Uusiosideaineet koheesiomaiden syvästabiloinnissa - käyttökokemukset ja ympäristövaikutukset

Syvästabiloinnin tavoitteena on parantaa pehmeän maa-aineksen kuten, saven, siltin, liejun ja turpeen, ominaisuuksia eli lisätä leikkauslujuutta ja vähentää kokoonpuristuvuutta. Tässä raportissa käsitellään koheesiomaiden stabilointia (savi, siltti, lieju).

Syvästabilointi tapahtuu sekoittamalla maa-ainekseen kemiallisia seosaineita, jotka reagoivat maa-aineksen kanssa. Savikerroksen lujittuminen perustuu savimineraalien pinnassa tapahtuvaan ioninvaihtoon, maapartikkelien sitomiseen kemiallisten reaktiotuotteiden kanssa ja/tai tyhjätilan täyttämiseen. Syvästabilointi luokitellaan stabilointimenetelmän perusteella (mm. kuiva-/märkästabilointi, pilari-/massastabilointi, jne.). (Liikennevirasto 2018)

Pilaristabiloinnissa stabiloitavaan maakerrokseen sekoitetaan sideainetta, joka kovettuessaan muodostaa pystysuuntaisia pilareita. Massastabiloinnissa maahan sekoitetaan sideainetta pysty- ja vaakasuunnassa, jolloin maahan syntyy lujittunut vyöhyke. Syvästabilointi toteutetaan tilaajan teettämän rakennussuunnitelman mukaisesti. Syvästabiloinnin tekeminen ja laadunvalvonta on ohjeistettu yksityiskohtaisesti InfraRYL:ssä (Infrarakentamisen yleiset laatuvaatimukset).

Pilaristabiloinnin kehittäminen on aloitettu Japanissa ja Ruotsissa 1960-luvulla ja otettu tuotantokäyttöön 1970-luvulla. Massastabilointimenetelmä on kehitetty Suomessa 1990-luvun alussa. Massastabilointilaitteistossa sideaineen syöttöperiaate on vastaava kuin pilaristabilointilaitteistossa ja laitteiston ero on lähinnä sekoitinlaitteistossa ja stabilointisyvyydessä. Pilaristabilointia voidaan käyttää sekä kuivalla maalla että vedenalaisena tehtävässä työssä. Massastabilointia tehtäessä massastabiloitavan maa-aineksen pinnan tulee olla vesipinnan yläpuolella.

Pilaristabiloinnin määrä vuosittain on ollut Suomessa 2000-luvulla välillä 0,3–0,9 milj. m3
ja massastabiloinnin 0,1-0,6 milj. m3-massastabiloitu maa (keskimäärin n. 2 milj. m-pilari ja 0,250 milj. m3-maa vuodessa). Massastabiloinnissa vuosittaiset vaihtelut voivat olla suuria, koska yksittäisessä kohteessa stabiloinnin määrä voi olla jopa 0,5 milj.m3 (esim. Vuosaaren sataman rakentamisen yhteydessä tehty pilaantuneiden ruoppausmassojen massastabilointi 2000-luvulla).

Käytettävä sideaine vaikuttaa merkittävästi syvästabilointimenetelmän hiilidioksidipäästöihin. Perinteisesti syvästabiloinnin sideaineena on käytetty kalkkisementtiä, jonka valmistus aiheuttaa suuret hiilidioksidipäästöt. Käyttämällä sideaineena teollisuuden sivuvirtoja sisältäviä uusiosideaineita, voidaan merkittävästi vähentää syvästabiloinnin hiilidioksisipäästöjä. Jotta vähäpäästöisten uusiosideaineiden käyttäminen tavanomaisessa infran syvästabiloinnissa (kadut, putkilinjat, pihat, yms.) muodostuu vallitsevaksi käytännöksi, hankekohtainen uusiosideaineiden ympäristöluvitus on mielekästä vain poikkeustapauksissa, joten kaikki teknisesti toimivat ja ympäristölle turvalliseksi osoitetut uusiosideaineet tulisi jatkossa saada riittävän vapaasti käytettäviksi.

Tähän raporttiin on koottu perustietoa uusiosideaineiden käytöstä syvästabiloinnissa ja uusiosideaineiden ympäristökelpoisuudesta. Raportin tavoitteena on lisätä tietoutta syvästabilointimenetelmästä ja uusiosideaineista.