Valimohiekan soveltuminen osaksi kerrosstabiloinnin runkoainetta ja käytön edistäminen, diplomityö Eero Juuti

Valimoteollisuuden ongelmana on kertamuottimenetelmällä syntyvän jätteeksi luokiteltavan valimohiekan loppusijoittaminen. Kiristyvä jätelainsäädäntö ohjaa valimoita kehittämään uusia käyttökohteita valimohiekalle, koska loppusijoitus kaatopaikoille on jäämässä historiaan. Vuonna 2018 voimaan tullut asetus eräiden jätteiden hyödyntämisestä
maarakentamisessa 843/2017 sallii valimohiekan käytön väylä- ja kenttärakenteissa sekä
teollisuus- ja varastorakennusten pohjarakenteissa ilmoitusmenettelyllä asetuksessa esitettyjen ehtojen täyttyessä.

Valimohiekan kierrätystä ja uudelleenkäyttöä edistämään on perustettu Kiertovalu-tutkimushanke, jonka osana tämä diplomityö tehtiin. Tämän työn tavoitteena oli selvittää valimohiekan ja kalliomurskeen tai betonimurskeen seosten geoteknistä soveltuvuutta kerrosstabiloinnin runkoaineeksi. Soveltuvuutta tutkittiin laboratoriokokein, joilla pyrittiin
selvittämään stabiloidun seoksen pitkäaikaiskestävyysominaisuuksia, kuten kapillaarisuutta, vedenläpäisevyyttä, routanousua, jäädytys-sulatuskestävyyttä, puristuslujuutta ja
syklistä kuormitusta. Lisäksi työssä oli tavoitteena edistää valimohiekan uusiokäyttöä tierakenteessa. Uusiokäytön edistämistä varten kuvattiin valimohiekan tuotteistamisprosessi, sillä tuotteistaminen helpottaisi valimohiekan uudelleenkäyttöä merkittävästi. Lisäksi tehtiin myös päästö- ja kustannuslaskenta sekä tuotteistamiseen tarvittava ja pitkäaikaiskestävyydestä kertovan koerakenteen yleispätevä suunnitelma.

Tämän diplomityön laboratoriotutkimustulosten perusteella valimohiekasta ja kalliomurskeesta saadaan tehtyä kerrosstabilointiin teknisesti soveltuva seos. Myös betonimurskeen ja valimohiekan sekoitus vaikutti mahdolliselta vaihtoehdolta pelkän puristuslujuuden perusteella. Valimohiekan tuotteistamisprosessi kuvattiin suodatinkerroksessa käytettävälle sitomattomalle valimohiekalle, sillä sen tuotteistaminen havaittiin työn aikana seoksen tuotteistamista mielekkäämmäksi vaihtoehdoksi. Seoksen tuotteistaminen kantavaan kerrokseen osoittautui erittäin urakoitsijariippuvaiseksi, kun taas
suodatinkerroksessa käytettävän valimohiekan voisi tuotteistaa myös valimot. Päästö- ja
kustannuslaskennoissa huomattiin, että valimohiekkaa käyttämällä voidaan pienentää
suodatinkerroksen ja jakavan kerroksen rakentamisen päästöjä jopa 46 % ja kustannuksia 50 % perinteisiin luonnonmateriaaleihin nähden. Havaittiin myös, että laskentojen
rajaukset saattavat muuttaa laskennan tulosta huomattavastikin.