Uusiomateriaaleista sullotun maan tekniikalla valmistettu meluseinäkoerakenne

Kierrätysmateriaalien käyttö rakennusteollisuudessa on elintärkeää kestävän kehityksen kan-
nalta. Tässä työssä on tutkittu pääkaupunkiseudulla syntyvien uusiomateriaalien soveltu-
vuutta sullotun maan tekniikkaan. Työn tavoitteena oli selvittää, voidaanko uusiomateriaaleja
käyttää sullotun maan tekniikalla valmistetussa rakenteessa.

Perinteisessä sullotun maan tekniikassa (Rammed Earth) kosteaa luonnon maa-ai-
nesta tiivistetään muotin sisään. Tiivistetty maa-aines muodostaa seinämän, jonka ympäriltä
voidaan purkaa muotit heti tiivistystyön jälkeen. Sullotun maan tärkeimpänä ominaisuutena
pidetään sen puristuslujuutta. Tässä työssä perinteisesti menetelmässä käytetyt luonnon maa-ainekset on korvattu uusiomateriaaleilla. Uusiomateriaaleja on käytetty työssä sekä side-, että runkoaineina.

Työssä sideaineina käytetyt uusiomateriaalit ovat kivihiilenpolton lentotuhka sekä bio-
polton lentotuhka. Uusiomateriaaleista runkoaineksina on käytetty betonimursketta, käsitel-
tyä yhdyskuntajätteenpolton pohjakuonaa sekä rakenteesta kaivetun lentotuhkan ja rikinpoiston lopputuotteen seosta. Sullotun maan tekniikkaa varten valmistetuissa massoissa on käytetty aktivaattorina myös pieniä määriä sementtiä, mutta sementin osuus kuiva-aineiden massasta on painoprosentteina vain 2–3 % luokkaa.

Uusiomateriaalien käyttöä sullotun maan rakenteessa tutkittiin tekemällä koerakenne
Helsingin Konalaan. Koerakentamista varten työssä tehtiin kirjallisuuskatsaus, jonka tarkoi-
tuksena oli edistää koerakenteen ja -rakentamisen suunnittelua. Laboratoriokokeissa havait-
tiin, että massan vesipitoisuus on yksi menetelmän tärkeimmistä parametreistä, jolla voidaan
vaikuttaa oleellisesti rakenteen ominaisuuksiin.

Laboratoriokokeissa sekä koerakentamisen aikana valmistettujen koekuutioiden pu-
ristuslujuudet vaihtelivat 0,43–11,85 MPa:n välillä. Puristuslujuuden määrittämiseksi koe-
kappaleita valmistetiin 3 kpl / koesarja. Koekuutiosarjojen rinnakkaiskoekappaleiden välillä
havaittiin jonkin verran hajontaa, mikä johtuu osittain koesarjan kappaleiden rajallisesta lu-
kumäärästä ja haasteista koekappaleiden tekemisessä, mutta myös toisaalta indikoi sullotun
maan tekniikalla valmistettujen rakenteiden laadun ja ominaisuuksien hajonnasta. Koekap-
paleiden laadullinen hajonta kertoo menetelmän alttiudesta työssä syntyville virheille, jotka
liittyvät suurimmilta osin massan sekoittamiseen, vesipitoisuuteen, sekä käytettyyn tiivistys-
tekniikkaan. Jos edellä mainittujen seikkojen kanssa tehdään virheitä, voidaan se havaita materiaalin heikentyneinä ominaisuuksina, kuten laskeneena puristuslujuutena.

Koerakenne onnistui tähän mennessä saatujen kokemusten perusteella hyvin, mutta
tuotteistamista varten menetelmällä rakentaminen vaatii vielä optimointia voidakseen toimia
kilpailukykyisenä menetelmänä nykypäivän kehittyneille rakennusmateriaaleille sekä -teknii-
koille. Uusiomateriaaleja käytettäessä menetelmä sopii parhaiten yksinkertaisiin ei- kantaviin
rakenteisiin, kuten meluseiniin, joilta ei vaadita korkeita rakennusteknisiä ominaisuuksia, ku-
ten suurta puristus-, veto-, tai leikkauslujuutta. Kun sullotun maan menetelmässä käytetään
uusiomateriaaleja, on menetelmän suurimpana hyötynä rakenteen erittäin pieni hiilijalanjälki
verrattuna esimerkiksi betoniin.