SY775 Natriumkloridin vaikutus mineraalisten luiskasuojausten vedenläpäisevyyteen
Jyrki Hämäläinen, Juhani Gustafsson, Pasi Hellstén ja Taina Nystén, 2005.
Suomen ympäristö 775, ympäristönsuojelu, 77 s.
URN:ISBN9521120134, ISBN 952-11-2013-4 (PDF). Julkaisu on saatavissa myös painetussa muodossa ISBN 952-11-2012-6 (nid.).
Tiivistelmä
Tutkimuksessa on selvitetty alhaisen vallitsevan jännityksen sekä natriumkloridin vaikutusta mineraalisten tiivistysmateriaalien vedenläpäisevyyteen. Koejärjestelyissä pyrittiin simuloimaan teiden luiskasuojauksen olosuhteita jäykkäseinäisen kaksirengassellin avulla (ns. CUR -selli). Läpäisynesteenä käytettiin vesijohtovettä sekä neljää eri vahvuista natriumkloridiliuosta. Mittausjaksojen pituudet kullakin natriumkloridiliuoksella vaihtelivat välillä 30 - 250 vrk. Näytteiden kemiallisen tasapainon toteutumista seurattiin mittaamalla ulos tulevan veden sähkönjohtavuutta. Osalle materiaaleista määritettiin hydraulinen johtavuus myös pehmeäseinäisellä koejärjestelyllä.
Paisumattoman luonnonsaven vedenläpäisevyys ei muutu läpäisyveden NaCl -konsentraation kasvaessa. Luonnonsaven tiivistyvyys ja saavutettava vedenläpäisevyysarvo riippuvat voimakkaasti saven työnaikaisesta vesipitoisuudesta. Sopiva tiivistysvesipitoisuusalue on kapea. Luonnonsavitiivisteet tulee aina suojata jäätymiseltä ja kuivumiselta.
Maabentoniittiseoksia käytettäessä tulee bentoniittimäärän mitoituksessa ottaa huomioon bentoniitin paisumiskyvyn heikkeneminen suolavedessä. Rakenne tulee tiivistää optimivesipitoisuutta kosteampana ja suojata kuivumiselta.
Maasto-olosuhteissa tapahtuvaan massojen sekoittamiseen ja tiivistämiseen liittyy aina riskitekijöitä, jotka voivat johtaa rakenteen laadun paikalliseen vaihteluun. Bentoniittimattoja käytettäessä ovat kyseiset riskitekijät vähäisempiä. Bentoniittimatot eivät vaurioidu jäätymisen tai kuivumisen seurauksena, mutta vaurioituvat kuivumisen ja ioninvaihdon vaikuttaessa samanaikaisesti.
Tutkimuksen mukaan bentoniittimatot toimivat hyvin natriumkloridista huolimatta. Käytetyssä koejärjestelyssä natriumkloridi jopa alensi natriumbentoniitin hydraulista johtavuutta. Aktivoidun bentoniitin hydraulinen johtavuus oli lähes vakio koko testatulla natriumkloridin konsentraatioalueella. Tuloksia voidaan selittää joko osmoottisesta paineesta tai veden poistumisesta johtuvalla bentoniitin konsolidoitumisella.
Bentoniittimattojen mittaustulokset erosivat kirjallisuudessa raportoiduista arvoista. Eroja voidaan selittää käytettyjen koejärjestelyjen eroilla. Kirjallisuudessa raportoidut kokeet on pääsääntöisesti tehty käyttäen yksinkertaista jäykkäseinäistä selliä tai kolmiaksiaalilaitteistoa. Tässä tutkimuksessa käytetyn kaksirengassellin merkittävin etu kolmiaksiaalilaitteistoon nähden on mahdollisuus käyttää alhaista tehokasta jännitystä ja yksinkertaiseen jäykkäseinäiseen laitteistoon nähden mahdollisuus eliminoida vuodot sellin reunalla. Lisäksi tässä tutkimuksessa näytteen alapuolinen hiekka oli kokeiden aikana kyllästymättömässä tilassa.
Lisätietoja
Erikoistutkija Taina Nystén, Suomen ympäristökeskus, puh. 403 000, etunimi.sukunimi@ymparisto.fi [taina nysten]
|