aalto1 untyped-item.component.html
Uusiomateriaaleista valmistetun hydraulisesti sitoutuvan meluseinän pakkaskestävyys
Loading...
URL
Journal Title
Journal ISSN
Volume Title
Insinööritieteiden korkeakoulu |
Master's thesis
Unless otherwise stated, all rights belong to the author. You may download, display and print this publication for Your own personal use. Commercial use is prohibited.
Authors
Date
Department
Mcode
Degree programme
Language
fi
Pages
70+18
Series
Abstract
Kaupunkien laajetessa ja neitseellisten luonnonvarojen huvetessa on lineaarinen talous saavuttamassa tiensä päätä ja väistymässä kiertotalouden syrjäyttämänä. Tämän muutoksen mahdollistamiseksi on yhteiskunnissa alettu tehdä selvityksiä perinteisten menetelmien muuttamiseksi nykyaikaisempiin. Yhtenä teemana on noussut esiin uusiomateriaalien käytön lisääminen ja neitseellisten materiaalien korvaaminen uusiomateriaaleilla.
Uusiomateriaalien käyttöä pyritään edistämään löytämällä niille uusia käyttökohteita sekä tuotteistamalla niitä. Tässä työssä käytettiin kivituhkaa ja valimohiekkaa, sekä Ecolan Infra 80 -sideainetta, joka on jo tuotteistettu uusiomateriaalia sisältävä tuote. Tämän työn tavoitteena oli selvittää näiden uusiomateriaalien soveltuvuutta meluseinän rakentamiseen ja etsiä tietoa menetelmien ja materiaalien tuotteistamiseksi.
Tässä työssä syvennyttiin ns. rammed earth -tekniikkaan, joka suomennettiin tässä työssä sullotuksi maaksi, ja tutkittiin sen soveltumista meluseinän rakentamiseen. Työssä otettiin tarkastelukohdaksi ympäristökuormituksen vaikutus rakenteeseen Suomen talviolosuhteissa. Vaikutusten selvittämiseksi altistettiin tekniikalla valmistettuja koekappaleita laboratoriokokeille, joissa tutkittiin jäätymis-sulamissyklien ja tiesuolan vaikutusta rakenteen lujuuteen ja rapautumiseen. Tutkimuksissa havaittiin, että jäätymis-sulamissyklien vaikutus on merkittävä tilanteessa, joissa vesi pääsee kerrostumaan rakenteen pinnalle. Tätä seuraa rakenteen erittäin suuri rapautuminen, joka voimistuu, kun jäätymis-sulamisrasitukseen yhdistetään suolarasitus. Tilanteessa, jossa rakenne ei ole kosketuk-sissa jäätyvän veden kanssa ei jäätymis-sulamissyklien havaittu vaikuttavan negatiivisesti puristuslujuuteen.
Työssä pohdittiin tekniikan tuomista laajempaan käyttöön tuotteistamisella, ja todettiin tuotteistamisprosessiin vaadittavan vielä paljon tutkimuksia ja selvityksiä. Työn tulokset kuitenkin osoittavat, että meluseinän rakentaminen on mahdollista oikeanlaisella toteutuksella, jossa huomioidaan pintasuojauksen ja riittävän tilan tarve. Tässä työssä saavutettiin kahdella eri runkoaineen seoksella parhaimmillaan 9,8 ja 6,7 MPa:n puristuslujuuksia, ja jatkokehityksessä suositellaan käytettävän näitä seoksia. Tuotteistamiselle yksi suurimpia haasteita on tasalaatuisuuden saavuttaminen vakioidulla valmistusmenetelmällä. Tässä työssä valmistettujen koekappaleiden puristuslujuuksien välillä oli suurta vaihtelua, mikä ei ole hyväksyttävää kaupalliseen tarkoitukseen valmistetuilta tuotteilta.
As cities grow bigger and the amount of nature’s raw materials grow smaller, the linear economy is reaching its end and circular economy is starting to take its place. To ensure this change coming through, societies have started to do research on how to change their traditional methods to ones fit for modern times. On theme that has arisen is the use of secondary materials and replacing traditional materials with secondary materials.
The use of secondary materials is made easier by finding new applications for them and by productization of secondary materials. In this thesis, quarry fines and waste foundry sand are used with Ecolan Infra 80 -binder, which is a productized product containing secondary materials. The goal in this thesis is to study the applicability of these secondary materials in construction of a noise barrier wall.
Rammed earth technique and its suitability for construction of noise barrier wall was studied. The focus of this thesis was to find the effect of environmental load on the structure during Finnish winter. To discover this, a number of samples were subjected to freeze and thaw cycles in laboratory conditions. The goal was to understand the effect of freeze and thaw cycles, with and without the presence de-icing salts, on compressive strength and on the amount of deterioration. It was discovered that the effect of freeze and thaw cycles is remarkable in situations where water pools on the surface of the structure. This is followed by intense deterioration, which is multiplied when freeze and thaw cycles are combined with the presence of de-icing salts. When there is no contact between freezing water and the surface of the structure, there was no negative impact on compressive strength.
The technique can be introduced to wider use by productization, and it was concluded that the process of productization still requires further research. However, the results of this thesis show that it is possible to build a noise barrier wall as long as proper care is taken to protect the surface of the structure and ensure there is adequate amount of space for the wall. The maximum compressive strengths reached with two different mixes of aggregate are 9.8 and 6.7 MPa, and it is recommended to use these mixes in further research and development. One of the biggest challenges for productization is reaching consistent products with a standardized production method. The samples in this thesis varied greatly in their compressive strength, which is undesirable for product meant for commercial sale.
Description
Supervisor
Korkiala-Tanttu, LeenaThesis advisor
Gustavsson, HenrySappinen, Tommi