Betonimurskeen puhtauden tunnistaminen ja mekaaniset ominaisuudet, diplomityö Topi Paalanen

Tarve betonimurskeen uudelleenkäytölle on lisääntynyt ympäristötietoisuuden ja betonimurskeen tunnistettujen hyvien maanrakennusominaisuuksien vuoksi. Työmaaolosuhteissa tuotetun betonimurskeen laadunvalvonta on monesti puutteellista laadun arvioinnin tulkinnanvaraisuuden vuoksi. Tästä syystä betonimurskeen tuottajien laadunarvioinnin helpottamiseksi tarvitaan lisää työkaluja.

Tässä työssä verrattiin 0/16 mm raekokoisen puhtaan betonimurskeen ja Sorilan kalliomurskeen mekaanisia ominaisuuksia. Työn toisessa osassa tehtiin sekoituskokeita BeM
I-IV -luokan betonimurskeille eri vierasainemäärillä. Työn tavoitteena oli saada uutta tietoa 0/16 mm raekokoisen kalliomurskeen mekaanisista ominaisuuksista ja työkaluja
BeM-laatuluokan arvioimisen helpottamiseksi.

Mekaanisissa kokeissa murskeille määritettiin raekokojakauma, kuivatilavuuspaino,
kiintotiheys, iskunkestävyys, kulutuskestävyys sekä dynaamisilla kuormituskokeilla kalliomurske- ja 0-28 vrk ikäisten betonimurskenäytteiden resilient moduulia ja pysyvää
muodonmuutosta sekä staattisella aksiaalisella kuormituksella muodonmuutosta. Työn
toisessa osassa 0/45 ja 0/90 mm raekokoiselle kuivalla ja märällä betonimurskeella tehtiin sekoituskokeita eri vierasaineiden pitoisuuksilla ja murskeseokset kuvattiin. Laatu-
luokkien BeM I – IV -murskeiden 2D-kuvista laskettiin jätteiden peittämiä pinta-aloja ja
niitä verrattiin tilastollisesti näytteiden tunnettuihin jätteiden määriin.

Mekaanisissa kokeissa kalliomurskeen kulutus- ja iskunkestävyys olivat betonimursketta
paremmat, mutta betonimurskeen muodonmuutosominaisuudet ja resilient moduuli olivat Sorilan kalliomursketta paremmat. Betonimurskenäytteissä tapahtui lievää lujittumista 28 vrk tarkkailujakson aikana, mikä näkyi kasvaneena resilient moduulina ja pienempänä pysyvänä muodonmuutoksena. Betonimurskeen hyvistä muodonmuutosominaisuuksista ja lujittumisominaisuudesta johtuen se sopii hyvin kantavaan ja jakavaa kerrokseen, mutta kalliomursketta heikomman kulutus- ja iskunkestävyyden vuoksi huonosti kulutuskerroksiin. Murskeiden dynaamisia kuormituskokeita ei tehty standardien mukaisesti, joten kokeiden tulokset ovat suuntaa antavia.

Sekoituskokeissa betonimurskeeseen lisätyn tiilimurskeen tunnetun määrän ja 2D-kuvista laskettujen pinta-alojen välillä oli lineaarinen tilastollinen yhteys. Sekoitusnäytteiden puun, metallin, muovin ja kelluvien materiaalien tunnistetuissa määrissä oli suurta hajontaa ja materiaalit ovat tiiltä heterogeenisempiä. Sekoituskokeissa luotua kuvakirjastoa voidaan käyttää BeM-laatuluokan murskeiden tiilen tunnistamisen apuna. Laatikkomenetelmällä tehtyä epäpuhtauksien tunnistaminen varsinkin tiilen osalta voidaan suositella sovellettavaksi myös työmaaolosuhteissa. Näyte on hyvä kuvata sekä märkänä
että kuivana.