Vähähiilinen pilaristabilointi ja hankintamenettelyt, diplomityö Otto Kaukoranta

Syvästabiloinnin sideaineiden päästöjen vähentäminen on merkittävä osa pohjanvahvistamisen ja pohjarakentamisen hiilidioksidipäästöjen vähentämistä. Päästöjä voidaan vähentää suosimalla vähähiilisiä sideainereseptejä. Näiden käyttöä voidaan edistää UUMA4-ohjelmassa kehitetyllä syvästabiloinnin vähähiilisyysluokituksella. Tämän työn tavoitteena on edistää vähähiilisyysluokituksen käyttöönottoa syvästabiloinnin hankinnassa. Työssä esitellään syvästabiloinnin vähähiilisyysluokituksen yhdistämistä erilaisiin hankintamalleihin sekä esimerkkitarkasteluja vähähiilisyysluokituksen käytöstä.

Osana työtä Helsingin Malminkentällä nostettiin koepilareita niiden yläpäiden olomuodon tutkimiseksi (halkaisija, tasalaatuisuus, lujuus, yms.). Tutkimusten tavoitteena oli varmistaa 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. Tutkimuksista 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 päästöjen lujuutta kohden olevan yhtä sideainetta lukuun ottamatta keskenään samaa suuruusluokkaa huolimatta sideaineiden erilaisista päästökertoimista. Tämä selittyy sillä, että suuremman päästökertoimen omaavilla sideaineilla saavutettiin suurempia lujuuksia (yhtä sideainetta lukuun ottamatta).

Koepilarien laadunvalvontakairausten ja stabiloitavuuskokeiden tulosten perusteella tehtiin kaksi esimerkkitarkastelua, joissa testattiin syvästabiloinnin sideaineiden vähähiilisyys (SSV) ja syvästabilointipilareiden vähähiilisyysluokitusta (SPV). Tarkasteluja varten optimoitiin sideainemäärät tavoitelujuutta vastaaviksi. Kokonaishiilidioksidipäästöt optimoiduilla sideaineresepteillä laskettiin sideaineiden päästökertoimien perusteella. Tarkastelujen 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 %.