Vähähiilinen syvästabilointi ja hankintamenettelyt
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
2024-08-19
Department
Major/Subject
Geotechnical Engineering
Mcode
Degree programme
Master's Programme in Geoengineering (GEO)
Language
fi
Pages
79+62
Series
Abstract
Syvästabiloinnin sideaineiden päästöjen vähentäminen on merkittävä osa pohjanvahvista- misen ja pohjarakentamisen hiilidioksidipäästöjen vähentämistä. Päästöjä voidaan vähentää suosimalla vähähiilisiä sideainereseptejä. Näiden käyttöä voidaan edistää UUMA4-ohjel- massa kehitetyllä syvästabiloinnin vähähiilisyysluokituksella. Tämän työn tavoitteena on edistää vähähiilisyysluokituksen käyttöönottoa syvästabiloinnin hankinnassa. Työssä esi- tellään syvästabiloinnin vähähiilisyysluokituksen yhdistämistä erilaisiin hankintamalleihin sekä esimerkkitarkasteluja vähähiilisyysluokituksen käytöstä. Osana työtä Helsingin Malminkentällä nostettiin koepilareita niiden yläpäiden olomuo- don tutkimiseksi (halkaisija, tasalaatuisuus, lujuus, yms.). Tutkimusten tavoitteena oli var- mistaa vähähiilisten sideaineiden tuotantostabilointiin soveltuvuus. Tutkimukset sisälsivät ylös nostettujen pilareiden sideainejakauman vaihtelun määritykset poikkileikkauksessa (pH, XRF, penetrometri) ja sideaineen diffuntoitumisen pilarin ympärillä. Ylös nostetuista pilareista sekä niitä ympäröivästä savesta otettiin näytteitä laboratoriotutkimuksia varten. Tutkimukset käsittivät muun muassa puristuskokeita ja vesipitoisuusmittauksia. Tutkimuk- sista vastasivat Helsingin kaupunki, Stara, Ramboll ja Aalto-yliopisto. Laadunvalvontakairausten perusteella sideaineille muodostettiin päästökuvaajat lujuutta kohden 3 ja 12 kk ikäisinä (kg CO2e / kPa / m-pilari). Kuvaajien perusteella havaittiin pääs- töjen lujuutta kohden olevan yhtä sideainetta lukuun ottamatta keskenään samaa suuruus- luokkaa huolimatta sideaineiden erilaisista päästökertoimista. Tämä selittyy sillä, että suu- remman päästökertoimen omaavilla sideaineilla saavutettiin suurempia lujuuksia (yhtä si- deainetta lukuun ottamatta). Koepilarien laadunvalvontakairausten ja stabiloitavuuskokeiden tulosten perusteella teh- tiin kaksi esimerkkitarkastelua, joissa testattiin syvästabiloinnin sideaineiden vähähiilisyys (SSV) ja syvästabilointipilareiden vähähiilisyysluokitusta (SPV). Tarkasteluja varten opti- moitiin sideainemäärät tavoitelujuutta vastaaviksi. Kokonaishiilidioksidipäästöt opti- moiduilla sideaineresepteillä laskettiin sideaineiden päästökertoimien perusteella. Tarkas- telujen perusteella havaittiin, että syvästabiloinnin kokonaispäästöihin voidaan vaikuttaa merkittävästi määrittämällä hankinta-asiakirjoihin tarkoituksenmukainen SSV- ja/tai SPV- luokka. Optimoiduilla sideainemäärillä laskettujen kohteen kokonaishiilidioksidipäästöjen erotus suurimman ja pienimmän SSV-luokan sideaineiden välillä oli noin 70 %.Reducing emissions of deep mixing binders is a significant part of reducing carbon dioxide emissions from soil improvement. Emissions can be reduced by favouring low-carbon bind- ers. Their use can be promoted through the low-carbon classification for deep mixing de- veloped in the UUMA4 program. The work presents the integration of low-carbon classifi- cation of deep mixing into various procurement procedures and example studies of the use of low-carbon classification. As a part of the work, 08/2022 stabilized test columns were lifted at Helsinki Malminkenttä to investigate the structure (diameter, uniformity, strength, etc.) of their upper ends with the aim of ensuring the suitability of low-carbon binders for production deep mixing. Studies performed on the columns included determinations of variations in binder distribution of lifted columns across the cross-section (pH, XRF, penetrometer) and the dif- fusion of the binder outside the column. Samples were taken from the up lifted columns and the surrounding clay for laboratory studies. The studies included, among other things, compression tests and moisture content measurements, which are not reported in this work. The studies were conducted by the City of Helsinki, Stara (Helsinki City Construction Services), Ramboll, and Aalto University. Based on quality control soundings of the test columns, strength-emission (kg CO2e / kPa / m-column) figures were formed for binders at 3 and 12 months of age. Based on the figures, it was observed that emissions per strength were of the same magnitude for all binders except one, regardless of the different emission factors of the binders. This is explained by the fact that binders with higher emission factors achieved higher strengths. Based on quality control soundings of test columns and stabilization tests, two example studies were conducted for testing the low-carbon classification for deep mixing binders (SSV) and low-carbon classification for deep mixed columns (SPV). For the studies, binder amounts were optimized to match the target strength. Total carbon dioxide emissionswith optimized binder recipes were calculated based on binder emission coefficients . The studies revealed that overall emissions from deep mixing can be significantly influenced by specifying an appropriate SSV and/or SPV class in procurement documents. The difference in total carbon dioxide emissions calculated with optimized binder recipes between binders of the highest and lowest SSV class was about 70%.Description
Supervisor
Korkiala-Tanttu, LeenaThesis advisor
Forsman, JuhaTaskila, Liisa
Keywords
uusiosideaineet, syvästabilointi, pilaristabilointi, hankintamenettelyt, vähähiilisyys, koestabilointi