten, suhteellisen pitkien kovettumisaikojen j{\"a}lkeen. Nopeuttamalla kovettumista l{\"a}mp{\"o}k{\"a}sittelyll{\"a} voidaan ennustaa loppulujuuksia. 60 °C:n l{\"a}mp{\"o}tila vaikuttaa sopivalta. Tarkkojen ennustekertoimien m{\"a}{\"a}ritt{\"a}minen vaatii laajoja koesarjoja erityyppisill{\"a} savilla.",
keywords = "clay minerals, clays, clay soils, stabilization, geotechnics, geotechnical properties, construction, earthwork, binders (materials)",
author = "Heikki Kukko and Jarmo Ruohom{\"a}ki",
year = "1995",
language = "Finnish",
isbn = "951-38-4837-X",
series = "VTT Tiedotteita - Meddelanden - Research Notes",
publisher = "VTT Technical Research Centre of Finland",
number = "1682",
address = "Finland",

}

Kukko, H & Ruohomäki, J 1995, Savien stabilointi eri sideaineilla. VTT Tiedotteita - Meddelanden - Research Notes, no. 1682, VTT Technical Research Centre of Finland, Espoo.

Savien stabilointi eri sideaineilla. / Kukko, Heikki; Ruohomäki, Jarmo.

Espoo : VTT Technical Research Centre of Finland, 1995. 109 p. (VTT Tiedotteita - Meddelanden - Research Notes; No. 1682).

Research output: Book/ReportReportProfessional

TY - BOOK

T1 - Savien stabilointi eri sideaineilla

AU - Kukko, Heikki

AU - Ruohomäki, Jarmo

PY - 1995

Y1 - 1995

N2 - Stabiloitaessa maa-ainesta kalkilla ja sementillä on havaittu huomattavia kovettumiseroja. Kovettumisreaktioihin vaikuttavia tekijöitä ei näiden sideaineiden osalta ole vielä täysin selvitetty eikä stabiloitavuuden selvittämiseksi tällä hetkellä ole nopeaa menetelmää. Tässä projektissa tutkittiin tekijöitä, jotka vaikuttavat sideaineiden kovettumisreaktioihin sekä kehitettiin menetelmä, jolla sideaineen soveltuvuus maa-aineksen kovettamiseen voidaan testata. Syvästabilointia ja massastabilointia varten tutkittiin myös teollisuuden sivutuotteisiin perustuvia uusia sideainevaihtoehtoja pääpainon ollessa jauhetussa granuloidussa masuunikuonassa eri tavoin aktivoituna sekä lentotuhkaan ja rikinpoistojätteeseen perustuvissa sideaineyhdistelmissä. Vertailusideaineena käytettiin sementtiä. Tutkimuksen tulostavoitteita olivat uudet sideaineratkaisut, ohje sideainevalinnan ennakkokokeiksi sekä laboratorio- ja kenttäkokeiden välisen korrelaation selvittäminen. Laboratoriokokeilla etsittiin stabiloitavuuden riippuvuutta eri reseptiparametreistä (eri sideainekombinaatioista, annostuksesta, veden lisäyksestä) sekä saven geoteknisistä indeksiominaisuuksista ja kemiallisista ja mineralogisista koostumuksista. Laboratoriokoetulosten perusteella voidaan todeta, että stabiloidun saven lujuus on voimakkaasti riippuvainen vesi-sementtisuhteesta ja tiettyä kynnysarvoa korkeammilla vesi-sementtisuhteilla lujittuminen on vähäistä. Syvästabiloinnissa systeemin tekee lujuuden suhteen herkäksi voimakas riippuvuus vesipitoisuudesta, joka saattaa vaihdella syvyyden mukaan hyvinkin paljon. Seurauksena on ollut se, että kun syvästabiloinnissa sideaineannostus on ollut alle kynnysarvon, on todettu, että savi ei stabiloidu, ja kun on oltu kynnysarvon kohdalla, on pilarista saattanut tulla lujuuden suhteen yllättävän epähomogeeninen. Stabiloidun saven lujuuteen vaikuttavina tekijöinä on perinteisesti pidetty vesipitoisuutta ja humuspitoisuutta. Savien vesipitoisuus ja humuspitoisuus korreloivat selvästi keskenään ja oletettu humuksen haitallinen vaikutus sementillä stabiloidun saven lujuuteen on saattanutkin todellisuudessa osaksi johtua korkeasta vesipitoisuudesta. Nyt tehdyn tutkimuksen mukaan vesi-sementtisuhde sopii hyvin päämuuttujaksi lihavien savien lujuutta mallinnettaessa. Humuspitoisuuden vaikutus osoittautui sementtiä sideaineena käytettäessä päinvastaiseksi kuin perinteisesti on oletettu. Humuspitoisuus korreloi tosin vahvasti useiden saven koostumustekijöiden kanssa, joten todellinen syy tulokseen voi olla muu, humuspitoisuuden kanssa muuttuva parametri. Regressioanalyysiä käyttäen kehitetyn mallin mukaan sementillä stabiloidun saven lujuus riippuu vesi-sementtisuhteen ja humuspitoisuuden lisäksi hienoainesmäärästä. Sementillä aktivoitu kuona antaa tutkituilla savityypeillä pääsääntöisesti suuremmat lujuudet kuin pelkkä sementti stabiloinnissa tavallisten, suhteellisen pitkien kovettumisaikojen jälkeen. Nopeuttamalla kovettumista lämpökäsittelyllä voidaan ennustaa loppulujuuksia. 60 °C:n lämpötila vaikuttaa sopivalta. Tarkkojen ennustekertoimien määrittäminen vaatii laajoja koesarjoja erityyppisillä savilla.

AB - Stabiloitaessa maa-ainesta kalkilla ja sementillä on havaittu huomattavia kovettumiseroja. Kovettumisreaktioihin vaikuttavia tekijöitä ei näiden sideaineiden osalta ole vielä täysin selvitetty eikä stabiloitavuuden selvittämiseksi tällä hetkellä ole nopeaa menetelmää. Tässä projektissa tutkittiin tekijöitä, jotka vaikuttavat sideaineiden kovettumisreaktioihin sekä kehitettiin menetelmä, jolla sideaineen soveltuvuus maa-aineksen kovettamiseen voidaan testata. Syvästabilointia ja massastabilointia varten tutkittiin myös teollisuuden sivutuotteisiin perustuvia uusia sideainevaihtoehtoja pääpainon ollessa jauhetussa granuloidussa masuunikuonassa eri tavoin aktivoituna sekä lentotuhkaan ja rikinpoistojätteeseen perustuvissa sideaineyhdistelmissä. Vertailusideaineena käytettiin sementtiä. Tutkimuksen tulostavoitteita olivat uudet sideaineratkaisut, ohje sideainevalinnan ennakkokokeiksi sekä laboratorio- ja kenttäkokeiden välisen korrelaation selvittäminen. Laboratoriokokeilla etsittiin stabiloitavuuden riippuvuutta eri reseptiparametreistä (eri sideainekombinaatioista, annostuksesta, veden lisäyksestä) sekä saven geoteknisistä indeksiominaisuuksista ja kemiallisista ja mineralogisista koostumuksista. Laboratoriokoetulosten perusteella voidaan todeta, että stabiloidun saven lujuus on voimakkaasti riippuvainen vesi-sementtisuhteesta ja tiettyä kynnysarvoa korkeammilla vesi-sementtisuhteilla lujittuminen on vähäistä. Syvästabiloinnissa systeemin tekee lujuuden suhteen herkäksi voimakas riippuvuus vesipitoisuudesta, joka saattaa vaihdella syvyyden mukaan hyvinkin paljon. Seurauksena on ollut se, että kun syvästabiloinnissa sideaineannostus on ollut alle kynnysarvon, on todettu, että savi ei stabiloidu, ja kun on oltu kynnysarvon kohdalla, on pilarista saattanut tulla lujuuden suhteen yllättävän epähomogeeninen. Stabiloidun saven lujuuteen vaikuttavina tekijöinä on perinteisesti pidetty vesipitoisuutta ja humuspitoisuutta. Savien vesipitoisuus ja humuspitoisuus korreloivat selvästi keskenään ja oletettu humuksen haitallinen vaikutus sementillä stabiloidun saven lujuuteen on saattanutkin todellisuudessa osaksi johtua korkeasta vesipitoisuudesta. Nyt tehdyn tutkimuksen mukaan vesi-sementtisuhde sopii hyvin päämuuttujaksi lihavien savien lujuutta mallinnettaessa. Humuspitoisuuden vaikutus osoittautui sementtiä sideaineena käytettäessä päinvastaiseksi kuin perinteisesti on oletettu. Humuspitoisuus korreloi tosin vahvasti useiden saven koostumustekijöiden kanssa, joten todellinen syy tulokseen voi olla muu, humuspitoisuuden kanssa muuttuva parametri. Regressioanalyysiä käyttäen kehitetyn mallin mukaan sementillä stabiloidun saven lujuus riippuu vesi-sementtisuhteen ja humuspitoisuuden lisäksi hienoainesmäärästä. Sementillä aktivoitu kuona antaa tutkituilla savityypeillä pääsääntöisesti suuremmat lujuudet kuin pelkkä sementti stabiloinnissa tavallisten, suhteellisen pitkien kovettumisaikojen jälkeen. Nopeuttamalla kovettumista lämpökäsittelyllä voidaan ennustaa loppulujuuksia. 60 °C:n lämpötila vaikuttaa sopivalta. Tarkkojen ennustekertoimien määrittäminen vaatii laajoja koesarjoja erityyppisillä savilla.

KW - clay minerals

KW - clays

KW - clay soils

KW - stabilization

KW - geotechnics

KW - geotechnical properties

KW - construction

KW - earthwork

KW - binders (materials)

M3 - Report

SN - 951-38-4837-X

T3 - VTT Tiedotteita - Meddelanden - Research Notes

BT - Savien stabilointi eri sideaineilla

PB - VTT Technical Research Centre of Finland

CY - Espoo

ER -

Kukko H, Ruohomäki J. Savien stabilointi eri sideaineilla. Espoo: VTT Technical Research Centre of Finland, 1995. 109 p. (VTT Tiedotteita - Meddelanden - Research Notes; No. 1682).